光刻胶去除装置和去除光刻胶的方法
技术领域
本发明涉及光刻胶去除技术领域，具体涉及一种光刻胶去除装置和一种去除光刻胶的方法。
背景技术
光刻胶又称光致抗蚀剂，它是一种对光敏感的有机化合物，光刻胶广泛用于集成电路的制造，在半导体工艺制程中通过光刻工艺在硅片表面旋涂光刻胶，采用感光胶通过曝光、显影和刻蚀等方式在每层结构面上形成所需要的图案，之后去除硅片表面的光刻胶。
相关技术中，去除光刻胶的方法主要是灰化和全湿法清洗。干法去胶所需费用较高，也容易造成光刻胶下材料的损伤。湿法清洗去除光刻胶常用试剂为SPM，清洗步骤如下，将双氧水注入到硫酸溶液中，双氧水与硫酸发生放热反应形成高温清洗液；将该清洗液喷洒到半导体硅片光刻胶表面，清洗液与光刻胶反应将光刻胶去除，之后用去离子水冲洗硅片表面，最后用N2干燥硅片表面。由于双氧水与硫酸发生放热反应，工艺温度为90-150℃，高温对部分器件会造成损伤，并且硫酸的消耗量很高，成本较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种光刻胶去除装置和一种去除光刻胶的方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种光刻胶去除装置，包括臭氧水发生器、纳米气泡发生器、臭氧管路和纳米气泡管路，其中，
所述臭氧管路的第一端与所述臭氧水发生器的出口连通，所述臭氧管路的第二端与所述纳米气泡发生器的入口连通；
所述纳米气泡管路的第一端与所述纳米气泡发生器的出口连通，所述纳米气泡管路的第二端用于与待去除光刻胶的硅片相对应。
可选地，所述纳米气泡管路的第二端设置有喷淋头。
可选地，所述喷淋头与所述硅片之间的垂直距离范围为15mm～25mm。
可选地，所述纳米气泡管路的第二端能够沿所述硅片的径向摆动。
可选地，当所述纳米气泡管路的第二端沿所述硅片的径向摆动时，其摆动速度为6rpm～10rpm。
可选地，还包括清洗水源、干燥气源、清洗水管路和干燥气管路；
所述清洗水管路的第一端与所述清洗水源连通，所述清洗水管路的第二端用于与所述硅片相对应；
所述干燥气管路的第一端与所述干燥气源连通，所述干燥气管路的第二端用于与所述硅片相对应。
本发明的第二方面，提供了一种去除光刻胶的方法，采用如前文记载的光刻胶去除装置，所述方法包括：
步骤S110、向腔室内提供纳米气泡臭氧水，并在第一预设工艺参数下，使所述纳米气泡臭氧水与硅片上的光刻胶反应，以去除所述光刻胶；
步骤S120、向所述腔室内提供清洗水，并在第二预设工艺参数下，对所述硅片的表面进行清洗；
步骤S130、向所述腔室内提供干燥气体，并在第三预设工艺参数下，干燥所述硅片。
可选地，所述第一预设工艺参数包括下述至少一项：
所述纳米气泡臭氧水中O3的浓度范围为10ppm～50ppm；
所述纳米气泡臭氧水的流量范围为1L/min～4L/min；
清洗时间范围为60s～180s；
硅片转速范围为800rpm～1500rpm。
可选地，所述清洗水包括超纯水，所述第二预设工艺参数包括下述至少一项：
所述超纯水的流量范围为0.5L/min～1.5L/min；
清洗时间范围为20s～40s。
硅片转速范围为400rpm～1000rpm。
可选地，所述干燥气体包括氮气，所述第三预设工艺参数包括下述至少一项：
所述氮气的流量范围为9L/min～11L/min；
清洗时间范围为25s～35s；
硅片转速范围为1800rpm～2000rpm。
本发明的光刻胶去除装置和去除光刻胶的方法，包括臭氧水发生器、纳米气泡发生器、臭氧管路和纳米气泡管路，所述臭氧管路的第一端与所述臭氧水发生器的出口连通，所述臭氧管路的第二端与所述纳米气泡发生器的入口连通；所述纳米气泡管路的第一端与所述纳米气泡发生器的出口连通，所述纳米气泡管路的第二端用于与待去除光刻胶的硅片相对应。本发明采用纳米气泡臭氧水的去除方式，可以提高硅片表面的光刻胶去除效率，清洗过程无污染，且纳米气泡臭氧水的制作成本低廉，并且，在去除光刻胶的同时对硅片表面图形无损伤，从而可以满足现有工艺对硅片的要求，进而可以使得硅片达到所设计的器件特性。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明第一实施例中光刻胶去除装置的结构示意图；
图2为本发明第二实施例中去除光刻胶的方法的工艺流程图。
附图标记说明
100：光刻胶去除装置；
110：臭氧水发生器；
120：纳米气泡发生器；
130：臭氧管路；
140：纳米气泡管路；
150：喷淋头；
160：清洗水源；
170：干燥气源；
180：清洗水管路；
190：干燥气管路；
200：基座；
300：硅片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明的第一方面，涉及一种光刻胶去除装置100，该光刻胶去除装置100包括臭氧水发生器110、纳米气泡发生器120、臭氧管路130和纳米气泡管路140。其中，臭氧管路130的第一端与臭氧水发生器110的出口连通，臭氧管路130的第二端与纳米气泡发生器120的入口连通。纳米气泡管路140的第一端与纳米气泡发生器120的出口连通，纳米气泡管路140的第二端与待去除光刻胶的硅片300相对应。
具体地，如图1所示，硅片300一般被固定在腔室内的基座200上，该基座200可以为静电卡盘、机械卡盘或者其他能够固定硅片300的结构。纳米气泡管路140的第二端位于硅片300上方合适位置处，具体可以根据实际需要确定。
如图1所示，在硅片300固定到基座200上以后，可以对硅片300进行工艺制程(例如，通过光刻工艺在硅片表面旋涂光刻胶，采用感光胶通过曝光、显影和刻蚀等方式在每层结构面上形成所需要的图案)，在硅片300的表面形成所需要的图案后，需要将硅片300表面的光刻胶去除。此时，可以利用臭氧水发生器110产生臭氧水，所产生的臭氧水经由臭氧管路130进入到纳米气泡发生器120内，该臭氧水可以在纳米气泡发生器120内发生气液混合，形成纳米气泡臭氧水，所形成的纳米气泡臭氧水可以经由纳米气泡管路140喷淋到硅片300表面，附着在硅片300表面的纳米气泡臭氧水可以与硅片300表面的光刻胶发生化学反应，从而可以完成光刻胶的去除工艺制程。
本实施例中的光刻胶去除装置100，其采用纳米气泡臭氧水的去除方式，可以提高硅片300表面的光刻胶去除效率，清洗过程无污染，且纳米气泡臭氧水的制作成本低廉，并且，在去除光刻胶的同时对硅片300表面图形无损伤，从而可以满足现有工艺对硅片300的要求，进而可以使得硅片300达到所设计的器件特性。
为了可以使得喷淋至硅片300表面的气体或液体更加均匀，如图1所示，纳米气泡管路140的第二端设置有喷淋头150，可以理解的是，喷淋头150一般设置有若干个喷淋孔(图中并未示出)。这样，从纳米气泡管路140进入到喷淋头150内的纳米气泡臭氧水可以从该若干个喷淋孔流出至硅片300表面，从而可以使得纳米气泡臭氧水可以均匀的分布在硅片300的表面，进而可以使得光刻胶去除更彻底。
为了确保有更好的喷淋效果，本发明的发明人对喷淋头150与硅片300表面之间的垂直距离进行了多次试验，发现当喷淋头150与硅片300之间的垂直距离范围在15mm～25mm之间时，可以确保纳米气泡臭氧水喷淋到硅片300表面的效果更佳，光刻胶去除更彻底。
为了可以使得喷淋至硅片300表面的气体或液体更加均匀，纳米气泡管路140的第二端能够沿硅片300的径向摆动。
需要说明的是，对于如何实现纳米气泡管路140可以沿硅片300的径向摆动并没有作出限定，例如，可以采用旋转电机驱动相应的管路摆动，或者，也可以采用曲柄滑块机构驱动相应的管路摆动等等。
为了确保有更好的喷淋效果，本发明的发明人对纳米气泡管路140的第二端沿硅片300的径向摆动的摆动速度进行了多次试验，发现当其摆动速度范围在6rpm～10rpm之间时，喷淋效果更佳，光刻胶去除更彻底。
如图1所述，光刻胶去除装置100还包括清洗水源160、干燥气源170、清洗水管路180和干燥气管路190。其中，清洗水管路180的第一端与清洗水源160连通，清洗水管路180的第二端与硅片300相对应。干燥气管路190的第一端与干燥气源170连通，干燥气管路190的第二端与硅片300相对应。
如图1所示，清洗水管路180的第二端可以位于纳米气泡管路140的第二端与干燥气管路190的第二端之间，而纳米气泡管路140的第二端位于清洗水管路180的第二端的左侧，干燥气管路190的第二端位于清洗水管路180的第二端的右侧，当然，本领域技术人员还可以根据实际需要，选择清洗水管路180、纳米气泡管路140和干燥气管路190的其他一些分布方式。
具体地，在采用纳米气泡臭氧水去除光刻胶后，清洗水源160内的清洗水经由清洗水管路180喷淋到硅片300表面，从而可以进一步对硅片300表面的光刻胶等杂质进行清洗。最后，干燥气源170内的干燥气体经由干燥气管路190喷淋到硅片300表面，从而可以对硅片300进行干燥，至此完成硅片300表面的光刻胶去除工艺，光刻胶去除工艺的化学反应方程式如下：
此外，虽然图1中并未示出，为了使得喷淋至硅片300表面的气体或液体更加均匀，也可以在清洗水管路180的第二端和干燥气管路190的第二端设置喷淋头等匀流结构，本领域技术人员可以根据实际需要确定。
此外，为了使得喷淋至硅片300表面的气体或液体更加均匀，清洗水管路180的第二端也可以能够沿硅片300的径向摆动，干燥气管路190的第二端也可以能够沿硅片300的径向摆动。同样，对于具体地驱动清洗水管路180和干燥气管路190的机构并没有作出限定，例如，其可以采用旋转电机驱动相应的管路摆动，或者，也可以采用曲柄滑块机构驱动相应的管路摆动等等。
本发明的第二方面，提供了一种去除光刻胶的方法S100，该去除光刻胶的方法可以采用但并不局限于前文记载的光刻胶去除装置100，该装置的具体结构可以参考前文相关记载，在此不作赘述。具体地，如图2所示，该方法S100包括：
步骤S110、向腔室内提供纳米气泡臭氧水，并在第一预设工艺参数下，使纳米气泡臭氧水与硅片上的光刻胶反应，以去除光刻胶。
步骤S120、向腔室内提供清洗水，并在第二预设工艺参数下，对硅片的表面进行清洗。
步骤S130、向腔室内提供干燥气体，并在第三预设工艺参数下，干燥硅片。
本实施例中的去除光刻胶的方法S100，采用纳米气泡臭氧水的去除方式，可以提高硅片表面的光刻胶去除效率，清洗过程无污染，且纳米气泡臭氧水的制作成本低廉，并且，在去除光刻胶的同时对硅片表面图形无损伤，从而可以满足现有工艺对硅片的要求，进而可以使得硅片达到所设计的器件特性。
可选地，第一预设工艺参数包括下述至少一项：
纳米气泡臭氧水中O3的浓度范围为10ppm～50ppm，纳米气泡臭氧水的流量范围为1L/min～4L/min，清洗时间范围为60s～180s，硅片转速范围为800rpm～1500rpm。
可选地，清洗水包括超纯水，第二预设工艺参数包括下述至少一项：
超纯水的流量范围为0.5L/min～1.5L/min，清洗时间范围为20s～40s，硅片转速范围为400rpm～1000rpm。
可选地，干燥气体包括氮气，第三预设工艺参数包括下述至少一项：
氮气的流量范围为9L/min～11L/min，清洗时间范围为25s～35s，硅片转速范围为1800rpm～2000rpm。
此外，本发明的发明人根据多次试验，选取了下述两个实施例，选用该两个实施例中的工艺参数去除光刻胶时，清理效果较佳，并且能够缩短清洗时间，提高清洗效率，下面将分别举例说明：
实施例1：
在该实施例中，纳米气泡臭氧水中O3的浓度为20ppm，第一喷淋头与硅片之间的垂直距离为15mm，纳米气泡管路第二端的摆动速度为8rpm，光刻胶清洗其余工艺参数如下表1所示：
表1光刻胶清洗工艺参数
实施例2：
在该实施例中，纳米气泡臭氧水中O3的浓度为50ppm，第一喷淋头与硅片之间的垂直距离为20mm，纳米气泡管路第二端的摆动速度为8rpm，光刻胶清洗其余工艺参数如下表2所示：
表2光刻胶清洗工艺参数
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
