TW209911B - - Google Patents
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Description
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)
- 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* )
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