[发明专利]一种高能离子注入后光刻胶的去除方法

说明书

本发明公开了一种高能离子注入后光刻胶的去除方法，包括以下步骤：S1：在70‑120度的低温环境下注入O/F基的等离子体去除C富集的硬质层，或者注入O₂‑N₂‑H₂混合等离子体激活C富集层；S2：注入N₂等离子体对步骤S1处理后的表面进行共型性处理，使得PR边缘更加光滑，有利于离子注入的线宽控制；S3：利用湿法工艺去除PR本体。本发明与现有技术相比的优点是：本发明的方法是在低温70‑120度的环境下，采用了高气体压力、低射频功率的工艺参数，同时采取三步法的方法进行去胶。达到了PR不收缩、湿法后没有残留的工艺要求，同时可以调整CF₄和N₂‑H₂的比例减少衬底损伤。

技术领域

本发明涉及光刻胶的去除方法，尤其涉及一种高能离子注入后光刻胶的去除方法。

背景技术

在晶圆制造领域中，离子注入通常用来调制半导体p-或n-型的掺杂浓度，以便达到器件设计要求。在离子注入时，需要利用光刻胶PR(Photo Resist)保护不需要注入的区域(图1)，离子注入完成后则需要把这部分光刻胶去除。理想情况下，光刻胶去除后，需要保持衬底的平整度；然而，由于离子注入的PR表层会形成C富集层，而且这个C富集层里会有部分从衬底溅射而来的Si，去除这一层需要用到O基、F基或者N2/H2的气体，难免对曝光开的区域形成损伤，所以需要控制衬底的损伤量[1-3]。图2显示了离子注入后的PR表层的C富集层a，这层的形成是由于高能的掺杂离子B-或P-注入到半导体衬底的同时，也注入到了PR里，通常80-120ekV能量的掺杂离子可以注入大约1-2微米的深度；同时这层还包括一些离子注入时从衬底溅射而来的Si。

通常的去胶工艺是干法湿法结合进行处理，也即首先通过干法处理去除表层C富集层，之后利用湿法去除剩余的PR；也有直接用干法全部去除PR的方法，但通常的干法处理工艺是在200度以上的高温进行，尽管会采用腔体内顶起晶圆的方式来减小晶圆表面温度的方法来处理，但由于整个过程仍然是在高温下进行，PR会有明显的收缩和网纹化，这通常不利于离子注入的精确性、线宽的稳定性，而且容易产生PR残留物。图3、图4显示了高温工艺中PR的收缩和网纹化。

图5显示传统高温pin-up去胶的方法，尽管利用pin-up方法可以在一定程度上降低晶圆表面温度，减少PR收缩，但整个过程仍然是在高温下进行，晶圆表面温度很难降到150度以下，这大大超过了PR材质的玻璃转变温度(glass transition)和PR制作过程中的烘焙温度，PR玻璃转变温度通常是120-150度，烘焙温度通常是90-120度，因而PR收缩是不可避免的。这种收缩会造成PR边缘粗糙度增加，不利于离子注入过程的稳定性和线宽的控制。

因此，研发一种高能离子注入后光刻胶的去除方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述不足，提供了一种高能离子注入后光刻胶的去除方法。实现了低温下离子注入后的PR去除，解决了高温工艺造成的工艺不稳定性，有利于器件性能的稳定。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种高能离子注入后光刻胶的去除方法，包括以下步骤：

S1：在70-120度的低温环境下注入O/F基的等离子体去除C富集的硬质层，或者注入O₂-N₂-H₂混合等离子体激活C富集层；

S2：注入N₂等离子体对步骤S1处理后的表面进行共型性处理，使得PR边缘更加光滑，有利于离子注入的线宽控制；

S3：利用湿法工艺去除PR本体。

进一步地，步骤S1中，所述低温环境的压强为2-5Torr。