半导体器件的干法去胶方法及半导体工艺设备与流程

本发明涉及半导体，具体而言，涉及一种半导体器件的干法去胶方法及半导体工艺设备。

背景技术：

1、随着半导体技术发展，各类半导体器件已应用在多种领域，例如存储器件等。相变存储器(phase change memory，pcm)是典型的非易失性半导体存储器件的示例，其利用相变材料在不同状态下的电阻差异来实现数据记录和存储，具有非易失性、高存储密度、快读写速度等优势，被认为是极具前景的下一代存储器。

2、相变存储器的制造工艺中包括去胶步骤，是在刻蚀完成后去除作为掩膜的光刻胶的过程。

3、现有干法去胶技术是在高气压、高功率以及无偏压的条件下，通上大流量氧气和水蒸气进入腔室反应，达到去除光刻胶以及含碳副产物的目的。因为相变存储器膜层结构中通常使用非晶碳等材料作为电极，上述材料易与氧气反应，使膜层侧壁出现侧向内掏的情况，破坏刻蚀形貌。

4、现有湿法去胶技术是通过将晶圆浸泡在适当的有机溶剂中溶解或者分解光刻胶。该方法使用限制较大，既有光刻胶去除不干净的风险，也同样会对使用非晶碳等材料的层结构造成损伤。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是现有去胶技术导致膜层侧壁出现侧向内掏的情况，破坏刻蚀形貌。

2、为解决上述问题，本发明实施例提供了一种半导体器件的干法去胶方法，包括：提供经刻蚀工艺处理后的待加工件，所述待加工件包括含碳的膜层；在所述待加工件的去胶过程中提供主反应气体和膜层侧壁保护气体，所述主反应气体包括含氧气体，所述膜层侧壁保护气体包括含硫气体，所述含硫气体与光刻胶反应生成用于保护所述膜层的副产物，所述副产物包括c＝s基团。

3、作为一种可行的实施方式，在所述去胶过程中施加大于预设电压阈值的偏置电压，所述偏置电压产生垂直于所述衬底层表面的电场。

4、作为一种可行的实施方式，所述预设电压阈值为50v，和/或，施加所述偏置电压的电极的功率大于或等于350w。

5、作为一种可行的实施方式，所述含硫气体为硫氧气体。

6、作为一种可行的实施方式，所述硫氧气体包括碳元素，所述副产物还包括c＝n基团。

7、作为一种可行的实施方式，所述硫氧气体为cos或so2。

8、作为一种可行的实施方式，所述含氧气体与所述含硫气体的比例大于或等于10:1。

9、作为一种可行的实施方式，在所述待加工件的去胶过程中所述硫氧气体的流量为25-50sccm，所述氧气的流量为200-400sccm。

10、本发明实施例提供了一种相变存储器，使用上述半导体器件的干法去胶方法加工得到。

11、作为一种可行的实施方式，所述相变存储器包括：衬底层、形成于所述衬底层上具有开口的叠层结构，所述叠层结构包括含碳的膜层。

12、本发明实施例提供了一种半导体工艺设备，包括：腔室；上电极装置，用于产生等离子体；下电极装置，所述下电极装置用于产生大于预设电压阈值的偏置电压；气体输入装置，用于向所述腔室中输入含硫气体及刻蚀气体；控制器，用于执行上述半导体器件的干法去胶方法。

13、本发明实施例提供的半导体器件的干法去胶方法及半导体工艺设备，在常规干法刻蚀去胶的基础之上输入含硫气体，可以生成碳硫基团副产物，从而保护膜层侧壁形貌，避免侧向内掏。

技术特征：

1.一种半导体器件的干法去胶方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述去胶过程中施加大于预设电压阈值的偏置电压，所述偏置电压产生垂直于所述衬底层表面的电场。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设电压阈值为50v，和/或，施加所述偏置电压的电极的功率大于或等于350w。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述含硫气体为硫氧气体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硫氧气体包括碳元素，所述副产物还包括c＝n基团。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硫氧气体为cos或so2。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氧气体与所述含硫气体的比例大于或等于10:1。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述待加工件的去胶过程中所述硫氧气体的流量为25-50sccm，所述氧气的流量为200-400sccm。

9.一种相变存储器，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的半导体器件的干法去胶方法加工得到。

10.根据权利要求9所述的相变存储器，其特征在于，所述相变存储器包括：衬底层、形成于所述衬底层上具有开口的叠层结构，所述叠层结构包括含碳的膜层。

11.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种半导体器件的干法去胶方法及半导体工艺设备，该方法包括提供经刻蚀工艺处理后的待加工件，待加工件包括含碳的膜层；在待加工件的去胶过程中提供主反应气体和膜层侧壁保护气体，主反应气体包括含氧气体，膜层侧壁保护气体包括含硫气体，含硫气体与光刻胶反应生成用于保护膜层的副产物，该副产物包括C＝S基团。本发明在常规干法刻蚀去胶的基础之上输入含硫气体，可以生成碳硫基团副产物，从而保护膜层侧壁形貌，避免侧向内掏。

技术研发人员：李晓辉,徐士楠,王京
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16