[发明专利]一种等离子体去除光刻胶的方法

说明书

本发明公开了一种等离子体去除光刻胶的方法，在反应腔上施加低频率的射频功率源取代传统的高频率的射频功率源，使得反应腔内含氧的反应气体在低射频功率的作用下激发等离子体放电，产生高活性离子，实现对光刻胶的刻蚀去除反应。通过采用低频的射频功率源，抑制了氧自由基的生成，避免了氧自由基的分布不均导致的基片不同区域刻蚀反应的速率不同的问题。保证了在高活性离子和氧化性分子的作用下均匀快速的完成光刻胶的去除反应。

技术领域

本发明涉及等离子体处理技术领域，尤其涉及一种等离子体去胶的技术领域。

背景技术

半导体制造技术领域中，经常需要在半导体基片上构图刻蚀形成孔洞或沟槽，在刻蚀前首先要在半导体基片表面涂覆光刻胶，利用光刻胶的准确曝光将所需的刻蚀图形转移到半导体基片的刻蚀基底上，光刻胶可以作为掩膜覆盖在刻蚀区以外的区域，保护刻蚀区以外的半导体基底不被刻蚀。刻蚀过程中，半导体基片在等离子体环境下被刻蚀为需要的图形，刻蚀完成后涂覆在半导体基片表面的光刻胶需要进行去除。

由于光刻胶的主要成分为有机物，目前常用的去除光刻胶的方法为：在较高射频（频率大于等于25Mhz）电源作用下激发O₂或者CO₂等含氧气体解离生成O自由基，利用O自由基为反应物与光刻胶层进行化学反应，实现利用等离子体去胶的目的。然而，反应气体进入反应腔后电离成O自由基，O自由基在基片表面进行光刻胶去除的同时，在反应腔下方设置的真空抽气泵的作用下会向边缘扩散导致反应腔内边缘浓度大于中间浓度。O自由基在反应腔体内的不均匀分布会造成很多技术问题，如，当光刻胶下方的目标刻蚀层为低介电常数的绝缘材料时，由于低介电常数的材料分子式为Si-C-O-H，O自由基容易与低介电常数材料反应，改变低介电常数材料的介电常数，而鉴于氧自由基在腔体内浓度分布的不均匀性，基片边缘的光刻胶最先刻蚀完成，当基片边缘的光刻胶去除后，氧自由基进一步与基片边缘处的低介电常数材料反应，使得基片边缘损伤，造成电流泄露（current leakage）等问题。对于另外一些制程，特别是一些纯粹刻蚀有机材料的制程中，需要非常高的刻蚀均匀度。如果采用自由基进行刻蚀，由于的自由基的分布不均匀造成的刻蚀速率不均匀会严重影响刻蚀工艺的工艺窗口。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种等离子体去除光刻胶的方法，所述方法在一反应腔内进行，所述光刻胶位于基片的表面，所述光刻胶下方为目标刻蚀层，所述方法包括下列步骤：向所述反应腔内提供含氧的反应气体，对所述反应腔施加一小于等于5兆赫兹的低射频功率，所述含氧的反应气体在低射频功率的作用下激发等离子体放电，产生高活性离子，所述高活性离子对光刻胶进行刻蚀去除反应。

进一步的，所述反应气体中的氧化性气体分子在高活性离子的作用下对光刻胶进行刻蚀去除反应。

优选的，所述反应腔内气压为200MT-2T。

进一步的，所述反应腔内气压为500MT-2T。较高地反应腔内气压有利于反应气体吸附在光刻胶表面，从而使其中的氧化性分子与光刻胶进行反应。

优选的，所述反应气体包括O₂，O₃，NO₂，SO₂，CO₂中的至少一种。

优选的，所述反应气体还包括COS和CO中的一种或两种。

优选的，所述反应气体还包括Ar和Xe中的一种或两种。

优选的，所述反应气体的流量范围为200sccm-5000sccm。

优选的，所述反应气体的流量范围为1500sccm-5000sccm。

优选的，所述目标刻蚀层为低介电常数的绝缘材料，所述绝缘材料的介电常数小于3F/m。