CN107015445A - 半导体结构表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体结构表面处理方法，包括如下步骤：提供一半导体结构，所述半导体结构包括薄膜层和位于所述薄膜层表面上待处理的光刻胶；采用第一等离子体处理方式去除所述待处理的光刻胶；将去除所述待处理的光刻胶后的半导体结构进行清洁工艺；采用第二等离子体处理方式处理经过所述清洁工艺后的半导体结构。在本发明提供的半导体结构表面处理方法中，在第一等离子体处理方式去除掉光刻胶以及完成清洁工艺后，通过第二等离子体处理方式可修复半导体结构表面形貌，并增加了薄膜层在后续工艺中的附着力，减少了产品缺陷，提高产品良率，同时可降低薄膜层悬键数量，使薄膜层表面的化学活性降低，提高薄膜层的抗腐蚀能力。

Description

半导体结构表面处理方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别涉及一种半导体结构表面处理方法。
背景技术
半导体制造技术需要在半导体结构上进行多种不同的物理和化学工艺，光刻(Litho)制程则是半导体制造技术最重要的制程之一。在整个集成电路的制造过程当中可能需要进行多次光刻工艺，因此光刻胶涂布不理想也会经常发生，例如涂胶失败，造成光刻胶层残留缺陷或均匀性差，或者线宽和上下层对准层存在较大误差等，这时就需要对半导体结构的表面进行返工(rework)。
发明人发现，现有的半导体结构表面处理过程中所采用的方式虽然能去除掉光刻胶层残留，但也会对半导体结构表面带来损伤，使半导体结构表面被腐蚀，造成膜层表面形貌粗糙，悬键大量增加，致使一些细小颗粒物或气体等吸附在半导体结构表面，为后续制程引入杂质或造成空穴缺陷等。同时，现有的半导体结构表面处理也往往会使半导体结构表面产生大量亲水基团如-OH，使半导体结构表面由疏水性变化为亲水性，导致之后涂布的光刻胶与半导体结构表面的附着力不佳，影响最终图形的形成和精度大小。
因此，如何更好的完成半导体结构表面处理是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体结构表面处理方法，解决现有技术中给半导体结构表面带来损伤的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构表面处理方法，包括如下步骤：
提供一半导体结构；所述半导体结构包括薄膜层和位于所述薄膜层表面上待处理的光刻胶；
采用第一等离子体处理方式去除所述待处理的光刻胶；
将去除所述待处理的光刻胶后的半导体结构进行清洁工艺；
采用第二等离子体处理方式处理经过所述清洁工艺后的半导体结构。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，所述第一等离子体处理方式的处理气体为氧气。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，所述第一等离子体处理方式的工艺条件包括：温度为260℃～290℃。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，所述第二等离子体处理方式的处理气体为一氧化二氮和氮气。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，所述第二等离子体处理方式的工艺条件包括：温度为350℃～450℃，时间为－，s～3，s。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，所述清洁工艺包括清洗处理和干燥处理。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，所述清洗处理包括：采用含有硫酸和过氧化氢的溶液清洗所述半导体结构的表面；采用含有氢氧化铵和过氧化氢的溶液清洗所述半导体结构的表面；所述干燥处理包括：采用异丙醇溶剂干燥所述半导体结构的表面。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，还包括：在采用第二等离子体处理方式处理后的半导体结构表面进行涂布光刻胶工艺。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，所述薄膜层的材料为氮氧化硅或氮化硅。
可选的，在所述半导体结构表面处理方法中，材料为氮氧化硅的所述薄膜层的厚度为30nm～40nm；材料为氮化硅的所述薄膜层的厚度为20nm～50nm。
综上所述，在本发明提供的半导体结构表面处理方法中，在第一等离子体处理方式去除掉光刻胶以及完成清洁工艺后，通过第二等离子体处理方式可修复半导体结构表面形貌，并增加了薄膜层在后续工艺中的附着力，减少了产品缺陷，提高产品良率，同时可降低薄膜层悬键数量，使薄膜层表面的化学活性降低，提高薄膜层的抗腐蚀能力。
附图说明
图1是本发明实施例的半导体结构表面处理方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
如图1所示，本发明提供一种半导体结构表面处理方法，包括如下步骤：
S10：提供一半导体结构，所述半导体结构包括薄膜层和位于所述薄膜层表面上待处理的光刻胶；
S20：采用第一等离子体处理方式去除所述待处理的光刻胶；
S30：将去除所述待处理的光刻胶后的半导体结构进行清洁工艺；
S40：采用第二等离子体处理方式处理经过所述清洁工艺后的半导体结构。
下面根据图1所示的流程图更详细的介绍每个步骤中本发明的内容。
首先，根据步骤S10，提供一半导体结构，所述半导体结构包括薄膜层和位于所述薄膜层表面上待处理的光刻胶，例如各类晶圆，在生产过程中如果光刻胶涂布不理想，需要返工，就可以采用本方法，当然本方法也可以作为一种去除光刻胶的方法。
在本实施例中，所述薄膜层的材料为氮氧化硅或氮化硅。
可选的，材料为氮氧化硅的所述薄膜层的厚度为30nm～40nm；材料为氮化硅的所述薄膜层的厚度为20nm～50nm。
接着，根据步骤S20，采用第一等离子体处理方式去除所述待处理的光刻胶，从而将不需要的光刻胶去除暴露出薄膜层。
在上述步骤S20中，所述第一等离子体处理方式的处理气体为氧气，通过氧气与光刻胶反应产生碳氧化合气体等。
所述第一等离子体处理方式的工艺条件包括：温度为260℃～290℃，还可根据待处理的光刻胶的厚度等设定所需要工艺时间，当处理的光刻胶的厚度较薄时可适当减少工艺时间，当处理的光刻胶的厚度较薄时可适当增加工艺时间。
然后，根据步骤S30，将去除所述待处理的光刻胶后的半导体结构进行清洁工艺，将半导体结构表面可能的残留物进行清除。
在上述步骤S30中，所述清洁工艺包括清洗处理和干燥处理，通过清洗处理的液体将半导体结构表面可能的残留物带走，并通过干燥处理将清洗处理后的半导体结构表面的水汽等清除掉。
所述清洗处理包括：采用含有硫酸(H2SO4)和过氧化氢(H2O2)的溶液(SPM)清洗所述半导体结构的表面；采用含有氢氧化铵(NH4OH)和过氧化氢(H2O2)的溶液清洗所述半导体结构的表面。所述干燥处理包括：采用异丙醇(Iso Propyle Alcohol，IPA)溶剂干燥所述半导体结构的表面，防止水分子影响到半导体结构。
最后，根据步骤S40，采用第二等离子体处理方式处理经过所述清洁工艺后的半导体结构，降低薄膜层悬键数量，使薄膜层表面的化学活性降低，提高薄膜层的抗腐蚀能力。
在上述步骤S40中，所述第二等离子体处理方式的处理气体为一氧化二氮(N2O)和氮气(N2)，
在本实施例中，所述第二等离子体处理方式的工艺条件包括：温度为350℃～450℃，时间为10s～30s。由于一氧化二氮在等离子体作用下可活化成N离子和O离子，这些N离子和O离子撞击薄膜层表面，从而加速各种弱键的断裂，并组合成Si-N和Si-O键。随着弱键的断裂，大量悬键的重新结合，薄膜层表面得以重构从而形貌变好，同时薄膜层致密度增加，抗腐蚀性增强。由于亲水的Si—OH,N—OH断裂，表面由亲水性回归到氮氧化硅和氮化硅原本的疏水性，从而可增强了膜层的附着力。
可选的，所述半导体结构表面处理方式还包括：在采用第二等离子体处理方式处理后的半导体结构表面进行涂布光刻胶工艺，通过上述步骤后，可继续进行光刻工艺，进而形成所需要的器件。
综上所述，在本发明提供的半导体结构表面处理方法中，在第一等离子体处理方式去除掉光刻胶以及完成清洁工艺后，通过第二等离子体处理方式可修复半导体结构表面形貌，并增加了薄膜层在后续工艺中的附着力，减少了产品缺陷，提高产品良率，同时可降低薄膜层悬键数量，使薄膜层表面的化学活性降低，提高薄膜层的抗腐蚀能力。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述半导体结构表面处理方法包括如下步骤：
提供一半导体结构，所述半导体结构包括薄膜层和位于所述薄膜层表面上待处理的光刻胶；
采用第一等离子体处理方式去除所述待处理的光刻胶；
将去除所述待处理的光刻胶后的半导体结构进行清洁工艺；
采用第二等离子体处理方式处理经过所述清洁工艺后的半导体结构。
2.根据权利要求1所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述第一等离子体处理方式的处理气体为氧气。
3.根据权利要求1所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述第一等离子体处理方式的工艺条件包括：温度为260℃～290℃。
4.根据权利要求1所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述第二等离子体处理方式的处理气体为一氧化二氮和氮气。
5.根据权利要求1所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述第二等离子体处理方式的工艺条件包括：温度为350℃～450℃，时间为10s～30s。
6.根据权利要求1所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述清洁工艺包括清洗处理和干燥处理。
7.根据权利要求6所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述清洗处理包括：
采用含有硫酸和过氧化氢的溶液清洗所述半导体结构的表面；
采用含有氢氧化铵和过氧化氢的溶液清洗所述半导体结构的表面；
所述干燥处理包括：
采用异丙醇溶剂干燥所述半导体结构的表面。
8.根据权利要求1所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述薄膜层的材料为氮氧化硅或氮化硅。
9.根据权利要求8所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，材料为氮氧化硅的所述薄膜层的厚度为30nm～40nm；材料为氮化硅的所述薄膜层的厚度为20nm～50nm。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的半导体结构表面处理方法，其特征在于，所述半导体结构表面处理方式还包括：在采用第二等离子体处理方式处理后的半导体结构表面进行涂布光刻胶工艺。
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