[发明专利]光刻胶的去除方法及光刻工艺的返工方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光刻胶的去除方法及光刻工艺的返工方法。

背景技术

光刻工艺在半导体制造工艺中有着举足轻重的地位。在半导体制造工艺中，需要先通过光刻在半导体基底上预先定义出光刻胶图案，然后按照预定的图案进行刻蚀或离子注入。光刻工艺水平的高低、质量的好坏直接影响刻蚀或离子注入的结果。在光刻中，光刻胶首先通过旋涂的方法被均匀的旋涂于半导体晶片的表面，然后通过烘烤、曝光、显影等一系列的工艺将掩膜板上的图案转移到半导体晶片表面的光刻胶上，形成图案。其主要步骤如下：

首先，将半导体晶片送入光刻胶旋涂设备，在一定的温度下向所述半导体晶片表面涂覆粘附剂HMDS，所述粘附剂HMDS用于改变所述半导体晶片表面的亲水或疏水状态，以增加后续旋涂的光刻胶和所述半导体晶片表面的粘附性。

接着，使所述半导体晶片在冷板上冷却至室温，并将所述半导体晶片传送至旋涂设备中的旋涂装置，并通过真空设备吸附所述半导体晶片的背面，将表面活性剂RRC喷嘴移动至所述半导体晶片的中央上方位置，向所述半导体晶片表面喷出表面活性剂RRC，并使所述半导体晶片以较慢的速率旋转，以使所述表面活性剂RRC能够向外流动，然后将光刻胶喷嘴移至所示半导体晶片的中央上方位置，喷出光刻胶，旋转所述半导体晶片，所述光刻胶沿着所述表面活性剂RRC的表面铺开，布满所述半导体晶片的表面，通过调整所述半导体晶片的旋转速率，在所述半导体晶片表面形成一定厚度且厚度均匀性较好的光刻胶层。

然后，将所述形成有光刻胶层的半导体晶片传送至所述旋涂设备的烘烤装置，进行软考(soft bake)，通过软考去除所述光刻胶层中的溶剂，并增加所述光刻胶层在所述半导体晶片表面的粘附性。

完成软考后将所述半导体晶片传送至曝光设备，通过一系列的对准动作后，对所述半导体晶片表面的光刻胶层进行曝光，通过曝光，将掩膜板上预定好的图形转移到了所述光刻胶层上，所述光刻胶层上被曝光区域的光刻胶已经发生了光化学反应。

将所述半导体晶片送入热板进行曝光后烘烤(Post Develop Bake，PEB)。在0.18um或更小的技术节点，一般采用DUV光源进行曝光，曝光的能量较小，选用的光刻胶一般为化学放大光刻胶，完成曝光后需要通过PEB将曝光后的光化学反应进行完全，另一方面，通过PEB也可以消除在曝光时的驻波效应。PEB工艺对生成的图形的线宽具有决定性的影响，因而需要严格控制温度、时间以及整个半导体晶片上的温度的一致性。

完成PEB后，将所述半导体晶片送入显影槽，首先向所述光刻胶表面喷出显影液，所述显影液与所述光刻胶层中与光发生反应的光刻胶发生化学反应生成可溶物质，经过去离子水冲洗将所述可溶物质去除，并进行硬考(Hard Bake)，即完成了光刻工艺，生成了光刻胶图案，将带有所述光刻图案的半导体晶片送入下道工艺可执行刻蚀或离子注入的工艺。

光刻设备或旋涂显影设备发生故障造成光刻胶残留缺陷、光刻中线宽和上下层对准较大的误差时，需要进行返工，返工中的重要的一步工艺是将该光刻胶层去除。另外，在完成刻蚀或离子注入后也需要将光刻胶层去除。现有去除光刻胶层的方法主要有等离子体灰化和湿法清洗，专利申请号为200510080138.8的中国专利公开了一种等离子体灰化去除光刻胶的方法。现有也有将所述等离子体灰化和湿法清洗结合在一起来清除半导体晶片表面的光刻胶，其主要步骤如下：首先执行干法刻蚀工艺，通过氧气等离子体将所述光刻胶层去除；然后通过湿法清洗所述半导体晶片的表面。在光刻工艺中的多步烘烤步骤使得光刻胶层和所述半导体基粘附性很高，刻蚀或离子注入后通过所述去除光刻胶的方法后仍有可能有光刻胶残留，这会影响后续的工艺；而设备故障造成的半导体晶片表面的光刻胶残留在返工中也难以通过所述的去除光刻胶的方法去除，特别是由于旋涂设备发生故障造成半导体晶片表面大量的光刻胶残留物经过数次灰化和湿法清洗也难以清除干净，也容易造成所述半导体晶片表面的损伤。

发明内容

因此，本发明提供一种光刻胶的去除方法及光刻工艺的返工方法，以解决现有方法不能将半导体晶片表面的光刻胶残留去除干净而有残留缺陷的问题。

本发明提供的一种光刻胶的去除方法，包括：提供一半导体晶片，在所述半导体晶片表面有光刻胶层；在所述光刻胶层表面涂覆溶剂，通过所述溶剂溶解所述光刻胶层，使所述光刻胶层厚度减薄；用等离子体轰击去除所述光刻胶层；用湿法清洗所述半导体晶片表面。