CN102914950B - 金属层光刻的干法去胶返工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属层光刻的干法去胶返工方法，包括下列步骤：提供一晶圆片，所述晶圆片包括表面的金属层，所述金属层表面设有光刻胶；通过静电卡盘支撑所述晶圆片，所述静电卡盘的顶针处于举起状态，所述晶圆片仅通过所述顶针与静电卡盘接触；使用干法去胶工艺去除所述光刻胶；再次对所述金属层进行光刻。上述金属层光刻的干法去胶返工方法，在返工的干法去胶过程中，让静电卡盘的顶针保持举起状态，降低了晶圆片的温度，减小了干法去胶过程中对金属层中金属铜含量的影响，保证了工艺质量。相对于传统的增加一步N2O处理工艺的方法，节省了成本、提高了生产效率。

Description

金属层光刻的干法去胶返工方法
【技术领域】
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种金属层光刻的干法去胶返工方法。
【背景技术】
随着半导体技术的发展及芯片集成度的提高，金属互连引线变得更细、更窄、更薄，同时金属连线之间的距离也愈来愈窄。金属层次的光刻返工(metalrework)对产品的质量便有了显著的影响。
传统的返工流程是通过干法、湿法去胶，然后再次进行光刻。干法去胶的返工流程中去胶温度在250℃左右，该温度制程会使金属里的铜含量发生改变(标准的金属是99.5％的铝加上0.5％的铜)。铜含量的改变会导致后续金属蚀刻的异常，易产生金属残留物，导致金属连条。
为了解决该问题，一种传统的方法是在上述返工流程后、下一次光刻前增加一步N2O处理工艺，将金属里铜含量拉回正常。可以理解的，增加一步N2O处理工艺会增加生产成本。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种成本较低，又能够解决返工流程中金属里铜含量被改变的问题的金属层光刻的干法去胶返工方法。
一种金属层光刻的干法去胶返工方法，包括下列步骤：步骤A，提供一晶圆片，所述晶圆片包括表面的金属层，所述金属层表面设有光刻胶；步骤B，通过静电卡盘支撑所述晶圆片，所述静电卡盘的顶针处于举起状态，所述晶圆片仅通过所述顶针与静电卡盘接触；步骤C，使用干法去胶工艺去除所述光刻胶；步骤D，再次对所述金属层进行光刻。
优选的，所述干法去胶工艺中将所述晶圆片的温度控制在180至200摄氏度。
优选的，所述步骤C的反应气体包括氧气和氮气。
优选的，所述顶针的数量为3。
优选的，所述步骤C和步骤D之间还包括用湿法去除步骤C产生的聚合物的步骤。
上述金属层光刻的干法去胶返工方法，在返工的干法去胶过程中，让静电卡盘的顶针保持举起状态，降低了晶圆片的温度，减小了干法去胶过程中对金属层中金属铜含量的影响，保证了工艺质量。相对于传统的增加一步N2O处理工艺的方法，节省了成本、提高了生产效率。
【附图说明】
图1是一种传统的金属层返工流程中晶圆片放置在静电卡盘上的示意图；
图2是一实施例中一种金属层光刻的干法去胶返工方法的流程图；
图3是一实施例中一种金属层光刻的干法去胶返工方法中静电卡盘通过顶针支撑晶圆片的示意图；
图4是图3另一角度的视图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
为了抑制返工流程中干法去胶工艺对金属层中的金属铜含量的影响，可以通过降低干法去胶过程中晶圆片的温度来实现。采用较高温度(例如晶圆片达到250℃左右)进行干法去胶时，金属铜易从金属层的铜铝合金中析出，而纯铜不易被蚀刻。因此铜在蚀刻步骤前析出，会影响蚀刻的效果，易产生金属残留物，导致金属连条。
在传统的返工流程的干法去胶工艺中，晶圆片会置于一个静电卡盘(E-chuck)上，该静电卡盘是半导体生产过程中被广泛使用的设备，常用于在反应腔室内支撑晶圆片。静电卡盘在表面形成并保持静电电荷，通过静电电荷吸引住晶圆片。图1是一种传统的金属层返工流程中晶圆片放置在静电卡盘上的示意图。可以理解的，该放置方式会使晶圆10的温度与静电卡盘20的温度基本相同。
图2是一实施例中一种金属层光刻的干法去胶返工方法的流程图，包括下列步骤：
S210，提供一晶圆片，晶圆片包括表面的金属层，金属层表面设有光刻胶。在本实施例中，该光刻胶为已进行过曝光和显影而尚未蚀刻的状态，晶圆片表面的金属层的光刻由于质量要求需要进行光刻返工。
S220，通过静电卡盘支撑晶圆片，静电卡盘的顶针处于举起状态，晶圆片仅通过顶针与静电卡盘接触。图3是一实施例中一种金属层光刻的干法去胶返工方法中静电卡盘通过顶针支撑晶圆片的示意图。静电卡盘20包括顶针(liftpin)21，通过把顶针21设置为lift的状态，使顶针21从静电卡盘20内升起，将晶圆片10举起。图4是图3另一角度的视图，在该实施例中，处于举起状态的顶针的数量为3。三根顶针21呈三角形排列，例如可以呈等边三角形排列，以使晶圆片10的受力更均匀。
通过顶针21将晶圆片10举起，使晶圆片10离静电卡盘20有一定距离，这样晶圆片10仅通过顶针21与静电卡盘20接触，接触面积很小，静电卡盘20的温度就难以传导给晶圆片10，晶圆片10在干法去胶过程中主要与腔室内的气体进行热交换，因此晶圆片10的温度会比传统方法要低。
需要注意的是静电卡盘20对晶圆片10的吸力不要太大，以免损坏晶圆片10。可以通过有限次实验获得合适的参数进行吸力的控制。
S230，使用干法去胶工艺去除光刻胶。在本实施例中，将干法去胶工艺中晶圆片10的温度控制在180～200℃之间。由于金属层的铜含量的改变主要是由于干法去胶过程中温度过高(250℃引起的)，因此温度控制在180～200℃之间既能保证去胶的效果，又减少了干法去胶过程中对晶圆片金属层的铜含量的影响。静电卡盘20可以使用带有加热器的类型的静电卡盘，通过加热器对干法去胶工艺中反应腔室内的环境进行加热，以获得较好的去胶效果。在本实施例中，干法去胶工艺的反应气体包括氧气和氮气。
S240，再次对金属层进行光刻。
可以理解的，在S230步骤中光刻胶常常会反应产生有机聚合物(polymer)并有一部分(因为未能气化)而残留在晶圆片表面，因此在其他实施例中，步骤S230和S240之间还可以包括湿法去除该聚合物的步骤。
上述金属层光刻的干法去胶返工方法，在返工的干法去胶过程中，让静电卡盘20的顶针保持举起(lift)状态，降低了晶圆片10的温度，减小了干法去胶过程中对金属层中金属铜含量的影响，保证了工艺质量。相对于传统的增加一步N2O处理工艺的方法，节省了成本、提高了生产效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种金属层光刻的干法去胶返工方法，包括下列步骤：
步骤A，提供一晶圆片，所述晶圆片包括表面的金属层，所述金属层表面设有光刻胶；所述光刻胶为已进行过曝光和显影而尚未蚀刻的状态；
步骤B，通过静电卡盘支撑所述晶圆片，所述静电卡盘的顶针处于举起状态，所述晶圆片仅通过所述顶针与静电卡盘接触；
步骤C，使用干法去胶工艺去除所述光刻胶，步骤C过程中静电卡盘的顶针保持举起状态；
步骤D，再次对所述金属层进行光刻。
2.根据权利要求1所述的金属层光刻的干法去胶返工方法，其特征在于，所述干法去胶工艺中将所述晶圆片的温度控制在180至200摄氏度。
3.根据权利要求1所述的金属层光刻的干法去胶返工方法，其特征在于，所述步骤C的反应气体包括氧气和氮气。
4.根据权利要求1所述的金属层光刻的干法去胶返工方法，其特征在于，所述顶针的数量为3。
5.根据权利要求1所述的金属层光刻的干法去胶返工方法，其特征在于，所述步骤C和步骤D之间还包括用湿法去除步骤C产生的聚合物的步骤。
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