刻蚀以后的步骤之一是去除光刻胶，光刻胶用来作为从光刻掩膜版到硅片表面的图形转移媒介以及被刻蚀区域或被离子注入区域的阻挡层。一旦刻蚀或被注入完成，光刻胶在硅片表面就不再有用，必须完全去除。另外，刻蚀过程带来的任何残留物业必须去掉。

　 　剥离光刻胶是湿法去除光刻胶的一种基本方法。剥离有时也用于去除难以去除的光刻胶残留物。在大部分应用中，由于对化学药品所需的管理和处理，使得湿法去除光刻胶并不合算。而且，在干法刻蚀之前，光刻胶的表面必须在氟基或氯基气体中进行加固处理，这就使得光刻胶在大部分湿法去胶溶液中不溶解。在这种情况下，需要用干法等离子体去除掉至少上面的一层光刻胶。

　 　去除光刻胶的一个主要困难是光刻胶都是被设计和处理成最好粘附于硅片表面的，这也是光刻胶能满足刻蚀和离子注入的要求所必须的。最大的粘附性明显的使得光刻胶难以去除。另一个难点是为了获得较高的硅片产能需要有高的去胶速率。但是，高的去胶速率会留下更多光刻胶的残留物，这就成为有效去除光刻胶和残留物工艺的一个更大的负担。

表一：多晶硅刻蚀技术的发展

　 　等离子体去胶用氧气来干法去胶，是批量去胶的一种主要工艺。第一台等离子体去胶机是20世纪70年代采用圆桶式反应器技术制造的，用氧气等离子体去除光刻胶。圆桶式反应器已经广泛的被采用单片腔和氧气去胶的顺流等离子体反应器所取代。去胶机是通过氧原子与光刻胶在等离子体环境中发生反应来去除光刻胶的如图二。

图二：去胶机中氧原子与光刻胶反应

　 　原子（O）通过微波或RF能量分解氧分子而产生。也常常加入N2或H2来提高去胶性能并加强对残留聚合物的去除。因而典型的去胶机气体使用的是O2/N2。光刻胶的基本成分是碳氢聚合物。氧原子很快与光刻胶反应生成挥发性一氧化碳、二氧化碳和水等主要生成物。这些生成物被真空系统抽走。在去胶工艺中值得关注的一点是由于离子轰击和硅片充电所带来的对硅片上器件的等离子体损伤。当栅氧化层变薄时，由于薄栅氧对等离子体退化的敏感，这种关注就更为重要。等离子体对硅片造成的损伤已大大被采用顺流去胶补救了，顺流去胶机把硅片放在远离带来损伤的等离子体离子的地方，只允许化学反应基到达硅片表面。在顺流系统中通常使用微波（2.45GHz）频率来产生等离子体。这是因为微波辉光放电能产生更多的原子氧反应基和少量的离子。这就能减少离子诱导损伤。标准的去胶工艺已发展到包括用过刻蚀去除残留物，如侧壁聚合物和通孔覆盖物如图三。如前面所讨论的，这些残留物是复杂的，可能包含有等离子体刻蚀和去胶的副产物，如铝、钛、氧化硅和硅。一个复杂的因素是去胶可能要在一个高温环境下进行（如200℃），这将使残留物变硬而难以去除。如果去不掉，残留物就是一种能增加硅片表面缺陷密度的颗粒和污染物源。为了完全去除刻蚀残留物，特别是无机残留物（如氧化硅、金属氧化物、铝等），一些去胶机用可选择的化学气体来代替氧气，如NO或N2O。另外一些去胶机加入CF4或NF3的形式在化学气体中引入少量的氟来更有效的去除包含氧化硅和硅在内的残留物，使其更易于溶于水。在去胶工艺之后，典型做法是用去离子水进行清洗以去除硅片表面上残留的颗粒。在某些情况下，用强硫酸（H2SO4）与过氧化氢的混合液来完全清除残留的光刻胶。

图三：过刻蚀通孔覆盖物

　 　去除残留物的湿法清洗在后端工艺中仍然在使用，特别是在去除有高密度无机污染物的侧壁钝化残留物中。单独的干法去胶是不能有效去胶和清除残留物的，因为大多数的无机材料不能被等离子体变成挥发性物质而去除。直到最近，去除残留物湿法化学试剂常常是羟胺化合物。但是，这些化合物可能会对金属和阻挡层材料产生腐蚀，一种新的不含有羟胺成分的基于螯合作用的化学试剂被用于去除残留物（螯合物是一种包括金属阳离子的复杂离子）。这种新的方式在低温下能无腐蚀的溶解无机残留物[1]。

参考文献：

[1] 韩郑生，《半导体制造技术》，电子工业出版社，2015.04,432-435；