[發明專利]去除光掩模光刻膠的方法

有效

• 申請號: 201010176627.4
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN102253608A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 金海濤;徐飛;吉保國;王夏
• 申請（專利權）人: 常州瑞擇微電子科技有限公司
• 主分類號: G03F7/32
• 分類號: G03F7/32;G03F7/30
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術領域

本發明涉及一種去除有機物覆膜的方法，特別涉及一種去除半導體光掩模光刻膠的方法，屬于半導體清洗技術領域。

背景技術

“光掩模”是集成電路芯片制造中用于批量印刷電路的模版。通過光刻工藝，將光掩模上的電路圖案大批量印刷到硅晶圓上。因此光掩模上的任何缺陷都會對芯片的成品率造成很大的影響。

在傳統光掩模生產流程中清洗工藝用SPM，即98％的硫酸和30％的過氧化氫的混合物，SPM能將光掩模上的光刻膠氧化為水和二氧化碳，這個流程可以去除部分硫酸根，但是存在以下的缺陷：(1)殘留的硫酸根會在光掩模使用過程中產生結晶而造成霧狀缺陷，產生大量的芯片次品，每年由于這個問題導致工業界的浪費高達10億美元。霧狀缺陷是一種已困擾半導體業界長達十年以上的光掩模污染問題，半導體制造商們至今還未能提出良好的解決方案。光掩模的基材為石英玻璃，而在光掩模制造和處理過程中，由于硫酸的使用，造成光掩模表層殘留有硫酸根離子，而硫酸根離子與空氣中的銨根等陽離子結合形成硫酸銨等晶體，隨著晶體的緩慢長大，當其尺寸與光掩模上電路線寬尺寸相當時，就形成我們所說的霧狀缺陷問題。(2)導致鉻的流失，從而產生放反射層的缺失和光掩模關鍵尺寸的改變。(3)濃硫酸和過氧化氫有很強的腐蝕性，會影響人類的健康，并帶來環境污染的問題。(4)硫酸和過氧化氫的殘留很難過濾，帶來小顆粒的增加，使后續清洗困難。

發明內容

本發明的目的是解決上述問題，提供一種安全的去除光掩模光刻膠的方法，該方法能解決困擾國際半導體行業的霧狀缺陷問題，同時可以大幅度減少光掩模半導體生產工藝中硫酸和過氧化氫的排放，達到節能減排和環保的成效。

實現本發明目的的技術方案是一種去除光掩模光刻膠的方法，包括：將光掩模基片放在工藝腔內；用光刻膠去除液噴淋到光掩模基片上；將光掩模基片旋轉；所述光刻膠去除液為臭氧溶于去離子水而得的臭氧去離子水；使前述的臭氧去離子水霧化并由一個噴嘴噴淋到光掩模基片上，將光刻膠分解為二氧化碳和水，從而脫離光掩模表面。

去除光刻膠的工藝反應時間為：0.5～15min。

所述光刻膠去除液為臭氧與氮氣溶于去離子水而得的臭氧去離子水。

臭氧與氮氣的比率為：100％∶0～10％∶90％；臭氧與氮氣的壓力為：0.3～3bar。

由另一個噴嘴引入熱蒸汽噴淋到光掩模基片上，以加速光刻膠去除液對光刻膠的分解速度。

所述蒸汽的溫度為105～200℃。

所述噴淋霧化的臭氧去離子水的噴嘴與噴淋熱蒸汽的噴嘴整合在工藝腔的一個工藝臂上，所噴淋出的臭氧去離子水霧狀氣柱與蒸汽氣柱交叉相遇在光掩模基片表面。

所述臭氧在去離子水中的濃度為：5～90ppm；所述臭氧去離子水的流速為：30～300ml/min。

去除光刻膠后再用清洗液清洗光掩模基片上的殘留顆粒；所述清洗液為標準一號洗液、臭氧去離子水、熱的去離子水的混合液，由設置在工藝腔上的另一個工藝臂上的噴嘴噴淋到光掩模基片上。

所述工藝腔為開放式工藝腔。

采用了上述技術方案后，本發明帶來了以下的有益效果：(1)本發明中的臭氧經過加熱或紫外光加熱生成氧分子和氧原子，氧原子與去離子水中的水反應，產生起清潔作用的氫氧自由基，氫氧自由基與光刻膠這類有機物反應，最終使光刻膠分解為二氧化碳和水，從而脫離光掩模基片表面，整個過程為真正的無硫工藝，不僅安全環保，而且從根本上解決了硫酸根殘留引起的霧狀缺陷。同時，單片光掩模基片的旋轉，加上適度的臭氧去離子水的噴水速度，使光掩模基片上形成了一個薄的界面層，這使得光刻膠去除工藝更加高效。

(2)本發明的光刻膠去除液的形成有兩種方式，一是含臭氧的去離子水直接噴淋到光掩模，一是用臭氧和氮氣的混和氣體霧化含臭氧的去離子水噴淋到光掩模，針對不同的光刻膠可以采用不同的方式以達到最佳去膠效果。

(3)本發明在用光刻膠去除液對光刻膠進行剝離的同時，還引入了高溫的熱蒸汽，這使得所有的化學反應在在高溫下進行，從而能夠產生更高濃度的氫氧自由基和更快的反應速率。

(4)本發明的光刻膠去除液與熱蒸汽分別由一個噴嘴噴淋，而這兩個噴嘴又整合在工藝腔的同一個工藝臂上，并設計了噴嘴噴淋的角度，使得兩個噴嘴噴出的氣柱交叉相遇在光掩模基片上，這種設計避免了臭氧水的在線加熱造成臭氧溶解度下降的問題，使得臭氧的利用效率最高。

(5)本發明采用的工藝腔上設置有兩個工藝臂，一個用于去除光刻膠，一個用于后續的殘留顆粒清洗，結構緊湊，能夠一次性完成對光掩模的徹底清洗。