CN108039316A - 晶圆侧边去光阻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种晶圆侧边去光阻方法，提供晶圆，所述晶圆具有相对的正面和背面以及连接所述正面和所述背面的侧边，所述晶圆上形成有光阻层；提供光源，使光至少照射到所述侧边且不照射到所述正面，引起光阻层的光学反应；最后去除反应掉的所述光阻层。该方法使用光学原理，通过调整所述晶圆侧边被光照射到的范围，以此来达到调整所述晶圆侧边高度，最后去除反应掉的所述光阻，从而到达高精度控制光阻在晶圆侧边形貌的能力，而且，即使晶圆侧边位置有偏移，但只要光的方向不变，就不会对晶圆侧边产生影响。这种方法形成的光阻在晶圆侧边位置的准确性和边缘的均一性非常好。

Description

晶圆侧边去光阻方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种晶圆侧边去光阻方法
背景技术
在半导体制造产业中，当光刻的关键尺寸在45nm以下时，光刻就需要用到浸没式光刻技术以提高光刻的分辨率。对于浸没式光刻机，为防止晶圆边缘的光刻胶污染到曝光机腔体，并在曝光过程中带到晶圆表面形成缺陷，要求晶圆侧边要按照特定的结构分布不同的光刻胶层，光阻层的边缘要完全覆盖掉底部抗反射层，而又不能露到顶层防水层外，这就要求光阻层的边缘所处位置非常精确。
目前对于晶圆侧边光阻的处理都是使用化学溶剂从晶圆背面冲洗至侧边，通过液体的特性，化学溶剂从晶背冲到晶圆边缘后，会冲洗掉下晶圆侧边和晶圆侧边最顶端的光阻并稍微卷到上晶圆侧边区，这样来达到清洗晶圆侧边光阻的目的。但是此种方法对于液体喷吐方向和流量以及晶圆放置位置的要求非常高，当喷吐流量过高就会冲洗到晶圆正面，太低又洗不干净晶圆侧边的光阻，另外晶圆洗晶圆侧边时会转动，如果晶圆的位置没有放到转动平台的正中央也会造成晶圆侧边的光阻层均一性不良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆侧边去光阻方法，以解决现有技术中采用化学溶剂清洗晶圆侧边光阻时因液体喷吐流量过大或过小，液体喷吐方向的偏差以及晶圆放置位置的偏差而造成晶圆侧边光阻层均一性不良的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种晶圆侧边去光阻方法，包括以下步骤：
提供晶圆，所述晶圆具有相对的正面和背面以及连接所述正面和所述背面的侧边，所述晶圆上形成有光阻层；
提供光源，使光至少照射到所述侧边且不照射到所述正面，引起光阻层的光学反应；
去除反应掉的所述光阻层。
本发明提供晶圆侧边去光阻方法利用光学原理，在晶圆背面增加一个光源，通过曝光，把晶圆侧边的光阻层通过光化学反应反应掉，然后去掉反应掉的光阻层。由于使用的是光学方法，可以非常精确的控制晶圆侧边上剩余光阻的形貌。而且，即使晶圆位置有偏移，但只要光的方向不变，就不会对晶圆侧边产生影响。
可选的，所述光源为线光源或面光源，且与水平面具有一角度，通过调整所述角度调整所述晶圆侧边被光照射到的范围。
可选的，所述光源为线光源或面光源，且与水平面具有一角度，通过调整所述角度调整所述晶圆侧边被光照射到的范围。
可选的，通过调整所述晶圆侧边被光照射到的范围，以此来达到调整所述晶圆侧边剩余光阻高度的目的。
可选的，所述晶圆上所述光阻层下方还形成有底部抗反射层，所述光阻层完全覆盖所述底部抗反射层。
可选的，所述晶圆侧边分成依次相邻的三个部分，包括上晶圆侧边区、晶圆侧边顶端及下晶圆侧边区。
可选的，在去除后所述光阻层的边缘落到所述上晶圆侧边区。
可选的，所述光源包括汞灯。
可选的，去除反应掉的所述光阻层之后，进行浸没式光刻。
可选的，在去除反应掉的所述光阻层之后，进行浸没式光刻之前，还包括：形成防水层，所述防水层完全覆盖所述光阻层。
可选的，当所述晶圆正面朝上水平放置时，所述光阻层边缘末端与所述防水层边缘末端在竖直方向上的高度差小于等于50μm。
综上所述，在本发明提供的晶圆侧边去光阻方法中，提供晶圆，所述晶圆具有相对的正面和背面以及连接所述正面和所述背面的侧边，所述晶圆上形成有光阻层；提供光源，使光至少照射到所述侧边且不照射到所述正面，引起光阻层的光学反应；最后去除反应掉的所述光阻层。本发明所提供的方法使用光学原理，通过调整所述晶圆侧边被光照射到的范围，以此来达到调整所述晶圆侧边高度，最后去除反应掉的所述光阻，从而到达高精度控制光阻在晶圆侧边形貌的能力，而且，即使晶圆侧边位置有偏移，但只要光的方向不变，就不会对晶圆侧边产生影响。这种方法形成的光阻在晶圆侧边位置的准确性和边缘的均一性非常好。
附图说明
图1为本发明实施例提供的涂完光阻后的晶圆边缘示意图；
图2为化学方法清洗晶圆侧边光阻的示意图；
图3为本发明实施例提供的晶圆侧边去光阻方法的流程示意图；
图4为本发明发明实施例提供的晶圆侧边去光阻方法的示意图；
图5为本发明实施例提供的晶圆侧边的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的晶圆边缘光刻胶理想结构示意图；
其中，11-晶圆，12-抗反射层，13-光阻层，14-光源，21-上晶圆侧边区，22-晶圆侧边顶端，23-下晶圆侧边区，24-晶圆，31-晶圆，32-抗反射层，33-光阻层，34-防水层，41-晶圆，42-抗反射层，43-光阻层，51-晶圆，52-抗反射层，53-光阻层，54-化学溶剂，55-喷头。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
正如背景技术中所述的，晶圆侧边去光阻是半导体制造产业中必不可少的步骤，参阅图1和图2，图1为涂完光阻层之后的晶圆边缘示意图，在所述晶圆41上形成抗反射层42和光阻层43，如图2所示，此时的晶圆已经形成抗反射层32和光阻层33，需要对光阻层的侧边进行去光阻处理，目前对晶圆侧边的处理都是使用化学溶剂54，在晶圆的背面使用喷头55喷洒化学溶剂54，使得化学溶剂54从晶圆41背面冲洗至侧边，但是此种方法对于液体喷吐方向和流量以及晶圆放置位置的要求非常高，当喷吐流量过高就会冲洗到晶圆正面，太低又洗不干净晶圆侧边的光阻，另外晶圆在清洗晶圆侧边的光阻时会转动，如果晶圆的位置没有放到转动平台的正中央也会造成晶圆侧边的光阻均一性不良。
因此，在制造半导体器件时，为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆侧边去光阻方法。
参阅图3，其为本发明实施例提供的晶圆侧边去光阻方法的流程示意图，如图3所示，所述晶圆侧边去光阻方法包括以下步骤:
步骤S1：提供晶圆，所述晶圆具有相对的正面和背面以及连接所述正面和所述背面的侧边，所述晶圆上形成有光阻层；
步骤S2：提供光源，使光至少照射到所述侧边且不照射到所述正面，引起光阻层的光学反应；
步骤S3：去除反应掉的所述光阻层。
参阅图4，为本发明实施例提供的晶圆侧边去光阻方法的示意图。结合图4，详细说明实施例中的晶圆侧边去光阻方法。
在步骤S1中，在形成所述光阻层13之前，所述晶圆11上已经形成抗反射层12，所述抗反射层12位于所述光阻层13的下方，所述光阻层13完全覆盖底部抗反射层12。
在步骤S2中，如图4所示，此时的晶圆上已经形成抗反射层12和光阻层13，所述光阻层13完全覆盖底部抗反射层12，然后需要使光照射到所述晶圆11侧边，直至所述光阻层13边缘落到所述上晶圆侧边区所需位置，则可停止光照。在一个实施例中，所述光照射所述晶圆11侧边的时间为6s。
所述的光源14可以为功率在350～600mW/cm2范围内的光源，所述光源14照出的光可以与晶圆11侧边的光阻发生光化学反应，所述光源可以由汞灯提供，也可以由激光器提供，并不仅限于上述来源，只要满足能与晶圆11侧边发生光化学反应，以便后续去除光阻，其中，所述光源的放置位置可以是不受限制的，只需要保证所述光源发出的光最终照射到晶圆侧边且不照射到晶圆的正面，例如可以通过多个镜子来改变光的路径，使得光照射到晶圆侧边且不照射到晶圆的正面。
在步骤S3中，所述光源14为线光源或面光源，且所述光源14与水平面成一定的角度δ，可以通过改变角度δ来调整所述所述晶圆侧边被光照射到的范围，以调整所述晶圆11侧边剩余光阻的高度，进而可以非常精确的控制晶圆11侧边上剩余光阻的形貌，其中角度δ可以是锐角，可以为30°，45°。
在步骤S4中，由于光阻层13与光发生光化学反应后会产生酸性物质，所以可以采取与碱性的显影液反应后去除。此外，还可以选用在某些有机溶剂中溶解去除，如乙酸溶纤剂，乳酸乙酯。
参阅图5，为晶圆的侧边结构图，如图2所示，晶圆24的侧边可以分为依次相邻的三个部分，分别为上晶圆侧边区21，晶圆侧边顶端22，下晶圆侧边区23，浸没式光刻机要求光阻层边缘必须落到上晶圆侧边区21。
参阅图6，为晶圆边缘光刻胶层的理想结构图，如图3所示，为防止晶圆31边缘的光刻胶污染到曝光机腔体，并在曝光过程中带到晶圆31表面形成缺陷，要求晶圆31侧边要按照特定的结构分布不同的光刻胶层，所述光刻胶层包括光阻层33、抗反射层32及防水层34。所述光阻层33下方形成有底部抗反射层32，所述光阻层33完全覆盖所述底部抗反射层34，在去除反应掉的所述光阻层之后，进行浸没式光刻之前，需要在所述光阻层33上形成所述防水层34，最终形成的晶圆边缘光刻胶层的结构要求所述光阻层33的边缘所处位置非常精确，所述光阻层33边缘末端与所述防水层34边缘末端在竖直方向上的高度差需要小于等于50μm。
本发明上述实施例是针对所述晶圆侧边去光阻方法用于对晶圆进行浸没式光刻前，对晶圆侧边的光阻进行去除。在本发明的其它实施例中，也可将本发明用于其它的光刻工艺中，其具体实施步骤与思路和本发明的上述实施例相似，在本发明实施例的启示下，这一应用的延伸对本领域普通技术人员而言是易于理解和实现的，在此不再赘述。
综上所述，在本发明实施例提供的晶圆侧边去光阻方法中，提供晶圆，所述晶圆具有相对的正面和背面以及连接所述正面和所述背面的侧边，所述晶圆上形成有光阻层；提供光源，使光至少照射到所述侧边且不照射到所述正面，引起光阻层的光学反应；最后去除反应掉的所述光阻层。本发明提供的晶圆侧边去光阻方法具有以下的优点：该方法使用光学原理，通过调整所述晶圆侧边被光照射到的范围，以此来达到调整所述晶圆侧边高度，最后去除反应掉的所述光阻，从而到达高精度控制光阻在晶圆侧边形貌的能力。而且只有被光照射到的地方光阻会被去除掉，因为晶圆在清洗晶圆侧边光阻时会转动，原有的使用化学溶剂从晶圆背面冲洗晶圆侧边的方法中，如果晶圆的位置没有放到转动平台的正中央也会造成晶圆侧边的光阻均一性不良。而本发明所提供的方法中，即使wafer位置有偏移，但只要光的方向不变，就不会对晶圆侧边光阻的形貌产生影响。所述光源与水平面成一定的角度δ，可以通过改变角度δ来调整所述光源照射的方向，以此来达到调整所述晶圆侧边剩余光阻高度的目的。通过本发明提供的晶圆侧边去光阻方法，可以提高光刻胶边缘在晶圆侧边的位置的精确性和均一性，减少光阻沾污光刻机腔体的可能性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，包括，
提供晶圆，所述晶圆具有相对的正面和背面以及连接所述正面和所述背面的侧边，所述晶圆上形成有光阻层；
提供光源，使光至少照射到所述侧边且不照射到所述正面，引起光阻层的光学反应；
去除反应掉的所述光阻层。
2.如权利要求1所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，所述光源为线光源或面光源，且与水平面具有一角度，通过调整所述角度调整所述晶圆侧边被光照射到的范围。
3.如权利要求2所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，通过调整所述晶圆侧边被光照射到的范围，以调整所述晶圆侧边剩余光阻的高度。
4.如权利要求1所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，所述晶圆上所述光阻层下方还形成有底部抗反射层，所述光阻层完全覆盖所述底部抗反射层。
5.如权利要求1所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，所述晶圆侧边分成依次相邻的三个部分，包括上晶圆侧边区、晶圆侧边顶端及下晶圆侧边区。
6.如权利要求5所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，在去除后所述光阻层的边缘落到所述上晶圆侧边区。
7.如权利要求1所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，所述光源包括汞灯。
8.如权利要求1-7中任一所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，去除反应掉的所述光阻层之后，进行浸没式光刻。
9.如权利要求8所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，在去除反应掉的所述光阻层之后，进行浸没式光刻之前，还包括：形成防水层，所述防水层完全覆盖所述光阻层。
10.如权利要求9所述的晶圆侧边去光阻方法，其特征在于，当所述晶圆正面朝上水平放置时，所述光阻层边缘末端与所述防水层边缘末端在竖直方向上的高度差小于等于50μm。
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