CN110729180A - 洗晶边工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种洗晶边工艺方法，包括步骤：步骤一、在光刻胶涂布装置上对晶圆的正面进行光刻胶涂布；步骤二、从正面碰嘴喷射溶剂到晶圆的正面边缘并对晶圆进行旋转实现对晶边的光刻胶进行去除；调节晶圆转速且在保证对所述晶边的光刻胶完全去除的条件下降低晶圆转速，以减少溶剂受到的离心力并防止溶剂反溅到晶圆上；步骤三、停止正面碰嘴的喷射，从背面碰嘴喷射溶剂对晶圆背面进行清洗，背面碰嘴喷射要求保证在时间上和正面碰嘴喷射相错开。本发明能防止晶边光刻胶去除过程中溶剂反溅到晶圆上，并降低或消除由于溶剂反溅到晶圆上所形成的缺陷。

Description

洗晶边工艺方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种洗晶边工艺(EdgeBead Removal，EBR)方法。
背景技术
半导体集成电路中需要采用光刻工艺，通过光刻工艺将掩膜板(mask)上的图形结构转移到晶圆(wafer)上。光刻工艺包括光刻胶涂布，曝光和显影工艺。其中光刻胶涂布是利用光刻胶涂布装置也称光刻胶涂布机台将光刻胶涂布到晶圆上，光刻胶涂布时晶圆会高速旋转以使光刻胶能均匀涂布在晶圆表面，多余的光刻胶会在离心力的作用下甩出到晶圆外部，但是在晶圆的边缘处，光刻胶会产生光刻胶残留并形成隆起结构，同时，光刻胶也会流到晶圆的背面。所以，在光刻胶涂布完成之后，还需要进行洗晶边工艺即EBR工艺。
随着半导体技术的发展，工艺节点不断降低，对于28HKMG工艺中，HKMG为具有高介电常数层和金属栅的栅极结构，28表示工艺节点为28nm，光刻胶涂布装置的内壁的杯口和晶圆边缘之间的间距仅有3mm。现有工艺容易形成溶剂反溅回晶圆的表面，现根据图1来详细说明：
如图1所示，是现有洗晶边工艺方法中设备工作示意图；现有洗晶边工艺方法包括如下步骤：
步骤一、提供晶圆4，在光刻胶涂布装置上对所述晶圆4的正面进行光刻胶涂布。
所述晶圆4的背面放置在旋转装置3上，所述晶圆4的正面水平朝上。
所述光刻胶涂布装置的内壁1呈圆柱形结构，所述光刻胶涂布装置的内壁杯口2位于内壁1的顶部且位于所述晶圆4正面上方且内壁杯口2内径小于所述内壁1的内径。
步骤二、结合正面碰嘴5喷射和背面喷嘴6的喷射来实现晶圆4的正面边缘和背面的光刻胶的去除。例如为：
先从正面碰嘴5喷射溶剂7到所述晶圆4的正面边缘并对所述晶圆4进行旋转实现对晶边的光刻胶的第一次去除；
先从正面碰嘴5喷射溶剂7到所述晶圆4的正面边缘并对所述晶圆4进行旋转实现对晶边的光刻胶的第二次去除，在第二次去除中同时从背面喷嘴6的喷射溶剂7对所述晶圆4的背面光刻胶进行去除；
之后，关闭所述背面喷嘴6的喷射，仅从正面碰嘴5喷射溶剂7到所述晶圆4的正面边缘并对所述晶圆4进行旋转实现对晶边的光刻胶的第三次去除。
步骤二的三次去除工艺中晶圆4的转速都达1000rmp。
现有方法在工艺节点较大时问题不是很突出，但是当工艺节点下降到28nm以下时，例如28HKMG工艺中，28表示28nm，HK表示高介电常数层，MG表示金属栅，所述晶圆4边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口2之间的间距d1达3mm以下。间距d1的缩小，容易在步骤二中产生溶剂7碰撞到内壁杯口2后反溅回到晶圆4的表面，如箭头线8所示，反溅的溶剂7容易对晶圆正面的光刻胶产生不利影响并会形成缺陷。
为了防止溶剂7的反溅，现有的改进方法仅是对溶剂的流量和碰状进行调节，这虽然可以有效降低缺陷的产生的机率但是只是治标不是从根本解决的方法,因为在大量生产的晶圆厂一般光刻胶涂布组件都是上百个,如果要调整上百个光刻胶涂布组件同时又做到很好的实时掌控是不可能做的到尽善尽美的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种洗晶边工艺方法，能防止晶边光刻胶去除过程中溶剂反溅到晶圆上，并降低或消除由于溶剂反溅到晶圆上所形成的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供的洗晶边工艺方法包括如下步骤：
步骤一、提供晶圆，在光刻胶涂布装置上对所述晶圆的正面进行光刻胶涂布。
步骤二、从正面碰嘴喷射溶剂到所述晶圆的正面边缘并对所述晶圆进行旋转实现对晶边的光刻胶进行去除；结合所述晶圆边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距以及保证对所述晶边的光刻胶完全去除这两个因素来调节所述晶圆转速，在保证对所述晶边的光刻胶完全去除的条件下，降低所述晶圆转速，以减少所述溶剂受到的离心力且使所述溶剂离开所述晶圆边缘并在碰到所述光刻胶涂布装置的内壁之后无法反溅到所述晶圆上。
步骤三、停止所述正面碰嘴的喷射，从背面碰嘴喷射溶剂到所述晶圆的背面并对所述晶圆进行旋转实现对所述晶圆背面的清洗，所述背面碰嘴喷射要求保证在时间上和所述正面碰嘴喷射相错开。
进一步的改进是，所述晶圆用于形成28nm工艺节点以下的HKMG器件，HKMG为具有高介电常数层和金属栅的栅极结构。
进一步的改进是，所述晶圆边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距达3mm以下。
进一步的改进是，步骤二中所设定的所述晶圆转速通过分析实验预先确定，确定之后，相同的工艺条件都采用相同的所述晶圆转速的设定。
进一步的改进是，步骤二中的调节参数还包括所述正面碰嘴的喷射角度。
进一步的改进是，步骤二中的调节参数还包括所述正面碰嘴的喷射流量。
进一步的改进是，所述晶圆背面和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距大于所述晶圆边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距。
进一步的改进是，步骤二中所述晶圆转速为500rpm～800rpm。
进一步的改进是，步骤二分成两个分步骤进行，两个分步骤中的所述晶圆转速相同或不同。
进一步的改进是，步骤三中所述晶圆转速为1000rpm。
进一步的改进是，步骤二中光刻胶被去除的所述晶圆的正面边缘的宽度最大值为数毫米。
进一步的改进是，步骤三中所述背面碰嘴喷射到所述晶圆背面的位置和所述晶圆的边沿之间的距离大于步骤二中光刻胶被去除的所述晶圆的正面边缘的宽度。
进一步的改进是，所述溶剂的材料包括丙烯乙二醇一甲胺以太醋酸盐(PGMEA)或者乙烯二醇一甲胺以太醋酸盐(EGMEA)。
进一步的改进是，步骤一中所述晶圆的背面放置在旋转装置上，所述晶圆的正面水平朝上。
进一步的改进是，所述光刻胶涂布装置的内壁呈圆柱形结构，所述光刻胶涂布装置的内壁杯口位于内壁的顶部且位于所述晶圆正面上方且内壁杯口内径小于所述内壁的内径。
本发明通过将正面碰嘴喷射和背面碰嘴喷射在时间上完全错开，以及对正面喷嘴喷射进行正面边缘的去胶工艺过程中的晶圆转速进行了设置，在没有受到背面喷嘴喷射的条件下，能实现保证对晶边的光刻胶完全去除的条件下降低晶圆转速并从而能防止溶剂反溅，所以，本发明能防止晶边光刻胶去除过程中溶剂反溅到晶圆上，并降低或消除由于溶剂反溅到晶圆上所形成的缺陷。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有洗晶边工艺方法中设备工作示意图；
图2是本发明实施例洗晶边工艺方法的流程图；
图3是本发明实施例洗晶边工艺方法中设备工作示意图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明实施例洗晶边工艺方法的流程图；如图3所示，是本发明实施例洗晶边工艺方法中设备工作示意图；本发明实施例洗晶边工艺方法包括如下步骤：
步骤一、提供晶圆4，在光刻胶涂布装置上对所述晶圆4的正面进行光刻胶涂布。
所述晶圆4用于形成28nm工艺节点以下的HKMG器件，HKMG为具有高介电常数层和金属栅的栅极结构。
所述晶圆4边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口2之间的间距d1达3mm以下。
所述晶圆4的背面放置在旋转装置3上，所述晶圆4的正面水平朝上。
所述光刻胶涂布装置的内壁1呈圆柱形结构，所述光刻胶涂布装置的内壁杯口2位于内壁1的顶部且位于所述晶圆4正面上方且内壁杯口2内径小于所述内壁1的内径。
步骤二、从正面碰嘴5喷射溶剂7到所述晶圆4的正面边缘并对所述晶圆4进行旋转实现对晶边的光刻胶进行去除；结合所述晶圆4边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口2之间的间距d1以及保证对所述晶边的光刻胶完全去除这两个因素来调节所述晶圆4转速，在保证对所述晶边的光刻胶完全去除的条件下，降低所述晶圆4转速，以减少所述溶剂7受到的离心力且使所述溶剂7离开所述晶圆4边缘并在碰到所述光刻胶涂布装置的内壁1之后无法反溅到所述晶圆4上。
步骤二中所设定的所述晶圆4转速通过分析实验预先确定，确定之后，相同的工艺条件都采用相同的所述晶圆4转速的设定。
步骤二中的调节参数还包括所述正面碰嘴5的喷射角度。
步骤二中的调节参数还包括所述正面碰嘴5的喷射流量。
较佳选择为，步骤二中所述晶圆4转速为500rpm～800rpm。步骤二分成两个分步骤进行，两个分步骤中的所述晶圆4转速相同或不同。
步骤二中光刻胶被去除的所述晶圆4的正面边缘的宽度最大值为数毫米。
所述溶剂7的材料包括PGMEA或者EGMEA。
步骤三、停止所述正面碰嘴5的喷射，从背面碰嘴6喷射溶剂7到所述晶圆4的背面并对所述晶圆4进行旋转实现对所述晶圆4背面的清洗，所述背面碰嘴6喷射要求保证在时间上和所述正面碰嘴5喷射相错开。
所述晶圆4背面和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口2之间的间距大于所述晶圆4边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口2之间的间距d1。
步骤三中所述晶圆4转速为1000rpm。
步骤三中所述背面碰嘴6喷射到所述晶圆4背面的位置和所述晶圆4的边沿之间的距离大于步骤二中光刻胶被去除的所述晶圆4的正面边缘的宽度。
本发明实施例通过将正面碰嘴5喷射和背面碰嘴6喷射在时间上完全错开，以及对正面喷嘴喷射进行正面边缘的去胶工艺过程中的晶圆4转速进行了设置，在没有受到背面喷嘴喷射的条件下，能实现保证对晶边的光刻胶完全去除的条件下降低晶圆4转速并从而能防止溶剂7反溅，所以，本发明实施例能防止晶边光刻胶去除过程中溶剂7反溅到晶圆4上，并降低或消除由于溶剂7反溅到晶圆4上所形成的缺陷。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种洗晶边工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、提供晶圆，在光刻胶涂布装置上对所述晶圆的正面进行光刻胶涂布；
步骤二、从正面碰嘴喷射溶剂到所述晶圆的正面边缘并对所述晶圆进行旋转实现对晶边的光刻胶进行去除；结合所述晶圆边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距以及保证对所述晶边的光刻胶完全去除这两个因素来调节所述晶圆转速，在保证对所述晶边的光刻胶完全去除的条件下，降低所述晶圆转速，以减少所述溶剂受到的离心力且使所述溶剂离开所述晶圆边缘并在碰到所述光刻胶涂布装置的内壁之后无法反溅到所述晶圆上；
步骤三、停止所述正面碰嘴的喷射，从背面碰嘴喷射溶剂到所述晶圆的背面并对所述晶圆进行旋转实现对所述晶圆背面的清洗，所述背面碰嘴喷射要求保证在时间上和所述正面碰嘴喷射相错开。
2.如权利要求1所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：所述晶圆用于形成28nm工艺节点以下的HKMG器件，HKMG为具有高介电常数层和金属栅的栅极结构。
3.如权利要求2所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：所述晶圆边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距达3mm以下。
4.如权利要求2所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤二中所设定的所述晶圆转速通过分析实验预先确定，确定之后，相同的工艺条件都采用相同的所述晶圆转速的设定。
5.如权利要求4所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤二中的调节参数还包括所述正面碰嘴的喷射角度。
6.如权利要求4所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤二中的调节参数还包括所述正面碰嘴的喷射流量。
7.如权利要求4所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：所述晶圆背面和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距大于所述晶圆边缘和所述光刻胶涂布装置的内壁杯口之间的间距。
8.如权利要求7所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤二中所述晶圆转速为500rpm～800rpm。
9.如权利要求8所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤二分成两个分步骤进行，两个分步骤中的所述晶圆转速相同或不同。
10.如权利要求8所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤三中所述晶圆转速为1000rpm。
11.如权利要求1所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤二中光刻胶被去除的所述晶圆的正面边缘的宽度最大值为数毫米。
12.如权利要求11所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤三中所述背面碰嘴喷射到所述晶圆背面的位置和所述晶圆的边沿之间的距离大于步骤二中光刻胶被去除的所述晶圆的正面边缘的宽度。
13.如权利要求1所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：所述溶剂的材料包括丙烯乙二醇一甲胺以太醋酸盐或者乙烯二醇一甲胺以太醋酸盐。
14.如权利要求1所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：步骤一中所述晶圆的背面放置在旋转装置上，所述晶圆的正面水平朝上。
15.如权利要求1所述的洗晶边工艺方法，其特征在于：所述光刻胶涂布装置的内壁呈圆柱形结构，所述光刻胶涂布装置的内壁杯口位于内壁的顶部且位于所述晶圆正面上方且内壁杯口内径小于所述内壁的内径。
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