CN110148556A - 一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法 - Google Patents

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华光平
刘俊
戴有江
凌晓宇
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李灵均
张凯轩
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Abstract

本发明提供一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，至少包括：步骤一、提供表面具有二氧化硅的硅片；步骤二、对该硅片进行湿法清洗；步骤三、对所述硅片进行快速退火；步骤四、在所述二氧化硅的表面悬涂光刻胶并显影。本发明经过快速退火可以改善硅片表面粗糙度，增加光刻胶与硅片表面的黏附，从而改善光刻胶倒胶现象。

Description

一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体制造领域，特别是涉及一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法。
背景技术
对于硅片表面是二氧化硅的工艺，由于湿法工艺对二氧化硅的刻蚀，导致硅片二氧化硅表面粗糙，在表面张力的作用下，光刻胶不能与硅片表面充分接触，降低光刻胶与硅片表面的黏附性，产生光刻胶倒胶现象。传统工艺可以通过湿法优化二氧化硅的刻蚀速率，来改善二氧化硅的表面粗糙度，从而改善光刻胶倒胶的现象，但这种方法需要工厂引入新湿法药液和相关设备。
如图1所示，图1显示为现有技术中第一次作业后硅片表面倒胶的示意图。第一次作业后KLA map(光刻胶异常区域)中阴影区域为光刻胶倒胶区域；图2显示为现有技术中光刻返工后硅片表面倒胶的示意图，光刻返工后KLA map中阴影区域为光刻胶倒胶区域；图3显示为现有工艺硅片表面原子力显微镜测试的硅片表面粗糙度示意图，可见现有工艺硅片表面原子力显微镜测试的硅片表面粗糙度较大，图4显示为现有工艺光刻胶与硅片表面接触不良示意图，可见现有工艺硅片由于张力影响光刻胶与硅片表面接触不良。
因此，需要提供一种新的方法来解决上述问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，用于解决现有技术中光刻胶与硅片表面倒胶的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，至少包括：步骤一、提供表面为二氧化硅的硅片；步骤二、对该硅片进行湿法清洗；步骤三、对所述硅片进行快速退火；步骤四、在所述二氧化硅的表面悬涂光刻胶并显影。
优选地，步骤三中所述快速退火的温度为700～780摄氏度。
优选地，步骤三中所述快速退火的温度为740摄氏度。
优选地，步骤三中所述快速退火的时间为30秒～120秒。
优选地，步骤三中所述快速退火的时间为45秒。
优选地，步骤二中经过湿法清洗后硅片表面的粗糙度为0.32nm。
优选地，步骤三中经过快速退火后硅片表面的粗糙度为0.15nm。
如上所述，本发明的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，具有以下有益效果：快速退火可以改善硅片表面粗糙度，增加光刻胶与硅片表面的黏附，从而改善光刻胶倒胶现象。
附图说明
图1显示为现有技术中第一次作业后硅片表面倒胶的示意图；
图2显示为现有技术中光刻返工后硅片表面倒胶的示意图；
图3显示为现有工艺硅片表面原子力显微镜测试的硅片表面粗糙度示意图；
图4显示为现有工艺光刻胶与硅片表面接触不良示意图；
图5显示为现有工艺第一次作业后硅片表面光刻胶的示意图；
图6显示为本发明中光刻返工后增加快速退火工艺硅片表面光刻胶的示意图；
图7显示为本发明硅片表面原子力显微镜测试的硅片表面粗糙度示意图；
图8显示为本发明中光刻胶与硅片表面接触情况示意图；
图9显示为本发明的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参考图9，图9显示为本发明的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法的流程图。本发明提供一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供表面具有二氧化硅的硅片；所述硅片表面涂有二氧化硅薄层，所述硅片表面的二氧化硅用于在其上进行后续的湿法刻蚀和光刻显影。
步骤二、对该硅片进行湿法清洗；也就是对所述硅片表面的二氧化硅进行湿法清洗，清洗后的二氧化硅薄层由于湿法腐蚀导致其表面的粗糙度变差，为了进行后续的光刻显影，需要对所述硅片表面的二氧化硅粗糙度进行处理，使其变得平整。本实施例优选地，步骤二中经过湿法清洗后硅片表面的粗糙度为0.32nm。也就是说，当所述硅片表面的二氧化硅薄层的粗糙度达到0.32nm及以上，有必要对该二氧化硅表面进行处理，降低粗糙度，有利于后续光刻胶的黏合。
步骤三、对所述硅片进行快速退火；该步骤中对所述硅片进行快速退火的目的是降低所述硅片表面二氧化硅的粗糙度，以利于后续光刻胶的黏合，不至于形成倒胶的现象。本发明优选地，步骤三中所述快速退火的温度为700～780摄氏度。本实施例进一步地，步骤三中所述快速退火的温度为740摄氏度。进一步地，本发明中步骤三中所述快速退火的时间为30秒～120秒。进一步地，本实施例中，步骤三中所述快速退火的时间为45秒。
步骤四、在所述二氧化硅的表面悬涂光刻胶并显影。经过光刻和显影之后，硅片表面的光刻胶有部分仍会发生劈裂倒胶的情况，但通过本发明的快速退火后，没有发现这种现象，光刻胶图5显示为本发明中第一次作业后(光刻和显影后)硅片表面光刻胶的示意图。
进行光刻返工，以降低倒胶现象。如图6所示，图6显示为本发明中光刻返工后增加快速退火工艺硅片表面光刻胶的示意图，可以看出，经过返工后的硅片表面光刻胶倒胶的现象与图5相比明显改善。同样，可参考图7，图7显示为本发明硅片表面原子力显微镜测试的硅片表面粗糙度示意图。在本实施例退火温度为740摄氏度、退火时间为45秒以及经过光刻返工的情况下，能够达到退火后硅片表面的粗糙度为0.15nm的效果。
本发明还提供另一实施例，参考图9，图9显示为本发明的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法的流程图。一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供表面具有二氧化硅的硅片；所述硅片表面涂有二氧化硅薄层，所述硅片表面的二氧化硅用于在其上进行后续的湿法刻蚀和光刻显影。
步骤二、对该硅片进行湿法清洗；也就是对所述硅片表面的二氧化硅进行湿法清洗，清洗后的二氧化硅薄层由于湿法腐蚀导致其表面的粗糙度变差，为了进行后续的光刻显影，需要对所述硅片表面的二氧化硅粗糙度进行处理，使其变得平整。本实施例优选地，步骤二中经过湿法清洗后硅片表面的粗糙度为0.32nm。也就是说，当所述硅片表面的二氧化硅薄层的粗糙度达到0.32nm及以上，有必要对该二氧化硅表面进行处理，降低粗糙度，有利于后续光刻胶的黏合。
步骤三、对所述硅片进行快速退火；该步骤中对所述硅片进行快速退火的目的是降低所述硅片表面二氧化硅的粗糙度，以利于后续光刻胶的黏合，不至于形成倒胶的现象。本发明优选地，步骤三中所述快速退火的温度为700～780摄氏度。本实施例进一步地，步骤三中所述快速退火的温度为735摄氏度。进一步地，本发明中步骤三中所述快速退火的时间为30秒～120秒。进一步地，本实施例中，步骤三中所述快速退火的时间为65秒。
步骤四、在所述二氧化硅的表面悬涂光刻胶并显影。经过光刻和显影之后，硅片表面的光刻胶有部分仍会发生劈裂倒胶的情况如图5显示，但返工后增加本发明的快速退火后，这种现象明显改善，光刻胶图6显示为本发明中增加本发明的快速退火作业后(光刻和显影后)硅片表面光刻胶的示意图。
在本实施例退火温度为735摄氏度、退火时间为65秒以及经过光刻返工的情况下，能够降低退火后硅片表面的粗糙度的效果。参考图7，图7为增加快速退火表面粗糙度：0.15nm，明显好于没有增加快速退火硅片表面粗糙度为0.32nm。参考图8，图8显示为本发明中光刻胶与硅片表面接触情况示意图。可以看出，经过本发明的快速退火后，光刻胶与硅片表面的接触情况较图4中的情况发生好转。
综上所述，本发明中快速退火可以改善硅片表面粗糙度，增加光刻胶与硅片表面的黏附，从而改善光刻胶倒胶现象。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，其特征在于，至少包括：
步骤一、提供表面具有二氧化硅的硅片；
步骤二、对该硅片进行湿法清洗；
步骤三、对所述硅片进行快速退火；
步骤四、在所述二氧化硅的表面悬涂光刻胶并显影。
2.根据权利要求1所述的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，其特征在于：步骤三中所述快速退火的温度为700～780摄氏度。
3.根据权利要求2所述的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，其特征在于：步骤三中所述快速退火的温度为740摄氏度。
4.根据权利要求1所述的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，其特征在于：步骤三中所述快速退火的时间为30秒～120秒。
5.根据权利要求4所述的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，其特征在于：步骤三中所述快速退火的时间为45秒。
6.根据权利要求1所述的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，其特征在于：步骤二中经过湿法清洗后硅片表面的粗糙度为0.32nm。
7.根据权利要求1所述的改善半导体制造中光刻胶倒胶的方法，其特征在于：步骤三中经过快速退火后硅片表面的粗糙度为0.15nm。
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