专利名称：去除光罩上的保护膜胶的方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的制造领域，特别涉及一种去除光罩上的保护膜胶的方法。
背景技术：
在半导体器件的制程中，有一个步骤为光刻。光刻的本质就是将电路结构复制到 以后要进行刻蚀步骤及离子注入步骤的晶圆底层薄膜上。电路结构首先以1 4或者1 5 的比例将图形形式制作在名为光罩的石英膜版上，紫外光通过该光罩将图形转移到晶圆的 光刻胶层上，进行显影后，用后续的刻蚀步骤将图形成像在晶圆底层薄膜上，或者用后续的 离子注入步骤完成晶圆底层薄膜的图形区域可选择的掺杂。在光刻步骤中，紫外光通过光罩将图形转移到晶圆衬底的光刻胶层。因此，就需要 在光罩上制作图形。在制作图形时，在透光的石英膜版上形成金属铬层；然后采用曝光方法 将图形转移到金属铬层上的光刻胶涂层上，通过刻蚀步骤在将光刻胶涂层图形再次转移到 金属铬层后就完成了石英膜版上形成图形的步骤。由于金属铬层是不透光的，而石英膜版 是透光的，所以采用最终形成的图形对晶圆衬底进行光刻时，就会将光罩上的图形转移到 晶圆衬底的光刻胶层了。为了在光刻过程中，在光罩上不存留灰尘和颗粒，需要在光罩上覆盖保护膜，保护 膜由一个长方形的金属框固定，金属框通过保护膜胶粘在具有图形的光罩上。如图1所示， 图1为现有技术具有保护膜的光罩的结构示意图，包括光罩100以及在光罩上的保护膜 101，保护膜101的四周通过保护膜胶粘在光罩100上面向光刻机的透镜一面的四周，由金 属框固定，光罩100背向光刻机透镜一面在后续被固定在光罩框内。光罩100由石英膜版 及已经具有图形的金属铬层构成。目前，由于硅胶的稳定性、抗热性以及抗腐蚀性，常常被用来作为保护膜胶使用。 在实际应用过程中，在光罩上的图形区域，由于在多次曝光过程中结晶体的生长、或者在在 光罩保护膜表面落下灰尘和颗粒的原因，需要对光罩重新清洗，此时光罩保护膜就需要被 更换。在更换保护膜后，就需要去除光罩上的保护膜胶，然后再重新装上新的保护膜重新使 用该光罩。目前去除光罩上的保护膜胶使用的方法就是采用硫酸(H2SO4)和双氧水(H2O2)去 除，具体过程为将带有保护膜胶的光罩浸在硫酸和双氧水的混合溶液中，混合溶液温度小 于80摄氏度。混合溶液反应后得到氧离子，氧化保护膜胶，如硅胶后，得到氧化保护膜胶残 夜排出。由于这种去除过程采用浸没光罩的方式，将去除的氧化保护膜胶残液留在光罩上， 也就是将硫酸残留的硫酸根离子和双氧水残留的氨根离子留在了光罩上，光罩经过长期的 生产曝光，会在光罩表面结晶，产生(NH4) 2S04结晶体，这会严重影响光罩的使用寿命，采用 该光罩进行光刻则会使曝光在晶圆上的图形出现缺陷，影响后续在晶圆上的刻蚀步骤或者 用后续的离子注入步骤。为了克服上述问题，也提供了采用臭氧(O3)去除光罩上的保护膜胶，也就是将臭氧加入到超纯水中后，使带有保护膜胶的光罩浸入，臭氧释放的氧离子对保护膜胶进行氧 化后，融入超纯水中排出。但是，这种采用氧化的方法去除光罩上的硅胶，也很难去除干净， 为了去除干净，还会再次采用硫酸和双氧水的混合溶液对光罩上的保护膜胶进行去除，这 又会在后续多次曝光过程中在光罩表面产生结晶体，严重影响光罩的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种去除光罩上的保护膜胶的方法，能够在提高光罩使用 寿命的前提下干净去除光罩上的保护膜胶。为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的一种去除光罩上的保护膜胶的方法，包括将留有保护膜胶的光罩放置在真空室内，在所述真空室内通入氧气和水蒸气的混 合气体；在真空室内氧气被电离为氧离子，水蒸气被电离为氢离子和氢氧根离子，电离得 到的氧离子、氢离子和氢氧根离子与光罩的保护膜胶反应，去除光罩上的保护膜胶；在真空室内通入氮气，携带反应后的残余气体排除真空室。所述光罩放置在真空室中的基版上，所述基板被加热。所述基板被加热到小于等于100摄氏度。所述混合气体中的氧气和水蒸气的比例为3 1。所述混合气体中的氧气的容量为170 190毫升每分钟，水蒸气的容量为50 70 毫克每分钟。该方法还包括将臭氧加入到超纯水中后，使带有保护膜胶的光罩浸入，臭氧释放的氧离子对保 护膜胶进行氧化后，融入超纯水中排出。在所述光罩的图形上罩上罩子。由上述技术方案可见，本发明采用干法去除光罩上的保护膜胶，也就是将要去除 保护膜胶的光罩放置在真空室中，在真空室中通入氧气和水蒸气的混合气体，氧气在真空 室内被电离为氧离子，水蒸气电离成氢离子与氢氧根离子，用产生的氧离子、氢离子和氢氧 根离子与光罩的保护膜胶充分反应，去除光罩上的保护膜胶，反应完成后，通入作为稀释气 体的氮气，将反应后的气体排除真空室外。这样，就不会在光罩上残留去除的氧化保护膜胶 残液，在后续的曝光过程中，也不会生成结晶体，在提高光罩使用寿命的前提下干净去除光 罩上的保护膜胶。
图1为现有技术具有保护膜的光罩的结构示意图；图2为本发明提供的去除光罩上的保护膜胶的方法流程图；图3为本发明提供的去除光罩上的保护膜胶的真空室结构剖面示意图；图4为本发明提供的去除光罩上的保护膜胶过程的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、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。从背景技术可以得知，无论采用哪一种去除光罩上的保护膜胶方法，其实就是采 用湿法对光罩的保护膜胶进行氧化后，去除。但是，在具体去除时，背景技术采用硫酸和双 氧水的混合溶液，会将硫酸残留的硫酸根离子和双氧水残留的氨根离子留在了光罩上，光 罩经过长期的生产曝光，会在光罩表面结晶，产生(NH4)2SO4结晶体，导致光罩的使用寿命降 低；而单纯采用臭氧融入超纯水去除又去除不干净，这是因为融入超纯水的臭氧释放氧离 子比较快速，导致无法完全和光罩上所有的保护膜胶反应完全，造成了去除不干净的情况。因此，本发明采用干法去除光罩上的保护膜胶方法，过程为将要去除保护膜胶的 光罩放置在真空室中，在真空室中通入氧气和水蒸气的混合气体，氧气在真空室内被电离 为氧离子，水蒸气电离成氢离子与氢氧根离子，用产生的氧离子、氢离子和氢氧根离子与光 罩的保护膜胶充分反应，去除光罩上的保护膜胶，反应完成后，通入作为稀释气体的氮气， 将反应后的气体排除真空室外。其中，通入的氧气和水蒸气在真空室中电离得到氧离子、氢 离子和氢氧根离子在与光罩的保护膜胶反应过程中，同时应用物理反应和化学反应，物理 反应为在电离得到氧离子、氢离子和氢氧根离子时，使氧离子、氢离子和氢氧根离子具有 设定电子伏特能量，这样，这些具有能量的电离离子就可以撞击光罩上的保护膜胶，从而去 除光罩上的保护膜胶；化学反应为电离得到氧离子、氢离子和氢氧根离子氧化光罩上的 保护膜胶后，得到氧化的保护膜胶，如氧化硅胶，从光罩上去除。这样，就不会在光罩上残留去除的氧化保护膜胶残液，在后续的曝光过程中，也不 会生成结晶体，在提高光罩使用寿命的前提下干净去除光罩上的保护膜胶。在本发明中，为了使电离得到氧离子、氢离子和氢氧根离子和光罩充分反应，还可 以对真空室中的光罩加热，采用的方式为将光罩放置在基板上，对基板进行加入，如加热到 小于等于100摄氏度，比如50摄氏度或60摄氏度。在本发明中，当采用干法去除完光罩上的保护膜胶后，还可以进一步采用臭氧去 除光罩上的保护膜胶，也就是将臭氧加入到超纯水中后，使带有保护膜胶的光罩浸入，臭氧 释放的氧离子对保护膜胶进行氧化后，融入超纯水中排出。这样，就使得光罩上的保护膜胶 被完全去除，且不会在光罩上残留会在后续多次曝光中生成结晶体的去除保护膜胶残液。在本发明中，还可以在去除光罩的保护膜胶过程中，将光罩中的图形采用玻璃罩 覆盖，由于光罩的保护膜胶一般都存在于光罩的四周，而不存在在光罩图形中，这样，就可 以即去除掉了光罩上的保护膜胶，又不会对光罩图形造成损伤。图2为本发明提供的去除光罩上的保护膜胶的方法流程图，其具体步骤为步骤201、将已经去除保护膜的，且留有保护膜胶的光罩放置在真空室中；步骤202、在真空室中通入氧气和水蒸气的混合气体；在本步骤中，氧气和水蒸气的比例为3 1左右，为的是后续在电离过程中，多产 生些氧离子，比如，氧气的容量为170 190毫升每分钟，水蒸气的容量为50 70毫克每 分钟；真空室的压力为9 11毫托；在本步骤中，放置在真空室内光罩也可以被加热，采用的方式为将光罩放置在基板上，对基板进行加入，如加热到小于等于100摄氏度；步骤203、在真空室具有电离体，将氧气电离为氧离子，将水蒸气电离为氢离子和 氢氧根离子，氧离子、氢离子和氢氧根离子与光罩的保护膜胶充分反应，去除光罩上的保护 膜胶；在该步骤中，电离出来的离子不仅可以氧化保护膜胶，还可以具有撞击光罩上的 保护膜胶的离子能量，撞击光罩上的保护膜胶后去除保护膜胶；步骤204、在真空室通入氮气，携带反应后得到的残余气体，排除真空室；在本步骤中，氮气作为稀释气体，具有携带反应残余气体的作用。图3为本发明提供的去除光罩上的保护膜胶的真空室结构剖面示意图，如图所 示该真空室内包括放置留有保护膜胶的光罩的基板301，该基板301可以被加热；该真空 室的上半部留通气孔302，用于通入氧气和水蒸气的混合气体，后续通入氮气；该真空室的 下半部留有排气孔303，用于将氮气携带的反应后得到的残余气体，排除真空室。该真空室上层具有圆形屋顶结构，该圆形屋顶具有电离体，在圆形屋顶和底层矩 形结构的连接处设置了通气孔302，通过通气孔302通入的氧气和水蒸气的混合气体可以 被圆形屋顶中具有的电离体电离，得到氧离子、氢离子和氢氧根离子，充分和光罩的保护膜 胶反应。最后，在通气孔302中通入氮气，氮气携带的反应后得到的残余气体，通过排气孔 303排除真空室。在本发明中，为了在使用真空室对光罩的保护膜胶去除时光罩图形不会被损伤， 如图4所示，图4为本发明提供的去除光罩上的保护膜胶过程的结构示意图，可以在光罩图 形上覆盖玻璃罩，这样，被电离得到的氧离子、氢离子和氢氧根离子就不会撞击光罩上的图 形，而只是撞击光罩四周的保护膜胶以及对光罩四周的保护膜胶进行氧化作用，去除光罩 的保护膜胶。当然，也可以采用其他材质的罩子，只要可以罩住光罩图形即可。以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所 应理解的是，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，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
一种去除光罩上的保护膜胶的方法，包括将留有保护膜胶的光罩放置在真空室内，在所述真空室内通入氧气和水蒸气的混合气体；在真空室内氧气被电离为氧离子，水蒸气被电离为氢离子和氢氧根离子，电离得到的氧离子、氢离子和氢氧根离子与光罩的保护膜胶反应，去除光罩上的保护膜胶；在真空室内通入氮气，携带反应后的残余气体排除真空室。
2.如权利要求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 板被加热。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基板被加热到小于等于100摄氏度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合气体中的氧气和水蒸气的比例为 3 I0
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合气体中的氧气的容量为170 190 毫升每分钟，水蒸气的容量为50 70毫克每分钟。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括将臭氧加入到超纯水中后，使带有保护膜胶的光罩浸入，臭氧释放的氧离子对保护膜 胶进行氧化后，融入超纯水中排出。
7.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，在所述光罩的图形上罩上罩子。
全文摘要
本发明公开了一种去除光罩上的保护膜胶的方法，包括将留有保护膜胶的光罩放置在真空室内，在所述真空室内通入氧气和水蒸气的混合气体；在真空室内氧气被电离为氧离子，水蒸气被电离为氢离子和氢氧根离子，电离得到的氧离子、氢离子和氢氧根离子与光罩的保护膜胶反应，去除光罩上的保护膜胶；在真空室内通入氮气，携带反应后的残余气体排除真空室。本发明在提高光罩使用寿命的前提下干净去除光罩上的保护膜胶。
文档编号H01L21/00GK101957554SQ20091005480
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者刘戈炜, 赵蓓 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司