用作等离子注入的掩蔽层的光刻胶的去除方法技术

本发明专利技术提供一种用作等离子注入的掩蔽层的光刻胶的去除方法，属于光刻技术领域。在该方法的所述等离子灰化步骤中，在所通入的用于形成氧等离子体的气体中混合氟化碳气体以抑制所述氧等离子体复合生成O2；并且设置等离子灰化处理过程的温度以避免所述光刻胶表面因等离子注入而形成的聚合物层产生变形。该方法能有效地去除光刻胶表面因等离子注入而形成的聚合物层，光刻胶的去除工艺简单、效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光刻
，涉及一种去光刻胶的方法，尤其涉及一种用作等离子注入的掩膜层的光刻胶的去除方法。
技术介绍
光刻胶(Photoresist，或称为“光阻”)在半导体芯片制造领域被广泛用来构图。其中，在离子注入过程中，通常使用光刻胶来定义离子注入的区域，被光刻胶所覆盖的区域被掩蔽以阻止离子注入掺杂，因此，通常称作离子注入的掩蔽层。相比于采用二氧化硅、氮化硅等介质层作为离子注入的掩蔽层，光刻胶作为掩蔽层具有以下优点:(I)可以省去氧化、刻蚀等形成掩蔽层的工艺，工艺简单，成本低；(2)离子注入后在将胶去除可以实现等平面工艺；(3)采用等平面工艺制备的器件具有较高保密性，器件结构不易被窃取。然后，离子注入的过程中，注入的能量介于20KeV至IMeV之间，注入深度平均可达IOnnTlOMffl,注入的剂量变化范围为IX IO12离子/cm2至IX IO18离子/cm2 ;离子注入后，离子注入有可能使光刻胶的表面一薄层光刻胶的性质被改变，也即，生成本领域技术人员通常所称的“硬壳”。光刻胶表面的硬壳是由于离子注入过程中在其表面发生“交联反应”而形成的碳化交联聚合物。在离子注入的剂量较大(剂量大于或等于I X IO15离子/cm2)的情况下，“硬壳”的生成现象非常明显。图1所示为现有技术中因离子注入过程使用作掩蔽层的光刻胶表面产生“硬壳”层的结构示意图。通常地，在离子注入后需要去除用作掩蔽层的光刻胶，同时也必须去除“硬壳”(也即聚合物层)。在去除光刻胶的过程中，包括以下步骤:(a)等离子灰化(Plasma Ashing)处理；(b) SH溶液(硫酸与双氧水形成的溶液)湿法去胶；以及(c) I号(SC-1)液沸煮去除残胶(I号液为氨水、双氧水和去离子水混合形成的溶液)。以下图2和图3示出了等离子灰化处理过程中的“硬壳”变化过程。首先，为去除图1结构中的光刻胶以及“硬壳”，在等离子灰化处理过程中，通入氧气，形成氧等离子体去胶。但是，由于经过离子注入工艺过程后的光刻胶耐热性变差，在硅衬底温度达到一定温度后(例如150°C)，“硬壳”就会产生高温变形，例如，开裂、褶皱等。图2所示为在等离子灰化过程中由于高温导致“硬壳”变形的结构示意图。然后，随着等离子灰化的不断进行，氧等离子可以从“硬壳”的开裂处钻入，将“硬壳”层之下的正常的光刻胶刻蚀掉。图3所示为在等离子灰化过程中“硬壳”之外的光刻胶被去除后的残余“硬壳”的结构示意图。残余的“硬壳”容易在等离子灰化过程的高温条件下固化，同时，“硬壳”之下光刻胶被去除后，在褶皱变形的地方，“硬壳”容易叠层在一起(例如，图3中所示的区域A)。图3所示的残余“硬壳”即使经过SH湿法去胶步骤也难以完全去除干净。因此，不可避免地需要使用以上所述的(C)步骤来完全去除“硬壳”。但是，(C)步骤的引入，不可避免地导致去胶工艺大大复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，有效去除光刻胶表面因等离子注入而形成的聚合物层、并简化光刻胶的去除工艺。为实现以上目的或者其它目的，本专利技术提供一种光刻胶的去除方法，该光刻胶用作等离子注入的掩蔽层，所述去除方法包括等离子灰化步骤；其中，在所述等离子灰化步骤中，在所通入的用于形成氧等离子体的气体中混合氟化碳气体以抑制所述氧等离子体复合生成O2;并且设置等离子灰化处理过程的温度以避免所述光刻胶表面因等离子注入而形成的聚合物层产生变形。按照本专利技术提供的光刻胶的去除方法的一优选实施例，其中，所述氟化碳气体选择为CF4气体。较佳地，用于形成氧等离子的气体为氧气，所述CF4气体与该氧气之间的气体流量比范围为0.005:1至0.045:lo较佳地，所述CF4气体与氧气的总气体流量的范围为2500sccm至7500sccm。按照本专利技术提供的光刻胶的去除方法的又一优选实施例，其中，所述等离子灰化处理过程的温度被设置在150°C以下。优选地，通过设置加热装置的参数控制所述等离子灰化处理过程的温度。优选地，所述加热装置为加热灯，在大于或等于800瓦至小于或等于1600瓦之间范围内设置所述加热灯的功率参数，在大于或等于30秒至小于或等于6分钟之间范围内设置加热灯的时间参数。在之前所述的去除方法实施例中，在所述等离子灰化步骤之后，所述去除方法还包括步骤:采用硫酸和双氧水混合的溶液湿法去除残余光刻胶。在之前所述的去除方法实施例中，所述等离子注入的剂量大于或等于I X IO15离子 / cm2。在之前所述的去除方法实施例中，所述聚合物为碳化交联聚合物。本专利技术的技术效果是，通过在等离子灰化过程中引入少许氟化碳气体并控制等离子灰化过程在较低温度小下进行，可以有效地去除光刻胶表面因等离子注入而形成的聚合物层，并且，该等离子灰化过程相对现有技术调整较小，效果明显，能省去SC-1溶液沸煮去除残余聚合物层的过程，光刻胶的去除工艺大大简化，效率得到提高。附图说明从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其它目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。图1是现有技术中因离子注入过程使用作掩蔽层的光刻胶表面产生“硬壳”层的结构示意图。图2是在等离子灰化过程中由于高温导致“硬壳”变形的结构示意图。图3是在等离子灰化过程中“硬壳”之外的光刻胶被去除后的残余“硬壳”的结构示意图。图4是按照本专利技术一实施例提供的光刻胶的去除方法流程示意图。图5是等离子灰化处理过程的结构示意图。具体实施例方式下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本专利技术的基本了解，并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。图4所示为按照本专利技术一实施例提供的光刻胶的去除方法流程示意图。在该实施例中，光刻胶用作离子注入的研磨层，在离子注入后，同样地形成如图4所示的类似的“硬壳”(也即因离子注入在光刻胶表面形成的聚合物层)，具体地，该“硬壳”可以为碳化交联聚合物。在该去除方法中，包括等离子灰化步骤，通过对等离子灰化步骤的改进，可以有效地去除“硬壳”，从而可以避免使用现有技术中的I号(SC-1)液沸煮去除残胶步骤。具体地，结合图4和图5详细说明本专利技术的光刻胶的去除方法过程。首先，步骤SI 10，准备开始等离子灰化步骤。在该步骤中，将离子注入(例如，As、B、P等离子注入掺杂)后的晶圆置于等离子灰化装置的腔体中，然后，关上腔体。在该实施例中，等离子灰化设备可以采用Novellus公司生产的型号为AURA-1000的等离子灰化设备，但是，这并不是限制性的。关上腔体后，抽真空准备进行等离子灰化处理。需要说明的是，光刻胶的具体材料不受本专利技术限制，在离子注入的情况下可能产生所述“硬壳”层的光刻胶材料均可以在本专利技术实施例中应用。进一步,步骤S120,腔体中通入氧气，同时通入少许四氟化碳(CF4)。在该步骤中，通入氧气以使灰化过程中生成O等离子体，O等离子体易于和光刻胶反应生成CO2和H2O等易挥发性物质，从而可以达到去除光刻胶的目的。但是，申请人发现，O等离子体活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻胶的去除方法，所述光刻胶用作等离子注入的掩蔽层，所述去除方法包括等离子灰化步骤；其特征在于，在所述等离子灰化步骤中，在所通入的用于形成氧等离子体的气体中混合氟化碳气体以抑制所述氧等离子体复合生成O2；并且设置等离子灰化处理过程的温度以避免所述光刻胶表面因等离子注入而形成的聚合物层产生变形。

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶的去除方法，所述光刻胶用作等离子注入的掩蔽层，所述去除方法包括等离子灰化步骤；其特征在于，在所述等离子灰化步骤中，在所通入的用于形成氧等离子体的气体中混合氟化碳气体以抑制所述氧等离子体复合生成O2;并且设置等离子灰化处理过程的温度以避免所述光刻胶表面因等离子注入而形成的聚合物层产生变形。2.按权利要求1所述的光刻胶的去除方法，其特征在于，所述氟化碳气体为CF4气体。3.按权利要求1或2所述的光刻胶的去除方法，其特征在于，用于形成氧等离子的气体为氧气，所述CF4气体与该氧气之间的气体流量比范围为0.005:1至0.045:1。4.按权利要求3所述的光刻胶的去除方法,其特征在于，所述CF4气体与氧气的总气体流量的范围为2500-7500标况晕升每分钟。5.按权利要求1或2所述的光刻胶的去除方法，其特征在于，所述等离...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹亮，史超，汤佳杰，
申请(专利权)人：无锡华润华晶微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：