專利名稱：去除光罩上的保護膜膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域，特別涉及一種去除光罩上的保護膜膠的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制程中，有一個步驟為光刻。光刻的本質(zhì)就是將電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到 以后要進行刻蝕步驟及離子注入步驟的晶圓底層薄膜上。電路結(jié)構(gòu)首先以1 4或者1 5 的比例將圖形形式制作在名為光罩的石英膜版上，紫外光通過該光罩將圖形轉(zhuǎn)移到晶圓的 光刻膠層上，進行顯影后，用后續(xù)的刻蝕步驟將圖形成像在晶圓底層薄膜上，或者用后續(xù)的 離子注入步驟完成晶圓底層薄膜的圖形區(qū)域可選擇的摻雜。在光刻步驟中，紫外光通過光罩將圖形轉(zhuǎn)移到晶圓襯底的光刻膠層。因此，就需要 在光罩上制作圖形。在制作圖形時，在透光的石英膜版上形成金屬鉻層；然后采用曝光方法 將圖形轉(zhuǎn)移到金屬鉻層上的光刻膠涂層上，通過刻蝕步驟在將光刻膠涂層圖形再次轉(zhuǎn)移到 金屬鉻層后就完成了石英膜版上形成圖形的步驟。由于金屬鉻層是不透光的，而石英膜版 是透光的，所以采用最終形成的圖形對晶圓襯底進行光刻時，就會將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到 晶圓襯底的光刻膠層了。為了在光刻過程中，在光罩上不存留灰塵和顆粒，需要在光罩上覆蓋保護膜，保護 膜由一個長方形的金屬框固定，金屬框通過保護膜膠粘在具有圖形的光罩上。如圖1所示， 圖1為現(xiàn)有技術(shù)具有保護膜的光罩的結(jié)構(gòu)示意圖，包括光罩100以及在光罩上的保護膜 101，保護膜101的四周通過保護膜膠粘在光罩100上面向光刻機的透鏡一面的四周，由金 屬框固定，光罩100背向光刻機透鏡一面在后續(xù)被固定在光罩框內(nèi)。光罩100由石英膜版 及已經(jīng)具有圖形的金屬鉻層構(gòu)成。目前，由于硅膠的穩(wěn)定性、抗熱性以及抗腐蝕性，常常被用來作為保護膜膠使用。 在實際應(yīng)用過程中，在光罩上的圖形區(qū)域，由于在多次曝光過程中結(jié)晶體的生長、或者在在 光罩保護膜表面落下灰塵和顆粒的原因，需要對光罩重新清洗，此時光罩保護膜就需要被 更換。在更換保護膜后，就需要去除光罩上的保護膜膠，然后再重新裝上新的保護膜重新使 用該光罩。目前去除光罩上的保護膜膠使用的方法就是采用硫酸(H2SO4)和雙氧水(H2O2)去 除，具體過程為將帶有保護膜膠的光罩浸在硫酸和雙氧水的混合溶液中，混合溶液溫度小 于80攝氏度?；旌先芤悍磻?yīng)后得到氧離子，氧化保護膜膠，如硅膠后，得到氧化保護膜膠殘 夜排出。由于這種去除過程采用浸沒光罩的方式，將去除的氧化保護膜膠殘液留在光罩上， 也就是將硫酸殘留的硫酸根離子和雙氧水殘留的氨根離子留在了光罩上，光罩經(jīng)過長期的 生產(chǎn)曝光，會在光罩表面結(jié)晶，產(chǎn)生(NH4) 2S04結(jié)晶體，這會嚴重影響光罩的使用壽命，采用 該光罩進行光刻則會使曝光在晶圓上的圖形出現(xiàn)缺陷，影響后續(xù)在晶圓上的刻蝕步驟或者 用后續(xù)的離子注入步驟。為了克服上述問題，也提供了采用臭氧(O3)去除光罩上的保護膜膠，也就是將臭氧加入到超純水中后，使帶有保護膜膠的光罩浸入，臭氧釋放的氧離子對保護膜膠進行氧 化后，融入超純水中排出。但是，這種采用氧化的方法去除光罩上的硅膠，也很難去除干凈， 為了去除干凈，還會再次采用硫酸和雙氧水的混合溶液對光罩上的保護膜膠進行去除，這 又會在后續(xù)多次曝光過程中在光罩表面產(chǎn)生結(jié)晶體，嚴重影響光罩的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種去除光罩上的保護膜膠的方法，能夠在提高光罩使用 壽命的前提下干凈去除光罩上的保護膜膠。為達到上述目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種去除光罩上的保護膜膠的方法，包括將留有保護膜膠的光罩放置在真空室內(nèi)，在所述真空室內(nèi)通入氧氣和水蒸氣的混 合氣體；在真空室內(nèi)氧氣被電離為氧離子，水蒸氣被電離為氫離子和氫氧根離子，電離得 到的氧離子、氫離子和氫氧根離子與光罩的保護膜膠反應(yīng)，去除光罩上的保護膜膠；在真空室內(nèi)通入氮氣，攜帶反應(yīng)后的殘余氣體排除真空室。所述光罩放置在真空室中的基版上，所述基板被加熱。所述基板被加熱到小于等于100攝氏度。所述混合氣體中的氧氣和水蒸氣的比例為3 1。所述混合氣體中的氧氣的容量為170 190毫升每分鐘，水蒸氣的容量為50 70 毫克每分鐘。該方法還包括將臭氧加入到超純水中后，使帶有保護膜膠的光罩浸入，臭氧釋放的氧離子對保 護膜膠進行氧化后，融入超純水中排出。在所述光罩的圖形上罩上罩子。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明采用干法去除光罩上的保護膜膠，也就是將要去除 保護膜膠的光罩放置在真空室中，在真空室中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，氧氣在真空 室內(nèi)被電離為氧離子，水蒸氣電離成氫離子與氫氧根離子，用產(chǎn)生的氧離子、氫離子和氫氧 根離子與光罩的保護膜膠充分反應(yīng)，去除光罩上的保護膜膠，反應(yīng)完成后，通入作為稀釋氣 體的氮氣，將反應(yīng)后的氣體排除真空室外。這樣，就不會在光罩上殘留去除的氧化保護膜膠 殘液，在后續(xù)的曝光過程中，也不會生成結(jié)晶體，在提高光罩使用壽命的前提下干凈去除光 罩上的保護膜膠。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)具有保護膜的光罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的去除光罩上的保護膜膠的方法流程圖；圖3為本發(fā)明提供的去除光罩上的保護膜膠的真空室結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖4為本發(fā)明提供的去除光罩上的保護膜膠過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發(fā)明作進一步詳細說明。從背景技術(shù)可以得知，無論采用哪一種去除光罩上的保護膜膠方法，其實就是采 用濕法對光罩的保護膜膠進行氧化后，去除。但是，在具體去除時，背景技術(shù)采用硫酸和雙 氧水的混合溶液，會將硫酸殘留的硫酸根離子和雙氧水殘留的氨根離子留在了光罩上，光 罩經(jīng)過長期的生產(chǎn)曝光，會在光罩表面結(jié)晶，產(chǎn)生(NH4)2SO4結(jié)晶體，導(dǎo)致光罩的使用壽命降 低；而單純采用臭氧融入超純水去除又去除不干凈，這是因為融入超純水的臭氧釋放氧離 子比較快速，導(dǎo)致無法完全和光罩上所有的保護膜膠反應(yīng)完全，造成了去除不干凈的情況。因此，本發(fā)明采用干法去除光罩上的保護膜膠方法，過程為將要去除保護膜膠的 光罩放置在真空室中，在真空室中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，氧氣在真空室內(nèi)被電離 為氧離子，水蒸氣電離成氫離子與氫氧根離子，用產(chǎn)生的氧離子、氫離子和氫氧根離子與光 罩的保護膜膠充分反應(yīng)，去除光罩上的保護膜膠，反應(yīng)完成后，通入作為稀釋氣體的氮氣， 將反應(yīng)后的氣體排除真空室外。其中，通入的氧氣和水蒸氣在真空室中電離得到氧離子、氫 離子和氫氧根離子在與光罩的保護膜膠反應(yīng)過程中，同時應(yīng)用物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，物理 反應(yīng)為在電離得到氧離子、氫離子和氫氧根離子時，使氧離子、氫離子和氫氧根離子具有 設(shè)定電子伏特能量，這樣，這些具有能量的電離離子就可以撞擊光罩上的保護膜膠，從而去 除光罩上的保護膜膠；化學(xué)反應(yīng)為電離得到氧離子、氫離子和氫氧根離子氧化光罩上的 保護膜膠后，得到氧化的保護膜膠，如氧化硅膠，從光罩上去除。這樣，就不會在光罩上殘留去除的氧化保護膜膠殘液，在后續(xù)的曝光過程中，也不 會生成結(jié)晶體，在提高光罩使用壽命的前提下干凈去除光罩上的保護膜膠。在本發(fā)明中，為了使電離得到氧離子、氫離子和氫氧根離子和光罩充分反應(yīng)，還可 以對真空室中的光罩加熱，采用的方式為將光罩放置在基板上，對基板進行加入，如加熱到 小于等于100攝氏度，比如50攝氏度或60攝氏度。在本發(fā)明中，當(dāng)采用干法去除完光罩上的保護膜膠后，還可以進一步采用臭氧去 除光罩上的保護膜膠，也就是將臭氧加入到超純水中后，使帶有保護膜膠的光罩浸入，臭氧 釋放的氧離子對保護膜膠進行氧化后，融入超純水中排出。這樣，就使得光罩上的保護膜膠 被完全去除，且不會在光罩上殘留會在后續(xù)多次曝光中生成結(jié)晶體的去除保護膜膠殘液。在本發(fā)明中，還可以在去除光罩的保護膜膠過程中，將光罩中的圖形采用玻璃罩 覆蓋，由于光罩的保護膜膠一般都存在于光罩的四周，而不存在在光罩圖形中，這樣，就可 以即去除掉了光罩上的保護膜膠，又不會對光罩圖形造成損傷。圖2為本發(fā)明提供的去除光罩上的保護膜膠的方法流程圖，其具體步驟為步驟201、將已經(jīng)去除保護膜的，且留有保護膜膠的光罩放置在真空室中；步驟202、在真空室中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體；在本步驟中，氧氣和水蒸氣的比例為3 1左右，為的是后續(xù)在電離過程中，多產(chǎn) 生些氧離子，比如，氧氣的容量為170 190毫升每分鐘，水蒸氣的容量為50 70毫克每 分鐘；真空室的壓力為9 11毫托；在本步驟中，放置在真空室內(nèi)光罩也可以被加熱，采用的方式為將光罩放置在基板上，對基板進行加入，如加熱到小于等于100攝氏度；步驟203、在真空室具有電離體，將氧氣電離為氧離子，將水蒸氣電離為氫離子和 氫氧根離子，氧離子、氫離子和氫氧根離子與光罩的保護膜膠充分反應(yīng)，去除光罩上的保護 膜膠；在該步驟中，電離出來的離子不僅可以氧化保護膜膠，還可以具有撞擊光罩上的 保護膜膠的離子能量，撞擊光罩上的保護膜膠后去除保護膜膠；步驟204、在真空室通入氮氣，攜帶反應(yīng)后得到的殘余氣體，排除真空室；在本步驟中，氮氣作為稀釋氣體，具有攜帶反應(yīng)殘余氣體的作用。圖3為本發(fā)明提供的去除光罩上的保護膜膠的真空室結(jié)構(gòu)剖面示意圖，如圖所 示該真空室內(nèi)包括放置留有保護膜膠的光罩的基板301，該基板301可以被加熱；該真空 室的上半部留通氣孔302，用于通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，后續(xù)通入氮氣；該真空室的 下半部留有排氣孔303，用于將氮氣攜帶的反應(yīng)后得到的殘余氣體，排除真空室。該真空室上層具有圓形屋頂結(jié)構(gòu)，該圓形屋頂具有電離體，在圓形屋頂和底層矩 形結(jié)構(gòu)的連接處設(shè)置了通氣孔302，通過通氣孔302通入的氧氣和水蒸氣的混合氣體可以 被圓形屋頂中具有的電離體電離，得到氧離子、氫離子和氫氧根離子，充分和光罩的保護膜 膠反應(yīng)。最后，在通氣孔302中通入氮氣，氮氣攜帶的反應(yīng)后得到的殘余氣體，通過排氣孔 303排除真空室。在本發(fā)明中，為了在使用真空室對光罩的保護膜膠去除時光罩圖形不會被損傷， 如圖4所示，圖4為本發(fā)明提供的去除光罩上的保護膜膠過程的結(jié)構(gòu)示意圖，可以在光罩圖 形上覆蓋玻璃罩，這樣，被電離得到的氧離子、氫離子和氫氧根離子就不會撞擊光罩上的圖 形，而只是撞擊光罩四周的保護膜膠以及對光罩四周的保護膜膠進行氧化作用，去除光罩 的保護膜膠。當(dāng)然，也可以采用其他材質(zhì)的罩子，只要可以罩住光罩圖形即可。以上舉較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所 應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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)，所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
一種去除光罩上的保護膜膠的方法，包括將留有保護膜膠的光罩放置在真空室內(nèi)，在所述真空室內(nèi)通入氧氣和水蒸氣的混合氣體；在真空室內(nèi)氧氣被電離為氧離子，水蒸氣被電離為氫離子和氫氧根離子，電離得到的氧離子、氫離子和氫氧根離子與光罩的保護膜膠反應(yīng)，去除光罩上的保護膜膠；在真空室內(nèi)通入氮氣，攜帶反應(yīng)后的殘余氣體排除真空室。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光罩放置在真空室中的基版上，所述基 板被加熱。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基板被加熱到小于等于100攝氏度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合氣體中的氧氣和水蒸氣的比例為 3 I0
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合氣體中的氧氣的容量為170 190 毫升每分鐘，水蒸氣的容量為50 70毫克每分鐘。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括將臭氧加入到超純水中后，使帶有保護膜膠的光罩浸入，臭氧釋放的氧離子對保護膜 膠進行氧化后，融入超純水中排出。
7.如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，在所述光罩的圖形上罩上罩子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除光罩上的保護膜膠的方法，包括將留有保護膜膠的光罩放置在真空室內(nèi)，在所述真空室內(nèi)通入氧氣和水蒸氣的混合氣體；在真空室內(nèi)氧氣被電離為氧離子，水蒸氣被電離為氫離子和氫氧根離子，電離得到的氧離子、氫離子和氫氧根離子與光罩的保護膜膠反應(yīng)，去除光罩上的保護膜膠；在真空室內(nèi)通入氮氣，攜帶反應(yīng)后的殘余氣體排除真空室。本發(fā)明在提高光罩使用壽命的前提下干凈去除光罩上的保護膜膠。
文檔編號H01L21/00GK101957554SQ20091005480
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者劉戈煒, 趙蓓 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司