專利名稱：去膠方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及去膠方法。
技術(shù)背景
互連是指由導(dǎo)電材料，如鋁、多晶硅或銅等金屬制成的連線將電信號(hào)傳輸?shù)叫酒?的不同部分。金屬線在集成電路(ic，Integrated Circuit)中傳導(dǎo)信號(hào)，介質(zhì)層可以保證 信號(hào)不受鄰近金屬線的影響。由于絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)即，k值越小，相鄰導(dǎo)線間的電耦合 損失越小，因此，通常選用低k值的介質(zhì)作為層間介質(zhì)(ILD，InterLayer Dielectric).
在刻蝕完成后，光刻膠在硅片表面不再有用，需要去除光刻膠。去除光刻膠的方 法分為等離子體干法去膠和濕法清洗兩種。等離子體干法去膠通常采用氧氣(O2)等離子 體，其原理是光刻膠的主要成分是碳?xì)渚酆衔铮?原子可很快與光刻膠反應(yīng)生成揮發(fā)性的 一氧化碳(Co)、二氧化碳(CO2)和水等主要生成物，從而去除光刻膠。
由于低k介質(zhì)是軟而多孔的材料，因此在去膠過程中，其很容易被A侵蝕，導(dǎo)致k 值升高，從而使得相鄰導(dǎo)線間的電耦合損失增大，信號(hào)的傳播速度變慢，芯片性能下降。
目前，通常采用如下三種方法減少A等離子體干法去膠過程對(duì)低k介質(zhì)的損傷
一、減少A的流量，將A流量由通常的1000 2000毫升/分鐘(sccm)降低到 300 500sCCm。該方法不能有效降低對(duì)k介質(zhì)的損傷，因此較少被使用。
二、降低去膠壓力。通常采用的去膠壓力為100 200毫托(mtor)，為了降低高壓 情況下氧自由基對(duì)低k介質(zhì)的損傷，一般將壓力降低到20 40mtor。但是僅僅采用較低的 去膠壓力，也存在缺點(diǎn)一是機(jī)臺(tái)的泵功率需要足夠大才能承受如此低的壓力，且氣體流量 需要在較大的情況下才能將反應(yīng)室內(nèi)的壓力迅速降低到如此低；二是低壓的O2流會(huì)使得等 離子體的方向性轟擊增強(qiáng)，在一定程度上造成低k材料保護(hù)層的損耗。
三、降低去膠溫度。該方法應(yīng)用較為普通。傳統(tǒng)的氧化膜的銅制成中，為了追求A 流的吞吐量，都采用高溫，溫度一般在250度以上。當(dāng)?shù)蚹材料被廣泛應(yīng)用后，目前一般將 低k材料的去膠溫度降低到25度，以求最大化地降低對(duì)低k介質(zhì)的損傷。這樣做的缺點(diǎn)是， 去膠速率慢，吞吐量較低，影響產(chǎn)能。
另外，由于(X)2不會(huì)對(duì)低k介質(zhì)造成損傷，因此現(xiàn)有技術(shù)也會(huì)采用1步低壓力小流 量(X)2等離子體去膠法，但這種方法的缺點(diǎn)是反應(yīng)速率較低，時(shí)間較長，而且反應(yīng)腔的粒子 環(huán)境不好控制，比較容易產(chǎn)生大量不容易清除的多晶殘留物。如果低k介質(zhì)的k值更低如 k<2. 4，為了更有效地減少低k介質(zhì)的等離子體損傷，可能會(huì)用到氮?dú)?N2)、氫氣(H2)等 氣體，但是這些氣體的去膠速率更慢，反應(yīng)腔環(huán)境更難維護(hù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種去膠方法，以減少去膠過程對(duì)低k介質(zhì)的損傷。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種去膠方法，去膠對(duì)象位于低k值層間介質(zhì)上方，該方法包括
采用氧氣A等離子體轟擊去膠對(duì)象，并檢測一氧化碳CO生成物，當(dāng)檢測到CO的 下降量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，停止O2等離子體轟擊過程，開始采用二氧化碳CO2等離子體轟擊去膠 對(duì)象殘留物。
所述檢測CO生成物包括
采用光發(fā)射譜檢測CO信號(hào)值，按照預(yù)設(shè)取樣頻率對(duì)CO信號(hào)進(jìn)行取樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在第 一預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)，CO信號(hào)的變化范圍在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算該時(shí)長內(nèi)CO信號(hào)的平均值，將該 平均值作為CO信號(hào)基準(zhǔn)值，繼續(xù)對(duì)CO信號(hào)進(jìn)行取樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在第二預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)CO信號(hào)基 準(zhǔn)值與CO信號(hào)值的差值始終大于預(yù)設(shè)值時(shí)，確定CO的下降量達(dá)到預(yù)設(shè)值。
所述預(yù)設(shè)值為CO信號(hào)基準(zhǔn)值與a的乘積，其中，a的范圍為0. 8 0. 9。
所述采用&等離子體轟擊去膠對(duì)象為
采用的刻蝕反應(yīng)腔的壓力為100 200毫托mtor，刻蝕反應(yīng)腔的源壓為200 500瓦w，刻蝕反應(yīng)腔的偏壓為0 200w，O2的流量為1000 2000毫升/分鐘seem。
所述采用(X)2等離子體轟擊去膠對(duì)象殘留物為
采用的刻蝕反應(yīng)腔的壓力為20 50mtor，刻蝕反應(yīng)腔的源壓為200 500w，刻 蝕反應(yīng)腔的偏壓為0 200w，CO2的流量為300 500sccm，反應(yīng)時(shí)間為30 60秒。
所述去膠對(duì)象為光刻膠或有機(jī)抗反射涂層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既可以有效去除去膠對(duì)象，同時(shí)減少了對(duì)低k介質(zhì)的損 傷。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的去膠方法流程圖2為采用本發(fā)明提供的去膠方法去除底部抗反射涂層(BARC)的示意圖3為采用本發(fā)明提供的去膠方法去除光刻膠的示意圖4-1為采用現(xiàn)有的去膠方法后，密集區(qū)通孔、疏松區(qū)通孔的俯視圖和密集區(qū)溝 道、疏松區(qū)溝道的剖面圖4-2為采用本發(fā)明提供的去膠方法后，密集區(qū)通孔、疏松區(qū)通孔的俯視圖和密 集區(qū)溝道、疏松區(qū)溝道的剖面圖5-1為采用現(xiàn)有的去膠方法后，晶圓上的缺陷示意圖5-2為采用本發(fā)明提供的去膠方法后，晶圓上的缺陷示意圖6為采用現(xiàn)有的去膠方法和本發(fā)明提供的去膠方法后，低k介質(zhì)的介電常數(shù)變 化對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的去膠方法流程圖，其中，去膠對(duì)象位于低k值層間介質(zhì) 上方，如圖1所示，其具體步驟如下
步驟101 采用&等離子體轟擊去膠對(duì)象，并實(shí)時(shí)檢測生成物，當(dāng)生成物中的CO的 下降量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，停止A等離子體轟擊過程。
可以采用光發(fā)射譜檢測生成物的信號(hào)值，并按照預(yù)設(shè)取樣頻率例如5次/秒，對(duì)4CO信號(hào)進(jìn)行取樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在第一預(yù)設(shè)時(shí)長如3秒內(nèi)，CO信號(hào)的變化范圍在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)， 則確定CO信號(hào)穩(wěn)定，計(jì)算該時(shí)長內(nèi)CO信號(hào)的平均值，將該平均值作為CO信號(hào)基準(zhǔn)值，此 后，繼續(xù)對(duì)CO信號(hào)進(jìn)行取樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在第二預(yù)設(shè)時(shí)長如1秒內(nèi)CO信號(hào)基準(zhǔn)值與CO信號(hào)值 的差值始終大于預(yù)設(shè)值時(shí)，確定去膠對(duì)象已基本去除完畢，停止O2等離子體轟擊過程。這 里，預(yù)設(shè)值通常為a*C0信號(hào)基準(zhǔn)值，其中，a = 0. 8 0. 9。
本步驟中，刻蝕反應(yīng)腔的壓力可為100 200mtor，刻蝕反應(yīng)腔的源壓即27MHz的 功率(W27)可為200 500瓦(w)，刻蝕反應(yīng)腔的偏壓即2MHz的功率(W2)可為0 200w, O2的流量可為1000 2000毫升/分鐘(sccm)。
步驟102 采用(X)2等離子體轟擊去膠對(duì)象殘留物。
CO2不會(huì)對(duì)低k介質(zhì)造成損傷。
本步驟中，刻蝕反應(yīng)腔的壓力可為20 50mtor，刻蝕反應(yīng)腔的源壓即27MHz的功 率(W27)可為200 500w，刻蝕反應(yīng)腔的偏壓即2MHz的功率(Ψ2)可為0 200w，0)2的 流量可為300 500sccm，反應(yīng)時(shí)間可為30 60秒(s)。
由于有機(jī)抗反射涂層(ARC，AntiReflective Coating)的化學(xué)成分與光刻膠相似， 因此，圖1所示實(shí)施例中的去膠對(duì)象可以為光刻膠，也可以為有機(jī)ARC。
從圖1所示實(shí)施例可以看出，本發(fā)明中，首先采用A等離子體轟擊光刻膠或有機(jī) ARC,當(dāng)檢測到CO明顯下降時(shí)，停止&等離子體轟擊過程，開始采用(X)2等離子體轟擊去膠 對(duì)象殘留物。由于光刻膠或有機(jī)ARC的主要成分是碳?xì)渚酆衔铮?原子可很快與光刻膠反 應(yīng)生成C0，當(dāng)CO明顯下降時(shí)，即可確定光刻膠或有機(jī)ARC已基本被去除完畢，為了不對(duì)低k 介質(zhì)造成損傷，對(duì)于剩余的少量光刻膠或ARC采用CO2等離子體去除?？梢?，本發(fā)明實(shí)施例 可以有效去除光刻膠或有機(jī)ARC，同時(shí)，減少了對(duì)低k介質(zhì)的損傷。
圖2為采用本發(fā)明提供的去膠方法去除底部抗反射涂層(BARC)的示意圖。
圖3為采用本發(fā)明提供的去膠方法去除光刻膠的示意圖。
圖4-1為采用現(xiàn)有的去膠方法后，密集區(qū)通孔、疏松區(qū)通孔的俯視圖和密集區(qū)溝 道、疏松區(qū)溝道的剖面圖4-2為采用本發(fā)明提供的去膠方法后，密集區(qū)通孔、疏松區(qū)通孔的俯視圖和密 集區(qū)溝道、疏松區(qū)溝道的剖面圖。
從圖4-1、4_2可以看出，與現(xiàn)有的去膠方法相比，采用本發(fā)明提供的去膠方法后， 密集區(qū)通孔、疏松區(qū)通孔、密集區(qū)溝道、疏松區(qū)溝道上的缺陷并沒有顯著增加。
圖5-1為采用現(xiàn)有的去膠方法后，晶圓上的缺陷示意圖，其中，缺陷總數(shù)為23顆。
圖5-2為采用本發(fā)明提供的去膠方法后，晶圓上的缺陷示意圖，其中，缺陷總數(shù)為 26顆。
從圖5-1、5_2也可以看出，與現(xiàn)有的去膠方法相比，采用本發(fā)明提供的去膠方法 后，晶圓上的缺陷并沒有顯著增加。
圖6為采用現(xiàn)有的去膠方法和本發(fā)明提供的去膠方法后，低k介質(zhì)的介電常數(shù)(k 值)變化對(duì)比圖，其中，橫坐標(biāo)為低k介質(zhì)上的13個(gè)取樣點(diǎn)，縱坐標(biāo)為低k介質(zhì)的介電常 數(shù)，上邊的曲線為采用現(xiàn)有的去膠方法后，低k介質(zhì)的介電常數(shù)的曲線，下邊的曲線為采用 本發(fā)明提供的去膠方法后，低k介質(zhì)的介電常數(shù)的曲線。很顯然，采用本發(fā)明提供的去膠方 法后，低k介質(zhì)的介電常數(shù)明顯低于采用現(xiàn)有的去膠方法后的介電常數(shù)。
以上所述僅為本發(fā)明的過程及方法實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種去膠方法，去膠對(duì)象位于低k值層間介質(zhì)上方，該方法包括采用氧氣A等離子體轟擊去膠對(duì)象，并檢測一氧化碳CO生成物，當(dāng)檢測到CO的下降 量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，停止A等離子體轟擊過程，開始采用二氧化碳ω2等離子體轟擊去膠對(duì)象 殘留物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測CO生成物包括采用光發(fā)射譜檢測CO信號(hào)值，按照預(yù)設(shè)取樣頻率對(duì)CO信號(hào)進(jìn)行取樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在第一預(yù) 設(shè)時(shí)長內(nèi)，CO信號(hào)的變化范圍在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算該時(shí)長內(nèi)CO信號(hào)的平均值，將該平均 值作為CO信號(hào)基準(zhǔn)值，繼續(xù)對(duì)CO信號(hào)進(jìn)行取樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在第二預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)CO信號(hào)基準(zhǔn)值 與CO信號(hào)值的差值始終大于預(yù)設(shè)值時(shí)，確定CO的下降量達(dá)到預(yù)設(shè)值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)值為CO信號(hào)基準(zhǔn)值與a的乘積，其 中，a的范圍為0. 8 0. 9。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用化等離子體轟擊去膠對(duì)象為 采用的刻蝕反應(yīng)腔的壓力為100 200毫托mtor，刻蝕反應(yīng)腔的源壓為200 500瓦w，刻蝕反應(yīng)腔的偏壓為0 200w，O2的流量為1000 2000毫升/分鐘seem。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用(X)2等離子體轟擊去膠對(duì)象殘留物為采用的刻蝕反應(yīng)腔的壓力為20 50mtor，刻蝕反應(yīng)腔的源壓為200 500w，刻蝕反 應(yīng)腔的偏壓為0 200w，CO2的流量為300 500sccm，反應(yīng)時(shí)間為30 60秒。
6.如權(quán)利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述去膠對(duì)象為光刻膠或有機(jī)抗反射涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去膠方法，該方法包括采用O2等離子體轟擊去膠對(duì)象，并檢測CO生成物，當(dāng)檢測到CO的下降量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，停止O2等離子體轟擊過程，開始采用CO2等離子體轟擊去膠對(duì)象殘留物。本發(fā)明既可以有效去除去膠對(duì)象，同時(shí)減少了對(duì)低k介質(zhì)的損傷。
文檔編號(hào)G03F7/42GK102033437SQ20091019642
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者孫武 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司