CN102446732A

CN102446732A - 提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺

Info

Publication number: CN102446732A
Application number: CN2011103869176A
Authority: CN
Inventors: 张亮; 毛智彪
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明提供的一种提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，包括将返工栅极进行灰化、酸洗、干燥等工艺去除光刻胶，所述返工栅极包括基体、基体上的上覆层薄膜和上覆层薄膜上的光刻胶；去除所述返工栅极基体上的上覆层薄膜；在所述基体上重新生长薄膜层，所述薄膜层的性质和厚度与所述上覆层薄膜相同。本发明提高工艺稳定性和重复性，提高生产效率减少缺陷和失效的发生，提高生产速度，降低成本，有利于大规模工业生产。

Description

提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺

技术领域

本发明涉及一种栅极返工工艺，尤其涉及一种提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺。

背景技术

随着半导体性能要求的不断提高，集成电路芯片的尺寸也越来越小，光刻过程成为芯片制造中最核心的工序。通常一个完整的45纳米工艺芯片，视性能要求的不同大约需要40到60次光刻工序。随着器件尺寸的缩小，光刻的图形也不断缩小，光阻的厚度越来越小和光刻完成后的尺寸也越来越小。随着芯片生产工艺从微米级到目前最先进的15纳米工艺，光刻所使用的波长也随着芯片工艺的进步不断缩小，从汞的I系线，G系线到紫外区域的193nm紫外线，极紫外线（EUV）、乃至电子束。光刻成为一项精密加工技术。

栅极一般是该项工艺技术的最小线宽和最密图形。随着线宽的不断缩小，工艺窗口及所容许的误差也越来越小，而且缺陷也越来越多。但由于光刻后，如果参数不符合规格可以进行返工，重新曝光，甚至可以多次返工，最终达到所需要的要求。据初步统计，栅极曝光的返工率高于10%，特别是对于工艺开发期以及尚未稳定的工艺，光刻返工率要更高。

栅极组成通常有硅单晶上的绝缘介质层，栅极材料，以及作为抗反射层或硬掩模使用的上覆层薄膜。而由于光刻的基底——最表层的上覆层薄膜在返工的去光阻过程中发生性质改变，从而所有的相关光刻参数都需要人工调节，而且由于返工次数的不同或相同返工次数但表层改变程度不一样，所需要调节的参数的调节量也不一样。因此，该人工调节光刻参数的过程不可靠，不稳定，极容易失败而需要再次返工，从而越来越加大成功实现光刻的难度。而且，随着返工次数的增加，其光刻返工所需要调节参数改变范围也越大，难度也越大，更容易发生失效。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可以实现快速、有效、可靠的提高栅极曝光返工参数稳定性和可重复性，以实现高效率，高速度的自动化生产的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺。

发明内容

鉴于上述的现有技术中的问题，本发明所要解决的技术问题是现有的技术中返工栅极稳定性不好。

本发明提供的一种提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，包括以下步骤：

步骤1，将返工栅极进行灰化、酸洗、干燥等工艺去除光刻胶，所述返工栅极包括基体、基体上的上覆层薄膜和上覆层薄膜上的光刻胶；

步骤2，去除所述返工栅极基体上的上覆层薄膜；

步骤3，在所述基体上重新生长薄膜层，所述薄膜层的性质和厚度与所述上覆层薄膜相同。

在本发明的一个较佳实施方式中，还包括步骤4，在所述返工栅极上旋涂光刻胶，并进行曝光显影。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述步骤1的光刻胶下还涂覆底部抗反射涂层，步骤1中还包括去除所述底部抗反射涂层。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述步骤1中的基体包括基底材料、介质材料和栅极材料。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述基底材料为单晶硅、锗或者III-V族化合物材料。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述介质材料为氧化硅或氧化铝。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述栅极材料为多晶硅或者金属栅极材料。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述上覆层薄膜和薄膜层材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化铝。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述步骤2中采用湿化学刻蚀去除上覆层薄膜。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述步骤3中采用化学气相沉积法生长薄膜层。

本发明通过去除表层性质改变的上覆层薄膜，重新生长具有初始性质的薄膜层，而实现曝光过程与原有初次曝光参数保持不变。从而高效快速的实现返工光刻参数设定，减少由于工艺不稳定及人工估计而造成的光刻再次失败，提高工艺稳定性和重复性，提高生产效率减少缺陷和失效的发生，提高生产速度，降低成本，有利于大规模工业生产。

附图说明

图1是本发明的实施例的步骤1后的结构示意图；

图2是本发明的实施例的步骤2后的结构示意图；

图3是本发明的实施例的步骤3后的结构示意图；

图4是本发明的实施例的步骤4后的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做具体阐释。

本发明的实施例的一种提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，包括以下步骤：

步骤1，如图1中所示，由于返工栅极尺寸、对准度、均匀性、缺陷等因素，造成本次曝光光不合格，需要返工，重新曝光。将返工栅极进行灰化、酸洗、干燥等工艺去除光刻胶3。返工栅极包括基体1、基体上的上覆层薄膜2和上覆层薄膜上的光刻胶3。优选的，光刻胶3下还涂覆底部抗反射涂层31，在去除光刻胶3的同时也去除底部抗反射涂层31；

同时，基体1中包括基底材料11、介质材料12和栅极材料13，图1中基体为示意图，具体结构可能并不如图1中所示，本实施例对此并不作限制。

基底材料11优选为单晶硅、锗或者III-V族化合物材料；介质材料12优选为氧化硅或氧化铝；栅极材料13优选为多晶硅或者金属栅极材料。

步骤2，如图2中所示，去除返工栅极基体1上的上覆层薄膜；

步骤3，如图3中所示，在基体1上重新生长薄膜层4。薄膜层4的性质和厚度与上覆层薄膜3相同。优选的，上覆层薄膜和薄膜层材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化铝。

步骤4，如图4中所示，可以在本实施例步骤3后的返工栅极上旋涂光刻胶3，并进行曝光显影。

在本发明的实施例中，步骤2中的去除上覆层薄膜过程可以利用高选择的刻蚀过程，尽量不对栅极材料产生影响。同时通过选择不同的表层材料和刻蚀过程的匹配，来达到最佳的选择刻蚀比。较佳的选择是利用湿化学刻蚀去除，优选热磷酸、氢氟酸或缓冲蚀刻液（BOE）湿法刻蚀，也可以选择干法刻蚀去除，优选等离子体干法刻蚀。

在本发明的实施例中，步骤3中可采用化学气相沉积法生长薄膜层。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤2，去除所述返工栅极基体上的上覆层薄膜；

2.如权利要求1所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，还包括步骤4在所述返工栅极上旋涂光刻胶，并进行曝光显影。

3.如权利要求1所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述步骤1的光刻胶下还涂覆底部抗反射涂层，步骤1中还包括去除所述底部抗反射涂层。

4.如权利要求1所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述步骤1中的基体包括基底材料、介质材料和栅极材料。

5.如权利要求4所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述基底材料为单晶硅、锗或者III-V族化合物材料。

6.如权利要求4所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述介质材料为氧化硅或氧化铝。

7.如权利要求4所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述栅极材料为多晶硅或者金属栅极材料。

8.如权利要求1所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述上覆层薄膜和薄膜层材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化铝。

9.如权利要求1所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述步骤2中采用湿化学刻蚀去除上覆层薄膜。

10.如权利要求1所述的提高多次曝光稳定性的栅极返工工艺，其特征在于，所述步骤3中采用化学气相沉积法生长薄膜层。