基板處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種半導體制造方法。作為去除基板上的光阻劑圖案的方法，該方法包括：第一表皮層去除步驟，向腔室內提供第一反應氣體及第二反應氣體，在比常溫高的第一溫度下，去除該光阻劑圖案上的第一表皮層；第二表皮層去除步驟，將該第一反應氣體或該第二反應氣體中的任一者提供至該腔室內，在比該第一溫度高的第二溫度下，去除該光阻劑圖案上的第二表皮層；以及光阻劑圖案去除步驟，持續向該腔室內供應該第二反應氣體，并在該第二溫度以上的第三溫度下，從該基板去除該光阻劑圖案。
【專利說明】基板處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體的制造方法，尤其涉及一種去除基板上的光阻劑圖案的基板處
理方法。
【背景技術】
[0002]一般而言，半導體元件可以由光刻制程、蝕刻制程、沉積制程和/或離子注入制程的單位制程制造。光刻制程是在基板上形成光阻劑圖案的制程。光阻劑圖案可以用作使基板有選擇地曝光的掩膜圖案。光阻劑圖案可在離子注入制程或蝕刻制程后利用諸如灰化的基板處理方法去除。
[0003]但是，在離子注入制程中，在光阻劑圖案上會導致比蝕刻制程更多量的副產物。例如，在光阻劑圖案上導致導電性雜質層或氧化硅膜。但實際情況是，利用以往的基板處理方法難以從光致抗蝕劑圖案上將導電性雜質層或氧化硅膜去除干凈。

【發明內容】

[0004][要解決的技術課題]
[0005]本發明要實現的技術課題在于提供一種能夠可靠地去除光阻劑圖案上的導電性雜質層或氧化硅膜的基板處理方法。
[0006][解決課題的技術手段]
[0007]本發明實施例的基板處理方法，作為去除基板上的光阻劑圖案的方法，該方法包括:第一表皮層去除步驟，向腔室內提供第一反應氣體及第二反應氣體，在比常溫高的第一溫度下，去除該光致抗蝕劑圖案上的第一表皮層；第二表皮層去除步驟，將該第一反應氣體或該第二反應氣體中的任一者提供至該腔室內，在比該第一溫度高的第二溫度下，去除該光阻劑圖案上的第二表皮層；以及光致抗蝕劑圖案去除步驟，持續向該腔室內供應該第二反應氣體，并在該第二溫度以上的第三溫度下，從該基板去除該光致抗蝕劑圖案。
[0008]根據本發明的一實施例，第一表皮層去除步驟可包括:副產物形成步驟，在不足該第一溫度的溫度下，使該第一反應氣體及該第二反應氣體與該第一表皮層反應，在該第二表皮層上形成副產物；以及副產物升華步驟，將該基板加熱至第一溫度，使該副產物升華。該第一溫度可為80度。該第一表皮層可包括氧化娃膜。
[0009]根據本發明的另一實施例，該第二溫度可為攝氏80度至攝氏140度。
[0010]根據本發明的一實施例，該第三溫度可為攝氏140度。
[0011]根據本發明的另一實施例，該第一反應氣體可包括氫氟酸、三氟化氮或六氟化硫。
[0012]根據本發明的一實施例，該第二反應氣體可包括氫氣或氨氣。
[0013]根據本發明的另一實施例，該第一表皮層去除步驟可以向該腔室內提供與該第一反應氣體混合的氮氣。
[0014]根據本發明的一實施例，該第二表皮層去除步驟可以提供與該第二反應氣體混合的氧氣。[0015][發明效果]
[0016]根據本發明的實施例，可于比常溫高的第一溫度下，利用氟成份的第一反應氣體去除基板上的第一表皮層；在比第一溫度高的第二溫度下，利用氨氣或氫氣的第二反應氣體去除該第一表皮層下的第二表皮層；在比第二溫度高的第三溫度下，利用該第二反應氣體去除第二表皮層下的光阻劑圖案。第一表皮層可包括氧化娃膜。第一反應氣體的氟成份能夠使第一表皮層的氧化硅膜以比基板、第二表皮層及光阻劑圖案更高的選擇比去除。之后，第二表皮層及光阻劑圖案可通過第二反應氣體從基板上被干凈地去除。
[0017]因此，本發明實施例的基板處理方法能夠可靠地去除氧化硅膜。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為示出用于說明本發明的基板處理方法的基板處理裝置的圖。
[0019]圖2為示出本發明實施例的基板處理方法的流程圖。
[0020]圖3至圖7為示出根據圖2的基板處理方法去除的光阻劑圖案、第二表皮層及第一表皮層的制程剖面圖。
[0021]圖8及圖9為概略地示出集群型的基板處理系統的圖。
[0022]100 處理腔室
[0023]110 加熱器
[0024]112 基板
[0025]114 光阻劑圖案
[0026]116 第二表皮層
[0027]117 副產物層
[0028]118 第一表皮層
[0029]120 升降銷
[0030]130 擋板
[0031]131 上部區域
[0032]132 活化區域
[0033]133 下部區域
[0034]134反應區域
[0035]140 真空泵
[0036]150 第一處理腔室
[0037]160 第二處理腔室
[0038]200 氣體供應部
[0039]210 氣體 供應部
[0040]220 第一反應氣體供應部
[0041]230 第二反應氣體供應部
[0042]240閥
[0043]300 控制部
[0044]400 基板移送模塊
[0045]410晶圓傳送盒[0046]500負載保護腔室
[0047]600移送腔室
[0048]610機械臂
[0049]SlOO步驟
[0050]S200步驟
[0051]S300步驟
[0052]S400步驟 [0053]S500步驟
[0054]S600步驟
【具體實施方式】
[0055]本發明的實施例是為了向在本領域具有通常知識的技術者對本發明進行更完整地說明而提供的，以下實施例可以變形為多種不同形態，本發明的范圍并非限定于以下實施例。相反，這些實施例使本公開更充實、完整，為了向本領域技術人員完整地傳遞本發明的思想而被提供。另外，附圖中各層的厚度或大小為了說明的便利性及明確性而予以夸飾。
[0056]在通篇說明書中，當提到諸如區域、半徑、距離等的一個構成元件與其他構成元件以“連續”、“連接”或“聯結”形式存在時，可以解釋為，該一個構成元件直接與其他構成元件“連續”、“連接”或“聯結”接觸，或者存在介于其之間的另外的構成元件。相反，當提及一個構成元件與其他構成元件“直接連續”、“直接連接”或“直接聯結”時，解釋為不存在介于其之間的其他構成元件。相同的符號指示相同的元件。如同在本說明書中使用的一樣，術語“和/或”包括相應列舉的項目中的任一者及一者以上的所有組合。
[0057]在本說明書中，第一、第二等術語用于說明多樣的構件、配件、區域、面積等，但這些構件、配件、區域、面積顯然并非由這些術語所限定。這些術語僅用于將一個構件、配件、區域、層或部分區別于其他區域、層或面積。因此，以下將上述的第一構件、配件、區域、面積，在不超出本發明所指的情況下，可以指示第二構件、配件、區域、面積。
[0058]另外，諸如“相鄰”或“鄰接”的相對性術語正如附圖中圖示的一樣，在此可以用于記述某種元件的相對于其他元件的關系。相對性術語可以理解為，在附圖中描寫的方向的基礎上，進一步包括元件的其他方向。若元件朝向其他方向(相對于其他方向旋轉90度)，則在本說明書中使用的相對性說明可以按照此進行解釋。
[0059]本說明書中使用的術語用于說明特定實施例，而非用于限制本發明。如在本說明書中使用的一樣，只要語句中未明確指出，則單數形態也可包括復數的形態。另外，本說明書中使用的“包括(comprises/comprising) ”,是特別確定提及的形狀、數字、步驟、動作、構件、元件和/或其組的存在，不排除一個以上的其他形狀、數字、動作、構件、元件和/或其組的存在或附加。
[0060]下面參照概略地圖示本發明的理想實施例的附圖，說明本發明的實施例。在附圖中，例如，根據制造技術和/或公差(tolerance)，可預測圖示的形狀變形。因此，本發明的實施例不得解釋為限定于在本說明書中圖標的區域的特定形狀，例如，應包括制造上導致的形狀的變化。
[0061]圖1為示出用于說明本發明的基板處理方法的基板處理裝置的圖。[0062]參考圖1，基板處理裝置可包括處理腔室100、氣體供應部200及控制部300。
[0063]處理腔室100提供相對于外部密閉的空間。真空泵140對處理腔室100內部的空氣進行泵送。處理腔室100可包括加熱器110、升降銷120及擋板130。加熱器110可以加熱基板112。基板112可通過升降銷120而裝載于加熱器110上。升降機120在卸除時可以使基板112從加熱器110進行升降。
[0064]擋板130可以將處理腔室100分隔成活化區域132及反應區域134。活化區域132是提供活性氣體、第一反應氣體及第二反應氣體的區域。活化區域132可以分為上部區域131及下部區域133。上部區域131是電漿發生區域。活性氣體、第一反應氣體及第二反應氣體通過高頻電源在上部區域131形成電漿狀態。下部區域133為活性氣體、第一反應氣體或第二反應氣體的混合區域。反應區域134是基板112的處理區域。基板112可通過活性氣體、第一反應氣體及第二反應氣體而得以灰化處理。
[0065]氣體供應部200可包括活性氣體供應部210、第一反應氣體供應部220、第二反應氣體供應部230。活性氣體可包括氮氣(N2)或氧氣(O2)。第一反應氣體可包括氫氟酸(HF)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)。第二反應氣體可包括氫氣(H2)或氨氣(順3)。在從氣體供應部200連接到活化區域132的配管上可以配置有閥240。閥240可以根據控制部300的控制信號，調節氣體供應部200的氣體供應。控制部300可以對溫度傳感器(圖中未示出)的感知信號進行應答，控制加熱器110的溫度。
[0066]以下對利用如此構成的基板處理裝置的本發明的基板處理方法進行說明。
[0067]圖2為示出本發明的實施例的基板處理方法的流程圖。
[0068]圖3至圖6為示出根據圖2的基板處理方法而去除的光阻劑圖案114、第二表皮(crust)層116及第一表皮層118的制程剖面圖。
[0069]如圖1至圖3所示，將基板112裝載于加熱器110上(S100)。基板112可包括單晶硅基板。光阻劑圖案114是部分地截斷在基板112上進行離子注入的導電性雜質的掩膜。離子注入制程可在光阻劑圖案114上形成第二表皮層116及第一表皮層118。第一表皮層118可包括氧化硅膜或導電性雜質層。氧化硅膜可于離子注入制程中，由在基板112表面濺鍍的硅而生成。第一表皮層118可以具有約20 20A的厚度。第二表皮層116可包括光阻劑圖案114最外側的碳化合物層。
[0070]如圖1、圖2及圖4所示，加熱器110將基板112加熱至第一溫度，氣體供應部200向處理腔室100內供應活性氣體、第一反應氣體及第二反應氣體(S200)。活性氣體可包括氮氣。第一反應氣體可包括氫氟酸(HF)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)。第二反應氣體可包括氫氣(H2)或氨氣(NH3)。第一表皮層118可包括氧化娃膜或導電性雜質層。第一反應氣體及第二反應氣體可以有選擇地與光阻劑圖案上的第一表皮層118反應。第一反應氣體及第二反應氣體可在活化區域132混合，在基板112上流動(flow)。活性氣體或第二反應氣體可以向上部區域131提供，第一反應氣體可以向上部區域131下方的下部區域133提供。活性氣體、第一反應氣體及第二反應氣體可以向上部區域131提供，因電漿反應而混合后，在基板112上流動。此時，第一反應氣體及第二反應氣體完全不與第二表皮層116及光阻劑圖案114反應。因此，第一表皮層118可通過第一反應氣體及第二反應氣體而變化成副產物層117。副產物層117可包括硅、氫、氮、氟及氧成份。此時，基板112可以從常溫加熱至不足80°C的第一溫度。[0071 ] 如圖1、圖2及圖5所示，加熱器110將基板112加熱至第一溫度以上，使副產物層117升華(S300)。副產物層117可通過熱能從第一表皮層116濺鍍，利用反應后氣體去除。同樣地，反應后氣體可包括氫、氮、硅、氟及氧。反應后將氣體加熱至80°C以上后，可以從基板上將其去除。
[0072]如圖1、圖2及圖6所示，加熱器110將基板112加熱至第二溫度，氣體供應部200向處理腔室100內提供第一反應氣體或第二反應氣體中的任一者，以及活性氣體(S400)。就第二表皮層116而言,第一反應氣體或第二反應氣體可以去除第二表皮層116。基板112由加熱器110而加熱至約130°C以下。
[0073]如圖1、圖2及圖7所示，加熱器110將基板112加熱至第三溫度以上，氣體供應部200向處理腔室100內提供活性氣體及第二反應氣體(S500)。第二反應氣體及活性氣體可以去除光阻劑圖案114。基板112可由加熱器110而加熱至約140°C以上。活性氣體可包括氧氣。第二反應氣體可包括氨氣(NH3)或氫氣(H2)。當有第一表皮層118殘存時，光阻劑圖案114會無法通過第二反應氣體而完全去除。如上所述，由于第一表皮層118通過第一反應氣體而首先去除，因此，光阻劑圖案114可通過第二反應氣體而從基板112上去除。
[0074]因此，本發明的實施例的基板處理方法能夠干凈地去除基板112上的諸如光阻劑圖案114的被處理物。
[0075]—般而言,第一表皮層118、第二表皮層116及光阻劑圖案114在約240°C左右的高溫下能夠一并去除，但是，會因第一表皮層118的殘存而導致灰化不良。在本發明的實施例中，第一表皮層118、第二表皮層116及光阻劑圖案114可在約140°C以下的不同的溫度下依次去除。如上所述，第一表皮層118可于約80°C以下首先去除，然后，第二表皮層116及光阻劑圖案114可在約140°C以下去除。
[0076]此時,本發明的基板處理方法可在一個處理腔室100內就地執行。另外,第一表皮層118與第二表皮層116可于多個處理腔室100中分別依次去除。第二表皮層116與光阻劑圖案114可在相同的處理腔室100內去除。
[0077]圖8及圖9是概略地顯示集群型(cluster type)基板處理系統的圖。
[0078]如圖3、圖8及圖9所示，基板處理系統可包括基板移送模塊(EFEM:EquipmentFront End module, 400)、負載保護腔室500、移送腔室600、第一處理腔室150及第二處理腔室160。
[0079]基板移送模塊400在生產線(fabrication line)內，可以使晶圓傳送盒(FOUP: front opening unified pod, 410)待機(standby)。晶圓傳送盒 410 可以使多個基板112 —并移動。多個基板112可以從基板移送模塊400逐個地取出至負載保護腔室500。
[0080]負載保護腔室500是緩沖移送腔室600的真空腔室。移送腔室600與負載保護腔室500、第一及第二處理腔室150，160共同連接。移送腔室600可包括傳遞基板112的機械臂 610。
[0081]第一處理腔室150及第二處理腔室160具有與圖1的處理腔室100相同的結構。第一處理腔室150可以與負載保護腔室500相鄰配置。第一表皮層118可于第一處理腔室150中去除。第一處理腔室150可以向基板112提供第一反應氣體及活性氣體。
[0082]第二處理腔室160可以向基板112提供第二反應氣體及活性氣體。第二反應氣體及活性氣體可以去除第二表皮層116及光阻劑圖案114。第二處理腔室160可以與第一處理腔室150相鄰配置。第一表皮層118及第二表皮層116可于第一處理腔室150及第二處理腔室160中依次去除。因此，基板處理系統能夠提高生產率。
[0083]以上說明的本發明不限定于前述的實施例及附圖，在不超過本發明的技術思想的范圍內，能夠進行多種置換、變形及變更，此為本發明所屬【技術領域】的具有通常知識的技術人員不言而喻的。
【權利要求】
1.一種用于去除基板上的光阻劑圖案的基板處理方法，包括: 第一表皮層去除步驟，向腔室內提供第一反應氣體及第二反應氣體，在比常溫高的第一溫度下，去除所述光阻劑圖案上的第一表皮層； 第二表皮層去除步驟，將所述第一反應氣體或所述第二反應氣體中的任一者提供至所述腔室內，在比所述第一溫度高的第二溫度下，去除所述光阻劑圖案上的第二表皮層；以及光阻劑圖案去除步驟，持續向所述腔室內供應所述第二反應氣體，并在所述第二溫度以上的第三溫度下，從所述基板去除所述光阻劑圖案。
2.如權利要求1所述的基板處理方法，其中， 第一表皮層去除步驟包括: 副產物形成步驟，在不足所述第一溫度的溫度下，使所述一反應氣體及所述第二反應氣體與所述第一表皮層反應，在所述第二表皮層上形成副產物；以及副產物升華步驟，將所述基板加熱至第一溫度，使所述副產物升華。
3.如權利要求2所述的基板處理方法，其中， 所述第一溫度為攝氏80度。
4.如權利要求2所記載的基板處理方法，其中， 所述第一表皮層包括氧化娃膜。
5.如權利要求1所述的基板處理方法，其中， 所述第二溫度為攝氏80度至攝氏140度。
6.如權利要求1所述的基板處理方法，其中， 所述第三溫度為攝氏140度。
7.如權利要求1所述的基板處理方法，其中， 所述第一反應氣體包括氫氟酸、三氟化氮或六氟化硫。
8.如權利要求1所述的基板處理方法，其中， 所述第二反應氣體包括氫氣或氨氣。
9.如權利要求1所述的基板處理方法，其中， 所述第一表皮層去除步驟向所述腔室內提供與所述第一反應氣體混合的氮氣。
10.如權利要求1所述的基板處理方法，其中， 所述第二表皮層的去除步驟提供與所述第二反應氣體混合的氧氣。
【文檔編號】G03F7/42GK103676501SQ201310362359
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2012年9月11日
【發明者】李暢源 申請人:Psk有限公司