[發明專利]一種全濕法去膠的裝置及方法

有效

• 申請號: 200810222113.0
• 申請日: 2008-09-09
• 公開（公告）號: CN101673062A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 何有豐;劉佑銘;樸松源
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術領域

本發明涉及在半導體制造領域中去除晶圓表面的光刻膠領域，特別涉及一種全濕法去膠的裝置。

背景技術

在半導體制造技術中，需要多次重復去除晶圓表面的光刻膠這一步驟，因此清潔、高效地去膠工藝十分重要。硫酸(H₂SO₄)和雙氧水(H₂O₂)的混合物可以用來去除未經注入或小劑量注入離子的光刻膠。同樣，灰化流程在去膠過程中特經常被使用。在灰化流程中，晶圓襯底被加熱，同時晶圓襯底的掩模上的光刻膠暴露在氧等離子體或臭氧中反應，消除光刻膠。然而，在去除大劑量離子注入的光刻膠時，目前的采用硫酸和雙氧水的混合物或灰化流程起到的作用有限。

因此，對于大劑量離子注入的光刻膠，現有技術采用干法去膠，采用干法去膠的方法如圖1所示，其具體步驟為：

步驟101、采用灰化流程去除絕大部分的光刻膠；

步驟102、用硫酸和雙氧水的混合物去除殘留的光刻膠；

步驟103、用氨水和雙氧水的混合物去除殘留的硫并減少晶圓表面的微粒。

這種去膠方法適用于同時對多片晶圓進行去光刻膠。然而，由于灰化流程會導致晶圓襯底表面的氧化和結構錯亂，并會增加去膠過程中使用混合物藥液的損失。因此，希望能夠實現一種全濕法的應用硫酸和雙氧水的混合物進行去膠的流程，替代干法的灰化流程去除離子注入的光刻膠。這種方法適用于每次對一片晶圓進行去光刻膠。

在進行全濕法去膠過程中，需要使用藥液槽，圖2為該藥液槽的剖視圖，包括：一空心封閉殼體100，該空心封閉殼體100頂部可拆卸，且空心封閉殼體100頂部的中心位置具有一清洗液注入口200。

在該空心封閉殼體100內部，由外至內依次設有逐層嵌套的外夾層103、中夾層102、以及內加層101。

其中，外夾層103與空心封閉殼體100的外壁之間、中夾層102與外夾層103之間、內夾層101與中夾層102之間均具有一定的間隙；且外夾層103、中夾層102、以及內加層101頂部的中心位置也分別具有一直徑相同的開口，即圖2中自上至下垂直排列的開口203、開口202、開口201。

如圖2所示的藥液槽還包括一晶圓托盤20，其外徑小于開口203、開口202、開口201的直徑，設置于空心殼體100內部的最下方的開口201處，晶圓托盤20和開口201、開口202、開口203之間的間隙可以為35～50毫米(mm)。

這樣，當需要去除晶圓21表面的光刻膠時，先將空心封閉殼體100頂部打開，再將晶圓21放置于晶圓托盤20，然后將空心封閉殼體100頂部扣接回原處，并控制一電機驅動晶圓托盤20帶動晶圓21高速旋轉。

晶圓托盤20開始帶動晶圓高速旋轉后，將硫酸和雙氧水混合物藥液自空心封閉殼體100頂部的清洗液注入口200注入，晶圓21表面的光刻膠與硫酸和雙氧水混合物藥液反應脫落后，隨硫酸和雙氧水混合物藥液被旋轉的晶圓甩入至內夾層101與中夾層102之間的間隙內，該間隙用作硫酸和雙氧水混合物藥液回收槽11。

注入硫酸和雙氧水混合物藥液一段時間后，控制另一電機驅動晶圓托盤20帶動晶圓21向上移動至開口202處，且仍保持晶圓托盤20旋轉。然后將氨水和雙氧水混合物藥液自空心封閉殼體100頂部的清洗液注入口200注入，晶圓21表面上的微粒與氨水和雙氧水反應脫落后，隨氨水和雙氧水混合物藥液被旋轉的晶圓甩入至中夾層102與外夾層103之間的間隙內，該間隙用作氨水和雙氧水混合物藥液回收槽12。

注入氨水和雙氧水混合物藥液一段時間后，控制上述的另一電機驅動晶圓托盤20帶動晶圓21再向上移動至開口203處，且仍保持晶圓托盤20旋轉。然后將去離子水自空心封閉殼體100頂部的清洗液注入口200注入，對晶圓21表面進行清潔及浸潤，隨去離子水被旋轉的晶圓甩入至外夾層103與空心封閉殼體100外壁之間的間隙內，該間隙用作去離子水回收槽13。

當然，空心封閉殼體100的底部對應硫酸和雙氧水混合物藥液回收槽11、氨水和雙氧水混合物藥液回收槽12、去離子水回收槽13的位置上可分別設有一個或多個開口，以便于藥液分別能夠從空心封閉殼體100內排出。

晶圓托盤20根據晶圓21的尺寸不同，所采用的尺寸也不同，當晶圓21的直徑為12英寸(inch)時，采用的晶圓托盤20的直徑為330～350毫米(mm)；當晶圓21的直徑為9inch時，采用的晶圓托盤20的直徑為220～240mm。