專利名稱：光刻膠的去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光刻膠的去除方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路制造中，通過光刻工藝在半導(dǎo)體襯底上旋涂光刻 膠層，對(duì)光刻膠層曝光顯影后定義出刻蝕或離子注入的區(qū)域，并在完成 刻蝕或離子注入后，去除半導(dǎo)體襯底上的光刻膠。
常用的去除光刻膠的方法有干法等離子體刻蝕和濕法清洗。
專利號(hào)為US 6，630，406的美國(guó)專利公開了一種干法等離子體刻蝕去 除光刻膠的方法。在干法等離子體刻蝕工藝中，產(chǎn)生等離子體的方法通 過微波或射頻等激勵(lì)源作用于工作氣體，例如氧氣、氫氣或含氟的氣體， 將該工作氣體電離；并將半導(dǎo)體襯底上的光刻膠層暴露在等離子體氣氛 中，例如氧氣等離子體中，通過等離子體氣氛中的活性離子與光刻膠的 反應(yīng)、等離子體的轟擊而將光刻膠去除；然而，采用干法等離子體刻蝕 去除光刻膠層容易使光刻膠下的材料層受到損傷，且費(fèi)用較高，此外， 由于干法等離子體刻蝕往往無法將光刻膠去除干凈，完成千法等離子體 刻蝕后還不得不再次用濕法清洗液進(jìn)行清洗。
濕法清洗中通過清洗液將半導(dǎo)體襯底表面的光刻膠去除，在濕法清 洗中，通過將表面具有光刻膠的半導(dǎo)體襯底置于具有清洗液的容器中， 或通過向光刻膠表面噴灑清洗液的方法去除光刻膠層。
在現(xiàn)有的一種濕法清洗去除光刻膠的方法中，將雙氧水注入到碌u酸 溶液中，雙氧水與硫酸發(fā)生放熱反應(yīng)形成高溫的清洗液；將該清洗液噴 灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠表面，所述清洗液與光刻膠反應(yīng)將光刻膠去除； 接著，用去離子水沖洗去除光刻膠后的半導(dǎo)體襯底的表面；上述方法可 在具有批處理能力的設(shè)備中進(jìn)行將雙氧水連續(xù)不斷地與硫酸溶液混合， 并將混合后的清洗液噴灑到依次進(jìn)入所述設(shè)備的半導(dǎo)體襯底的光刻膠表 面，將光刻膠去除；
然而，所述的方法中，在注入雙氧水后硫酸的濃度急劇下降，使得
形成的清洗液使用壽命(lifetime)縮短，清洗液與光刻膠反應(yīng)后就作為 廢液直接排掉，使得成本升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光刻膠的去除方法，該方法能夠延長(zhǎng)清洗液的使用 壽命。
本發(fā)明提供的一種光刻膠的去除方法，包括 提供硫酸溶液；
向所述硫酸溶液中周期性的注入雙氧水，形成含有硫酸和雙氧水的 清洗液；
將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上，將該光刻膠去除。
可選的，該方法進(jìn)一步包括在將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的 光刻膠上之前，向清洗液中通入臭氧氣體。
可選的，向清洗液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為周期性 的通入，且通入臭氧氣氣體與注入雙氧水交替進(jìn)行。
可選的，向清洗液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為連續(xù)性 的通入。
可選的，該方法進(jìn)一步包括在通入臭氧氣體之后、每一次注入雙 氧水之前對(duì)所述清洗液進(jìn)行加熱。
可選的，所述加熱在密封空間中進(jìn)行。
可選的，該方法進(jìn)一步包括
回收與光刻膠反應(yīng)后的清洗液；
將回收的清洗液過濾后，作為硫酸溶液循環(huán)使用。
可選的，該方法進(jìn)一步包括，向過濾后的清洗液中周期性的注入硫酸。
可選的，將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上的步驟中，清 洗液的流量為800至2000ml/min。
可選的，完成將所述光刻膠去除的步驟后，用含有氫氧化氨和雙氧 水的混合水溶液清洗半導(dǎo)體襯底的表面，接著用去離子水清洗半導(dǎo)體襯 底的表面。
本發(fā)明還提供一種光刻膠的去除方法，包括 提供好u酸溶液；
向所述硫酸溶液中通入臭氧氣體并周期性注入雙氧水，形成含有硫 酸、臭氧氣體和雙氧水的清洗液；
將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體村底的光刻膠上，將該光刻膠去除。
可選的，向清洗液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為周期性 的通入，且通入臭氧氣體與注入雙氧水交替進(jìn)^f亍。
可選的，向清洗液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為連續(xù)性 的通入。
可選的，該方法進(jìn)一步包括回收與光刻"交反應(yīng)后的清洗液；將回 收的清洗液過濾后，作為硫酸溶液循環(huán)使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述的其中一個(gè)技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn) 向含有硫酸的清洗液中周期性的注入雙氧水，雙氧水與硫酸發(fā)生放 熱反應(yīng)可升高清洗液的溫度，生成高溫清洗液，提高清洗液的氧化性， 進(jìn)而提高去除光刻膠能力；釆用周期性的多次注入雙氧水，可減少注入 雙氧水的時(shí)間以及注入的雙氧水的量，進(jìn)而減i爰或減輕雙氧水對(duì)碌^酸的 稀釋，使得清洗液與光刻膠反應(yīng)后還可以再次回收利用，延長(zhǎng)清洗液的 使用壽命，節(jié)省成本；
此外，向清洗中通入臭氧氣體可進(jìn)一步提高清洗液的氧化性，并彌 補(bǔ)由于注入的雙氧水的量的減少對(duì)清洗液的氧化性的影響，提高去除光 刻膠的能力和速度；
向循環(huán)使用的清洗液中周期性的通A^克酸，可彌補(bǔ)由于在清洗液的循
環(huán)使用過程中，硫酸的消耗，使得硫酸的濃度基本不變，保證不同批次 的半導(dǎo)體襯底上的光刻膠去除過程中，清洗液具有大致相同的濃度以及
去除光刻膠的能力。


圖1為本發(fā)明的去除光刻膠的方法的實(shí)施例的流程圖； 圖2為本發(fā)明的去除光刻膠的方法的實(shí)施例的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。 在半導(dǎo)體集成電路工藝中，通過光刻工藝在半導(dǎo)體襯底表面旋涂光
刻膠，定義出待刻蝕或離子注入的區(qū)域；刻蝕或離子注入完成后，半導(dǎo) 體襯底表面的光刻膠需要被去除。本發(fā)明提供一種去除光刻膠層的方 法。
在本發(fā)明的去除光刻膠的方法中，首先，提供硫酸溶液，該硫酸溶 液作為去除光刻膠的清洗液；
接著，向所述硫酸溶液中周期性注入雙氧水，形成含有硫酸和雙氧 水的清洗液；
向清洗液中周期性的注入雙氧水， 一方面雙氧水與硫酸發(fā)生放熱反 應(yīng)可升高清洗液的溫度，生成高溫清洗液，提高清洗液的氧化性，進(jìn)而 提高去除光刻膠能力；另一方面，釆用周期性的多次注入雙氧水，減少 注入雙氧水的時(shí)間，可減少注入的雙氧水的量，進(jìn)而減緩或減輕雙氧水 對(duì)硫酸的稀釋，使得清洗液與光刻膠反應(yīng)后還可以再次回收利用，延長(zhǎng) 清洗液的使用壽命，節(jié)省成本。
然后，將含有硫酸、雙氧水和臭氧氣體的清洗液噴灑半導(dǎo)體襯底的 光刻膠上，將所述光刻膠去除。
將含有硫酸、雙氧水和臭氧氣體的清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻 膠上，通過旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體襯底，使得清洗液充分與光刻膠接觸、反應(yīng)，將 該光刻膠去除。
下面對(duì)本發(fā)明的去除光刻膠的方法進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖1為本發(fā)明的去除光刻膠的方法的實(shí)施例的流程圖，圖2為圖1 所示的去除光刻膠的方法的實(shí)施例的工藝流程示意圖。
步驟S100,如圖1所示的流程圖，提供硫酸溶液；所述硫酸溶液 為去除光刻膠層的清洗液；
如圖2所示，容器10中具有^5危酸溶液，^ii酸的濃度可以為90%至 98%。
步驟S110,如圖l所示的流程圖，向所述^ii酸溶液中周期性的注 入雙氧水，形成含有碌u酸和雙氧水的清洗液；
在光刻工藝中，為增加光刻膠層對(duì)半導(dǎo)體襯底表面的粘附性和增大 光刻膠的硬度，需經(jīng)過多步烘烤工藝，例如旋涂光刻膠后的軟烤(Soft Bake )工藝、曝光后烘烤(Post Exposure Bake )工藝、完成顯影及沖洗 后的硬烤(Hard Bake)工藝等，通過烘烤工藝增加光刻膠硬度及光刻 膠在半導(dǎo)體表面粘附性的同時(shí)，也給光刻膠的去除帶來了困難；同時(shí)離 子注入或干法刻蝕時(shí)的等離子轟擊使得光刻膠層的表面碳化，更增加了 去除光刻膠的難度；
由于光刻膠經(jīng)過一系列的烘烤和等離子體轟擊后，表層性質(zhì)發(fā)生改 變，產(chǎn)生碳化，向所述清洗液中通入向清洗液中周期性的注入雙氧水， 雙氧水與為t酸發(fā)生放熱反應(yīng)可升高清洗液的溫度，生成高溫清洗液，提
高清洗液的氧化性，進(jìn)而提高去除光刻膠能力；
此外，采用周期性的多次注入雙氧水，減少注入雙氧水的時(shí)間，可 減少注入的雙氧水的量，進(jìn)而減緩或減輕雙氧水對(duì)硫酸的稀釋，使得清 洗液與光刻膠反應(yīng)后還可以再次回收利用，延長(zhǎng)清洗液的使用壽命，節(jié) 省成本；
此外，可向所述清洗液中通入臭氧氣體；可進(jìn)一步增強(qiáng)清洗液的氧 化性，并彌補(bǔ)由于雙氧水的量減少對(duì)清洗液的氧化性的影響，提高去除 光刻膠的能力和速度；
下面結(jié)合圖2所示的工藝流程示意圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖2所示， 一管路與容器10連接，該管路的另一端連接至輸送 泵12;通過所述輸送泵12可將容器10中的清洗液抽出，然后通過與輸
送泵和混合裝置14連接的管路將清洗液輸送至混合裝置14;所述混合 裝置14具有進(jìn)氣口 (圖未示)，通過所述進(jìn)氣口可向混合裝置14中通 入臭氧氣體；所述混合裝置14將通入其中的清洗液和臭氧氣體混合， 使臭氧氣體溶解在清洗液中；
混合裝置14通過流體連接管路15與加熱裝置18連接，在混合裝 置14和加熱裝置18之間的流體連接管路15上具有過濾裝置16;其中， 加熱裝置18可以對(duì)清洗液進(jìn)行加熱，使清洗液溫度升高；過濾裝置16 對(duì)清洗液進(jìn)行過濾，去除清洗液中的雜質(zhì)或污染物顆粒；
在所述混合裝置14和加熱裝置18之間的流體連接管路15上還設(shè) 置有流量控制器17,該流量控制器17可調(diào)節(jié)清洗液的流量；此外，流 量控制器17分流連接管路15中的部分清洗液，分流后的清洗液通過管 路輸運(yùn)至回收管路25。
連接管路19連接噴頭和加熱裝置18,在所述連接管路19上有溫度 傳感器；連接管路19可將經(jīng)加熱裝置18加熱后的清洗液輸運(yùn)至噴頭21， 經(jīng)噴頭21噴出，溫度傳感器20可對(duì)清洗液進(jìn)行溫度檢測(cè)。
在所述連接管路19上還具有開口 (未示出)，通過所述開口可向連 接管路19中通入其它氣體或液體，例如可向所述連接管路19中通入雙 氧水。
在容器10中注入硫酸溶液，通過管路將容器10中的溶液輸運(yùn)至混 合裝置14;
向所述混合裝置14通入臭氧氣體，通過混合裝置14使臭氧氣體和 清洗液充分接觸，增大臭氧氣體在清洗液中的溶解度，并使臭氧氣體均 勻的溶解在清洗液中。
通入臭氧氣體的方式可以為連續(xù)通入或周期性通入；
若通入臭氧氣體的方式為周期性的通入，通入臭氧氣體的工藝與注 入雙氧水的工藝交替進(jìn)行。
在其中的一個(gè)實(shí)施例中，通入混合裝置14中的清洗液流量為800
至2000ml/min,通入到混合裝置14中的臭氧氣體的流量為3至20ppm。
在混合裝置14中，臭氧氣體和清洗液充分接觸，使臭氧氣體較為
均勻的溶解在清洗液中，形成含有硫酸和臭氧氣體的清洗液；該清洗液 通過混合裝置14的出口排出，并通過流體連接管路15連接至過濾器16; 過濾器16用于對(duì)清洗液進(jìn)行過濾，除去清洗液中的雜質(zhì)污染物；
接著，經(jīng)過濾的清洗液通過流體連接管路15被輸運(yùn)至加熱裝置18 中，通過加熱裝置18對(duì)清洗液進(jìn)行加熱；
清洗液被加熱后溫度升高，氧化性增強(qiáng)，從而增強(qiáng)其去除光刻膠的 能力，所述加熱在密閉的空間中進(jìn)行，以減小或消除在加熱清洗液過程 中，臭氧氣體從清洗液中揮發(fā)。
在其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱裝置18為熱電偶，加熱的溫度 為120至160度。
含有碌u酸和臭氧的清洗液經(jīng)過加熱裝置加熱后溫度升高，并經(jīng)連接 管路19輸運(yùn)至噴頭21 ，同時(shí)經(jīng)連接管路19的開口向所述管路19中周 期性的注入雙氧水，使得清洗液成為含有硫酸、臭氧氣體和雙氧水的溶 液。
在清洗液中注入雙氧水可提高清洗液的氧化性，提高清洗液去除光 刻膠的能力；同時(shí)，雙氧水通入至清洗液后發(fā)生放熱反應(yīng)，使得清洗液 溫度進(jìn)一步升高，例如溫度可升高至180至190度，進(jìn)一步提高了清洗 液去除光刻膠的能力，特別對(duì)于經(jīng)等離子體轟擊后表面具有碳化層的光 刻膠具有較強(qiáng)的去除能力。
在其中的一個(gè)實(shí)施例中，注入連接管路19中的雙氧水的流率和所 述連接管路19中的清洗液的流率之比為2: 1至15: 1。
周期性的向連接管路19中注入雙氧水，即按一定的頻率多次向鏈 接管路19中注入雙氧水，減少每次注入的容量，還可以提高雙氧水和 連接管路19中的清洗液混合的均勻性，提高清洗液去除光刻膠的能力。
步驟S120,將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上，將該光 刻膠去除；
如圖2所示，將雙氧水通入連接管路19中，形成含有硫酸、臭氧
氣體以及雙氧水的清洗液后，將該清洗液通過噴頭噴灑到半導(dǎo)體襯底的
光刻膠的表面，所述噴灑的流量為800至2000ml/min;
半導(dǎo)體襯底置于收集槽22中的支撐柱(未示出)上，該支撐柱可 以旋轉(zhuǎn)；在向光刻膠上噴灑清洗液的同時(shí)，支撐柱帶動(dòng)半導(dǎo)體襯底旋轉(zhuǎn)， 使得清洗液可較為均勻的涂覆在光刻膠的表面，與光刻膠充分接觸，使 清洗液與光刻膠反應(yīng)而溶解，溶解后的含有光刻膠殘?jiān)约胺磻?yīng)后物質(zhì) 的清洗液通過半導(dǎo)體襯底的旋轉(zhuǎn)而被甩出，從而將光刻膠從半導(dǎo)體襯底 上去除。
步驟130，如圖l所示的流程圖，回收與光刻膠作用后的清洗液， 將回收清洗液過濾后，作為硫酸溶液循環(huán)使用；
如圖2所示，反應(yīng)后的清洗液被收集槽22收集，然后通過與該收集槽
22連接的管^各24將反應(yīng)后的清洗液輸運(yùn)至回收管路25,所述回收管^各25
連接至容器IO，從而將反應(yīng)后的清洗液輸運(yùn)至容器IO,以進(jìn)行循環(huán)再利用。
在回收管路25上具有過濾裝置26,該過濾裝置可將回收再利用的清洗 液在傳輸至容器10之前進(jìn)行過濾，過濾掉其中的光刻膠殘?jiān)⑶逑匆号c 光刻膠反應(yīng)后的物質(zhì)等污染物。
經(jīng)過過濾后的清洗液^皮輸運(yùn)至容器10，然后再次經(jīng)輸送泵12和相應(yīng)的 管路后輸送至混合裝置14、過濾裝置16、加熱裝置18,并經(jīng)噴頭噴灑到 光刻膠上，進(jìn)行再次利用；
在循環(huán)過程中，會(huì)向所述清洗液中通入臭氧氣體以及并周期性的注入 雙氧水，彌補(bǔ)在清洗液在與光刻膠反應(yīng)過程中臭氧與雙氧水的消耗、以 及彌補(bǔ)循環(huán)使用的清洗液在輸運(yùn)過程中臭氧氣體或雙氧水的蒸發(fā)損失， 保證不同批次的半導(dǎo)體村底上的光刻膠去除過程中，清洗液具有大致相 同的濃度以及去除光刻膠的能力，從而保證盡可能的去除光刻膠層；
通過周期性的方式向清洗液中加入雙氧水，延長(zhǎng)清洗液使用壽命，使
得清洗液可以循環(huán)使用，降低成本。
在另外的實(shí)施例中，可以向所述容器10中周期性的通入硫酸，由于在 清洗液的循環(huán)使用過程中，硫酸會(huì)被消耗而濃度降低，同時(shí)由于清洗液 不斷的被稀釋，清洗液中硫酸的濃度不斷的減小，通過周期性的向容器 IO中通入硫酸，可使得碌u酸的濃度基本不變。
步驟S140,如圖l所示的流程圖，用含有氫氧化銨和雙氧水的混合水 溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底的表面；接著用去離子水清洗半導(dǎo)體襯底的表 面；
通過氫氧化氨可進(jìn)一步的對(duì)半導(dǎo)體表面進(jìn)行清洗,去除半導(dǎo)體襯底表
面的污染物，然后用去離子水清洗半導(dǎo)體襯底的表面，去除具有酸性或
堿性的清洗液殘留。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能 的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種光刻膠的去除方法，其特征在于，包括提供硫酸溶液；向所述硫酸溶液中周期性注入雙氧水，形成含有硫酸和雙氧水的清洗液；將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上，將該光刻膠去除。
2、 如權(quán)利要求1所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，該方法 進(jìn)一步包括在將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻力交上之前，向清 洗液中通入臭氧氣體。
3、 如權(quán)利要求2所述的光刻膠的去除方法，其特征在于向清洗 液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為周期性的通入，且通入臭氧 氣體與注入雙氧水交替進(jìn)行。
4、 如權(quán)利要求2所述的光刻膠的去除方法，其特征在于向清洗 液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為連續(xù)性的通入。
5、 如權(quán)利要求2所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，該方法 進(jìn)一步包括在通入臭氧氣體之后、每一次注入雙氧水之前對(duì)所述清洗 液進(jìn)行力口熱。
6、 如權(quán)利要求5所述的光刻膠的去除方法，其特征在于所述加 熱在密封空間中進(jìn)行。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的光刻膠的去除方法， 其特征在于，該方法進(jìn)一步包括回收與光刻膠反應(yīng)后的清洗液； 將回收的清洗液過濾后，作為硫酸溶液循環(huán)使用。
8、 如權(quán)利要求7所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，該方法 進(jìn)一步包括，向過濾后的清洗液中周期性的注入碌u酸。
9、 如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的光刻膠的去除方法， 其特征在于，將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上的步驟中，清 洗液的流量為800至2000ml/min。
10、 如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的光刻膠的去除方法， 其特征在于，完成將所述光刻膠去除的步驟后，用含有氫氧化氨和雙氧 水的混合水溶液清洗半導(dǎo)體襯底的表面，接著用去離子水清洗半導(dǎo)體襯 底的表面。
11、 一種光刻膠的去除方法，其特征在于，包括 提供硫酸溶液；向所述疏酸溶液中通入臭氧氣體并周期性注入雙氧水，形成含有硫 酸、臭氧氣體和雙氧水的清洗液；將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上，將該光刻膠去除。
12、 如權(quán)利要求11所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，包括 向清洗液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為周期性的通入，且通 入臭氧氣體與注入雙氧水交替進(jìn)行。
13、 如權(quán)利要求11所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，包括 向清洗液中通入臭氧氣體的步驟中，通入的方式為連續(xù)性的通入。
14、 如權(quán)利要求11所述的光刻膠的去除方法，其特征在于，該方 法進(jìn)一步包括回收與光刻膠反應(yīng)后的清洗液； 將回收的清洗液過濾后，作為硫酸溶液循環(huán)使用。
全文摘要
一種光刻膠的去除方法，包括提供硫酸溶液；向所述硫酸溶液中周期性注入雙氧水，形成含有硫酸和雙氧水的清洗液；將所述清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上，將該光刻膠去除。該方法能夠延長(zhǎng)清洗液的使用壽命。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101354542SQ20071004434
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者劉佑銘 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司