防止光刻膠剝落的方法與流程

2023-06-19 06:59:47

本發明涉及集成電路製造領域，特別是涉及半導體器件離子注入後、刻蝕前的處理工藝，更具體地說，是涉及一種防止光刻膠剝落的方法。

背景技術：

光刻膠，又稱光致抗蝕劑，是由感光樹脂、增感劑和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。感光樹脂經光照後，在曝光區能很快地發生光固化反應，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發生明顯變化。經適當的溶劑處理，溶去可溶性部分，就可以得到所需圖像。

在半導體製造工藝過程中，通常採用光刻膠作為掩體來完成部分離子注入。離子注入通常會對襯底會有一定的損傷，在小線寬工藝中有可能會在後續工藝中造成膠剝落，影響刻蝕工藝。

為了避免光刻膠剝落，影響刻蝕工藝，目前主要採用離子注入(IMP)後加UVC(短波紫外線)固化的方式，使光刻膠進一步與襯底緊固。但是這種方法在光刻膠緊固的同時，會由於反應造成膠體緊縮，產生應力，使得光刻膠與襯底剝離，在進一步的刻蝕工藝中產生脫落，參見圖1所示。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種防止光刻膠剝落的方法，它可以防止刻蝕的時候光刻膠與襯底剝離，從而獲得良好的刻蝕圖形。

為解決上述技術問題，本發明的防止光刻膠剝落的方法，用於離子注入工藝之後，刻蝕工藝之前，具體包括以下步驟：

1)對矽基板表面進行處理，將沒有覆蓋光刻膠的矽基板表面變成親水性；

2)用水處理矽基板表面，使沒有覆蓋光刻膠的矽基板吸水膨脹；

3)對光刻膠進行固化處理。

所述矽基板為帶有氧化膜的矽基板。

步驟1)，採用等離子體刻蝕處理矽基板表面。所述等離子體可以採用ASH等離子體，較佳處理條件為：溫度200～300℃，壓力1～10torr，時間30～60s。

步驟2)，所述水可以使用去離子水，處理時間為1～10min。

步驟3)，可以採用紫外光固化處理光刻膠。所述紫外光為UVC紫外光。

本發明的防止光刻膠剝落的方法，通過在離子注入後，先用ASH plasma處理矽基板表面，將裸露的矽基板表面變成親水性，再用水處理矽基板表面，使裸露的矽基板吸水膨脹，如此抵消了UVC固化時，膠體收縮產生的應力，從而避免了光刻膠在刻蝕的時候與矽基板發生剝離，保證了刻蝕能夠獲得良好的圖形。

附圖說明

圖1是採用傳統的光刻膠固化方法，在離子注入後，直接用UVC處理固化，刻蝕後產生大量明顯的光刻膠剝落現象。其中，(A)圖顯示了圖形區域膠剝落的現象；(B)圖顯示了圖形區域膠變形的現象；(C)圖為Klarity機器顆粒掃描圖形。

圖2是本發明實施例的防止光刻膠剝落的方法流程示意圖。

圖3是採用圖2所示的方法，在離子注入後，依次用ASH plasma、去離子水處理，再用UVC處理，刻蝕後沒有膠剝落現象。其中，(A)圖為圖形區域SEM(掃描電鏡)；(B)圖為Klarity機器顆粒掃描圖形。

具體實施方式

為對本發明的技術內容、特點與功效有更具體的了解，現結合附圖及具體實施例，對本發明的技術方案做進一步詳細的說明。

本實施例的防止光刻膠剝落的方法，其具體處理工藝流程如下(參見圖2)：

步驟1，用HMDS(六甲基二矽胺烷)對帶有氧化膜的矽基板進行前處理，將矽基板表面的親水性變成親油性，以有助於光刻膠黏附。

步驟2，進行光刻膠的旋塗和烘烤。

步驟3，使用掩模版進行曝光，顯影，形成所需要的刻蝕圖形。

步驟4，進行離子注入(IMP)工藝。

步驟5，採用ASH plasma(等離子體)刻蝕處理矽基板表面，將沒有覆蓋光刻膠的裸露的矽基板表面變成親水性。其中，處理溫度為200～300℃，壓力1-10torr，時間為30-60s。

步驟6，用去離子水處理矽基板表面，使裸露的矽基板吸水膨脹。

本步驟處理方式是將矽片浸泡在去離子水中，處理時間為1～10min。

本步驟用去離子水處理矽基板表面的目的是抵消後續UVC固化時，膠體收縮產生的應力。

步驟7，進行UVC紫外光固化處理。

步驟8，進行SiO2幹法或者溼法刻蝕。

採用本實施例的處理方法後，SiO2刻蝕後由於矽基板吸水膨脹後抵消了光刻膠固化產生的張力，再也沒有出現光刻膠剝落的現象，如圖3所示。