CN101126909A - 一种用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法 - Google Patents

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吴关平
高燕
张颂周
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Abstract

一种在半导体工艺后段制程中用于清除介电层刻蚀后残留在硅片上的聚合物的方法。现有的去胶方法存在聚合物无法彻底清除，造成出货镜检失效率超标的问题。本发明的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法，包括下列步骤：(1)对刻蚀后的硅片进行干法去胶；(2)对经过步骤(1)处理的硅片进行湿法清洗；于步骤(2)之后再作一步干法去胶步骤。利用本发明的聚合物残留去除方法，可使出货镜检失效率降为零，并达到几乎不增加成本而提高良率的有益效果。适用于压点、通孔、接触孔等容易形成聚合物残留的集成电路结构。

Description

一种用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法
技术领域
本发明涉及一种清除聚合物残留的方法，特别涉及一种在半导体工艺后段制程中用于清除介电层刻蚀后残留在硅片上的聚合物的方法。
背景技术
在半导体工艺后段制程中，经过介电层刻蚀后的硅片利用传统的去胶方法往往会在硅片上形成聚合物残留(polymer residue)，当残留物的数量超过一阈值时，则无法通过出货镜检(OQA)，降低了产品的良率。以压点(PAD)刻蚀为例，经过刻蚀的压点首先通过压点干法去胶(PAD ash)步骤来去除聚合物中的有机成分：C、O、N；然后通过湿法清洗(wet strip)步骤除去剩余聚合物中的硅离子Si4+和金属离子，如：铝离子Al3+、铜离子Cu2+等。
通常情况下，采用上述传统去胶方法获得的产品，其出货镜检失效率高达0.07％-0.03％，结果并不理想。究其原因，主要是由于聚合物中的部分有机成分与硅离子及金属离子混合在一起，使得干法去胶步骤无法完全清除聚合物中的这些有机成分。而在湿法清洗过程中，由于湿法清洗所用的化学溶剂难以溶解硅离子、金属离子以外的有机物质，使得这些有机成分遗留下来，形成聚合物残留，并从压点侧壁剥落，滞留在压点表面造成缺陷。
参见图1，其显示了采用传统的去胶方法处理后的压点结构俯视图。图中，左右两个方框均表示压点结构的一部分，白色曲线所表示的压点侧壁将压点结构分为内、外两侧，压点内侧区域(白线右下侧部分)上形状不规则、分布不均匀的黑色污迹即为压点上的聚合物残留。
为了减少聚合物残留，工程师尝试改善刻蚀工艺、增加干法去胶及湿法清洗的时间，但是这些方法都得不到明显的效果。因此，迫切需要一种可以有效清除聚合物残留的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于半导体工艺后段制程的去除聚合物残留的方法，它能够有效清除聚合物残留，使硅片的良率得到提升，并且几乎不增加工艺成本。
本发明的目的是这样实现的：一种用于后段制程的聚合物残留去除方法，它包括下列步骤：(1)对刻蚀后的硅片进行干法去胶；(2)对经过步骤(1)处理的硅片进行湿法清洗；其实质性特点在于，所述的方法于步骤(2)之后再重复一步干法去胶步骤。
在上述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法中，所述的干法去胶步骤，时间介于0.75至2.0分钟之间，温度介于200至270℃。
在上述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法中，所述的刻蚀后的硅片包括一集成电路结构，且该集成电路结构具有一侧壁。
在上述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法中，所述的集成电路结构可以是压点、通孔或接触孔。
本发明的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法通过在干法去胶、湿法清洗后再增加一步干法去胶步骤，将前两步未能清除的含有机成分的聚合物残留进一步清除，使出货镜检失效率达到零。同时，由于后一步的干法去胶对设备、工艺、环境没有额外的要求，从而达到几乎不增加成本而提高良率的有益效果。
附图说明
本发明的具体方法流程由以下的实施例及附图给出。
图1为采用传统的去胶方法处理后的压点结构俯视图；
图2为本发明的聚合物残留去除方法的流程图；
图3为采用本发明的聚合物残留去除方法处理后的压点结构俯视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法作进一步的详细描述。
参见图2，本发明的聚合物残留去除方法主要包括三个步骤：对刻蚀后的硅片进行干法去胶(步骤S10)，以去除聚合物中的有机成分；对经过干法去胶处理的硅片进行湿法清洗(步骤S20)，以去除聚合物中的硅离子和金属离子；接着，再重复一次干法去胶(步骤S30)，以彻底清除具有有机成分的聚合物残余。
由于本方法在去胶过程中进行了两次干法去胶(步骤S10，S30)，故每次干法去胶的持续时间可比现有的去胶时间缩短0.5分钟。较佳地，可将去胶时间控制在0.75至2.0分钟之间，并使温度介于200至270℃。
参见图3，其显示了采用本发明的聚合物残留去除方法处理后的压点结构俯视图，于高倍显微镜下观察后，并未发现压点内侧区域中存在任何聚合物残留的迹象。经大量实验数据证实，采用本发明的方法获得的产品，其出货镜检失效率可以达到零，从根本上解决了聚合物残留的问题。
本发明的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法适用于多种不同的集成电路结构，包括压点、通孔、接触孔等具有侧壁，且较难清除聚合物残留的结构。通过增加一步干法去胶步骤，将前两步未能清除的含有机成分的聚合物残留进一步清除，使出货镜检失效率达到零。同时，由于后一步的干法去胶步骤对设备、工艺、环境没有任何额外的要求，因此可达到几乎不增加成本而提高良率的有益效果。

Claims (6)

1.一种用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法，包括下列步骤：
(1)对刻蚀后的硅片进行干法去胶；
(2)对经过步骤(1)处理的硅片进行湿法清洗；
其特征在于，所述的方法于步骤(2)之后再重复一步干法去胶步骤。
2.如权利要求1所述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法，其特征在于：所述的干法去胶步骤，时间介于0.75至2.0分钟之间，温度介于200至270℃。
3.如权利要求2所述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法，其特征在于：所述的刻蚀后的硅片包括一集成电路结构，且该集成电路结构具有一侧壁。
4.如权利要求3所述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法，其特征在于：所述的集成电路结构是一压点。
5.如权利要求3所述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法，其特征在于：所述的集成电路结构是一通孔。
6.如权利要求3所述的用于半导体工艺后段制程的聚合物残留去除方法，其特征在于：所述的集成电路结构是一接触孔。
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