CN110568730A - 半导体边缘光刻胶去除方法 - Google Patents

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薛广杰
胡华
李赟
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    • G—PHYSICS
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    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/42—Stripping or agents therefor

Abstract

本发明提供了一种半导体边缘光刻胶去除方法，包括：提供一待曝光半导体，所述半导体包含有效区域以及包围所述有效区域的边缘区域，形成光刻胶层在所述半导体上，所述光刻胶层至少覆盖所述半导体的边缘区域，在所述半导体上方设置一光罩，对所述半导体的边缘区域进行曝光处理，从而提高了曝光的精度，同时提高了光刻胶层去除的精确性，避免了光刻胶残留造成的缺陷。

Description

半导体边缘光刻胶去除方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种半导体边缘光刻胶去除方法。
背景技术
随着半导体技术的发展，半导体器件的关键尺寸越来越小，光刻工艺过程中产生的缺陷对器件质量的影响也越来越严重，因此，晶圆边缘的清洁也变得更加重要。在光刻工艺过程中，光刻胶旋涂在晶圆表面上，靠近晶圆边缘的光刻胶易在晶圆上下表面处发生堆积，这些堆积在晶圆边缘的光刻胶在后续的蚀刻或者离子注入工艺过程中很可能与晶圆的机械操作手臂发生接触碰撞，从而导致颗粒污染的产生。
半导体的光刻工艺为了控制晶圆边缘的光刻胶残留缺陷，会设计不同的EBR(EdgeBead Remove，去边工艺)和WEE(Wafer Edge Exposure，晶圆边缘曝光)工艺组合。其中EBR主要是为了去除晶边以及背面边缘溅射的光刻胶，精度较差，辅助以WEE光刻显影将晶圆边的光刻胶形貌进行调整。
在传统工艺中，WEE一般采用紫外灯绕着晶圆边界旋转使光刻胶反应，随之被显影液去除，但是WEE微观上精度只能在0.1mm范围，不能满足微米级甚至纳米级的工艺，特别是在某些先后进行湿法和干法刻蚀的工艺中，由于WEE精度不高，在显影边界造成的薄薄的光刻胶残留会在湿法刻蚀中脱落，从而造成干法刻蚀时的部分刻蚀缺陷。
发明内容
基于以上所述的问题，本发明的目的在于提供一种半导体边缘光刻胶去除方法，可精确去除半导体边缘的光刻胶，避免光刻胶残留造成的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种半导体边缘光刻胶去除方法，包括：
提供一待曝光半导体，所述半导体包含有效区域以及包围所述有效区域的边缘区域；
形成光刻胶层在所述半导体上，所述光刻胶层至少覆盖所述半导体的边缘区域；
在所述半导体上方设置一光罩，对所述半导体的边缘区域进行曝光处理。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，所述光罩位于所述半导体的正上方。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，所述曝光处理的方法包括：提供曝光光源；采用所述曝光光源对所述半导体上的所述光刻胶层进行照射处理。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，所述曝光光源位于所述光罩的正上方。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，通过调整所述曝光光源、所述光罩以及所述晶圆之间的距离来确定进行曝光的边缘区域。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，采用旋涂工艺在所述半导体上形成光刻胶层。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，曝光之后还包括：显影去除所述边缘区域的光刻胶层。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，显影之后还包括：对所述半导体进行清洗处理，去除残留的显影剂。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，所述光罩呈圆形。
可选的，在所述半导体边缘光刻胶去除方法中，所述光罩的半径为所述晶圆半径的80％～90％。
与现有技术相比，本发明提供的半导体边缘光刻胶去除方法中，在半导体上形成光刻胶层之后，在所述半导体上方设置一光罩，从而对所述半导体的边缘区域进行曝光处理，提高了曝光的精度，同时提高了光刻胶层去除的精确性，避免了光刻胶残留造成的缺陷。
进一步的，可以通过调整曝光光源、光罩以及所述晶圆之间的距离来确定进行曝光的边缘区域，提高了曝光的可控度。
附图说明
图1～2为一晶圆边缘光刻方法的各步骤结构示意图。
图3为本发明一实施例所提供的半导体边缘光刻胶去除方法的流程图。
图4～5为本发明一实施例所提供的半导体边缘光刻胶去除方法的各步骤结构示意图。
具体实施方式
图1～2为一晶圆边缘光刻方法的各步骤结构示意图。请参照图1至图2所示，晶圆边缘光刻方法如下。
首先，请参考图1所示，提供一待曝光晶圆10，所述晶圆包含有效区域I以及包围所述有效区域I的边缘区域II，所述有效区域I作为芯片区域，用于形成各种半导体结构，所述边缘区域II由于厚度不均匀，是所述晶圆10的无效区域。形成光刻胶层20在所述晶圆10上，所述光刻胶层20覆盖所述晶圆10的有效区域I以及边缘区域II。
接着，请参考图2所示，采用紫外灯30对所述晶圆10的边缘区域I上的所述光刻胶层20进行曝光。为了仅曝光边缘区域II的所述光刻胶层20，所述紫外灯30倾斜照射所述边缘区域II，并且将所述紫外灯20围绕所述晶圆的边缘区域II进行旋转，请参照图2中的箭头所示，即进行旋转曝光。
然而，该方法精度不高，只能控制在0.1mm的范围内，会导致所述边缘区域II上残留有光刻胶层，并且，由于紫外灯30是旋转曝光，其波长在一定的范围内波动，照射到每个位置处的波长并不完全相同，会导致所述光刻胶层20形成如图2所示的台阶。
基于上述问题，本发明提供一种半导体边缘光刻胶去除方法，包括：提供一待曝光半导体，所述半导体包含有效区域以及包围所述有效区域的边缘区域，形成光刻胶层在所述半导体上，所述光刻胶层至少覆盖所述半导体的边缘区域，在所述半导体上方设置一光罩，对所述半导体的边缘区域进行曝光处理。
在本发明提供的半导体边缘光刻胶去除方法中，在半导体上形成光刻胶层之后，在所述半导体上方设置一光罩，从而对所述半导体的边缘区域进行曝光处理，提高了曝光的精度，同时提高了光刻胶层去除的精确性，避免了光刻胶残留造成的缺陷。
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
图3为本发明一实施例所提供的半导体边缘光刻胶去除方法的流程图。图4～5为本发明一实施例所提供的半导体边缘光刻胶去除方法的各步骤结构示意图。以下结合附图3与附图4～5对本实施例中半导体边缘光刻胶去除方法的各个步骤进行详细说明。
在步骤S100中，请参考图3与图4所示，提供一待曝光半导体100，所述半导体100包含有效区域I以及包围所述有效区域I的边缘区域II。
所述半导体为本领域常规半导体，可以是单层结构也可以是复合的多层结构，可以是规则的正方形、长方形、圆形等常规形状也可以是无规则的其他形状。本实施例中，优选的，所述半导体100为晶圆。所述晶圆可以为硅衬底、锗衬底、锗化硅衬底、碳化硅衬底、砷化镓衬底或者镓化铟衬底，所述晶圆还可以为绝缘体上硅衬底，绝缘体上锗衬底。且所述晶圆内还可以具有半导体器件，例如PMOS晶体管、NMOS晶体管、CMOS晶体管、电阻器、电容器或者电感器等。本实施例中，所述晶圆的形状为圆形。
所述半导体100的边缘区域II位于所述半导体100最外侧，宽度可以为但不仅限于所述半导体100直径的1/600～1/60，例如，所述半导体100的直径为300mm，所述半导体100的边缘区域II的宽度可以为0.5mm～5mm。所述半导体100中的边缘区域II之外的区域均为有效区域I。所述半导体100的边缘区域II由于厚度不均匀，可以作为所述半导体100的无效区域，所述半导体100的有效区域I作为所述半导体100的芯片区域。
在步骤S200中，请继续参考图3与图4所示，形成光刻胶层200在所述半导体100上，所述光刻胶层200至少覆盖所述半导体100的边缘区域II。
所述光刻胶层200至少覆盖所述半导体100的边缘区域II是指，所述光刻胶层200可以全部覆盖所述半导体100的有效区域I和边缘区域II，也可以覆盖所述半导体100的有效区域I的部分和边缘区域II，或者仅覆盖所述半导体100的边缘区域II。本实施例中，优选的，采用旋涂的方法在所述半导体100上形成光刻胶层200。在一实施例中，可以将所述半导体100置于载台上，且将光刻胶喷嘴移至所述半导体100上方，通过所述光刻胶喷嘴向所述半导体100上喷洒光刻胶，且在喷洒光刻胶的同时，所述载台带动所述半导体100进行旋转，使得光刻胶均匀的涂覆在所述半导体100上，形成所述光刻胶层200。在另一实施例中，可以先将光刻胶喷洒在所述半导体100的中心，然后进行甩胶，也就是通过所述半导体100的旋转使光刻胶均匀分布到所述半导体100的表面。
作为示例，所述光刻胶层200可以为紫外光光刻胶层、深紫外光光刻胶层、电子束光刻胶层、离子束光刻胶层或X射线光刻胶层。需要说明的是，所谓“紫外光光刻胶层”是指可以采用紫外光曝光的光刻胶层，所谓“深紫外光光刻胶层”是指可以采用深紫外光曝光的光刻胶层，所谓“电子束光刻胶层”是指可以采用电子束曝光的光刻胶层，所谓“离子束光刻胶层”是指可以采用离子束曝光的光刻胶层，所谓“X射线光刻胶层”是指可以采用X射线曝光的光刻胶层。
作为示例，所述光刻胶层200可以为正性光刻胶层，也可以为负性光刻胶层，优选地，本实施例中，所述光刻胶层200为正性光刻胶层。
在步骤S300中，请参考图3与图5所示，在所述半导体100上方设置一光罩300，对所述半导体100的边缘区域II进行曝光处理。
本实施例中，在所述半导体100为晶圆的情况下，所述光罩300也呈圆形，所述光罩300的半径为所述半导体100半径的80％～90％，例如：所述半导体100的半径为150mm，所述光罩300的半径可以为120mm～135mm。当然，这不是说明边缘区域II的半径为15mm～30mm，而是可以通过调整所述光罩300与所述半导体100之间的距离以及与后续提到的曝光光源之间的距离来调整所述边缘区域II的半径，即所述光罩100的半径要小于所述半导体半径与所述边缘区域II半径之差。
所述曝光处理的方法包括：提供曝光光源400，采用所述曝光光源400对所述半导体100上的所述光刻胶层200进行照射处理，由于所述光罩300的遮挡，所述曝光光源400仅照射到所述边缘区域II上的所述光刻胶层200，从而使得所述边缘区域II上的光刻胶层200完全曝光。通过调整所述曝光光源400、所述光罩300以及所述半导体100之间的距离来确定进行曝光的边缘区域II，使得需要去除所述光刻胶层200的区域被暴露于所述曝光光源400之下，而不需要去除所述光刻胶层200的区域被所述光罩300所遮挡。
本实施例中，所述半导体100与所述光罩300均呈圆形，优选的，所述光罩300位于所述半导体100的正上方，所述曝光光源400位于所述光罩300正上方，以使所述半导体100四周的边缘区域II能够均匀曝光。在进行所述曝光处理之前，可以对所述半导体100、所述光罩300以及所述曝光光源400进行中心校准。
采用光罩进行曝光，与现有技术中直接采用紫外灯旋转曝光相比，曝光精度提高，同时提高了去除光刻胶层的精确性，避免了光刻胶残留造成的缺陷。并且可以通过调所述整曝光光源400、所述光罩300以及所述半导体100之间的距离来确定进行曝光的边缘区域II，提高了曝光的可控度。
在曝光处理之后，还包括：显影去除所述边缘区域II的光刻胶层200。具体的，所述显影处理的方法包括：向所述曝光处理后的光刻胶层200喷洒显影剂，且在喷洒所述显影剂的同时，使所述半导体100绕所述半导体100的中心轴线旋转，保证显影剂喷洒至整片半导体100边缘的光刻胶层200上，直至所述曝光处理后的光刻胶层200被显影去除。
在进行所述显影处理之后，还包括：对所述半导体100进行清洗处理，去除残留的显影剂。所述清洗处理的方法包括：向所述半导体100喷洒清洗剂，且在喷洒清洗剂的同时使所述半导体100绕半导体100中心轴线旋转。其中，所述清洗剂为纯水或者去离子水。
本发明提供的半导体边缘光刻胶去除方法中，在半导体100上形成光刻胶层200之后，在所述半导体100上方设置一光罩300，从而对所述半导体100的边缘区域II进行曝光处理，提高了曝光的精度，同时提高了光刻胶层200去除的精确性，避免了光刻胶残留造成的缺陷。
综上所述，本发明提供的半导体边缘光刻胶去除方法中，在半导体上形成光刻胶层之后，在所述半导体上方设置一光罩，从而对所述半导体的边缘区域进行曝光处理，提高了曝光的精度，同时提高了光刻胶层去除的精确性，避免了光刻胶残留造成的缺陷。
进一步的，可以通过调整曝光光源、光罩以及所述晶圆之间的距离来确定进行曝光的边缘区域，提高了曝光的可控度。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，包括：
提供一待曝光半导体，所述半导体包含有效区域以及包围所述有效区域的边缘区域；
形成光刻胶层在所述半导体上，所述光刻胶层至少覆盖所述半导体的边缘区域；
在所述半导体上方设置一光罩，对所述半导体的边缘区域进行曝光处理。
2.如权利要求1所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，所述光罩位于所述半导体的正上方。
3.如权利要求1所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，所述曝光处理的方法包括：提供曝光光源；采用所述曝光光源对所述半导体上的所述光刻胶层进行照射处理。
4.如权利要求3所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，所述曝光光源位于所述光罩的正上方。
5.如权利要求3所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，通过调整所述曝光光源、所述光罩以及所述半导体之间的距离来确定进行曝光的边缘区域。
6.如权利要求1所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，采用旋涂工艺在所述半导体上形成光刻胶层。
7.如权利要求1所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，曝光之后还包括：显影去除所述边缘区域的光刻胶层。
8.如权利要求7所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，显影之后还包括：对所述半导体进行清洗处理，去除残留的显影剂。
9.如权利要求1-8任一所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，所述半导体为晶圆，所述光罩呈圆形。
10.如权利要求9所述的半导体边缘光刻胶去除方法，其特征在于，所述光罩的半径为所述晶圆半径的80％～90％。
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