专利名称：去除光刻胶的方法以及再生光刻胶的方法
技术领域：
本发明涉及光刻的方法，具体地涉及去除光刻胶(photoresist)的方法以及再生(rework)光刻胶的方法。
背景技术：
光刻胶是光刻(photolithography)程序中不可或缺的材料，也是整个集成电路制程中最举足轻重的关键之一。光刻就是利用光刻胶在感光前和感光后对化学溶液溶解度的差别，来进行光照的图形转移(pattern transfer)。另外，以光刻胶形成的掩膜(mask)，在掩膜使用完毕后，例如干式蚀刻(etch)后、湿式蚀刻后或离子植入(Implant)后，必须完全将光刻胶清除干净，以避免影响后续的制程。因此，要能尽快清除光刻胶材料，而不残留杂质，且可以达到节省制程成本的目的，已成为半导体工业中一项重要的研究课题。
目前，在半导体制程上，进行去除光刻胶的方法主要有以等离子体(plasma)的方式来进行光刻胶的剥除(strip)的干式去光刻胶法，其方法例如是以氧气等离子体和光刻胶反应，产生一氧化碳、二氧化碳和水，然后再用真空系统抽出。该干式去光刻胶法已广泛应用在目前的制程上，但是为了使光刻胶去除得更加彻底，通常在干式去光刻胶法之后还会再进行湿式去光刻胶法，以去除等离子体反应所残留的灰粒(ash)和其它物质。传统上，湿式去光刻胶法主要是利用有机溶液对光刻胶进行结构性的破坏，使光刻胶溶于有机溶液里，以达成去光刻胶的目的。
虽然，传统上有许多去光刻胶的方式，但是几乎所有的去光刻胶的情况，皆与一般黄光区是分开的，并无法在制程当中立即采取去光刻胶的行动，而是必须将芯片移至去光刻胶区去处理，这种分开处理的操作非常麻烦，且会影响制程的产率(throughout)。
另一方面，假如在光刻制程当中，在上光刻胶、曝光、烘烤或显影等制程时，或在紫外线固化(ultraviolet curing)前及进行等离子体轰击(plasmabombardment)前，发现有错误产生，则必须再生(rework)，将光刻胶去除，以避免在后续的制程中造成影响。但是，以现在的半导体制程而言，假若要将制程中失败的芯片进行去光刻胶的制程，则同样是要将该失败的芯片移至去光刻胶区重做，而无法直接在制程中加以改善，如此作法是非常耗时费力的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种去除光刻胶的方法，能够不使用等离子体的方式即可达到完全去除光刻胶的目的，且可缩短制程的时间，以及节省制程的成本。
本发明的另一目的是提供一种再生光刻胶的方法，能够完全去除光刻胶，且可缩短制程的时间以及节省制程的成本。
本发明提出一种去除光刻胶的方法，该方法在整个光刻胶移除的过程中并不使用等离子体，而以第一溶液对光刻胶层进行第一移除步骤。然后，以第二溶液对上述光刻胶层进行第二移除步骤，以完全去除该光刻胶层，其中第一溶液与第二溶液的极性不同。
依照本发明实施例所述，上述第一溶液的极性大于第二溶液的极性。其中，第一溶液与第二溶液均为含有机溶剂的溶液。上述第一溶液中的有机溶剂例如是N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)，而第二溶液中的有机溶剂例如是环戊酮(cyclo-pentanone)。另外，上述第一移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃，第二移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
本发明另提出一种再生光刻胶的方法，适用于已形成缺陷光刻胶层的基底，该方法在整个光刻胶移除的过程中并不使用等离子体，而以第一溶液对缺陷光刻胶层进行第一移除步骤。然后，以第二溶液对上述的缺陷光刻胶层进行第二移除步骤，以完全去除该缺陷光刻胶层，其中第一溶液与第二溶液的极性不同。接着，在去除缺陷光刻胶层后，在基底上形成光刻胶层。
依照本发明的实施例所述，上述第一溶液的极性大于第二溶液的极性。其中，第一溶液与第二溶液均为含有机溶剂的溶液。上述第一溶液中的有机溶剂例如是N-甲基-2-吡咯烷酮，而第二溶液中的有机溶剂例如是环戊酮。另外，上述第一移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃，第二移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
本发明进行两次溶液处理步骤，且其溶液的极性具有不同的特性，以完全去除光刻胶，而所使用的溶液皆为一般制程中常见的化学溶液，因此可节省制程的成本。另外，本发明的去除光刻胶的方法不需使用等离子体的方式，即可达到完全去除光刻胶的目的，缩短制程所需耗费的时间，如此一来可更好底降低制程的成本。除此之外，本发明在黄光区即可完成去除光刻胶的制程，而不需进行分开操作，因此，同样可节省制程的时间以及提高产率(throughput)。
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特列举优选实施例，并结合附图，详细说明如下。
图1为依照本发明的实施例所绘示的去除光刻胶的方法的步骤流程图。
图2A至图2C为依照本发明的实施例所绘示的去除光刻胶的方法的流程剖面示意图。
图3A至图3D为依照本发明的实施例所绘示的再生光刻胶的方法的流程剖面示意图。
主要组件符号说明100、110步骤200、300基底202、302材料层204、304、306光刻胶层206、208、308、310移除步骤具体实施方式
图1为依照本发明的实施例所绘示的去除光刻胶的方法的步骤流程图。
请参照图1，步骤100，以第一溶液对光刻胶层进行第一移除步骤。在该步骤中，第一溶液为含有机溶剂的溶液，而第一移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
步骤110，以第二溶液对上述的光刻胶层进行第二移除步骤，以完全去除该光刻胶层。其中，第二溶液为含有机溶剂的溶液，而第二移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
上述步骤100、110中的第一溶液的极性与第二溶液的极性不同，且第一溶液的极性大于第二溶液的极性。其中，第一溶液中的有机溶剂可例如是N-甲基-2-吡咯烷酮，而第二溶液中的有机溶剂可例如是环戊酮。
以下说明依照本发明的方法在制程中进行去除光刻胶的方法。图2A至图2C为依照本发明的实施例所绘示的去除光刻胶的方法的流程剖面示意图。
首先，请参照图2A，提供基底200，该基底200上已形成有材料层202，该材料层202例如是预定被图案化的材料层，其例如是介电材料层、导电材料层或是其它材料层等等。该材料层202亦可以是预定进行离子植入的材料层，其例如是硅基底、介电层或是导电层等等。本发明并不对材料层202作特别限定，只要是需利用光刻胶层对其进行后续制程步骤的皆可。
之后，在材料层202上形成光刻胶层204，其中光刻胶层204的材质例如是由树脂、感光剂及溶剂所混合而成的感光材料，而形成光刻胶层204的方法例如是首先对材料层202进行旋转涂布(spin coating)，将感光材料涂布在材料层202上，再进行一道软烤的步骤，以移除感光材料中的溶剂，使原本是液态的感光材料成为固态的光刻胶层。
接着，定义该光刻胶层204，以形成图案化的光刻胶层204。继之，进行半导体制程，该半导体制程可例如是蚀刻制程、掺杂制程或是其它需利用光刻胶层而进行的制程。
然后，请参照图2B，在上述半导体制程之后，必须完全将光刻胶层204清除干净，以利于进行后续的制程。本发明的去除光刻胶的方法在整个光刻胶移除的过程中并不使用等离子体，而以含有机溶剂的溶液，对光刻胶层204进行移除步骤206，以去除光刻胶层204。其中，移除步骤206的溶液温度介于23℃～50℃之间。
接着，请参照图2C，以含有机溶剂的溶液，对光刻胶层204进行移除步骤208，以完全去除光刻胶层204。其中，移除步骤208的溶液温度介于23℃～50℃之间。
特别是，上述的移除步骤206所使用的溶液的极性与移除步骤208所使用的溶液的极性不同，且移除步骤206所使用的溶液的极性大于移除步骤208所使用的溶液的极性，在移除步骤206使用极性较大的有机溶液对光刻胶层204的去除能力较佳，其能去除大部分的光刻胶材料，而在移除步骤208使用极性较小的有机溶剂能够去除剩余的光刻胶材料以及残留的有机溶液。如此一来经两次有机溶液的移除步骤206与208之后，即可达到完全去除光刻胶的目的。
在一实施例中，上述移除步骤206所使用的溶液中含有的有机溶剂例如是含N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液，而移除步骤208所使用的溶液中含有的有机溶剂例如是环戊酮。上述有机溶剂皆为一般制程中常见的化学溶液，所以上述实施例不需额外再开发新的化学溶液以及额外再耗费成本，即可达到去除光刻胶的目的。
更具体地，本发明去除光刻胶的方法为以有机溶液进行移除步骤206，将图1A中所形成的光刻胶层204以及底下的材料层202与基底200整个浸入装有有机溶液的环境中，其例如是在装有含N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液的容器中，利用含N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液与光刻胶层204反应，而使光刻胶层204溶于含N-甲基-2-吡咯烷酮溶液，以达到去除光刻胶的目的。然后，以溶液极性相对于上述有机溶液较小的有机溶液进行移除步骤208，将图2B中残留的光刻胶层204以及底下的材料层202与基底200整个浸入装有溶液极性较低的有机溶液的环境中，其例如是在装有含环戊酮的溶液的容器中，利用含环戊酮的溶液与光刻胶层204反应，而使光刻胶层204溶于含环戊酮的溶液，以去除光刻胶。而且，由于有机溶液与有机溶剂具有极性不同的特性，且有机溶液的极性大于有机溶剂的极性，因此光刻胶层204经移除步骤206与移除步骤208之后，能够达到完全去除光刻胶的目的。
值得特别注意的是，本发明去除光刻胶的方法不用和现有技术一样，必须使用等离子体(plasma)的方式来进行光刻胶的剥除(strip)，因此可比较节省去除光刻胶的时间与成本。换句话说，本发明去除光刻胶的方法可与一般光刻制程结合，只需在黄光区即可进行，而不需进行分开处理的操作，如此一来除了可节省时间与成本之外，还可提高整个制程的产率(throughput)。
以下是利用本发明去除光刻胶的方法进行再生光刻胶的方法。图3A至图3D为依照本发明的实施例所绘示的再生光刻胶的方法的流程剖面示意图。
首先，请参照图3A，提供基底300，该基底300上已形成有材料层302，且材料层302上形成有光刻胶层304，该光刻胶层304为一具有缺陷而需进行再生(rework)的光刻胶材料层。
接着，请参照图3B，以含有机溶剂的溶液对光刻胶层204进行移除步骤308，以去除该光刻胶层304，其中该移除步骤308的溶液温度介于23℃～50℃之间。
然后，请参照图3C，以含有机溶剂的溶液对光刻胶层304进行移除步骤310，以完全去除光刻胶层304。其中，该移除步骤310的溶液温度介于23℃～50℃之间。特别是，上述移除步骤308所使用的溶液的极性与移除步骤310所使用的溶液的极性不同，且移除步骤308所使用的溶液的极性大于移除步骤310所使用的溶液的极性，在一实施例中，上述移除步骤308所使用的溶液中含有有机溶剂例如N-甲基-2-吡咯烷酮，而移除步骤310所使用的溶液中含有有机溶剂例如环戊酮。上述有机溶剂皆为一般制程中常见的化学溶液，所以上述实施例不需额外再开发新的化学溶液以及额外再耗费成本，即可达到去除光刻胶的目的。
继之，请参照图3D，在去除光刻胶层304后，在材料层302上形成一层光刻胶层306。当然，若该光刻胶层306有出现缺陷的问题，则同样可利用上述实施例进行再生光刻胶的步骤，直到所形成的光刻胶层为可用的且没有缺陷的膜层。
综上所述，本发明至少具有下面的优点1.本发明利用进行两次化学溶液的移除步骤，且其溶液的极性不同的特性，以完全去除光刻胶，而所使用的溶液皆为一般制程中常见的化学溶液，因此可节省制程的成本。
2.本发明去除光刻胶的方法不需使用等离子体的方式，即可达到完全去除光刻胶的目的，缩短制程所需耗费的时间，如此一来可更佳地降低制程的成本。
3.本发明的方法不需进行分开操作，在黄光区即可完成整个去除光刻胶的制程，因此，可节省制程的时间以及提高产率。
4.本发明去除光刻胶的方法除可用于再生光刻胶之外，亦可广泛地应用于一般制程中需去除光刻胶的步骤中。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的实质和范围内，应当可作一些更动与润饰，因此本发明的保护范围以所附权利要求书限定的范围为准。
权利要求
1.一种去除光刻胶的方法，包括不使用等离子体；以第一溶液对光刻胶层进行第一移除步骤；以及以第二溶液对所述光刻胶层进行第二移除步骤，以完全去除该光刻胶层，其中所述第一溶液与所述第二溶液的极性不同。
2.如权利要求1所述的去除光刻胶的方法，其中所述第一溶液的极性大于所述第二溶液的极性。
3.如权利要求1所述的去除光刻胶的方法，其中所述第一溶液为含有机溶剂的溶液。
4.如权利要求3所述的去除光刻胶的方法，其中所述有机溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
5.如权利要求1所述的去除光刻胶的方法，其中所述第二溶液为含有机溶剂的溶液。
6.如权利要求5所述的去除光刻胶的方法，其中所述有机溶剂包括环戊酮。
7.如权利要求1所述的去除光刻胶的方法，其中所述第一移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
8.如权利要求1所述的去除光刻胶的方法，其中所述第二移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
9.一种再生光刻胶的方法，其适用于已形成缺陷光刻胶层的基底，该方法包括不使用等离子体；以第一溶液对所述缺陷光刻胶层进行第一移除步骤；以第二溶液对所述缺陷光刻胶层进行第二移除步骤，以完全去除缺陷光刻胶层，其中所述第一溶液与所述第二溶液的极性不同；以及在所述基底上形成光刻胶层。
10.如权利要求9所述的再生光刻胶的方法，其中所述第一溶液的极性大于所述第二溶液的极性。
11.如权利要求9所述的再生光刻胶的方法，其中所述第一溶液为含有机溶剂的溶液。
12.如权利要求11所述的再生光刻胶的方法，其中所述有机溶剂包括含N-甲基-2-吡咯烷酮。
13.如权利要求9所述的再生光刻胶的方法，其中所述第二溶液为含有机溶剂的溶液。
14.如权利要求13所述的再生光刻胶的方法，其中所述有机溶剂包括环戊酮。
15.如权利要求9所述的再生光刻胶的方法，其中所述第一移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
16.如权利要求9所述的再生光刻胶的方法，其中所述第二移除步骤的溶液温度介于23℃～50℃。
全文摘要
一种去除光刻胶的方法，该方法在整个光刻胶移除的过程中并不使用等离子体，而以第一溶液对光刻胶层进行第一移除步骤。然后，以第二溶液对光刻胶层进行第二移除步骤，以完全去除该光刻胶层。其中，第一溶液与第二溶液的极性不同，且第一溶液的极性大于第二溶液的极性。
文档编号H01L21/02GK1912749SQ20051008965
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月8日 优先权日2005年8月8日
发明者钟联盛, 魏其宏, 林信旭 申请人:联华电子股份有限公司