[发明专利]用于激光后碎屑移除系统和方法的牺牲层

说明书

技术领域

本申请案大体上涉及用于制造电子衬底和半导体晶片的技术，且更确切地说，例如，涉及用于使用激光图案化此类衬底和晶片上的层并且移除激光后碎屑的方法。

背景技术

激光烧蚀描述使用高光子能量(即短波长，且不必高强度)来移除材料，且其为图案化聚合物的极有效方法。通常，紫外(UV)光以中等强度照在聚合物上，以使得光化学效应和光热效应的组合将聚合物链解离成更小的挥发性分子，使用碎屑移除系统移除所述挥发性分子。除成功地移除例如聚酰亚胺的聚合物之外，激光烧蚀还可用以移除金属和无机材料。

由于可在无需光敏媒质、显影剂或蚀刻剂的情况下图案化高分辨率特征，激光烧蚀可为具成本效益的图案化方法。举例来说，激光烧蚀已成功地用以图案化具有小于5μm的分辨率限值的材料。激光烧蚀速率是波长、脉冲宽度和能量密度的函数，因此可精确地控制烧蚀速率。

已用准分子激光成功地示范激光烧蚀，所述准分子激光在过去二十年中已成为微光刻的主要手段。准分子激光是最强力的UV激光源，且通常含有稀有气体以及卤素或含卤素气体。常用的准分子激光气体是KrF(248nm)和ArF(193nm)。不同于其它激光，准分子激光产生无光点且非相干的光，这对于高分辨率光刻是理想的。因为准分子激光有效地发射处于UV光谱的光，具有大光束大小并且可容易地用于微光刻，所以其理想地适用于激光烧蚀。

然而，所述激光烧蚀过程在材料表面上产生需要移除的碎屑(在图案化期间喷出材料颗粒)。此碎屑污染衬底并且可能对后续步骤造成困难。在衬底上用以移除碎屑的当前材料可能不吸收来自激光器的UV辐射或可能不耐受对完整裸片的激光扫描，并且可能剥落，从而减少其从表面清除碎屑的效力。

很多产品出于移除UV激光烧蚀碎屑的目的已经商品化。这些材料主要用于UV激光(CO₂)或固态激光，例如二极管泵浦固态(DPSS)激光，其中每次一个通孔或一行地执行所述过程。这些材料(如用于激光刻划的EMC 1146保护涂层(可购自Emulsitone化工有限责任公司(Emulsitone Chemicals,LLC)、Daecoat产品(可购自约翰摩尔咨询公司(John Moore Consulting)或HogoMax产品(可购自DISCO公司(DISCO Corporation))在与使用准分子激光过程的掩模扫描系统一起使用时不会有效地起作用。这些材料仅可与光点照射烧蚀一起有效地使用，且不具有足够的UV吸收能力。因此，这些材料当在准分子激光烧蚀过程期间暴露于扫描光束时剥离或剥落。

很多其它研究机构已提出使用光阻材料薄层作为牺牲层。然而，溶剂的成本和使用使得此选择方案在大批量制造中不具优势。

因此，需要用于移除激光后碎屑的改进的材料和方法。

发明内容

根据本发明的一或多个实施例，提供移除激光后碎屑的系统和方法，其可避免或减少现有技术的以上和其它缺点。

在一个实例实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：在待图案化层上方形成牺牲层，其中所述牺牲层包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光(UV)吸收剂；使用激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述待图案化层；和用水移除所述牺牲层和沉积在所述牺牲层上的碎屑。

在另一实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：组合水溶性粘合剂与水溶性紫外光(UV)吸收剂以形成溶液；将所述溶液应用于介电、玻璃或金属层上以形成牺牲层；使用激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述介电、玻璃或金属层；和用水移除所述牺牲层和沉积在所述牺牲层上的碎屑。

在另一实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：形成包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光(UV)吸收剂的溶液；在介电层上形成牺牲层；使用准分子激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述介电层；和通过水喷淋移除沉积在所述牺牲层上的碎屑和所述牺牲层。

在另一实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：形成包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光(UV)吸收剂的溶液；在介电层上形成牺牲层；使用准分子激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述介电层；通过水喷淋移除沉积在所述牺牲层上的碎屑和所述牺牲层；和用醇(例如异丙醇或乙醇)冲洗所述介电层。

可从考虑在下文对本发明的系统和方法的某些实例实施例的详细描述，尤其是在此类考虑是结合附图进行时，将更好地理解本发明的系统和方法的以上和其它特征和优点，其中相同的参考标号用以标识在其一或多个图中所说明的元件。

附图说明