TW459165B - Method for the rework of photoresist - Google Patents

Description

45 91 6 5 Λ7 五、發明說明（） 發明领盛‘ 本發明係有關於一種丰導艘製程，特別是關於—種 由晶片表面去光阻之方法，用以改善光阻再造之製程及降 低製程時間。 1-2發明背景： 於製造半導體及半導體微積體電路過程中，經常需 要形成一光阻材料於半導體基材上，然後利用一微影製程 將該光阻材料予以圖案化，這些圖案藉著光阻的存留或去 除定義出電路中不同的主動區域’例如擴散區、閘極、接 觸窗或内連線區域…等等。在圖案定義出之過程中允許進 行必要的離子佈植製程、蝕刻製程或擴散製程，光徂係於 製程中作為罩暮材料以形成圖案於半導體基材上，並於進 行钮刻過程中保護基材表面選擇之區域，則蚀刻劍可選擇 性地蝕刻未被光阻覆蓋之區域而形成圖案。 光阻顯影後蚀刻基材圖案之前必須檢測囷案之臨界 尺寸，光阻於顯影後進行一種類影後檢測（After Development丨nspection，ADI)，其目的係用以確認該光 阻製程進行至此為正確且在特定容許範圍（t〇jerance)内， 苦發現錯誤或無法接受的製程變化可再作修正，因為該光 阻製程尚未對晶片基材作任何改變，因此，藉由此檢測可 -2- 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS〉A4規格（210x 297公蜚） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) « — — — — — — I— --------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 916 5 a? —__________B7__ 五、發明説明（） 偵測任何不適當的製程晶片，例如對準不良（m丨s a丨丨g n e d )、 臨界尺寸過大或過小及圖案異常…等，均需將該光阻剝 除，用以利用後磧製程顯影及檢測再次圖案化。 現行有二種去光阻之方法：有機剥除劑（〇rganjc stripper)、氡化型無機剝除劍—type stripper)、 及乾式蚀刻法（dry etching)，其中乾式蝕刻法係將覆蓋於 基材表上之光阻曝露於含氧電漿中，用以將殘留於基材上 之光阻除去’此製程為已知的氧電漿灰化法（ashjng),最 近，氧電衆灰化法已成為去除光阻之最佳方法，因為氧電 漿可輕易地將光阻燃燒成為二氧化碳、一氧化碳及水氣等 揮發性物質’如此即可除去基材表面之光阻薄膜。另外， 此種乾式製程亦可於眞空製程室中進行以減少微粒及金屬 污染，然而，側壁之高分子聚合物（p〇丨ymer)及其他無機 物質仍可能於灰化製程完成之後出現，因此，於氣電漿灰 化製程之後必需有額外的步驟用以完全去除這些殘餘物。 另一種處理方式如第一圖所示，首先應用氧電漿剝 除法11去除大部分光阻薄膜之後，接著利用一濕式剝除 法12處理用以完全去除光阻及無機的電漿蝕刻殘餘物， 於最後步私係利用電漿蚀刻部分光阻，其殘餘部分則利用 將基材曝露於一濕式蝕刻劑中而去除，例如，碗酸（Η23〇4) 溶液適用於金屬製程前剝除光阻；而胺類（amjne)溶液則 用於金屬製程後之光阻剝除。光阻剝除之主要目的為確認 本紙張尺度適用中國國家樣隼（CNS > A4規格（210X297公釐） ---------：---裝------訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45 916 5 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（） 所有光阻已去除，且儘可能不侵蚀其下層表面之物質，特 別是金屬層。 然而，上述這些製程有許多缺點，尤其應用於光阻 再造製程（rework process)時，其剝除製程時間長將限制 生產速度並增加每片晶片之生產成本。此外由於這些製程 為整批式（b3tch-type)的製程，所以若只有一兩片晶片需 要再造，則往往需花很多時間在等待的過程，根據晶圖廠 滿載的經驗，平均每片晶片約花費0.5至1.5天的再造製 程時間（cycle t丨me)，因此傳統光阻再造製程不僅製程成 本高且製程時間長。 综上所述，有必要提出一種光阻再造方法，用以有 效降低製程時間並增進產能（t h r 〇 u g h p u t)。 5 - 3發明目的及概述： 本發明之目的為提供一種方法用以快速有效地改善 光阻再造製程並降低製程時間。 本發明揭露一種光阻再造（re work)之方法，其中一半 導體基材上已形成一欲定義圖案之底層，及形成一正光阻 圖案層於該底層上，進行一光阻顯影後檢測（afterdevelopment-inspection, ADI)後欲進行光阻再造製程， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 45 916 5 五、發明说明（） 由於晶片上經掃瞄式電子顯微鏡（S EΜ)量測過土 區域，合 因為電子累積（charging)造成晶片上化學物質< & 會 除去，因此該光阻再造之方法至少包含下列步顿 不易 ，先將轅 -H - I— n n J— - i . 丁 f請先閱讀背面之注意事項再填《Sr本耳} 半導體基材置於一濕式剥除劑中，用以除去大部 圖案層，再將該半導體基材置於一單一晶片製程室％疋限 用UV/〇3乾式剝除法用以完全除去殘留的光卩且圖 ’利 案層。接 光阻完全除去之後再重新形成光阻層於該底層上。 听 5-4圖式簡單説明： 本發明之較佳實施例將於隨後之説明文丰 甲輔以下 列圖示做更詳細的闡述： 第一圖顯示傳統剥除光阻技術流程圖。 第二圖説明本發明之光阻剌除技術流程圖，用 N以减少光|!且 再造之製程時間。 5-5發明詳細説明： 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本發明係揭露一種光阻剝除方法，用以縮短光阻再 造（rework)過程之製程時間，該方法係於單一晶片製程系 統（single-wafer processo「）中進行，首先利用濕式剝除劑 (wet stripper)將大部分光阻除去，然後再利用乾式灰化 法將殘留光阻予以完全去除，利用本發明所揭露之方法可 明顯地縮短光阻再造製程時間。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） 45 916 5 A7 B7 五、發明説明（） 於半導體製程中欲定義一特殊圖案時，首先，形成 一光阻層於欲定義圖案之底層上’該底層可為介電層、半 導體層或導體層，然後以標準微影製程將光罩（mask)上之 圖案轉移至光阻層上而形成光阻圖案，當選擇性曝光該光 阻層後’即以顯影液將曝光後之光阻層顯影而得到光阻圖 案層作為定義該底層之罩幕層，若該光阻層為一正光阻則 曝光之區域將被顯影液溶解而留下未曝光區域，若為負光 阻則僅留下曝光之區域。 當光阻圖案形成於該底層上之後，進行顯影後檢測 (AD丨）用以檢測該光阻圖案之臨界尺寸（critica| djmensi〇n， CD)及對準（alignment)，或辨識是否有光阻製程所產生之 殘留物、碎片或殘渣’用以於蝕刻該底層之前確認該光阻 圏案層具有良好的可靠度，避免蝕刻該底層之後產生無法 彌補之錯誤。掃描電子顯微鏡（SEM)為最常用於ADI檢測 之ix·備’；&·發現遠光阻圖案層有缺陷或尺寸未於容許範圍 内，必須進行光阻再造，將該光阻囷案層除去，再重新進 行光阻製程。 請參考第二圖，因SEM中大量的電子將造成光阻表 面堅硬化（harden)或電荷累積（charging)，因此欲制除該 光阻層時’首先進行濕式剝除法（步驟2彳），將該欲進行光 阻再造之晶片置於一濕式剝除劑（wet stripper)中，於一 本纸張尺度適用t國國家標準（CMS ) A4規格（21〇X297公釐> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貫) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4591 6 5 A7 _B7五、發明説明（） 較佳實施例’該濕式剝除劑包含包含二甲基砜（d i m e t h y I sulfoxide, DMSO)及甲基-乙吡咯烷酮（i_methy|-2-pyrrolidone, NMP)，其極性官能基對於極性有機化合物 如光阻具有良好的溶解度，利用其同質相溶（like dissolves like)之原理可快速地將該光阻圖案層予以除去。 接著將該晶片放置於一單一晶片製程室（single-wafer chamber)中，然後利用乾式剝除法（步騾 22)將殘餘之光 阻完全去除，避免光阻殘留而影響後續光阻再造之製程， 於一較佳實施例中利用紫外線及臭氧（UV/03)所產生之自 由基（radical)將晶片表面之殘餘光阻除去，其反應機制如 下： UV °3---—► 〇2(g) + O' ⑴ 〇· + PR -► C〇2(9) + CO(g) + H2〇(g) (2) 其中PR表示光阻，其為碳氫化合物。 上述之乾式剝除法中，係利用UV之能量將臭氧轉成 氧分子及高能量氧自由基，其UV燈源之波長約為160至 280nm，接著高能量氧自由基再與光阻之碳氫化合物反應 產生小分子的二氧化碳、一氧化碳及水，而這些小分子可 輕易地由晶片表面氣化揮發掉，因此乾式剝除法可很快速 地將晶片表面殘餘之光阻完全清除。當該光阻圖案層為一 負光阻時，該乾式剝除法可運用氧電漿，以有效剝除殘留 --------T---裝------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標HMCNS) A4規格（2丨〇><297公瘦） 45916 5 A7 __________B7 五、發明説明（） 之負光阻。 综上所述，本發明揭露一種 禮先阻再造製程，用以 速剝除光阻，因該光阻已經⑧咖檢測，故本發 行-濕式剝除法，.利用濕式剝除劑對光阻之高溶解度將夫 部分光阻除去，接#再利用紫外维/自备 乐外、泉/臭軋乾式剝除法將努 餘之光阻由晶片表面完全除去’當光阻完全制除之後，索 晶片可再重新進行光阻製程。本發明所揭露之方法係於; -晶片之製程機台中進行，光阻再造製程之製程時間可或 傳統之，天降低至約i小時，如此有效提升光阻再 程產能及降低製程時間。 本發明以-較佳實施例説明如上，僅用於藉以繁助 解本發明之實施，非用以限定本發明之精神，而熟悉此 域技藝者於領悟本發明之精神後，在不脱離本發明之精 範圍内，當可作些許更動潤飾及等同之變化替換，其專 保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。 I- I. - I- 1% —I- -I --ο. - - I- i - I f 1 ..... (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -纸 本 準 標 家 國 國 中 適 釐 一公 97

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 么告本 45 91 I 5 --—^一 I D8六、申請專利範圍 1. 一種光阻再造（re work)之方法，其中一半導體基材 上已形成一欲定義圖案之底層，及形成一光阻圖案層於該 底層上，進行一光阻顯影後檢測（after-development-inspection, ADI)後，欲進行光阻再造製程，該光阻再造 ，之方法至少包含下列步驟： 將該半導體基材置於一濕式剝除劑中，用以除去大 部分該光阻圖案層； 將該半導體基材置於一單一晶片製程室中，利用乾 式制除法（dry ashing)完全除去殘留的光阻圖案層；及 重新形成光阻圖案層於該底層上。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之底層為 一介電層。 3. 如申請專利範園第1項之方法，其中上述之底層為 一半導體層。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之底層為 一導體層。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之光阻圖 案層為正光阻。 --I----h---- ---I----訂---I--— 1* · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 8888 ABCD 45916 5 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之光阻圖 案層為負光阻。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之濕式剝 除劍（stripper)包含二甲基破（dimethyl sulfoxide, DMSO) 及甲基-乙喻洛統酮（1-methyl-2-pyrrolicione，NMP〉。 8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中上述之乾式剝 除法係利用UV/03乾蝕刻法。 9. 如申請專利範圍第6項之方法，其中上述之乾式剝 除法係利用氧電漿乾蝕刻法。 10. —種光阻再造（rework)之方法，其中一半導體基 材上已形成一欲定義圖案之底層，及形成一正光阻圖案層 於該底層上，進行一光阻顯影後檢測（after-development-inspection, ADI)後欲造行光阻再造製程，該光阻再造之 方法至少包含下列步騾： 將該半導體基材置於一濕式剝除劑中，用以除去大 部分該正光阻圖案層； 將該半導體基材置於一單一晶片製程室中，利用 uv/o3乾式剝除法用以完全除去殘留的正光阻圖案層；及 重新形成正光阻圖案層於該底層上。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) --------« I I I I H I I _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A845 916 5 ξΐ D8六、申請專利範圍 11 .如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之底層 為一介電層。 1 2 .如中請專利範圍第1 〇項之方法，其中上述之底 層為一半導體層。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之底 層為_導體層。 , 1 4.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之濕 式剝除劑（stripper)包含二甲基颯（dimethyl sulfoxide, DMSO)及甲基-乙吡咯烷酮（1-methy卜2-pyrrolidone, NMP) ° 1 5. —種光阻剝除方法，該方法至少包含： 提供半導體基材具有底層（underlayer)形成於該半導 體基材上； 形成正光阻圖案層於該底層上； 進行光阻顯影後檢測（ADI)，用以檢測該正光阻圖案 層是否有缺陷； 進行濕式剝除製程，用以除去大部分有缺陷之正光 阻圖案層；及 於該單一晶片製程中進行UV/03乾式剝除法，用以 將殘留於晶片表面之正光阻完全除去ΰ -------V---- -^. I I J I---訂.--------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 45 916 5 AS B8 C8 D8 *申請專利範圍 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之方法，其中上述之濕 式剝除劑（stripper)包含二甲基颯（dimethyl sulfoxide, DMSO)及甲基-乙吡洛：¾ 酮（1-methyl-2-pyrrolidone, NMP)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）