蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法
专利汇可以提供蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种蚀刻沉积于 半导体 基底上的光阻层的方法，此方法是使用含氢离子 反应性 水 溶液处理基底，使含氢离子反应性水溶液与光阻层反应后，再使用去离子 水处理 基底。然后，使用臭 氧 化去离子水处理基底，以疏松或移除至少一部分的光阻层。含氢离子反应性水溶液为强化 硫酸 溶液或强化硫 酸溶液 与过氧化氢溶液。，下面是蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法专利的具体信息内容。
1.一种蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，该方法包括：
使用一含氢离子反应性水溶液处理一基底，使该含氢离子反应性水溶 液与一光阻层反应；
使用一去离子水处理该基底；以及
使用一臭氧化去离子水处理该基底，以疏松或移除至少一部分的该光 阻层。
2.如权利要求1所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：该含氢离子反应性水溶液包括氢离子与至少选自氧、氧化氢、 过氧化氢、硫、硫酸盐、二氧化硫、三氧化硫与硫酸所组的族群的其中之 一。
3.如权利要求1所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：该含氢离子反应性水溶液为强化硫酸溶液。
4.如权利要求1所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：该含氢离子反应性水溶液为强化过氧化氢溶液。
5.如权利要求1所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：该含氢离子反应性水溶液为强化硫酸溶液与过氧化氢溶液。
6.如权利要求5所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：强化硫酸溶液与过氧化氢溶液的重量比为2∶1至10∶1。
7.如权利要求1所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：使用该含氢离子反应性水溶液处理该基底的时间为10秒至60 秒左右。
8.如权利要求1所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：使用该臭氧化去离子水处理该基底的时间为120秒至3000秒 左右。
9.如权利要求1所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，其 特征在于：还包括使用温度为80℃至95℃的一热去离子水处理该基底。
10.一种蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，该方法包括：
使用一含氢离子反应性水溶液处理一基底，使该含氢离子反应性水溶 液与一第一部分光阻层反应；以及
使用一臭氧化去离子水处理该基底，以移除一第二部分光阻层。
11.如权利要求10所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法， 其特征在于：该第二部分光阻层至少包括一部分的该第一部分光阻层。
12.如权利要求10所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法， 其特征在于：在使用该臭氧化去离子水处理该基底之前，至少移除一部分 的该第一部分光阻层。
13.如权利要求10所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法， 其特征在于：该含氢离子反应性水溶液为强化硫酸溶液。
14.如权利要求10所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法， 其特征在于：该含氢离子反应性水溶液包括强化硫酸溶液与过氧化氢溶 液，且强化硫酸溶液与过氧化氢溶液的重量比为2∶1至10∶1。
15.如权利要求10所述的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法， 其特征在于：还包括使用温度为80℃至95℃的一热去离子水处理该基底。
16.一种蚀刻制造工艺，该蚀刻制造工艺包括：
于一基底上形成一光阻材料；
导入一含硫酸水溶液于一反应室中，使该含硫酸水溶液与该光阻材料 反应；以及
使该光阻材料暴露于一臭氧化去离子水中，以移除该光阻材料。
17.如权利要求16所述的蚀刻制造工艺，其特征在于：导入该含硫酸 水溶液于该反应室中包括导入一强化硫酸水溶液10秒至60秒左右。
18.如权利要求16所述的蚀刻制造工艺，其特征在于：该臭氧化去离 子水包括60ppm臭氧化去离子水的臭氧。
19.一种基底上的光阻层的蚀刻方法，该方法包括：
(a)提供一基底，该基底上已形成一光阻层；
(b)喷洒一含氢离子反应性水溶液于该基底上；
(c)进行一第一清洗步骤；
(d)使用一臭氧化去离子水以疏松或移除至少一部分的该光阻层；
(e)重复步骤(b)至步骤(d)直到移除一预定量的该光阻层；以及
(f)进行一第二清洗制造工艺。
20.如权利要求19所述的基底上的光阻层的蚀刻方法，其特征在于：
该基底为一晶圆；
该含氢离子水溶液包括一酸；
步骤(c)与步骤(f)的该第一清洗制造工艺与该第二清洗制造工艺包括 喷洒去离子水于该基底上；以及
重复步骤(b)至步骤(d)包括完全移除该光阻层。
21.如权利要求20所述的基底上的光阻层的蚀刻方法，其特征在于： 该含氢离子反应性水溶液包括硫酸溶液。
22.如权利要求21所述的基底上的光阻层的蚀刻方法，其特征在于：
该臭氧化去离子水为分配在一反应室中；以及
该方法还包括于该反应室中干燥该基底。
23.如权利要求20所述的基底上的光阻层的蚀刻方法，其特征在于： 该含氢离子反应性水溶液为强化硫酸溶液。
24.如权利要求20所述的基底上的光阻层的蚀刻方法，其特征在于： 该含氢离子反应性水溶液包括强化硫酸溶液与过氧化氢溶液，且强化硫酸 溶液与过氧化氢溶液的重量比为2∶1至10∶1。
25.如权利要求20所述的基底上的光阻层的蚀刻方法，其特征在于： 于步骤(e)之前还包括使用温度为80℃至95℃的一热去离子水处理该基 底。
技术领域
本发明是有关于一种半导体制造工艺，且特别是有关于一种蚀刻沉积 于半导体基底上的光阻层的方法。
背景技术
目前业界常使用的两种蚀刻制造工艺包括湿式蚀刻制造工艺与干式 蚀刻制造工艺。湿式蚀刻制造工艺是利用化学蚀刻剂处理半导体基底表 面，使化学蚀刻剂与未受到保护的材料反应而形成包含未受到保护的材料 的水溶性产物，而此水溶性产物再由溶剂带走。干式蚀刻制造工艺则是利 用气体分子及/或离子处理半导体基底表面，使气体分子及/或离子与未受 到保护的材料产生反应(化学反应)或轰击半导体基底的表面(物理反应)以 移除未受到保护的材料。干式蚀刻制造工艺通常被称为等离子体蚀刻制造 工艺。
在蚀刻制造工艺结束后，通常需要进行灰化(Ashing)制造工艺以移除 残留在半导体基底表面的光阻层。一种公知的灰化制造工艺是加入例如是 氧气的气体，并使此气体离子化形成等离子体后，利用此等离子体作为化 学蚀刻剂或物质处理半导体基底表面以移除光阻层。然后，利用有机溶剂 或无机溶剂处理光阻层，以破坏光阻层的结构并完全移除残留的光阻层。 因为，底层的导线不会改变，所以在公知的灰化制造工艺之后会进行湿式 蚀刻制造工艺，以更有效的移除光阻层。然而，灰化制造工艺有一个缺点 就是在干等离子体处理制造工艺时会产生很多缺陷。而且，在后续的湿式 蚀刻制造工艺也无法去除这些缺陷。
就环境保护的考虑而言，目前业界利用臭氧化去离子水处理光阻层以 移除光阻层。然而，在喷洒旋转处理器(Spray Spin Processor)中使用臭氧 化去离子水处理蚀刻后(Post-Etch)光阻层或低剂量植入 (Low-Dose-Implant)深紫外光(Deep Ultraviolet，DUV)型光阻层时，其光阻 层的蚀刻速率为400埃/分钟(/min)至600埃/分钟(/min)。一般而言，利 用臭氧化去离子水处理光阻层的方法与目前制造程序所使用的利用有机 溶剂处理光阻层的方法相比较，利用臭氧化去离子水处理光阻层的蚀刻速 率是相当低的。
于是就需要一种能够增加半导体基底的光阻层的蚀刻速率的方法。
发明内容
本发明另外提供一种蚀刻制造工艺，此蚀刻制造工艺是提供已形成光 阻材料的基底，导入硫酸溶液至反应室中，以使硫酸溶液与光阻材料反应。 然后，以臭氧化去离子水处理光阻材料，以移除光阻材料。硫酸溶液是以 导入或喷洒的方式进入反应室，而且硫酸溶液进入反应室的时间为10秒 至60秒左右。臭氧化去离子水至少包括60ppm的臭氧。
本发明又提供一种蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层的方法，此方法 是将含氢离子反应性溶液喷洒于基底上10秒至60秒左右后，将去离子水 喷洒于基底上。此方法还包括将温度为25℃的臭氧化去离子水喷洒至基 底上或供给至反应室中。然后，将温度为80℃至95℃左右的热去离子水 喷洒至基底上或供给至反应室中。
在此，由上述内容、本说明书与公知技术可明显的看出任何结合所产 生的特征，在不互相矛盾的情况下，上述的任何特征或特征的结合都包含 在本发明的范围内。而且，在此已经揭露了本发明的内容、部分观点与特 征，当然这些内容、部分观点与特征将会以本发明的实施例予以具体化。 而且，本发明的其它优点与特征可明显的由后附的详细内容与权利要求中 看出。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特 举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：
图1为绘示本发明优选实施例的制造工艺装置侧视图；以及
图2为绘示本发明优选实施例的蚀刻沉积于半导体基底上的光阻层 的方法流程图。
附图标记说明：
100：制造工艺装置
105：基底
110：反应室
110a：顶部
110b：底部
115：旋转台
120：喷洒机构
125：喷嘴
130：出口
135：晶圆匣
200、205、210、215、220、225、230、235：步骤
具体实施方式
在此所公开的内容只是代表性的优选实施例，需要明白的是这些实施 例只是代表实例而不是用以限制本发明。而且，下述的详细内容的目的， 尽管只是解释优选实施例，但是根据实施例所作的各种润饰、取代与更动 仍然属于本发明的保护范围，因此本发明的范围当视后附的权利要求所界 定为准。此外，必须了解与体会的是在实施例中所叙述的制造工艺步骤与 结构并没有包含制作介层窗(via)结构的全部制造流程。本发明所揭露的方 法可以与公知所使用的不同集成电路制造技术整合在一起，而且在实施例 中实行的许多一般制造工艺步骤只是用于提供实施本发明的一些必要条 件。一般而言，本发明适用于半导体组件与制造工艺的领域中。并且，在 下述的内容中，本发明是以相关的制造工艺装置与于半导体基底上蚀刻光 阻层的方法为实例作说明。
请参照图1，是依照本发明优选实施例的制造工艺装置100侧视图。 此制造工艺装置100可以快速且均一的对半导体基底105进行化学及或物 理处理。制造工艺装置100例如是喷洒处理装置(Spray Processor)。在本 实施例中，制造工艺装置100例如是由FSI International公司所制造的酸 喷洒处理装置。此制造工艺装置100是由具有顶部110a与底部110b的液 体密封式处理反应室110、设置于反应室110的底部110b并用以旋转基 底105的旋转台115、设置于反应室110的顶部110a并用以供给流体(气 体或液体)于至少一个基底105表面的喷洒机构120所构成。通过使旋转 台115旋转而可以控制流体沉降于基底105表面及/或均匀的处理基底105 表面。此外，旋转台115也可以用于旋于基底105。喷洒机构120具有多 个喷嘴125，其中每一个喷嘴连接至各种储槽(未画出)，且多个喷嘴设置 于反应室110中，其用以喷洒不同的流体，例如氮气、含氢离子反应性溶 液、臭氧化去离子水、去离子水至基底105表面。因此，可以同时的或连 续的使用不同的流体处理基底。
在一个实施例中，制造工艺装置100包括一个出口130，此出口130 连接一个抽取组件(未画出)，以抽取组件用以从反应室110中移除所使用 的流体。制造工艺装置110也包括设置在反应室110中用以容纳多个堆栈 在一起的基底105的晶圆匣135、用以上升与下降晶圆匣135的升降机(未 画出)与用以从晶圆匣135移动基底105至旋转台115上的机械手臂机构 (未画出)。而且，制造工艺装置110还包括一个用以将基底105固定在旋 转台115上的载具(未画出)。制造工艺装置100与其它公知的制造工艺装 置可以用于执行本发明的方法。
请同时参照图1与图2，蚀刻沉积于基底105上的光阻层的方法是先 将已经预先在表面形成一层光阻层的基底105放置于反应室110中(步骤 200)。然后，使用周知的技术图案化基底105表面的光阻层，使其具有设 定的图案形状。此光阻层的厚度例如是5000埃至15000埃左右的范围内。 光阻层例如是任何型式的光阻或者光阻的组合，其中光阻例如是正光阻、 负光阻、深紫外光光阻等。对于光阻而言，以具有碳链接构的光阻为佳。 当光阻层已经设置在基底105上后，使用湿式蚀刻制造工艺或干式蚀刻制 造工艺蚀刻基底105，然后再以下述的制造工艺移除光阻层。
在步骤205时，经由多个喷嘴125的其中的一个或多个导入含氢离子 反应性溶液至反应室110中，而使含氢离子反应性溶液沉积在基底105 的光阻层上。导入反应室110的含氢离子反应性溶液的流量例如是600 sccm至3000sccm(标准立方公分/分钟)左右。
使用或喷洒含氢离子反应性溶液处理光阻层表面的时间例如是10秒 至60秒左右。当在使用含氢离子反应性溶液处理光阻层时，同时使旋转 台115上的基底105旋转以确保含氢离子反应性溶液涂层完全的或均一的 覆盖住光阻层。当然也可以在使用含氢离子反应性溶液处理光阻层之后， 再使旋转台115上的基底105旋转以使含氢离子反应性溶液均一的分布于 光阻层上。含氢离子反应性溶液例如是包含氢离子，并包括一种以上的下 列元素或化合物的流体：氧、氧化氢、过氧化氢、硫、硫酸盐、二氧化硫、 三氧化硫与硫酸。在本实施例中，含氢离子反应性溶液例如是强化硫酸水 溶液(Spike Sulfuric Acid Solution)。在其它实施例中含氢离子反应性溶液 例如是强化过氧化氢水溶液。含氢离子反应性溶液也可以例如是强化硫酸 水溶液与过氧化氢的混和溶液(H2SO4/H2O2)，其中强化硫酸水溶液与过氧 化氢的体积比例如是2∶1至10∶1左右。
含氢离子反应性溶液与至少一部分的光阻层反应，并且改变光阻层的 性质，而使得光阻层在后续的旋转喷洒制造工艺(步骤215以后)中能够有 效的与臭氧化去离子水反应。尤其是在本实施例中，含氢离子反应性溶液 使光阻层中的碳链由单键转换成双键。由于此种化学结构的改变使得光阻 层更容易且更快的与臭氧化去离子水反应，因此可以增加光阻层的蚀刻速 率。在使用含氢离子反应性溶液处理光阻层之后，延迟30秒左右以使含 氢离子反应性溶液与光阻层产生反应，再应用去离子水处理基底(步骤 210)。在本实施例中，通过使光阻与含氢离子反应性溶液反应之后，光阻 层的蚀刻速率可以增加至1000埃/分钟至1300埃/分钟左右。因此，可以 缩短基底105的制造周期时间，而且不需要执行会产生很多缺陷的灰化制 造工艺。
此外，含氢离子反应性溶液也会使光阻层全部的或部分的从晶圆上剥 离。在后续的清洗制造工艺进行之前，含氢离子反应性溶液蚀刻光阻的速 率是与含氢离子反应性溶液的化学组成及含氢离子反应性溶液留在基底 上的总时间有关。在一个实施例中，光阻层的蚀刻速率与含氢离子反应性 溶液留在光阻上的总时间成正比。在本实施例中，含氢离子反应性溶液会 使部分的光阻层从晶圆上剥离。
在步骤210时，经由多个喷嘴125的其中的一个或多个导入去离子水 至反应室110中，而将去离子水应用于或喷洒在基底105表面。去离子水 以流量例如是1250sccm至8000sccm(标准立方公分/分钟)左右导入反应 室110中，以清洗基底105。其中，清洗基底的时间例如是120秒左右。 在一个实施例中，去离子水会留在光阻层表面一段时间以便于进行后续的 制造工艺。此外，去离子水也会从基底105表面洗去或移除含氢离子反应 性溶液。去离子水的温度例如是20℃至95℃。
在步骤215时，经由多个喷嘴125的其中的一个或多个导入臭氧化去 离子水至反应室110中，而应用臭氧化去离子水处理光阻层以部分的或完 全的移除(剥离)光阻层。臭氧化去离子水以流量例如是3000sccm(标准立 方公分/分钟)左右导入反应室110中，以处理光阻层105。其中，处理光 阻层的时间例如是120秒至3000秒左右。臭氧化去离子水包括60ppm至 115ppm的臭氧。在一个实施例中，溶解在去离子水中的臭氧例如是60ppm 左右。在本实施例中，臭氧化去离子水的温度例如是25℃(室温)。
由于光阻层在先前的步骤中已经过含氢离子反应性溶液处理，因此光 阻层的移除速率(亦即，蚀刻速率)会增加。具体而言，含氢离子反应性溶 液会改变光阻层的化学特性(例如：键结)及/或机械特性(例如：脱落)，于 是当应用臭氧化去离子水处理光阻层时，臭氧化去离子水会与光阻层产生 较大的反应，结果使得光阻层的移除速率加快。在步骤215中，臭氧会从 臭氧化去离子水中逸散出来并帮助移除光阻层。在一个实施例中，可以缩 小或省去步骤210，而直接使用臭氧化去离子水洗去基底105表面上的含 氢离子反应性溶液。
在步骤220中，经由多个喷嘴125的其中的一个或多个导入热去离子 水至反应室110中，而使用热去离子水处理基底105表面以使基底105 的温度上升。在一个实施例中，基底105例如时上升至85℃。在本实施 例中，热去离子水的温度例如是80℃至95℃左右，并以流量例如是 3000sccm(标准立方公分/分钟)左右导入(喷洒)晶圆表面。其中，导入(喷洒) 晶圆表面的时间例如是1秒至3000秒左右。进行导入热去离子水的步骤 (步骤220)可以增加反应。而且，此步骤可以在导入臭氧化去离子水的步 骤(步骤215)之前、同时或导入臭氧化去离子水的步骤(步骤215)之后进 行。在本实施例中，热去离子水是在导入臭氧化去离子水的步骤(步骤215) 之后或同时进行。
在步骤225中，使用制造工艺装置100测量光阻层是否已经完全移除。 量测光阻层是否完全移除的方法例如是反射式测量法。如果光阻层还没有 完全移除，则重复开始本方法的步骤205。然后，依序重复进行步骤205、 步骤210、步骤215、步骤220。任何公知此技术的人应可领会上述实施 例中的一个或多个步骤经过修改、省略或重复仍然是属于本发明的精神与 范畴内。此外，实施例中的上述步骤的重新排列亦属于本发明的精神与范 畴内。本发明的方法可以使用于从基底的半导体层或金属内联机层上移除 光阻层。当光阻层已经完全移除，则继续进行步骤230。
在步骤230中，经由多个喷嘴125的其中的一个或多个导入去离子水 至反应室110中，而使用去离子水处理基底105表面。以去离子水处理基 底105表面可以清洗基底105并移除在蚀刻制造工艺中所留下的残留粒 子。在步骤235中，举例来说，通过使旋转台115旋转而对基底105进行 干燥制造工艺。在一个实例中，旋转台115例如是以500rpm的转速旋转 480秒左右。
虽然本发明已以一优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。 对任何本领域的技术人员而言，根据上述的内容，而在彼此不互相矛盾的 情况下，当可对上述实施例作各种的更动与润饰。例如含氢离子反应性水 溶液可以包括很多种的元素或化合物，但其仍然不脱离本发明的精神和范 围内。此外，公知技艺者根据在此所揭露的内容，所做的其它组合、删除、 取代和修改等都是很明显的，因此本发明的保护范围当视后附权利要求所 界定为准。
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