[發(fā)明專利]一種光刻膠的去除液及光刻膠的去除方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710657370.6
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN109388036A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 溫子瑛;孫富成;王致凱
• 申請（專利權）人: 無錫華瑛微電子技術有限公司
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42
• 代理公司: 無錫中瑞知識產權代理有限公司 32259
• 代理人: 張倪濤

本發(fā)明公開了一種光刻膠的去除液以及使用該去除液進行光刻膠去除的方法，該去除液包括氨和有機溶劑，所述氨為氨氣、液氨或者氨與水的混合物，所述有機溶劑為至少具有一個吸電子官能團的有機溶劑，該去除方法可以是通過在線氣液混合產生上述去除液，直接應用到帶有光刻膠的晶圓表面，進行光刻膠的去除和晶圓表面清洗。本發(fā)明采用對襯底材料/襯底金屬低/無腐蝕性的有機溶劑，以及氨的性質，提高濕法去膠對光刻膠和聚合物的去除效果的同時，降低對晶圓襯底的腐蝕。可以提高工藝良品率，并為更小的工藝特征尺寸的發(fā)展提供了有效的解決方案。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光刻膠的去除液，尤其是一種能夠低襯底和結構腐蝕并快速去除光刻膠的去除液以及利用該去除液除膠的方法。

背景技術

光刻是半導體制造工藝中的一個重要步驟，該步驟利用曝光和顯影在光刻膠層上刻畫圖形，然后通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉移到所在半導體晶圓上。上述步驟完成后，就可以對晶圓進行選擇性的刻蝕或離子注入等工藝過程，未被溶解的光刻膠將保護被覆蓋的晶圓表面在這些過程中不被改變。上述工藝過程結束后，需要將光刻膠去除、晶圓表面清洗，才能進行半導體器件制造的其他步驟。通常，半導體器件制造整個過程中，會進行很多次光刻流程。生產復雜集成電路的工藝過程中可能需要進行多達幾十步光刻。

光刻膠的去除主要分為干法去膠和濕法去膠兩類。需要去除的物質主要為剩余的光刻膠以及由于工藝過程產生的聚合物。干法去膠是一種主要通過利用離子體來去除光刻膠與聚合物的方法，濕法去膠是一種主要通過化學溶液的作用來去除光刻膠與聚合物的方法。干法去膠在去除能力上有優(yōu)勢，但是在需要去除的光刻膠與需要保留的襯底之間的去除選擇比難以提高。濕法去膠可以獲得很高的去除選擇比，但是在去除能力上會受到化學溶液的限制。

當器件特征尺寸進入65nm以下工藝節(jié)點之后，隨著結深和薄膜厚度的降低，對去除選擇比的要求達到新的高度。這使干法去膠無法繼續(xù)滿足去除選擇比的要求。傳統(tǒng)的濕法去膠工藝配方在去除選擇比以及表面殘留聚合物的去除方面也受到前所未有的挑戰(zhàn)。

在濕法去膠工藝方面，主流技術采用硫酸雙氧水以及NMP或EKC等有機溶劑進行去膠工作。

傳統(tǒng)的硫酸雙氧水去膠工藝需要在120攝氏度左右的條件下浸泡十分鐘以上才能達到效果。而且由于此溶液具有強酸性與強氧化性，會嚴重腐蝕光刻膠下的金屬層，在一定程度上氧化硅晶圓表面的硅材料造成襯底的損失。同時存在使用過程中的人員安全問題和使用后的安全排放問題。

采用NMP或EKC等有機溶劑去膠的工藝也需要在40攝氏度以上的溫度下進行，并需要20分鐘或以上的時間才能達到符合要求的去除效果。這一類化學藥品都被認為是致癌物質，面臨接觸人員健康及安全排放的挑戰(zhàn)。

以上的問題使行業(yè)迫切需要一種更符合ESH要求的濕法去膠工藝，能有效地去除光刻膠和聚合物，提高去除選擇比，同時降低對接觸人員的安全和健康風險及最大限度地減少對環(huán)境的負面影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是:

開發(fā)可以去除光刻膠和聚合物的化學配方和工藝方法，所述化學配方與工藝方法具有較短的工藝時間、較低的反應溫度(甚至常溫)以及較高的光刻膠/聚合物與襯底材料間的去除比。

本發(fā)明的技術方案為：一種光刻膠的去除液，包括氨和有機溶劑，所述氨為氨氣、液氨或者氨與水的混合物，所述有機溶劑為至少具有一個吸電子官能團的有機溶劑。

進一步的，所述有機溶劑具有的吸電子官能團中包括但不限于以下官能團：羥基(-OH)、羰基(-CO-)、醛基(-CHO)、羧基(-COOH)、氨基(-NH2)、肟基(-C＝NOH)。

具體的，所述的有機溶劑包括但不限于：乙醇、正丙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、三氟乙酸、N-甲基吡咯烷酮、乙醛、丙烯醛、丙烯酸、。