CN101089734A

CN101089734A - 光刻胶残留物的清洗方法

Info

Publication number: CN101089734A
Application number: CN 200610027584
Authority: CN
Inventors: 刘凤梅; 谢文春; 杨坚
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2026-06-12
Also published as: CN101089734B

Abstract

本发明公开了一种光刻胶残留物的清洗方法，包括：a.在晶片中心冲洗；b.在晶片边缘冲洗。本发明能够从根本上解决晶片上的光刻胶残留物不能彻底清除的问题，并在不影响产量和不提高成本的情况下，将光刻胶残留物完全清洗掉，提高良品率。

Description

光刻胶残留物的清洗方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及清洗光刻胶残留物的方法。

背景技术

目前，集成电路已经从60年代的每个芯片上仅几十个器件发展到现在的每个芯片上可包含约10亿个器件。集成电路之所以能飞速发展，光刻技术的发展起到了极为关键的作用。

但是通孔中光刻胶残留物的去除，一直是困扰我们的一个技术难题。硅片在进行工艺加工过程中，常常会被不同的杂质所玷污，这些杂质的玷污将导致IC的良品率下降大约50％。为了获得高质量、高产率的集成电路芯片，必须将这些玷污物去除干净。

而且，随着IC特征尺寸亚微米、深亚微米方向快速发展，由于通孔被大量的光刻胶残留物堵塞，而造成的通孔丢失，将90nm的良品率损失了15——20％。为了提高90nm的良品率，必须找到新的方法将光刻胶残留物充分清除。

现有技术中，针对这一问题，目前主要采用对晶片中心长时间冲洗或者扫描冲洗两种冲洗方法，这两种方法对200mm涂胶显影机可以将光刻胶残留物完全冲洗掉，但对300mm涂胶显影机就不能做到。

面对现有技术这个问题，专利号为ZL99802813.4的中国专利公开了这样一种光刻胶残留物去除的办法，主要是利用化学清洗剂去除光刻胶残留物。所述去除剂是一种含有磷酸铵和/或缩聚磷酸铵的水溶液，pH值在1-10范围内。但是，由于该专利采用的化学清洗剂，成本较高，不利于推广应用。

另一个专利号为ZL99808801.3的中国专利提供一种水基碱性组合物，通过清除光刻胶残留物和其它不要的污染物以清洗半导体晶片衬底。所述组合物典型地含有一种或多种无金属离子的碱，其含量足以产生约11或更大的pH值，约0.01-5重量％(表示为％SiO↓[2])的水溶性无金属离子的硅酸盐；约0.01-10重量％的一种或多种螯合剂；约0.01-80重量％的一种或多种水溶性有机共溶剂；约1-50重量％的钛残留物清除增强剂；约0.01-1重量％的水溶性表面活性剂。利用该水基碱性组合物作为冲洗液，对晶片进行冲洗，也可以将晶片上的光刻胶残留物冲洗干净。但是，由于利用这种冲洗液对晶片表面的光刻胶残留物进行冲洗，要求冲洗液经常更换，因此生产成本较高，工艺上也不利于推广使用。

发明内容

本发明提供了一种光刻胶残留物的清洗方法。通过本发明的方法通过对晶片表面这种水溶性的光刻胶残留物进行中心和边缘的两步清洗，能够将晶片上光刻胶残留物的彻底清洗。

本发明的光刻胶残留物清洗方法包括：

a对晶片中心进行冲洗；

b对晶片边缘进行冲洗。

步骤a包括：将冲洗液喷头置于晶片中心上方；冲洗液喷头静止，晶片旋转冲洗液从喷头中喷出，自上而下冲洗晶片中心。冲洗时间为(60-120秒)。

步骤b包括：将冲洗液喷头置于晶片边缘上方；冲洗液喷头静止，晶片旋转；冲洗液从冲洗液喷头喷出，自上而下地冲洗晶片的边缘。冲洗时间为(20-60秒)。冲洗液为去离子水(DI Water)。所述晶片旋转速度为100---2000转/秒。喷头置于距离晶片边缘表面5-30mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用的将光刻胶残留物充分冲洗掉的方法，通过两步清洗的方式采用去离子水清洗晶片上的光刻胶残留物，相比较其他采用更改冲洗液清除晶片上的光刻胶残留物的方法，不但降低了生产成本。而且，也避免了由于采用了化学冲洗液清除晶片上的光刻胶残留物的同时，造成光阻减薄和图形变差等问题。

附图说明

图1A为中心冲洗较短时间后的晶片表面示意图；

图1B为中心短时间冲洗后的剖面图；

图2为经过中心冲洗较长时间后的晶片表面示意图；

图3为经过扫描冲洗晶片后晶片表面的示意图；

图4为根据本发明优选实施例的光刻胶残留物分步冲洗方法的流程图；

图5A为经过本发明分步冲洗后的晶片表面示意图；

图5B为经过本发明分步冲洗后的剖面图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在显影后晶片表面和表面的通孔中通常还残留有光刻胶残留物。光刻胶残留物的清除，目前主要采用对中心长时间冲洗或者扫描冲洗两种冲洗方法，但是这两种方法对200mm涂胶显影机可以将光刻胶残留物完全冲洗掉，但对300mm涂胶显影机就不能做到。图1A为中心冲洗较短时间后的晶片表面示意图。如图1A所示，如果采用一步中心短时间冲洗，此过程结束后，晶片中心仍然残留大量的光刻胶残留物，并且中心的光刻胶残留物比边缘的要多得多；由图1A可见，本实施例的实验数据表明：晶片经过中心短时间用去离子水冲洗60秒后，晶片上仍有5000-6000颗残留物留存。而大量的光刻胶残留物的留存，会造成晶片表面的通孔的阻塞。

图1B为晶片中心短时间用去离子水冲洗后的剖面图。从图1B中可以清楚地看到，晶片表面的通孔也被阻塞，由此说明光刻胶残留物没有完全被清洗掉，这样，就会影响良品率。

图2为经过中心冲洗较长时间后的晶片表面示意图。如图2所示，即使晶片中心长时间用去离子水冲洗300秒后，晶片边缘上仍有1500--2000颗光刻胶残留物。虽然此时的光刻胶残留物数量已经相比较中心较短时间冲洗后的光刻胶残留物数量减少了很多，但是，此时的光刻胶残留物数量仍然较多，仍会影响良品率。

图3为经过扫描冲洗晶片边缘后晶片表面的示意图。如果采用扫描冲洗，那么冲洗后的效果如图3所示。从图3中可以看到，此过程结束后，晶片中心及边缘上仍然留有大量的光刻胶残留物；实验数据表明：扫描冲洗120秒后，晶片上仍有2000-3000颗残留物留存。因此，经过该扫描冲洗后，晶片上的光刻胶残留物数量仍然较多。

针对以上冲洗方式出现的光刻胶残留物冲洗不彻底的情况，本发明采取了一种光刻胶残留物清除方法，该方法采用在晶片上进行中心冲洗和边缘冲洗的两步冲洗。由于光刻胶是一种高分子有机化合物，光刻胶经过曝光后，会产生光酸，即显酸性的一种物质，光酸经过显影液显影，由于显影液是一种碱性物质，因此，经过酸碱中和反应，生成一种中性能溶于水的物质。本发明正是针对这种中性物质进行冲洗，也就是本发明要冲洗的光刻胶残留物，即是这种中性的、能溶于水的物质。本发明的方法通过对晶片表面这种水溶性的光刻胶残留物进行中心和边缘的两步清洗，这样，就能够将晶片上的光刻胶残留物彻底地清除掉。下面结合实施例详细说明本发明将光刻胶残留物充分冲洗掉的方法。

图4为根据本发明优选实施例的光刻胶残留物分步冲洗方法的流程图。如图4所示，步骤401：冲洗液头位于晶片中心上方，冲洗液头静止，晶片旋转；步骤402：冲洗液从冲洗液头喷出，自上而下地冲洗晶片的中心，晶片旋转；步骤403：晶片旋转，冲洗液头位于晶片边缘上方，冲洗液头静止；步骤404：晶片旋转，冲洗液从冲洗液头喷出，自上而下地冲洗晶片的边缘。下面，结合具体实施例进行详细的说明。

首先，对晶片中心进行长时间冲洗；冲洗时间为60-120秒，本实施例中采用的是100秒。在这个过程中，将冲洗液喷头置于晶片中心上方，同时，冲洗液喷头静止，而晶片旋转，此时，清洗液即去离子水从冲洗液头喷出，自上而下地冲洗晶片的中心。

然后，此过程结束后，再对晶片边缘进行冲洗，冲洗时间为20-60秒，本实施例中采用的是20秒。在此过程中晶片旋转，清洗液即去离子水从冲洗液喷头喷出，自上而下地冲洗晶片的边缘，冲洗液喷头置于距离晶片边缘表面5-30mm。

如图5A所示，图5A为经过本发明分步冲洗后的晶片表面示意图。从图5A中可以看到，经过以上两步分步冲洗后的晶片表面，已经完全看不到光刻胶残留物；实验数据表明：经过100秒的中心冲洗及随后的20秒边缘冲洗，晶片表面残留的光刻胶残留物为0颗。

如图5B所示，图5B为经过本发明分步冲洗后的剖面图。图5B是经过以上采用本发明的用去离子水对晶片上的光刻胶残留物经过中心冲洗和边缘冲洗这两步分步冲洗后，含有通孔部分的晶片的图片。从图5B中可以清楚地看到，经过本发明的用去离子水的两步分步冲洗后，晶片上残留的光刻胶残留物已经被彻底地清除掉了，因此，也就再没有晶片上的通孔被光刻胶残留物阻塞的问题了。

由图5A和图5B可见，经过本发明的两步分步用去离子水冲洗晶片的过程全部结束后，晶片上不再留有光刻胶残留物，通孔也没有被光刻胶残留物堵塞，证明晶片已经被完全冲洗干净。这样，经过本发明的两步分步用去离子水冲洗晶片的方法，不仅提高了良品率，而且节约了生产成本。

由此可见，通过采用本发明的用去离子水对晶片上的光刻胶残留物进行两步分步冲洗的方法，就能够很好地解决晶片光刻胶残留物的彻底清除问题，从而提高了产品的良品率，并且为生产节约了成本。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1、一种光刻胶残留物的清洗方法，包括：

a对晶片中心进行冲洗；

b对晶片边缘进行冲洗。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤a包括：

a1将冲洗液喷头置于晶片中心上方；

a2冲洗液喷头静止，晶片旋转；

a3冲洗液从喷头中喷出，自上而下冲洗晶片中心。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤a3的冲洗时间为60-120秒。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤b包括：

b1将冲洗液喷头置于晶片边缘上方；

b2冲洗液喷头静止，晶片旋转；

b3冲洗液从冲洗液喷头喷出，自上而下地冲洗晶片的边缘。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤b3的冲洗时间为20-60秒。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述冲洗液为去离子水。

7、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述晶片旋转速度为100-2000转/秒。

8、如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤b3的喷头置于距离晶片边缘表面5-30mm。