CN101300203A - 从基材上除去光致抗蚀剂的非等离子体方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种从基材如半导体晶片上除去具体是植入了离子的光致抗蚀剂的方法，该方法包括：加热所述光致抗蚀剂，使得光致抗蚀剂的外壳和本体层变形；以及控制加热的温度，使得光致抗蚀剂裂化。

Description

从基材上除去光致抗蚀剂的非等离子体方法
技术领域
本发明涉及从其上具有用于形成图案的光致抗蚀剂的基材的表面(具体地，所述抗蚀剂用作掩蔽层，并且所述抗蚀剂是烤干的抗蚀剂如植入了离子的抗蚀剂)上除去光致抗蚀剂的方法。
背景技术
举例来说，基材(如半导体、金属、电介质)的表面，以及半导体晶片或集成电路的其它表面可在加工过程中于其上沉积光致抗蚀剂。所述光致抗蚀剂在某些需要以1千电子伏特(keV)-100keV的能量植入离子的步骤中用作掩模。该离子植入过程导致光致抗蚀剂表面的离子轰击。这导致了稠密的上层或者已知为(浮渣或外壳)的覆层，其下为光致抗蚀剂的本体层(bulk layer)。该浮渣或外壳层通常可以为所述抗蚀剂的厚度的20％。需要在不损坏基材或在该基材表面上制作的电子部件的条件下精确地除去该光致抗蚀剂。光致抗蚀剂也可称为“抗蚀剂”。
已知低温清洁系统和其它方法用以从表面上除去各种颗粒物质和污染物。虽然已用这些物理系统来从表面上除去颗粒污染物，但是无法证实它们可以安全有效地从这些表面上除去光致抗蚀剂。
在形成金属氧化物硅(MOS)晶体管源极区、漏极区和阱区的过程中，将硼、砷或磷离子植入硅基材中以准确地、可控地对硅掺杂杂质原子。在植入步骤中，光致抗蚀剂用作掩模以保护基材的各个区不会暴露在离子轰击下。具体地说，在互补(complimentary)金属氧化物硅(CMOS)的制造过程中，当掺杂了N的金属氧化物硅(NMOS)的晶体管源极区/漏极区(S/D)形成时，形成了图案的光致抗蚀剂覆盖掺杂了P的金属氧化物硅(PMOS)晶体管。用于NMOS的S/D通过以大于1E15个原子/cm2的剂量和2-100keV的能量植入砷或磷离子来形成。在植入过程中，掩蔽PMOS晶体管区域的光致抗蚀剂暴露在砷或磷离子轰击下。抗蚀剂表面的离子轰击导致了从抗蚀剂外层上提取氢原子。该外层(约为总的抗蚀剂厚度的20％)称为外壳(crust)，富含碳碳双键。该外壳是高度交联的，具有石墨状的结构，是稠密的、无孔的，因此基本上不能用于已知的化学应用(需要打碎外壳将外壳和下方的本体抗蚀剂除去)。结果，外壳遮蔽了位于外壳下方的可更容易地除去的本体抗蚀剂。需要除去外壳和本体抗蚀剂以对基材进行进一步的加工。
已知的用于除去外壳和本体抗蚀剂的方法包括等离子体灰化，接着是湿洗的结合。等离子体灰化包括两个步骤。在第一个步骤中，在低温过程中使用射频(RF)等离子体以除去碳化的外层。在该步骤(也称为清除浮渣)中，外壳基本上被等离子体的高能离子溅射。在第二个步骤中，将基材加热至高达350℃，以使用富氧的等离子体化学物质灰化基材上的本体抗蚀剂(也称为本体带)。该本体灰化步骤的副产物包括CO2和H2O蒸汽，它们被从基材上除去并抽走。随后，使用湿化学物质除去任何残余的抗蚀剂残留物。该湿化学物质通常是在90-120℃的温度下，浓度为5∶1的硫酸和过氧化氢的混合物(统称为“SPM”)。
设备制造商还使用利用了SC1化学物质(该化学物质是在约70℃的温度下，浓度约为1∶1∶5的氢氧化铵、过氧化氢和水的混合物)的其它湿洗步骤，以在前述SPM化学步骤后从基材表面上除去颗粒污染物。
用等离子体灰化除去光致抗蚀剂(尤其是在微电子制造中)的工艺存在如下不足和缺点：
a)氧化等离子体氧化了多晶硅区域，从而导致了硅阱(silicon recess)；
b)等离子体温度高达350℃，从而导致了可移动的离子扩散到栅氧化层；以及
c)在线路后端(BEOL)处理中，由于从材料中损失了碳，等离子体灰化导致了对低介电常数材料的损坏，进而增大了介电常数。。
发明内容
本发明提供了一种除去光致抗蚀剂，具体是高剂量植入的抗蚀剂，而不使用等离子体灰化来除去抗蚀剂的方法。
本发明提供了处理基材(例如半导体晶片)以除去其上放置的离子植入的光致抗蚀剂的方法，该方法包括：
一种削弱要从基材上除去的烤干的光致抗蚀剂的方法，它包括：加热光致抗蚀剂以使光致抗蚀剂的外壳和本体层的界面变形，由此使光致抗蚀剂破裂。
一种从基材上除去光致抗蚀剂的方法，它包括：从基材传导热量，以使光致抗蚀剂的外壳破裂；向光致抗蚀剂提供气溶胶，以从基材上置换出破裂的光致抗蚀剂；以及向光致抗蚀剂施加流体反应物以与之发生反应。
一种从基材上除去光致抗蚀剂的方法，它包括：从基材传导热量，以使光致抗蚀剂的外壳破裂；以及向光致抗蚀剂提供流体射流(fluid jet)，以从基材上置换出破裂的光致抗蚀剂并除去光致抗蚀剂残留物。
一种从基材上除去光致抗蚀剂的方法，它包括：向基材传导热量，以使光致抗蚀剂的外壳和本体抗蚀剂破裂；向光致抗蚀剂提供流体气溶胶或流体射流，以从基材上置换出破裂的光致抗蚀剂；以及向残留在基材上的光致抗蚀剂施加流体反应物以与之发生反应。
基材的加热会向光致抗蚀剂传导热量，使得光致抗蚀剂在发生反应时变热，这会产生内应力以使光致抗蚀剂的浮渣层或外壳破裂。所述破裂从外壳延续到下方的本体抗蚀剂，使得光致抗蚀剂更易进行后续的物理和化学除去工艺。破裂的抗蚀剂被物理地除去，然后可使用物理和化学工艺(如湿洗)来彻底地清洁光致抗蚀剂及其残留物。
本发明的这些以及其它方面、特征和实施方式将在下文中作进一步的描述。本发明的步骤的顺序也可改变。
附图说明
为了更详细地描述本发明，可参照以下简述的附图。该附图是示意性的，无需确定比例。该附图示出了本发明的各个方面或特征，可整体地或部分地说明本发明的一个或多个实施方式或实施例。
该附图公开了本发明的工艺的流程图。
具体实施方式
本发明涉及处理基材以除去其上沉积的光致抗蚀剂的方法，尤其是当光致抗蚀剂由于现有的离子植入工艺而变得形成了外壳时。举例来说，本方法可用在要制造的半导体基材的表面上或用在集成设备上(下文中称为，例如“基材”或“表面”)。
在本文中对本发明的描述中，要理解以单数形式出现的词语包括了其复数的形式，以复数形式出现的词语包括了其单数的形式，除非是不明显地或明显地可明白的，或者另有说明的。还要理解，对于本文中描述的任何给定的部件，任何列出的用于该部件的可能的替换物通常可单独使用或相互结合使用，除非是不明显地或明显地可明白的，或者另有说明的。再要理解，任何列出的这些替换物仅仅是说明性的，并非限制性的，除非是不明显地或明显地可明白的，或者另有说明的。
本文中描述的方法可用于任何需要除去光致抗蚀剂的基材。所述基材可以是任何具有表面的基材，包括半导体材料、金属或介电材料，这些仅仅是例举的。因此，虽然术语如“半导体”、“金属”、“电介质”可与基材如半导体基材或集成电路的表面结合使用，但是要理解，本文中描述的方法可与任何适宜的基材表面结合使用。虽然术语如“半导体”或“集成电路”可与基材结合使用，但是要理解，本文中描述的方法可与任何适宜的基材结合使用。仅仅是例举，合适的基材可以是硬盘介质、光学介质、砷化镓(GaAs)介质，并且合适的表面可以是任何这些基材的任何表面，如任何这些基材上的任何膜或任何层。
还要理解，在本文中，“光致抗蚀剂”或“抗蚀剂”可互换地使用，指的是施加在基材上以保护置于基材上的结构特征和部件的保护性聚合物涂层。
所述基材的表面具有附着在基材表面上的光致抗蚀剂，其耐受通过单独的物理力如低温蒸汽的置换和除去。本发明的方法用来有效地除去光致抗蚀剂，而不会损坏基材或其上的电子装置。
例举本发明的方法，在支撑件如台板或平台上设置用于加热的基材。通过较佳的是传导将热量提供或传送到基材上，即，例如将台板加热至所需的温度，并将台板所得的热量传导到基材上，接着基材将热量传导到光致抗蚀剂上。本体抗蚀剂具有从基材传导到其上的热量，并将热量进一步传导到抗蚀剂的外壳上。任何热源可与所述台板结合使用。
对光致抗蚀剂的加热也可通过对流或辐射来进行，但是通过传导来加热光致抗蚀剂是优选的方式。对基材的加热有助于通过使光致抗蚀剂的外壳和本体抗蚀剂破裂来增强除去光致抗蚀剂的能力。
将台板加热至120-350℃的温度，较佳的是170-280℃，加热时间为5秒至高达5分钟，较佳的是至多1分钟。可通过对流、辐射、传导或其组合来向基材提供热量，较佳的是热量从台板传导到基材上，从而导致以15秒-1分钟的时间将基材加热至170-280℃的温度。在加热步骤中，台板宜与其上的基材保持固定。加热宜在用氮气吹扫以避免了任何硅表面的氧化的大气压室中进行。热量宜直接从台板传导到基材，到本体抗蚀剂，然后到上面的抗蚀剂的外壳上。
光致抗蚀剂的外壳和光致抗蚀剂的本体下方的部分各自具有不同的弹性性能。即，如果外壳没有弹性的话，所述外壳基本上不具有弹性，而在离子轰击过程中被外壳保护的本体抗蚀剂是较有弹性的。向基材施加热量导致了本体抗蚀剂开始干燥并变形，由此起皱，同时上方的外壳保持坚固，因此无法变形或起皱，因为其基本上是无弹性的。这导致了应力的产生，具体是在光致抗蚀剂的外壳与本体层的界面处，由此使得光致抗蚀剂破裂。外壳层的变形导致了在外壳层中形成至少一个，最显著的是多个裂缝，在提供热量时，这些裂缝基本上向下延伸通过本体抗蚀剂达到下方的基材上。破裂通常最先发生在外壳处，但是又不限于外壳。
在外壳和本体抗蚀剂上形成的裂缝或裂纹会持续到加热停止或本体抗蚀剂的弹性完全除去。在这一阶段，硬化的浮渣层破裂，裂缝持续向下进入本体抗蚀剂，光致抗蚀剂的结构完整性被破坏，由此需要附加的步骤来从基材上除去外壳和本体抗蚀剂。抗蚀剂破裂工艺宜在大气压下进行。
接着，可通过使用气溶胶或流体射流对破裂的或断裂的外壳和本体抗蚀剂进行物理去除。所述气溶胶或流体射流步骤将除去外壳和一些本体抗蚀剂。所述气溶胶主要由夹杂在气体中的固体颗粒构成。所述固体颗粒宜为低温颗粒如氩、氮、二氧化碳或者它们的组合。或者，所述气溶胶是夹杂在气体如氮气中的液滴，或者也可在气溶胶去除步骤中使用清洁干空气(CDA)。所述流体射流包含对准基材上的液体或气体流。这一步骤持续1秒至最高5分钟。可在该步骤中发生台板的移动如旋转，甚至基材的移动如旋转。
本发明的另一个实施方式需要加热和气溶胶或流体射流施加步骤同时进行。例如，加热基材，并在加热步骤中向光致抗蚀剂施加低温气溶胶。该施加的不同的温度，有时是选择的差异很大的温度，也有助于抗蚀剂的破裂和去除。控制施加在光致抗蚀剂上的热量的温度有助于以多种方式破裂。具体地说，可保持或升高选择用于加热的温度以使抗蚀剂破裂。可降低加热的温度以使光致抗蚀剂震动，从而使其破裂。例如，温度的降低可通过将其上具有加热的抗蚀剂的基材浸在低温浴中，或对抗蚀剂进行低温喷射来完成。
可使用湿化学流体反应物从基材上除去任何残留的本体抗蚀剂或外壳。在工艺的这一阶段，通常只有本体抗蚀剂残留，因为气溶胶或者流体射流步骤已经有效地除去了断裂的外壳。可在该流体反应物步骤中使用硫酸和过氧化氢(SPM)的混合物。在该步骤中，基材的温度可以是30-190℃。可使用超音法(megasonics)进一步除去抗蚀剂的颗粒和其它污染物，并且可以最高1000转/分钟(rpm)的速度旋转基材。然后，可用去离子(DI)水冲洗基材，然后可通过旋转或向基材施加异丙醇(IPA)来干燥基材。干燥步骤进行1分钟至最长20分钟，可包括以最高1000rpm旋转基材。其它气体如清洁干空气或N2也可在工艺的这一阶段施加以干燥基材。
用于流体反应物的化学物质可包括，例如氨基乙氧基乙醇、羟胺、儿茶酚、N-甲基吡咯烷酮、氢氧化四甲铵、异丙二醇碳酸酯、四丁醇、过氧化氢、硫酸、氢氧化铵、异丙醇、泛酰醇(pantothenyl alcohol)(也称为维生素B5)、硫酸和过氧化氢的混合物(SPM)、氢氧化铵、过氧化氢和水的混合物(SC1)、或者它们的组合。
在该工艺中，气溶胶喷雾或液滴足以物理地作用于要从基材表面上除去的光致抗蚀剂上。所述气溶胶喷雾或流体射流可以是低温试剂或流体，如低温气体，包括例如二氧化碳、氩气、氮气、或者它们的任何适宜的组合。所述喷雾也可以是夹杂在气体中的液滴。
如上所述，该工艺可使用多种清洁介质，其中的一种包括具有高蒸汽压的反应试剂或流体，这将在下文中作进一步的描述。所述反应流体能与要从基材上除去的光致抗蚀剂反应。根据本发明，在清洁工艺中，以气溶胶、喷雾、液流(stream)或射流的形式向光致抗蚀剂提供反应流体。所述基材在施加反应流体的过程中可以是固定的或旋转的。基材的表面也可位于30-190℃的高温下以增强残留在基材表面的光致抗蚀剂与反应流体之间的化学反应。
所述反应试剂或流体可以是反应流体，如上所述；反应气体或蒸汽，如目前所描述的；或者两者的任何组合。下文中，仅仅为了简单明了地进行说明，反应气体可包括反应蒸汽，反应蒸汽可包括反应气体，除非另有说明或理解。所述反应流体可包括反应气体、反应蒸汽、反应液体的反应蒸汽、或者它们的任意组合，能够与要从基材表面上除去的材料进行化学反应。
如前述，根据本发明，例如以气溶胶、喷雾、液流或射流的形式将该反应流体提供到基材表面上。
实施例
实施例1
将一薄层六甲基乙硅烷(HMDS)，接着是希普利248nm DUV光致抗蚀剂旋涂(spun)在裸硅晶片上。抗蚀剂层的厚度为1μm。然后，将抗蚀剂烤干并在80keV下以1E16个原子/cm2植入砷离子。非等离子体抗蚀剂除去工艺的第一步包括在180℃下加热晶片60秒。加热使本体抗蚀剂及其外壳破裂。然后，将试样置于低温气溶胶流中，除去破裂的上方外壳以及一些本体抗蚀剂。后续的处理在80℃下通过将低容量的化学物质直接分散在残留物上60秒，接着用DI水冲洗并干燥以完全除去抗蚀剂来进行。使用的化学物质是有机溶剂如n-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲亚砜(DMSO)。
实施例2
将按上述实施例1中制备的晶片试样在180℃下加热60秒以使抗蚀剂破裂。然后，取出晶片，置于CO2低温气溶胶流中以除去破裂的抗蚀剂外壳以及一些本体抗蚀剂。气溶胶流中的处理时间为1分钟。接着，将具有残留的抗蚀剂的晶片置于110℃的5∶1的硫酸-过氧化氢混合物(SPM)的旋转喷雾中1分钟。这使得残留的抗蚀剂被彻底清除。然后，使用旋转冲洗干燥来干燥晶片，以提供清洁的硅表面。
因此，根据本发明，分开或结合使用气溶胶和湿化学步骤，以在加热后从基材表面上除去抗蚀剂材料。可同时、依次、或以它们的组合的方式进行低温清洁步骤和反应物清洁步骤。
本发明的优点在于，促进了光致抗蚀剂从基材表面上的有效去除，具体是植入了离子的光致抗蚀剂，而无需使用等离子体灰化。
要理解，本文中描述的实施方式仅仅是示例性的，在不偏离本发明的精神和范围的前提下，本领域技术人员可进行多种修改和改变。所有这些修改和改变均会落入权利要求书所限定的本发明的范围之内。

Claims (40)

1.一种削弱要从基材上除去的烤干的光致抗蚀剂的方法，它包括：加热光致抗蚀剂以使光致抗蚀剂的外壳和本体层的界面变形，以及控制用于使光致抗蚀剂破裂的加热的温度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制包括保持加热所述光致抗蚀剂的温度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制包括升高加热所述光致抗蚀剂的温度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制包括降低加热所述光致抗蚀剂的温度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述降低温度包括冷却所述光致抗蚀剂。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述冷却包括将所述光致抗蚀剂置于低温物质中。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热包括将热量传导至光致抗蚀剂。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传导热量是从支撑基材的支撑件传导。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括从基材上除去破裂的光致抗蚀剂。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加热和除去同时发生。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述除去包括向破裂的光致抗蚀剂施加流体射流以从基材上除去破裂的光致抗蚀剂。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述除去包括向破裂的光致抗蚀剂施加流体气溶胶以从基材上除去破裂的光致抗蚀剂。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述流体气溶胶包括夹杂在气体中的固体低温颗粒。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述固体低温颗粒选自氩、氮、二氧化碳、以及它们的组合。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述流体气溶胶包括夹杂在气体中的液滴。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述气体选自氮气、清洁干空气、以及它们的组合。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述流体气溶胶的施加时间为5秒至最长达5分钟。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括在施加流体射流的过程中移动基材。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括在施加流体气溶胶的过程中移动基材。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述移动包括基材的旋转移动。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述移动包括基材的旋转移动。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括向破裂的光致抗蚀剂施加流体反应物，使之与光致抗蚀剂反应。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述流体反应物选自：氨基乙氧基乙醇，羟胺，儿茶酚，N-甲基吡咯烷酮，氢氧化四甲铵，异丙二醇碳酸酯，四丁醇，过氧化氢，硫酸，泛酰醇，氢氧化铵，异丙醇，硫酸和过氧化氢的混合物，氢氧化铵、过氧化氢和水的混合物，以及它们的组合。
24.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括冲洗所述基材。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述冲洗用一种选自下组的物质进行：去离子水、有机溶剂、以及它们的组合。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，该方法还包括干燥基材。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述干燥用异丙醇进行。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述干燥还包括加热基材、使气体通过基材、以及旋转基材。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述气体包括氮气。
30.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述除去破裂的光致抗蚀剂是在不高于使光致抗蚀剂破裂的温度的温度下进行的。
31.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热是在120-350℃的温度下进行的。
32.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烤干的光致抗蚀剂是植入了离子的光致抗蚀剂。
33.如权利要求22所述的方法，其特征在于，该方法还包括在施加流体反应物的过程中旋转基材。
34.如权利要求22所述的方法，其特征在于，向所述光致抗蚀剂提供所述流体反应物15秒至5分钟。
35.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热光致抗蚀剂是在氮气环境中进行的。
36.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述破裂最初在外壳处发生。
37.一种从基材上除去光致抗蚀剂的方法，它包括：从基材传导热量，以使光致抗蚀剂的外壳破裂；向光致抗蚀剂提供气溶胶，以从基材上置换出破裂的光致抗蚀剂；以及向光致抗蚀剂施加流体反应物以与之发生反应。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在支撑件上支撑基材，以及将热量提供至支撑件以向基材传导热量。
39.一种从基材上除去光致抗蚀剂的方法，它包括：从基材传导热量，以使光致抗蚀剂的外壳破裂；以及向光致抗蚀剂提供流体射流，以从基材上置换出破裂的光致抗蚀剂并除去光致抗蚀剂残留物。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在支撑件上支撑基材，以及将热量提供至支撑件以向基材传导热量。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7334918B2 (en) * 2003-05-07 2008-02-26 Bayco Products, Ltd. LED lighting array for a portable task light
JP2007232901A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Fujitsu Ltd フォトレジスト膜等の除去工程を有する半導体装置の製造方法及びフォトレジスト膜除去装置
JP4961805B2 (ja) * 2006-04-03 2012-06-27 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置の製造方法
KR100971324B1 (ko) * 2008-08-21 2010-07-20 주식회사 동부하이텍 웨이퍼의 이온 차징 방지를 위한 사진공정방법 및 웨이퍼 쿨링 유니트
KR20100028367A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
US8216384B2 (en) * 2009-01-15 2012-07-10 Intermolecular, Inc. Combinatorial approach to the development of cleaning formulations for wet removal of high dose implant photoresist
JP2011171691A (ja) * 2010-01-21 2011-09-01 Tohoku Univ マイクロ・ナノソリッド利用型半導体洗浄システム
JP5657318B2 (ja) * 2010-09-27 2015-01-21 富士フイルム株式会社 半導体基板用洗浄剤、これを利用した洗浄方法及び半導体素子の製造方法
US8664014B2 (en) 2011-11-17 2014-03-04 Intermolecular, Inc. High productivity combinatorial workflow for photoresist strip applications
CN103295936B (zh) * 2012-02-29 2016-01-13 斯克林集团公司 基板处理装置及基板处理方法
WO2014164493A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Methods for removing photoresist from substrates with atomic hydrogen
US9406525B2 (en) * 2013-11-15 2016-08-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method for semiconductor manufacturing
JP6501519B2 (ja) * 2014-12-26 2019-04-17 芝浦メカトロニクス株式会社 多層レジストの除去方法、およびプラズマ処理装置
US9685330B1 (en) * 2015-12-15 2017-06-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3795975A (en) * 1971-12-17 1974-03-12 Hughes Aircraft Co Multi-level large scale complex integrated circuit having functional interconnected circuit routed to master patterns
JP3009438B2 (ja) * 1989-08-14 2000-02-14 株式会社日立製作所 液晶表示装置
US5315793A (en) * 1991-10-01 1994-05-31 Hughes Aircraft Company System for precision cleaning by jet spray
JPH0697062A (ja) * 1992-09-10 1994-04-08 Toshiba Lighting & Technol Corp 有機物除去装置
JP2764690B2 (ja) * 1994-05-20 1998-06-11 東京エレクトロン株式会社 アッシング方法及びアッシング装置
US5967156A (en) * 1994-11-07 1999-10-19 Krytek Corporation Processing a surface
US5792275A (en) * 1995-06-06 1998-08-11 International Business Machines Corporation Film removal by chemical transformation and aerosol clean
US5613293A (en) * 1995-06-07 1997-03-25 Seagate Technology, Inc. Method of making a smooth topography head/disk interface surface on a head with patterned pole
US6404615B1 (en) * 2000-02-16 2002-06-11 Intarsia Corporation Thin film capacitors
US6500758B1 (en) * 2000-09-12 2002-12-31 Eco-Snow Systems, Inc. Method for selective metal film layer removal using carbon dioxide jet spray
US6852173B2 (en) * 2002-04-05 2005-02-08 Boc, Inc. Liquid-assisted cryogenic cleaning
KR100505693B1 (ko) * 2003-06-26 2005-08-03 삼성전자주식회사 미세 전자 소자 기판으로부터 포토레지스트 또는 유기물을세정하는 방법
US7018928B2 (en) * 2003-09-04 2006-03-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Plasma treatment method to reduce silicon erosion over HDI silicon regions

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