专利名称：去胶方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作技术领域，具体涉及去胶方法。
技术背景
互连是指由导电材料，如铝、多晶硅或铜等金属制成的连线将电信号传输到芯片 的不同部分。金属线在集成电路(ic，Integrated Circuit)中传导信号，介质层可以保证 信号不受邻近金属线的影响。由于绝缘介质的介电常数即，k值越小，相邻导线间的电耦合 损失越小，因此，通常选用低k值的介质作为层间介质(ILD，InterLayer Dielectric).
在刻蚀完成后，光刻胶在硅片表面不再有用，需要去除光刻胶。去除光刻胶的方 法分为等离子体干法去胶和湿法清洗两种。等离子体干法去胶通常采用氧气(O2)等离子 体，其原理是光刻胶的主要成分是碳氢聚合物，0原子可很快与光刻胶反应生成挥发性的 一氧化碳(Co)、二氧化碳(CO2)和水等主要生成物，从而去除光刻胶。
由于低k介质是软而多孔的材料，因此在去胶过程中，其很容易被A侵蚀，导致k 值升高，从而使得相邻导线间的电耦合损失增大，信号的传播速度变慢，芯片性能下降。
目前，通常采用如下三种方法减少A等离子体干法去胶过程对低k介质的损伤
一、减少A的流量，将A流量由通常的1000 2000毫升/分钟(sccm)降低到 300 500sCCm。该方法不能有效降低对k介质的损伤，因此较少被使用。
二、降低去胶压力。通常采用的去胶压力为100 200毫托(mtor)，为了降低高压 情况下氧自由基对低k介质的损伤，一般将压力降低到20 40mtor。但是仅仅采用较低的 去胶压力，也存在缺点一是机台的泵功率需要足够大才能承受如此低的压力，且气体流量 需要在较大的情况下才能将反应室内的压力迅速降低到如此低；二是低压的O2流会使得等 离子体的方向性轰击增强，在一定程度上造成低k材料保护层的损耗。
三、降低去胶温度。该方法应用较为普通。传统的氧化膜的铜制成中，为了追求A 流的吞吐量，都采用高温，温度一般在250度以上。当低k材料被广泛应用后，目前一般将 低k材料的去胶温度降低到25度，以求最大化地降低对低k介质的损伤。这样做的缺点是， 去胶速率慢，吞吐量较低，影响产能。
另外，由于(X)2不会对低k介质造成损伤，因此现有技术也会采用1步低压力小流 量(X)2等离子体去胶法，但这种方法的缺点是反应速率较低，时间较长，而且反应腔的粒子 环境不好控制，比较容易产生大量不容易清除的多晶残留物。如果低k介质的k值更低如 k<2. 4，为了更有效地减少低k介质的等离子体损伤，可能会用到氮气(N2)、氢气(H2)等 气体，但是这些气体的去胶速率更慢，反应腔环境更难维护。发明内容
本发明提供一种去胶方法，以减少去胶过程对低k介质的损伤。
本发明的技术方案是这样实现的
一种去胶方法，去胶对象位于低k值层间介质上方，该方法包括
采用氧气A等离子体轰击去胶对象，并检测一氧化碳CO生成物，当检测到CO的 下降量达到预设值时，停止O2等离子体轰击过程，开始采用二氧化碳CO2等离子体轰击去胶 对象残留物。
所述检测CO生成物包括
采用光发射谱检测CO信号值，按照预设取样频率对CO信号进行取样，当发现在第 一预设时长内，CO信号的变化范围在预设范围内时，计算该时长内CO信号的平均值，将该 平均值作为CO信号基准值，继续对CO信号进行取样，当发现在第二预设时长内CO信号基 准值与CO信号值的差值始终大于预设值时，确定CO的下降量达到预设值。
所述预设值为CO信号基准值与a的乘积，其中，a的范围为0. 8 0. 9。
所述采用&等离子体轰击去胶对象为
采用的刻蚀反应腔的压力为100 200毫托mtor，刻蚀反应腔的源压为200 500瓦w，刻蚀反应腔的偏压为0 200w，O2的流量为1000 2000毫升/分钟seem。
所述采用(X)2等离子体轰击去胶对象残留物为
采用的刻蚀反应腔的压力为20 50mtor，刻蚀反应腔的源压为200 500w，刻 蚀反应腔的偏压为0 200w，CO2的流量为300 500sccm，反应时间为30 60秒。
所述去胶对象为光刻胶或有机抗反射涂层。
与现有技术相比，本发明既可以有效去除去胶对象，同时减少了对低k介质的损 伤。
图1为本发明实施例提供的去胶方法流程图2为采用本发明提供的去胶方法去除底部抗反射涂层(BARC)的示意图3为采用本发明提供的去胶方法去除光刻胶的示意图4-1为采用现有的去胶方法后，密集区通孔、疏松区通孔的俯视图和密集区沟 道、疏松区沟道的剖面图4-2为采用本发明提供的去胶方法后，密集区通孔、疏松区通孔的俯视图和密 集区沟道、疏松区沟道的剖面图5-1为采用现有的去胶方法后，晶圆上的缺陷示意图5-2为采用本发明提供的去胶方法后，晶圆上的缺陷示意图6为采用现有的去胶方法和本发明提供的去胶方法后，低k介质的介电常数变 化对比图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的去胶方法流程图，其中，去胶对象位于低k值层间介质 上方，如图1所示，其具体步骤如下
步骤101 采用&等离子体轰击去胶对象，并实时检测生成物，当生成物中的CO的 下降量达到预设值时，停止A等离子体轰击过程。
可以采用光发射谱检测生成物的信号值，并按照预设取样频率例如5次/秒，对4CO信号进行取样，当发现在第一预设时长如3秒内，CO信号的变化范围在预设范围内时， 则确定CO信号稳定，计算该时长内CO信号的平均值，将该平均值作为CO信号基准值，此 后，继续对CO信号进行取样，当发现在第二预设时长如1秒内CO信号基准值与CO信号值 的差值始终大于预设值时，确定去胶对象已基本去除完毕，停止O2等离子体轰击过程。这 里，预设值通常为a*C0信号基准值，其中，a = 0. 8 0. 9。
本步骤中，刻蚀反应腔的压力可为100 200mtor，刻蚀反应腔的源压即27MHz的 功率(W27)可为200 500瓦(w)，刻蚀反应腔的偏压即2MHz的功率(W2)可为0 200w, O2的流量可为1000 2000毫升/分钟(sccm)。
步骤102 采用(X)2等离子体轰击去胶对象残留物。
CO2不会对低k介质造成损伤。
本步骤中，刻蚀反应腔的压力可为20 50mtor，刻蚀反应腔的源压即27MHz的功 率(W27)可为200 500w，刻蚀反应腔的偏压即2MHz的功率(Ψ2)可为0 200w，0)2的 流量可为300 500sccm，反应时间可为30 60秒(s)。
由于有机抗反射涂层(ARC，AntiReflective Coating)的化学成分与光刻胶相似， 因此，图1所示实施例中的去胶对象可以为光刻胶，也可以为有机ARC。
从图1所示实施例可以看出，本发明中，首先采用A等离子体轰击光刻胶或有机 ARC,当检测到CO明显下降时，停止&等离子体轰击过程，开始采用(X)2等离子体轰击去胶 对象残留物。由于光刻胶或有机ARC的主要成分是碳氢聚合物，0原子可很快与光刻胶反 应生成C0，当CO明显下降时，即可确定光刻胶或有机ARC已基本被去除完毕，为了不对低k 介质造成损伤，对于剩余的少量光刻胶或ARC采用CO2等离子体去除。可见，本发明实施例 可以有效去除光刻胶或有机ARC，同时，减少了对低k介质的损伤。
图2为采用本发明提供的去胶方法去除底部抗反射涂层(BARC)的示意图。
图3为采用本发明提供的去胶方法去除光刻胶的示意图。
图4-1为采用现有的去胶方法后，密集区通孔、疏松区通孔的俯视图和密集区沟 道、疏松区沟道的剖面图4-2为采用本发明提供的去胶方法后，密集区通孔、疏松区通孔的俯视图和密 集区沟道、疏松区沟道的剖面图。
从图4-1、4_2可以看出，与现有的去胶方法相比，采用本发明提供的去胶方法后， 密集区通孔、疏松区通孔、密集区沟道、疏松区沟道上的缺陷并没有显著增加。
图5-1为采用现有的去胶方法后，晶圆上的缺陷示意图，其中，缺陷总数为23颗。
图5-2为采用本发明提供的去胶方法后，晶圆上的缺陷示意图，其中，缺陷总数为 26颗。
从图5-1、5_2也可以看出，与现有的去胶方法相比，采用本发明提供的去胶方法 后，晶圆上的缺陷并没有显著增加。
图6为采用现有的去胶方法和本发明提供的去胶方法后，低k介质的介电常数(k 值)变化对比图，其中，横坐标为低k介质上的13个取样点，纵坐标为低k介质的介电常 数，上边的曲线为采用现有的去胶方法后，低k介质的介电常数的曲线，下边的曲线为采用 本发明提供的去胶方法后，低k介质的介电常数的曲线。很显然，采用本发明提供的去胶方 法后，低k介质的介电常数明显低于采用现有的去胶方法后的介电常数。
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种去胶方法，去胶对象位于低k值层间介质上方，该方法包括采用氧气A等离子体轰击去胶对象，并检测一氧化碳CO生成物，当检测到CO的下降 量达到预设值时，停止A等离子体轰击过程，开始采用二氧化碳ω2等离子体轰击去胶对象 残留物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测CO生成物包括采用光发射谱检测CO信号值，按照预设取样频率对CO信号进行取样，当发现在第一预 设时长内，CO信号的变化范围在预设范围内时，计算该时长内CO信号的平均值，将该平均 值作为CO信号基准值，继续对CO信号进行取样，当发现在第二预设时长内CO信号基准值 与CO信号值的差值始终大于预设值时，确定CO的下降量达到预设值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设值为CO信号基准值与a的乘积，其 中，a的范围为0. 8 0. 9。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用化等离子体轰击去胶对象为 采用的刻蚀反应腔的压力为100 200毫托mtor，刻蚀反应腔的源压为200 500瓦w，刻蚀反应腔的偏压为0 200w，O2的流量为1000 2000毫升/分钟seem。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用(X)2等离子体轰击去胶对象残留物为采用的刻蚀反应腔的压力为20 50mtor，刻蚀反应腔的源压为200 500w，刻蚀反 应腔的偏压为0 200w，CO2的流量为300 500sccm，反应时间为30 60秒。
6.如权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述去胶对象为光刻胶或有机抗反射涂层。
全文摘要
本发明公开了一种去胶方法，该方法包括采用O2等离子体轰击去胶对象，并检测CO生成物，当检测到CO的下降量达到预设值时，停止O2等离子体轰击过程，开始采用CO2等离子体轰击去胶对象残留物。本发明既可以有效去除去胶对象，同时减少了对低k介质的损伤。
文档编号G03F7/42GK102033437SQ20091019642
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者孙武 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司