改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法。
【背景技术】
[0002]对于90-40nm半导体制造工艺来讲，正常的一条工艺流程里都是KrF层次最多的。比如，对于某些流程，KrF有大约20层，而ArF层次不到KrF层次的1/3。而到了 45nm及以下，一般已经没有ArF层次。所以，如果能够利用ArF机台和传统的ArF光阻来完成原本需要在KrF上作业的层次，对于工厂内机台的利用率和产能的提高是非常关键的。
[0003]由于无机的硅片表面(比如Si，Si3N4, S1^ )很容易与水结合生成(-S1-OH)，这就使得ArF光阻在代替KrF光阻使用时，由于ArF光阻本身含有较少的亲水性基团(O?20%)，导致ArF光阻与硅片表面存在黏附差的问题，容易产生光阻图形倒掉或完全粘不住的问题。所以找到一条有效的解决ArF光阻黏附性差的处理方案是实现ArF光阻能否代替KrF光阻的关键。
[0004]目前常规采用HMDS(六甲基二硅烷)化学处理方法，但是传统的HMDS(六甲基二硅烷)化学处理方法，除了化学物质本身的危害之外，实验中没有足够的工艺窗口来解决传统ArF光阻黏附性的问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够通过等离子体预处理，改变硅片表面性能(由极性亲水性表面转化为非极性疏水性表面)，增加ArF光阻黏附性的方法。
[0006]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，包括:第一步骤:对硅片表面进行等离子体处理，以使得硅片的极性的亲水性表面转化为非极性的疏水性表面；第二步骤:将ArF光阻布置在硅片的非极性的疏水性表面上，并执行光刻处理。
[0007]优选地，等离子体处理为氧等离子体处理。
[0008]优选地，氧等离子体处理中的化学反应为2 (-S1-OH)+0.— -S1-O-O-S1-+H2O。
[0009]优选地，第一步骤包括:将硅片布置在低压真空腔的底部的用于放置硅片的卡盘，并且利用等离子体发生器向低压真空腔输入等离子体，以使得硅片的极性的亲水性表面与等离子体反应。
[0010]优选地，卡盘布置有加热装置，等离子体处理温度范围为:215-295摄氏度。
[0011]优选地，等离子体处理的时间大于10s。
[0012]优选地，在第一步骤中，在利用加热装置对硅片加热的同时，利用等离子体发生器向低压真空腔输入等离子体。
[0013]优选地，所述硅片是无机硅片。
[0014]优选地，无机硅片的非极性的疏水性表面的材料包括Si。
[0015]优选地，无机硅片的非极性的疏水性表面的材料包括Si3N4。
[0016]优选地，无机硅片的非极性的疏水性表面的材料包括Si02。
[0017]由此，本发明通过等离子体预处理改变硅片表面性能，即由亲水性表面转化为疏水性表面，使得非极性的疏水性表面极大的增加了硅片表面与光阻之间的黏附性，解决了传统ArF光阻在光刻工艺后硅片表面光阻图形黏附不住的问题。因此，本发明有效解决了ArF光阻在光刻工艺后硅片表面光阻图形黏附不住的问题。
【附图说明】
[0018]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0019]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法的流程图。
[0020]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的等离子体处理中硅片表面示意图。
[0021]图3示意性地示出了等离子体处理前极性的亲水性硅片表面示意图。
[0022]图4示意性地示出了等离子体处理后非极性的疏水性硅片表面示意图。
[0023]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0025]在本发明中，在等离子体处理前，硅片表面与水结合生成极性的亲水性表面(-S1-OH)，通过氧等离子体(0.)处理，硅片表面生成非极性的疏水性表面(-S1-O-O-S1-)，SP 2 (-S1-OH)+0.—-S1-O-O-S1-+H2O。ArF光阻本身为疏水性的有机物质，在等离子体处理前的亲水性表面(-S1-OH)黏附性很差，光刻工艺后硅片表面的光阻图形完全黏附不住(图3);经过等离子体处理后，硅片由极性亲水性表面转化为非极性疏水性表面(-S1-O-O-S1-)(图4)，极大的增加了硅片表面与光阻之间的黏附性，解决了传统ArF光阻在光刻工艺后硅片表面光阻图形黏附不住的问题。
[0026]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法的流程图。
[0027]如图1所示，根据本发明优选实施例的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法包括:
[0028]第一步骤S1:对硅片表面进行等离子体处理，以使得硅片的极性的亲水性表面转化为非极性的疏水性表面；
[0029]优选地，等离子体处理为氧等离子体处理。而且具体地，氧等离子体处理中的化学反应为 2 (-S1-OH)+0.— -S1-O-O-S1-+H2O(如图 2 所示)。
[0030]优选地，如图2所示，第一步骤SI包括:将硅片30布置在低压真空腔20的底部的用于放置硅片的卡盘40，并且利用等离子体发生器向低压真空腔20输入等离子体，以使得硅片的极性的亲水性表面与等离子体反应。
[0031]优选地，等离子体处理温度范围为:215-295摄氏度。
[0032]优选地，等离子体处理需要一定的时间，需大于1s以上。
[0033]优选地，卡盘40带加热装置。由此，进一步优选地，可以在利用加热装置对硅片30加热的同时，利用等离子体发生器向低压真空腔20输入等离子体，以使得硅片的极性的亲水性表面更充分地与等离子体反应。
[0034]在具体示例中，所述硅片是无机硅片，而且无机硅片的非极性的疏水性表面的材料包括 S1、Si3N4、Si02等。
[0035]第二步骤S2:将ArF光阻布置在硅片的非极性的疏水性表面上，并执行光刻处理。
[0036]由此，本发明通过等离子体预处理改变硅片表面性能，即由亲水性表面转化为疏水性表面，使得非极性的疏水性表面极大的增加了硅片表面与光阻之间的黏附性，解决了传统ArF光阻在光刻工艺后硅片表面光阻图形黏附不住的问题。因此，本发明有效解决了ArF光阻在光刻工艺后硅片表面光阻图形黏附不住的问题。
[0037]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0038]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于包括: 第一步骤:对硅片表面进行等离子体处理，以使得硅片的极性的亲水性表面转化为非极性的疏水性表面； 第二步骤:将ArF光阻布置在硅片的非极性的疏水性表面上，并执行光刻处理。
2.根据权利要求1所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，等离子体处理为氧等离子体处理。
3.根据权利要求1或2所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，氧等离子体处理中的化学反应为2 (-S1-OH)+0.— -S1-O-O-S1-+H2Oο
4.根据权利要求1或2所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，第一步骤包括:将硅片布置在低压真空腔的底部的用于放置硅片的卡盘，并且利用等离子体发生器向低压真空腔输入等离子体，以使得硅片的极性的亲水性表面与等离子体反应。
5.根据权利要求4所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，卡盘布置有加热装置，等离子体处理温度范围为:215-295摄氏度。
6.根据权利要求4所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，等离子体处理的时间大于10s。
7.根据权利要求5所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，在第一步骤中，在利用加热装置对硅片加热的同时，利用等离子体发生器向低压真空腔输入等尚子体。
8.根据权利要求1或2所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，所述硅片是无机硅片，而且无机硅片的非极性的疏水性表面的材料包括Si。
9.根据权利要求1或2所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，无机硅片的非极性的疏水性表面的材料包括Si3N4。
10.根据权利要求1或2所述的改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，其特征在于，无机硅片的非极性的疏水性表面的材料包括Si02。
【专利摘要】本发明提供了一种改善ArF光阻在硅片表面上的黏附性的方法，包括：第一步骤：对硅片表面进行等离子体处理，以使得硅片的极性的亲水性表面转化为非极性的疏水性表面；第二步骤：将ArF光阻布置在硅片的非极性的疏水性表面上，并执行光刻处理。氧等离子体处理中的化学反应为2(-Si-OH)+O·→-Si-O-O-Si-+H2O。第一步骤中，将硅片布置在低压真空腔的底部的用于放置硅片的卡盘，并且利用等离子体发生器向低压真空腔输入等离子体，以使得硅片的极性的亲水性表面与等离子体反应。
【IPC分类】H01L21-02, H01L21-027
【公开号】CN104835721
【申请号】CN201510149034
【发明人】秦利鹏, 郑海昌, 陈力均, 朱骏
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月31日