光刻膠層殘留物的清洗方法

2023-05-10 14:41:46 2

專利名稱：光刻膠層殘留物的清洗方法
技術領域：
本發明涉及半導體元器件的製造技術，尤其是指一種光刻膠層殘留物的清洗方法。
背景技術：
在半導體元器件的製造工藝中，通常需要通過光刻技術在晶片上形成相應的元器 件或集成電路。圖1為現有技術中的光刻技術的示意圖。如圖1所示，在現有的半導體元 器件的製作工藝中，當需要在基底材料101上進行下一步的光刻工藝(例如，在形成通孔後 進行溝槽的刻蝕)時，為了保證光刻工藝的順利完成，在塗覆光刻膠(PR，Photo Resist)層 103之前，一般將先在基底材料101上形成一輔助層102，再在輔助層102之上塗覆I3R層 103 ；然後，可採用合適波長的光通過掩模版對I3R層103進行曝光、顯影以及蝕刻，從而將掩 模版上的圖形轉移至晶片上；在下一個半導體工藝流程(例如，等離子體刻蝕、溼法刻蝕或 者離子注入等)中，可以繼續保留或部分保留上述的I3R層103和輔助層102，用以保護所需 的基底材料；最後，在完成上述工藝後，可分別去除上述的I3R層103和輔助層102。在現有 的技術中，上述的輔助層102—般為深紫外線吸收氧化層(DU0，De印Ultra Violet Light Absorbing Oxide)層。在半導體元器件的製造工藝中，去除上述的ra層和輔助層的方法有很多種。例 如，現有技術中的去除方法一般為將晶片(Wafer)先放入酸性清洗槽中，通過酸性清洗槽 中的酸性溶液去除輔助層(例如，DUO層)和ra層；然後再將該晶片放入水洗槽中，使用去 離子水對晶片進行衝洗，以去除殘留的I3R層；最後，將上述晶片放入乾燥室中進行乾燥。由於在酸性清洗槽中使用酸性溶液去除輔助層和ra層時，ra層不容易被酸性溶 液腐蝕，所以在酸性清洗槽中只有部分ra層被去除。因此，當輔助層被去除後，仍有部分ra 層未被去除。上述未被去除的殘留的ra層一般被稱為ra層殘留物(PR Residue)，該ra層 殘留物容易在晶片上形成各種缺陷，從而影響晶片的清潔度。在現有技術中，一般可將上述 晶片放入水洗槽中，使用去離子水對晶片進行衝洗，以去除上述I3R層殘留物。圖2為現有 技術中用於去除ra層殘留物的水洗槽的示意圖。其中，圖2中的圖2(a)所示為所述水洗 槽的俯視圖，而圖2中的圖2(b)所示為所述水洗槽的立體側視圖。如圖2所示，在進行上 述晶片表面上的I3R層殘留物的去除工藝(Remove Process)時，可以同時對多片晶片進行 清洗。例如，在片架上設置多個槽(slot)，並在片架上的每個槽中放入1片或2片晶片，從 而可同時對多片晶片進行清洗。其中，圖2(a)中的左圖所示為片架上的每個槽中放入1片 晶片的情況，而圖2(b)中的右圖所示為片架上的每個槽中放入2片晶片的情況。如圖2所示，在上述的ra層殘留物的去除工藝中，水洗槽中一般都設置有多個噴 嘴(nozzle)層，每個噴嘴層都包括多個設置於水洗槽中的左右兩壁上的噴嘴，左右兩壁上 同一個噴嘴層中的噴嘴彼此一一對應、對稱分布。水洗槽中的片架的位置一般都比較靠近 水洗槽的底部，因此片架中的晶片與頂層噴嘴(即水洗槽中最上一層的噴嘴)的直線距離 比較大(例如，一般為150mm)。而在I3R層殘留物的去除工藝中，主要是通過噴嘴中噴出的水流對晶片表面進行衝洗，從而利用水流的衝擊力來去除晶片表面上的I3R層殘留物。當片 架上的每個槽中放入1片晶片時，每片晶片一般都可分別對應於一對頂層噴嘴，因此對於 晶片表面的衝洗相對比較充分；而當片架上的每個槽中放入2片晶片時，晶片之間的間隔 較小，因此對晶片表面的衝洗效果將較差。同時，由於片架在上述水洗槽中進行上下移動 的範圍很小(一般為0 50mm)，從而使得上述片架與水洗槽的底部比較接近，因此片架中 的晶片的底部比較難以得到有效的清洗，從而使得清洗後的晶片的底部仍然存在較多的PR 層殘留物。圖3為現有技術中冊層殘留物去除工藝的效果示意圖。其中，圖3中的圖3(a) 所示為清洗後的晶片表面的缺陷較少時的效果示意圖，而圖3中的圖3(b)所示為清洗後的 晶片表面的缺陷較多時的效果示意圖。由於在對晶片進行清洗後，晶片表面(特別是晶片 表面的底部)仍然具有較多的I3R層殘留物，從而在晶片表面上形成很多缺陷，大大影響了 晶片表面的清潔度，不利於對晶片進行下一步的處理工藝。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種光刻膠層殘留物的清洗方法，從而可 有效地去除晶片表面的光刻膠層殘留物，提高晶片表面的清潔度。為達到上述目的，本發明中的技術方案是這樣實現的一種光刻膠層殘留物的清洗方法，該方法包括增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目；將所需清洗的晶片放於所述水洗槽中的片架中，調整所述水洗槽中的片架的位 置，以減小所述水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線距離， 並增加所述片架與水洗槽底部的直線距離；對所述晶片進行清洗，以去除所述晶片表面的光刻膠層殘留物。增加噴嘴後的各個噴嘴層中的噴嘴數目大於或等於25對/層。在所述增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目的同時，該方法還進一步包括改變每個噴嘴層中各個噴嘴的排列方式或設置方式。所述改變每個噴嘴層中各個噴嘴的排列方式或設置方式包括將每個噴嘴層設置成上噴嘴層和下噴嘴層，所述上噴嘴層和下噴嘴層中的噴嘴彼 此之間間隔排列，且同一層中的噴嘴之間的間隔相等。所述水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線距離為 5 24mm。所述調整水洗槽中的片架的位置包括提升所述水洗槽中的片架的高度。在所述提升所述水洗槽中的片架的高度的同時，該方法還進一步包括移除所述水洗槽中的頂蓋。所述第一噴嘴層為預先標識的噴嘴層。所述預先標識的噴嘴層為所述水洗槽中的最上一層的噴嘴層。綜上可知，本發明中提供了一種光刻膠層殘留物的清洗方法。在所述光刻膠層殘 留物的清洗方法中，由於增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目，調整所述水洗槽中的片 架的位置，以減小所述水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線 距離，並增加所述片架與水洗槽底部的直線距離，從而可有效地去除晶片表面的光刻膠層
4殘留物，提高晶片表面的清潔度。


圖1為現有技術中的光刻技術的示意圖。圖2為現有技術中用於去除I3R層殘留物的水洗槽的示意圖。圖3為現有技術中I3R層殘留物去除工藝的效果示意圖。圖4為本發明中ra層殘留物的清洗方法的流程圖。圖5為本發明中用於去除ra層殘留物的水洗槽的示意圖。圖6所示為噴嘴層中各個噴嘴的設置方式的示意圖。圖7為本發明中ra層殘留物的清洗方法的效果示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點表達得更加清楚明白，下面結合附圖及具體 實施例對本發明再作進一步詳細的說明。在本發明所提供的ra層殘留物的清洗方法中，可通過增加水洗槽中各個噴嘴層 中的噴嘴數目；並通過調整水洗槽中的片架的位置，以減小所述水洗槽中第一噴嘴層中的 噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線距離，並增加所述片架與水洗槽底部的直線距 離；將所需清洗的晶片放於所述水洗槽中的片架中，對所述晶片進行清洗，使得水洗槽中的 晶片，特別是晶片的底部可得到更加充分地清洗，從而有效地去除晶片表面的光刻膠層殘 留物，提高晶片表面的清潔度。圖4為本發明中ra層殘留物的清洗方法的流程圖。如圖4所示，本發明中所提供 的PR層殘留物的清洗方法包括如下所述的步驟步驟401，增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目。圖5為本發明中用於去除I3R層殘留物的水洗槽的示意圖。其中，圖5中的圖5(a) 所示為本發明中的水洗槽的俯視圖，而圖5中的圖5(b)所示為本發明中的水洗槽的立體側 視圖。如圖5所示，在進行上述晶片表面上的ra層殘留物的去除工藝時，可以同時對多片 晶片進行清洗。例如，在片架上設置多個槽，並在片架上的每個槽中放入1片或2片晶片， 從而可同時對多片晶片進行清洗。其中，圖5(a)中的左圖所示為片架上的每個槽中放入1 片晶片的情況，而圖5(b)中的右圖所示為片架上的每個槽中放入2片晶片的情況。如圖5所示，在本發明的技術方案中，所述水洗槽中設置有一層或多層噴嘴層，每 層噴嘴層中都包括多個設置於水洗槽中的左、右兩壁上的噴嘴，且左、右兩壁上同一噴嘴層 中的噴嘴彼此一一對應、對稱分布。在一般情況下，上述水洗槽中的每個噴嘴層中的噴嘴數目一般為17對噴嘴。而在 本步驟中，為了增強對水洗槽中的晶片的衝洗力度，提高對晶片的衝洗效果，可根據實際情 況增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目，從而使得片架中的每個槽中的晶片都可得到充 分的清洗。在本發明的技術方案中，所述增加噴嘴後的各個噴嘴層中的噴嘴數目大於或等 於25對/層；較佳的，所述增加噴嘴後的各個噴嘴層中的噴嘴數目為25對/層，即水洗槽 中的每個噴嘴層中的噴嘴的數目達到每個噴嘴層中設置有25對噴嘴。另外，由於水洗槽中左、右兩壁的長度有限，當所設置的噴嘴數目較多時，為了達到更好的清洗效果，還可以在增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目的同時，根據實際情 況的需要改變每個噴嘴層中各個噴嘴的排列方式或設置方式。圖6所示為噴嘴層中各個噴 嘴的設置方式的示意圖。如圖6所示，所述改變每個噴嘴層中各個噴嘴的排列方式或設置 方式可以是將噴嘴層中各個噴嘴設置為如圖所示的「W」形的排列方式，即將每個噴嘴層設 置成兩層上噴嘴層和下噴嘴層，上噴嘴層和下噴嘴層中的噴嘴彼此之間間隔排列，且同一 層中的噴嘴之間的間隔相等。此外，還可以使用其它的設置方式對上述的噴嘴層中的噴嘴 進行設置或排列，以增加噴嘴對於晶片的清洗效果；另外，在本發明的技術方案中，也可以 通過減小各個噴嘴的尺寸的方式來增加各個噴嘴層中的噴嘴數目，具體是實現方式可使用 各種常用的縮小噴嘴尺寸的方法，在此不再贅述。步驟402，將所需清洗的晶片放於所述水洗槽中的片架中，調整水洗槽中的片架的 位置，以減小水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與片架上的晶片之間的最小直線距離，並增加 片架與水洗槽底部的直線距離。在本步驟中，可根據實際應用的需要，對水洗槽進行相應的改進，增加水洗槽中的 片架的上下移動範圍，從而便於調整水洗槽中的片架的位置。在本發明的技術方案中，可使 用本領域中常用的一些改進手段對水洗槽進行改進，以增加水洗槽中的片架的上下移動範 圍。較佳的，上述水洗槽中的片架的上下移動範圍為0 240mm。而所述對片架位置的調 整方式可以為提升水洗槽中的片架的高度。當所述片架升高後，片架上的晶片與第一噴 嘴層(例如，水洗槽中最上一層的噴嘴層，即頂層噴嘴層)中噴嘴的垂直距離減小，從而使 得片架上的晶片與第一噴嘴層中噴嘴的最小直線距離(即片架上的任一晶片與所述第一 噴嘴層中離該晶片最近的噴嘴之間的直線距離)也減小，同時使得片架遠離了水洗槽的底 部，增加了片架與水洗槽底部之間的直線距離。在本發明中，當對水洗槽中的片架的位置進 行調整後，所述水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與片架上的晶片之間的最小直線距離可以為 5 50mm，較佳的，所述最小直線距離可以為5mm、15mm或35mm等；同時，由於上述水洗槽的 高度是固定不變的，且所述的片架只能上下移動，因此根據水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴 與片架上的晶片之間的最小直線距離可以直接推知所述片架與水洗槽的底部之間的直線 距離，該直線距離將遠遠大於現有技術中片架與水洗槽的底部之間的直線距離。另外，當水 洗槽中的片架的高度被提高到某個高度時，為了避免片架中的晶片的頂部與水洗槽中的頂 蓋發生接觸，在上述提升所述水洗槽中的片架的高度的同時，可移除所述水洗槽中的頂蓋， 從而保證水洗槽中的片架可提升到所需的高度。在本發明的技術方案中，還可以使用其它的調整方式對上述的片架位置進行調 整，只要該調整方式是可以減小水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與片架上的晶片之間的最小 直線距離，並增加片架與水洗槽底部的直線距離的方式即可，在此不再贅述。此外，在本發明中，上述的第一噴嘴層為預先標識的噴嘴層，例如，上述的第一噴 嘴層(即預先標識的噴嘴層)可以是水洗槽中的最上一層的噴嘴層(即頂層噴嘴層)，也可 以是根據實際應用情況而預先標識的其它噴嘴層。步驟403，對所述晶片進行清洗，以去除所述晶片表明的光刻膠層殘留物。在本步驟中，當將所需清洗的晶片放於所述水洗槽中的片架中後，可使用本領域 中常用的清洗方式對晶片進行清洗，以去除所述晶片表明上的光刻膠層殘留物。因此，對於 本步驟中具體所使用的清洗液的配置、清洗液的成分以及具體清洗方式(例如，清洗液的噴濺速度、壓力等參數)，在此不再贅述。在本發明的技術方案中，所述步驟401和步驟402之間並沒有固定的執行順序，即 可先執行步驟401再執行步驟402，也可先執行步驟402再執行步驟401，或者同時執行步 驟401和步驟402。在上述的技術方案中，當對水洗槽中片架的位置進行調整時，如果不增加水洗槽 中的噴嘴數目，則由於片架中的晶片與噴嘴特別是頂層噴嘴的直線距離大大減小，從而有 可能使得片架中的某些槽中的晶片處於噴嘴的清洗範圍邊緣甚至處於噴嘴的有效清洗範 圍之外，從而使得晶片得不到充分的清洗。而在本發明的技術方案中，由於在調整片架位置 的同時還增加了水洗槽中的噴嘴數目，從而在晶片與噴嘴特別是頂層噴嘴的直線距離大大 減小的情況下，仍可保證片架中的每個槽中的晶片都處於噴嘴的有效清洗範圍之內，從而 提高對晶片的清洗能力，有效地去除晶片表面的光刻膠層殘留物，提高晶片表面的清潔度。圖7為本發明中ra層殘留物的清洗方法的效果示意圖。如圖7所示，在使用本發 明所提供的ra層殘留物的清洗方法對晶片進行清洗後，晶片表面上的ra層殘留物，特別是 晶片表面上的底部的ra層殘留物均已基本被去除，從而大大提高了晶片表面的清潔度。綜上可知，在本發明所提供的上述ra層殘留物的清洗方法中，由於增加了水洗槽 中各個噴嘴層中的噴嘴數目，調整了水洗槽中的片架的位置，以減小所述水洗槽中第一噴 嘴層中的噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線距離，並增加所述片架與水洗槽底部的 直線距離，從而可有效地去除晶片表面的光刻膠層殘留物，提高晶片表面的清潔度。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在 本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護 範圍之內。
權利要求
一種光刻膠層殘留物的清洗方法，該方法包括增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目；將所需清洗的晶片放於所述水洗槽中的片架中，調整所述水洗槽中的片架的位置，以減小所述水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線距離，並增加所述片架與水洗槽底部的直線距離；對所述晶片進行清洗，以去除所述晶片表面的光刻膠層殘留物。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於增加噴嘴後的各個噴嘴層中的噴嘴數目大於或等於25對/層。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴 嘴數目的同時，該方法還進一步包括改變每個噴嘴層中各個噴嘴的排列方式或設置方式。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述改變每個噴嘴層中各個噴嘴的排列 方式或設置方式包括將每個噴嘴層設置成上噴嘴層和下噴嘴層，所述上噴嘴層和下噴嘴層中的噴嘴彼此之 間間隔排列，且同一層中的噴嘴之間的間隔相等。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線距離為5 24mm ο
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述調整水洗槽中的片架的位置包括提升所述水洗槽中的片架的高度。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，在所述提升所述水洗槽中的片架的高度 的同時，該方法還進一步包括移除所述水洗槽中的頂蓋。
8.根據權利要求1 7中任一所述的方法，其特徵在於所述第一噴嘴層為預先標識的噴嘴層。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於所述預先標識的噴嘴層為所述水洗槽中的最上一層的噴嘴層。
全文摘要
本發明中公開了一種光刻膠層殘留物的清洗方法，該方法包括增加水洗槽中各個噴嘴層中的噴嘴數目；調整所述水洗槽中的片架的位置，以減小所述水洗槽中第一噴嘴層中的噴嘴與所述片架上的晶片之間的最小直線距離，並增加所述片架與水洗槽底部的直線距離；將所需清洗的晶片放於所述水洗槽中的片架中，對所述晶片進行清洗，以去除所述晶片表面的光刻膠層殘留物。通過使用上述的光刻膠層殘留物的清洗方法，可有效地去除晶片表面的光刻膠層殘留物，提高晶片表面的清潔度。
文檔編號G03F7/42GK101957564SQ20091005483
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月15日 優先權日2009年7月15日
發明者劉軒, 楊永剛, 肖志強 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司