專利名稱：去除光刻膠的方法以及再生光刻膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻的方法，具體地涉及去除光刻膠(photoresist)的方法以及再生(rework)光刻膠的方法。
背景技術(shù)：
光刻膠是光刻(photolithography)程序中不可或缺的材料，也是整個集成電路制程中最舉足輕重的關(guān)鍵之一。光刻就是利用光刻膠在感光前和感光后對化學(xué)溶液溶解度的差別，來進(jìn)行光照的圖形轉(zhuǎn)移(pattern transfer)。另外，以光刻膠形成的掩膜(mask)，在掩膜使用完畢后，例如干式蝕刻(etch)后、濕式蝕刻后或離子植入(Implant)后，必須完全將光刻膠清除干凈，以避免影響后續(xù)的制程。因此，要能盡快清除光刻膠材料，而不殘留雜質(zhì)，且可以達(dá)到節(jié)省制程成本的目的，已成為半導(dǎo)體工業(yè)中一項(xiàng)重要的研究課題。
目前，在半導(dǎo)體制程上，進(jìn)行去除光刻膠的方法主要有以等離子體(plasma)的方式來進(jìn)行光刻膠的剝除(strip)的干式去光刻膠法，其方法例如是以氧氣等離子體和光刻膠反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳和水，然后再用真空系統(tǒng)抽出。該干式去光刻膠法已廣泛應(yīng)用在目前的制程上，但是為了使光刻膠去除得更加徹底，通常在干式去光刻膠法之后還會再進(jìn)行濕式去光刻膠法，以去除等離子體反應(yīng)所殘留的灰粒(ash)和其它物質(zhì)。傳統(tǒng)上，濕式去光刻膠法主要是利用有機(jī)溶液對光刻膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的破壞，使光刻膠溶于有機(jī)溶液里，以達(dá)成去光刻膠的目的。
雖然，傳統(tǒng)上有許多去光刻膠的方式，但是幾乎所有的去光刻膠的情況，皆與一般黃光區(qū)是分開的，并無法在制程當(dāng)中立即采取去光刻膠的行動，而是必須將芯片移至去光刻膠區(qū)去處理，這種分開處理的操作非常麻煩，且會影響制程的產(chǎn)率(throughout)。
另一方面，假如在光刻制程當(dāng)中，在上光刻膠、曝光、烘烤或顯影等制程時，或在紫外線固化(ultraviolet curing)前及進(jìn)行等離子體轟擊(plasmabombardment)前，發(fā)現(xiàn)有錯誤產(chǎn)生，則必須再生(rework)，將光刻膠去除，以避免在后續(xù)的制程中造成影響。但是，以現(xiàn)在的半導(dǎo)體制程而言，假若要將制程中失敗的芯片進(jìn)行去光刻膠的制程，則同樣是要將該失敗的芯片移至去光刻膠區(qū)重做，而無法直接在制程中加以改善，如此作法是非常耗時費(fèi)力的。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種去除光刻膠的方法，能夠不使用等離子體的方式即可達(dá)到完全去除光刻膠的目的，且可縮短制程的時間，以及節(jié)省制程的成本。
本發(fā)明的另一目的是提供一種再生光刻膠的方法，能夠完全去除光刻膠，且可縮短制程的時間以及節(jié)省制程的成本。
本發(fā)明提出一種去除光刻膠的方法，該方法在整個光刻膠移除的過程中并不使用等離子體，而以第一溶液對光刻膠層進(jìn)行第一移除步驟。然后，以第二溶液對上述光刻膠層進(jìn)行第二移除步驟，以完全去除該光刻膠層，其中第一溶液與第二溶液的極性不同。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述第一溶液的極性大于第二溶液的極性。其中，第一溶液與第二溶液均為含有機(jī)溶劑的溶液。上述第一溶液中的有機(jī)溶劑例如是N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)，而第二溶液中的有機(jī)溶劑例如是環(huán)戊酮(cyclo-pentanone)。另外，上述第一移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃，第二移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
本發(fā)明另提出一種再生光刻膠的方法，適用于已形成缺陷光刻膠層的基底，該方法在整個光刻膠移除的過程中并不使用等離子體，而以第一溶液對缺陷光刻膠層進(jìn)行第一移除步驟。然后，以第二溶液對上述的缺陷光刻膠層進(jìn)行第二移除步驟，以完全去除該缺陷光刻膠層，其中第一溶液與第二溶液的極性不同。接著，在去除缺陷光刻膠層后，在基底上形成光刻膠層。
依照本發(fā)明的實(shí)施例所述，上述第一溶液的極性大于第二溶液的極性。其中，第一溶液與第二溶液均為含有機(jī)溶劑的溶液。上述第一溶液中的有機(jī)溶劑例如是N-甲基-2-吡咯烷酮，而第二溶液中的有機(jī)溶劑例如是環(huán)戊酮。另外，上述第一移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃，第二移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
本發(fā)明進(jìn)行兩次溶液處理步驟，且其溶液的極性具有不同的特性，以完全去除光刻膠，而所使用的溶液皆為一般制程中常見的化學(xué)溶液，因此可節(jié)省制程的成本。另外，本發(fā)明的去除光刻膠的方法不需使用等離子體的方式，即可達(dá)到完全去除光刻膠的目的，縮短制程所需耗費(fèi)的時間，如此一來可更好底降低制程的成本。除此之外，本發(fā)明在黃光區(qū)即可完成去除光刻膠的制程，而不需進(jìn)行分開操作，因此，同樣可節(jié)省制程的時間以及提高產(chǎn)率(throughput)。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特列舉優(yōu)選實(shí)施例，并結(jié)合附圖，詳細(xì)說明如下。
圖1為依照本發(fā)明的實(shí)施例所繪示的去除光刻膠的方法的步驟流程圖。
圖2A至圖2C為依照本發(fā)明的實(shí)施例所繪示的去除光刻膠的方法的流程剖面示意圖。
圖3A至圖3D為依照本發(fā)明的實(shí)施例所繪示的再生光刻膠的方法的流程剖面示意圖。
主要組件符號說明100、110步驟200、300基底202、302材料層204、304、306光刻膠層206、208、308、310移除步驟具體實(shí)施方式
圖1為依照本發(fā)明的實(shí)施例所繪示的去除光刻膠的方法的步驟流程圖。
請參照圖1，步驟100，以第一溶液對光刻膠層進(jìn)行第一移除步驟。在該步驟中，第一溶液為含有機(jī)溶劑的溶液，而第一移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
步驟110，以第二溶液對上述的光刻膠層進(jìn)行第二移除步驟，以完全去除該光刻膠層。其中，第二溶液為含有機(jī)溶劑的溶液，而第二移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
上述步驟100、110中的第一溶液的極性與第二溶液的極性不同，且第一溶液的極性大于第二溶液的極性。其中，第一溶液中的有機(jī)溶劑可例如是N-甲基-2-吡咯烷酮，而第二溶液中的有機(jī)溶劑可例如是環(huán)戊酮。
以下說明依照本發(fā)明的方法在制程中進(jìn)行去除光刻膠的方法。圖2A至圖2C為依照本發(fā)明的實(shí)施例所繪示的去除光刻膠的方法的流程剖面示意圖。
首先，請參照圖2A，提供基底200，該基底200上已形成有材料層202，該材料層202例如是預(yù)定被圖案化的材料層，其例如是介電材料層、導(dǎo)電材料層或是其它材料層等等。該材料層202亦可以是預(yù)定進(jìn)行離子植入的材料層，其例如是硅基底、介電層或是導(dǎo)電層等等。本發(fā)明并不對材料層202作特別限定，只要是需利用光刻膠層對其進(jìn)行后續(xù)制程步驟的皆可。
之后，在材料層202上形成光刻膠層204，其中光刻膠層204的材質(zhì)例如是由樹脂、感光劑及溶劑所混合而成的感光材料，而形成光刻膠層204的方法例如是首先對材料層202進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)，將感光材料涂布在材料層202上，再進(jìn)行一道軟烤的步驟，以移除感光材料中的溶劑，使原本是液態(tài)的感光材料成為固態(tài)的光刻膠層。
接著，定義該光刻膠層204，以形成圖案化的光刻膠層204。繼之，進(jìn)行半導(dǎo)體制程，該半導(dǎo)體制程可例如是蝕刻制程、摻雜制程或是其它需利用光刻膠層而進(jìn)行的制程。
然后，請參照圖2B，在上述半導(dǎo)體制程之后，必須完全將光刻膠層204清除干凈，以利于進(jìn)行后續(xù)的制程。本發(fā)明的去除光刻膠的方法在整個光刻膠移除的過程中并不使用等離子體，而以含有機(jī)溶劑的溶液，對光刻膠層204進(jìn)行移除步驟206，以去除光刻膠層204。其中，移除步驟206的溶液溫度介于23℃～50℃之間。
接著，請參照圖2C，以含有機(jī)溶劑的溶液，對光刻膠層204進(jìn)行移除步驟208，以完全去除光刻膠層204。其中，移除步驟208的溶液溫度介于23℃～50℃之間。
特別是，上述的移除步驟206所使用的溶液的極性與移除步驟208所使用的溶液的極性不同，且移除步驟206所使用的溶液的極性大于移除步驟208所使用的溶液的極性，在移除步驟206使用極性較大的有機(jī)溶液對光刻膠層204的去除能力較佳，其能去除大部分的光刻膠材料，而在移除步驟208使用極性較小的有機(jī)溶劑能夠去除剩余的光刻膠材料以及殘留的有機(jī)溶液。如此一來經(jīng)兩次有機(jī)溶液的移除步驟206與208之后，即可達(dá)到完全去除光刻膠的目的。
在一實(shí)施例中，上述移除步驟206所使用的溶液中含有的有機(jī)溶劑例如是含N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液，而移除步驟208所使用的溶液中含有的有機(jī)溶劑例如是環(huán)戊酮。上述有機(jī)溶劑皆為一般制程中常見的化學(xué)溶液，所以上述實(shí)施例不需額外再開發(fā)新的化學(xué)溶液以及額外再耗費(fèi)成本，即可達(dá)到去除光刻膠的目的。
更具體地，本發(fā)明去除光刻膠的方法為以有機(jī)溶液進(jìn)行移除步驟206，將圖1A中所形成的光刻膠層204以及底下的材料層202與基底200整個浸入裝有有機(jī)溶液的環(huán)境中，其例如是在裝有含N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液的容器中，利用含N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液與光刻膠層204反應(yīng)，而使光刻膠層204溶于含N-甲基-2-吡咯烷酮溶液，以達(dá)到去除光刻膠的目的。然后，以溶液極性相對于上述有機(jī)溶液較小的有機(jī)溶液進(jìn)行移除步驟208，將圖2B中殘留的光刻膠層204以及底下的材料層202與基底200整個浸入裝有溶液極性較低的有機(jī)溶液的環(huán)境中，其例如是在裝有含環(huán)戊酮的溶液的容器中，利用含環(huán)戊酮的溶液與光刻膠層204反應(yīng)，而使光刻膠層204溶于含環(huán)戊酮的溶液，以去除光刻膠。而且，由于有機(jī)溶液與有機(jī)溶劑具有極性不同的特性，且有機(jī)溶液的極性大于有機(jī)溶劑的極性，因此光刻膠層204經(jīng)移除步驟206與移除步驟208之后，能夠達(dá)到完全去除光刻膠的目的。
值得特別注意的是，本發(fā)明去除光刻膠的方法不用和現(xiàn)有技術(shù)一樣，必須使用等離子體(plasma)的方式來進(jìn)行光刻膠的剝除(strip)，因此可比較節(jié)省去除光刻膠的時間與成本。換句話說，本發(fā)明去除光刻膠的方法可與一般光刻制程結(jié)合，只需在黃光區(qū)即可進(jìn)行，而不需進(jìn)行分開處理的操作，如此一來除了可節(jié)省時間與成本之外，還可提高整個制程的產(chǎn)率(throughput)。
以下是利用本發(fā)明去除光刻膠的方法進(jìn)行再生光刻膠的方法。圖3A至圖3D為依照本發(fā)明的實(shí)施例所繪示的再生光刻膠的方法的流程剖面示意圖。
首先，請參照圖3A，提供基底300，該基底300上已形成有材料層302，且材料層302上形成有光刻膠層304，該光刻膠層304為一具有缺陷而需進(jìn)行再生(rework)的光刻膠材料層。
接著，請參照圖3B，以含有機(jī)溶劑的溶液對光刻膠層204進(jìn)行移除步驟308，以去除該光刻膠層304，其中該移除步驟308的溶液溫度介于23℃～50℃之間。
然后，請參照圖3C，以含有機(jī)溶劑的溶液對光刻膠層304進(jìn)行移除步驟310，以完全去除光刻膠層304。其中，該移除步驟310的溶液溫度介于23℃～50℃之間。特別是，上述移除步驟308所使用的溶液的極性與移除步驟310所使用的溶液的極性不同，且移除步驟308所使用的溶液的極性大于移除步驟310所使用的溶液的極性，在一實(shí)施例中，上述移除步驟308所使用的溶液中含有有機(jī)溶劑例如N-甲基-2-吡咯烷酮，而移除步驟310所使用的溶液中含有有機(jī)溶劑例如環(huán)戊酮。上述有機(jī)溶劑皆為一般制程中常見的化學(xué)溶液，所以上述實(shí)施例不需額外再開發(fā)新的化學(xué)溶液以及額外再耗費(fèi)成本，即可達(dá)到去除光刻膠的目的。
繼之，請參照圖3D，在去除光刻膠層304后，在材料層302上形成一層光刻膠層306。當(dāng)然，若該光刻膠層306有出現(xiàn)缺陷的問題，則同樣可利用上述實(shí)施例進(jìn)行再生光刻膠的步驟，直到所形成的光刻膠層為可用的且沒有缺陷的膜層。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下面的優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明利用進(jìn)行兩次化學(xué)溶液的移除步驟，且其溶液的極性不同的特性，以完全去除光刻膠，而所使用的溶液皆為一般制程中常見的化學(xué)溶液，因此可節(jié)省制程的成本。
2.本發(fā)明去除光刻膠的方法不需使用等離子體的方式，即可達(dá)到完全去除光刻膠的目的，縮短制程所需耗費(fèi)的時間，如此一來可更佳地降低制程的成本。
3.本發(fā)明的方法不需進(jìn)行分開操作，在黃光區(qū)即可完成整個去除光刻膠的制程，因此，可節(jié)省制程的時間以及提高產(chǎn)率。
4.本發(fā)明去除光刻膠的方法除可用于再生光刻膠之外，亦可廣泛地應(yīng)用于一般制程中需去除光刻膠的步驟中。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)可作一些更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種去除光刻膠的方法，包括不使用等離子體；以第一溶液對光刻膠層進(jìn)行第一移除步驟；以及以第二溶液對所述光刻膠層進(jìn)行第二移除步驟，以完全去除該光刻膠層，其中所述第一溶液與所述第二溶液的極性不同。
2.如權(quán)利要求1所述的去除光刻膠的方法，其中所述第一溶液的極性大于所述第二溶液的極性。
3.如權(quán)利要求1所述的去除光刻膠的方法，其中所述第一溶液為含有機(jī)溶劑的溶液。
4.如權(quán)利要求3所述的去除光刻膠的方法，其中所述有機(jī)溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
5.如權(quán)利要求1所述的去除光刻膠的方法，其中所述第二溶液為含有機(jī)溶劑的溶液。
6.如權(quán)利要求5所述的去除光刻膠的方法，其中所述有機(jī)溶劑包括環(huán)戊酮。
7.如權(quán)利要求1所述的去除光刻膠的方法，其中所述第一移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
8.如權(quán)利要求1所述的去除光刻膠的方法，其中所述第二移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
9.一種再生光刻膠的方法，其適用于已形成缺陷光刻膠層的基底，該方法包括不使用等離子體；以第一溶液對所述缺陷光刻膠層進(jìn)行第一移除步驟；以第二溶液對所述缺陷光刻膠層進(jìn)行第二移除步驟，以完全去除缺陷光刻膠層，其中所述第一溶液與所述第二溶液的極性不同；以及在所述基底上形成光刻膠層。
10.如權(quán)利要求9所述的再生光刻膠的方法，其中所述第一溶液的極性大于所述第二溶液的極性。
11.如權(quán)利要求9所述的再生光刻膠的方法，其中所述第一溶液為含有機(jī)溶劑的溶液。
12.如權(quán)利要求11所述的再生光刻膠的方法，其中所述有機(jī)溶劑包括含N-甲基-2-吡咯烷酮。
13.如權(quán)利要求9所述的再生光刻膠的方法，其中所述第二溶液為含有機(jī)溶劑的溶液。
14.如權(quán)利要求13所述的再生光刻膠的方法，其中所述有機(jī)溶劑包括環(huán)戊酮。
15.如權(quán)利要求9所述的再生光刻膠的方法，其中所述第一移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
16.如權(quán)利要求9所述的再生光刻膠的方法，其中所述第二移除步驟的溶液溫度介于23℃～50℃。
全文摘要
一種去除光刻膠的方法，該方法在整個光刻膠移除的過程中并不使用等離子體，而以第一溶液對光刻膠層進(jìn)行第一移除步驟。然后，以第二溶液對光刻膠層進(jìn)行第二移除步驟，以完全去除該光刻膠層。其中，第一溶液與第二溶液的極性不同，且第一溶液的極性大于第二溶液的極性。
文檔編號H01L21/02GK1912749SQ20051008965
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者鐘聯(lián)盛, 魏其宏, 林信旭 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司