光刻胶剥离去除方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111308867A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010116396.1(22)申请日2020.02.25(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区高斯路497号(72)发明人李中华李润领陆连(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人焦天雷(51)Int.Cl.G03F7/42(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称光刻胶剥离去除方法(57)摘要本发明公开了一种用于半导体制造工艺中的光刻胶剥离去除方法，包括在半导体衬底上淀积介质层；旋涂光刻胶并曝光显影，形成光刻图形阻挡层；执行离子注入：采用氮氢混合气体执行等离子刻蚀，对光刻胶进行干法剥离；对衬底表面进行清洗。本发明采用氮氢混合气体能与第一光刻胶层和第二光刻胶层反应生成含氨挥发性化合物气体，能有效减少光刻胶残留。进而避免由于光刻胶残留造成对后续工艺的影响，提高产品良率。CN111308867ACN111308867A权利要求书1/1页1.一种光刻胶剥离去除方法，其特征在于，包括以下步骤:S1，在半导体衬底上淀积介质层；S2，旋涂光刻胶并曝光显影，形成光刻图形阻挡层；S3，执行离子注入：S4，采用氮氢混合气体执行等离子刻蚀，对光刻胶进行干法剥离；S5，对衬底表面进行清洗。2.如权利要求1所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：实施步骤S1时，淀积介质层为二氧化硅薄膜。3.如权利要求2所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：实施步骤S1时，二氧化硅薄膜厚度范围为5埃～60埃。4.如权利要求1所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：实施步骤S2时，旋涂光刻胶厚度范围为1000埃～10000埃。5.如权利要求1所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：实施步骤S3时，离子注入剂量范围为1×1013cm-2～1×1016cm-2。6.如权利要求1所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：实施步骤S4时，氮氢混合气体与离子注入形成第一光刻胶层和第二光刻胶层的反应速率相等。7.如权利要求1述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：氢氮混合比例范围为4:96～30:70。8.如权利要求1所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：实施步骤S5时，对硅片执行单片排序清洗。9.如权利要求8所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：实施步骤S5时，清洗液采用过氧化硫磺混合物溶液和过氧化氨混合物溶液。10.如权利要求9所述的光刻胶剥离去除方法，其特征在于：清洗液采用H2SO4:H2O2配比范围为6:1～4:1且温度范围为110℃～140℃的过氧化硫磺混合物溶液；以及，NH4OH:H2O2:H2O配比为1:1.5:50且温度范围为30℃～70℃的过氧化氨混合物溶液。2CN111308867A说明书1/4页光刻胶剥离去除方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种用于包括但不限于半导体生产工艺中光刻胶去除步骤的光刻胶剥离去除方法。背景技术[0002]光刻胶是一大类具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料，是转移紫外曝光或电子束曝照图案的媒介。光刻胶的也称为光致抗蚀剂、光阻等，其作用是作为抗刻蚀层保护衬底表面。光刻胶广泛应用于集成电路(IC)、封装(Packaging)、微机电系统(MEMS)、光电子器件光子器件(Optoelectronics/Photonics)、平板显示其(LED、LCD、OLED)和太阳能光伏(SolarPV)等领域。[0003]在半导体制造领域，离子注入层光刻胶(参考图2)在经过高剂量或大分子量的源种注入后(参考图3)，会在光刻胶的外层形成一层硬壳(参考图4)本发明命名为第一光刻胶层。现有的离子注入层光刻胶在经过氧气灰化干法剥离时，由于等离子氧与光刻胶反应速率很高，会有一部分等离子氧先穿透第一光刻胶层到达第二光刻胶层，在与第二光刻胶层反应后在内部产生大量气体，第二层光刻胶膨胀(参考图5)，第一光刻胶层最终因承受不住内层巨大的气压而爆裂，爆裂的光刻胶有一定的概率掉落在临近的光刻胶上(参考图6)，导致此交叠的光刻胶不能被干法剥离干净。在经过后续批作业的湿法剥离后会产生残余物(参考图7)，这种残余物在覆盖一系列栅极堆栈薄膜之后会被增强呈现，传递到栅极成型工序时会对栅极图形产生严重的影响，即在栅极曝光图形成型之后形成埋层缺陷，在栅极刻蚀图形成型之后造成栅极断开或桥接，直接降低了产品良率。另外，在氧气灰化阶段，由于等离子氧可以穿透衬底表面上的氧化层到达衬底硅区，直接与硅反应产生二氧化硅，增加了硅损失，会影响器件阈值电压及漏电流，也会影响产品良率。发明内容[0004]在发明内容部分中引入了一系列