高速去胶法 本发明涉及一种腐蚀铝或铝合金(此后简单称为Al)完成后的去胶工艺中的去胶方法，由此防止铝的侵蚀，和在不引起铝布线的可靠性变差的情况下，进行高速去胶。
如日本公开专利(JP-A-昭和58-87276)所述的常规去胶方法，在等离子工艺中采用诸如CF4和氧这样的碳氟化合物气体。另外，如JP-A-平3-83337所述，已有一种后续处理方法被建议采用，其中采用如至少包含一个H组份的甲醇等离子体。通过那些方法，可防止铝布线的腐蚀，同时完成去胶工艺。作为一种工艺程序，一种方法是将防止腐蚀和去胶的气体混合并等离子化，抗腐蚀过程和去胶过程同时完成。另一种方法是，抗腐蚀过程和去胶过程可以分别完成。
对于上述常规去胶方法，已提出几种方法，其一是在等离子工艺中，采用混合氧气和诸如CF4和甲醇这样的防止腐蚀发生的气体，铝布线的防腐蚀过程和去胶过程可同时完成。另一种方法中，甲醇气和氧气被混合并等离子化，抗腐蚀过程和去胶过程同时完成。再一种方法是利用各自的气体等离子体分别完成各工艺。
在那些方法中，同时完成防腐蚀过程和去胶过程的方法存在一些问题，如防腐蚀效果不够充分，布线的可靠性变差，和因向氧气添加防腐蚀气体引起的胶的去除力减弱。
另一方面，用分别完成防腐蚀过程和去胶过程的气体等离子体工艺的方法，因为能很好地完成那些工艺，它们与上述同时完成的工艺方法相比，更有利。然而，因为那些方法以独立控制为基础，于是就有了工艺时间增加和产量减少的问题。关于必需分别完成防止铝布线腐蚀过程和去胶过程的官能团和最佳条件的组合是没什么可指出的。
本发明的目的是提供一种不减少产量和布线的可靠性也不会变差地实现去胶工艺的方法。
为实现本发明的一个方案，在完成了半导体器件晶片上的铝或铝合金系布线图形的腐蚀后的去胶方法中，用在一个分子中至少包含H基和OH基中的第一单一材料气体，在处理室里产生第一等离子体，以防止布线图形遭腐蚀。接下来用含氧气的第二单一材料气体，在处理室里产生第二等离子体。
第一单一材料气体是包括水(H2O)、氢(H2)、甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH)、丙醇(C3H7OH)和丁醇(C4H9OH)一组中的一种气体。第一单一材料气体是以140sccm或更大的流速输入到处理室中。此时，第一单一材料气体的压力等于1～2Torr，第二单一材料气体的压力可为1～2Torr。在优选实施例中，在第一等离子体产生前，在180～240℃的温度范围内加热晶片，并且，在第一等离子期间，保持晶片在该温度下。在第二等离子体产生前也可以加热晶片。
为了实现本发明的另一方案，半导体器件晶片上形成铝或铝合金系布线图形的腐蚀工艺之后的去胶方法，包括以下步骤：
用在一个分子中至少包含H基和OH基中之一的第一单一材料气体的第一等离子体，进行第一工艺，以防止布线图形遭腐蚀；接着用包含氧气的第二单一材料气体的第二等离子体，进行第二工艺，以除去在蚀刻工艺中所用的光刻胶。
图1是表示本发明第一实施例中去胶设备的概况的结构图。
图2是用于解释用图1所示设备去胶方法的流程图。
图3是表示铝腐蚀发生点与晶片承载台温度的相互关系图。
图4是表示腐蚀铝发生点与甲醇气流速的关系图。
图5是表示本发明的第一实施例的总处理时间与用氧和甲醇混合气情况下总处理时间比较的示意图。
图6是本发明第二实施例去胶工艺流程图。
下面将参照附图对本发明的去胶设备进行详细说明。
首先，说明本发明的概况。在本发明的去胶方法中，在完成了铝(Al)或铝合金布线图形的腐蚀后，用含一个氢基或一个OH基的单一材料气体完成第一等离子体处理。接着，用含氧气的单一材料气体完成第二等离子体处理。在本发明中，最好是：第一单一材料气体的流速等于或大于140sccm，第一和第二等离子体处理的压力设置在1～2Torr，在第一和第二等离子体过程期间，晶片的温度设置在180～240℃。
根据本发明，利用包含H基或OH基的第一单一材料气体，在气体流速为140sccm或更大和压力为1～2Torr条件下完成等离子体处理。接着，用含氧气的第二单一材料气体，完成另一等离子体处理。这样，通过第一等离子体处理，可以获得防止布线浸蚀的很好效果，通过用氧气的第二等离子体处理，可获得高的去胶效果。因此，没有使腐蚀发生和能很好剥离光刻胶的处理，便可以在一较短时间内完成。期望晶片温度保持在180～240℃范围内，这是因为要有效地抑制布线的腐蚀，180℃或更高的处理温度是必需的，要有效地抑制使布线的可靠性变差的铝小丘的发生，240℃或更低的处理温度是必需的。在用Si作Al上的反射阻挡膜时，高温处理完成后，Si便扩散进Al，并引起布线可靠性的变差，因此180～200℃的处理温度范围是合适的。
下面接着说明本发明的第一实施例的去胶方法。图1是表示根据本发明的第一实施例的去胶设备的概况的剖面图。图2是表示用图1所示设备去胶方法的示意图。参照图1，在完成了铝或铝合金布线图形的腐蚀后，晶片11在真空里通过通道13从Al腐蚀室被传输，然后不接触空气将它送到去胶室15，并放置到晶片承载台17上。晶片承载台17有一个加热器19，它能加热承载台。由真空泵(未示出)给去胶室15排气，使之处于减压状态。将2.45GHz的微波从微波发生器23，通过微波波导25，借助于石英板21输入。去胶室由带孔板27分开，由导入的微波在等离子体发生室29产生等离子体。在等离子体发生室29形成的活性物质，在顺流的一侧传输到晶片承载台上的晶片11上。去胶设备是一种有如上述的顺流系统的设备。
再参看图2，在第33步骤，腐蚀晶片11，然后在防止铝腐蚀步骤35，将晶片11第一次传输和设置到晶片承载台17上。图3是表示晶片承载台温度与腐蚀点关系的示意图。如图3所示，当晶片承载台温度较高时，防止铝腐铝的效果较好。但另一方面，在高温处理中，在Al中易发生小丘，这是布线图线可靠性变差的原因。因此，最佳等离子体工艺温度是180～240℃，所以，在本实施例中晶片承载台的温度设定在200℃。接着，通过阀门30a，从气体输入通道将CH3OH气输入。图4是表示气体流速与Al腐蚀的关系的示意图。如图4所示，很明显当甲醇气的流速等于或大于140sccm时，腐蚀的发生可以很好地放防止。因此，在本实施例中CH3OH的流速为200sccm。CH3OH的压力的最佳选择是1～2Torr，所以本实施例将CH3OH的压力调节到1.2torr。施加450mA的微波流，并生成等离子体，在CH3OH等离子体的顺流系统中处理晶片11，处理时间定为20秒。由此工艺，在腐蚀布线图形时，吸附在Al布线图形表面并成为Al腐蚀的诱因的残留氯，被去除，从而很好地防止了腐蚀的发生。
接着继续进行去胶处理步骤37。关闭阀门30a，停止供应CH3OH气。打开阀门30b输入400sccm的氧气。在1.2torr的压力下，施加450mA的微波流，由此形成等离子体。由氧等离子体的顺流处理，将晶片上的胶去掉并消除。要完全去除光刻胶的时间为40秒。由上述工艺，防止腐蚀和去胶能在总计60秒时间内很好地完成。
图5是表示工艺时间的比较的示意图。左边的条表示上述实施例很好地去除光刻胶而且不发生腐蚀铝所需的工艺时间，右边的条表示在两步工艺中使用氧(400sccm)和甲醇(200sccm)混合气体的情况下的工艺时间。虽然在本发明中工艺时间总计为60秒，但在使用氧＋(加)甲醇的混合气体情况下仍需90秒时间。因此，本发明的工艺时间的减少和设备处理能力的改善是很显然的。
图6是表示本发明第二个实施例的去胶方法的示意图。利用与图1所示类似的设备。参看图6，在完成了Al腐蚀后，将晶片在真空中传输到图1所示的去胶设备。进行防止铝腐蚀处理步骤39，晶片承载台的温度定为240℃。接着由阀门30a导入500sccm的H2O气，将压力调节到1.2Torr，施加450mA的微波流，由此形成等离子体，由H2O等离子体顺流系统处理晶片。处理时间为15秒。由此工艺，可以由与第一个实施例类似的方式很好地防止腐蚀的发生。此后，进行去胶处理41，关闭阀门30a，停止供应H2O气；打开阀门30b，导入400sccm的氧气；在1.2Torr压力下施加450mA的微波流，由此形成等离子体；通过氧等离子体顺流处理去掉并消除晶片上的光刻胶。完成消除处理的时间为35秒。该工艺时间比第一实施例时间短是因为H2O气等离子体顺流处理有轻微的去胶效果。由上述工艺，防止腐蚀和去胶处理可在50秒内完成。
在上述实施例中，分别用了甲醇(CH3OH)和水(H2O)作含H基或OH基的第一单一材料气体。然而，用氢(H2)、乙醇(C2H5OH)、丙醇(C3H7OH)、和丁醇(C4H9OH)可以得到同样效果。
如上所述，根据本发明，在完成了Al系的腐蚀后的去胶工艺中，本发明可提供一种去胶方法，该方法能在短工艺时间内，很好地实现防止腐蚀铝和去除光刻胶，而且不引起Al布线可靠性变差。