湿法剥离导流机构和湿法剥离装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种湿法剥离导流机构和湿法剥离装置。


背景技术：

2.湿法剥离工艺(lift-off)在半导体业界中是一种常用的在wafer上形成金属图像的方法，其通常需要在圆片衬底上涂覆一层玻璃胶，然后再涂覆光刻胶，对光刻胶进行曝光/显影，然后蒸发所需金属，最后将圆片静置在可以溶解剥离胶和光刻胶的有机溶液中，实现剥离。
3.经发明人研究发现，在通常的槽式剥离工艺中，带光刻胶的圆片上蒸发有金属，放置在有机溶液里，通过静置，有机溶液将光刻胶溶解掉，从而剥离掉圆片上不需要用的金属，该过程一般耗时较长，且金属薄膜剥离后，仅靠重力作用脱落，容易反粘至圆片上，形成金属残留缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种湿法剥离导流机构和湿法剥离装置，其能够。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型提供一种湿法剥离导流机构，包括导流盘和导流管道，所述导流盘用于设置在填充有溶解液的液槽中，并位于圆片的一侧，且所述导流盘上开设有多个导流孔，所述导流管道与多个所述导流孔连接，并用于部分伸出所述液槽，以使所述圆片和所述导流盘之间的溶解液经由所述导流管道排出。
7.在可选的实施方式中，所述导流管道上设置有循环泵，所述导流管道远离所述导流盘的一端用于伸入所述液槽的开口处，所述循环泵用于将所述导流管道中的溶解液泵送至所述液槽的开口处。
8.在可选的实施方式中，所述导流管道包括多个毛细管和汇流管，多个所述毛细管与多个所述导流孔一一对应连接，所述汇流管与多个所述毛细管连接，所述循环泵设置在所述汇流管上。
9.在可选的实施方式中，每个所述毛细管上设置有过滤器，用于过滤进入所述毛细管的溶解液。
10.在可选的实施方式中，每个所述毛细管上设置有节流阀，所述节流阀用于调节对应的所述毛细管的流量。
11.在可选的实施方式中，多个所述导流孔呈蜂窝状分布在所述导流盘上。
12.在可选的实施方式中，多个所述导流孔呈环状分布在所述导流盘上。
13.第二方面，本实用新型提供一种湿法剥离装置，包括液槽、夹具和如前述实施方式任一项所述的湿法剥离导流机构，所述液槽中填充有溶解液，所述夹具和所述导流盘间隔设置在所述液槽中，所述夹具用于夹持圆片，以使所述导流盘位于所述圆片的一侧，所述导
流管道部分伸出所述液槽，用于排出所述圆片和所述导流盘之间的溶解液。
14.在可选的实施方式中，所述夹具上设置有沿竖直方向布置的夹持位，以使所述圆片竖直夹持在所述夹持位上，所述导流盘设置在所述夹具的一侧，并用于与所述圆片相平行，且所述导流管道穿设于所述液槽的侧壁。
15.在可选的实施方式中，所述夹具上设置有沿水平方向布置的夹持位，以使所述圆片水平夹持在所述夹持位上，所述导流盘设置在所述夹具的底侧，并用于与所述圆片相平行，且所述导流管道穿设于所述液槽的底壁。
16.本实用新型实施例的有益效果包括：
17.本实用新型实施例提供的湿法剥离导流机构，通过提供带有导流孔的导流盘，并利用导流管道将圆片与导流盘之间的溶解液排出。在实际进行湿法剥离时，圆片放置在液槽中，同时导流盘设置在圆片的一侧，通过多个导流孔和导流管道将圆片和导流盘之间的溶解液排出，从而使得圆片周围的溶解液朝向导流盘的方向加速流动，使得溶解液与光刻胶的混合溶解速度加快，加快湿法剥离进程，同时由于溶解液的流动有方向性，金属薄膜被剥离后会往导流盘上靠近，不会反向粘至圆片表面，避免造成金属残留缺陷。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型第一实施例提供的湿法剥离导流机构的示意图；
20.图2为图1中导流盘的结构示意图；
21.图3为本实用新型第一实施例提供的湿法剥离导流机构的装配示意图；
22.图4为本实用新型第二实施例中导流盘的结构示意图；
23.图5为本实用新型第四实施例中湿法剥离装置的结构示意图。
24.图标:
25.100-湿法剥离导流机构；110-导流盘；111-导流孔；130-导流管道；131-循环泵；133-毛细管；135-汇流管；137-过滤器；139-节流阀；200-液槽；300-夹具。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
31.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.正如背景技术中所公开的，现有技术中的湿法剥离工艺，通常采用以下流程：
33.首先在圆片衬底上涂覆一层剥离胶(如microchem公司的lor系列)，然后再涂覆一层光刻胶，对光刻胶进行曝光形成图形，显影后，光刻胶曝光区域被去除，同时由于显影液对剥离胶的各向同性腐蚀，会在曝光区域形成倒“t”型结构。
34.然后在圆片上蒸发所需金属，曝光区域的金属直接蒸发在圆片衬底上，这些金属是工艺目的所要形成的金属，需要留在衬底上。非曝光区域的金属蒸发在了光刻胶上，这部分金属不是工艺目的所要形成的金属，需要被去除。
35.最后，将圆片静置在可以溶解剥离胶和光刻胶的有机溶液中，如nmp，有机溶剂将剥离胶和光刻胶溶解后，其上的金属膜由于重力作用就会脱落离开圆片衬底，被去除。最终只有工艺所需的金属留在了衬底上，在衬底上形成了图形化的金属。
36.在通常的槽式剥离工艺中，带光刻胶的圆片上蒸发有金属，放置在有机溶液里，通过静置，有机溶液将光刻胶溶解掉，从而剥离掉圆片上不需要用的金属，但是该过程一般耗时较长，且金属薄膜剥离后，仅靠重力作用脱落，容易反粘至圆片上，形成金属残留缺陷。
37.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种湿法剥离导流机构和湿法剥离装置，需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
38.第一实施例
39.请参照图1至图3，本实用新型提供了一种湿法剥离导流机构100，其能够加快湿法剥离进程，同时由于溶解液的流动有方向性，金属薄膜被剥离后不会反向粘至圆片表面，避免造成金属残留缺陷。
40.本实施例提供的湿法剥离导流机构100，包括导流盘110和导流管道130，导流盘110用于设置在填充有溶解液的液槽200中，并位于圆片的一侧，且导流盘110上开设有多个导流孔111，导流管道130与多个导流孔111连接，并用于部分伸出液槽200，以使圆片和导流盘110之间的溶解液经由导流管道130排出。
41.需要说明的是，本实施例中的湿法剥离导流机构100，适用于湿法剥离装置，其中
导流盘110和夹具300间隔设置在液槽200中，夹具300用于夹持圆片，导流盘110位于圆片的一侧。该圆片为经过蒸发金属后的圆片，优选地，圆片上具有金属层的一侧朝向导流盘110，从而使得溶解液能够从金属层朝向导流盘110流动。
42.值得注意的是，本实施例中导流盘110的放置方位可以根据圆片的夹持方位确定，当圆片竖直放置时，导流片也竖直放置，并设置在圆片的左侧或右侧，当圆片水平放置时，导流片也水平放置，并设置在圆片的底侧。
43.还需要说明的是，本实施例中溶解液可以是能够实现湿法剥离的有机溶液，例如高温nmp溶液，能够将光刻胶和剥离胶溶解，使得金属薄膜与圆片衬底分离。导流盘110采用不锈钢材质，导流管可以采用不锈钢管，也可以采用不与溶解液反应的软管。
44.在本实施例中，导流管道130上设置有循环泵131，导流管道130远离导流盘110的一端用于伸入液槽200的开口处，循环泵131用于将导流管道130中的溶解液泵送至液槽200的开口处。具体地，导流管道130由液槽200穿出后，重新伸入到液槽200的开口处，使得排出的溶解液能够重新流入液槽200，实现循环流动。由于导流管道130需要抬升并重新伸入液槽200，故此处可以通过设置循环泵131来提供泵送动力，使得溶解液能够实现循环流动，在剥离过程中无需补液。
45.在本实用新型其他较佳的实施例中，也可以不采用循环流路，即将导流管道130直接外排至外界，此时可以将导流管道130的末端向下放置，从而利用重力将溶解液排出。
46.在本实施例中，导流管道130包括多个毛细管133和汇流管135，多个毛细管133与多个导流孔111一一对应连接，汇流管135与多个毛细管133连接，循环泵131设置在汇流管135上。具体地，毛细管133的尺寸与对应的导流孔111的尺寸向适配，从而使得毛细管133的端部能够接合在导流孔111的一端，使得溶解液能够经过导流孔111流入到毛细管133中。同时液槽200的侧壁或底壁上也开设有供毛细管133伸出的让位孔，毛细管133与让位孔密封配合，并穿出让位孔，汇流管135同时与多个毛细管133连接，从而实现汇流。其中，循环泵131设置在汇流管135上，能够将汇流后的溶解液泵送至液槽200的开口处。
47.在本实施例中，每个毛细管133上设置有过滤器137，用于过滤进入毛细管133的溶解液。具体地，溶解液用于溶解光刻胶和剥离胶，同时掉落的金属层残留部分会通过导流孔111进入毛细管133，通过设置过滤器137能够有效地将残胶和金属残留过滤掉，避免对下游的循环泵131造成影响。
48.在本实施例中，每个毛细管133上设置有节流阀139，节流阀139用于调节对应的毛细管133的流量。具体地，节流阀139可以是电磁节流阀139，其通过中控机进行控制，多个节流阀139可以相互独立地对多个毛细管133进行流量控制，从而单独控制每个导流孔111附近的溶解液的流速，可以特定加速圆片某个区域的剥离速度，实现精确控制。
49.在本实施例中，多个导流孔111呈蜂窝状分布在导流盘110上。具体地，多个导流孔111均匀分布在导流盘110上，每个导流孔111均接有一个毛细管133，通过呈蜂窝状分布的导流孔111，使得圆片正面的溶解液能够均匀地流动，使得圆片周围的溶解液流动速度一致，均匀地加速实现湿法剥离工艺。
50.综上所述，本实施例提供的湿法剥离导流机构100，将导流盘110竖直放置在液槽200中，正面对着待剥离的圆片，其中圆片与导流盘110之间的距离可以通过机械手移动夹具300来调节。当循环泵131启动时，导流盘110上导流孔111附近的溶解液就会加速流入毛
细管133路中，每个毛细管133上设置的过滤器137可以阻止金属碎屑堵塞节流阀139和循环泵131，节流阀139可以单独控制每个毛细管133的流量，溶解液进管循环泵131又回到液槽200中，剥离过程中无需补液。当导流孔111附近的溶解液像上述过程开始流动时，导流孔111正对面的圆片附近的溶解液也会开始流动，溶解液金属薄膜下的光刻胶的过程就会夹块，溶解液溶解光刻胶的过程也会加快，从而金属薄膜也会加速脱落。由于溶解液流动影响，金属薄膜不再仅仅靠重力作用往下脱落，而是也会受溶解液流动的影响，具体可以受溶解液流动的推力往下以及往导流盘110方向脱落，避免了金属薄膜脱落不及时重新反粘至圆片表面造成金属残留缺陷。
51.第二实施例
52.参见图4，本实施例提供的湿法剥离导流机构100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
53.与第一实施例相比，本实施例的不同之处在于导流盘110。
54.在本实施例中，湿法剥离导流机构100包括导流盘110和导流管道130，导流盘110用于设置在填充有溶解液的液槽200中，并位于圆片的一侧，且导流盘110上开设有多个导流孔111，导流管道130与多个导流孔111连接，并用于部分伸出液槽200，以使圆片和导流盘110之间的溶解液经由导流管道130排出。
55.在本实施例中，多个导流孔111呈环状分布在导流盘110上。具体地，多个导流孔111可以形成多个不同直径的环状结构，且多个环状结构呈同心设置。通过环状分布的多个导流孔111，能够使得溶解液进入导流孔111中时产生分层，减缓紊流现象的发生，从而使得圆片周围溶解液的流动更加稳定。
56.第三实施例
57.结合参见图3，本实施例提供了一种湿法剥离装置，包括湿法剥离导流机构100，其中湿法剥离导流机构100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
58.本实施例提供的湿法剥离装置，包括液槽200、夹具300和湿法剥离导流机构100，液槽200中填充有溶解液，湿法剥离导流机构100包括导流盘110和导流管道130，夹具300和导流盘110间隔设置在液槽200中，夹具300用于夹持圆片，导流盘110位于圆片的一侧，且导流盘110上开设有多个导流孔111，导流管道130与多个导流孔111连接，并部分伸出液槽200，以使圆片和导流盘110之间的溶解液经由导流管道130排出。
59.在本实施例中，圆片为经过蒸发金属后的圆片，优选地，圆片上具有金属层的一侧朝向导流盘110，从而使得溶解液能够从金属层朝向导流盘110流动。本实施例中导流盘110的放置方位可以根据圆片的夹持方位确定，当圆片竖直放置时，导流片也竖直放置，并设置在圆片的左侧或右侧，当圆片水平放置时，导流片也水平放置，并设置在圆片的底侧。
60.在本实施例中，夹具300上设置有沿竖直方向布置的夹持位，以使圆片竖直夹持在夹持位上，导流盘110设置在夹具300的一侧，并用于与圆片相平行，且导流管道130穿设于液槽200的侧壁。具体地，液槽200的侧壁上开设让位孔，毛细管133与让位孔密封配合，并穿出让位孔，汇流管135同时与多个毛细管133连接，从而实现汇流。
61.需要说明的是，其中夹具300的基本结构可以参考现有的晶圆夹具300，本实施例
中通过竖直夹持圆片，使得循环泵131启动时圆片附近的溶解液能够水平流动，从而使得金属薄膜能够向水平方向运动的同时受重力影响向下掉落，从而使得大部分金属薄膜均掉落至液槽200的底部，减缓了过滤器137的过滤压力。并且，采用竖直夹持的圆片，对于液槽200的水平尺寸要求也较低，可以使用较小尺寸的液槽200完成湿法剥离工艺。
62.第四实施例
63.结合参见图5，本实施例提供了一种湿法剥离装置，包括湿法剥离导流机构100，其中湿法剥离导流机构100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
64.本实施例提供的湿法剥离装置，包括液槽200、夹具300和湿法剥离导流机构100，液槽200中填充有溶解液，湿法剥离导流机构100包括导流盘110和导流管道130，夹具300和导流盘110间隔设置在液槽200中，夹具300用于夹持圆片，导流盘110位于圆片的一侧，且导流盘110上开设有多个导流孔111，导流管道130与多个导流孔111连接，并部分伸出液槽200，以使圆片和导流盘110之间的溶解液经由导流管道130排出。
65.在本实施例中，夹具300上设置有沿水平方向布置的夹持位，以使圆片水平夹持在夹持位上，导流盘110设置在夹具300的底侧，并用于与圆片相平行，且导流管道130穿设于液槽200的底壁。具体地，夹持位设置于夹具300的底部，其基本结构可以参考现有的晶圆夹具300，同时导流盘110设置在液槽200的底壁上，让位孔开设在液槽200的底壁上，毛细管133向下穿出让位孔。
66.本实施例提供的湿法剥离装置，能够使得导流孔111的流动方向与重力方向一致，使得溶解液和金属薄膜进一步朝下流动，从而进一步避免金属薄膜反向粘至圆片的表面，避免造成金属残留缺陷。
67.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。