防止光刻胶剥落的方法与流程

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及半导体器件离子注入后、刻蚀前的处理工艺，更具体地说，是涉及一种防止光刻胶剥落的方法。

背景技术：

光刻胶，又称光致抗蚀剂，是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，就可以得到所需图像。

在半导体制造工艺过程中，通常采用光刻胶作为掩体来完成部分离子注入。离子注入通常会对衬底会有一定的损伤，在小线宽工艺中有可能会在后续工艺中造成胶剥落，影响刻蚀工艺。

为了避免光刻胶剥落，影响刻蚀工艺，目前主要采用离子注入(IMP)后加UVC(短波紫外线)固化的方式，使光刻胶进一步与衬底紧固。但是这种方法在光刻胶紧固的同时，会由于反应造成胶体紧缩，产生应力，使得光刻胶与衬底剥离，在进一步的刻蚀工艺中产生脱落，参见图1所示。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种防止光刻胶剥落的方法，它可以防止刻蚀的时候光刻胶与衬底剥离，从而获得良好的刻蚀图形。

为解决上述技术问题，本发明的防止光刻胶剥落的方法，用于离子注入工艺之后，刻蚀工艺之前，具体包括以下步骤：

1)对硅基板表面进行处理，将没有覆盖光刻胶的硅基板表面变成亲水性；

2)用水处理硅基板表面，使没有覆盖光刻胶的硅基板吸水膨胀；

3)对光刻胶进行固化处理。

所述硅基板为带有氧化膜的硅基板。

步骤1)，采用等离子体刻蚀处理硅基板表面。所述等离子体可以采用ASH等离子体，较佳处理条件为：温度200～300℃，压力1～10torr，时间30～60s。

步骤2)，所述水可以使用去离子水，处理时间为1～10min。

步骤3)，可以采用紫外光固化处理光刻胶。所述紫外光为UVC紫外光。

本发明的防止光刻胶剥落的方法，通过在离子注入后，先用ASH plasma处理硅基板表面，将裸露的硅基板表面变成亲水性，再用水处理硅基板表面，使裸露的硅基板吸水膨胀，如此抵消了UVC固化时，胶体收缩产生的应力，从而避免了光刻胶在刻蚀的时候与硅基板发生剥离，保证了刻蚀能够获得良好的图形。

附图说明

图1是采用传统的光刻胶固化方法，在离子注入后，直接用UVC处理固化，刻蚀后产生大量明显的光刻胶剥落现象。其中，(A)图显示了图形区域胶剥落的现象；(B)图显示了图形区域胶变形的现象；(C)图为Klarity机器颗粒扫描图形。

图2是本发明实施例的防止光刻胶剥落的方法流程示意图。

图3是采用图2所示的方法，在离子注入后，依次用ASH plasma、去离子水处理，再用UVC处理，刻蚀后没有胶剥落现象。其中，(A)图为图形区域SEM(扫描电镜)；(B)图为Klarity机器颗粒扫描图形。

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案做进一步详细的说明。

本实施例的防止光刻胶剥落的方法，其具体处理工艺流程如下(参见图2)：

步骤1，用HMDS(六甲基二硅胺烷)对带有氧化膜的硅基板进行前处理，将硅基板表面的亲水性变成亲油性，以有助于光刻胶黏附。

步骤2，进行光刻胶的旋涂和烘烤。

步骤3，使用掩模版进行曝光，显影，形成所需要的刻蚀图形。

步骤4，进行离子注入(IMP)工艺。

步骤5，采用ASH plasma(等离子体)刻蚀处理硅基板表面，将没有覆盖光刻胶的裸露的硅基板表面变成亲水性。其中，处理温度为200～300℃，压力1-10torr，时间为30-60s。

步骤6，用去离子水处理硅基板表面，使裸露的硅基板吸水膨胀。

本步骤处理方式是将硅片浸泡在去离子水中，处理时间为1～10min。

本步骤用去离子水处理硅基板表面的目的是抵消后续UVC固化时，胶体收缩产生的应力。

步骤7，进行UVC紫外光固化处理。

步骤8，进行SiO₂干法或者湿法刻蚀。

采用本实施例的处理方法后，SiO₂刻蚀后由于硅基板吸水膨胀后抵消了光刻胶固化产生的张力，再也没有出现光刻胶剥落的现象，如图3所示。