專利名稱：檢測光刻膠剝離過程終點(diǎn)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及光刻膠剝離過程，并且更具體地，涉及一種檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
集成電路的制作通常開始于一片被稱為晶片的薄硅片。在這種晶片上可以制作數(shù)百個單獨(dú)的芯片。每個芯片可以包括10到20,000個元件，每個晶片上總共有數(shù)百萬個器件。這些器件包括電阻器、二極管、電容以及不同類型的晶體管。這些元件的制作包括在特定位置上淀積所需的材料(如二氧化硅，鋁等)。
一種被稱為光刻法的技術(shù)被用于便利于在晶片上所需的位置引入材料，并去除其它位置的不需要的材料。例如，一層鋁首先被淀積在晶片上。接著，該晶片被涂覆上一層被稱為光刻膠的光敏聚合物。用一個掩模將選擇的光刻膠區(qū)域暴露在紫外光下。紫外光誘發(fā)暴露的光刻膠的聚合。紫外光造成暴露的光刻膠的交聯(lián)，使其不溶于顯影溶劑。這種光刻膠被稱為正性光刻膠。負(fù)性光刻膠表現(xiàn)出相反的行為。即，暴露在紫外光中使得光刻膠溶于顯影溶劑。暴露在光下后，光刻膠的可溶部分被除去，留下光刻膠的圖形。
在光刻法之后，具有構(gòu)圖光刻膠的晶片立即進(jìn)行鋁刻蝕，以去除沒有圖形的位置上的鋁。這就具有將圖形轉(zhuǎn)移到鋁上的效果，在不同位置的器件之間產(chǎn)生電連接。
在完成鋁刻蝕過程之后，從晶片上去除光刻膠，這一過程被稱為光刻膠剝離。從晶片表面上剝離光刻膠必須充分完全，因?yàn)闅埩粼诰砻嫔系墓饪棠z將造成集成電路中的缺陷。光刻膠剝離過程的重要一點(diǎn)就是確定結(jié)束該過程的時間——稱為終點(diǎn)。這個時間的選擇必須使得光刻膠被完全從晶片上去除。優(yōu)選地，該時間不會超過已經(jīng)完全去除光刻膠的時間，因?yàn)檫@將降低制作集成電路的效率。
圖1為剝離光刻膠2的方法的現(xiàn)有技術(shù)的流程圖?，F(xiàn)有技術(shù)方法從步驟4開始。光刻膠剝離過程包括引入O原子流到一個保持有晶片的剝離室。O原子與光刻膠反應(yīng)，從晶片上去除光刻膠。該反應(yīng)的產(chǎn)物隨著離開剝離室的氣流被從室中去除。現(xiàn)有技術(shù)方法2在步驟6中以預(yù)定的時間繼續(xù)光刻膠剝離過程，并且在預(yù)定時間結(jié)束后在步驟8中結(jié)束光刻膠剝離過程。預(yù)定時間的選擇應(yīng)確保經(jīng)過足夠長的時間，以便基本上所有的光刻膠都被從晶片上剝離了。
圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)方法的一個問題就是它沒有提供用于檢測是否所有的光刻膠都已經(jīng)被從晶片上剝離的裝置。即使光刻膠尚未完全從晶片上剝離，現(xiàn)有技術(shù)方法仍會在預(yù)定時間結(jié)束后中斷剝離過程。在這種情況下，殘留在晶片上的光刻膠直到將來才會被發(fā)現(xiàn)，晶片或者不得不再經(jīng)受一次光刻膠剝離過程，或者被舍棄。兩種選擇都增加了集成電路的制作成本和時間。圖1所示現(xiàn)有技術(shù)方法的另一個問題是光刻膠剝離過程的時間是預(yù)定的。這樣的話，時間安排可能不是最有效的。時間可能太短，這樣一些或所有的晶片不能完全去除光刻膠，需要進(jìn)一步處理晶片?；蛘?，時間可能太長，這樣在所有的光刻膠已經(jīng)被完全去除后，剝離過程仍在繼續(xù)。這就降低了產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。
因此人們希望提供一種用于在光刻膠剝離過程中，檢測何時基本上所有的光刻膠都已經(jīng)被從晶片上剝離的方法和裝置。這種方法和裝置將更適宜地提高晶片產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。
發(fā)明概述介紹的實(shí)施例提供了一種檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)的方法和裝置。優(yōu)選地，O和NO被引入剝離室。當(dāng)O和NO反應(yīng)時，它們生成NO2并發(fā)光。但是，當(dāng)光刻膠殘留在晶片上時，引入的O絕大部分與光刻膠反應(yīng)，而O和NO反應(yīng)只會發(fā)出少量的光。在基本上所有的光刻膠已經(jīng)從晶片上剝離后，本該與光刻膠反應(yīng)的O的大部分反而與NO反應(yīng)。這樣，O和NO反應(yīng)的速度增加，并且反應(yīng)中產(chǎn)生的光的量也增加了。該方法和裝置檢測由O和NO反應(yīng)產(chǎn)生的光，并利用光發(fā)射水平的提高來檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，該裝置包括一個剝離室；設(shè)置在剝離室內(nèi)的晶片；以及監(jiān)視剝離室內(nèi)發(fā)出的光的強(qiáng)度的光檢測裝置。該光檢測裝置檢測O和NO反應(yīng)形成NO2所發(fā)出的光的強(qiáng)度。
附圖簡介下文中結(jié)合附圖的闡述將有助于更好地理解所介紹的實(shí)施例，附圖中相似的標(biāo)號代表相似的元件。
圖1為剝離光刻膠的一種現(xiàn)有技術(shù)方法的流程圖。
圖2為一種剝離光刻膠的方法的流程圖。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的光刻膠剝離過程的流程圖。
圖4為一第一實(shí)施例的簡圖。
圖5為一第二實(shí)施例的簡圖。
圖6為一第三實(shí)施例的簡圖。
圖7為從O和NO反應(yīng)檢測到的光強(qiáng)度的曲線圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明圖2為檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)的方法200的主要步驟的流傳圖。在開始步驟202中，光刻膠剝離過程開始。在圖3及其所附說明中有關(guān)于光刻膠剝離過程的進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
在步驟204中，檢測到發(fā)射光的增加。優(yōu)選地，這種光是由O和NO反應(yīng)形成NO2發(fā)出的。那些熟悉晶片處理技術(shù)的人都了解如何選擇合適的檢測發(fā)射光增加的裝置，以及檢測發(fā)射光增加的裝置的合適放置方式。發(fā)射光的增加標(biāo)志著光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
在步驟206中，光刻膠剝離過程持續(xù)預(yù)定的時間。在一優(yōu)選實(shí)施例中，預(yù)定時間為20秒。雖然發(fā)射光的增加標(biāo)志著基本上所有的光刻膠已經(jīng)從晶片上剝離了，額外的光刻膠剝離過程時間可以確保晶片已完全剝離了光刻膠。
最后，在步驟208中，光刻膠剝離過程結(jié)束。光刻膠已經(jīng)從晶片上剝離，而晶片準(zhǔn)備接受進(jìn)一步的加工。
圖3為描述一優(yōu)選實(shí)施例的光刻膠剝離過程300的流程圖。光刻膠剝離過程300在步驟302開始。隨著過程300開始，在步驟304中，O和NO被引入剝離室。在其它實(shí)施例中，未將NO引入剝離室，而是從下游的剝離室出口引入到來自剝離室的氣流中。在一優(yōu)選實(shí)施例中，通過把O2和N2引入一等離子體室生成O和NO，在等離子體室內(nèi)分解O2和N2，以基本上沒有等離子體進(jìn)入剝離室的方式，使得形成O和NO氣流并進(jìn)入剝離室。
在步驟306中，光刻膠被從晶片上剝離。這通過O與光刻膠的反應(yīng)發(fā)生，使得光刻膠從晶片上去除。當(dāng)光刻膠剝離發(fā)生時，引入剝離室的絕大部分O被和光刻膠的反應(yīng)所消耗。只有少量的O與NO結(jié)合生成NO2并發(fā)光。這樣，只發(fā)出了少量的光。
在步驟308中，光刻膠剝離完成。此時，基本所有的光刻膠已經(jīng)被從晶片上去除。由于光刻膠已經(jīng)去除，O不再主要與光刻膠反應(yīng)。如步驟310所示，O現(xiàn)在能與NO結(jié)合以生成NO2并發(fā)光?？煞磻?yīng)的O的增加促進(jìn)了O和NO反應(yīng)以生成NO2和光。這樣，發(fā)射光的強(qiáng)度增加了。發(fā)射光的增加是一種可視信號，如步驟312所示。在步驟314中，該信號被人觀察到并用來標(biāo)志光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
圖4為一裝置10的第一實(shí)施例的示意圖。一等離子體室12包括一個入口14和一個出口16。在一優(yōu)選實(shí)施例中，O2和N2氣流通過等離子體室入口14進(jìn)入等離子體室12。在離子體室12內(nèi)，O2和N2被分解，生成NO和O。NO和O氣流通過等離子體室12的出口16離開等離子體室12。一個剝離室18包括一個入口20和一個出口22。等離子體室出口16與剝離室入口20處于流體相通狀態(tài)。這樣，NO和O氣流在離開等離子體室12時進(jìn)入剝離室18?；旧蠜]有等離子體由等離子體室12進(jìn)入剝離室18，只有不帶電的氣體進(jìn)入。
至少部分被涂覆了光刻膠層26的晶片24被設(shè)置在剝離室18內(nèi)。隨著NO和O氣流通過剝離室18，O與光刻膠層26反應(yīng)并從晶片24上去除光刻膠層26。在剝離室18內(nèi)，O與NO反應(yīng)生成NO2并發(fā)光。但是，當(dāng)光刻膠層26留在晶片24上時，大部分O由于與光刻膠層26反應(yīng)而消耗掉。只留下少量的O與NO反應(yīng)，因此發(fā)出的光很少。在光刻膠層26基本上被從晶片24上去除之后，O不再因與光刻膠層26反應(yīng)而消耗。O現(xiàn)在與NO反應(yīng)。在去除光刻膠層26之后，更多的O與NO反應(yīng)，因此O和NO反應(yīng)生成NO2所發(fā)出的光增加了。因此，在光刻膠層26基本完全去除之后，發(fā)射的光的量增加了。
檢測裝置28檢測到O和NO反應(yīng)生成NO2所發(fā)出的光的水平。在一優(yōu)選實(shí)施例中，檢測裝置28通過窗口30檢測到光。但是，有多種設(shè)置檢測裝置28的方法，使得它能檢測到發(fā)射光。在一優(yōu)選實(shí)施例中，在檢測強(qiáng)度水平時，把O和NO反應(yīng)生成NO2所發(fā)出的光在波長范圍470-770納米上求和。
圖5為裝置10的第二實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，O2氣流通過等離子體室入口14進(jìn)入等離子體室12。在等離子體室12內(nèi)，O2被分解，生成O。O氣流通過等離子體室12的出口16離開等離子體室12。O氣流在離開等離子體室12時進(jìn)入剝離室18?；旧蠜]有等離子體由等離子體室12進(jìn)入剝離室18，只有不帶電的氣體進(jìn)入。有一個單獨(dú)的入口通向剝離室18，以便把NO氣流提供給剝離室18。
在圖5的實(shí)施例中，窗口30和檢測裝置28都設(shè)置在靠近NO輸入的地方，以協(xié)助檢測O和NO反應(yīng)發(fā)出的光。檢測裝置28檢測到O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的光的強(qiáng)度，如圖4中的實(shí)施例一樣。
圖6為裝置10的第三實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，O和NO反應(yīng)生成NO2和光的過程并沒有在剝離室18內(nèi)發(fā)生。在該實(shí)施例中，O2氣流進(jìn)入等離子體室12并被分解，這樣O氣流進(jìn)入剝離室18，而基本上沒有等離子體進(jìn)入剝離室18。在剝離室18內(nèi)基本上沒有NO，因此在剝離室18內(nèi)，由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)射的光的水平基本為0。當(dāng)O氣流通過剝離室出口22離開剝離室18時，它進(jìn)入一下游的通道60。NO氣流通過一個通向下游通道60的入口62被引入下游的通道60。在下游的通道60內(nèi)，NO氣流和O氣流反應(yīng)以生成NO2和光。下游通道60內(nèi)的光被檢測裝置28檢測到。盡管有許多設(shè)置檢測發(fā)射光的檢測裝置的方法，優(yōu)選地，檢測裝置通過下游通道6O內(nèi)的一個窗口30檢測光。窗口30和檢測裝置28優(yōu)選位于靠近通向下游通道60的入口62的地方，以便協(xié)助檢測由O和NO反應(yīng)發(fā)射的光。
圖7為在光刻膠剝離過程的一個優(yōu)選實(shí)施例中，由O和NO反應(yīng)檢測到的光強(qiáng)度的曲線圖70。圖70上的強(qiáng)度水平代表波長范圍在470-770納米的光的強(qiáng)度之和。在第一時間72，光刻膠剝離過程尚未開始，檢測到的光處于低水平。在時間74，光刻膠剝離過程開始，O和NO氣流進(jìn)入剝離室。部分O和NO反應(yīng)生成NO2并發(fā)光。如圖70所示，在時間74，O和NO進(jìn)入室后，檢測到的光強(qiáng)度一直增加直至強(qiáng)度在時間76達(dá)到一個更高的水平。從時間76到更遲一些的時間78，大量的O與光刻膠反應(yīng)，不能與NO反應(yīng)。在時間78，基本上沒有光刻膠殘留在晶片上，O現(xiàn)在能和NO自由地反應(yīng)。這樣，從時間78到更遲一些的時間80，檢測到的光的強(qiáng)度顯著增加，強(qiáng)度翻了一翻還多。這種增加標(biāo)志著在時間80，是光刻膠的剝離過程終點(diǎn)。光刻膠剝離過程和NO和O氣流持續(xù)到時間82以確?；旧纤械墓饪棠z都已經(jīng)被從晶片上除去了。在時間82，結(jié)束輸入O和NO氣流到剝離室，檢測到的光強(qiáng)度返回一個低水平。
盡管本文只對少數(shù)幾個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的描述，應(yīng)該了解的是在不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的條件下，可以其它許多具體的形式對所描述的方法和裝置進(jìn)行實(shí)施。因此，應(yīng)認(rèn)為本文中的各示例和實(shí)施例為說明性的，而非限制性的，并且該方法和裝置并不限于此處所列的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種用來檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)的方法，包括以下步驟從設(shè)置在一個室內(nèi)的晶片上剝離光刻膠；檢測發(fā)射光的強(qiáng)度；以及利用發(fā)出的光的強(qiáng)度的變化來檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的室基本上不含等離子體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將O氣流和NO氣流引入所述的室的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中發(fā)射的光是由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中O與光刻膠反應(yīng)以便從晶片上剝離光刻膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中檢測發(fā)射光的強(qiáng)度變化的步驟還包括檢測由O和NO反應(yīng)發(fā)出的光的強(qiáng)度的增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中由O和NO反應(yīng)發(fā)出的光的強(qiáng)度的增加標(biāo)志著光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所檢測的發(fā)射光的波長范圍大約介于470納米到770納米之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中室的壁包括一個窗口，由一個光檢測裝置通過該窗口檢測發(fā)射光的強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟將O氣流引入所述室；提供所述室的一個出口；提供一個下游通道，該下游通道與室的出口處于流體相通狀態(tài)；將NO氣流引入下游通道；檢測由O和NO反應(yīng)發(fā)出的光的強(qiáng)度的增加，其中由O和NO反應(yīng)發(fā)出的光的強(qiáng)度的增加標(biāo)志著光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中下游通道的壁上包括一個窗口，由一個光檢測裝置通過該窗口檢測發(fā)射光的強(qiáng)度。
12.一種監(jiān)控光刻膠剝離過程的方法，包括以下步驟提供具有一個第一入口和一個出口的剝離室；提供至少一部分涂覆有光刻膠層的晶片；提供能夠檢測到由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的光的強(qiáng)度的檢測裝置；將晶片設(shè)置在剝離室內(nèi)；通過第一入口將O氣流引入剝離室，其中O與光刻膠層反應(yīng)以從晶片上剝離光刻膠層；以及用檢測裝置檢測由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的光的強(qiáng)度的變化；以及利用O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的光的強(qiáng)度的變化來監(jiān)控光刻膠剝離過程。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括將NO氣流通過第一入口引入所述室的步驟，其中由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的光的強(qiáng)度的增加標(biāo)志著光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述室的壁包括一個窗口，由一個光檢測裝置通過該窗口檢測發(fā)射光的強(qiáng)度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括將NO氣流通過第二入口引入所述室的步驟，其中由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的光的強(qiáng)度的增加標(biāo)志著光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述室的壁包括一個靠近第二入口的窗口，由一個光檢測裝置通過該窗口檢測發(fā)射光的強(qiáng)度。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括將NO氣流引入一個與所述室的出口處于流體相通狀態(tài)的下游通道，并且其中由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)出的光的強(qiáng)度的增加標(biāo)志著光刻膠剝離過程的終點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述下游通道的壁包括一個窗口，由一個光檢測裝置通過該窗口檢測發(fā)射光的強(qiáng)度。
19.一種檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)的裝置，包括一個剝離室；設(shè)置在剝離室內(nèi)的晶片；以及能夠檢測到發(fā)射光的強(qiáng)度的檢測裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中檢測到的發(fā)射光是由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)射的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中NO和O氣流通過一個第一入口被引入剝離室。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中當(dāng)基本上所有的光刻膠都被從晶片上去除時，O與NO反應(yīng)生成NO2的速度增大，伴隨著由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)射的光的量的增加。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，還包括具有一個出口和一個入口的等離子體室，該等離子體室出口與所述的剝離室的第一入口處于流體相通狀態(tài)，其中O2和N2氣流通過等離子體室入口被引入等離子體室，在離子體室內(nèi)，O2和N2氣流被分解成NO和O，所述NO和O通過等離子體室的出口離開等離子體室，并通過第一剝離室入口進(jìn)入剝離室，使得基本上沒有等離子體進(jìn)入剝離室。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括剝離室的壁上的一個窗口，檢測裝置位于剝離室外部并通過所述窗口檢測光強(qiáng)度。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括通向剝離室的第一入口；通向剝離室的第二入口；具有一個出口和一個入口的等離子體室，該等離子體室出口與所述的剝離室的第一入口處于流體相通狀態(tài)，其中O2氣流被引入等離子體室入口，O2氣流在等離子體室內(nèi)被分解為O，所述的O通過等離子體室的出口離開等離子體室，并通過剝離室第一入口進(jìn)入剝離室，使得基本上沒有等離子體進(jìn)入剝離室；其中NO氣流經(jīng)過剝離室第二入口被引入剝離室，并當(dāng)基本上所有的光刻膠被從晶片上去除之后，O和NO反應(yīng)生成NO2的速度增大，伴隨著由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)射的光的量的增加。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，還包括在剝離室的壁上靠近第二入口的一個窗口，檢測裝置在剝離室的外部并通過所述窗口檢測光強(qiáng)度。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括通向剝離室的一個入口；通向剝離室的一個出口；具有一個出口和一個入口的等離子體室，該等離子體室出口與所述的剝離室入口處于流體相通狀態(tài)，其中O2氣流被引入等離子體室入口，O2氣流在等離子體室內(nèi)被分解為O，所述的O通過等離子體室的出口離開等離子體室，并通過剝離室第一入口進(jìn)入剝離室，使得基本上沒有等離子體進(jìn)入剝離室；一個下游通道，該下游通道與剝離室出口處于流體相通狀態(tài)；以及其中NO氣流被引入下游通道，并當(dāng)基本上所有的光刻膠被從晶片上去除之后，O和NO反應(yīng)生成NO2的速度增大，伴隨著由O和NO反應(yīng)生成NO2發(fā)射的光的量的增加。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，還包括在下游通道的壁上的一個窗口，檢測裝置在下游通道的外部并通過所述窗口檢測光強(qiáng)度。
全文摘要
一種用來檢測光刻膠剝離過程的終點(diǎn)的方法和裝置。要剝離光刻膠的晶片被設(shè)置在剝離室內(nèi)。在基本上所有的光刻膠都從晶片上剝離后，O和NO反應(yīng)形成NO
文檔編號H01L21/3065GK1413359SQ00817637
公開日2003年4月23日 申請日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月21日
發(fā)明者倪圖強(qiáng), 文利·柯林森 申請人:拉姆研究公司