CN105023841B - 一种晶圆表面撕金去胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆表面撕金去胶方法，属于半导体去胶技术以及晶圆表面金属剥离技术领域。该方法首先利用向晶圆表面喷射高压NMP的方式去除晶片表面残余光刻胶和金属，然后利用IPA溶解去除去胶后晶圆表面的NMP。本去胶方法适用于全自动晶圆表面去胶生产过程中的晶圆表面去胶和金属剥离工艺过程。本方法通过喷洒去胶液的方式，去除晶圆表面多余光刻胶；通过高压喷射的方式，剥离晶圆表面多余金属。本方法包括了去胶液的去除方法，以及晶圆背面的防护方法，以适用机械手取送晶圆，提高产能。

Description

一种晶圆表面撕金去胶方法
技术领域
本发明涉及半导体去胶技术以及晶圆表面金属剥离技术领域，具体涉及一种晶圆表面撕金去胶方法。
背景技术
目前，晶圆表面光刻胶的去除方法分为干法去胶和湿法去胶。其中，干法去胶是通过氧原子与光刻胶在等离子体环境中发生反应来去除光刻胶的。在干法去胶过程中，离子的轰击有时会造成硅片上器件的损伤。同时晶圆上需要去除的大部分无机材料不能被等离子体变成挥发性的物质而去除，单独的干法去胶是不能有效清除晶圆表面残留物的。湿法去胶是通过化学药液去除晶圆表面难以去除的光刻胶残留物。由于光刻胶的表面必须在氟基或氯基气体中进行加固处理，这使得光刻胶在大部分湿法去胶中难以溶解。同时上述两种去胶方法的工艺时间较长，不利于产能的提高。
发明内容
为克服现在去胶方法的不足之处，本发明的目的在于提供一种晶圆表面撕金去胶方法。
本发明的技术方案如下：
一种晶圆表面撕金去胶方法，该方法首先利用向晶圆表面(正面)喷射高压NMP(N-甲基吡咯烷酮)的方式去除晶片表面残余光刻胶和金属，然后利用IPA(异丙醇)溶解去除去胶后晶圆表面的NMP。该方法具体包括如下步骤：
(1)去胶工艺过程：晶圆以1500rpm的速度匀速旋转，向晶圆表面喷射高压NMP，晶圆表面光刻胶在高压NMP(高压NMP的喷射压力为5-25MPa，流量大小为0.5-2L/min)的冲击下被击穿、剥离，喷射时间为20-150s(胶膜厚度小于3μm)；
(2)冲洗：经步骤(1)处理后的晶圆，用常压NMP(流量为大小为5-500mL/min)对晶圆表面进行冲洗，去除晶圆表面的残胶和金属屑；
(3)清洗工艺过程：晶圆以1500rpm的速度匀速旋转，先向晶圆表面喷洒IPA，其目的在于去除晶圆正面沾染的NMP液体；再向晶圆表面喷洒去离子水，其目的在于清洁晶圆表面杂质；最后向晶圆表面喷洒氮气，其目的在于吹干晶圆表面。
上述步骤(1)和步骤(2)过程中，持续向晶圆背面喷射氮气，喷射压力为0.1-0.5MPa，可连续调整，以防止晶圆背面沾染NMP液体(去胶液)。
本发明方法中，首先，由机械手将晶圆从片盒传送到去胶单元，进行去胶工艺过程和冲洗过程；然后，再由机械手将晶圆从去胶单元去送到清洗单元进行清洗艺过程，最后，由机械手将晶圆从清洗单元去送回片盒，完成撕金去胶工艺。
所述去胶单元与清洗单元相互独立，去胶用NMP可回收利用。
本发明所产生的有益效果及优点如下：
1、本发明去胶方法适用于全自动晶圆表面去胶生产过程中的晶圆表面去胶工艺过程。本方法通过喷洒去胶液的方式，去除晶圆表面多余光刻胶；通过高压喷射的方式，剥离晶圆表面多余金属。
2、本发明方法包括了去胶液的去除方法，以及晶圆背面的防护方法，以适用机械手取送晶圆，提高产能。
3、本发明去胶单元的作用是去除晶圆表面残留光刻胶，剥离晶圆表面残留金属；清洗单元的作用是去除晶圆表面的去胶液同时清洁晶圆表面。
4、本发明工艺的操作位置分为去胶单元和清洗单元，晶圆在两单元间由一机械手传递，两单元相互独立能够便于去胶液的回收利用。
附图说明
图1为工艺单元布置示意图；
图2为撕金去胶工艺过程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明工艺的操作位置分为去胶单元和清洗单元，两单元相互独立，晶圆在两单元间由一机械手传递。
图2为本发明晶圆表面撕金去胶工艺过程流程图，首先由机械手将晶圆从片盒传送到去胶单元，进行去胶的工艺过程；去胶工艺过程为：
晶圆以1500rpm的速度匀速旋转，向晶圆表面喷射高压NMP；晶圆表面光刻胶在高压NMP(压力大小为15MPa，流量大小为1L/min)的冲击下被击穿、剥离，去胶时间为25s(胶膜厚度小于3μm)。
去胶工艺过程后进行冲洗过程，用常压NMP(流量为大小为500mL/min)对晶圆表面进行冲洗，去除晶圆表面的残胶和金属屑。
在上述去胶工艺过程和冲洗过程中，向晶圆背面持续喷氮气，喷射压力为0.3MPa，防止晶圆背面沾染NMP液体。
然后，再由机械手将晶圆从去胶单元去送到清洗单元进行清洗过程，在此步骤中，晶圆以1500rpm的速度匀速旋转，先向晶圆表面喷洒IPA(流量为大小为1L/min)，时长为15s，其目的在于去除晶圆正面沾染的NMP液体；再向晶圆表面喷洒去离子水(流量为大小为1L/min)20s，其目的在于清洁晶圆表面杂质；最后向晶圆表面喷洒氮气，其目的在于吹干晶圆表面；最后，由机械手将晶圆从清洗单元去送回片盒，完成撕金去胶工艺。

Claims (6)

1.一种晶圆表面撕金去胶方法，其特征在于：该方法首先利用向晶圆表面喷射高压NMP的方式去除晶片表面残余光刻胶和金属，然后利用IPA溶解去除去胶后晶圆表面的NMP；该方法具体包括如下步骤：
(1)去胶工艺过程：晶圆以1500rpm的速度匀速旋转，向晶圆表面喷射高压NMP，晶圆表面光刻胶在高压NMP的冲击下被击穿、剥离；所述高压NMP的喷射压力为5-25MPa，流量大小为0.5-2L/min，喷射时间为20-150s；
(2)冲洗：经步骤(1)处理后的晶圆，用常压NMP对晶圆表面进行冲洗，去除晶圆表面的残胶和金属屑；
(3)清洗工艺过程：晶圆以1500rpm的速度匀速旋转，先向晶圆表面喷洒IPA，其目的在于去除晶圆正面沾染的NMP液体；再向晶圆表面喷洒去离子水，其目的在于清洁晶圆表面杂质；最后向晶圆表面喷洒氮气，其目的在于吹干晶圆表面。
2.根据权利要求1所述的晶圆表面撕金去胶方法，其特征在于：步骤(2)中，所述常压NMP的流量为5-500mL/min。
3.根据权利要求1所述的晶圆表面撕金去胶方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)过程中，持续向晶圆背面喷射氮气，喷射压力为0.1-0.5MPa，防止晶圆背面沾染NMP液体。
4.根据权利要求1所述的晶圆表面撕金去胶方法，其特征在于：该方法中，首先，由机械手将晶圆从片盒传送到去胶单元，进行去胶工艺过程和冲洗过程；然后，再由机械手将晶圆从去胶单元去送到清洗单元进行清洗工艺过程，最后，由机械手将晶圆从清洗单元去送回片盒，完成撕金去胶工艺。
5.根据权利要求4所述的晶圆表面撕金去胶方法，其特征在于：所述去胶单元与清洗单元相互独立，去胶用NMP可回收再利用。
6.根据权利要求1所述的晶圆表面撕金去胶方法，其特征在于：所述晶圆表面光刻胶胶膜的厚度小于3μm。
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