用于从半导体晶片去除材料的方法及装置的制作方法

专利名称：用于从半导体晶片去除材料的方法及装置的制作方法
用于从半导体晶片去除材料的方法及装置背景技术在半导体制造中，集成电路在由从诸如硅的材料限定的半导体 晶片("晶片")上产生。为了在晶片上产生集成电路，需要制造大 量(如，数百万)的电子器件，如电阻、二极管、电容器以及各种 类型的晶体管。该电子器件的制造包括在该晶片上的精确位置沉 积、去除和注入材料。 一个称为光刻的处理通常用来帮助材料在晶 片上的津奇确位置的沉积、去除和注入。在该光刻处理中，光刻月交材冲牛首先沉积在该晶片上。然后，该 光刻胶材料暴露在由中间掩模过滤的光线下。该中间掩模通常是一 个玻璃4反，其上图案化有示范性特征几何形状，该几何形状阻止光 线穿过该中间掩模。在通过该中间掩模后，光线接触该光刻胶材料 的表面。该光线改变该暴露的光刻胶材料的化学组成。使用正光刻 胶材料时，曝光致使暴露的光刻胶材料不能在显影液中溶解。相反 地，使用负光刻胶，曝光致使暴露的光刻胶材料能在显影液中溶解。 在曝光之后，光刻胶材料的可溶解部分纟皮去除，剩下图案化的光刻 胶层。然后处理该晶片以在该晶片上没有净皮该图案化的光刻月交层覆 盖的区域中去除、沉积或注入材料。这样的晶片处理经常以这种方 式改变光刻胶层，即它使光刻胶的去除更加困难。例如，在等离子 体蚀刻处理的情况中，该光刻胶的外层被转变为硬层，其与下层光 刻胶相比非常不易反应。在晶片处理之后，图案化的光刻胶层、其 碎屑、以及在等离子体蚀刻后留下的其他类型聚合物碎屑，需要在 一个称为光刻胶剥除的处理工艺中^U亥晶片去除。在光刻月交剥除处 理工艺中彻底去除光刻胶和聚合物材料是重要的，因为在晶片表面 残存的这种材料会导致集成电路的缺陷。并且，光刻胶剥除处理工 艺应当谨慎地才丸4亍以避免化学改变或物理石皮坏在该晶片上的下层 材料。存在改进光刻胶剥除处理工艺的需要，从而可实现更彻底地 去除光刻胶和聚合物材料，而对下层晶片材料造成更少的化学改变 和/或》皮坏。发明内容在 一 个实施例中，公开 一 种用于从半导体晶片去除材料的方 法。该方法包括用于在存在有半导体晶片的体积内保持压力的操作，该压力足以〗呆持非牛顿流体的前体流体(precursor fluid )为液 态。该方法还包括用于在该半导体晶片上设置该前体流体同时保持 该前体流体为液态的操作。更具体地，该前体流体设置为临近要从 该半导体晶片上去除的材料。该方法进一步包括用于降低该存在有 该半导体晶片的体积中压力的操作。压力的降低使该前体流体转变 为非牛顿流体。在转变为非牛顿流体过程中，前体流体的膨胀导致 该产生的非牛顿流体从该半导体晶片去除材料。在另 一个实施例中，公开了 一种用于从半导体晶片上去除光刻 胶和聚合物材料的方法。该方法包括用于在半导体晶片上设置溶液 以去除大块光刻胶材料的操作。该溶液穿透光刻胶材料以去除大块 光刻月交材料，同时保留光刻月交硬层。在去除该大块光刻胶材料之后， 将非牛顿流体的前体流体设置在该半导体晶片上，同时保持为液 态。而且，设置前体流体以穿透该光刻胶硬层至位于该光刻胶硬层 下的空区。该方法进一步包括用于降低该半导体晶片周围压力的操 作，以将该前体流体转变为非牛顿流体。在转变为非牛顿流体过程 中该前体流体的膨"长导致产生的非牛顿流体去除该光刻月交^更层和聚合物材料。
在另 一个实施例中，公开一种用于从半导体晶片上去除材料的装置。该装置包括具有连4姿在其上的流体输入端的室。该流体豸lr入 端配置为在待支撑在该室内的半导体晶片上设置非牛顿流体的前 体流体。该装置还包括加压设备，配置为控制该室内的压力。该加压i殳备能够控制该室内的压力，以当该前体流体i殳在该半导体晶片上时将其保持为液态。该装置进一步包括压力释放设备，配置为释 放该室内压力至较低的压力环境。释放该室内的压力足以使该前体 流体乂人液态转变为非牛顿流体。在转变为该非牛顿流体过程中该前 体流体的膨胀足以导致产生的非牛顿流体乂人该半导体晶片上去除 材料。本发明的其他方面和优点将从下面详细描述变得更显而易见， 其结合附图以示例的方式i兌明本发明。


图1A是描述具有限定在其上的图案化光刻胶层的半导体晶片 的示意图；图1B是描述在其上执行等离子体蚀刻处理之后的图1A的半 导体晶片和图案化光刻胶层的示意图；分之后图1B的半导体晶片、光刻胶硬层、和聚合物材料的示意图；图2是示出了根据本发明一个实施例，用于从半导体晶片上去 除材^牛的方法的流程图；图3A是描述根据本发明一个实施例，在执行图2方法的操作 201和203之后的图1C的构造的示意图； 图3B是描述根据本发明的一个实施例，在图2方法的操作205 之后的图3A的构造的示意图；图3C是描述根据本发明的一个实施例，在清洗和干燥处理以 从该半导体晶片清洗掉去除的光刻胶硬层、去除的聚合物材料和非 牛顿流之后的半导体晶片的示意图；图4是示出了根据本发明的一个实施例，用于从半导体晶片去 除光刻胶和聚合物材料的方法的流程图的图示；以及图5是示出才艮据本发明的一个实施例，可在其中4丸行从半导体 晶片去除材料的处理室的示意图。
具体实施方式
在以下的描述中，将阐明众多具体细节以提供对本发明的彻底 理解。然而，对于本领域技术人员来说，显然没有这些具体细节的 一些或全部也可以实现本发明。在其他例子中，/>知的处理操作没 有详细描述，以避免不必要地混淆本发明。图1A是描述半导体晶片101的示意图，该半导体晶片101具 有限定在其上的图案化的光刻力交层103。应该理解的是，半导体晶 片101可包括以多种几何配置的许多不同材冲+的积聚，依赖于迄今 出现的半导体制造的程度。图案化的光刻胶层103可使用通常的光 刻处理工艺而限定在半导体晶片101上。在当前的论述中，图案化 的光刻胶层103作为掩^t以保护半导体晶片101被覆盖的部分免受 等离子体蚀刻处理中使用的等离子体的影响。因此，图案化光刻胶 层103也限定将被蚀刻入半导体晶片IOI的图案。某些晶片处理才喿作(如当前论述的等离子体蚀刻处理)可以将 暴露在等离子体中的图案化的光刻胶层的 一定厚度转变为光刻胶
硬层(crust )。图IB是描述在其上已执行等离子体蚀刻处理之后图 1A中的半导体晶片101和图案化光刻月交层103的示意图。如图IB 所示，在该等离子体蚀刻处理之后，图案化光刻胶层103由大块光 刻胶部分103a和光刻胶；更层103b限定，其中大块光刻月交部分103a 位于光刻"交^更层103b下面。在批j亍该等离子体蚀刻处理之前，限定大块光刻月交部分103a 的光刻胶材料实质上与限定图案化光刻力交层103的光刻胶材料相 同。然而，光刻胶硬层103b与大块光刻胶部分103a明显不同。例 如，与大块光刻月交部分103a形成对照的是，光刻月交^更层103b是更 石更和多孔的材料，其牢固地粘附在半导体晶片IOI的表面。另外，该等离子体蚀刻处理可在半导体晶片IOI表面留下聚合 物材4牛104。在该蚀刻处理期间，聚合物材并牛104可由该等离子体 内的物质与该蚀刻处理的副产物反应而产生。例如，聚合物材并牛104 可以是石友氟化合物材并+,其包括来自该基片的物质。在该等离子体蚀刻处理之后，有必要彻底去除大块光刻胶部分 103a、光刻胶硬层103b、和聚合物材料104。另外，去除该光刻胶 和聚合物材料不应导致半导体晶片101的下层特征(feature,结构) 的4匕学或物理损伤。 一种用于去除大块光刻力交部分103a的方法包 括执行湿剥除操作。在该湿剥除操作中，湿剥除化学成分设置在半 导体晶片101和光刻月交材冲+上。该湿剥除化学成分设计为穿透多孔 光刻力交硬层103a并通过溶解处理而去除大块光刻胶部分103a。 一 些示例性的湿剥除化学成分包括由ATMI, Inc.生产的AP902,和由 Air Products and Chemicals, Inc.生产的EZStrip 523 ，以及别的产品。 很多传统的湿剥除化学成分是四曱基氢氧化铵(TMAH )基的溶液， 其i殳计为纟是供大块光刻力交部分103a的快速去除，而保持半导体晶 片101下层的特征的完好。
然而，本领i或的^支术人员可以理解，尽管传统的湿剥除^:学成分可以有效;也去除大块光刻月交部分103a， 4旦是传统的湿剥除4匕学成 分不能在不导致半导体晶片101的下层特征的损伤的情况下有效地 去除光刻胶硬层103b。因此，声称能够去除光刻胶硬层103b的传 统的湿剥除化学成分非常有侵蚀性，以至于它们导致半导体晶片 101下层特4i的损伤。图1C是描述了使用传统的湿剥除化学成分去除大块光刻胶部 分103a后的图1B的半导体晶片101、光刻胶石更层103b、和聚合物 材料104的示意图。由于传统的湿剥除化学成分可以去除大块光刻 月交部分103a而不能去除光刻力交^更层103b,在该传统湿剥除处理后， 光刻胶硬层103b仍附在半导体晶片101上。应当理解的是，由于 光刻力交石更层103b的多孔特性，该传统湿化学成分处理可以穿透光 刻月交^更层103b并去除在光刻力交力更层103b之下的大块光刻力交部分 103a。因此，在该传统湿剥除处理后，光刻力交》更层103b的壳仍附 着于半导体晶片101的每个特征。另外，由于光刻胶硬层103b的 化学特性，光刻月交硬层103b和半导体晶片IOI之间的牢固的粘结 存在于它们之间的界面105。因此，需要一种方法，以去除光刻胶 硬层103b和聚合物材并十104而不损伤该下层的半导体晶片101。图2是示出了根据本发明 一个实施例的用于从半导体晶片上去 除材津牛的方法的流程图的图示。该方法包括4喿作201，用于在存在 有半导体晶片的体积内保持压力，该压力足以保持非牛顿流体的前体流体为液态。在一个实施例中，该体积净皮加压为大于一个大气压 (latm),以保持该前体流体为液态。在另一个实施例中，将该前 体流体调配为可在该体积内的大气压(1 atm)下保持为液态。在又 一个实施例中，该前体;充体调配为在内部压力4氐于一个大气压(1 atm )的体积内保持为液态。该前体流体将在下面更详细的描述。 然后，该方法进行才喿作203，用于在该半导体晶片上设置该前体流 体，同时4呆持该前体流体为液态。应当理解的是，液态的前体流体
可设置在过孔中并且在临近的限定在该半导体晶片上的高邻、一黄比 结构之间。另外，该液态的前体流体可穿透该多孔光刻月交硬层以到达可位于该光刻月交石更层下的空区。因此，在该操作203中当将该前 体流体限定在该半导体晶片上时，该前体流体i殳置为临近将要乂人该 半导体晶片去除的材料。这种将要从该半导体晶片去除的材料的例 子可包括光刻胶、光刻力交石更层、聚合物材料、以及实质上任何其他 不想要的剩余材料。在操作203之后，该方法进行操作205,其中，降低该存在有 半导体晶片的体积中的压力，以使该前体流体转变为非牛顿流体。非牛顿流体是教度随施加的剪切力而变化的流体。 一个非牛顿流体 的例子是寿欠的、浓缩的物质，其处于固体和液体两个极端的中间位 置，其中该软的浓缩的物质容易受外部压力变形。泡沫是这里提到 的非牛顿流体的一个例子，其中，气泡限定在液体基体(matrix) 内。然而，应该理解的是，与本发明相关的非牛顿流体并不限于泡 沫的特别类型。在前体流体转变为非牛顿流体过程中，其体积的膨胀导致非牛 顿流体从半导体晶片上去除多余的材料，如光刻胶硬层、聚合物材 升+等等。应该理解的是，随着该前体流体转变为非牛顿流体，该非 牛顿流体的前体流体的膨胀以及该非牛顿流体对基片(即半导体晶 片)的相对运动，使非牛顿流体对该光刻胶硬层和聚合物材料施加 机械力，从而从半导体晶片上去除光刻胶硬层和聚合物材料。因此， 存在于多余材冲牛下以及临近该多余材冲十的前体流体的从液体到非 牛顿流体的转变，使多余的材料从该半导体晶片被机械地去除。因为该前体流体均 一地进入存在于该半导体晶片上的特征之 间，该前体流体到非牛顿流体的伴随膨胀的转变，将在存在于该半 导体晶片上的特征的每侧上施加基本上均一的流体静力学压力。所 以，非牛顿流体不会在半导体晶片特征上施加有差别的力，因此避
免损伤这些特征。另外，该非牛顿流体带走从该半导体晶片上去除 的材料。所以，去除掉的材料(如光刻胶硬层和聚合物材料)将不 会重新沉淀并再次粘附在该半导体晶片上。如上所i仑述的，当保持高于特定压力时，该前体流体是液态。 当暴露于足够低的压力时，该前体流体转变为非牛顿流体。为了论 述的目的，该特定压力称为前体流体的转变压力，低于该压力该前 体流体转变为非牛顿流体。在一个实施例中，该前体流体定义为具有推进剂(propellant)的液体，该推进剂由凄t个方法(如溶解、混 合、乳化等)中的一个包括在该液体中。当压力低于转变压力时， 在该前体流体中的推进剂将膨"长以将该前体流体转变为非牛顿流体。在该前体流体中的推进剂限定为高于转变压力时保持为液态， 并且在低于转变压力时为气态。例如，在一个实施例中，丙烷(C3H8) 可用作推进剂。然而，应当理解的是，在其他实施例中，该推进剂 材料实际上可以是满足关于该转变压力的物理状态要求的任何材 料，并且与该前体流体、该半导体晶片、和该处理环境/结构化学相容。在高于该4争变压力的压力下，液态的4,进剂加入该前体流体。 在一个实施例中，加入该前体流体的推进剂的量是在其中加入该推 进剂之后的前体流体重量的大约5%至大约20%范围之内。可溶解 在该前体流体中的推进剂的最大量通常受限于该推进剂(液态)在 该前体流体中的〉容解度。在本发明的一个实施例中，该前体流体到该非牛顿流体的转变完成的。在一个实施例中，该前体流体周围的压力以一定速率降低， 以4吏液态的前体流体在乂人大约0.01秒至大约2秒的持续时间内转变 为非牛顿流体。此处所使用的术语"大约，，指给定值的正负百分之 二十之内。在另一个实施例中，该前体流体周围的压力以一定速率
降低，从而使液态的前体流体在大约0.05秒至大约0.2秒的持续时 间内4争变为非牛顿流体。在又一个实施例中，该前体流体周围的压 力以一定速率降低，,人而^f吏液态的前体流体在大约0.01秒的持续时 间内4争变为非牛顿流体。为使非牛顿流体向光刻胶硬层和聚合物材料施加足够大的力 以将它们从半导体晶片上去除，该非牛顿流体与该前体流体的体积 比应当足够大。在一个实施例中，在该前体流体中的推进剂膨胀之 后的该非牛顿流体的体积是液态的前体流体体积的大约2倍至大约 100倍。在另一个实施例中，在该前体流体中的推进剂膨胀之后的 该非牛顿流体的体积是液态的前体流体体积的大约5倍至大约20 倍。在一个实施例中，该基础前体流体，即该前体流体的非推进剂 部分，通过向一定量的去离子水中添加各种组4分而限定。例如，该 基础前体流体可调配为包括用于降低表面张力的表面活性剂和能 够稳定在该前体流体转变为非牛顿流体过程中形成的气泡的其它 添加剂。这种添加剂的例子可包4舌脂肪酸、纤维素、油、和蛋白质， 以及其它添加剂。该基础前体流体还可包括清洁剂和/或肥皂。另夕卜， 水溶助长剂可包括在该基础前体流体中以与胶团(micelle )表面牢 固粘合，由此控制这些胶团的尺寸。能够降低在光刻胶硬层和半导 体晶片之间界面上的黏附力的添加剂也可包含于该基础前体流体 中。在一个实施例中， 一定量的用于去除该大块光刻胶的湿剥除化 学成分可添加到该前体流体中，,人而在去除该光刻月交硬层过程中， 残留的大块光刻"交可继续#皮去除。参考图2的方法，在操作201和203期间，该半导体晶片周围 的压力可^f呆持刚刚高于该转变压力。然而，在才喿作201和203期间， 从该前体流体的角度，并没有对周围压力的具体限制。另外，在一 些实施例中，用在该前体流体中的推进剂会在接近该推进剂的完全1
液化压力的压力下部分液化。在这些实施例中，该前体流体可限定 为包括一定量的推进剂，其少于在完全液化压力下所期待的推进剂的量。因此，在这些实施例中，在操作201和203过程中，该半导的压力。当该压力降^f氐至该转变压力以下并且该前体流体中的4,进剂 由液态变为气态时，气态的推进剂表现得像理想气体。因此，根据 理想气体定律(PV=nRT),该气态推进剂的体积可受到该气态推进 剂温度的影响。在给定的压力下，较高的气体温度将反映出对应的 较高的气体体积，反之亦然。还应当理解的是，气泡内的压力会受 到气泡尺寸和气泡间液体表面张力的影响。在一个固定的周围压力 下，较小尺寸的气泡相对于较大尺寸的气泡具有较高的内部压力。 加上在该推进剂从液态转变为气态中增加的体积，产生的非牛顿流 体将占据增加的体积。因此，图2的方法也可包括用于控制温度的 操作，以控制在从液态到非牛顿流体转变过程中该前体流体的体积 膨胀。应当理解的是，应当在考虑保持该前体流体的化学性质的前 才是下来控制该温度。图3A是描述根据本发明的一个实施例，在执行图2方法的操 作201和203之后的图1C的构造的示意图。如前所述，液态的前 体流体301 _没置在半导体晶片101上。前体流体301设置在存在于 半导体晶片ioi上的特征之间。前体流体301还穿透该多孔光刻胶 石更层103b至位于该光刻月交石更层103b下的区域，该区域先前由大块 光刻月交部分103a占据。在一个实施例中，该半导体晶片101可在 执行图2的方法之前经受清洗和干燥步骤。图3B是描述才艮据本发明的一个实施例，在图2方法的才乘作205 之后的图3A的构造的示意图。如前所述，在操作205中，压力减 小到该转变压力以下，乂人而将前体流体301转变为非牛顿流体303。
与将前体流体301转变为非牛顿流体303有关的流体膨胀和流体运 动使该非牛顿流体在该光刻胶硬层103b和聚合物材料104上施加 才几械力，乂人而/人半导体晶片101上去除光刻月交硬层103b和聚合物 材料104。去除掉的光刻胶硬层103b和聚合物材料在该非牛顿流体 303中被带走，从而使去除的光刻胶硬层103b和聚合物材料不会重 新沉淀并再次粘附在半导体晶片101上。图3C是冲艮据本发明的一 个实施例，在清洗和干燥处理以从半导体晶片101上清洗掉去除的 光刻胶硬层103b、去除的聚合物材料104和非牛顿流体303之后的 半导体晶片101。如前面关于图2所描述，用于从半导体晶片上去除光刻胶硬层 的方法，可整合作为用于从半导体晶片上全面去除光刻胶材料的方 法的一部分。图4是描述根据本发明的一个实施例，用于从半导体 晶片去除光刻胶和聚合物材料的方法的流程图。该方法包括用于在 该半导体晶片上设置溶液以去除大块光刻胶材料的操作401。所设 置的溶液能够穿透光刻胶材料以去除该大块光刻胶材料，而保留光 刻胶硬层。在去除大块光刻胶材料之后，该方法进行到操作403,用于在 半导体晶片上i殳置非牛顿流体的前体流体。当前方法中的前体流体等同于前面i仑述的前体流体。因此，当i殳在该半导体晶片上时，该 前体流体j呆持为液态。该前体流体^皮i殳置以穿透该光刻"交石更层至在该光刻胶硬层下的空区。然后，在操作405,降低该半导体晶片周 围压力以将该前体流体转变为非牛顿流体。该前体流体转变为非牛顿流体过程中的体积膨胀使该非牛顿流体施加机械力到该光刻胶 硬层和聚合物材料上，并去除该光刻胶硬层和聚合物材料。图5是示出才艮据本发明一个实施例的处理室501的示意图，在 该处理室501中可扭J亍前述用于乂人该半导体晶片上去除才才才+的方 法。该室501可{呆持室内压力高于#:作压力，在该才喿作压力下，前
体流体保持为液态。晶片支撑件503设置在室501内。晶片支撑件 503限定为在材料去除处理过程中固定半导体晶片505。该室501包括连接到前体流体源509的输入端507。在操作中， 如箭头511所示，乂人前体流体源509经过豸lr入端507 ^是供该前体流 体，以将其设置在半导体晶片505上。该室501还包括连接到加压 设备515的输入端513。在操作中，该加压设备515用于通过增加 或去除处理气体而4空制室501内的压力，3。箭头517所示。该室501 进一步包括连接到温度控制器533的输入端531。在操作中，温度 控制器533能够通过输入端531调节处理气体，以在该室501内4呆 持需要的温度。并且，在一个实施例中，温度控制器533可用于控 制晶片支撑件503的温度，以进而控制半导体晶片505的温度。压力释放设备521通过连接部519与室501相连接。在操作中， 压力释》文设备521可快速释》文室501内的压力(如箭头523所示)，以使该前体流体在半导体晶片505表面上转变为非牛顿流体。在该 前体流体转变为非牛顿流体之后，产生的非牛顿流体和去除的材料 (即光刻胶和聚合物材料)可通过连接部525由排出系统527去除， 如箭头529所示。应当理解的是，为了避免混淆本发明，该室501 4艮多额外的细节并没有在此处描述。然而，本领域的技术人员可以 理解，该室501可包括许多与用于半导体晶片处理的压力室一4殳地 相关的4争4正。尽管根据多个实施例描述了本发明，但可以理解的是本领域的 4支术人员通过阅读前述^兌明书和学习该附图可以意识到其各种替 换、增加、置换和其等同方式。所以，意在使本发明包括所有这种 替换、增加、置换和等同方式，落入本发明的主旨和范围之内。
权利要求
1.一种用于从半导体晶片去除材料的方法，包括在存在有半导体晶片的体积内保持足够的压力，以保持非牛顿流体的前体流体为液态；在所述半导体晶片上设置所述前体流体，同时保持所述前体流体为液态，其中，所述前体流体被设置为临近将要从所述半导体晶片去除的材料；以及降低所述体积中的压力，以使所述前体流体转变为所述非牛顿流体，由此，在转变过程中所述前体流体的膨胀使所述非牛顿流体从所述半导体晶片去除所述材料。
2. 根据权利要求1所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，将要由所述非牛顿流体从所述半导体晶片去除的所述材料 是光刻胶硬层、聚合物材料、和既有光刻胶硬层又有聚合物材 料中的一种。
3. 根据权利要求2所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，进 一步包括在所述半导体晶片上设置所述前体流体之前，使用湿化 学成分去除大块光刻胶部分，所述去除在蚀刻操作之后执行， 并且这种所述大块光刻胶部分的去除被执行以留下所述光刻 胶硬层，其中，所述光刻胶硬层在所述蚀刻操作期间产生。
4. 根据权利要求1所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，所述前体流体是其中包括有液态推进剂的液体，所述前体 流体可被设置在过孔中并位于所述半导体晶片上的高纵横比 结构之间，所述前体流体可穿透光刻力交;哽层至位于所述光刻月交 石更层下的区域。
5. 根据权利要求4所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，包含在所述前体流体内的推进剂的量在包含所述推进剂后 的所述前体流体的重量的大约5%至大约20%的范围内。
6. 根据权利要求1所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，所述前体流体被定义为包括表面活性剂和能够稳定在所述 前体流体转变为非牛顿流体过程中形成的气泡的添加剂。
7. 根据权利要求1所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，降^f氐所述体积内的所述压力导致溶解在所述前体流体内的 推进剂的膨胀，所述推进剂的膨胀使所述前体流体转变为所述 非牛顿;充体。
8. 根据权利要求7所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，所述推进剂膨力长之后，所述非牛顿流体的体积在所述液态 的前体流体的所述体积的大约2倍至大约100倍的范围之内。
9. 根据权利要求1所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，进 一步包括控制温度，以控制所述前体流体在从所述液态转变为所 述非牛顿流体过程中的所述膨胀。
10. 根据权利要求1所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，足以4呆持所述非牛顿流体的所述前体流体为液态的所述压 力大于1大气压(atm)。
11. 根据权利要求1所述的用于从半导体晶片去除材料的方法，其 中，足以4呆持所述非牛顿流体的所述前体流体为液态的所述压力小于或等于1大气压(atm)。
12. —种用于从半导体晶片去除光刻胶和聚合物材料的方法，包 括在半导体晶片上设置溶液以去除大块光刻胶材料，其中， 所述溶液穿透光刻胶材料以去除所述大块光刻胶材料，而留下 光刻力交》更层；去除所述大块光刻胶材料后，在所述半导体晶片上设置 非牛顿流体的前体流体，所述前体流体当i殳置在所述半导体晶 片上时保持为液态，所述前体流体i殳置为穿透所述光刻胶^更层 至所述光刻胶石更层下的空区并且临近存在于所述半导体晶片 上的聚合物材料；以及降低所述半导体晶片周围的压力，以将所述前体流体转 变为所述非牛顿流体，由此，在所述4争变期间所述前体流体的 膨胀使所述非牛顿流体去除所述光刻胶硬层和聚合物材料。
13. 根据权利要求12所述的用于从半导体晶片去除光刻胶和聚合 物材冲牛的方法，其中，由所述非牛顿流体去除所述光刻胶硬层 和聚合物材料是由所述非牛顿流体施加在所述光刻胶硬层和 聚合物材料上的机械力的结果。
14. 根据权利要求12所述的用于从半导体晶片去除光刻胶和聚合 物材冲牛的方法，其中，由所述非牛顿流体去除的光刻胶硬层和 聚合物材料在所述非牛顿流体中被带走，使得所去除的光刻胶 硬层和聚合物材料不会重新沉淀在所述半导体晶片上。
15. 根据权利要求12所述的用于从半导体晶片去除光刻胶和聚合 物材料的方法，其中，执行降低所述半导体晶片周围的压力， -使得液态的所述前体流体在乂人大约0.01秒至大约2秒的持续 时间内#皮4争变为所述非牛顿流体。
16. 根据权利要求12所述的用于从半导体晶片去除光刻胶和聚合 物材料的方法，其中，所述前体流体包括一定量的用于去除所 述大块光刻胶材^l"的所述溶液。
17. 根据权利要求12所述的用于从半导体晶片去除光刻胶和聚合 物材料的方法，其中，降低所述半导体晶片周围的压力导致包 括在所述前体流体中的推进剂的膨胀，所述推进剂的膨胀使所 述液态的前体流体转变为所述非牛顿流体。
18. 根据权利要求17所述的用于从半导体晶片去除光刻胶和聚合 物材料的方法，其中，所述推进剂膨胀之后，所述非牛顿流体 的体积在所述液态前体流体的所述体积的大约2〗咅至大约100 倍的范围内。
19. 一种用于从半导体晶片去除材料的装置，包括室；流体输入端，其与所述室相连接并且配置为在将要被支 撑在所述室内的半导体晶片上^殳置非牛顿流体的前体流体；加压"i殳备，其配置为控制所述室内的压力以当所述前体 流体祐 没置在所述半导体晶片上时将所述前体流体保持为液 态；以及压力释放设备，其配置为释放所述室内压力至较低的压 力环境，其中所述室内压力的释放足以使所述前体流体从所述 液态转变为所述非牛顿流体，由此，在所述转变过程中所述前 体流体的膨"长足以使所述非牛顿流体乂人所述半导体晶片上去 除材料。
20. 根据权利要求19所述的用于从半导体晶片去除材料的装置， 进一步包括温度控制器，其配置为控制所述室内的温度，其中，控 制所述室内的温度能够控制在^v所述液态转变为所述非牛顿 流体过程中所述前体流体的所述膨胀。
21. 根据权利要求19所述的用于从半导体晶片去除材料的装置， 其中，所述压力释放设备配置为释放所述室内的压力至较低的压力环境，从而使所述前体流体在从大约0.01秒至大约2秒 的持续时间内乂人所述'液态转变为所述非牛顿流体。
22. 根据权利要求19所述的用于从半导体晶片去除材料的装置， 其中，所述室^皮进一步限定为在所述半导体晶片上i殳置所述前 体流体之前在所述半导体晶片上实施湿剥除操作，所述湿剥除 才喿作用于从所述半导体晶片上去除光刻月交材料的大块部分，而 在所述半导体晶片上留下光刻胶硬层。
23. 根据权利要求19所述的用于从半导体晶片去除材料的装置， 其中，所述前体流体是具有包括在其中的推进剂的液体。
24. 根据权利要求19所述的用于从半导体晶片去除材料的装置， 其中，从所述半导体晶片上去除的所述材料是光刻胶硬层、聚 合物材料、和既有光刻胶硬层又有聚合物材料中的一种。
全文摘要
在存在有半导体晶片的体积内保持压力，该压力足以保持非牛顿流体的前体流体为液态。该前体流体设置为临近将要从该半导体晶片上去除的材料，同时保持该前体流体为液态。降低存在有半导体晶片的该体积中的压力，从而使设置在该体积内晶片上的该前体流体转变为非牛顿流体。在转变为非牛顿流体过程中，前体流体的膨胀和该前体流体相对于该晶片的运动使产生的非牛顿流体从该半导体晶片上去除材料。
文档编号H01L21/00GK101213639SQ200680024137
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月30日
发明者弗里茨·C·雷德克, 米哈伊拉·科罗利克, 约翰·M·博伊德, 约翰·德拉里奥斯, 迈克尔·拉夫金 申请人:朗姆研究公司