CN101620384A - 配置成从顶部和底部接收流体的光刻胶工具的清洗制具 - Google Patents

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Abstract

用于从旋涂处理装置清洗光刻胶的光刻胶槽清洗盘制具，其从顶部和底部接收清洗溶剂，提高了清洗效率。光刻胶槽清洗盘制具包括第一组通道，所述第一组通道允许了设置在光刻胶槽清洗盘制具的顶表面的孔与分布在制具边缘的多个口之间的流体连通。例如通过通常用来分配光刻胶材料的现有的光刻胶减量控制(RRC)喷嘴，溶剂被施加到制具的顶表面。溶剂流经这些通道并经所述口从盘侧喷射，从而促进从处理装置的光刻胶槽部分去除光刻胶残余物。溶剂也可被施加到制具底表面的开口，例如通过背部冲洗喷嘴，流经第二组通道并经制具边缘的不同口喷射。

Description

配置成从顶部和底部接收流体的光刻胶工具的清洗制具
技术领域
本发明涉及集成电路及用于半导体器件制造的工艺。更具体而言，本发明提供一种用于提高工艺环境清洁度和减少集成电路上的缺陷的方法和装置。仅作为示例，本发明被应用到光刻工艺中。但应认识到，本发明有着更宽范围的应用。例如，本发明可以应用到各种器件，诸如动态随机存取存储器器件、静态随机存取存储器器件(SRAM)、专用集成电路(ASIC)器件、微处理器和微控制器、闪存器件及其它。
背景技术
集成电路或“IC”已从制造在硅单芯片上的少数互连器件发展到数百万的器件。现在的IC提供了远远超过最初想象的性能和复杂度。为了实现复杂度和电路密度(即，能封装到给定芯片面积上的器件数目)的提高，也称作器件“几何形状”的最小器件特征尺寸已随着每一代IC而变小。现在正以小于四分之一微米的特征尺寸来制造半导体器件。
提高电路密度不仅提高了IC的复杂度和性能，还向消费者提供了更低成本的部件。IC制造设备可价值数亿甚至数十亿美元。每个制造设备具有一定的晶片产量，并且在每个晶片上具有一定数目的IC。因此，通过使IC的单个器件更小，可在每个晶片上制造更多的器件，由此增加了制造设备的产量。由于在IC制造中使用的每个工艺都具有局限性，所以使器件更小很有挑战性。也就是说，给定的工艺通常仅适于确定的特征尺寸，因此，需要改变工艺或者器件布局。
使器件越来越小的重要的半导体工艺的例子是用于集成电路制造的光刻工艺。光刻工艺包括以下步骤：沉积光刻胶材料，图案化并显影(developing)光刻胶材料。
光刻胶的沉积典型地涉及向旋转的晶片的表面应用液体材料。该工艺可以导致在光刻胶处理装置内光刻胶材料的喷洒和喷射。这种喷洒和喷射的液滴可以导致为施加光刻胶而放置在光刻胶处理装置内的其它晶片的污染。
从以上可看出期望一种处理半导体器件的改进技术。
发明内容
本发明涉及集成电路及用于半导体器件制造的工艺。更具体而言，本发明提供一种用于提高工艺环境清洁度和减少集成电路上的缺陷的方法和装置。仅作为示例，本发明被应用到光刻工艺中。但应认识到，本发明有着更宽范围的应用。
根据一个实施例，提供了一种用于从旋涂处理装置(spin-on coatingchamber)清洗光刻胶的光刻胶槽清洗盘制具(cup wash disk jig)，其从底部和顶部接收清洗溶剂，提高了清洗效率。光刻胶槽清洗盘包括第一组通道，所述第一组通道允许了设置在光刻胶槽清洗盘制具顶表面的孔与沿制具边缘分布的多个口之间的流体连通。溶剂被施加到制具的顶表面，例如通过一般被用来分配(dispense)光刻胶材料的现有的光刻胶减量控制(RRC)喷嘴。溶剂流经这些通道并通过所述口从盘侧喷出，从而促进从光刻胶处理装置的光刻胶槽(coater cup)部分去除光刻胶残余物。溶剂也可以施加到制具底表面的开口，例如通过背冲洗喷嘴，以流经第二组通道并通过不同的制具边缘口喷出。
借助本发明可获得超过传统技术的许多优点。例如本发明提供了用于处理集成电路的清洁环境。在特定实施例中，根据本发明的装置和方法提供了消除特定缺陷并提高器件成品率的手段。依据实施例，可获得这些优点中的一个或多个。以下通过本申请将更彻底和更具体地描述这些和其它的优点。
根据本发明实施例的用于处理衬底的装置包括：光刻胶处理装置，其具有围绕可旋转支撑部的壁；清洗制具，其包括限定开口的顶板，所述开口通过流体通道与边缘部分的口流体连通。喷嘴被配置成当清洗制具旋转时向下喷射液体到开口中，使得液体流经通道和口并向壁喷射。
根据本发明实施例的用于清洗光刻胶分配工具的装置包括：第一板和顶板，所述顶板限定了开口，所述开口通过限定在第一板和顶板之间的流体通道与边缘部分的口流体连通。该开口被配置成接收来自喷嘴的清洗流体并向着周围的壁将清洗流体引出所述口。
根据本发明实施例的用于清洗光刻胶处理装置的方法包括：将清洗制具设置在处理装置内的可旋转的支撑部上，该清洗制具包括：顶板，所述顶板限定了开口，所述开口通过流体通道与边缘部分的口流体连通；以及旋转支撑部和清洗制具。当清洗制具旋转时，清洗液体从喷嘴向下流到开口中，使得液体流经通道和所述口并向光刻胶处理装置的壁喷射。
参考详细描述和随后的附图，可以更彻底地理解本发明的各种其它的目标、特征和优势。
附图说明
图1A是用于清洗光刻胶旋涂处理装置的传统装置的简化横截面图。
图1B是在图1A的传统装置中使用的传统光刻胶槽清洗盘装置的简化平面图。
图1C是图1A的传统光刻胶槽清洗盘的简化横截面图。
图1CA是图1C的传统光刻胶槽清洗盘的简化侧面正视图。
图2是用于向衬底表面分配流体的传统装置的简化横截面图。
图3AA是衬底表面的电子显微图，示出在光刻胶处理期间出现的缺陷。
图3AB是示出图3AA的缺陷的放大视图的电子显微图。
图3B是衬底表面的电子显微图，示出在光刻胶处理期间出现的另一缺陷。
图3C是衬底表面的电子显微图，示出在光刻胶处理期间产生的又一缺陷。
图4A是根据本发明实施例的用于清洗光刻胶旋涂室的装置的简化横截面图。
图4B是图4A的光刻胶槽清洗盘装置的简化横截面图。
图4BA是图4A的光刻胶槽清洗盘装置的简化侧面正视图。
图4C是图4A装置中使用的光刻胶槽清洗盘装置的实施例的简化平面图。
图5对由传统工艺的流程(recipe)步骤所消耗的时间和由根据本发明实施例的工艺所消耗的时间进行了比较。
具体实施方式
根据本发明，提供了用于处理衬底的技术。更具体而言，本发明提供一种用于提高工艺环境清洁度和减少集成电路上的缺陷的方法和装置。仅作为示例，本发明被应用到光刻工艺中。但应认识到，本发明有着更宽范围的应用。
图1A是用于清洗光刻胶旋涂处理装置的传统装置的简化横截面图。装置100包括光刻胶槽102，光刻胶槽102围绕着衬底支撑部106和处理装置104的边缘。衬底支撑部106被配置成在处理装置104中旋转地支撑衬底或者具有与衬底相似尺度的光刻胶槽清洗盘制具108。
当衬底或工件被提供到处理装置内时，例如旋转夹盘的可旋转支撑部，通过支撑部施加真空以将工件固定到支撑部上，且然后衬底和支撑部两者都被旋转，而液体光刻胶从上方的光刻胶减量控制(RRC)喷嘴被施加到旋转的衬底或工件的中心。图2是用于向衬底表面分配流体114的传统装置的简化横截面图，示出了RRC喷嘴110、衬底112和支撑部106。
由于被支撑的衬底在处理装置中旋转，液体光刻胶以均匀厚度分布在衬底表面之上，且过量的光刻胶从衬底侧喷出。光刻胶槽102接收和阻止该喷出的过量的光刻胶材料，大部分的这些材料向下流到处理装置的底部以便收集。
然而，一些过量的光刻胶干在光刻胶槽102的侧部上，作为残余物留在室中。这种干的光刻胶可以污染随后被放置到处理装置中以接收光刻胶的其它晶片。
出现在光刻胶槽内表面上的干的光刻胶残余物可以通过应用溶剂来去除。相应的，图1B是在图1A的传统装置中使用的传统光刻胶槽清洗盘装置的简化平面图。图1C是用于清洗光刻胶旋涂处理装置的传统装置的简化横截面图。图1CA是图1C的传统装置的简化的侧面正视图。
图1B到图1CA中的光刻胶槽清洗测试制具108包括限定上表面154的上板152、边缘156以及被多个螺栓162固定并限定下表面160的下板158，多个通道164，所述多个通道164被下板158封住且与边缘165中的口166流体连通。在工作中，光刻胶槽清洗制具108被插入到处理装置中，使得下表面160与支撑部106接触。然后支撑部106和光刻胶槽清洗制具108在处理装置内被旋转，而来自设置在处理装置底部的背部冲洗喷嘴170的溶剂被喷射到光刻胶槽清洗制具108下侧的开口172中。旋转光刻胶槽清洗制具108的力使液体流经通道164并通过边缘口166被喷出到光刻胶槽102的内表面，由此带来残余物的去除。
图1A至图1CA所示的传统的光刻胶槽清洗制具可以有效地去除旋转光刻胶留下的残余物。然而，一些残余物仍被留下并导致在处理的衬底上形成缺陷。例如，图3AA是衬底表面的电子显微图，示出在光刻胶处理期间出现的缺陷。光刻胶图3AB是示出图3AA的缺陷的放大视图的电子显微图。
图3B至图3C是示出在衬底表面上出现的“球型”缺陷的电子显微图。这些“球型”缺陷可能是上述传统的光刻胶槽清洗盘制具应用溶剂时，没有完全去除的过量的光刻胶材料的结块或聚集引起。这种成块或聚集的光刻胶材料可以不利地影响后面的光刻胶显影步骤。
为了更有效地从光刻胶处理工具的处理装置中去除不想要的残余物，根据本发明的实施例涉及一种光刻胶槽清洗盘制具，其被配置成从底部和顶部接收清洗溶剂，从而提高清洗效率。光刻胶槽清洗盘包括第一组通道，其允许了设置在光刻胶槽清洗盘制具的顶表面中的孔与沿制具边缘分布的多个口之间的流体连通。例如溶剂通过现有工具的光刻胶减量控制(RRC)喷嘴施加到制具的顶表面，流经这些通道并经所述口从盘侧喷出，从而促进从处理装置的光刻胶槽部分去除光刻胶残余物。溶剂也可以例如从背部冲洗喷嘴施加到制具底表面的开口，流经第二组通道并通过不同的制具边缘口喷出。
图4A是根据本发明实施例的用于清洗光刻胶旋涂处理装置的简化横截面图。图4B是图4A的光刻胶槽清洗盘制具的简化横截面图。图4C是图4B的光刻胶槽清洗盘制具边缘的简化正视图。图4C是图4A至BA中的光刻胶槽清洗盘制具的简化平面图。
光刻胶处理装置400包括具有壁的处理装置404，光刻胶槽404包括光刻胶槽元件402和衬底支撑部406。衬底支撑部406被配置成在处理装置400中旋转地支撑衬底或者具有与衬底相似尺度的光刻胶槽清洗盘制具408。当衬底被设置在处理装置内的支撑部上时，支撑部和衬底被旋转，同时液体光刻胶从上方的光刻胶减量控制(RRC)喷嘴409被施加到旋转的衬底的中心。
可替换的，根据本发明实施例的光刻胶槽清洗测试制具408被设置在可旋转支撑部406上的处理装置内。光刻胶槽清洗制具408包括具有表面452的上板450，边缘构件454，以及具有表面458的下板456，通过螺栓或螺钉固定在一起。与图1A至1C中的传统光刻胶槽清洗制具108相同，根据本发明的光刻胶槽清洗制具408包括与下表面458中的开口472和边缘465中的口466流体连通的多个第一通道464。然而，与传统光刻胶槽清洗制具108不同的是，根据本发明实施例的光刻胶槽清洗制具408还包括与光刻胶清洗测试制具的上板450中的开口482和边缘465中的第二组(上)口486流体连通的多个第二通道480。
在操作中，光刻胶槽清洗制具408被插入到处理装置中，使得下表面458与支撑部406接触。然后，支撑部406和光刻胶槽清洗制具408在处理装置内旋转，同时来自设置在处理装置底部的背部冲洗喷嘴470的溶剂喷射到光刻胶槽清洗制具下侧的开口472中。旋转光刻胶槽清洗制具的力使溶剂流经通道464并通过边缘口466而喷出到光刻胶槽402的内表面，从而导致从光刻胶槽上去除残余物。
同时，设置在处理装置顶部的RRC喷嘴409喷射溶剂到限定在光刻胶槽清洗制具的顶表面中的开口482中。旋转光刻胶槽清洗制具的力也使溶剂流经第二通道480并通过第二边缘口486而喷出到光刻胶槽的内表面，从而促进将光刻胶槽元件以及其上的任何残余物暴露给溶剂。
根据本发明的装置和方法的实施例提供一些优于传统技术的优点。一个重要的优势是易于兼容现有系统。如上所述，传统的处理系统通常采用被配置成向下喷射液体光刻胶材料到晶片表面上的RRC喷嘴。通过将这种RRC喷嘴配置成选择性地接收光刻胶去除溶剂而不是液体光刻胶，改进的清洗制具适合用于现有的光刻胶分配系统。
由本发明实施例提供的另一个优势是提高清洗效率。特别的，由于光刻胶槽元件同时暴露于从旋转的光刻胶槽清洗制具的两个不同的口中喷射的溶剂，光刻胶槽上的任何残余物将被更彻底的去除。
由本发明实施例提供的另一个优势是更快的清洗，因此带来更高的产量。例如，图5比较了当实现相同的清洗时由传统工艺的流程步骤所消耗的时间与依照本发明实施例的工艺所消耗时间。图5示出利用依照本发明的实施例，处理时间减少了68秒。
尽管根据具体实施例说明了上述内容，但可以进行其它的修改、替换和变型。例如，尽管结合对被配置成将光刻胶施加到旋转衬底的处理装置进行清洗而描述了上述实施例，但本发明不限于这种特定应用。根据可选的实施例，本发明也可以用在除了光刻胶工艺以外的其它工艺中，在所述光刻胶工艺液体被施加到旋转衬底的表面。
而且，虽然上述实施例被描述为可以在衬底上制造半导体器件期间防止污染，但本发明的实施例不限于这种具体应用。根据可选实施例，还可以用于除半导体衬底以外的制造，包括但不限于，硬磁盘材料，诸如用于DVD、CD和CD-ROM的光盘材料，以及包括玻璃或其它绝缘材料的平板。
应当理解，在此描述的实施例和例子仅用于示例，并且对本领域的技术人员来说各种修改和改变是明显的，且应包括在本申请的范围、精神和所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种处理衬底的装置，所述装置包括：
处理装置，具有围绕可旋转支撑部的壁；
清洗制具，包括限定通过流体通道与边缘部分的口流体连通的开口的顶板；以及
喷嘴，被配置成当所述清洗制具旋转时向下喷射液体至所述开口中，使得所述液体流经所述通道和所述口并向所述壁喷射。
2.如权利要求1的装置，其中所述喷嘴被选择性地配置成流出包括光刻胶和用于去除光刻胶的溶剂中一个的液体。
3.如权利要求1的装置，其中所述清洗制具为半导体晶片、磁记录介质、光记录介质和平板显示器中一个的形状。
4.如权利要求3的装置，其中所述清洗制具为具有约200mm的直径的半导体晶片的形状。
5.如权利要求1的装置，其中所述清洗制具还包括：限定第二开口的底板，所述第二开口通过第二流体通道与边缘部分的第二口流体连通；分开所述第一流体通道与所述第二流体通道的中间板；所述装置还包括被配置成喷射所述液体到所述第二开口中的背部冲洗喷嘴。
6.如权利要求1的装置，其中所述喷嘴被选择性地配置成流出包括用于去除光刻胶的溶剂的液体。
7.如权利要求1的装置，其中所述底板沿被配置成与所述支撑部接触的下表面限定所述第二开口。
8.一种用于清洗光刻胶分配工具的装置，所述装置包括：
第一板；以及
顶板，限定了通过限定在所述第一板和所述顶板之间的流体通道与边缘部分的口流体连通的开口，所述开口被配置成从喷嘴接收清洗流体并向着周围的壁将所述清洗流体引出所述口。
9.如权利要求8的装置，其具有半导体晶片、磁记录介质、光记录介质和平板显示器中一个的形状。
10.如权利要求8的装置，其具有约200mm的直径的半导体晶片的形状。
11.如权利要求8的装置，还包括限定第二开口的底板，所述第二开口通过第二流体通道与边缘部分的第二口流体连通；分开所述第一流体通道与所述第二流体通道的所述第一板；所述第二开口，被配置成从背部冲洗喷嘴接收第二清洗流体并向着周围的壁将所述清洗流体引出所述第二口。
12.如权利要求11的装置，其中所述底板沿被配置成与所述支撑部接触的下表面限定所述第二开口。
13.一种用于清洗处理装置的方法，所述方法包括：
将清洗制具设置在处理装置内的可旋转支撑部上，所述清洗制具包括限定开口的顶板，所述开口通过流体通道与边缘部分的口流体连通；
旋转所述支撑部和所述清洗制具；以及
当所述清洗制具旋转时使来自喷嘴的清洗液体向下流到所述开口中，使得所述液体流经所述通道和所述口并向所述处理装置的壁喷射。
14.如权利要求13的方法，还包括选择性配置所述喷嘴以流出所述清洗液体而不是液体光刻胶材料。
15.如权利要求13的方法，其中所述清洗制具为半导体晶片、磁记录介质、光记录介质和平板显示器中的一个的形状。
16.如权利要求13的方法，其中所述清洗制具为直径约200mm的半导体晶片的形状。
17.如权利要求13的方法，其中所述清洗制具还包括：限定第二开口的底板，所述第二开口通过第二流体通道与边缘部分的第二口流体连通；分开所述第一流体通道与所述第二流体通道的中间板；所述方法还包括将所述清洗液体从背部冲洗喷嘴流到所述第二开口。
18.如权利要求13的方法，其中所述底板沿被配置成与所述可旋转支撑部接触的下表面限定所述第二开口。
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