TW209911B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製

2 Ο 丄二 AG 五、發明説明（1 ) 本發明愾關於適用於半導體裝置製造步驟之光阻劑去 除方法，尤指對半導體晶Η注入高劑量離子時連帶注入 大量不純物的光阻劑，以良好效率去除之方法。 一般在半導體裝置的製造步驟中，以形成高導電率的 半導體領域為目的，對半導體晶Κ進行注λ高劑董離子 時，用來掩蔽半導體晶Μ表闹中不需注入高劑量離子的 領域之光阻劑組，其組成會發生過份變質。因此，在後 處理步驟中去除此組成變質的光阻劑之際，利用與氣游 離氣等化學反應的通常去除方法，有時無法期待有效。 恃別是，高劑量離子注λ時的劑量在原子數超過IX 10: 個/ c m£以上時，光阻劑的去除效率劇降，産生殘渣不 良的結果。 為避免此等不便，向來在高劑量離子注λ後，去除光 阻劑之際，採用例如①混合氫，以促進光阻劑與氣游離 氣反應之方法，②對半導體晶Κ施以高頻電場，以促進光 阻劑與氣游離氣等反應之方法，③令照射遠紫外線所得 U V臭氣，與光阻劑反應之方法。 圖5 ( ( a )至（d ))表示習用光阻劑去除方法之步驟圖 ,兼採①混合氫的方法與②施加高頻電場之方法。 首先，如該圖（a)所示，在矽等材質檐成的半導體晶 H1表面，為設定應注λ高劑量離子的領域起見，選擇 性設置光阻劑2 ，並保留該領域。 其次，如圖5 ( b )所示，在表面選擇性設有光阻劑2的 本紙張又度適用中國國家桴準（CIS'S)甲4規格（21丨> X 297公釐） ------Ί---^---r I -------裝-------訂----.琛 -'-'七閲冶背而之注-笋项再填寫本頁) 9οο m Η 明 説晶 明體 發導 五半 2 度 濃 高 λ 注 被 面 上 白 中 氣 捏 ^71 高 在 純靥子 不表離 型 1 量 η ΠΙ:劑 等體高 礤晶人 或體注 砷導層 或半表 * 的 2 物 2 劑 純劑陏 不 阻 光 型光在 •Ml'-、 P 具亦 等不 ， 硼在子 之僅離 1 不量 +J ..劑 — 時 高 示此入 圖 6 注 晶 體 導 半 的 子 離 量 D 劑 質 高 變人 生注 發己 成對 組 ， 之 示 2 所 劑C) 阻5( 光圖 該如 得之 使接 1 供 H所 晶 與 ΔΜΠ 導 ， 半用 在作 置的 設場 而電 , 頻 體 高 氣述 合後 混 受 之即 氫 ， 和 2 氣劑 應阻 供光 , 的 1 面 Η 表 化 氣 二 成 解 分 要 主 應 反 學 化 起 體 氣 合 混 之 氳 。 和水 氣和 瞧 硝 劑 , 阻 之光 言 之 詳置 設 圖 如 2 性在 擇設 選自 面 ， 表即 1 0 Η去 晶 除 體 3 導器 半化 在灰 , 波 示撤 所 用 d)使 (請先閲讀背面之注意_項再塡寫本頁) 裝- 器 化 灰 波 撤 率 頻 遢 振 源場 i ε 頻頻 高 高 置以 放施 所 1 上 片 3 晶 台 體 料導 試半 的對 部 ， 内Ζ) a h 3 Μ 室56 率含 頻 < 盪氣 振離 ( 游 波氣 撤為 的成 出 ， 導體 3 氣 室 合 波混 導之 由氳 , 和 氣 勵 室激 的 .. 態 Ν 狀GH 此45 在2 内 a 電份 頻成 高 2 自劑 來阻 用光 利輿 基 ’ i 鋪 1 游 Η 等 晶 此體 , 導 基半 離向 游趨 氫 ·. 及 場 ^" 等頻 基高 離的 游3C 氣源 .·訂. 線. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 光 的 置 設 性 擇 選 0 表 1 Η 晶 髏 導 半 在 驟 步 〇 上 應以 反照 潑依 活 狀劑除 質阻去 變光 1 度與 Η 過迫晶 呈被體 而 .導 子用半 離作自 量的高 劑場提 高電效 λ頻有 注高可 被和 ， 使用果 即作結 , 的 ， 成 氮應 組因反 之 會 學 2 亦化 劑 ，起 阳態 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） Ρ,β 五、發明説明（3 ) (^t閲"背而之注&菸項再塡寫本頁) 劑2的效率，不會産生殘渣不良。 可是，依照圖5所示光阻劑去除方法，雖可提高自半 導體晶Η 1去除光阻劑2的效率，但會發生二値問題， 即①因使用氣和氫的混合氣體，其混合比引起燔炸的可 能性大，②因對半導體晶Η 1施加高頻電場，無法勿視 該半導體晶片〗受到物理性和機槭性的損傷。另外，雖 然圖上未示，然而③僅賴UV奥氣與光阳劑反應之方法， 無法達成圖5所示程度的光阻劑2去除效率，在後處理 步驟中，必須利用濕刻法去除光阳劑殘渣，結果，造成 無法避免半導體晶Η表面熱氣化膜等絕绨膜的減薄等問 題。即，依照習知光阻劑去除方法，在安全性方面（以 ①而言），以及所製成半導體裝置的信賴性方面（以② 和③而言 >，都留有未解決的問題。 本發明即有鑑於上述實情，其目的在於提供一種光阻 劑去除方法，可充分確保安全性，且可製造信賴性優良 的半導體裝置。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明適用於對在表面選擇設有遠紫外線硬化型光阻 劑的半導體晶Κ ,以高劑量注入不純物離子之高劑量離 子注入步驟的光阻劑去除方法，其待激為，具有在高劑 量離子注人步驟前，對光阻劑實施遠紫外線照射處理和 烘焙處理，使光阻劑均勻硬化的光阻劑硬化步驟，以及 在高劑量離子注入步驟後，令藉撤波激鼬之游離氣在 2 - 5 Τ 〇 r r範圍的壓力下與光阻劑起反應，以除去光阻劑 -5 - 本紙張&度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 29?公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 0 ⑽ 1丄 Λ(； 五、發明説明（4 ) 的光阻劑灰化步驟 依本發明•首先在對半導體晶K實施高劑量離子注入 步驟前的光阻劑硬化步驟中，藉對光阳劑施以遠紫外線 照射處理和烘焐處理，使光阻劑均勻硬化，將光阻劑的 耐熱溫度提高到300 C左右 > 俥使其能充分耐其後的高 劑量離子注人步驟中之加熱處理。而在對半導體晶Κ實 施高劑量離子注入步驟後的光阻劑灰化步驟中，令藉撤 波激_之氣游離氣基於2 - 5 Τ 〇 r r範圍壓力下與光阻劑起 反應，以去除光阻劑。此時，當然不需使用氫或對半導 體晶Η施以高頻電場，因此，可以確保步驟的穩定性， 以及所製造半導體裝置的可靠性。 茲參照附圖詳細說明本發明實施例如下。 圖1 ((a)至（e))表示本發明一實施例的光阻劑去除 方法步驟圖。 首先，如圖1 ( a >所示，在矽等材質組成的半導體晶Η 11表而.除欲實施注入高劑量離子的領域外，選擇性設 置遠紫外線硬化型光阻劑1 2。 其次，如圖1 ( b )(光阻劑硬化步驟）所示，在半導體晶 Κ 1 1表面選擇性設置的遠紫外線硬化型光阻劑1 2 ,黄施 遠紫外線照射處理（以下稱U V照射）和烘焐處理（以下稱 烘烤）。此時，紫外線硬化型光阻劑1 2接受II V照射中的 能量hv [J](其中h為普朗克常數，^為遠紫外線固有 振動數）而硬化，更藉2 0 0 f左右的烘烤使光阻劑1 2所含 ------J-------Γ— -------^------•訂---- (-"閲-#而之注总麥項再塡寫本頁) 本紙張又度適用中國國家標準（CN'S)甲4規格（210 X 297公釐） A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〇9ϋχ- 五、發明説明（5 ) 揮發性溶劑揮發，以促進光阻劑〗2的硬化。因此，間時 實施此U V照射和烘烤.其效果較優。經由此等U V照射和 烘烤，遠紫外線硬化型光阻劑1 2即自表層至深曆均勻硬 化，其耐熱溫度即提高到300 t左右。 其次，如圖1 ( c )(高劑量離子注人步驟）所示，光阻劑 1 2己被硬化的半導體晶Η 1 1，偽於高溫漦氣中，自上面 被注入高濃度「+」的硼等Ρ型不純物或砷或磷等η型 不純物。此時，不僅自光姐劑1 2外露的半導體晶Η 1 1表 層受到高劑量離子注人，光阳劑〗2表層亦同時受到高刻 量離子注人。此時，因光阻劑1 2在先前光阻劑硬化步驟 中已被硬化，而耐壓提高到3 0 0 t左右，所以在此高溫 蒙氣中，不致因高劑鼉離子的注人，而發生組成的過度 變質。 其次，如圖1 ( d )(光附劑灰化步驟）所示，對已實施高 劑量離子注入的半導體晶Mil,給予氣游離氣，該半導 體晶Η 1 1表面設置的硬化後光阻劑1 2 ,在1 0 0 - 2 0 0 t 高 溫環境下，和氣游離氣進行化學反應，主要分解成二氣 化磺。 詳言之，如圖1 ( e )所示，在半導體晶Κ 1 1表面選擇性 設置的光阻劑1 2 ,偽使用檝波灰化器1 3加以去除。即， 半導體晶Η 1 1被置在設定於預定釅力的室1 3 a内置設的 試料台1 3 b上，供應至此狀態下的室〗3 a之氣，受到由 導波室1 3 ^預定輸出之撤波（振盪頻率2.45GHz>激勵， 一 7 - (請先閲讀背面之注念葬項再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印« 〇9ϋχί. Λί: _________ 五、發明説明（6 ) 而成為氣游離氣，此氣游離氣與硬化後的光阻劑12成份 發生正常反應，以進行光阻劑1 2的去除。 於此，決定設置於半導體晶Η 1 1的硬化後光阻劑1 2之 去除效率的參數，包括徹波灰化器1 3中的室〗3 a内壓力 ，和撇波輸出。以下表示室13a内壓力和撤波輸出變化 時，光阻劑1 2的去除效率實潮值。前提條件是，光附劑 1 2膜厚1 . 2 7 a in ,光阻劑硬化時的烘烤溫度為2 0 0 °C ,高 劑量離子注人時的劑量B為1 X 1 016痼/ c π) 2 ，光阻劑灰 化時的氧供應量為2 5 0 c c / ® i η ,同樣光阻劑灰化時的室 1 3 a内溫度為1 8 0 t。 圖2是表示徹波輸出固定於預定值之狀態下，將室 1 3 a内壓力加以變化時的顆粒附着數之變化。 如該圖所示，擻波輸出固定於8 0 0 W (圖示「X」> 之狀 態下，如室13a内颳力在0 To「「附近時，半導體晶K11 表面的顆粒附着數達10000個/晶Η。如將室13a内壓力 徐徐上升，設定於2-5 Torr範圍時，即可獲得頼粒附着 數穩定於數百値/晶K左右的領域，亦即最適於剝除注有 高劑量離子的光阻劑12之領域。若室13a内壓力超過5 Toor時，游離氣放電呈不穩定狀態，成為不適於剝除光 阻劑1 2的狀態。又，撤波輸出固定於1 0 0 0 W (圖示「♦ j )時，亦同樣可在2-5 Torr範圍獲得顆粒附着數穩定於 數百値/晶Η左右的領域。因此，可得半導體晶Η 11表面 的顆粒附着數，無關擻波輸出，而視室13a内壓力而定 -8- -------II--------ί I --------裝---.---..玎----#!. (請先閱冶背而之注念萚項冉塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（2111 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^ Ο ύ 9 ί- \<\ Hi； 五、發明説明（7 ) 之結論，可謂室13a内壓力偽以設定於2-5T〇rr範圍為適 當。 其次，圖3是表示撤波輸出固定於預定值下，將室1 3 a 内壓加以變化時的光瞄劑1 2灰化速度變化。 如該圖所示，撤波输出固定於800W (圖示「X」）下， 若將室13a内®力自0 Torr附近徐徐提升到2 Torr附近 時，刖灰化速度最大，超過3wn/min,再自2Torr附近 即使提升室13内壓力，灰化速度亦不再上升。又，徹波 輸出固定於1 0 0 0 W (圖示「♦」）時的行為也相同，惟在 2 Torr附近的灰化速度最大，到4 ϋΐη/ηίη附近，可知較 微波輸出為300W的情況稍為加速。因此，可以推知光阻 劑12的灰化速度與撇波輸出成比例。 其次，薩4是表示室13a内的賴力固定於預定值之下 ,將撤波輸出加以變化時的光阻劑1 2的灰化速度變化。 如該圖所示，室13a内壓力固定於預定值（此時為4.5 Torr)下，徹波輸出徐徐上升時，徼波輸出在800W時的 灰化速度和1000W時的灰化速度都在2/u m/min左右，幾無 差別（參見圖3 >。但若撤波輸出超過1 2 0 0 W時，即使室1 3 a 内壓力在4.5Torr,灰化速度也會超過3/iB/min。結果， 可以下定結論，認為光阻劑〗2的灰化速度與橄波輸出成 比例。 由上述實測結果可知，在光阻劑灰化步驟中，為提高 半導體晶K 1 1表面所設置光阻劑1 2使用徹波灰化器1 3去 (-"閲^背而之注悉鮝項再塡寫本頁) 衣紙張又及適用中國國家桴準（CNS)甲4規格（2丨0 X 297公螢） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A6 B6 五、發明説明（8 ) 除時的效率起見，至少將室13a内壓力設定於2-5 Torr 範圍（以2-3 Torr為佳），若在此狀態下欲提高光阻劑1 2的灰 化速度時，則宜在容許範圍内提高徹波輸出。 由上述詳述，按照本發明，因為氫或對半導體晶Η施 加高頻電湯都不需使用，故可充分確保製法的安全性以 及所製诰半導體裝置的信賴性，而旦卽使不使用氫或對 半導體晶Η施加高頻電場，亦能將受到過高劑量離子注 λ的光阻劑容易高速除去，結果，由此種半導體晶Η製 造半導體裝置時的産率可以明顯提高，其半導體裝置製 造時的時間效率亦_增。 圖式簡單說明 圖1為本發明一實_例的光阻劑去除方法步驟圖； 圖2為固定撇波輸出於預定值而變化室内壓力時的頼 粒附着數變化圖； 圖3為固定撤波輸出於預定值而變化室内壓力時的光 阻劑灰化速度變化圖； 圖4為固定室内壓力於預定值而變化徹波輸出時的光 胆劑灰化速度變化圖； _ 5為兼採氫混合方法和施加高頻電場方法二者之習 知光阻劑去除方法步驟圖。 其中1 1為半導體晶14 , 1 2為光阻劑，1 3為撇波灰化器 〇 -1 0 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ------^--------*—-------裝-------訂----- (請先閲讀背面之注意#項再塡寫本頁)

Claims (1)

1. ν* \ Α7 Β7 C7 D7 六、申請專利範圍 第81 104175號「光阻劑去除方法」專利案 (8 1年1 2月修正） 一種光阻劑去除方法，此方法伴有將高劑量不純物離 子注人於在表面選擇設有遠紫外線硬化型光阻劑之半導 體晶Η的高劑量注入步驟，其待微包括： 光阻劑硬化步驟，偽在該高劑置離子注入步驟前，對 光阻劑施加逋紫外線照射處理及烘焐處理，使該光阻劑 均勻硬化而提高其耐熱溫度；及 光阻劑灰化步驟，係在該高劑量離子注入步驟後，令 以徹波激勵之氣游雛氣於2-5 Torr之壓力下，與光阻劑 起反應，以去除光阻劑。 -裝-------1訂--- —線 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) «濟部中央螵準局R工消费合作钍印製 本紙張尺度遑用中國國家樣準（CNS)甲4规格（210 X 297公* )