CN1722376A - 干蚀刻后处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种干蚀刻后处理方法，其使用SF6气体通入处理室内，将经干蚀刻处理的产品的表面以及处理室内壁上的干蚀刻残余物灰化(Ash)。此方法不仅可有效去除干蚀刻残余物而保证产品品质，并且可清洁设备，而减少对设备进行清洁保养的次数，增加设备的有效使用时间。

Description

干蚀刻后处理方法
【技术领域】
本发明涉及一种半导体制造工艺，特别是一种干蚀刻后处理方法。
【背景技术】
干蚀刻(Dry Etching)是广泛应用于半导体工业的一种加工方法。其通常是先在欲蚀刻的半导体层上覆盖光阻层，再使用光罩曝光将光阻层形成特定图案，然后向蚀刻室内通入干蚀刻气体如O2、SF6以及CF4等对半导体层进行蚀刻，最后在光阻层的保护下使欲蚀刻的半导体层形成预定图案。
然而，在干蚀刻反应过程中，会有聚合物产生并沉积在半导体层上，由于该聚合物的电阻较大，因此容易导致产品电连接错误。因此需要采用一种针对该聚合物的后处理步骤。现有技术中对于聚合物常使用主要成分为氢氟酸的去除剂，或者使用紫外线照射。但这两种方式所需要的设备成本较高，因此一种在干蚀刻后加入灰化(Ash)处理的技术被提出。
请参阅图1、图2和图3，是1999年5月11日公告的美国专利第5,902,134号揭示一种干蚀刻后处理方法的三步骤。请参阅图1，欲处理的产品包括一氧化硅基底1及一氧化硅层2，具有一特定图案的光阻层3覆盖在氧化硅层2上；请参阅图2，使用CF4及CHF3气体对氧化硅层2进行干蚀刻，使氧化硅层2未被光阻层3覆盖的部分被蚀刻掉，同时反应中产生的聚合物包括碳氟化合物等沉积在该产品上形成一碳氟化合物层6；请参阅图3，将该产品置于一处理室中，使用氧气产生等离子体，对该产品进行灰化处理，去除碳氟化合物层6及光阻层3，仅留下氧化硅基板1及具有预定图案的氧化硅层2。
由于使用氧气等离子体可以同时去除碳氟化合物层6与光阻层3，其制程步骤较少，可降低成本及减少制程时间。
但是，氧气等离子体对碳氟化合物层6的灰化能力一般，难以完全去除碳氟化合物层6，而残留的碳氟化合物及其它聚合物容易引发产品的电连接错误，从而降低良率；另外，在处理室内壁上残留的聚合物也会污染处理室，使其需进行经常的清洁保养。
【发明内容】
为了克服现有技术中干蚀刻后处理方法难以完全去除聚合物，从而导致产品电连接错误而良率较低的缺陷，本发明提供一种良率更高的干蚀刻后处理方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种干蚀刻后处理方法，其包括：提供一经过干蚀刻处理的产品，该产品包括一基底，一具有一特定图案的半导体层，一位于半导体层上为干蚀刻提供该特定图案的光阻层，及沉积在该基底上的聚合物层；提供一处理室，该处理室收容该产品，其具有一进气口与一出气口；由进气口向处理室内提供SF6气体与该产品上的聚合物层反应；由出气口抽走SF6气体与聚合物层反应产生的气体。
相较于现有技术，本发明干蚀刻后处理方法的优点在于其使用SF6气体进行灰化处理，可彻底清除产品上的聚合物，避免产品上聚合物残留导致的电连接错误，因此可以提高产品良率。
当使用原干蚀刻室作为处理室时，该灰化步骤可同时消除干蚀刻过程中产生并沉积在干蚀刻室内壁上的聚合物，即清洁干蚀刻室，而减少对干蚀刻室进行清洁保养的次数，增加干蚀刻室的有效使用时间。
【附图说明】
图1至图3是现有技术干蚀刻后处理示意图。
图4至图8是使用本发明干蚀刻后处理方法的干蚀刻制程示意图，图7是干蚀刻后处理步骤，该制程形成薄膜晶体管的源极与漏极层。
图9至图13是使用本发明干蚀刻后处理方法的干蚀刻制程示意图，图12是干蚀刻后处理步骤，该制程形成薄膜晶体管的栅极层。
【具体实施方式】
请参阅图4至图8，是干蚀刻形成薄膜晶体管的源极与漏极层(Sourceelectrode&Drain electrode，SD)的制程示意图。请参阅图4，是沉积步骤，在玻璃基底10上沉积SD金属层50，再沉积一钝化层40在SD金属层50以及基底10上。请参阅图5，是光罩制程，在钝化层40上涂布光阻，再透过一光罩对光阻曝光，形成具有开口的光阻层30。请参阅图6，是干蚀刻步骤，在一干蚀刻室(图未示)内使用O2、SF6及CF4气体蚀刻部分钝化层40而形成接触孔70，在此过程中一聚合物层60形成并且覆盖在接触孔70等处。请参阅图7，是干蚀刻后处理步骤，使用SF6进行灰化处理，消除该聚合物层60。请参阅图8，是光阻剥除步骤，使用光阻剥除剂剥除剩余的光阻层30。
请参阅图6，在干蚀刻步骤中，干蚀刻产生的聚合物除沉积在接触孔70等处形成聚合物层60外，还沉积在干蚀刻室的内壁上，为保证干蚀刻的质量，需要对干蚀刻室经常进行清洁维护。
请参阅图7，在干蚀刻后处理步骤中，一处理室(图未示)收容该基底10，该处理室是进行上述干蚀刻反应的干蚀刻室，其具有一进气口与一出气口。由该进气口将SF6气体通入该干蚀刻室内，其与聚合物层60及沉积在干蚀刻室内壁的聚合物反应生成氟化硅气体，可通过真空系统从该出气口抽走。在此过程中，由于基底10与钝化层40也可以与SF6反应，因此可以采用较低功率以及较低气压，如果采用较大功率与气压，则前述干蚀刻步骤应留有一定的加工余量。
请参阅图8，使用光阻剥除剂(Photo-resist Stripper)去除光阻层30。此步骤常常是一清洗操作，将图5所示的基底10浸入光阻剥除剂中，光阻层30会消溶于光阻剥除剂中，从而仅留下基底10与钝化层40。光阻剥除剂可以是中性的，如主要由二醇烷基醚及聚环氧乙烷组成；或酸性的，如1990年7月31日公告的美国专利第4,944,893中所揭示的光阻剥除剂；或碱性的，如主要由氢氧化四甲基铵构成。
相较于现有技术，由于SF6气体可以与干蚀刻产生的聚合物充分反应并生成气体，因此可彻底去除接触孔70与干蚀刻室内壁上的聚合物，避免接触孔70上聚合物残留导致的接触不良，因此可以提高产品良率；同时又清洁干蚀刻室，从而降低对干蚀刻室清洁保养的频率，增加干蚀刻室的有效使用时间。
请参阅图9至图13，是干蚀刻形成薄膜晶体管栅极(Gate Electrode，GE)层的制程示意图。请参阅图9，是沉积步骤，在玻璃基底11上沉积栅极金属层51，再沉积一栅绝缘层21在栅极金属层51与基底11上，再沉积一钝化层41在栅绝缘层21上。请参阅图10，是光罩制程，在钝化层41上涂布光阻，再透过一光罩对光阻曝光，形成具有开口的光阻层31。请参阅图11，是干蚀刻步骤，在一干蚀刻室内使用O2，SF6及CF4气体蚀刻部分钝化层41与栅绝缘层21而形成接触孔71，在此过程中一聚合物层61沉积在接触孔70等处。请参阅图12，是后处理步骤，使用SF6进行灰化处理，消除该聚合物层61。请参阅图13，是光阻剥除步骤，使用光阻剥除剂剥除剩余的光阻层31。
请参阅图12，在干蚀刻后处理步骤中，使用一处理室(图未示)进行后处理，该处理室具有一进气口及一出气口。由该进气口将SF6气体通入该干蚀刻室内，其与聚合物层61及沉积在干蚀刻室内壁的聚合物反应生成氟化硅气体，可通过真空系统从该出气口抽走。在此过程中，由于玻璃基底11及钝化层41与栅绝缘层21也可以与SF6反应，因此可以采用较低功率与较低气压，如采用较大功率与气压，则前述的干蚀刻步骤应留有一定的加工余量。
采用单独处理室进行灰化处理，仍可达到对聚合物的完全消除效果，但此实施方式因为无法清洁干蚀刻室而无法降低对干蚀刻室清洁保养的频率。
该干蚀刻后处理方法不限于在薄膜晶体管的制作，对其它产品，也可消除干蚀刻步骤产生的聚合物而提高产品良率，当使用干蚀刻室作为处理室时，可同时去除干蚀刻室内壁上的聚合物，从而降低对干蚀刻室清洁保养的频率，增加其有效使用时间。该干蚀刻后处理方法与光阻剥除步骤结合使用，则可去除聚合物与光阻层，获得特定的半导体产品。

Claims (8)

1.一种干蚀刻后处理方法，其包括：
提供一经干蚀刻处理的产品，其包括一基底，一被干蚀刻而具有一特定图案的半导体层，一位于半导体层上为干蚀刻提供该特定图案的光阻层，及沉积在该产品上的聚合物层；
提供一处理室，其收容该产品，其具有一进气口与一出气口；
由进气口向处理室内提供SF6气体以与该产品上的聚合物层反应；
由出气口抽走SF6气体与聚合物层反应产生的气体。
2.如权利要求1所述的干蚀刻后处理方法，其特征在于：该处理室是对该产品进行干蚀刻处理的干蚀刻室。
3.如权利要求2所述的干蚀刻后处理方法，其特征在于：该出气口与一真空系统连接，SF6气体与聚合物层反应生成的气体被该真空系统由出气口抽走。
4.如权利要求1所述的干蚀刻后处理方法，其特征在于：进一步包括一光阻剥除步骤，该步骤位于由出气口抽走SF6气体与聚合物层反应产生的气体步骤之后，该步骤是将基底浸入光阻剥除剂中清洗，以去除光阻层。
5.如权利要求4所述的干蚀刻后处理方法，其特征在于：该处理室是对该基底进行干蚀刻处理的干蚀刻室。
6.如权利要求5所述的干蚀刻后处理方法，其特征在于：该出气口与一真空系统连接，SF6气体与聚合物层反应生成的气体被该真空系统由出气口抽走。
7.如权利要求6所述的干蚀刻后处理方法，其特征在于：该光阻剥除剂包含二醇烷基醚及聚环氧乙烷。
8.如权利要求6所述的干蚀刻后处理方法，其特征在于：该光阻剥除剂包含氢氧化四甲基铵。
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