CN108828898B - 改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，包括：以涂覆转速进行光刻胶涂覆；对光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，包括第一转速处理和转速小于第一转速的第二转速处理，且使其保持湿润；第二转速处理包括第一阶段的对晶圆边缘的稳膜前水洗处理，采用第一清洗管嘴对涂覆有光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行稳膜前水洗处理；及第二阶段的膜厚稳定化处理；对晶圆边缘进行稳膜后水洗处理，采用第二清洗管嘴对涂覆有光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行稳膜后水洗处理，进行自旋干燥。通过上述方案，本发明通过对处理的工艺流程以及清洗管嘴设备的改进，可以有效去除光刻胶涂覆过程中的晶圆边缘的光刻胶，并使产品的良率增加1～2％。

Description

改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法

本申请是针对申请日为2017年8月2日，申请号为201710652795.8，发明名称为改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法的专利的分案申请。

技术领域

本发明属于半导体制备工艺技术领域，特别是涉及一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，光刻工艺一直被认为是集成电路制造中最关键的步骤，其在整个工艺过程中需要被多次使用，其稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响。光刻工艺是一个复杂的过程，其本质是把临时电路结构以图形的形式复制到以后要进行刻蚀和离子注入的晶片上：首先使用涂胶机在晶片上形成一层光刻胶薄层，再将光照经过一掩膜版照射在光刻胶薄层上使其曝光二变质，最后利用显影液进行显影完成图中转移。

目前，在光刻胶旋涂过程中，需要进行边缘光刻胶去除工艺或者背面光刻胶去除工艺，如(Edge Bead Removal，EBR或者backside rinse，BSR)，以去除晶圆边缘的光刻胶，其主要通过化学方法和光学方法进行去除，但是，对于一些特殊的光刻胶涂覆层，如底部抗反射层(BARC)很难通过现有的方式去除，对此，也进行了大量的研究与实践，如有的通过改变光刻胶的组成(Replace resist content)来解决上述清洗不干净的问题，但这种做法会导致关键工艺制程发生改变；还有的通过改变清洗液的材料(Replace backside rinsesolvent material)来解决上述问题，但这种做法又会使清洗液的设备发生改变。

因此，提供一种对其他设备改变最小且能最大效果地改善晶圆边缘光刻胶残留的工艺及设备，用于解决光刻胶涂覆过程中的晶边缺陷的问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，用于解决现有技术中晶片边缘的光刻胶难以去除的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，包括如下步骤：

1)以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆的上表面；

2)对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理，其中，采用第一清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜前水洗处理，所述第一清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离介于0.1～10mm之间，所述第一清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于45～60°之间，以增加所述第一清洗管嘴所喷射的清洗液与所述晶圆边缘之间的粘附力，以及降低位于所述晶圆边缘的所述清洗液的离心力；

3)对所述晶圆的所述背面进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分，其中，采用第二清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜后水洗处理，所述第二清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于30～40°之间；及

4)对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。

作为本发明的一种优选方案，所述多段式主要转速处理还包含降速处理，实施在所述第一转速处理与第二转速处理之间，其中，所述降速处理的转速小于所述第一转速处理的转速，并使所述光刻胶涂覆层在所述降速处理的过程中保持湿润。

作为本发明的一种优选方案，在步骤2)的进行稳膜前水洗处理和步骤3)的进行稳膜后水洗处理中的至少一者中，还包括同时对所述光刻胶涂覆层喷洒涂覆辅助液的步骤。

作为本发明的一种优选方案，步骤1)的具体步骤包括：

1-1)对待处理晶圆的上表面进行预润湿处理，并同时对所述晶圆上表面进行第一次喷洒涂覆辅助液的处理；

1-2)将光刻胶置于所述晶圆上表面并以所述涂覆转速进行旋转涂布，以形成具有预设厚度的所述光刻胶涂覆层。

作为本发明的一种优选方案，步骤1-1)与步骤1-2)之间，还包括于步骤1-1)完成后停留预设时间，并在停留后对所述晶圆的上表面进行第二次喷洒涂覆辅助液处理的步骤，其中，进行所述停留的过程中所述晶圆停止转动，且进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的转速小于进行所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的转速。

作为本发明的一种优选方案，所述预设时间为0.5～1.5s；进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的时间为0.1～0.5s，转速为50～150转/分钟。

作为本发明的一种优选方案，步骤1-1)的所述预润湿处理以及所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的时间为2～7s，转速为1000～2000转/分钟；步骤1-2)的所述旋转涂布的时间为0.5～5s，转速为3000～5000转/分钟。

作为本发明的一种优选方案，所述第一转速处理的时间为2～5s，转速为1800～2800转/分钟；所述稳膜前水洗处理的时间为3～5s，转速为1000～1500转/分钟；所述膜厚稳定化处理的时间为15～25s，转速为1000～1500转/分钟；所述稳膜后水洗处理的时间为5～10s，转速为800～1200转/分钟。

作为本发明的一种优选方案，所述第一清洗管嘴的直径为0.6～0.8mm，所述第一清洗管嘴内的液体流速为90～100L/min。

作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，所述第二清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离为40～50mm，所述第二清洗管嘴的直径为0.9～1.2mm，所述第二清洗管嘴的液体流速为45～85L/min。

本发明还提供一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，包括如下步骤：

1)以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆的上表面；

2)对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理，其中，所述多段式主要转速处理还包含降速处理，实施在所述第一转速处理与第二转速处理之间；

3)对所述晶圆的所述背面进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分；及

4)对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。

作为本发明的一种优选方案，所述降速处理的转速小于所述第一转速处理的转速，并使所述光刻胶涂覆层在所述降速处理的过程中保持湿润。

作为本发明的一种优选方案，步骤2)中，采用第一清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜前水洗处理，其中，所述第一清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离为0.1～10mm，所述第一清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角为45～60°，以增加所述第一清洗管嘴所喷射的清洗液与所述晶圆边缘之间的粘附力，以及降低位于所述晶圆边缘的所述清洗液的离心力。

作为本发明的一种优选方案，所述第一清洗管嘴的直径为0.6～0.8mm，所述第一清洗管嘴内的液体流速为90～100L/min。

作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，采用第二清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜后水洗处理，其中，所述第二清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离为40～50mm，所述第二清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角为30～40°，所述第二清洗管嘴的直径为0.9～1.2mm，所述第二清洗管嘴的液体流速为45～85L/min。

如上所述，本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，具有以下有益效果：

1)本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，通过对处理的工艺流程以及清洗管嘴设备的改进，可以有效去除光刻胶涂覆过程中的晶圆边缘的光刻胶，并避免由此导致的表面缺陷的产生；

2)本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，可以最大限度的清洗晶圆边缘的光刻胶，最大可至100％清除，并使产品的良率增加1～2％。

附图说明

图1显示为本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷方法的各步骤的流程图。

图2显示为本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷方法的步骤1)之前提供的光刻胶涂覆设备的简要结构示意图。

图3显示为本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷方法的步骤2)中进行第一转速处理后所得到的结构示意图。

图4显示为本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷方法的步骤2)中进行稳膜前水洗处理的示意图。

图5显示为本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷方法的步骤2)中进行稳膜前水洗处理后所得到的结构示意图。

图6显示为本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷方法的步骤3)中进行稳膜后水洗处理的示意图。

图7显示为本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷方法的步骤3)中进行稳膜后水洗处理后所得到的结构示意图。

元件标号说明

11 晶圆

21 步骤2)后得到的光刻胶涂覆层

211 步骤2)后残留的边缘光刻胶

22 步骤2)后得到的光刻胶涂覆层

23 步骤3)后得到的光刻胶涂覆层

31 第一清洗管嘴

32 第二清洗管嘴

41 旋转平台

51 涂覆辅助液

S1～S4 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

如图1所示，本发明提供一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，包括如下步骤：

1)以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆的上表面；

2)对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理，其中，采用第一清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜前水洗处理，所述第一清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离介于0.1～10mm之间，所述第一清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于45～60°之间，以增加所述第一清洗管嘴所喷射的清洗液与所述晶圆边缘之间的粘附力，以及降低位于所述晶圆边缘的所述清洗液的离心力；

3)对所述晶圆的所述背面进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分，其中，采用第二清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜后水洗处理，所述第二清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于30～40°之间；及

4)对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。

下面将结合具体附图进一步对本发明中所提供的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法进行详细说明。

如图1中的S1及图2所示，进行步骤1)，以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆11的上表面；

具体的，在步骤1)中，首先在欲涂覆光刻胶的晶圆的表面(本实施例中的所述晶圆上表面)形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层，以完成整个工艺过程中的光刻胶初步涂覆的步骤，以保证后续最终形成的所述光刻胶涂覆层的稳定性，保证产品良率。

另外，在进行步骤1)之前，还包括提供一光刻胶涂覆设备，将晶圆11装载于所述光刻胶涂覆设备的旋转平台41上的步骤，具体的，所述光刻胶涂覆设备为本领域普通技术人员熟悉的任意光刻胶涂覆设备，如涂胶机，在本实施例中，由旋转电机带动所述旋转平台41转动，进而带动所述晶圆11转动，从而完成整个光刻胶的涂覆过程。

作为示例，步骤1)的具体步骤包括：

1-1)对待处理晶圆11上表面进行预润湿处理，并同时对所述晶圆11上表面进行第一次喷洒涂覆辅助液的处理；

1-2)将光刻胶置于所述晶圆11上表面并以所述涂覆转速进行旋转涂布，以形成具有预设厚度的所述光刻胶涂覆层。

具体的，形成预设厚度的所述光刻胶涂覆层的步骤包括步骤1-1)的预处理以及步骤1-2)的光刻胶的旋转涂布，其中，所述预润湿处理为后续的光刻胶涂覆提供优质的涂覆表面，减少光刻胶涂覆过程中的阻碍；进行所述第一次喷洒涂覆辅助液可以辅助光刻胶涂覆，促进光刻胶与晶圆的粘合特性，其成分优选为与所要涂覆的光刻胶接近的材料，依实际需求而定，其中，涂覆辅助液51的喷洒如图2所述，优选为正面喷洒。另外，进行所述旋转涂布以后，还包括进行一个减速回流的时间，防止过快的旋转涂布转速影响后续工艺，所述减速回流的时间为0.5～1.5s，转速为50～150转/分钟(rpm)。其中，所述预润湿处理和所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的时间为2～7s，优选为3～6s，转速为1000～2000转/分钟(rpm)，优选为1200～1800转/分钟，加速度为10000转/分钟/秒(rpm/s)。所述旋转涂布的时间为0.5～5s，优选为1～3s，转速为3000～5000转/分钟，优选为3500～4500转/分钟，加速度为30000转/分钟/秒(rpm/s)。

作为示例，步骤1-1)与步骤1-2)之间，还包括于步骤1-1)完成后停留预设时间，并在停留后对所述晶圆的上表面进行第二次喷洒涂覆辅助液处理的步骤，其中，进行所述停留的过程中所述晶圆停止转动，且进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的转速小于进行所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的转速。

具体的，进行所述预设时间的停留的目的是给之前进行的处理留有一定的反应时间，以得到更有效稳定的光刻胶的涂覆，另外，还包括再进行一次涂覆辅助液喷洒的步骤，以促进光刻胶的涂覆。在其他实施例中，所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的步骤可以与后续的光刻胶的旋转涂布同时进行，并依实际需求控制喷洒时间。具体的，所述预设时间为0.5～1.5s，优选为0.8～1.2s，进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的转速为50～150转/分钟，优选为80～120转/分钟，加速度为10000rpm/s，时间为0.1～0.5s，优选为0.2～0.4s。

如图1中的S2和图3～5所示，进行步骤2)，对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理，其中，采用第一清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜前水洗处理，所述第一清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离介于0.1～10mm之间，所述第一清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于45～60°之间，以增加所述第一清洗管嘴所喷射的清洗液与所述晶圆边缘之间的粘附力，以及降低位于所述晶圆边缘的所述清洗液的离心力；

具体的，进行所述第一转速处理，主要是使所述光刻胶涂覆层具有一个厚度及润湿度，从而可以保证在后续的清洗过程当中，不影响到光刻胶涂覆层的稳定性，另外，在这个过程当中，需控制所述光刻胶涂覆层处于湿润状态，才可以为后续清除边缘光刻胶提供一个合适的去除条件，以得到既稳定又可以将边缘残留去除干净的光刻胶涂覆层。其中，所述第一转速处理的时间为2～5s，转速为1800～2800转/分钟，优选为2000～2500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

具体的，所述稳膜前水洗处理即为对涂覆有光刻胶涂覆层的晶圆进行的第一次晶圆背面清洗(Backside rinse clean)，这一步使晶圆侧缘的大部分光刻胶被去除，图5可以看出，经过该步骤，晶圆侧缘还剩余部分边缘光刻胶211，另外，控制光刻胶涂覆层润湿，也为第一次去除晶圆侧缘光刻胶提供条件，其中，在一优选实施例中，对晶圆边缘的水洗处理不进行的太早，从而减少对光刻胶涂覆层的影响，有利于提高膜厚的稳定性，另外，也优选不进行的太晚，从而有利于防止光刻胶固定于晶圆表面，有利于光刻胶的去除。其中，所述稳膜前水洗处理的时间为3～5s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

作为示例，所述多段式主要转速处理还包含降速处理，实施在所述第一转速处理与第二转速处理之间，其中，在一优选实施例中，所述降速处理的转速小于所述第一转速处理的转速，并使所述光刻胶涂覆层在所述降速处理的过程中保持湿润。

具体的，在所述第一转速处理以及所述第二转速处理之间还增加一步降速处理的步骤，从而保证两者之间有一个良好的过渡，此时，所述降速处理的转速小于所述第一转速处理的转速，以降低转速从而适应后续水洗。其中，所述降速处理的时间为0.5～1.5s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

具体的，在进行所述稳膜前水洗处理之后，要对所述光刻胶涂覆层进行调整膜厚的稳定化处理，在该步骤的膜厚稳定化处理过程中，所述膜厚稳定化处理的时间及转速依据实际需求控制，调整合适的膜厚。其中，所述膜厚稳定化处理的时间为15～25s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

作为示例，所述第一清洗管嘴的直径为0.6～0.8mm，所述第一清洗管嘴内的液体流速为90～100L/min。

具体的，步骤2)中的稳膜前水洗处理中，对其清洗管嘴进行改进，从而增加了这次膜厚稳定化处理前的预清洗的效果，主要是增加了清洗液与晶圆之间的粘附力，减小其离心力，从而可以保证清洗液与光刻胶之间充分反应，进而最大限度的除去不需要的光刻胶，具体做法是减小了清洗管嘴与晶圆边缘之间的距离，增加了倾斜度，使清洗管嘴与晶圆之间变得更加垂直，增大清洗管嘴的直径，并增加清洗液流出的流速，从而保证了晶圆侧缘的光刻胶被彻底清洗掉，当然，在其他实施例中，还可以对上述改进中的其中之一进行改进，也可以是对其中的两个或者两个以上改进点进行改进，以节约改进成本，这依据实际需求而设计，在此不做具体限制。在本实施例中，所述第一清洗管嘴与所述晶圆侧缘之间的距离为5mm，所述第一清洗管嘴与所述晶圆之间的夹角为50°，所述第一清洗管嘴的直径为0.7mm，所述第一清洗管嘴内的液体流速为95L/min。

如图1中的S5及图6和图7所示，进行步骤3)，对所述晶圆边缘进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分，其中，采用第二清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜后水洗处理，所述第二清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于30～40°之间；

作为示例，步骤3)中，所述第二清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离为40～50mm，所述第二清洗管嘴的直径为0.9～1.2mm，所述第二清洗管嘴的液体流速为45～85L/min。

具体的，所述稳膜后水洗处理与现有技术中的常规晶圆背面清洗工艺相似，在本实施例中，采用常规技术，对涂覆有光刻胶涂覆层的晶圆进行全面的清洗，以保证晶圆边缘的光刻胶被清洗干净，得到理想的光刻胶涂覆层。其中，所述稳膜后水洗处理的时间为5～10s，转速为800～1200转/分钟，加速度为5000rpm/s。

具体的，在步骤3)进行的稳膜后水洗处理过程中，可以采用常规的管嘴对晶圆边缘的光刻胶进行清洗即可，所述第二清洗管嘴与所述晶圆侧缘之间的距离为45mm，所述第二清洗管嘴与所述晶圆之间的夹角为35°，所述第二清洗管嘴的直径为1.1mm，所述第二清洗管嘴的液体流速为50L/min。当然，该步骤中，也可以进行如上述所述第一清洗管嘴类似的改进，以适应对晶圆边缘光刻胶全面清洗的需求。

还需要说明的是，在本发明中，除了对光刻胶涂覆过程的工艺步骤进行改进外，还对硬件设备进行改进，本实施例中，对进行晶圆背面清洗的清洗管嘴进行了改进，从而保证自清洗管嘴所喷出的清洗液可以很好的吸附在晶圆上，即增加清洗液的粘附力，减小离心力。

如图1中的S4所示，进行步骤4)，对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。

具体的，在经过上述处理之后，还包括对光刻胶涂覆层进行自选干燥的过程，另外，脱水过后还包括减速的过程。其中，自选干燥的时间为5～15s，优选为8～12s，转速为1500～2500转/分钟，优选为1800～2200转/分钟，加速度为10000rpm/s，减速的时间为0.1～0.8s，加速度为5000rpm/s。

作为示例，在步骤2)的进行稳膜前水洗处理和步骤3)的进行稳膜后水洗处理中的至少一者中，还包括同时对所述光刻胶涂覆层喷洒涂覆辅助液的步骤。

具体的，也就是所述稳膜前水洗处理的步骤以及所述稳膜后水洗处理的步骤，可以在进行晶圆背面水洗的过程中，同时喷洒所述涂覆辅助液，从而进一步保证所述光刻胶涂覆层的稳定性。

在一优选地实施例中，稳膜前的水洗转速大于稳膜后的水洗转速，对稳膜前的晶圆侧缘预湿润处理和预先水洗处理，从而有利于使得稳膜后的残留光阻就不容易粘连到晶圆的侧缘。

本实施例还提供一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，包括如下步骤：

1)以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆的上表面；

2)对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理，其中，所述多段式主要转速处理还包含降速处理，实施在所述第一转速处理与第二转速处理之间；

3)对所述晶圆的所述背面进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分；及

4)对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。

具体的，该实施例提供另外一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法。其中，首先进行步骤1)，以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆的上表面；首先在欲涂覆光刻胶的晶圆的表面(本实施例中的所述晶圆上表面)形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层，以完成整个工艺过程中的光刻胶初步涂覆的步骤，以保证后续最终形成的所述光刻胶涂覆层的稳定性，保证产品良率。

另外，在进行步骤1)之前，还包括提供一光刻胶涂覆设备，将晶圆11装载于所述光刻胶涂覆设备的旋转平台41上的步骤，具体的，所述光刻胶涂覆设备为本领域普通技术人员熟悉的任意光刻胶涂覆设备，如涂胶机，在本实施例中，由旋转电机带动所述旋转平台41转动，进而带动所述晶圆11转动，从而完成整个光刻胶的涂覆过程。

作为示例，步骤1)的具体步骤包括：

1-1)对待处理晶圆11上表面进行预润湿处理，并同时对所述晶圆11上表面进行第一次喷洒涂覆辅助液的处理；

1-2)将光刻胶置于所述晶圆11上表面并以所述涂覆转速进行旋转涂布，以形成具有预设厚度的所述光刻胶涂覆层。

具体的，形成预设厚度的所述光刻胶涂覆层的步骤包括步骤1-1)的预处理以及步骤1-2)的光刻胶的旋转涂布，其中，所述预润湿处理为后续的光刻胶涂覆提供优质的涂覆表面，减少光刻胶涂覆过程中的阻碍；进行所述第一次喷洒涂覆辅助液可以辅助光刻胶涂覆，促进光刻胶与晶圆的粘合特性，其成分优选为与所要涂覆的光刻胶接近的材料，依实际需求而定，其中，涂覆辅助液51的喷洒如图2所述，优选为正面喷洒。另外，进行所述旋转涂布以后，还包括进行一个减速回流的时间，防止过快的旋转涂布转速影响后续工艺，所述减速回流的时间为0.5～1.5s，转速为50～150转/分钟(rpm)。其中，所述预润湿处理和所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的时间为2～7s，优选为3～6s，转速为1000～2000转/分钟(rpm)，优选为1200～1800转/分钟，加速度为10000转/分钟/秒(rpm/s)。所述旋转涂布的时间为0.5～5s，优选为1～3s，转速为3000～5000转/分钟，优选为3500～4500转/分钟，加速度为30000转/分钟/秒(rpm/s)。

作为示例，步骤1-1)与步骤1-2)之间，还包括于步骤1-1)完成后停留预设时间，并在停留后对所述晶圆的上表面进行第二次喷洒涂覆辅助液处理的步骤，其中，进行所述停留的过程中所述晶圆停止转动，且进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的转速小于进行所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的转速。

具体的，进行所述预设时间的停留的目的是给之前进行的处理留有一定的反应时间，以得到更有效稳定的光刻胶的涂覆，另外，还包括再进行一次涂覆辅助液喷洒的步骤，以促进光刻胶的涂覆。在其他实施例中，所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的步骤可以与后续的光刻胶的旋转涂布同时进行，并依实际需求控制喷洒时间。具体的，所述预设时间为0.5～1.5s，优选为0.8～1.2s，进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的转速为50～150转/分钟，优选为80～120转/分钟，加速度为10000rpm/s，时间为0.1～0.5s，优选为0.2～0.4s。

其次，进行步骤2)，对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理，其中，所述多段式主要转速处理还包含降速处理，实施在所述第一转速处理与第二转速处理之间。

具体的，进行所述第一转速处理，主要是使所述光刻胶涂覆层具有一个厚度及润湿度，从而可以保证在后续的清洗过程当中，不影响到光刻胶涂覆层的稳定性，另外，在这个过程当中，需控制所述光刻胶涂覆层处于湿润状态，才可以为后续清除边缘光刻胶提供一个合适的去除条件，以得到既稳定又可以将边缘残留去除干净的光刻胶涂覆层。其中，所述第一转速处理的时间为2～5s，转速为1800～2800转/分钟，优选为2000～2500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

具体的，所述稳膜前水洗处理即为对涂覆有光刻胶涂覆层的晶圆进行的第一次晶圆背面清洗(Backside rinse clean)，这一步使晶圆侧缘的大部分光刻胶被去除，图5可以看出，经过该步骤，晶圆侧缘还剩余部分边缘光刻胶211，另外，控制光刻胶涂覆层润湿，也为第一次去除晶圆侧缘光刻胶提供条件，其中，在一优选实施例中，对晶圆边缘的水洗处理不进行的太早，从而减少对光刻胶涂覆层的影响，有利于提高膜厚的稳定性，另外，也优选不进行的太晚，从而有利于防止光刻胶固定于晶圆表面，有利于光刻胶的去除。其中，所述稳膜前水洗处理的时间为3～5s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

具体的，所述多段式主要转速处理还包含降速处理，实施在所述第一转速处理与第二转速处理之间，其中，优选地所述降速处理的转速小于所述第一转速处理的转速，并使所述光刻胶涂覆层在所述降速处理的过程中保持湿润。

具体的，在所述第一转速处理以及所述第二转速处理之间还增加一步降速处理的步骤，从而保证两者之间有一个良好的过渡，此时，所述降速处理的转速小于所述第一转速处理的转速，以降低转速从而适应后续水洗。其中，所述降速处理的时间为0.5～1.5s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

具体的，在进行所述稳膜前水洗处理之后，要对所述光刻胶涂覆层进行调整膜厚的稳定化处理，在该步骤的膜厚稳定化处理过程中，所述膜厚稳定化处理的时间及转速依据实际需求控制，调整合适的膜厚。其中，所述膜厚稳定化处理的时间为15～25s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s。

接着，进行步骤3)，对所述晶圆边缘进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分。

具体的，所述稳膜后水洗处理与现有技术中的常规晶圆背面清洗工艺相似，在本实施例中，采用常规技术，对涂覆有光刻胶涂覆层的晶圆进行全面的清洗，以保证晶圆边缘的光刻胶被清洗干净，得到理想的光刻胶涂覆层。其中，所述稳膜后水洗处理的时间为5～10s，转速为800～1200转/分钟，加速度为5000rpm/s。

最后，进行步骤4)，对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。

具体的，在经过上述处理之后，还包括对光刻胶涂覆层进行自选干燥的过程，另外，脱水过后还包括减速的过程。其中，自选干燥的时间为5～15s，优选为8～12s，转速为1500～2500转/分钟，优选为1800～2200转/分钟，加速度为10000rpm/s，减速的时间为0.1～0.8s，加速度为5000rpm/s。

作为示例，在步骤2)的进行稳膜前水洗处理和步骤3)的进行稳膜后水洗处理中的至少一者中，还包括同时对所述光刻胶涂覆层喷洒涂覆辅助液的步骤。

具体的，也就是所述稳膜前水洗处理的步骤以及所述稳膜后水洗处理的步骤，可以在进行晶圆背面水洗的过程中，同时喷洒所述涂覆辅助液，从而进一步保证所述光刻胶涂覆层的稳定性。在一优选地实施例中，稳膜前的水洗转速大于稳膜后的水洗转速，对稳膜前的晶圆侧缘预湿润处理和预先水洗处理，从而有利于使得稳膜后的残留光阻就不容易粘连到晶圆的侧缘。

还需要说明的是，在本发明中，除了对光刻胶涂覆过程的工艺步骤进行改进外，还对硬件设备进行改进，本实施例中，对进行晶圆背面清洗的清洗管嘴进行了改进，从而保证自清洗管嘴所喷出的清洗液可以很好的吸附在晶圆上，即增加清洗液的粘附力，减小离心力。

作为示例，步骤2)中，采用第一清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜前水洗处理，其中，所述第一清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离为0.1～10mm，所述第一清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角为45～60°，以增加所述第一清洗管嘴所喷射的清洗液与所述晶圆边缘之间的粘附力，以及降低位于所述晶圆边缘的所述清洗液的离心力。

作为示例，所述第一清洗管嘴的直径为0.6～0.8mm，所述第一清洗管嘴内的液体流速为90～100L/min。

具体的，步骤2)中的稳膜前水洗处理中，对其清洗管嘴进行改进，从而增加了这次膜厚稳定化处理前的预清洗的效果，主要是增加了清洗液与晶圆之间的粘附力，减小其离心力，从而可以保证清洗液与光刻胶之间充分反应，进而最大限度的除去不需要的光刻胶，具体做法是减小了清洗管嘴与晶圆边缘之间的距离，增加了倾斜度，使清洗管嘴与晶圆之间变得更加垂直，增大清洗管嘴的直径，并增加清洗液流出的流速，从而保证了晶圆侧缘的光刻胶被彻底清洗掉，当然，在其他实施例中，还可以对上述改进中的其中之一进行改进，也可以是对其中的两个或者两个以上改进点进行改进，以节约改进成本，这依据实际需求而设计，在此不做具体限制。在本实施例中，所述第一清洗管嘴与所述晶圆侧缘之间的距离为5mm，所述第一清洗管嘴与所述晶圆之间的夹角为50°，所述第一清洗管嘴的直径为0.7mm，所述第一清洗管嘴内的液体流速为95L/min

作为示例，步骤3)中，采用第二清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜后水洗处理，其中，所述第二清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离为40～50mm，所述第二清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角为30～40°，所述第二清洗管嘴的直径为0.9～1.2mm，所述第二清洗管嘴的液体流速为45～85L/min。

具体的，在步骤3)进行的稳膜后水洗处理过程中，可以采用常规的管嘴对晶圆边缘的光刻胶进行清洗即可，所述第二清洗管嘴与所述晶圆侧缘之间的距离为45mm，所述第二清洗管嘴与所述晶圆之间的夹角为35°，所述第二清洗管嘴的直径为1.1mm，所述第二清洗管嘴的液体流速为50L/min。当然，该步骤中，也可以进行如上述所述第一清洗管嘴类似的改进，以适应对晶圆边缘光刻胶全面清洗的需求。

具体的，在本实施例中，依据上述条件选择，其具体的光刻胶涂覆过程中的工艺步骤及具体参数为：1)首先给一起启动时间，选择为1s，此时速度为0rpm，加速度为10000rpm/s；2)进行晶圆的预润湿处理，时间为5s，转速为1500rpm，加速度为10000rpm/s，同时进行第一次喷洒涂覆辅助液处理的工艺；3)设置一个停留时间，选择为1s，此时速度为0rpm，加速度为10000rpm/s；4)进行第二次喷洒涂覆辅助液处理的步骤，时间为0.3s，转速为100rpm，加速度为10000rpm/s；5)进行光刻胶的旋转涂布，时间为2s，转速为4000rpm，加速度为30000rpm/s，其中，步骤4)和步骤5)优选为同时进行；6)设置一个缓冲时间，时间为1s，转速为100rpm，加速度为30000rpm/s；7)进行第一转速处理，时间为2.5s，转速为2200rpm，加速度为10000rpm/s；8)进行降速处理，时间为1s，转速为1200rpm，加速度为10000rpm/s；9)进行稳膜前水洗处理，时间为5s，转速为1200rpm，加速度为10000rpm/s，同时喷洒涂覆辅助液；10)进行膜稳定化处理工艺，时间为25s，转速为1200rpm，加速度为10000rpm/s；11)进行稳膜后水洗处理，时间为5s，转速为1000rpm，加速度为5000rpm/s，同时喷洒涂覆辅助液；12)进行离心脱水处理，时间为10s，转速为2000rpm，加速度为10000rpm/s；13)进行减速处理，时间为0.5s，转速为0rpm，加速度为5000rpm/s。

综上所述，本发明提供一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，包括如下步骤：以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆的上表面；对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理；对所述晶圆的所述背面进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分；及对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。通过上述方案，本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，通过对处理的工艺流程以及清洗管嘴设备的改进，可以有效去除光刻胶涂覆过程中的晶圆边缘的光刻胶，并避免由此导致的表面缺陷的产生；本发明的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，可以最大限度的清洗晶圆边缘的光刻胶，最大可至100％清除，并使产品的良率增加1～2％。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)以涂覆转速进行光刻胶涂覆，以形成具有预设厚度的光刻胶涂覆层于待处理晶圆的上表面；

2)对所述光刻胶涂覆层进行多段式主要转速处理，且所述多段式主要转速处理包含第一转速处理与转速小于所述第一转速处理的第二转速处理，并使所述光刻胶涂覆层在所述主要转速处理的过程中保持湿润；在所述第二转速处理的第一阶段，对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆的背面进行稳膜前水洗处理，所述稳膜前水洗处理的时间为3～5s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s，以湿润所述晶圆的边缘并去除所述光刻胶涂覆层在涂覆后溢流到所述晶圆边缘的部分，其中，所述第一转速处理的时间为2～5s，转速为1800～2800转/分钟，加速度为10000rpm/s；在所述第二转速处理的第二阶段，对所述光刻胶涂覆层进行膜厚稳定化处理，所述膜厚稳定化处理的时间为15～25s，转速为1000～1500转/分钟，加速度为10000rpm/s；其中，采用第一清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜前水洗处理，所述第一清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离介于0.1～10mm之间，所述第一清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于45～60°之间，所述第一清洗管嘴的直径为0.6～0.8mm，所述第一清洗管嘴内的液体流速为90～100L/min，以增加所述第一清洗管嘴所喷射的清洗液与所述晶圆边缘之间的粘附力，以及降低位于所述晶圆边缘的所述清洗液的离心力；

3)对所述晶圆的所述背面进行稳膜后水洗处理，以去除所述光刻胶涂覆层在膜厚稳定化处理时扩散到所述晶圆边缘的部分，其中，采用第二清洗管嘴对涂覆有所述光刻胶涂覆层的晶圆边缘进行所述稳膜后水洗处理，所述第二清洗管嘴的喷射方向与所述晶圆表面之间的夹角介于30～40°之间，所述第二清洗管嘴的管嘴口边缘与所述晶圆侧缘之间的距离为40～50mm，所述第二清洗管嘴的直径为0.9～1.2mm，所述第二清洗管嘴的液体流速为45～85L/min；其中，所述稳膜前水洗处理的转速大于所述稳膜后水洗处理的转速，及

4)对所述晶圆进行自旋干燥，所述光刻胶涂覆层仅形成于所述晶圆的上表面且不具有湿润流动力。

2.根据权利要求1所述的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，所述多段式主要转速处理还包含降速处理，实施在所述第一转速处理与第二转速处理之间，其中，所述降速处理的转速小于所述第一转速处理的转速，并使所述光刻胶涂覆层在所述降速处理的过程中保持湿润。

3.根据权利要求1所述的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，在步骤2)的进行稳膜前水洗处理和步骤3)的进行稳膜后水洗处理中的至少一者中，还包括同时对所述光刻胶涂覆层喷洒涂覆辅助液的步骤。

4.根据权利要求1所述的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，步骤1)的具体步骤包括：

1-1)对待处理晶圆的上表面进行预润湿处理，并同时对所述晶圆上表面进行第一次喷洒涂覆辅助液的处理；

1-2)将光刻胶置于所述晶圆上表面并以所述涂覆转速进行旋转涂布，以形成具有预设厚度的所述光刻胶涂覆层。

5.根据权利要求4所述的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，步骤1-1)与步骤1-2)之间，还包括于步骤1-1)完成后停留预设时间，并在停留后对所述晶圆的上表面进行第二次喷洒涂覆辅助液处理的步骤，其中，进行所述停留的过程中所述晶圆停止转动，且进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的转速小于进行所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的转速。

6.根据权利要求5所述的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，所述预设时间为0.5～1.5s；进行所述第二次喷洒涂覆辅助液处理的时间为0.1～0.5s，转速为50～150转/分钟。

7.根据权利要求4所述的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，步骤1-1)的所述预润湿处理以及所述第一次喷洒涂覆辅助液处理的时间为2～7s，转速为1000～2000转/分钟；步骤1-2)的所述旋转涂布的时间为0.5～5s，转速为3000～5000转/分钟。

8.根据权利要求1所述的改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法，其特征在于，所述稳膜后水洗处理的时间为5～10s，转速为800～1200转/分钟。

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