CN105531042A - 使用改进的化学品来去除光致抗蚀剂的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本文中所公开的技术包括在不使用高浓度的有毒化学品以及不需要频繁的浴更换的情况下用于从衬底剥除抗蚀剂的方法和设备。技术包括使用在没有充分溶解抗蚀剂的情况下剥离抗蚀剂的化学品，配合使用机械搅拌和高速流体流动来将所去除的抗蚀剂机械地破碎成小颗粒。然后可以通过高流量循环将抗蚀剂颗粒从晶片的附近去除出加工槽。接着可以对循环流进行过滤以从循环流体去除抗蚀剂颗粒并且将循环流再引入到加工槽中。过滤系统还可以在循环期间或循环停止时将颗粒从过滤器去除。

Description

使用改进的化学品来去除光致抗蚀剂的方法和设备

背景技术

本发明涉及包括对半导体衬底和晶片进行加工的衬底加工。

当通过例如光刻工艺来加工半导体晶片时，在晶片的表面上形成光致抗蚀剂膜。使晶片的涂覆有抗蚀剂膜的表面进行曝光成为期望的图案。然后，经曝光的晶片经历显影工艺以通过去除抗蚀剂的部分来使图案的图像显现。取决于所使用的是正性抗蚀剂还是负性抗蚀剂，待去除的这些部分可以是抗蚀剂暴露于光的部分或者是抗蚀剂不受光照的部分。

清洗设备可以用于去除抗蚀剂膜的不必要部分。清洗设备可以使用各种喷射技术或浸没技术来去除该不必要部分。结果得到经图案化的抗蚀剂掩模，该经图案化的抗蚀剂掩模可以用于多种后续的制造步骤。例如，一个或更多个等离子体蚀刻步骤可以将抗蚀剂中的图案转移至下面的层。最后，经图案化的抗蚀剂掩模或层需要从晶片被清洗或者去除以继续制造，该制造可以包括另外的光刻步骤，并且因此可以重复抗蚀剂图案化、部分去除和完全去除。

发明内容

用于去除抗蚀剂(包括针对先进封装应用去除相对厚的抗蚀剂)的常规技术包括使用旋转碗状件系统(spinbowlsystem)或浸渍槽。在任一设备中，去除涉及使用完全溶解抗蚀剂的化学品。完全溶解抗蚀剂是防止抗蚀剂残留物再沉积以及防止抗蚀剂阻塞过滤器的常规技术。

常规的剥除(stripping)化学品和技术具有缺点。例如，完全溶解抗蚀剂的常规化学品通过与抗蚀剂起化学反应来起作用。该反应会引起抗蚀剂剥除化学品自身的化学变化，这会降低剥除效力。因此，包含完全溶解化学品的浴受限于在浴变得无效并且需要被完全更换之前可以加工的晶片数目。完全更换化学品浴可能是昂贵的。常规剥除化学品的另一缺点在于这样的化学品是高毒性的。通常完全溶解抗蚀剂的剥除化学品包含相对高浓度的四甲基氢氧化铵(TMAH)。TMAH经常与二甲基亚砜(DMSO)结合以渗透入抗蚀剂聚合物。这样的化学品对工作人员造成危险并且使用之后的处理是昂贵的。因此，期望具有不受限于化学品与光致抗蚀剂之间的反应的抗蚀剂剥除设备和工艺。还期望使用较小毒性的“绿色”化学品或相对较安全的化学品来替代有毒的化学品。

本文中所公开的技术包括在不使用高浓度的有毒化学物质并且在不需要频繁的浴更换的情况下从衬底剥除抗蚀剂的方法和设备。技术包括使用剥离(liftoff)抗蚀剂而未充分溶解抗蚀剂的化学品，配合使用机械搅拌将所去除的抗蚀剂的片机械破碎成小颗粒。然后可以通过高速流动循环来将抗蚀剂颗粒从晶片附近去除出加工槽。然后可以对循环流进行过滤以从循环流体去除抗蚀剂颗粒并且将循环流体再引入到加工槽中。过滤系统还可以在循环期间或循环停止时从过滤器去除颗粒。

一个实施方案包括从衬底去除抗蚀剂膜的方法。该方法可以包括在加工槽中准备液浴。液浴包含剥离化学品，当该剥离化学品与给定的抗蚀剂层流体接触时，该剥离化学品会降低给定的抗蚀剂层对给定的表面的粘附性。在包含剥离化学品的液浴中设置有具有抗蚀剂膜的衬底。充分地物理搅拌液浴使得抗蚀剂膜与衬底分离并且使抗蚀剂膜机械地破碎成抗蚀剂颗粒，其中少于约10％的抗蚀剂膜溶解在液浴中。流中携带有抗蚀剂颗粒的液浴流出加工槽。然后可以从液浴中过滤抗蚀剂颗粒使得液浴可以返回至加工槽以便重复使用。

另一实施方案包括用于从衬底去除抗蚀剂膜的设备。该设备可以包括多个部件。加工槽被配置成容纳液浴。多个衬底保持器被配置成将多个衬底保持在加工槽内，使得在液浴充满加工槽的情况下所述多个衬底被浸没。搅拌构件的阵列设置在加工槽内，其中每个搅拌构件包括剪切板。每个剪切板设置成与相应的衬底保持器相邻，使得在多个衬底被保持在加工槽内的情况下每个剪切板保持距相应衬底的表面预定的距离。搅拌构件的阵列连接至搅拌机构，该搅拌机构被配置成使每个剪切板移动并且在所述多个衬底的表面处产生湍流。连接的循环系统被配置成使液浴从加工槽中的流体出口流动通过过滤系统，然后经由流体入口进入加工槽。过滤系统可以包括两个或更多个流动路径，使得可以在不停止循环的情况下清洗过滤器。

当然，为了清楚起见，已经提出本文中所描述的不同步骤的讨论顺序。通常，可以以任意合适的顺序来执行这些步骤。另外，虽然可以在本公开内容的不同位置处讨论本文中的每个不同的特征、技术、配置等，但是旨在使每个构思可以彼此单独地执行或彼此结合执行。因此，可以以许多不同的方式来实施以及考虑本发明。

注意，本发明内容部分未指定本公开内容或所要求保护的本发明的每一个实施方案以及/或者增加的新颖方面。而是，本发明内容仅提供了对不同实施方案的初步讨论以及超越常规技术的相应新颖点。对于本发明和实施方案的另外的细节和/或可能的设想，读者可以将注意力关注在如下面进一步讨论的本公开内容的具体实施方式部分和相应附图上。

附图说明

参照结合附图考虑的下面的详细描述，本发明的各个实施方案的更完全的理解和本发明的许多伴随优点将变得非常明显。附图不一定按比例绘制，而将重点放在说明特征、原理和构思上。

图1是示出了根据本文中所公开的实施方案的抗蚀剂去除设备的仪器和工艺流程的示意图。

图2是根据本文中所公开的实施方案的抗蚀剂去除设备的过滤系统部件的示意图。

图3是根据本文中所公开的实施方案的抗蚀剂去除设备的过滤单元的示意图。

图4是根据本文中的实施方案的保持衬底的多个衬底保持器的透视图。

图5是根据本文中的实施方案的搅拌构件和剪切板的阵列的透视图。

图6是根据本文中的实施方案的用于从衬底去除抗蚀剂膜的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本文中所公开的技术包括在不使用高浓度的有毒化学品并且不需要频繁的浴更换的情况下从衬底剥除抗蚀剂的方法和设备。技术包括使用剥离抗蚀剂而未充分溶解抗蚀剂的化学品，配合使用机械搅拌将所去除的抗蚀剂的片机械地破碎成小颗粒。然后可以通过高流动循环来将抗蚀剂颗粒从晶片附近去除出加工槽。然后可以对循环流进行过滤以从循环流体去除抗蚀剂颗粒并且将循环流再引入到加工槽中。过滤系统还可以在循环期间或循环停止时从过滤器去除颗粒。

半导体制造通常涉及产生经图案化的抗蚀剂膜，然后在使用给定的图案之后去除抗蚀剂膜。厚的抗蚀剂膜和负性抗蚀剂膜经常用于封装应用和其他的高纵横比的应用中。然而，这些厚的抗蚀剂膜可能极难去除。常规技术涉及使用溶解抗蚀剂的化学品，但是该化学品是高毒性的。例如，常规的化学品可以包含5％的TMAH和80％的DMSO。此外，晶片处于这样的溶解化学品中的时间越长，金属腐蚀的机率就越大。

本文中的技术提供了一种使用与溶解抗蚀剂的常规化学品相比“绿色”的或毒性大幅降低的化学品来去除抗蚀剂膜的方法和设备。剥离抗蚀剂而不使抗蚀剂溶解的化学品可从包括印第安纳波利斯的Dyanaloy、宾夕法尼亚州阿伦敦的IN和AirProducts的多家化学公司得到。这些剥离化学品可以包含渗入聚合物链并导致聚合物膨胀并且使对表面的粘附性降低的材料。换言之，这样的剥离化学品通过使给定的抗蚀剂膜剥落或与给定的表面分离来起作用。给定的剥离化学品可以包含针对特定类型的抗蚀剂所选择的组成成分。通过非限制性实例的方式，剥离化学品可以由质子有机溶剂与包含路易斯碱的另外溶剂的混合物组成，其可以以溶解或取代的方式包括含有诸如胺、酰亚胺或酰胺的氮基团的化合物。可替选地，剥离化学品可以是高pH水基溶液。通常，可以配制并且最优化所使用的化学品以去除特定的光致抗蚀剂。

本文中的技术将该剥离化学品与剧烈的搅拌结合，这导致抗蚀剂以层或块(clumps)的形式剥落，有时卷成球状，然后破碎成较小的机械颗粒(mechanicalparticle)。本文中的技术包括使用流过或横跨晶片的相对强的流。配合强烈搅拌的该强流有助于将抗蚀剂破碎成颗粒并且有助于防止抗蚀剂颗粒的再沉积。注意，引起对表面的粘附性降低的剥离化学品不同于使抗蚀剂成为凝胶(这表示部分溶解)的化学品。

现在参考图1，示意图中示出了用于从衬底去除抗蚀剂膜的示例性设备。该设备包括多个特征和部件。加工槽105被配置成容纳液浴110。多个衬底保持器112被配置成在加工槽105内保持多个衬底115，使得在液浴110充满加工槽105的情况下多个衬底115被浸没。搅拌构件118的阵列设置在加工槽105内。每个搅拌构件118包括剪切板119，其中每个剪切板设置成与相应的衬底保持器112相邻，使得在多个衬底115被保持在加工槽105内的情况下每个剪切板119保持距相应衬底的表面预定的距离。搅拌构件118的阵列可以连接至搅拌机构(未示出)，该搅拌机构被配置成使每个剪切板移动并且在所述多个衬底的表面处产生湍流。例如，搅拌机构可以引起剪切板快速地上下移动。剪切板可以包括例如翅片的物理部件，当剪切板在液浴110内快速移动时，所述物理部件会产生湍流。

为了方便描述实施方案，图1将所述多个衬底保持器以及搅拌机构的阵列示出为单个保持器和单个剪切板。为了有效地去除抗蚀剂，可以使用单个衬底保持器、衬底和剪切板来使抗蚀剂去除设备和方法起作用。然而，可以通过批处理执行抗蚀剂去除操作来增加生产量(throughput)。图4是示例性多个衬底保持器的透视图，其中每个保持器保持相应衬底。图5示出了搅拌构件和剪切板的示例性阵列。注意，每个剪切板设置成与剩余的剪切板平行，其中每个剪切板设置成距相邻的剪切板预定的距离。剪切板之间的间隙使得多个衬底能够设置在剪切板的阵列之间。可以构造出的各种引导件可以用于防止剪切板与衬底的表面物理接触。搅拌机构的阵列和多个衬底保持器的更详细的描述可以在于2012年6月4日提交的题目为“ParallelSingleSubstrateProcessingAgitationModule”的美国专利申请公开第2012-0305193号中得到，该公开的全部内容通过引用合并到本文中。

设备可以包括循环系统。该循环系统可以被配置成：使液浴从加工槽105中的流体出口121流动通过过滤系统，然后经由流体入口122进入加工槽105。循环系统可以包括多个导管和阀130。加工槽和循环系统可以被配置成在循环系统使液浴循环的情况下产生流体的下向流。例如，泵127产生从流体出口121到流体入口122的流体流。加工槽105可以包括引导槽中的流体并且使加工槽内的流体具有横跨剪切板119和衬底115的大体向下的流动路径的流动板125或者其他流体管理结构。在一些实施方案中，流量可以相对高并且足以帮助将抗蚀剂膜破碎成颗粒。高流量还可以防止抗蚀剂颗粒在衬底表面上再沉积。该高流量有助于将抗蚀剂颗粒移出加工槽。注意，该下向流不需要被限制成顶至底的流，而可以是底至顶或侧至侧的流动。

循环系统可以包括多种另外的部件。例如，化学品源132可以用于在耗尽时例如通过开口阀130b将另外的化学品和/或液浴流体添加至循环系统。注意，阀130(具有相应的参考字母)可以打开或关闭用以更改流动路径，以及用以从循环系统添加流体或从循环系统移除流体。循环系统可以包括流量计136以及一个或更多个压力传感器(未示出)。加热器138可以用于将液浴维持在例如对于抗蚀剂去除来说最佳的温度的预定的温度下。

过滤系统可以与循环系统整合。过滤系统可以包括用于捕获抗蚀剂颗粒并且从液浴去除抗蚀剂颗粒的一个或更多个过滤器。可以使用任意数目的过滤器。图1的实例使用了两个过滤系统。存在第一(粗)过滤器141和下游的第二(细)过滤器142。粗过滤器可以包含金属网型膜。当流体流携带抗蚀剂颗粒排出加工槽时(通过循环液浴)，抗蚀剂颗粒首先或主要地被粗过滤器捕获，然后使用细过滤器来去除剩下的颗粒。细过滤器相对于粗过滤器较细，使得细过滤器可以捕获穿过粗过滤器而未被捕获的颗粒。通过非限制性实例的方式，细过滤器可以收集直径大于约1微米(μm)的颗粒，而粗过滤器收集直径大于约40μm的颗粒。可以对过滤器141和142进行定期地清洗。一种方法是手动更换过滤器。虽然手动的过滤器更换可以是有效的，但是这样的维护通常涉及在更换过滤器的同时要关闭抗蚀剂去除设备(工具)，这意味着较低的生产量以及较高的服务和部件成本。

然而，本文中的技术包括自清洗过滤系统。该自清洗机构包括回流机构，该回流机构被配置成使液浴的流动反转通过循环系统的一部分以清洗给定的过滤器，并且将从过滤器去除的颗粒排入排放装置129。在示例性过滤系统中，通过回流操作仅清洗了粗过滤器141。这是因为给定的粗过滤器能够收集大部分的抗蚀剂颗粒。为了执行回流操作，使用气体蓄积器134或其他加压气体输送系统。气体源135可以在足以产生具有足够的力来使抗蚀剂颗粒从过滤器移除(dislodge)的回流的压力下将例如氮气的气体提供给气体蓄积器134。在执行回流操作之前，可以关闭特定的阀，例如130d、130e、130c、130g和130i。在气体蓄积器134与粗过滤器141之间是流体单元144。流体单元144可以是按照容纳用于清除粗过滤器141所捕获的抗蚀剂颗粒的足够体积的液浴的尺寸的流体容纳部。通过非限制性实例的方式，流体单元144中可以容纳0.5升至1.5升。虽然加压气体被输送至过滤系统，但是该加压气体主要用于推动流体以与循环系统中的流体流相反的方向通过粗过滤器141。可以在回流操作期间打开阀130f，使得流体和累积的抗蚀剂颗粒(从过滤器移除的)流向排放装置129。当完成回流操作时，关闭阀130f和130h，然后打开阀130i和130d使得液浴循环可以继续。这样的过滤器自清洗操作的优点在于整个液浴流体的相对小的部分从循环系统损失。在一些应用中，少于一升或少于百分之五或百分之十的液浴损失。化学品源132可以补充损失的液体，然后抗蚀剂去除设备可以在剥除化学品的损失最小的情况下对一批新的具有待去除的抗蚀剂膜的衬底继续去除抗蚀剂。与例如抗蚀剂溶解化学品的常规技术形成对比，这样的常规浴在加工随后的一批晶片之前需要被完全更换，这显著增加了操作的成本。

现在参考图2，在其他实施方案中，过滤系统包括阀机构，该阀机构将流体流从第一过滤流动路径171切换成第二过滤流动路径172。每个过滤流动路径包括回流机构，该回流机构被配置成使液浴的流动反转通过第一流动路径中的一个或更多个过滤器并且进入对应的排放装置，同时第二流动路径保持为打开的流动路径。第一过滤流动路径171包括图1的过滤部件。第二过滤流动路径包括含粗过滤器151、流体单元154和细过滤器152的相同(duplicate)部件组。具有两个或更多个流动路径可以增加系统的可利用性，原因是在抗蚀剂去除操作期间，一个流动路径可以对液浴进行有效地过滤，同时在可替选的流动路径中对一个或更多个过滤器进行冲洗。在图2中，阀130d和130k控制向相应流动路径的流。在示例性操作中，流动路径172需要清洗过滤器151。为了对该过滤器进行清洗，关闭阀130k、130n和130t。打开接通排放装置129的阀130m。当打开阀130q时，加压空气将容纳于流体单元154中的流体以反方向推进通过过滤器151，从而将累积的抗蚀剂颗粒冲洗出循环系统，然后进入废弃流体容器。废弃流体可以根据加压空气、使用重力和/或真空泵来流动至对应的排放装置，以有助于排空排放线。在此回流操作之后，液浴将从流动路径172消失。然后打开交叉阀130t，以使用液浴110再充满流动路径172。流动路径172现在准备好用于过滤循环。当为了清洗过滤器而关闭流动路径171时，可以打开流动路径172以保持系统的可利用性。注意，取决于充分清洗特定的过滤器所需要的冲洗量，可以在重新打开给定的过滤器路径之前执行一次或更多次的回流冲洗操作。

图3示出了可以在替代方案中使用的示例性过滤单元180。通常，过滤单元180示出了除回流操作之外的可以使用的另外的过滤清洗机构。该清洗机构可以包括刮除机构，该刮除机构被配置成从给定的过滤器刮除抗蚀剂残留物并且使该抗蚀剂残留物进入对应的排放装置。取决于所选择的具体的抗蚀剂和所选择的具体的剥离化学品，溶解在剥离化学品中的抗蚀剂的量可以变化。通过非限制性实例的方式，一些抗蚀剂和剥离化学品的结合可能使1％的抗蚀剂被溶解，而其他结合可以使10％的抗蚀剂被溶解。在相对较大量的抗蚀剂被溶解的情况下，抗蚀剂会变成可能阻塞过滤器的凝胶状残留物。给定的回流操作通常可以更有效地从过滤器去除未溶解的抗蚀剂颗粒。溶解或部分溶解的抗蚀剂可以形成粘附于过滤器的凝胶状物质。可以通过手动或自动刮除来实现该凝胶状抗蚀剂的去除。

图3示出了物理去除附着于过滤器表面的任意抗蚀剂残留物的示例性自动刮除机构的截面。过滤单元180包括含有过滤器元件140的过滤器壳体181。过滤器元件140捕获液浴中流过循环系统的抗蚀剂颗粒和抗蚀剂凝胶。液浴经由入口182进入，穿过过滤器元件140，然后经由出口183排出。示出抗蚀剂凝胶残留物148附着于过滤器元件140的部147。经由刮刀环187来从过滤器元件140去除抗蚀剂凝胶残留物148。在此示例性附图中示出刮刀环187沿向下的方向移动。刮刀环187可以直接通过o型环密封件耦合至外部运动控制或者例如通过磁耦合间接耦合至外部运动控制。注意，在刮刀环187上方的过滤器元件140的部146是过滤器元件140的不具有所示的抗蚀剂凝胶的清洗后的区域。当刮刀环187移动跨过滤器元件140时，抗蚀剂凝胶149经由出口185向排放装置129移动。然后可以从循环系统去除、处理和/或以其他方式丢弃该抗蚀剂凝胶。

注意，该刮除操作可以与回流操作结合或分开执行。可以按需求或基于预定的计划来执行过滤器刮除(通过物理接触的抗蚀剂去除)。注意，刮刀环可以用于圆柱型过滤器元件，但是该配置不受限制。例如，对于平面过滤器元件，可以使用线型刮刀。为了偶尔的手动清洗，过滤系统是可移除的，但是回流过滤器清洗和机械式的过滤器元件刮除的结合可以增加液浴的寿命，并且充分延长了任意手动清洗和/或过滤器更换之间的时间长度。

现在参考图6，流程图公开了包括从衬底去除抗蚀剂膜的方法的另一实施方案。

在步骤610中，在加工槽中准备液浴。液浴包含剥离化学品，当该剥离化学品与给定的抗蚀剂层流体接触时，剥离化学品降低给定的抗蚀剂层对给定的表面的粘附性。该液浴可以例如是剥除化学品，该剥除化学品主要通过降低抗蚀剂聚合物对例如通过旋涂或干法施用技术在其上施加抗蚀剂的表面的粘附性来起作用。用于降低粘附性的机构可以取决于选自化学制造商的特定的抗蚀剂。例如，一些剥离化学品可以使抗蚀剂膨胀或收缩，使得抗蚀剂剥落(或者可以使用物理搅拌来剥落)。加工槽可以是被配置成容纳抗蚀剂剥除化学品、衬底和搅拌构件的任意槽。实施方案可以包括在半导体制造工具中使用的加工槽。在一些实施方案中，准备液浴可以包括该液浴具有浓度小于约3％或2％的四甲基氢氧化铵(TMAH)。还可以在没有添加DMSO的情况下准备液浴。液浴可以是水溶液或基于溶剂的溶液。

在步骤620中，在包含剥离化学品的液浴中设置具有抗蚀剂膜的衬底(或多个衬底)。例如，衬底保持器和传送机构将一个或更多个衬底从存储容器或箱(pod)移动至加工槽。抗蚀剂膜可以是例如正性或负性的任意的常规抗蚀剂膜。抗蚀剂膜可以是光致抗蚀剂、远紫外抗蚀剂或其他辐射敏感的抗蚀剂。在去除时，抗蚀剂膜可能已经被暴露于辐射且不再光敏感。

在步骤630中，对液浴进行充分地物理搅拌，使得抗蚀剂膜与衬底分离，并且将抗蚀剂膜机械地破碎成抗蚀剂颗粒，其中小于约10％的抗蚀剂膜溶解在液浴中。例如，剪切板或剪切板阵列剧烈地上下(或侧至侧等)移动，使得与抗蚀剂膜接触的液浴产生有助于从衬底去除抗蚀剂膜并且使抗蚀剂膜破碎成相对小的颗粒的有力流或湍流。搅拌构件还可以将分离的抗蚀剂膜部分直接破碎成颗粒。

在步骤640中，液浴流出加工槽，使得抗蚀剂颗粒从加工槽去除。一个或更多个泵可以有助于产生循环。

在步骤650中，使液浴循环或者穿过过滤系统然后返回进入加工槽。过滤系统去除抗蚀剂颗粒，使得干净的抗蚀剂剥除化学品返回加工槽并且流动横跨衬底直到抗蚀剂膜被完全去除为止。通过过滤系统使液浴循环可以包括具有第一流动路径和第二流动路径的过滤系统，该过滤系统被配置成使得流动在第一流动路径与第二流动路径之间可切换。这样的可切换的流动路径增加了系统的可利用性。第一流动路径和第二流动路径中的每一个均可以包括第一过滤器和第二过滤器，其中第二过滤器相对于第一过滤器是较细的过滤器。取决于过滤器的特性，采用这样的过滤器的组合，第一过滤器可以捕获大量抗蚀剂颗粒。

方法可以包括采用回流操作从给定的流动路径清洗至少一个过滤器。回流操作可以包括使用气压来使液浴的流动反转通过给定的过滤器并且进入对应的排放装置。回流操作可以使用的液浴的体积小于在加工槽和过滤系统中的液浴的总体积的约10％。换言之，与回流操作之前的体积相比，在回流操作之后在加工槽中保留的液浴的体积可以大于约90％。除了(或替代)回流过滤器清洗，替代方法可以包括采用机械刮除操作从给定的流动路径清洗至少一个过滤器。这些清洗方法中的任一种方法可以用于单个流动路径过滤系统或具有多个流动路径的过滤系统。

在一些实施方案中，循环系统可以保持大于约10升每分钟的循环流量，而在其他实施方案中，循环系统可以保持大于约30升每分钟的循环流量。这样的流量显著大于常规抗蚀剂剥除方法的流量。使液浴循环可以包括产生通过加工槽的液浴的下向流的循环路径，使得流体大体上沿一个方向流动跨过衬底表面。

在从衬底去除抗蚀剂膜的替代方法中，该方法包括将多个衬底浸没在浴中。每个衬底具有抗蚀剂膜。浴包含降低抗蚀剂膜对每个衬底的粘附性的剥离化学品。经由搅拌构件的阵列来物理搅拌浴。每个搅拌构件被设置成与所述多个衬底中的给定的衬底相邻，使得抗蚀剂膜从每个衬底分离并且使抗蚀剂膜破碎成抗蚀剂颗粒，其中少于约10％的抗蚀剂膜溶解在浴中。取决于抗蚀剂剥除化学品，小于约5％的抗蚀剂膜溶解在浴中。浴和抗蚀剂颗粒然后流出包含浴和所述多个衬底的加工槽。通过过滤系统使浴循环，使得浴离开加工槽、穿过过滤系统然后再进入加工槽。该过滤系统可以包括具有对应回流机构的两个或更多个分别可控制的流动路径。

在前述描述中，已经阐述了具体细节，例如本文中所使用的加工系统的具体几何结构以及对各种部件和过程的描述。然而，应当理解的是，本文中的技术可以在脱离这些具体细节的其他实施方案中实践，并且这样的细节用于说明的目的而非限制性的。已经参考附图描述了本文中所公开的实施方案。类似地，为了说明的目的，已经阐述了具体的数目、材料和配置以便提供全面的理解。然而，可以在没有这样的具体细节的情况下实践实施方案。通过相同的附图标记来表示具有实质上相同的功能性构造的部件，并且因此可以省略任何多余的描述。

各种技术已经被描述成多个分离的操作以助于理解各个实施方案。描述的顺序不应该被解释成意指这些操作必须依赖该顺序。实际上，不需要以呈现的顺序来执行这些操作。可以以除了所描述的实施方案之外的不同的顺序来执行所描述的操作。在另外的实施方案中可以执行多种另外的操作并且/或者可以省略所描述的操作。

本文中所使用的“衬底”或“目标衬底”一般指代根据本发明加工的对象。衬底可以包括器件尤其是半导体或其他电子器件的任意材料部分或结构，并且衬底例如可以是如半导体晶片的基底衬底结构，或者在基底衬底结构上或覆于基底衬底结构之上的例如薄膜的层。因此，衬底不限于任意具体的基底结构、下覆层或上覆层、经图案化的或未经图案化的，更确切的说，应该考虑包括任意这样的层或基底结构以及层和/或基底结构的任意组合。本描述可以引用具体类型的衬底，但是这仅是为了说明的目的。

本领域的技术人员还要理解的是，在仍然获得与本发明相同的目的的同时，可以存在对上文所说明的技术的操作做出的许多变型。这样的变型意在被本公开内容的范围覆盖。如此，本发明的实施方案的前述描述不意在受限制。更确切的说，对本发明的实施方案的任何限制呈现在所附权利要求书中。

Claims (22)

1.一种从衬底去除抗蚀剂膜的方法，所述方法包括：

在加工槽中准备液浴，所述液浴包含剥离化学品，在所述剥离化学品与给定的抗蚀剂层流体接触时，所述剥离化学品降低所述给定的抗蚀剂层对给定的表面的粘附性；

将具有抗蚀剂膜的衬底置于包含所述剥离化学品的所述液浴中；

充分地物理搅拌所述液浴，使得所述抗蚀剂膜从所述衬底分离并且使所述抗蚀剂膜机械地破碎成抗蚀剂颗粒，其中少于约10％的所述抗蚀剂膜溶解在所述液浴中；以及

使所述液浴流出所述加工槽，以使得从所述加工槽去除所述抗蚀剂颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中准备所述液浴包括所述液浴具有浓度小于约3％的四甲基氢氧化铵(TMAH)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中使所述液浴流出所述加工槽包括使所述液浴循环通过过滤系统并且返回进入所述加工槽。

4.根据权利要求3所述的方法，其中使所述液浴循环通过所述过滤系统包括所述过滤系统具有第一流动路径和第二流动路径，所述过滤系统被配置成使得流可在所述第一流动路径与所述第二流动路径之间切换。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一流动路径和所述第二流动路径中的每一个均包括第一过滤器和第二过滤器，其中所述第二过滤器相对于所述第一过滤器是较细的过滤器。

6.根据权利要求4所述的方法，还包括采用回流操作从给定流动路径清洗至少一个过滤器。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括采用机械刮除操作从给定流动路径清洗至少一个过滤器。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述回流操作包括使用气压来使所述液浴的流动反转通过给定的过滤器并且进入相应的排放装置。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述回流操作使用的液浴的体积小于在所述加工槽和所述过滤系统中的液浴的总体积的约10％。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述回流操作之后在所述加工槽中保留的液浴的体积与所述回流操作之前的体积相比大于约90％。

11.根据权利要求8所述的方法，其中使所述液浴循环包括使循环流保持大于约10升每分钟。

12.根据权利要求11所述的方法，其中使所述液浴循环包括使循环流保持大于约30升每分钟。

13.根据权利要求8所述的方法，其中使所述液浴循环包括产生所述液浴的通过所述加工槽的下向流循环路径。

14.根据权利要求1所述的方法，其中准备所述液浴包括准备水溶液。

15.根据权利要求1所述的方法，其中准备所述液浴包括准备基于溶剂的浴。

16.一种从衬底去除抗蚀剂膜的方法，所述方法包括：

将多个衬底浸没在浴中，所述衬底中的每一个均具有抗蚀剂膜，所述浴包含使所述抗蚀剂膜对每个衬底的粘附性降低的剥离化学品；

在每个搅拌构件被设置成与所述多个衬底中的给定衬底相邻的情况下，经由所述搅拌构件的阵列来对所述浴进行物理搅拌，使得所述抗蚀剂膜从每个衬底分离并且被机械地破碎成抗蚀剂颗粒，其中少于约10％的所述抗蚀剂膜溶解在所述浴中；

使所述浴和所述抗蚀剂颗粒流出包含有所述浴和所述多个衬底的加工槽；以及

使所述浴循环通过过滤系统，以使得所述浴离开所述加工槽、穿过所述过滤系统并且再进入所述加工槽。

17.一种从衬底去除抗蚀剂膜的设备，所述设备包括：

加工槽，所述加工槽被配置成容纳液浴；

多个衬底保持器，所述多个衬底保持器被配置成将多个衬底保持在所述加工槽内，使得当所述液浴填充所述加工槽时所述多个衬底被浸没；

设置在所述加工槽内的搅拌构件的阵列，每个搅拌构件包括剪切板，其中每个剪切板设置成与相应的衬底保持器相邻，使得在所述多个衬底被保持在所述加工槽内时使每个剪切板保持距相应衬底的表面预定的距离，所述搅拌构件的阵列连接至搅拌机构，所述搅拌机构被配置成使每个剪切板移动并且在所述多个衬底的表面处产生湍流；以及

循环系统，所述循环系统被配置成使液浴从所述加工槽中的流体出口流动通过过滤系统，然后经由流体入口进入所述加工槽。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述过滤系统包括阀机构，所述阀机构将流体流从第一过滤流动路径切换至第二过滤流动路径。

19.根据权利要求18所述的设备，其中每个流动路径包括回流机构，所述回流机构被配置成使所述液浴的流反转通过第一流动路径中的一个或更多个过滤器并且进入相应的排放装置，而第二流动路径保持为打开的流动路径。

20.根据权利要求17所述的设备，其中所述过滤系统包括第一过滤器和回流机构，所述回流机构被配置成使所述液浴的流反转通过所述第一过滤器并且进入相应的排放装置。

21.根据权利要求17所述的设备，其中所述过滤系统包括第一过滤器和刮除机构，所述刮除机构被配置成使抗蚀剂残留物从所述第一过滤器被刮除并且进入相应的排放装置。

22.根据权利要求17所述的设备，其中所述流体出口和所述流体入口被配置成在所述循环系统使所述液浴循环时产生流体的下向流。