專利名稱：光刻膠的去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成 電路元件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體晶片制造中產(chǎn)生的光刻 膠的去除方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶片(一般是硅片)的制程工藝中，為了保證工藝效果，晶片必需是清潔 無顆粒的。而在晶片的制程工藝中，對帶有光刻膠(Photo resist)圖案的圖型片刻蝕是 非常頻繁和重要的步驟，在對帶有光刻膠晶片的等離子體刻蝕后會形成的很多副產(chǎn)物，如 Si-Cl2-0/Si-Br2-0/CFx等物質(zhì)。這些物質(zhì)主要以光刻膠殘留的形式存在，會成為晶片圖形 表面甚至側(cè)壁的鈍化物，對晶片形成污染，進而影響下一步工藝的進行，甚至導(dǎo)致器件的最 終缺陷，使所述器件不能達到所設(shè)計的器件特性，無法正常工作。所以對晶片刻蝕后殘留的光刻膠的有效去除顯得十分重要，而且在保證完全有效 的去除這些殘留的光刻膠的同時，也要保證晶片襯底或者圖形的零損傷，增加清洗效率，降 低缺陷。在清洗晶片去除殘留的光刻膠等污染物的過程中，傳統(tǒng)的清洗方法是直接采用標(biāo) 準(zhǔn)的RCA濕法化學(xué)清洗。在標(biāo)準(zhǔn)的RCA濕法化學(xué)清洗工藝中，通常是分別采用如下的化學(xué) 液清洗去除相應(yīng)的物質(zhì)a)120°C&SPM(H2S04/H202，4: 1)去除金屬雜質(zhì)有機物及光刻膠；b)約20°C的DHF(HF/H20，1 100)去除自然氧化物和金屬雜質(zhì)；c)70-90°C 的 APM(NH40H/H202/UPW，1 1 5)去除顆粒和有機物污染；d)70_90°C的 HPM(HC1/H202/UPW，1 1 6)去除無機金屬離子。標(biāo)準(zhǔn)的RCA濕法化學(xué)清洗，清洗步驟多，清洗的周期長，單片的清洗流程需要大約 五十分鐘左右的時間才能完成。此外，標(biāo)準(zhǔn)的RCA濕法化學(xué)清洗，需要使用大量的強酸、強 堿和強氧化劑進行操作，這樣就對操作人員的安全造成隱患。為了提高清洗效率，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了先采用去膠機灰化工藝去除殘留的光刻 膠，再采用上述的RCA濕法化學(xué)清洗的方法來去除晶片表面的未去除完全的光刻膠及去除 光刻膠過程中產(chǎn)生的其他殘留物質(zhì)。去膠機是氧原子與光刻膠在等離子體環(huán)境中發(fā)生反應(yīng) 來去除光刻膠，因為光刻膠的主要成分是碳?xì)浠衔?，所以，氧原子很快與光刻膠發(fā)生反應(yīng) 生成揮發(fā)的一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣等，然后被真空系統(tǒng)抽走。在去膠機灰化工藝去膠 中，對去膠機采用時間控制方法來控制晶片表面的光刻膠及殘留物質(zhì)的去除。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用去膠機灰化工藝去膠后，再采用RCA濕 法化學(xué)清洗，雖然能夠提高清洗效率，但在RCA濕法化學(xué)清洗過程中，大量強酸、強堿和強 氧化劑的使用，還會對操作人員的安全造成隱患，并且可能造成對晶片本身的損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種半導(dǎo)體晶片清洗方法，既能達到清洗目的、又能減小去除光刻膠時對晶片本身產(chǎn)生的損傷。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明半導(dǎo)體晶片清洗方法采用的技術(shù)方案為一種光刻膠的去除方法，包括將等離子體刻蝕后的晶片，采用灰化工藝去除所述晶片上的殘留光刻膠；用弱酸溶液對所述晶片進行清洗；用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗；用有機溶液對所述晶片進行浸泡處理。本發(fā)明提供的光刻膠的去除方法，將采用灰化工藝去除晶片上的殘留光刻膠與采 用有機溶液進行浸泡的簡單濕法清洗相結(jié)合，能夠縮短去除光刻膠的處理周期，提高清洗 效率，從采用灰化工藝去除殘留光刻膠到采用有機溶液對所述晶片進行浸泡處理，整個清 洗流程的時間僅需要十幾分鐘左右。此外，在采用灰化工藝去除晶片上的殘留光刻膠之后，首先用弱酸溶液對所述晶 片進行清洗，再用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗，之后用有機溶液進行浸泡處理， 避免了大量強酸、強堿和強氧化劑的使用，減小了去除光刻膠時對晶片本身產(chǎn)生的損傷，降 低了對操作人員所造成的安全造隱患。


圖1為本發(fā)明光刻膠的去除方法一實施例的流程圖；圖2為本發(fā)明光刻膠的去除方法實施例中氧等離子體的譜線強度隨時間變化的 趨勢圖；圖3為本發(fā)明光刻膠的去除方法實施例中進行氧等離子體去膠的晶片切片樣品 圖；圖4為本發(fā)明光刻膠的去除方法另一實施例的流程圖；圖5為本發(fā)明光刻膠的去除方法又一實施例的流程圖；圖6為本發(fā)明光刻膠的去除方法實施例中，將晶片用濃度為1-10%的氫氟酸溶液 清洗5-60秒時間并干燥后，用20-45°C的異丙醇溶液浸泡并清洗后的樣品圖。
具體實施例方式本發(fā)明旨在提供一種既能提高清洗效率、又減小去除光刻膠時對晶片本身產(chǎn)生的 損傷的光刻膠的去除方法，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。參考圖1所示，本發(fā)明實施例光刻膠的去除方法，包括步驟S10、將等離子體刻蝕后的晶片，采用灰化工藝去除所述晶片上的殘留光刻膠；其中，所述灰化工藝的主要過程為通過射頻(RF)能量分解氧分子而產(chǎn)生氧原 子，氧原子與殘留光刻膠發(fā)生反應(yīng)生成揮發(fā)的一氧化碳、二氧化碳和水等主要生成物，反應(yīng) 式如下e+02 — 20+eR*+0* — COorCO2這些生成物以氣態(tài)形式被真空系統(tǒng)抽走。S20、用氫氟酸溶液對所述晶片進行清洗；
在本發(fā)明實施例中，S20采用濃度為1-10%的氫氟酸溶液將所述晶片清洗5-60秒 時間，這樣能夠去除執(zhí)行SlO時，在晶片表面產(chǎn)生的自然氧化層和部分聚合物。S30、用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗；用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗，能夠?qū)浞釟埩羧芤合♂?、去除，減 小對晶片本身的損傷，并且避免殘留的氫氟酸溶液對后續(xù)的異丙醇溶液造成污染。優(yōu)選地， 采用水 質(zhì)要求達IOMΩ. cm以上的超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗。S40、用異丙醇溶液對所述晶片進行浸泡處理。用異丙醇溶液對所述晶片進行浸泡處理，能夠溶解晶片表面的有機殘留，提高晶 片在與氫氟酸反應(yīng)后的憎水特性，有效減少顆粒雜質(zhì)吸附。為了達到較好的清洗效果，優(yōu)選 采用20-45°C的異丙醇溶液浸泡所述晶片。本發(fā)明光刻膠的去除方法，將采用灰化工藝去除晶片上的殘留光刻膠與采用異丙 醇溶液進行浸泡的簡單濕法清洗相結(jié)合，能夠縮短去除光刻膠的處理周期，提高清洗效率， 從采用灰化工藝去除殘留光刻膠到采用異丙醇溶液對所述晶片進行浸泡處理，整個清洗流 程的時間僅需要十幾分鐘左右。此外，在采用灰化工藝去除晶片上的殘留光刻膠之后，首先用氫氟酸溶液對所述 晶片進行清洗，再用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗，之后用異丙醇溶液進行浸泡 處理，避免了大量強酸、強堿和強氧化劑的使用，減小了去除光刻膠時對晶片本身產(chǎn)生的損 傷，降低了對操作人員所造成的安全造隱患。在本發(fā)明實施例的上述步驟SlO中，采用去膠機灰化工藝去除光刻膠。對去膠機的灰化工藝的控制可以采用傳統(tǒng)的時間控制方法，本實施例中優(yōu)選采用 根據(jù)預(yù)定物質(zhì)的譜線強度來對去膠機的灰化工藝進行控制，以達到更加準(zhǔn)確地控制殘留光 刻膠去除的目的。在灰化工藝的過程中，當(dāng)晶片上的殘留光刻膠較多時，預(yù)定物質(zhì)與之充分反應(yīng)，預(yù) 定物質(zhì)的含量就會變得相對較低，相應(yīng)地，預(yù)定物質(zhì)的譜線強度也相對較低；反之，當(dāng)晶片 上的殘留光刻膠較少時，預(yù)定物質(zhì)與之反應(yīng)較少，預(yù)定物質(zhì)的含量就會相對較高，相應(yīng)地， 預(yù)定物質(zhì)的譜線強度也相對較高。進一步地，本發(fā)明實施例是采用原子發(fā)射光譜法，對灰化工藝過程中的氧等離子 體進行檢測，獲得所述氧等離子體的譜線，并通過監(jiān)測所述氧等離子體的譜線強度，控制所 述灰化工藝對所述殘留光刻膠的去除。具體地講，是對灰化工藝過程中的氧等離子體的波長為615nm和/或777. 2nm的 譜線進行檢測。選用對等離子體的波長為615nm和/或777. 2nm的譜線進行檢測的目的在 于一方面在于通過對等離子體的波長進行檢測，能夠達很高的準(zhǔn)確度；另一方面在于等 離子體的波長為615nm和777. 2nm的譜線的強度隨時間變化的趨勢明顯，便于觀察。圖2 為本實施例中進行等離子體的譜線強度隨時間變化的趨勢圖。圖3為本實施例中進行等離 子體去膠的晶片切片樣品圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明實施例是以對灰化工藝過程中的氧等離子體進行檢測為例 進行所說明的，但本發(fā)明并不限于此，也可以對灰化工藝過程中的氫離子或碳離子等進行 檢測。參考圖4所示，本發(fā)明另一個實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上，在所述用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗之后、用異丙醇溶液對所述晶片進行浸泡處理之前還包括 步驟S35、用氮氣對所述晶片進行吹掃 。在用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗之后，用氮氣對所述晶片進行吹掃的 好處在于一方面對所述晶片進行干燥，能夠更加有效地去除晶片表面的氫氟酸殘留溶液， 減小氫氟酸對晶片本身的損傷，避免殘留的氫氟酸溶液對后續(xù)的異丙醇溶液造成污染。另 一方面也能減少對超純水或去離子水的消耗。參看圖5所示，本發(fā)明又一實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上，在用異丙醇溶液對 所述晶片進行浸泡處理之后還包括步驟S50、用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗；該步驟中用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗，能夠去除清洗操作中的顆粒 污染，同時也能將異丙醇?xì)埩羧芤合♂?、去除。S60、采用大量氮氣對所述晶片進行吹掃，使晶片徹底干燥。在用異丙醇溶液對所述晶片進行浸泡處理之后，用超純水或去離子水對所述晶片 進行沖洗，并用大量氮氣對所述晶片進行吹掃，以便于對晶片進行后續(xù)處理。圖6所示為本發(fā)明實施例中，將晶片用濃度為1-10 %的氫氟酸溶液清洗5-60秒時 間并干燥后，用20-45°C的異丙醇溶液浸泡并清洗后的樣品圖。需要說明的是，本發(fā)明實施例中，并不限于上述兩種化學(xué)溶液即氫氟酸溶液和異 丙醇溶液的使用，也可以使用丙酮或其它與異丙醇化學(xué)特性類似的化學(xué)物質(zhì)達到本技術(shù)方 案目的。此外，氫氟酸溶液和異丙醇溶液的濃度、溫度和時間根據(jù)晶片實際情況而定，包括 但不限于文中所記載的范圍。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠的去除方法，其特征在于，包括以下步驟將等離子體刻蝕后的晶片，采用灰化工藝去除所述晶片上的殘留光刻膠；用弱酸溶液對所述晶片進行清洗；用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗；用有機(其他有機溶劑是否可以？可以使用丙酮代替異丙醇)溶液對所述晶片進行浸 泡處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，所述弱酸溶液為氫氟酸溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，所述有機溶液為丙酮或者 異丙醇中的一種或者兩者的混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，在所述灰化工藝的過程中， 根據(jù)預(yù)定物質(zhì)的譜線強度，控制所述灰化工藝對所述殘留光刻膠的去除。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)定物質(zhì)的譜線 強度，控制所述灰化工藝對所述殘留光刻膠的去除具體為采用原子發(fā)射光譜法，對灰化工藝過程中的預(yù)定物質(zhì)進行檢測，獲得所述預(yù)定物質(zhì)的 譜線，并通過監(jiān)測所述預(yù)定物質(zhì)的譜線強度，控制所述灰化工藝對所述殘留光刻膠的去除。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，所述采用原子發(fā)射光譜法， 對灰化工藝過程中的預(yù)定物質(zhì)進行檢測具體為采用原子發(fā)射光譜法，對灰化工藝過程中的氧等離子體、氫等離子體或碳等離子體進 行檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，所述對灰化工藝過程中的 氧等離子體進行檢測具體為對灰化工藝過程中等離子體中波長為615nm和/或777. 2nm的譜線進行檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，所述氫氟酸溶液對所述晶 片進行清洗具體為用濃度1-10%的氫氟酸溶液將所述晶片清洗5秒-60秒時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，在用超純水或去離子水對 所述晶片進行沖洗之后、用有機溶液對所述晶片進行浸泡處理之前還包括用氮氣對所述晶片進行吹掃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，在所述用有機溶液對所述 晶片進行浸泡處理之后還包括用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗； 用氮氣對所述晶片進行吹掃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光刻膠的去除方法，涉及集成電路元件制造領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)去除光刻膠的操作周期較長，去除光刻膠的過程容易對晶片本身造成損傷的問題而發(fā)明。所述光刻膠的去除方法，包括將等離子體刻蝕后的晶片，采用灰化工藝去除所述晶片上的殘留光刻膠；用氫氟酸溶液對所述晶片進行清洗；用超純水或去離子水對所述晶片進行沖洗；用異丙醇溶液對所述晶片進行浸泡處理。本發(fā)明適用于去除半導(dǎo)體晶片制造過程中產(chǎn)生的光刻膠。
文檔編號H01L21/3105GK102082089SQ20091024161
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者楊峰, 譚宗良 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司