專利名稱：樣片去膠裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體技術領域，特別涉及一種樣片去膠裝置及方法。
背景技術：
在現(xiàn)代CMOS器件中，幾乎所有襯底結構都是經由離子注入形成的。高能離子會損傷光刻膠，使其變得很難去除。在注入之后，這些離子會以氧化層、次氧化層或有機化合物等形式存在。這些高能離子還會使光刻膠表面變成一種金剛石型與石墨型混合的碳質層。 因此碳化工藝使得注入光刻膠的去除變得很具挑戰(zhàn)性。對于硅上的注入光刻膠去除，可以使用堿性或酸性氟基溶液實現(xiàn)，但是會造成對底層硅的損耗；也可以使用等離子體去膠技術，但是非均勻等離子體產生的電荷會損傷晶圓表面的敏感結構。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是提供一種對注入表面的硅原子損耗較低的樣片去膠裝置及方法。根據本發(fā)明的一個方面，提供一種樣片去膠裝置包括用于提供超純去離子水的去離子水儲罐、用于對所述超純去離子水加熱，使其成為水蒸氣和去離子水的混合流體的熱交換器及使用所述混合流體對樣片進行去膠的去膠腔室；所述去離子水儲罐的出口與所述熱交換器的入口連接；所述熱交換器的出口與所述去膠腔室的入口相連。根據本發(fā)明的一個方面，提供一種樣片去膠方法包括形成水蒸氣和去離子水的混合流體；及使用所述混合流體對樣片進行去膠。根據本發(fā)明提供的樣片去膠裝置及方法，可以將無機碳化厚層和底部有機光刻膠以及固化后的光刻膠全部去除，去膠效率較高，無殘留物，薄膜材料的損失最小化；省略灰化步驟大大降低了對襯底的損傷；該過程沒有氧化層的形成，均方差粗糙度和硅損耗較低； 對特別小的注入光刻膠圖形也有很好的去膠效果。


圖1是本發(fā)明實施例提供的樣片去膠裝置的結構示意圖；本發(fā)明目的、功能及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的樣片去膠裝置包括去離子水儲罐1、熱交換器 4、恒溫加熱裝置5、溫度顯示和控制裝置6、去膠腔室12及噴嘴9。去離子水儲罐1出口接有增壓泵2，其出口通過一單向閥3與熱交換器4的進口相連。熱交換器4的出口經閥門7 與噴嘴9的入口相連。熱交換器4采用哈氏合金制造，整個管路內部都涂有氟涂層。恒溫加熱裝置5做成圓柱型腔體，其內部設置有熱交換器4。恒溫加熱裝置5外部裝有隔熱保溫材料。熱交換器4固定在恒溫加熱裝置5中。恒溫加熱裝置5外部接有溫度控制與顯示裝置 6。噴嘴9為變徑空腔結構，其通過旋轉接頭與去膠腔室12內壁連接，連接處的截面可為圓形，噴嘴9出口截面可為矩形。噴嘴9能夠繞旋轉接頭的軸線360°旋轉，按照步進電機式進行移動掃描，且噴嘴可拆卸更換。噴嘴入口處管路上接有壓力計8。去膠腔室12設置有用于固定為待去膠的樣片10的托盤11。托盤11能夠水平旋轉或者與水平成一角度傾斜。其中，去離子水儲罐1用于提供的超純去離子水。增壓泵2用來對去離子水加壓， 并可調節(jié)流量和流速。恒溫加熱裝置5用于保持熱交換器4的恒定溫度。溫度顯示和控制裝置6用于調整恒溫加熱裝置5的溫度并實時顯示。壓力計用來測量顯示噴嘴9入口處的壓力。噴嘴9用于形成高速射流從而對樣片10進行清洗。托盤用11于固定樣片10，還可以通過離心力使樣片上的水滴和剝離后的產物脫離硅片表面。去膠腔室12提供實驗操作
D ο本發(fā)明實施例提供一種樣片去膠方法，包括步驟Si、對超純去離子水進行加熱，使超純部分去離子水變成水蒸氣。步驟S2、形成水蒸氣和去離子水的混合流體；及步驟S3、使用所述混合流體對樣片進行去膠?；趫D1所示的樣片去膠裝置可實現(xiàn)該方法，其過程如下設定恒溫加熱裝置5的溫度并加熱(加熱溫度為100 500°C )，當溫度達到所需溫度(溫度范圍為100 500°C， 實際中可選擇100°c、150°c、20(rc、30(rc或400°C等)后，運行增壓泵2，將去離子水注入到熱交換器4中；去離子水進入熱交換器4后會吸收熱量，部分將變成水蒸氣，此時熱水器 4管路中便形成水蒸氣和水的混合流體。打開閥門7，混合流體將通過噴嘴9 (噴嘴處的壓力為0. 1 7MPa，在實際中可為0. 5MPa、IMPaJMPaJMI^a或7MPa等)射流到樣片10表面。 根據需要，可以使托盤11旋轉，噴嘴9可以進行在樣片10表面進行掃描式清洗。射流清洗一段時間后，即可將膠膜去除。通過本發(fā)明實施例提供的樣品去膠方法及裝置，利用高溫水蒸氣的氧化性和混合流體的高速沖擊力，可以將無機碳化厚層和底部有機光刻膠以及固化后的光刻膠全部去除。去膠效率較高，無殘留物，薄膜材料的損失最小化。省略灰化步驟大大降低了對襯底的損傷。該過程沒有氧化層的形成，均方差粗糙度和硅損耗較低；對特別小的注入光刻膠圖形也有很好的去膠效果。本發(fā)明實施例提供的樣品去膠方法及裝置將為22nm的去膠工藝提供前瞻性的技術和方案。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種樣片去膠裝置，其特征在于，包括用于提供超純去離子水的去離子水儲罐、用于對所述超純去離子水加熱，使其成為水蒸氣和去離子水的混合流體的熱交換器及使用所述混合流體對樣片進行去膠的去膠腔室； 所述去離子水儲罐的出口與所述熱交換器的入口連接；所述熱交換器的出口與所述去膠腔室的入口相連。
2.根據權利要求1所述的去膠裝置，其特征在于所述去離子水儲罐的出口依次通過一增壓泵、一單向閥與所述熱交換器的入口連接。
3.根據權利要求1所述的去膠裝置，其特征在于，還包括噴嘴，所述噴嘴為變徑空腔結構，其通過旋轉接頭與所述去膠腔室內壁連接。
4.根據權利要求3所述的去膠裝置，其特征在于所述噴嘴能夠繞所述旋轉接頭的軸線360°旋轉，按照步進電機式進行移動掃描，且所述噴嘴可拆卸更換；所述噴嘴入口處管路上接有壓力計。
5.根據權利要求3或4所述的樣片去膠裝置，其特征在于所述熱交換器的出口通過所述噴嘴將所述混合流體噴射到所述樣片； 所述熱交換器采用哈氏合金制造；所述熱交換器管路內部都涂有氟涂層。
6.根據權利要求1所述的去膠裝置，其特征在于，還包括 恒溫加熱裝置，用于保持所述熱交換器的恒定溫度。溫度顯示和控制裝置，用于調整所述恒溫加熱裝置的溫度并實時顯示。
7.權利要求1、2、3、4或6任一項所述的去膠裝置，其特征在于所述去膠腔室設置有用于固定樣片的托盤，所述托盤能夠水平旋轉或者與水平成一角度傾斜。
8.一種樣片去膠方法，其特征在于，包括 形成水蒸氣和去離子水的混合流體；及使用所述混合流體對樣片進行去膠。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述形成水蒸氣和水的混合流體之前還包括對超純去離子水進行加熱，使超純部分去離子水變成水蒸氣。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述加熱的溫度為100 500°C ；所述去膠的壓力為0. 1 7MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了樣片去膠裝置包括用于提供超純去離子水的去離子水儲罐、用于對所述超純去離子水加熱，使其成為水蒸氣和去離子水的混合流體的熱交換器及使用所述混合流體對樣片進行去膠的去膠腔室；所述去離子水儲罐的出口與所述熱交換器的入口連接；所述熱交換器的出口與所述去膠腔室的入口相連。本發(fā)明還提供樣片去膠方法包括形成水蒸氣和去離子水的混合流體；及使用所述混合流體對樣片進行去膠。通過本發(fā)明將無機碳化厚層和底部有機光刻膠以及固化后的光刻膠全部去除。去膠效率較高，無殘留物，薄膜材料的損失最小化。
文檔編號G03F7/32GK102338993SQ201010238028
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權日2010年7月27日
發(fā)明者景玉鵬, 王磊 申請人:中國科學院微電子研究所