[发明专利]去除光刻胶的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及去除光刻胶的方法与装置。

背景技术

光刻胶是一种有机材料，在半导体器件制备过程中起到非常重要的作用。半导体器件的内部构造通常是一种多层结构，每一层结构面上都有特定的图案。采用感光胶通过曝光、显影和刻蚀等方式在每一层结构面上形成所需要的图案。在进行后一层处理时，需要将前一次使用后的光刻胶完全去除。如果不能将使用后的光刻胶去除干净，将会产生相应的污染，使器件最终失效。

在光刻胶形成相应的图案后，通常会进行高能量离子植入和等离子体刻蚀等工序。这些高能离子的处理，会使光刻胶表面变硬，形成一个钝化层，从而影响最终光刻胶的去除。在传统工艺中，广泛采用的是氧等离子体氧化去除含有钝化层的光刻胶。但是随着微电子加工技术的发展，特别是进入45纳米以下线宽处理工艺时，氧等离子体去除光刻胶的方法显现出一些缺点，已经越来越不能满足微电子器件加工的需要。例如氧等离子体在去除光刻胶时，会与其下方的硅基体反应，造成硅损失。由于微电子器件的一些主要结构均在基体硅表面形成，氧等离子体去胶所造成的硅损失，会破坏器件的结构，从而会使整个器件失效。因此在45纳米以下线宽微电子器件加工中，完全湿法去除光刻胶的方法得到越来越多的采用。

目前采用湿法去除光刻胶主要有两种方法：1、臭氧水溶液；2、硫酸与双氧水混和溶液。由于臭氧在水中溶解度较低，且浓度不稳定，因此较少得到真正应用。硫酸和双氧水的混和溶液早在50年代就已经被用在电子管的清洗中。硫酸与双氧水混和会产生激烈的反应热，使得溶液的温度上升到90℃以上。见如化学式：H₂SO₄+H₂O₂→H₂SO₅+H₂O，伴随着H₂SO₅的生成产生放热反应，H₂SO₅具有非常强的氧化力，可以很轻易的将苯、酚等有机物分解为CO₂除去，这种激烈的有机物去除能力使硫酸与双氧水的混和液可用来去除光刻胶。但一般温度下的硫酸与双氧水的混和物无法除净前述光刻胶表面的钝化层。硫酸与双氧水的混和液对光刻胶的去除速率一般随着溶液温度的上升而增加，因此高温的硫酸与双氧水混和液可以完全去除被离子钝化的光刻胶层。硫酸与双氧水混和是一个放热反应过程，所放出的热量会将混和液从室温加热到约100℃。要想使硫酸与双氧水的温度超过100℃，一种办法是在混和液中加入水会使放热反应过程继续进行，通过混和的放热过程进行加热，使混和药液自身温度上升，但是过多的水会使溶液的化学活性下降，从而影响对光刻胶的去除效果。另外一种方法是对混和化学液进行外部加热，但由于化学液的循环管路为了耐腐蚀，一般都采用聚四氟塑料制成，这样就限制了传统外部直接加热的方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，申请人提供了一种去除光刻胶的方法与装置，能除净光刻胶及其表面的钝化层。

本发明针对上述为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明公开了一种去除光刻胶的方法，其包括如下步骤：

a.分别加热硫酸、双氧水达到60～90℃，同时加热去离子水达到70～100℃：

b.将步骤a中所述的三种化学溶液混合，并等待其温度达到120～170℃；

c.将步骤b所得的混合溶液进行微波加热至200℃以上；

d.将步骤c所得的高温溶液喷洒至需要去除光刻胶的基体的表面。

本发明同时公开了一种去除光刻胶的装置，包括硫酸加热单元、去离子水加热单元、双氧水加热单元，前述三个加热单元连接同一个混合罐，混合罐连接微波加热单元，微波加热单元连接除胶装置，硫酸加热单元以及双氧水加热单元为由加热器、过滤器以及储罐构成的循环加热系统。

进一步地，微波加热单元包括微波加热管，微波加热管为双层结构，其内层管材质为聚四氟塑料，外层管材质为不锈钢，外层管表面斜插微波导入管；去离子水加热单元包括一个加热器，加热器的进液口位置低于出液口，热器为压力容器；除胶装置包括一个反应腔，反应腔内安装载片台，载片台连接转轴。

本发明的技术效果在于：通过微波加热得到200℃以上的硫酸与双氧水的混合溶液，能完全除净光刻胶及其表面的钝化层。

附图说明

图1为去除光刻胶装置的整体结构示意图；

图2为微波加热管的结构示意图；

图3为除胶装置的结构示意图。

具体实施方式