專利名稱：在半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種于半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷(Footing Defect)的方法，特別是一種應(yīng)用氧處理以改善光阻制程的足部效應(yīng)缺陷的方法(During PhotoRework)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于集成電路制造設(shè)備的改進(jìn)及半導(dǎo)體制程材料的發(fā)展，不斷的被更新了半導(dǎo)體的制程技術(shù)。這些新技術(shù)的發(fā)展，除了使半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)的公司生產(chǎn)成本更低且更具競(jìng)爭(zhēng)性外，其所衍生出的半導(dǎo)體產(chǎn)品，由于具備更佳的功能，更能大幅度改善人類的生活品質(zhì)。而在集成電路的各式各樣制程技術(shù)中，光阻微影(Lithography)制程與阻障層技術(shù)的搭配為半導(dǎo)體制程技術(shù)中重要的實(shí)施技術(shù)。阻障層的優(yōu)劣，可直接影響各種微影技術(shù)，傳統(tǒng)上的阻障層技術(shù)多用氮氧化硅層作為主要的阻障層。而氮氧化硅層多以化學(xué)氣相沉積法制成。
在傳統(tǒng)半導(dǎo)體的阻障層與光阻顯影技術(shù)中，首先，如圖1A所示，形成一氮氧化硅(SiON)層101后，在氮氧化硅(SiON)層上再形成一光阻顯影(Develop)步驟的光阻層(Photo-Resist)60。
如圖1B所示，通常在光阻顯影后，發(fā)現(xiàn)有某些問題從而需要進(jìn)行REWORK。先進(jìn)行去除光阻(Ashing)的過程。
接著，如圖1C所示，再以光刻膠去除劑(EKC Solvent)清理氮氧化硅層表面。光刻膠去除劑(EKC Solvent)其主要成分為NH2OH。
之后，如圖1D所示，在氮氧化硅層101表面上再形成一光阻層61。
通常在上述集成電路制程中進(jìn)行“光阻顯影后檢測(cè)”(after-development-inspection，ADI)的步驟后，會(huì)發(fā)現(xiàn)足跡效應(yīng)缺陷(Footing Defect)的現(xiàn)象，經(jīng)研究乃起因于氮氧化硅在制程中所產(chǎn)生的流失。因?yàn)樵谛纬晒庾韬螅龠M(jìn)行光阻曝光的步驟時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的H+離子，造成氧化層的減少與損耗，SiON在表面易行成單一鍵，而H+離子很快地被氮氧化硅的單一鍵捕捉。如此使得顯影液的氫氧(OH-)離子不易帶走，導(dǎo)致曝光不良。
故而前述的誤差與不便，無(wú)法有效進(jìn)行半導(dǎo)體晶片的顯影工作，造成晶片的妥善率會(huì)降低，且晶片生產(chǎn)(Yield)良率亦會(huì)下降，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)成果，亦會(huì)增加半導(dǎo)體晶圓廠(Fab)的制造成本。
上述問題對(duì)于半導(dǎo)體晶圓制造廠的制造流程亦形成了相當(dāng)大的困擾，亟待有效方法改善光阻顯影步驟，以使產(chǎn)能(throughput)大幅提升，積極快速地改善光阻制程，提高良率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述所提出的制造缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體晶片的制造方法，特別是一種應(yīng)用氧處理以改善光阻制程的足部效應(yīng)缺陷的方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提高半導(dǎo)體制程的合格率，使得半導(dǎo)體晶片加工制程更具彈性及競(jìng)爭(zhēng)性。
因此，綜合以上的發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例的一種在半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷(Footing Defect)的方法，包括首先，以化學(xué)氣相沉積法形成一氮氧化硅(SiON)層，并在氮氧化硅層表面上以傳統(tǒng)的微影制程形成光阻層。
繼續(xù)，須在光阻顯影(Develop)后，需要進(jìn)行PHOTO REWORK時(shí)，以傳統(tǒng)的電漿蝕刻法進(jìn)行去除光阻(Photo-resist Ashing)。
接著，再以光刻膠去除劑(EKC Solvent)清理氮氧化硅層表面，藉以除去所余的光阻，而光刻膠去除劑的主要成分為NH2OH。
之后，在氮氧化硅層表面上進(jìn)行氧處理(Oxygen Treatment)步驟。
最后，在氮氧化硅層表面上再以傳統(tǒng)的微影制程形成一光阻層。
為讓本發(fā)明的上述說(shuō)明與其他目的，特征和優(yōu)點(diǎn)更能明顯易懂，下文特列出較佳實(shí)施例并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1A至圖1D顯示了已知技術(shù)中的制造流程圖；及圖2A至圖2E顯示本發(fā)明實(shí)施例的制造流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的詳盡描述，且本發(fā)明的描述會(huì)配合一示范方法做參考。所使用的較佳方法會(huì)于隨后討論，而本發(fā)明的一些應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)亦會(huì)在隨后進(jìn)行描述。
此外，雖然本發(fā)明以一個(gè)實(shí)施例來(lái)教導(dǎo)，但這些描述不會(huì)限制本發(fā)明的范圍或應(yīng)用。而且，雖然這些例子使用了，應(yīng)該明了的是主要的部份可能以相關(guān)的部份取代。因此，本發(fā)明的裝置不會(huì)限制方法的說(shuō)明。這些裝置包括證明本發(fā)明和呈現(xiàn)的較佳實(shí)施例的實(shí)用性和應(yīng)用性。且即使本發(fā)明藉由舉例的方式以及舉出一個(gè)較佳實(shí)施例來(lái)描述，但是本發(fā)明并不限定于所舉出的實(shí)施例。此外，凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均包含在本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。應(yīng)以最廣的定義來(lái)解釋本發(fā)明的范圍，藉以包含所有這些修飾與類似結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明實(shí)施例為一種于半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷(Footing Defect)的方法，首先，如圖2A所示，以化學(xué)氣相沉積法(CVD)形成一氮氧化硅(SiON)層201，并在氮氧化硅層201表面上以傳統(tǒng)的微影制程形成光阻層70。
在化學(xué)氣相沉積制程中，其原理是將氣體存在物質(zhì)微粒中，在可控制的制作環(huán)境中，被排擠到表面，經(jīng)由熱及電場(chǎng)能量在晶圓的表面形成薄膜。應(yīng)用化學(xué)氣相沉積技術(shù)所產(chǎn)生的薄膜僅有幾毫微米的厚度，而且完全均勻，這項(xiàng)技術(shù)愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用在半導(dǎo)體制程中。常見的化學(xué)氣相沉積膜有氧化硅、氮化硅、多晶硅及金屬硅化合物。隨著技術(shù)的發(fā)展，今日應(yīng)用最廣泛的化學(xué)氣相沉積膜如氮氧化硅為相當(dāng)受歡迎的材料之一。
如圖2B所示，通常須在光阻顯影(Develop)后，以傳統(tǒng)的電漿蝕刻法進(jìn)行去除光阻(Photo-resist Ashing)71。
接著，如圖2C所示，再以光刻膠去除劑(EKC Solvent)清理氮氧化硅層201表面，藉以除去所余的光阻，而光刻膠去除劑的主要成分為NH2OH。
之后，如圖2D所示，在氮氧化硅層201表面上進(jìn)行氧處理(Oxygen Treatment)以增加氮氧化硅層201表面的含氧量。氧處理步驟只要能形成SiO2環(huán)境即可，因，可利用干式氧化法，濕式氧化法或化學(xué)氣相沉積法得之。此時(shí)，可避免因光阻的形成而造成氮氧化硅層201表面氧化層的損耗。減低H+離子的增加，避免氮氧化硅層在表面形成單一鍵。如此使得顯影液中的氫氧(OH-)離子較易帶走，增加光阻的曝光度。而此處所形成的氧化層鍵結(jié)完整，不易形成單鍵結(jié)構(gòu)，故容易為半導(dǎo)體制程使用。
最后，如圖2E所示，在氮氧化硅層201表面上再以傳統(tǒng)的微影制程形成一光阻層71。
本發(fā)明的適用范圍可適用于所有使用光阻層的制程，例如雙鑲嵌制程(DualDamascene)，或是將氮氧化硅層作為阻障(ARC)層的半導(dǎo)體制程。故本發(fā)明在于提高半導(dǎo)體制程的妥善率，使得半導(dǎo)體晶片加工制程更具彈性及競(jìng)爭(zhēng)性。且根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明配合工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)效果，有較快的生產(chǎn)速度，故可省下制程時(shí)間以達(dá)到節(jié)省成本的目的。
由于光阻合成的技術(shù)非常多，且其中所涉及的知識(shí)又涵蓋物理、化學(xué)、材料、化工及機(jī)械等領(lǐng)域。但通常光阻的組成成份基本上可分為四種，分別為聚合物(polymer)、光敏感劑(photoactive compound，PAC)、添加劑(additive)及溶劑(solvent)等。一般正光阻其聚合物皆以Novolak樹脂為主，此樹脂的分子量分布、鍵結(jié)構(gòu)造、單體型態(tài)及分子結(jié)構(gòu)等，皆會(huì)影響到微影制程。對(duì)于光阻中的添加劑部份，則以其使用的低分子量或染料(dye)類的化合物的特性研究為主。至于溶劑方面的研究，則較偏重于安全性及適用性等考量。此型光阻的一個(gè)特點(diǎn)是，即曝光后并不需要烘烤，亦即曝光后隨即會(huì)發(fā)生去保護(hù)基反應(yīng)，故避免基板表面是TiN、SiN、SiON及BPSG等層，而導(dǎo)致光阻輪廓會(huì)有足部效應(yīng)缺陷(Footing Defect)的問題。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷的方法，至少包含形成一氮氧化硅層；在該氮氧化硅層表面上形成第一光阻層；顯影及除去該第一光阻層；以溶劑清理該氮氧化硅層表面，；進(jìn)行氧處理，是在該氮氧化硅層表面進(jìn)行氧處理以增加該氮氧化硅層表面的含氧量；在該氮氧化硅層表面上形成第二光阻層，以在半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述形成氮氧化硅層至少包含以化學(xué)氣相沉積法形成一氮氧化硅層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述形成光阻層的方法至少包含傳統(tǒng)的微影制程。
4.如權(quán)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傳統(tǒng)的電漿蝕刻法。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述清理氮氧化硅層表面至少包含以光刻膠去除劑清理。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，上述光刻膠去除劑的成分至少包含NH2OH。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述氧處理至少包含干式氧化法。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述氧處理至少包含濕式氧化法。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述氧處理至少包含氣相沉積法。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述形成第二光阻層至少包含傳統(tǒng)的微影制程。
11.一種有半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷的方法，至少包含在一氮氧化硅層表面上形成第一光阻層；顯影及除去該第一光阻層；清理該氮氧化硅層表面；進(jìn)行氧處理，是在該氮氧化硅層表面進(jìn)行氧處理以增加該氮氧化硅層表面的含氧量；在該氮氧化硅層表面上形成第二光阻層，以于半導(dǎo)體制程中改善足部效應(yīng)缺陷。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述形成氮氧化硅層至少包含以化學(xué)氣相沉積法形成一氮氧化硅層。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述形成光阻層的方法至少包含傳統(tǒng)的微影制程。
14.如權(quán)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傳統(tǒng)的電漿蝕刻法。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述清理氮氧化硅層表面至少包含以光刻膠去除劑清理。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，上述光刻膠去除劑的成分至少包含NH2OH。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述氧處理至少包含干式氧化法。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述氧處理至少包含濕式氧化法。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述氧處理至少包含氣相沉積法。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，上述形成第二光阻層至少包含傳統(tǒng)的微影制程。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種于半導(dǎo)體制程中，圖形重制時(shí)可改善足部效應(yīng)缺陷(Footing Defect)的方法，包括首先，形成一氮氧化硅(SiON)層，并于氮氧化硅層表面上形成光阻層。在光阻顯影(Develop)后，發(fā)現(xiàn)有些問題，需進(jìn)行REWORK(重制/返工)。REWORK(重制/返工)時(shí)，先去除光阻(Photo－resist Ashing)。接著，再以光刻膠去除劑(EKC Solvent)清理氮氧化硅層表面。之后，在氮氧化硅層表面上進(jìn)行氧處理(Oxygen Treatment)步驟。最后，返回PHOTO曝光。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1624882SQ200310109108
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者廖國(guó)彰, 吳永皓, 羅思齊, 郭明升, 王剛寧, 席華萍, 劉智敏 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司