[发明专利]移除光致抗蚀剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种移除光致抗蚀剂的方法。特定言之，本发明涉及一种先对基材进行非氧化性前处理以破坏光致抗蚀剂，进而使得光致抗蚀剂容易被移除的方法。

背景技术

在半导体元件的制造过程中，经常使用光刻技术，来将预定图形转移至基材上或对基材进行选择性的处理。在此过程中，通常会先在基材上形成一层厚度均匀的光致抗蚀剂材料层。然后，再利用曝光与显影的技术，图案化光致抗蚀剂材料层来定义所需要的半导体元件布局图案。

光致抗蚀剂去除则是图案化工艺或选择性处理中的最后一个步骤，其要求光致抗蚀剂必须完全去除干净，以确保后续工艺的洁净度。已知的方式大多都是以含氧的灰化(Ashing)工艺来进行干式光致抗蚀剂剥除法(dry PR strip)，此即利用含氧的等离子体(oxygen plasma)来与由碳氢化合物构成的光致抗蚀剂材料反应，进而加以移除，但需避免光致抗蚀剂材料与含氧等离子体反应后残留灰粒(ash)的问题，而且此法容易消耗基材中的硅原料。

因此，现行的方式又有利用高温的硫酸混合双氧水(sulfuric-peroxide mix，SPM)，以其所形成的卡罗酸(Caro’s acid)来完全氧化以有机化合物为基础的光致抗蚀剂材料，称为湿式光致抗蚀剂剥除法(wet PR strip)；于是光致抗蚀剂材料得以移除，同时又能避免光致抗蚀剂材料层所覆盖的各薄膜层或基材中硅原料的消耗。

然而，某些半导体元件的制作步骤可能会改变图案化光致抗蚀剂材料层的性质，使得高温的硫酸与双氧水混合物无法符合预期将光致抗蚀剂材料层完全自基材上移除。为了能顺利移除光致抗蚀剂材料层，势必需要一种移除光致抗蚀剂的新颖方法，来达成此目的。

发明内容

本发明即在于提出一种移除光致抗蚀剂的新颖方法，既能够顺利移除光致抗蚀剂材料层，又能够同时兼顾到基材上多晶硅线路的完整性。本发明移除光致抗蚀剂的新颖方法，具有突破传统技术障碍的优点，而适用于半导体元件的制造过程中。

本发明于是提出一种移除光致抗蚀剂的方法。首先，提供基材，其包含图案化光致抗蚀剂。其次，对基材进行离子注入步骤。然后，对基材进行非氧化性前处理。其中非氧化性前处理提供包含氢气、载气与等离子体的处理条件。非氧化性前处理可以在阶段性温度下进行。氢气的浓度可以介于4％-40％之间。另外，可以使用氮气作为载气。等离子体的处理条件可以与等离子体灰化步骤的处理条件相同。继续，对基材进行光致抗蚀剂剥除步骤，以完全移除光致抗蚀剂。例如，可以使用硫酸的双氧水溶液来移除光致抗蚀剂。或是，也可以使用氨的双氧水溶液来移除光致抗蚀剂。

本发明方法的特征即在于，对基材先进行非氧化性前处理，既能破坏光致抗蚀剂，又不会造成硅基材进一步的氧化，进而使得光致抗蚀剂容易被移除。本发明方法还能够同时兼顾到多晶硅线路的完整性。

附图说明

图1-4例示本发明移除光致抗蚀剂方法的优选实施方式。

附图标记说明

101：基材

102：多晶硅线路

110：图案化光致抗蚀剂

120：掺质

130：氢气

具体实施方式

本发明提供一种移除光致抗蚀剂的方法。图1-4例示本发明移除光致抗蚀剂方法的优选实施方式，其具有既能破坏光致抗蚀剂，又不会造成硅基材进一步的氧化，进而同时兼顾到多晶硅线路的完整性的优点。首先，如图1所示，提供基材101。基材101通常为半导体基材，例如硅基材。基材101包含图案化光致抗蚀剂110，位于基材101的顶面，或是另外包含有欲进行图案化的材料层或多晶硅线路102，例如栅极结构、字线、位线、电阻或熔丝结构等。

依据不同的曝光条件，光致抗蚀剂材料层可以为正型光致抗蚀剂或是负型光致抗蚀剂。另外，依据不同的曝光波长，光致抗蚀剂材料层可以包含多种不同的有机材料，例如丙烯酸酯(acrylate)、乙烯酮(vinyl ketone)、聚乙烯酚(polyhydroxystyrene，PHS)等等。本领域一般技术人员，可以依照不同的需求来选择适当的光致抗蚀剂材料。