光刻工艺的返工方法技术

本发明专利技术涉及一种光刻工艺的返工方法，所述方法包括：提供器件结构，所述器件结构上依次形成有金属层、介电层、掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层；第一清洗步骤，其中，使用含有硫酸和过氧化氢的水溶液清洗所述器件结构的表面,以去除所述掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层；第二清洗步骤，其中，使用去离子水清洗所述器件结构的表面；第三清洗步骤，其中，使用含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液清洗所述器件结构的表面；在所述介电层上依次形成掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层。根据本发明专利技术的光刻工艺的返工方法，可以彻底去除掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层，并且不会腐蚀所述介电层和金属层及在器件结构表面形成颗粒缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造工艺，特别是涉及一种。
技术介绍
随着集成电路技术的不断发展，特征尺寸的缩小，单元器件接触和整体电路互连的金属化技术已经成为主要的关键技术之一。尤其是在深亚微米器件中，器件集成度和性能的提高更多地依赖金属互连技术，金属互连不仅在单个金属层中互连，而且在多个金属层之间进行互连。在后段工艺中，一般需要在各层金属之间形成含通孔的介电层，其通孔用于填塞金属以与各金属层形成互连。其形成通孔的过程大致为首先提供一器件结构作为衬底， 在所述衬底上方具有金属层，其材料可以是铜、铝等，其形成方式可以是例如物理气相沉积 (PVD)、化学气相淀积(CVD)等。然后在金属层上形成一层介电层；再在该介电层上形成掩膜层，该掩膜层材料可以为含碳有机物，用作介电层的光罩。接着在所述掩膜层上形成一层底部抗反射层(BARC)，其材料可以是含硅有机物等。该底部抗反射层可以防止光线通过光刻胶后在衬底界面发生反射，从而保证光刻胶能均勻曝光。然后将光刻胶旋涂于底部抗反射层上，形成具有一定厚度且均勻性好的光刻胶层。然后，使用掩模版对光刻胶层进行曝光，之后，再经过显影，将光刻胶上的可溶解区域用化学显影剂溶解，以将掩模版的图案转移到所述光刻胶层上，形成光刻胶图案。最后，对带有所述光刻胶图案的器件结构进行刻蚀工序，以在介电层中形成通孔。在上述过程中，如果涂胶失败，造成光刻胶层残留缺陷或均勻性差，或者线宽和上下层对准存在较大误差时，就需要进行返工。返工过程涉及到去除所述介电层上的掩膜层、 底部抗反射层和光刻胶层(即“trilayer”，三层结构)，以及重新生成这三层。现有的光刻返工方法常采用等离子体灰化和湿法清洗结合的方法及溶液(溶剂)清洗的方法，但现有的灰化和湿法清洗仅适用于单层光刻胶层的去除，难以彻底清除上述的三层结构。另外，采用溶液清洗来去除所述掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层时，所述的清洗溶液常为羟胺化合物， 这些化合物也会对所述介电层和金属层产生腐蚀，而且，可能在器件结构表面形成颗粒缺陷。另外，当使用低介电常数(k)材料形成介电层时，如果该去除工序损伤介电层，会导致其介电常数增大，从而使所得的器件不符合实际要求。因此，目前需要一种适用于后段工序的，该方法应能够彻底去除掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层，不残留光刻胶，可避免对后续工艺造成影响，并且不应腐蚀介电层和金属层及在器件结构表面形成颗粒缺陷。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了能够彻底去除掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层，不残留光刻胶，避免对后续工艺造成影响，并且不腐蚀介电层和金属层及在器件结构表面形成颗粒缺陷，本专利技术提供了一种，所述方法包括提供器件结构，所述器件结构上依次形成有金属层、介电层、掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层；第一清洗步骤，其中，使用含有硫酸和过氧化氢的水溶液清洗所述器件结构的表面，以去除所述掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层；第二清洗步骤，其中，使用去离子水清洗所述器件结构的表面；第三清洗步骤，其中，使用含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液清洗所述器件结构的表面；以及在所述介电层上依次重新形成掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层。根据本专利技术的上述方法，可彻底去除后段工艺中的掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层这三层结构，且省时省力。优选地，所述含有硫酸和过氧化氢的水溶液为SPM溶液，更优选由98重量％的浓硫酸和30%体积的双氧水按体积比为[2飞]1混合而成。优选地，所述第一清洗步骤的时间为25-60秒。优选地，所述含有硫酸和过氧化氢的水溶液的温度为135_180°C。优选地，所述第一清洗步骤和第二清洗步骤采用喷淋清洗方式。优选地，所述含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液为SCl清洗液。优选地，所述SCl清洗液由四重量％的氨水和30体积％的双氧水和水按体积比为1 [广5] [50^200]混合而成。优选地，所述含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液的温度为20_35°C。优选地，利用并排设置在同一装置中的两个喷嘴分别实施所述第一清洗步骤和第二清洗步骤。优选地，在所述第一清洗步骤之后，且所述第二清洗步骤之前，所述方法还依次包括过氧化氢水溶液清洗步骤，其中，利用实施第一清洗步骤的喷嘴将过氧化氢水溶液喷淋至所述器件结构的表面；以及利用所述实施第一清洗步骤的喷嘴回吸所述过氧化氢水溶液。根据本专利技术的，不仅可以彻底去除掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层，没有光刻胶残留，避免对后续工艺造成影响，而且不会腐蚀所述介电层和金属层及在器件结构表面形成新的颗粒缺陷。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。在附图中图1是本专利技术所述的返工方法的一个实施方式的流程图。图2是本专利技术所述的返工方法的一个优选实施方式中双喷嘴装置分别执行第一清洗步骤和第二清洗步骤的示意图。图3是使用双喷嘴装置分别执行第一清洗步骤和第二清洗步骤的示意图。图4为本专利技术的返工方法的一个优选实施方式的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底了解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便说明本专利技术是如何提供一种既可以彻底去除掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层，又不会腐蚀介电层和金属层的光刻返工方法。显然，本专利技术的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。如前所述，本专利技术提供了一种依次采用含有硫酸和过氧化氢的水溶液、去离子水和含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液清洗器件结构表面，从而彻底去除掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层的方法。在现有技术中，本领域技术人员知晓，含有硫酸和过氧化氢的水溶液由于腐蚀性较强，为避免其损坏后段工艺中的介电层和金属层，一般仅将其用于前段工艺(FEOL)，以去除颗粒或有机物。然而，本专利技术人发现，当将该水溶液应用于去除后段工艺中的上述三层结构时，也可以取得良好的去除效果，且不会损坏介电层或导致低k介电层的介电常数增大，更不会影响金属层的正常互连。图1的流程图示出了本专利技术的的流程。如图1所示，在步骤SlOl中，提供器件结构，该器件结构上依次形成有金属层、介电层、掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层。对于金属层，其金属材料可以是例如铜、铝、铝铜合金等，其形成方式可以是例如物理气相淀积(PVD)、化学气相淀积(CVD)等。所述金属层优选是第一层金属，即所述器件结构中唯一的金属层，因为这样可以尽可能地避免本专利技术的返工方法对金属层造成不良影响。在形成所述第一层金属之前，所述器件结构表面还可以具有其他预先形成的薄膜层，例如氧化层、阻挡层等。所述金属层上方形成有介电层。所述介电层可采用常用的介电材料来形成，所述介电材料例如是SiO2、黑钻等；如需形成低k 介电层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光刻工艺的返工方法，所述方法包括提供器件结构，所述器件结构上依次形成有金属层、介电层、掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层；第一清洗步骤，其中，使用含有硫酸和过氧化氢的水溶液清洗所述器件结构的表面， 以去除所述掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层；第二清洗步骤，其中，使用去离子水清洗所述器件结构的表面；第三清洗步骤，其中，使用含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液清洗所述器件结构的表面；以及在所述介电层上依次重新形成掩膜层、底部抗反射层和光刻胶层。2.如权利要求1所述的光刻工艺的返工方法，其特征在于，所述含有硫酸和过氧化氢的水溶液为SPM溶液。3.如权利要求2所述的光刻工艺的返工方法，其特征在于，所述SPM溶液由98重量％ 的浓硫酸和30体积％的双氧水按体积比为[2飞]1混合而成。4.如权利要求广3中任一项所述的光刻工艺的返工方法，其特征在于，所述第一清洗步骤的时间为25-60秒。5.如权利要求广3中任一项所述的所述的光刻工艺的返工方法，其特征在于，所述含有硫酸和过氧化氢的水溶液的温度为135-180°C。6.如权利要求1所述的光刻工艺的返工方法，其特征在于，所述含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液为SCl清洗液。7.如权利要求6所述的光刻工艺的返工方法，其特征在于，所述SCl清洗液由四重量％ 的氨水、30体积％的双氧水和水按体积比为1 [广5] [50 200]混合而成。8.如权利要求1或6所述的光刻工艺的返工方法，其特征在于，所述含有氢氧化铵和过氧化氢的水溶液的温度为20-35°C。9.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕新，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：