[發明專利]高溫高壓水輔助的超臨界二氧化碳剝離光刻膠的裝置及方法

無效

• 申請號: 201010241985.9
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN102346381A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 王磊;景玉鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及半導體清洗/光刻膠剝離技術領域，尤其涉及一種高溫高壓水輔助的超臨界二氧化碳剝離光刻膠的裝置及方法。

背景技術

在現代半導體器件制造工藝，尤其是MEMS制造工藝中，經常需要使用固化后的光刻膠，如聚酰亞胺(PI)或SU-8膠。聚酰亞胺(PI)對硅片、鋁、銅和玻璃等材料具有很好的黏附性能，亞胺化后的PI具有優異的耐腐蝕性，能抗有機溶劑的腐蝕，因此對于固化后的PI很難去除。SU-8光刻膠是一種化學增強型負性光刻膠，具有良好的光敏性和高深寬比，廣泛應用于MEMS、LIGA、封裝和微模鑄等領域。固化后的SU-8膠也很難去除。

由于固化后的PI或SU-8等很難用傳統的方法去除，使得固化交鏈的光刻膠的去除變得很具挑戰性。對于硅上的固化光刻膠去除，可以使用堿性或酸性氟基溶液實現，但是會造成對底層硅的損耗，增大硅片表面微粗糙度；也可以使用等離子體去膠技術，但是非均勻等離子體產生的電荷會損傷晶圓表面的敏感結構。為了滿足國際半導體技術藍圖對更低硅損傷和硅損耗的要求，可利用高溫高壓水輔助超臨界二氧化碳剝離光刻膠的方法去除固化光刻膠。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種高溫高壓水輔助的超臨界二氧化碳剝離光刻膠的裝置及方法。

(二)技術方案

為達到上述目的的一個方面，本發明提供了一種高溫高壓水輔助的超臨界二氧化碳剝離光刻膠的裝置，該裝置包括：

二氧化碳儲氣罐1，通過第一閥門2連接于第一質量流量控制器3，第一質量流量控制器3的出口連接于第一增壓泵4；

氧氣罐6，連接于平流泵5，通過第二閥門9與第二質量流量控制器10連接；

去離子水儲罐8，連接于計量泵7，通過第三閥門11與流量計12連接；

精密混合器13，連接于第一增壓泵4、平流泵5和計量泵7的出口；

球形混合器14一端連接精密混合器13，另一端連接加熱器15；

加熱器15，通過溢流閥16連接于延伸至反應腔室17內部的噴嘴18；

安裝于反應腔室17內部并用于固定樣片的旋轉托盤20；

安裝于噴嘴18下方反應腔室17內壁上將反應腔室17中的氣態物和顆粒物帶出的二氧化碳氣源19；

噴嘴18，連接于反應腔室17的入口；

安裝于反應腔室17側壁出口的第二增壓泵21；

過濾器23，連接于第二增壓泵21的出口；

連接于過濾器23并對其出口氣體進行冷卻的冷卻器24；

安裝于反應腔室17底部并控制排液管道開關的第四閥門22；

連接于冷卻器24另一出口的第五閥門25。

上述方案中，該裝置還包括：CO₂循環使用回路和CO₂回收回路，所述過濾器23進一步用于過濾干燥CO₂循環使用回路和CO₂回收回路中的CO₂。

上述方案中，該裝置還包括：安裝于反應腔室17上壁并實時測量顯示噴嘴出口溫度的溫度傳感器和安裝于反應腔室17上壁并實時測量顯示噴嘴出口壓力的壓力傳感器。

上述方案中，所述精密混合器13用于預混合，所述球形混合器14用于充分混合。

上述方案中，所述二氧化碳氣源19位于噴嘴18下方反應腔室17內壁上，用于將剝離下來的光刻膠帶離樣片的表面。

上述方案中，所述噴嘴18連接于反應腔室17內部且其位置和角度可改變。

上述方案中，所述溢流閥16位于加熱器15的出口且用于維持恒定的壓力。

為達到上述目的的一個方面，本發明提供了一種基于高溫高壓水輔助的超臨界二氧化碳剝離光刻膠的方法，該方法將超臨界二氧化碳、高溫高壓水和氧氣結合起來去除光刻膠。

上述方案中，所述水為去離子水，CO₂氣體純度達99.999％以上，氧氣純度達99.99％以上。

上述方案中，所述高溫為300℃至700℃，壓力為8Mpa至50MPa。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：