[发明专利]光刻胶层去除方法及刻蚀装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种光刻胶层去除方法及刻蚀装置。

背景技术

在半导体集成电路制作中，通过光刻工艺在半导体衬底上旋涂形成光刻胶层，对光刻胶层进行曝光和显影后定义出刻蚀和离子注入的区域，并在完成刻蚀或离子注入后，去除半导体衬底上的光刻胶层。

现有去除光刻胶的方法通常采用灰化工艺，在灰化工艺过程中，半导体衬底被加热，同时半导体衬底上的光刻胶层暴露在氧等离子体或臭氧中反应，去除光刻胶层。但是采用灰化工艺易造成半导体衬底表面的硅被氧化或者光刻胶材料的残留，后续还需采用湿法清洗液对半导体衬底进行清洗。

为了克服上述缺陷，现有发展了一种单晶圆的全湿法光刻胶去除工艺（单晶圆旋转刻蚀工艺），每次能对一个晶圆进行处理，其具体过程为：将具有待刻蚀光刻胶层的晶圆置于晶圆夹持器上；接着将加热的硫酸和双氧水的混合溶液喷洒到晶圆上的光刻胶层表面，同时旋转晶圆，去除晶圆上的光刻胶层；然后，对去除光刻胶层后的晶圆进行清洗。

然而，采用上述方法去除高剂量注入的光刻胶层时，时间非常长（一般单个晶圆的时间要5~6分钟），使得硫酸和双氧水的混合溶液的用量增加，并使得单晶圆的全湿法刻蚀设备的产量降低，增加了制造成本。

更多关于光刻胶层的去除方法请参考专利号为US6630406B2的美国专利。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光刻胶层的去除方法及刻蚀装置，节省刻蚀溶液的用量，节约制造成本。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种光刻胶层的去除方法，包括：

提供至少一个晶圆，在所述至少一个晶圆上形成有光刻胶层，所述光刻胶层作为离子注入时的掩膜，离子注入时，所述光刻胶中注入有高剂量离子；

对所述至少一个晶圆进行浸泡刻蚀，去除部分光刻胶层；

对所述至少一个晶圆中的一个晶圆进行单晶圆旋转刻蚀，去除剩余的光刻胶层。

可选的，所述浸泡刻蚀采用的刻蚀溶液为硫酸和双氧水的混合溶液，或者硫酸和臭氧的混合溶液。

可选的，所述浸泡刻蚀时，混合溶液的温度为100~150摄氏度，刻蚀时间为30秒~10分钟。

可选的，所述硫酸和双氧水的混合溶液中，硫酸和双氧水的体积百分比为2:1~4:1。

可选的，所述单晶圆旋转刻蚀采用的刻蚀溶液为硫酸和双氧水的混合溶液，或者硫酸和臭氧的混合溶液。

可选的，所述单晶圆旋转刻蚀时，混合溶液的温度为150~220摄氏度，刻蚀时间为60秒~180秒。

可选的，硫酸和双氧水的混合溶液中，硫酸和双氧水的体积百分比为2:1~4:1。

可选的，所述高剂量离子注入的注入剂量大于等于5E14atoms/cm2。

可选的，对所述晶圆进行单晶圆旋转刻蚀后，还包括：对所述晶圆进行清洗。

可选的，所述浸泡刻蚀和单晶圆旋转刻蚀在同一刻蚀装置中进行。

本发明实施例还提供了一种刻蚀装置，包括：

浸泡刻蚀腔，用于存储刻蚀溶液，并对放入刻蚀溶液中的至少一个晶圆上的待刻蚀材料进行刻蚀；

单晶圆旋转刻蚀腔，用于固定和使所述浸泡刻蚀腔处理后的至少一个晶圆中的一个晶圆水平旋转，并从所述晶圆上方喷洒刻蚀溶液，对晶圆上的待刻蚀材料进行刻蚀。

可选的，所述浸泡刻蚀腔包括存储单元和第一加热单元，所述存储单元用于存储刻蚀溶液；所述第一加热单元用于对存储单元中的刻蚀溶液进行加热。

可选的，所述单晶圆旋转刻蚀腔包括固定单元、喷洒单元，其中，所述固定单元用于固定晶圆，并使晶圆水平旋转；喷洒单元用于从晶圆上方喷洒刻蚀溶液到晶圆表面。

可选的，所述单晶圆旋转刻蚀腔还包括第二加热单元，用于对喷洒单元中的刻蚀溶液进行加热。

可选的，所述单晶圆旋转刻蚀腔还包括清洗单元，用于对刻蚀后的晶圆的表面和背面进行清洗。

可选的，所述刻蚀装置还包括传输单元，用于在浸泡刻蚀腔和单晶圆旋转刻蚀腔之间传送晶圆。

可选的，所述刻蚀装置还包括供应单元，用于向存储单元和喷洒单元供应刻蚀溶液。

可选的，所述浸泡刻蚀腔对多个晶圆同时进行刻蚀。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

对于高剂量注入的光刻胶层，先对其浸泡刻蚀，去除部分的光刻胶层，然后对其进行单晶圆旋转刻蚀，可以减少单晶圆旋转刻蚀过程中的刻蚀时间，从而减小了单晶圆旋转刻蚀过程中刻蚀溶液的使用量，节约了制作成本。