CN109254506B - 光刻胶剥离设备及其剥离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻胶剥离设备，包括未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块能利用所述压差使保护气体吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物。本发明还公开了一种光刻胶剥离方法。本发明能有效降低晶圆表面的残留物和挥发物,减少有源区的硅损失，可延长后续湿法工艺的等待时间。

Description

光刻胶剥离设备及其剥离方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种光刻胶剥离设备。本发明还涉及一种光刻胶剥离方法。
背景技术
光刻胶剥离工艺是半导体制造过程中的重要制程，光刻胶剥离效果及清洗程度直接影响半导体器件后续工艺的质量。
现有光刻胶剥离工艺是将离子注入光刻胶剥离后晶片经传送模块送进入晶片盒子。如图1所示，一种现有光刻胶剥离设备的生产流程，未剥离光刻胶的晶片自晶片盒(晶片盒压力为标准大气压)送出进入第一传送模块，第一传送模块具有压力平衡功能能平衡光刻胶真空剥离腔和外界压力，晶片在光刻胶真空剥离腔中实施光刻胶剥离后再送回第一传送模块，然后经冷去模块冷却后送回晶片盒。晶片进入晶片盒子后，晶片表面有较多残留物和挥发物和挥发物质。残留物和挥发物和挥发物在相对高温的情况下和晶片表面硅发生反应，引起较多硅源损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能有效去除晶片表面的残留物和挥发物，减少残留物和挥发物和晶片表面的化学反应的光刻胶剥离设备。本发明还提供了一种能有效去除晶片表面的残留物和挥发物，减少残留物和挥发物和晶片表面的化学反应的光刻胶剥离方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的光刻胶剥离设备，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块能利用所述压差使保护气体(半导体领域常用保护气体，例如氮气)吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物。
进一步改进所述光刻胶剥离设备，第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在第二传送模块吸入保护气体时启动降温。第二传送模块在极短的时间内吸入保护气体，其目的是使保护气体快速涌入进而形成较大的“风力”吹掉晶片表面残留物和挥发物。越快速的吸入保护气体虽然能带来越大的“风力”但也会造成更多的热量。因此，在第二传送模块吸入保护气体时启动冷却既降低快速吸入保护气体的带来的热量也降低晶片自身的热量。
进一步改进所述光刻胶剥离设备，第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在晶片进入第二传送模块启动降温。由于第二模块是非真空环境，所以在从真空剥离腔转移至第二传送模块的过程中由于保护气体的进入(即是少量)产生热量。以及，光刻胶剥离时晶片其自身的热量。为避免残留物和挥发物的化学反应增加冷却模块对第二传送模块进行降温。此种设计晶片处于第二传送模块中即处于冷却环境中，避免了晶片自身热量造成的化学反应，也避免了由于保护气体吸入造成的化学反映。
进一步改进所述光刻胶剥离设备，在第二传送模块内部晶片外侧边缘位置设有收集槽。晶片表面的残留物和挥发物被吹离晶片后，被收集槽收集避免二次污染。
进一步改进所述光刻胶剥离设备，第二传送模块设有至少一个与外界连通具有控制阀的通气结构，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。控制阀能控制保护气体进入流量进而实现控制吹气的“风力”和吹气的持续时间。
其中，通气结构为气孔。
进一步改进所述光刻胶剥离设备，当气孔为一个时，该气孔设置在晶片中心正上方。气孔位于晶片中心正上方有利于保护气体向晶片四周扩散，将残留物和挥发物吹向四周的收集槽。
进一步改进所述光刻胶剥离设备，当气孔为两个以上时，各气孔均匀设置，各气孔自晶片一侧边缘上方向晶片中心上方延伸布置，各气孔与晶片表面具有预设角度。各气孔均匀设置在晶片一侧边缘上方向晶片中心上方延伸布置并且具有预设角度，可以使各气孔进入的保护气体形成合力，将残留物和挥发物吹向气孔对侧的收集槽。由于存在预设角度，相对于保护气体由上方垂直吹下更有利于残留物和挥发物被吹离晶片。
其中，预设角度为5度至60度。
其中，第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
进一步改进所述光刻胶剥离设备，第二传送模块吸入保护气体达到压力平衡并且第二传送模块内温度达到预设温度阈值停止冷却模块。残留物和挥发物的化学反应在低于某一温度后就停止了，并且当晶片达到室温后也没必要继续冷却降温。为了节约能源，预设温度阈值，到达温度阈值即停止冷却降温。
其中，预设温度阈值为10摄氏度至50摄氏度。
本发明提供一种光刻胶剥离方法，包括以下步骤：
1)将未剥离光刻胶的晶片送入真空进行光刻胶玻璃；
2)使剥离光刻胶的晶片处于预设压力环境中；
3)在预设时间内对剥离光刻胶的晶片进行加压；
4)将剥离光刻胶的晶片存储。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，实施步骤3)时，对晶片实施冷却降温。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，实施步骤2)时，对晶片实施冷却降温。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，：实施步骤3)时，达到压力平衡并且温度达到预设温度阈值停止冷却降温。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，预设压力为100mTorr至20Torr。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，预设时间为0.01S至0.1S。
本发明利用真空剥离腔与第二传送模块之间的压力差使保护气体在极短时间内涌入形成“风”将晶片表面的残留物和挥发物去除，减少残留物和挥发物和晶圆表面的化学反应。在去除残留物和挥发物的过程中降温，减少有源区的硅损失。本发明能有效降低晶圆表面的残留物和挥发物,可延长后续湿法工艺的等待时间。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的流程框图。
具体实施方式
本发明提供的光刻胶剥离设备第一实施例，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块设有至少一个与外界连通具有控制阀的通气结构，第二传送模块能利用所述压差使保护气体吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在第二传送模块吸入保护气体时启动降温。光刻胶真空剥离腔的压力为1Torr,第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
本发明提供的光刻胶剥离设备第二实施例，本发明提供的光刻胶剥离设备第二实施例，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块设有至少一个与外界连通具有控制阀的通气结构，第二传送模块能利用所述压差使保护气体吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。第二传送模块还设有冷却模块，第二传送模块的冷却模块在晶片进入第二传送模块启动降温。光刻胶真空剥离腔的压力为1Torr,第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
本发明提供的光刻胶剥离设备第三实施例，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块设有至少一个与外界连通具有控制阀的通气结构，第二传送模块能利用所述压差使保护气体吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在第二传送模块吸入保护气体时启动降温，在第二传送模块内部晶片外侧边缘位置设有收集槽。光刻胶真空剥离腔的压力为1Torr,第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
本发明提供的光刻胶剥离设备第四实施例，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块设有一个与外界连通具有控制阀的气孔,该气孔设置在晶片中心正上方。第二传送模块能利用所述压差使保护气体吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在第二传送模块吸入保护气体时启动降温，在第二传送模块内部晶片外侧边缘位置设有收集槽。光刻胶真空剥离腔的压力为1Torr,第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
本发明提供的光刻胶剥离设备第五实施例，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块设有至少两个与外界连通具有控制阀的气孔,各气孔均匀设置，各气孔自晶片一侧边缘上方向晶片中心上方延伸布置，各气孔与晶片表面具有预设角度。其中，预设角度为5度至60度。第二传送模块能利用所述压差使保护气体吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在第二传送模块吸入保护气体时启动降温，在第二传送模块内部晶片外侧边缘位置设有收集槽。光刻胶真空剥离腔的压力为1Torr,第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
本发明提供的光刻胶剥离设备第六实施例，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块设有至少两个与外界连通具有控制阀的气孔,各气孔均匀设置，各气孔自晶片一侧边缘上方向晶片中心上方延伸布置，各气孔与晶片表面具有预设角度。其中，预设角度为5度至60度。第二传送模块能利用所述压差使保护气体吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在第二传送模块吸入保护气体时启动降温，在第二传送模块内部晶片外侧边缘位置设有收集槽，第二传送模块吸入保护气体达到压力平衡并且第二传送模块内温度达到预设温度阈值停止冷却模块。其中，预设温度阈值为10摄氏度至50摄氏度。光刻胶真空剥离腔的压力为1Torr,第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
本发明提供一种光刻胶剥离方法，包括以下步骤：
1)将未剥离光刻胶的晶片送入真空进行光刻胶玻璃；
2)使剥离光刻胶的晶片处于预设压力环境中；
3)在预设时间内对剥离光刻胶的晶片进行加压；
4)将剥离光刻胶的晶片存储。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，实施步骤3)时，对晶片实施冷却降温。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，实施步骤2)时，对晶片实施冷却降温。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，：实施步骤3)时，达到压力平衡并且温度达到预设温度阈值停止冷却降温。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，预设压力为100mTorr至20Torr。
进一步改进所述所述光刻胶剥离方法，预设时间为0.01S至0.1S。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种光刻胶剥离设备，其特征在于，包括：光刻胶真空剥离腔、第一传送模块、第二传送模块和晶片盒；
未剥离光刻胶的晶片自晶片盒送入第一传送模块，由第一传送模块送入光刻胶真空剥离腔，晶片在光刻胶真空剥离腔内实施光刻胶剥离，剥离光刻胶的晶片由第二传送模块输送第一传送模块再转至晶片盒存储；
其中，第一传送模块能平衡第二传送模块与外界气压，第二传送模块是非真空环境，第二传送模块内部压力与外界气压具有压差，第二传送模块能利用所述压差吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物。
2.如权利要求1所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在第二传送模块吸入保护气体时启动降温。
3.如权利要求1所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：第二传送模块还设有冷却模块，冷却模块在晶片进入第二传送模块时启动降温。
4.如权利要求1所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：在第二传送模块内部晶片外侧边缘位置设有收集槽。
5.如权利要求1所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：第二传送模块设有至少一个与外界连通具有控制阀的通气结构，晶片进入第二传送模块后通气结构开启。
6.如权利要求5所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：通气结构为气孔。
7.如权利要求6所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：当气孔为一个时，该气孔设置在晶片中心正上方。
8.如权利要求6所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：当气孔为两个以上时，各气孔均匀设置，各气孔自晶片一侧边缘上方向晶片中心上方延伸布置，各气孔与晶片表面具有预设角度。
9.如权利要求8所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：预设角度为5度至60度。
10.如权利要求1所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：第二传送模块内部压力为100mTorr至20Torr。
11.如权利要求2或3所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：第二传送模块吸入保护气体达到压力平衡并且第二传送模块内温度达到预设温度阈值时停止冷却模块。
12.如权利要求11所述的光刻胶剥离设备，其特征在于：预设温度阈值为10摄氏度至50摄氏度。
13.一种光刻胶剥离方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将未剥离光刻胶的晶片送入第一压力环境进行光刻胶剥离，所述第一压力环境是真空环境；
2)在第一压力环境完成光刻胶剥离后，使剥离光刻胶的晶片进入第二压力环境，所述第二压力环境是非真空的预设压力环境，该预设压力与外界环境气压具有压差；
3)晶片进入第二压力环境后，使第二压力环境与外界环境的保护气体连通，在预设时间内对第二压力环境进行加压，通过所述压差吸入外界环境的保护气体；
4)利用吸入保护气体清洁晶片表面残留物和挥发物，将剥离光刻胶的晶片存储。
14.如权利要求13所述光刻胶剥离方法，其特征在于：实施步骤3)时，对晶片实施冷却降温。
15.如权利要求13所述光刻胶剥离方法，其特征在于：实施步骤2)时，对晶片实施冷却降温。
16.如权利要求14或15所述光刻胶剥离方法，其特征在于：实施步骤3)时，达到压力平衡并且温度达到预设温度阈值时停止冷却降温。
17.如权利要求13所述光刻胶剥离方法，其特征在于：预设压力为100mTorr至20Torr。
18.如权利要求13所述光刻胶剥离方法，其特征在于：预设时间为0.01S至0.1S。
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