CN1624882A - 在半导体制程中改善足部效应缺陷的方法 - Google Patents

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CN1624882A CN 200310109108 CN200310109108A CN1624882A CN 1624882 A CN1624882 A CN 1624882A CN 200310109108 CN200310109108 CN 200310109108 CN 200310109108 A CN200310109108 A CN 200310109108A CN 1624882 A CN1624882 A CN 1624882A
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廖国彰
吴永皓
罗思齐
郭明升
王刚宁
席华萍
刘智敏
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Abstract

本发明关于一种于半导体制程中，图形重制时可改善足部效应缺陷(Footing Defect)的方法，包括：首先，形成一氮氧化硅(SiON)层，并于氮氧化硅层表面上形成光阻层。在光阻显影(Develop)后，发现有些问题，需进行REWORK(重制/返工)。REWORK(重制/返工)时，先去除光阻(Photo－resist Ashing)。接着，再以光刻胶去除剂(EKC Solvent)清理氮氧化硅层表面。之后，在氮氧化硅层表面上进行氧处理(Oxygen Treatment)步骤。最后，返回PHOTO曝光。

Description

在半导体制程中改善足部效应缺陷的方法
技术领域
本发明有关于一种于半导体制程中改善足部效应缺陷(Footing Defect)的方法，特别是一种应用氧处理以改善光阻制程的足部效应缺陷的方法(During PhotoRework)。
背景技术
近年来，由于集成电路制造设备的改进及半导体制程材料的发展，不断的被更新了半导体的制程技术。这些新技术的发展，除了使半导体相关产业的公司生产成本更低且更具竞争性外，其所衍生出的半导体产品，由于具备更佳的功能，更能大幅度改善人类的生活品质。而在集成电路的各式各样制程技术中，光阻微影(Lithography)制程与阻障层技术的搭配为半导体制程技术中重要的实施技术。阻障层的优劣，可直接影响各种微影技术，传统上的阻障层技术多用氮氧化硅层作为主要的阻障层。而氮氧化硅层多以化学气相沉积法制成。
在传统半导体的阻障层与光阻显影技术中，首先，如图1A所示，形成一氮氧化硅(SiON)层101后，在氮氧化硅(SiON)层上再形成一光阻显影(Develop)步骤的光阻层(Photo-Resist)60。
如图1B所示，通常在光阻显影后，发现有某些问题从而需要进行REWORK。先进行去除光阻(Ashing)的过程。
接着，如图1C所示，再以光刻胶去除剂(EKC Solvent)清理氮氧化硅层表面。光刻胶去除剂(EKC Solvent)其主要成分为NH2OH。
之后，如图1D所示，在氮氧化硅层101表面上再形成一光阻层61。
通常在上述集成电路制程中进行“光阻显影后检测”(after-development-inspection，ADI)的步骤后，会发现足迹效应缺陷(Footing Defect)的现象，经研究乃起因于氮氧化硅在制程中所产生的流失。因为在形成光阻后，再进行光阻曝光的步骤时，会产生大量的H+离子，造成氧化层的减少与损耗，SiON在表面易行成单一键，而H+离子很快地被氮氧化硅的单一键捕捉。如此使得显影液的氢氧(OH-)离子不易带走，导致曝光不良。
故而前述的误差与不便，无法有效进行半导体晶片的显影工作，造成晶片的妥善率会降低，且晶片生产(Yield)良率亦会下降，严重地影响生产成果，亦会增加半导体晶圆厂(Fab)的制造成本。
上述问题对于半导体晶圆制造厂的制造流程亦形成了相当大的困扰，亟待有效方法改善光阻显影步骤，以使产能(throughput)大幅提升，积极快速地改善光阻制程，提高良率。
发明内容
鉴于上述所提出的制造缺点，本发明提供一种半导体晶片的制造方法，特别是一种应用氧处理以改善光阻制程的足部效应缺陷的方法。
本发明的一个目的在于提高半导体制程的合格率，使得半导体晶片加工制程更具弹性及竞争性。
因此，综合以上的发明目的，本发明实施例的一种在半导体制程中改善足部效应缺陷(Footing Defect)的方法，包括：首先，以化学气相沉积法形成一氮氧化硅(SiON)层，并在氮氧化硅层表面上以传统的微影制程形成光阻层。
继续，须在光阻显影(Develop)后，需要进行PHOTO REWORK时，以传统的电浆蚀刻法进行去除光阻(Photo-resist Ashing)。
接着，再以光刻胶去除剂(EKC Solvent)清理氮氧化硅层表面，藉以除去所余的光阻，而光刻胶去除剂的主要成分为NH2OH。
之后，在氮氧化硅层表面上进行氧处理(Oxygen Treatment)步骤。
最后，在氮氧化硅层表面上再以传统的微影制程形成一光阻层。
为让本发明的上述说明与其他目的，特征和优点更能明显易懂，下文特列出较佳实施例并配合附图，作详细说明。
附图说明
图1A至图1D显示了已知技术中的制造流程图；及
图2A至图2E显示本发明实施例的制造流程图。
具体实施方式
以下是本发明的详尽描述，且本发明的描述会配合一示范方法做参考。所使用的较佳方法会于随后讨论，而本发明的一些应用和优点亦会在随后进行描述。
此外，虽然本发明以一个实施例来教导，但这些描述不会限制本发明的范围或应用。而且，虽然这些例子使用了，应该明了的是主要的部份可能以相关的部份取代。因此，本发明的装置不会限制方法的说明。这些装置包括证明本发明和呈现的较佳实施例的实用性和应用性。且即使本发明藉由举例的方式以及举出一个较佳实施例来描述，但是本发明并不限定于所举出的实施例。此外，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均包含在本发明的申请专利范围内。应以最广的定义来解释本发明的范围，藉以包含所有这些修饰与类似结构。
本发明实施例为一种于半导体制程中改善足部效应缺陷(Footing Defect)的方法，首先，如图2A所示，以化学气相沉积法(CVD)形成一氮氧化硅(SiON)层201，并在氮氧化硅层201表面上以传统的微影制程形成光阻层70。
在化学气相沉积制程中，其原理是将气体存在物质微粒中，在可控制的制作环境中，被排挤到表面，经由热及电场能量在晶圆的表面形成薄膜。应用化学气相沉积技术所产生的薄膜仅有几毫微米的厚度，而且完全均匀，这项技术愈来愈广泛地应用在半导体制程中。常见的化学气相沉积膜有：氧化硅、氮化硅、多晶硅及金属硅化合物。随着技术的发展，今日应用最广泛的化学气相沉积膜如氮氧化硅为相当受欢迎的材料之一。
如图2B所示，通常须在光阻显影(Develop)后，以传统的电浆蚀刻法进行去除光阻(Photo-resist Ashing)71。
接着，如图2C所示，再以光刻胶去除剂(EKC Solvent)清理氮氧化硅层201表面，藉以除去所余的光阻，而光刻胶去除剂的主要成分为NH2OH。
之后，如图2D所示，在氮氧化硅层201表面上进行氧处理(Oxygen Treatment)以增加氮氧化硅层201表面的含氧量。氧处理步骤只要能形成SiO2环境即可，因 ，可利用干式氧化法，湿式氧化法或化学气相沉积法得之。此时，可避免因光阻的形成而造成氮氧化硅层201表面氧化层的损耗。减低H+离子的增加，避免氮氧化硅层在表面形成单一键。如此使得显影液中的氢氧(OH-)离子较易带走，增加光阻的曝光度。而此处所形成的氧化层键结完整，不易形成单键结构，故容易为半导体制程使用。
最后，如图2E所示，在氮氧化硅层201表面上再以传统的微影制程形成一光阻层71。
本发明的适用范围可适用于所有使用光阻层的制程，例如：双镶嵌制程(DualDamascene)，或是将氮氧化硅层作为阻障(ARC)层的半导体制程。故本发明在于提高半导体制程的妥善率，使得半导体晶片加工制程更具弹性及竞争性。且根据以上所述的目的，本发明配合工业化的经济效果，有较快的生产速度，故可省下制程时间以达到节省成本的目的。
由于光阻合成的技术非常多，且其中所涉及的知识又涵盖物理、化学、材料、化工及机械等领域。但通常光阻的组成成份基本上可分为四种，分别为聚合物(polymer)、光敏感剂(photoactive compound，PAC)、添加剂(additive)及溶剂(solvent)等。一般正光阻其聚合物皆以Novolak树脂为主，此树脂的分子量分布、键结构造、单体型态及分子结构等，皆会影响到微影制程。对于光阻中的添加剂部份，则以其使用的低分子量或染料(dye)类的化合物的特性研究为主。至于溶剂方面的研究，则较偏重于安全性及适用性等考量。此型光阻的一个特点是，即曝光后并不需要烘烤，亦即曝光后随即会发生去保护基反应，故避免基板表面是TiN、SiN、SiON及BPSG等层，而导致光阻轮廓会有足部效应缺陷(Footing Defect)的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的申请专利范围内。

Claims (20)

1、一种在半导体制程中改善足部效应缺陷的方法，至少包含：
形成一氮氧化硅层；
在该氮氧化硅层表面上形成第一光阻层；
显影及除去该第一光阻层；
以溶剂清理该氮氧化硅层表面，；
进行氧处理，是在该氮氧化硅层表面进行氧处理以增加该氮氧化硅层表面的含氧量；
在该氮氧化硅层表面上形成第二光阻层，以在半导体制程中改善足部效应缺陷。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述形成氮氧化硅层至少包含以化学气相沉积法形成一氮氧化硅层。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述形成光阻层的方法至少包含传统的微影制程。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述去除光阻至少包含使用传统的电浆蚀刻法。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述清理氮氧化硅层表面至少包含以光刻胶去除剂清理。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，上述光刻胶去除剂的成分至少包含NH2OH。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述氧处理至少包含干式氧化法。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述氧处理至少包含湿式氧化法。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述氧处理至少包含气相沉积法。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述形成第二光阻层至少包含传统的微影制程。
11、一种有半导体制程中改善足部效应缺陷的方法，至少包含：
在一氮氧化硅层表面上形成第一光阻层；
显影及除去该第一光阻层；
清理该氮氧化硅层表面；
进行氧处理，是在该氮氧化硅层表面进行氧处理以增加该氮氧化硅层表面的含氧量；
在该氮氧化硅层表面上形成第二光阻层，以于半导体制程中改善足部效应缺陷。
12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述形成氮氧化硅层至少包含以化学气相沉积法形成一氮氧化硅层。
13、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述形成光阻层的方法至少包含传统的微影制程。
14、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述去除光阻至少包含使用传统的电浆蚀刻法。
15、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述清理氮氧化硅层表面至少包含以光刻胶去除剂清理。
16、如权利要求15所述的方法，其特征在于，上述光刻胶去除剂的成分至少包含NH2OH。
17、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述氧处理至少包含干式氧化法。
18、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述氧处理至少包含湿式氧化法。
19、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述氧处理至少包含气相沉积法。
20、如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述形成第二光阻层至少包含传统的微影制程。
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