光阻胶清洗腔室和去除超厚金属层上残余光阻胶的方法.pdf

本发明公开了一种光阻胶清洗腔室和去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，所述光阻胶清洗腔室具有室体以及位于室体中的加热板，加热板具有孔，所述孔中具有用于支撑半导体基底且可升降的顶杆。采用本发明的方法进行超厚金属层蚀刻后去除残余光阻胶时，顶杆作为支撑体使得半导体基底在不接触加热板的情况下进行清洗，在清洗的过程中，半导体基底与加热板之间的空间，一方面，可使半导体基底上下表面保持更均匀稳定的温度，另一方面可对室体内的气流产生扰流作用，进而在加热板进行加热时，光阻胶清洗气体在半导体基底的上下两侧形成回流，进而提高了去除光阻胶的效率，节了省清洗时间，提高了产品的良率，也提高了机台产能。

1.  一种光阻胶清洗腔室，具有室体以及位于所述室体中的加热板，其特征在于： 所述加热板具有孔，所述孔中具有用于支撑半导体基底且可升降的顶杆。

2.  根据权利要求1所述的光阻胶清洗腔室，其特征在于：所述孔为至少3个，所 述顶杆为至少3个。

3.  根据权利要求1所述的光阻胶清洗腔室，其特征在于：所述光阻胶清洗腔室与 刻蚀腔室相邻。

4.  一种去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，包括：
当完成超厚金属层的蚀刻后，将含有所述超厚金属层以及超厚金属层上残余光阻 胶的半导体基底从蚀刻腔室传送到光阻胶清洗腔室，其中，所述光阻胶清洗腔室具有 室体以及位于所述室体中的加热板，所述加热板具有孔，所述孔中具有用于支撑半导 体基底且可升降的顶杆；
将所述顶杆升起并将所述半导体基底放置于所述顶杆，使得所述半导体基底与所 述加热板之间具有一设定距离；
向所述室体中通入清洗气体并加热所述加热板以去除所述残余光阻胶。

5.  根据权利要求4所述的去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，其特征在于：所 述半导体基底由机械手从蚀刻腔室传送到光阻胶清洗腔室。

6.  根据权利要求4所述的去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，其特征在于：
所述超厚金属层为顶层金属层，所述顶层金属层的厚度大于2.5um。

7.  根据权利要求6所述的去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，其特征在于：
所述半导体基底为具有半导体器件、介质层和金属连线层的半导体基底。

8.  根据权利要求4所述的去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，其特征在于：
所述半导体基底与所述加热板之间的距离为1～30mm。

9.  根据权利要求4所述的去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，其特征在于：
向所述室体中通入的清洗气体为H₂O、O₂和N₂的混合气体，去除所述残余光阻 胶时温度控制在200～300℃，清洗时间为5～30min，其中H₂O的流量为0～1000sccm， O₂的流量为1500～3000sccm，N₂的流量为0-1200sccm。

光阻胶清洗腔室和去除超厚金属层上残余光阻胶的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种光阻胶清洗腔室以及一种超厚金属层 蚀刻后去除超厚金属层上残余光阻胶的方法。
背景技术
在半导体芯片中，由于顶层金属层需要承受较大电流，所以往往会做的比较厚。 较厚的顶层金属层不仅可降低电阻阻值，提高顶层金属层的焊块承接安全性，同时也 可提高顶层金属层对下层器件的静电保护能力。
但是，由于顶层金属层厚度的增加，会大幅增加对其进行蚀刻和残余光阻胶去除 的工艺难度，所以目前顶层金属层的厚度一般控制在3um（微米）以内。
对于金属层来说，其越厚，刻蚀其所使用的时间就越长，进而刻其所使用的光阻 胶的也就要越厚，这样在刻蚀金属层的较长时间中作为掩膜的光阻胶才能不被过度蚀 刻，从而才能保证蚀刻图形的完整性。但是，光阻胶厚度越大，去除时的难度也相应 增大。对于次层金属（顶层金属层以下的金属层）的蚀刻来说，所使用的光阻胶的厚 度一般小于1um，而对于厚度大于3um的顶层金属层来说，刻蚀其所使用的光阻胶厚 度需要大于2.5um才能保证蚀刻图形的完整与准确。但是由于顶层金属层厚度较大， 蚀刻后会形成很多具有高深宽比的沟槽，光阻胶在清洗过程中很容易在这些沟槽中残 留，从而造成图形的阻塞，影响到芯片的良率。
因此，如何有效地将蚀刻后所残余光阻胶去除干净，便成为超厚金属层蚀刻工艺 中的关键步骤之一。
一般对于非金属层来说，其经过蚀刻后，可以先将光阻胶灰化然后再通过清洗液 去除，以提高光阻的去除效率。但是，对于金属层来说，这样做却是不可以的。由于 金属的耐高温能力差，因此在金属层蚀刻后，不能采用灰化工艺，只能通过直接清洗 的方法去除光阻胶，这无疑也增加了光阻胶去除的难度。
而目前，对于金属层蚀刻来说，一般是通过延长光阻胶的清洗时间、调整清洗光 阻胶所用清洗液的配方等来解决光阻胶残留的问题，对于超厚的顶层金属层来说，往 往需要提高50%的清洗时间，才可保证光阻胶被彻底去除干净，而延长清洗时间将会 极大影响到机台的产能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，以提高所述光 阻胶的去除效率。
本申请的技术方案是这样实现的：
一种光阻胶清洗腔室，具有室体以及位于所述室体中的加热板，所述加热板具有 孔，所述孔中具有用于支撑半导体基底且可升降的顶杆。
进一步，所述孔为至少3个，所述顶杆为至少3个。
进一步，所述光阻胶清洗腔室与刻蚀腔室相邻。
一种去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，包括：
当完成超厚金属层的蚀刻后，将含有所述超厚金属层以及超厚金属层上残余光阻 胶的半导体基底从蚀刻腔室传送到光阻胶清洗腔室，其中，所述光阻胶清洗腔室具有 室体以及位于所述室体中的加热板，所述加热板具有孔，所述孔中具有用于支撑半导 体基底且可升降的顶杆；
将所述顶杆升起并将所述半导体基底放置于所述顶杆，使得所述半导体基底与所 述加热板之间具有一设定距离；
向所述室体中通入清洗气体并加热所述加热板以去除所述残余光阻胶。
进一步，所述半导体基底由机械手从蚀刻腔室传送到光阻胶清洗腔室。
进一步，所述超厚金属层为顶层金属层，所述顶层金属层的厚度大于2.5um。
进一步，所述半导体基底为具有半导体器件、介质层和金属连线层的半导体基底。
进一步，所述半导体基底与所述加热板之间的距离为1～30mm。
进一步，向所述室体中通入的清洗气体为H₂O、O₂和N₂的混合气体，去除所述 残余光阻胶时温度控制在200～300℃，清洗时间为5～30min，其中H₂O的流量为 0～1000sccm，O₂的流量为1500～3000sccm，N₂的流量为0-1200sccm。
从上述方案可以看出，本发明的光阻胶清洗腔室以及去除超厚金属层上残余光阻 胶的方法，通过顶杆作为支撑体，使得半导体基底在不接触加热板的情况下进行清洗 以去除残余光阻胶，在去除光阻胶的过程中，在半导体基底与加热板之间的空间可对 室体内的气流产生扰流作用，进而在加热板进行加热时，通入室体的光阻胶清洗气体 在半导体基底的上下两侧形成回流，进而可提高去除光阻胶的效率。另外，本发明通 过设定顶杆的停留位置，可使其上下表面保持更均匀稳定的温度。本发明的光阻胶清 洗腔室和去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，提高了超厚金属层上具有高深宽比沟 槽内光阻的去除效率，节了省清洗时间，提高产品的良率同时提高了机台产能。
附图说明
图1为本发明的光阻胶清洗腔室实施例中加热板和顶盖的结构示意图；
图2为本发明的去除超厚金属层上残余光阻胶的方法的实施例流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实 施例，对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供了一种光阻胶清洗腔室，如图1所示，所述光阻胶清洗腔 室具有室体（图1中未示出）以及位于所述室体中的加热板1，所述加热板具有孔 11，孔11中具有用于支撑半导体基底3并且可升降的顶杆2。
当完成半导体基底3的超厚金属层的蚀刻后，进行光阻胶的清洗以去除所述 超厚金属层上残余的光阻胶时，将半导体基底3置于顶杆2上，并通过顶杆2的 升降，使得半导体基底3与加热板1之间保持一定的距离，随后向光阻胶清洗腔 室的室体中通入所选定的用于进行光阻胶清洗的气体，并利用加热板1进行加热， 这样便在去除所述超厚金属层上残余的光阻胶时，由于半导体基底3与加热板1 之间留有一定的空间，进而用于进行光阻胶清洗的气体在半导体基底3的上下两 侧形成回流4，所形成的回流4有利于对光阻胶的去除，可增加去除光阻胶的效率， 如果想更快地去除光阻胶，可以通过加强用于进行光阻胶清洗的气体的流量实现。
为保证半导体基底3在顶杆2上的稳定，孔11的数量需要至少3个（如图1 所示），每个孔11中均需要1个顶杆2，顶杆2的数量需要至少3个（如图1所 示），优选地，孔11和顶杆3的数量为3～6个。
在制成半导体基底3时，每个顶杆2的高度需要保持一致，这样才使得半导 体基底3的放置稳定，在进行去除残余光阻胶的过程中，半导体基底3与加热板1 之间的距离可设置为1～30mm（毫米）。
另外，为了便于工艺流程中，半导体基底3的运送，光阻胶清洗腔室与刻蚀 腔室位于同一机台并相邻。当完成半导体基底3的超厚金属层的蚀刻后，半导体 基底3由机械手从蚀刻腔室运送至光阻胶清洗腔室。
本发明同时提供了一种去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，参见图2所示， 包括：
当完成超厚金属层的蚀刻后，将含有所述超厚金属层以及超厚金属层上残余 光阻胶的半导体基底从蚀刻腔室传送到光阻胶清洗腔室，其中，所述光阻胶清洗 腔室具有室体以及位于所述室体中的加热板，所述加热板具有孔，所述孔中具有 用于支撑半导体基底且可升降的顶杆；
将所述顶杆升起并将所述半导体基底放置于所述顶杆，使得所述半导体基底 与所述加热板之间具有一设定距离；
向所述室体中通入清洗气体并加热所述加热板以去除所述残余光阻胶。
以下，结合图1，对上述去除超厚金属层上残余光阻胶的方法进行具体说明。
步骤1、当完成超厚金属层的蚀刻后，将含有所述超厚金属层以及超厚金属层 上残余光阻胶的半导体基底3从蚀刻腔室传送到光阻胶清洗腔室，其中，所述光 阻胶清洗腔室具有室体以及位于所述室体中的加热板1，所述加热板1具有孔11， 所述孔11中具有用于支撑半导体基底3且可升降的顶杆2。
本步骤1中，半导体基底3是由机械手从蚀刻腔室传送到光阻胶清洗腔室的， 蚀刻腔室和光阻胶清洗腔室为同一机台的两个相邻的腔室。半导体基底3为具有 半导体器件、介质层和金属连线层的半导体基底。
作为一个具体实施例，所述超厚金属层为顶层金属层，所述顶层金属层的厚 度大于2.5um。
步骤2、将所述顶杆2升起并将所述半导体基底3放置于所述顶杆2，使得所 述半导体基底3与所述加热板1之间具有一设定距离。
本步骤2中，所述半导体基底3与所述加热板1之间的设定距离为1～30mm， 优选地，所述设定距离为4～10mm。
步骤3、向所述室体中通入清洗气体并加热所述加热板1以去除所述残余光阻 胶。
本步骤3中，向所述室体中通入的清洗气体为H₂O（水蒸汽）、O₂（氧气） 和N₂（氮气）的混合气体，去除所述残余光阻胶时温度控制在200～300℃（摄氏 度），清洗时间为5～30min（分钟），其中H₂O的流量为0～1000sccm（标况毫升 每分），O₂的流量为1500～3000sccm，N₂的流量为0-1200sccm。
利用本发明的光阻胶清洗腔室以及去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，顶 杆2可作为支撑体，使得半导体基底3在不接触加热板1的情况下进行清洗以去 除残余光阻胶，在去除光阻胶的过程中，会因为在半导体基底3与加热板1之间 的空间，而在加热板1进行加热时，通入室体的光阻胶清洗气体在半导体基底3 的上下两侧形成回流4，进而可提高去除光阻胶的效率。另外，本发明通过设定顶 杆2的停留位置，可使其上下表面保持更均匀稳定的温度，并且半导体基底3与 加热板1之间的空间，可对室体内的气流产生扰流作用，进而提高残余光阻的去 除效率。
本发明的光阻胶清洗腔室和去除超厚金属层上残余光阻胶的方法，通过设定 顶杆2的停留位置，提高了超厚金属层上具有高深宽比沟槽内光阻的去除效率， 节了省清洗时间，提高产品的良率同时提高了机台产能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保 护的范围之内。