专利名称：一种针对低介电常数材料的去胶工艺方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造工艺技术领域，特别是关于一种针对低介电常数材料的去胶工艺方法。
背景技术：
半导体制造中，光刻工艺的重要性无庸质疑，依靠光刻胶的感光、显影，掩膜版上的图形被准确的传递到硅片表面的光刻胶中，随后的刻蚀、注入则是将硅片表面的光刻胶图形传递到硅片内，从而实现芯片预定的功能。但是，众所周知，光刻胶是有机感光高分子化合物，当满足工艺需求后，为避免有机物的污染以及防止其对后道工序的负面影响，光刻胶必须被完全移除。由此产生了对半导体光刻去胶工艺的需求。
半导体生产的去胶工艺一直徘徊在湿法和干法去胶工艺之间。铝工艺时代使用湿法工艺，随后被干法工艺取代。早在大约十年前，采用氧等离子体干法技术剥离刻蚀或离子注入工艺后的光刻胶就已经成为半导体业界的主流了。这种技术不仅在剥离大量光刻胶，而且在移除一些残余有机物的方面都取代了传统依靠化学试剂的湿法去胶技术。但是近来随着铜互连技术的发展，低介电材料在工业中的被广泛应用，技术人员又面临着新的挑战。低介电材料非常的敏感，过多的暴露在氧等离子体环境中或者过多的使用干法去胶工艺将会导致材料的损伤，这对器件是致命的。而且随着技术的进步，器件正不断变的越来越小，45纳米技术节点的栅电极在刻蚀后缩小到25纳米，这使控制由等离子体产生的损伤日益重要。原先在器件制造中相对简单的工艺步骤，如今都被要求实现零硅损失，这是因为一些在器件中起功能的介质实在太薄了，乃至于甚至不能忍受哪怕损失一层原子。正是由于这些因素，工程师们又不得不依赖传统的湿法工艺。
发明内容
本发明的目的是为解决上述现有技术问题，实现在充分移除化学有机物的前提下，尽可能的减少低介电常数材料的损失，保护衬底材料。
本发明提供一种针对低介电常数材料的去胶工艺方法，依靠氢气的强还原能力，并使用惰性气体、卤素混合气源进行干法去胶，取代以往的氧等离子干法去胶工艺，并配合湿法化学清洗操作和超临界二氧化碳液体清洗操作，实现针对低介电常数材料的去胶工艺。
其中所述的干法去胶，其混合气源中的惰性气体可以是氦、氖、氩、氪或氙，各种气体单一使用；卤素可以是氟或氯，各种气体可以单一使用也可以混用，氟、氯混用的比例是1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1、1∶4、4∶1或X∶Y(X-1～100、Y-1～100)；氢气、惰性气体和卤素的混合比例是1∶1∶2、1∶2∶1、1∶2∶、1∶3∶2、1∶2∶3、1∶1∶1或X∶Y∶Z(X-1～100、Y-1～100、Z-1～100)；处理时间为50～500秒，气压为5～50托，功率为100～500瓦，温度为50～400度。
其中所述的湿法化学清洗操作和超临界二氧化碳液体清洗操作的原料包括氨水、双氧水、去离子水、以及超临界二氧化碳；其中氨水、双氧水、去离子水的配比为1∶1∶1、1∶1∶2、1∶1∶3、1∶1∶4、1∶1∶5、1∶2∶2、1∶2∶3、1∶2∶4或X∶Y∶Z(X-1～100、Y-1～100、Z-1～100)，氨水、双氧水、去离子水混合液体的使用温度为5～50度，用量为100ml、200ml、250ml、300ml、400ml或500ml，清洗时间为5～100秒；超临界二氧化碳液体的使用量为10ml、20ml、25ml、30ml、40ml或50ml，清洗时间为5～100秒。
由于采用本发明的去胶工艺方法，充分保证了在移除化学有机物的前提下，尽可能的减少低介电常数材料的损失，保护了衬底材料。
具体实施例方式
本发明是关于一种针对低介电常数材料的去胶工艺方法。本发明的一个实施例包括首先，使用氢气、惰性气体、卤素混合气源对带有光刻胶的硅片进行干法去胶；所述的惰性气体可以是氦，所述卤素是氟和氯混用，氟、氯混用的比例是1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1、1∶4或4∶1；氢气、惰性气体和卤素的混合比例是1∶1∶2、1∶2∶1、1∶2∶、1∶3∶2、1∶2∶3或1∶1∶1。所述的干法工艺，处理时间为50～500秒，气压为5～50托，功率为100～500瓦，温度为50～400度。然后，使用氨水、双氧水、去离子水进行湿法去胶处理；所述的湿法工艺中氨水、双氧水、去离子水的配比为1∶1∶1、1∶1∶2、1∶1∶3、1∶1∶4、1∶1∶5、1∶2∶2、1∶2∶3或1∶2∶4，氨水、双氧水、去离子水混合液体的使用温度为5～50度、用量为100ml、200ml、250ml、300ml、400ml或500ml、清洗时间为5～100秒。接着，使用超临界二氧化碳进行去胶清洗处理；所述超临界二氧化碳液体的使用量为10ml、20ml、25ml、30ml、40ml或50ml，清洗时间为5～100秒。最后，使用去离子水清洗硅片，完成去胶操作。
以上介绍的仅仅是基于本发明的一个较佳实施例，并不能以此来限定本发明的范围。任何对本发明的装置作本技术领域内熟知的部件的替换、组合、分立，以及对本发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的揭露以及保护范围。
权利要求
1.一种针对低介电常数材料的去胶工艺方法，其特征在于包括以下步骤(1)使用氢气、惰性气体、卤素混合气源对带有光刻胶的硅片进行干法去胶；(2)使用氨水、双氧水、去离子水进行湿法化学清洗操作；(3)使用超临界二氧化碳进行去胶清洗操作；(4)使用去离子水清洗硅片，完成去胶工艺。
2.如权利要求1所述的去胶工艺方法，其特征在于所述的混合气源中的惰性气体可以是氦、氖、氩、氪或氙，各种气体单一使用；卤素可以是氟或氯，各种气体可以单一使用也可以混用，氟、氯混用的比例是1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1、1∶4、4∶1或X∶Y(X-1～100、Y-1～100)；氢气、惰性气体和卤素的混合比例是1∶1∶2、1∶2∶1、1∶2∶、1∶3∶2、1∶2∶3、1∶1∶1或X∶Y∶Z(X-1～100、Y-1～100、Z-1～100)。
3.如权利要求1所述的去胶工艺方法，其特征在于所述的干法去胶的处理时间为50～500秒，气压为5～50托，功率为100～500瓦，温度为50～400度。
4.如权利要求1所述的去胶工艺方法，其特征在于所述的湿法化学清洗操作和超临界二氧化碳液体清洗操作的原料包括氨水、双氧水、去离子水、以及超临界二氧化碳；其中氨水、双氧水、去离子水的配比为1∶1∶1、1∶1∶2、1∶1∶3、1∶1∶4、1∶1∶5、1∶2∶2、1∶2∶3、1∶2∶4或X∶Y∶Z(X-1～100、Y-1～100、Z-1～100)，氨水、双氧水、去离子水混合液体的使用温度为5～50度，用量为100ml、200ml、250ml、300ml、400ml或500ml，清洗时间为5～100秒；超临界二氧化碳液体的使用量为10ml、20ml、25ml、30ml、40ml或50ml，清洗时间为5～100秒。
全文摘要
本发明公开了一种针对低介电常数材料的去胶工艺方法，包括下列步骤依靠氢气的强还原能力，并使用惰性气体、卤素混合气源进行干法去胶，以及配合湿法化学清洗操作和超临界二氧化碳液体清洗操作，实现针对低介电常数材料的去胶操作。在充分保证移除化学有机物的前提下，尽可能的减少低介电常数材料的损失，保护衬底材料。
文档编号B08B7/00GK1868615SQ20061002785
公开日2006年11月29日 申请日期2006年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者朱骏 申请人:上海集成电路研发中心有限公司