一种半导体制造用光刻胶去除方法

引言

本发明涉及一种去除光刻胶的方法，更详细地说，是一种半导体制造用光刻胶去除方法，该方法适合于在半导体装置的制造过程中进行吹扫以去除光刻胶。在半导体装置的制造工艺中，将残留在晶片上的光刻胶，在H2O/O2气体气氛中进行干洗，在CF4等离子体条件下进行干燥，在O2等离子体的条件下进行干燥剂后， 通过执行湿式清洁工艺去除上述残留光刻胶，可以彻底去除半导体装置制造过程中使用的光刻胶，增进半导体装置的可靠性，防止设备污染。

众所周知， 在半导体装置的制造过程中，用于各种电路的无缝电气连接金属布线随着半导体产品的高集成化、高速化，越来越要求以较小的线宽制作。因此，选择合适的光刻胶是非常重要的，随着金属布线的线宽变小，不仅大功率和低压力被用作金属布线形成的蚀刻方法，根据所用光刻胶的特点，去除蚀刻进程中产生的聚合物和光刻胶是非常重要的。

传统的方法是在半导体装置的制造过程中使用H2O等离子体、由于蚀刻过程中产生的聚合物，使用O2等离子体进行干洗，可能无法完全去除光刻胶。 即使执行湿式清洁，由于等离子体室的高温，在等离子体发挥作用之前，随着晶片停留时间的增加，聚合物也会过度硬化，直接残存的问题。因此， 本发明旨在解决上述传统技术存在的问题，在半导体装置的制造过程中，H2O等离子体，其目的在于提供一种半导体制造用的光刻胶去除方法，利用H2O/O2气体、CF4等离子体和O2等离子体进行干燥剂，从而达到完美去除光刻胶的目的。

图1a至图1i是根据本发明，在半导体装置制造过程中使用的光刻胶的工艺流程图。如图1a所示，在半导体元件的制造过程中，在半导体基板上PVD（Physical Vapor Deposition: 物理气相沉积法，离子束， 电子束 或通过射频(RF)冲刷（sputtering）等方法沉积金属层后，在金属层上形成用于蚀刻金属层的光刻胶图案。 在这里，金属层可以使用例如Al、Cu、Ti、TiN等金属。

此外， 正如我们在1b中所看到的，Cl等离子体， 如图1c所示，采用H2O等离子体的干燥剂，压力在0.5 Torr-1.5 Torr之间， 在700瓦-800瓦的电源、450 sccm-550 sccm-H2O量、260℃-280℃的温度下进行28秒-32秒。 可取的是，在1 Torr的压力、750 W的电源、500 sccm的H2O量、270℃的温度下，用H2O等离子体干洗30秒。 这是为了将金属层按照光刻胶图案蚀刻后产生的聚合物及残余Cl去除。

其次，如图1d所示，调节等离子体蚀刻室内压力、H2O量、O2量、时间等，在H2O/O2气体气氛下进行干燥剂，采用H2O/O2气体的干燥剂，压力为8 Torr-12 Torr， 在0W电源、900sccm-1100sccm-H2O量、4900sccm-5100sccm-O2量、260℃-280℃温度下执行4秒-6秒。 最好在10 Torr的压力、0 W的电源、1000 sccm的H2O量、5000 sccm的O2量、270℃的温度下用H2O/O2气体干洗5秒钟。

通过调节等离子体蚀刻室内压力、CF4的量、时间等，如图1e所做的那样，利用CF4弗[0020]razma进行干燥剂，在这里， 采用CF4等离子体的干燥剂，压力在0.5 Torr-1.5 Torr之间， 在700 W-800 W的电源、45 sccm-55 sccm2的CF4量、260℃-280℃的温度下进行，持续8秒-12秒。 可取的是，在1 Torr的压力、750 W的电源、50 sccm的CF4量、270℃的温度下，用CF4等离子体干洗10秒钟。

如图1f所示，通过调节等离子体蚀刻室内的压力、H2O量、O2量、时间等，在H2O/O2气体气氛下进行干燥剂。采用H2O/O2气体的干燥剂，压力为8 Torr-12 Torr， 在0W电源、900sccm-1100sccm-H2O量、4900sccm-5100sccm-O2量、260℃-280℃温度下进行，持续8秒-12秒。 可取的是，在10 Torr的压力、0 W的电源、1000 sccm的H2O量、5000 sccm的O2量、270℃的温度下，用H2O/O2气体干洗10秒钟。

通过调节等离子体蚀刻室内压力、CF4的量、时间等，如图1g所做的那样，利用CF4等离子体进行干燥剂。 采用CF4等离子体的干燥剂，压力在0.5 Torr-1.5 Torr之间， 在700 W-800 W的电源、45 sccm-55 sccm2的CF4量、260℃-280℃的温度下进行16-24秒。 可取的是在1 Torr的压力、750 W的电源、50 sccm的CF4量、270℃的温度下用CF4等离子体干洗20秒。通过调节等离子体蚀刻室内压力、O2的量、时间等，如图1h所做的那样，利用O2普尔razma进行干燥剂。 用O2等离子体干燥剂产生0.5 Torr-1.5 Torr的压力； 在700瓦-800瓦的电源、2900 sccm-3200 sccm-3的O2量、260℃-280℃的温度下进行28秒-32秒。 可取的是，在1 Torr的压力、750 W的电源、3000 sccm的O2量、270℃的温度下，用O2等离子体干洗30秒。

在此之后，执行湿法洗净工艺，形成完全消除了光刻胶图案的下部金属布线，正如在图1i中所做的那样。因此， 在半导体装置的制造过程中，可以依次进行利用H2O等离子体、H2O/O2气体、CF4等离子体和O2等离子体的[0025]干燥剂，从而完全消除用于形成底层金属布线的光刻胶图案。

　　审核编辑：汤梓红