CN111755319A - 晶圆清洗方法及光刻胶图案化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶圆清洗方法及光刻胶图案化方法，将待清洗晶圆放置在承载单元上带动所述待清洗晶圆旋转，然后通过所述清洗刷与所述待清洗晶圆的表面发生摩擦，去除所述待清洗晶圆表面的异物，同时在摩擦时向待清洗的晶圆表面喷射第一清洗试剂，实现“刷”和“洗”同步，化学方法和物理方法结合，提高了去除效率，减小对化学试剂的选择依赖，提高半导体器件的稳定性，提升产品良率。

Description

晶圆清洗方法及光刻胶图案化方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种晶圆清洗方法及光刻胶图案化方法。

背景技术

在集成电路制造中，通过光刻工艺在半导体衬底上旋涂光刻胶，对光刻胶层曝光、显影后定义出刻蚀或离子注入的区域，并在完成刻蚀或离子注入后，去除半导体衬底上的光刻胶。现有去除光刻胶的方法主要是采用干法去除和湿法清洗结合的方法，但在干法去除中，刻蚀气体会与光刻胶产生反应，生成刻蚀反应物颗粒，在后续的湿法清洗工艺中很难去除干净，形成缺陷，影响产品良率。另外，在离子注入过程中，部分离子会被吸附到光刻胶表面，甚至会掺杂到光刻胶中，使光刻胶表面硬化，形成一层非常致密的硬壳，因此通过干法去除很难完全去除所有光刻胶，很容易造成较为严重的光刻胶残留(PR Reside),这些光刻胶残留物会给后续工艺带来很多负面影响，进而降低半导体器件的稳定性，造成产品良率下降。

因此，如何提供一种能够解决光刻胶残留及刻蚀反应物颗粒的去除方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明提供一种晶圆清洗方法，用于去除的光刻胶残留和刻蚀反应物颗粒。

本发明提供一种晶圆清洗方法，包括：

将待清洗晶圆放置在承载单元上，所述待清洗晶圆表面具有光刻胶残留和/或刻蚀反应物；

所述承载单元旋转带动所述待清洗晶圆旋转；

摩擦所述待清洗晶圆表面，与向所述待清洗晶圆表面喷射第一清洗试剂，两步骤同时或交替进行。

可选的，利用清洗刷摩擦所述待清洗晶圆。

可选的，所述清洗刷的刷头与所述待清洗晶圆发生摩擦时，所述待清洗晶圆的旋转速度为200rpm-2000rpm。

可选的，所述刷头与所述待清洗晶圆表面产生的摩擦力为50PSI-210PSI。

可选的，所述清洗刷自所述待清洗晶圆表面的中央区域至所述待清洗晶圆表面的边缘之间往返移动。

可选的，所述清洗刷在往返移动的同时保持自转，所述清洗刷的自转方向与所述待清洗晶圆的旋转方向相反。

可选的，喷射所述第一清洗试剂的流量为0.5L/min-2L/min。

可选的，所述第一清洗试剂包括异丙醇溶液。

可选的，所述清洗刷与所述待清洗晶圆表面发生摩擦之前，还包括：对所述待清洗晶圆表面上的光刻胶残留和/或刻蚀反应物颗粒进行软化处理。

可选的，通过向所述待清洗晶圆表面喷洒第二清洗试剂以进行软化处理。

可选的，所述第二清洗试剂与所述第一清洗试剂相同。

可选的，向所述待清洗晶圆表面喷洒化学试剂时所述待清洗晶圆的旋转速度为300rpm-400rpm。

可选的，所述清洗刷与所述待清洗晶圆发生摩擦之后还包括，对所述清洗刷的清洗。

可选的，所述清洗刷的清洗过程包括：

移动所述清洗刷；

摩擦去除所述清洗刷上残留物；

喷射第三清洗试剂冲洗所述清洗刷；

喷射气体干燥所述清洗刷。

可选的，所述清洗刷在被冲洗和/或被干燥时保持自转。

本发明还提供一种光刻胶图案化的方法，包括：

在晶圆上覆盖光刻胶；

对光刻胶图案化处理；

采用以上所述的晶圆清洗方法去除光刻胶残留和/或刻蚀反应物。

可选的，光刻胶图案化后，去除光刻胶残留和/或刻蚀反应物前，还包括干法去除光刻胶步骤。

综上所述，本发明提供一种晶圆清洗方法，将待清洗晶圆放置在承载单元上带动所述待清洗晶圆旋转，然后通过所述清洗刷与所述待清洗晶圆的表面发生摩擦，去除所述待清洗晶圆表面的异物，同时在摩擦时向待清洗的晶圆表面喷射第一清洗试剂，实现“刷”和“洗”同步，化学方法和物理方法结合，提高了去除效率，减小对化学试剂的选择依赖，提高半导体器件的稳定性，提升产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图4为本发明实施例提供的晶圆清洗装置在不同工作状态下的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的晶圆清洗装置中刷子单元的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的晶圆清洗装置中清洗刷的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的晶圆清洗装置中清洗刷的俯视图。

附图标记说明：

10-待清洗晶圆；11-承载单元；12-喷洒单元；13-升降挡板；14-机械手臂；15-清洗刷；151-刷头；152-喷射口；16-刷子单元；161-腔体；162-固定刷；163-第一喷头；164-第二喷头；17-保护挡圈。

具体实施方式

在现有工艺光刻胶的去除工艺中，一般采用干法去除和湿法清洗相结合方法，其主要步骤如下：首先执行干法去除工艺，通过氧气等离子体将所述光刻胶去除；然后通过湿法清洗基底的表面。但在上述光刻胶去除的过程中，容易造成刻蚀反应物颗粒和光刻胶残留，影响后续工艺，进而降低半导体器件的稳定性，造成产品良率下降。为解决上述问题，发明人曾尝试采用如下方案：一是在干法去除后，使用选择比高的化学试剂对光刻胶表面进行浸泡、软化和刻蚀处理，但是由于工艺耗时长，且非常依赖化学试剂的选择，不满足大规模量产需求；二是在化学试剂的帮助下，利用旋转离心力，将残留的光刻胶和刻蚀反应物颗粒剥离晶圆表面，但这种方法的去除效果比较局限，而且同样非常依赖化学试剂的选择，也不利于大规模量产。

基于上述研究，本发明实施例提供一种晶圆清洗方法，将待清洗晶圆放置在承载单元上带动所述待清洗晶圆旋转，然后通过所述清洗刷与所述待清洗晶圆的表面发生摩擦，去除所述待清洗晶圆表面的异物，同时清洗在摩擦时向待清洗的晶圆表面喷射第一清洗试剂，实现“刷”和“洗”同步，化学方法和物理方法结合，提高了去除效率，减小对化学试剂的选择依赖，提高半导体器件的稳定性，提升产品良率。本发明所述晶圆包括制作有产品结构的器件晶圆，但不以为限。

以下结合附图和具体实施例对本发明的晶圆清洗方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。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。

在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。

本实施例提供一种晶圆清洗方法包括：将待清洗晶圆放置在承载单元上并由所述承载单元旋转带动所述待清洗晶圆旋转；摩擦所述待清洗晶圆表面，与向所述待清洗晶圆表面喷射第一清洗试剂，两步骤同时或交替进行。

示例性的，本实施例中以去除待清洗晶圆上的光刻胶残留及刻蚀反应物颗粒为例，详细介绍本实施例提供的晶圆清洗方法。

首先，如图2和图3所示，承载单元11吸附待清洗晶圆10并带动所述待清洗晶圆10旋转。具体的，所述待清洗晶圆10表面例如是具有光刻胶残留和刻蚀反应物颗粒，清洗刷15的喷射口152向所述待清洗晶圆10表面喷射第一清洗试剂，或者喷洒单元12向所述待清洗晶圆10表面喷洒第二清洗试剂，所述第一清洗试剂和所述第二清洗试剂可以相同，也可以不同，在此不作限定。所述清洗试剂(第一清洗试剂或第二清洗试剂)可以为有机去胶液，例如高浓度的IPA(98％的异丙醇溶液)，所述清洗试剂也可以为酸溶液或臭氧水，例如所述清洗试剂可以为氯酸溶液、高氯酸溶液、氢氟酸溶液、硝酸溶液或由硫酸与双氧水体构成的SPM试剂，所述SPM试剂中的硫酸与双氧水体积比为3:1～10:1，例如为5:1。所述清洗试剂可以从光刻胶的侧面和表面溶解注入光刻胶表面的硬壳中，并逐步渗透入光刻胶内部，从而可以软化或者去除光刻胶表层的部分硬壳。另外，在向所述待清洗晶圆10喷洒清洗试剂的同时，所述待清洗晶圆10在所述承载单元11的带动下旋转，以便于所述清洗试剂均匀分布于所述待清洗晶圆10表面，进而对所述待清洗晶圆10表面的异物进行浸泡和软化，便于后续清洗工作。所述待清洗晶圆10的旋转速度可以为300rpm-400rpm，例如可以为300rpm，340rpm，380rpm等。本领域技术人员可以根据待清洗晶圆10表面实际情况，选择清洗试剂(第一清洗试剂或第二清洗试剂)的种类和剂量、所述清洗试剂的喷洒方式及对所述待清洗晶圆10的浸泡时间，为下一步的刷洗做好准备工作。

接着，如图4所示，所述清洗刷15的刷头152与所述待清洗晶圆10表面发生摩擦，同时所述清洗刷15的喷射口152向所述待清洗晶圆10表面喷射第一清洗试剂。如图6和图7所示，所述清洗刷15包括清洗刷主体、刷头151及喷射口152。所述清洗刷主体的一侧与所述机械手臂14连接，所述刷头151和所述喷射口152设置于所述清洗刷主体的另一侧。所述清洗刷主体内部设置有第一液体管路，所述第一液体管路的一端与外界第一清洗试剂存储装置连接，另一端连接所述喷射口152。所述第一液体管路上设置有电磁阀，所述电磁阀与一控制单元电连接，由所述控制单元控制所述喷射口喷射所述第一清洗试剂的流量。当然，在所述第一液体管路上还设置有手动流量阀，可以手动控制所述喷射口喷射所述第一清洗试剂的流量。

具体的，所述机械手臂14将所述清洗刷15转移至所述待清洗晶圆10表面，并向下调整高度，使所述清洗刷15的刷头151与所述待清洗晶圆10表面接触，由于所述待清洗晶圆10在所述承载单元11的带动下继续旋转，所述清洗刷15的刷头151与所述待清洗晶圆10表面产生摩擦，利用所述清洗刷15的刷头151与所述待清洗晶圆10表面之间的摩擦力将所述待清洗晶圆10表面上的异物(光刻胶残留和刻蚀反应物颗粒)去除。同时所述清洗刷15的喷射口152向所述待清洗晶圆10喷射第一清洗试剂，对所述待清洗晶圆10表面异物进一步软化的同时，将摩擦去除的异物及时冲洗脱离所述待清洗晶圆10。摩擦时所述承载单元11带动所述待清洗晶圆10的旋转速度200-400rpm，甩除光刻胶或清洗剂时，依据去除速度或效果，所述承载单元11带动所述待清洗晶圆10的旋转速度范围可大于400rpm，小于2000rpm。

所述清洗刷15在所述机械手臂14的带动下，可以在所述待清洗晶圆10的表面做有规律的运动，以增强刷洗效果。例如，所述清洗刷15在所述机械手臂14的带动下做半径递增(递减)的圆周运动。本实施例中，所述清洗刷15在所述机械手臂14的带动下自所述待清洗晶圆10表面的中央区域至所述待清洗晶圆10表面的边缘之间往返移动。进一步的，所述清洗刷15在往返移动的同时保持自转，增大所述清洗刷15与所述待清洗晶圆10表面摩擦，进而增加清洗刷15清洗力度。需要说明的是，本发明对所述承载单元11的旋转方向和所述清洗刷15的自转方向不作限定，示例性的，可以根据待清洗晶圆10表面实际情况，调整所述清洗刷15的自转方向与所述待清洗晶圆10的旋转方向，如在一段时间内，所述清洗刷15的自转方向与所述待清洗晶圆10的旋转方向相同，在接下一段时间内，所述清洗刷15的自转方向与所述待清洗晶圆10的旋转方向相反，如此间隔循环。其中，所述待清洗晶圆10的旋转速度为200rpm-300rpm，例如可以为200rpm，240rpm，280rpm等。可以理解的，本实施例中，可以根据所述待清洗晶圆10表面的具体情况，适当调整清洗过程，如在所述待清洗晶圆10表面某一区域有大块异物，可以在这清洗刷15刷洗这一区域时，可以增加刷头151与待清洗晶圆10表面的摩擦力，增大喷射口152的流量，增加刷头151的自转速度等。

需要说明的是，所述刷头151与所述待清洗晶圆10表面进行摩擦时，所述喷射口152也可以间歇式地向所述待清洗晶圆10表面喷射第一清洗试剂，使所述清洗刷15刷洗和冲洗同步，两者相互配合，增加所述清洗刷15的清洁能力，提高晶圆清洗装置的清洗效率。其中，所述喷射口152向所述待清洗晶圆10表面喷射第一清洗试剂的流量为0.5L/min-2L/min，例如0.8L/min、1L/min、1.2L/min。示例性的，可以在所述刷头151由所述待清洗晶圆10表面中央区域运动到边缘区域时喷射第一清洗试剂，所述刷头151由所述待清洗晶圆10表面边缘区域运动到中心区域时停止喷射。另外，在所述清洗刷的刷头151与所述待清洗晶圆10表面进行摩擦时，所述喷洒单元12可以根据实际需要向所述待清洗的基底10表面喷洒第二清洗试剂，配合所述清洗刷15的刷洗，提升清洗效率。如图2至图4所示，所述喷洒单元12例如由两个喷头构成，分别向所述待清洗晶圆10表面的中央区域和边缘区域喷洒第二清洗试剂。由于本实施例中所述清洗刷15是从所述待清洗晶圆10表面的中央区域至所述待清洗晶圆10表面的边缘之间往返移动，故所述喷洒单元12向所述待清洗晶圆10表面喷洒第二清洗试剂并不会影响所述清洗刷15的刷洗工作。

另外，在上述清洗过程中，可以通过所述承载单元11上的加热机构(图中未示出)对所述待清洗晶圆10进行加热，加速清洗试剂对所述待清洗晶圆10表面异物的软化，配合离心旋转和摩擦刷洗，进一步提升清洗效率。可以理解的是，对所述待清洗晶圆10进行加热的时间和加热温度可以根据待去除异物的种类及清洗试剂的选择而设定，本发明不作限定。

本实施例中，所述喷射口151的喷射第一清洗试剂及所述喷洒单元12喷洒所述第二清洗试剂的时间及流量可以通过所述控制单元来控制，当然所述控制单元还控制所述待清洗晶圆10的旋转速度，所述清洗刷刷头151与待清洗晶圆10表面的摩擦力等参数，本领域技术人员可以根据所述待清洗晶圆10表面异物的种类针对上述参数设计一定的制程，然后所述控制单元按照设定的制程控制相应单元(承载单元、清洗刷)具体实施执行。

然后，将所述清洗刷15转移至所述刷子单元16，对所述清洗刷15进行清洗。图5为本实施例中刷子单元6的结构示意图，如图5所示，所述清洗刷15包括腔体161、固定刷162、第一喷头163及第二喷头164。所述机械手臂14将所述清洗刷15从所述待清洗晶圆10表面转移至刷子单元16内，首先，所述清洗刷15从腔体161顶部开口下移至所述第一喷头163处，所述第一喷头163喷射第三清洗试剂冲洗所述清洗刷15。然后，所述清洗刷15继续向下移动与所述腔体161底部的固定刷162接触，并通过所述清洗刷15自转使所述清洗刷15的刷头151与所述固定刷162的刷头产生摩擦以去除所述清洗刷15刷头151上的残留物。接着，所述清洗刷15向上移至所述第一喷头163处再次冲洗后，所述第一喷头163停止喷射第三清洗试剂，所述清洗刷15向下移至所述第二喷头164处，所述第二喷头164喷射气体以干燥所述清洗刷15进行干燥，当然，所述清洗刷15与所述固定刷162摩擦去除残留物后也可以直接移至所述第二喷头164处进行干燥。

需要说明的是，所述刷子单元16的作用是对所述清洗刷15进行清洗，具体冲洗、摩擦及干燥的顺序本发明不作具体限定。示例性的，所述清洗刷15可以经所述第一喷头163冲洗和所述固定刷162摩擦后直接转移至所述待清洗晶圆10表面进行清洗工作；或者，在所述清洗刷15上残留物较少的情况下，所述清洗刷15经所述第一喷头163冲洗后直接转移至所述待清洗晶圆10表面进行清洗工作。

所述第一喷头163喷射的第三清洗试剂可以与所述清洗刷15喷射口152喷射的第一清洗试剂或者所述喷洒单元12喷洒的第二清洗试剂相同，也可是去离子水或选择其他清洗试剂。所述第二喷头164喷射气体，借助气体流动来干燥所述清洗刷15，在不破坏所述清洗刷15属性的基础上，本发明对具体气体种类不作限制。示例性的，所述第二喷头164喷射的气体可以为空气或氮气。另外，所述第一喷头163和所述第二喷头164对所述清洗刷15进行冲洗和干燥的同时，所述清洗刷15保持高速自转，以提升冲洗和干燥的效率。当然，在晶圆清洗装置条件允许的情况下，所述清洗刷15只在所述刷子单元16内上下移动，而是通过所述刷子单元16腔体161转动，带动所述固定刷162，所述第一喷头163及所述第二喷头164相对所述清洗刷15转动，以达到快速摩擦、冲洗和干燥的目的。

所述清洗刷15在所述刷子单元16完成清洗后，转移至所述待清洗晶圆10表面继续清洗工作，如此循环，至所述待清洗晶圆10表面达到清洗标准。

以上仅以去除晶圆上光刻胶残留和反应物颗粒为例介绍本发明提供的晶圆清洗方法，但应理解，该晶圆清洗方法并不局限于光刻胶的残留和反应物颗粒的清洗，实际上与光刻胶性质类似的有机物比如聚酰亚胺(PI)、底部抗反射涂层(BARC)需要去除时，也可以适用本发明实施例提供的方法。

另外，本发明提供的晶圆清洗方法并不限于上述实施例的介绍，具体实施时，可以通过调整所述待清洗晶圆的旋转速度、所述清洗试剂(第一清洗试剂或第二清洗试剂)的选择及对所述待清洗晶圆的浸泡时间，所述清洗刷刷头与所述待清洗晶圆表面之间的摩擦力，所述清洗刷刷头的运动轨迹等对不同的基底进行清洗。

本发明还提供一种晶圆清洗装置，请参考图1和图4，本实施中所述晶圆清洗装置包括：承载单元11，用于承载待清洗晶圆10并带动待清洗晶圆10旋转；清洗刷15，用以刷洗所述待清洗晶圆10，所述清洗刷15包括清洗刷主体(图中未示出)、刷头151和喷射口152；机械手臂14，所述机械手臂14与所述清洗刷主体连接以带动所述清洗刷15运动，所述刷头151用以与所述待清洗晶圆10表面发生摩擦，所述喷射口152用以向所述待清洗晶圆10表面喷射第一清洗试剂；控制单元，与所述承载单元11、清洗刷及机械手臂14电连接，用以控制所述待清洗晶圆10的旋转速率、所述机械手臂14的运动及所述喷射口152喷射所述第一清洗试剂的速度和剂量等。

其中，所述机械手臂14为可伸缩手臂，且所述机械手臂14与所述控制单元连接，所述控制单元通过控制所述机械手臂14运动，进而控制所述清洗刷15的运动。在所述控制单元的控制下，所述机械手臂14可沿着竖直方向上下伸缩运动，带动所述清洗刷15在竖直方向上远离或靠近所述待清洗晶圆10的表面，同时所述机械手臂14也可带动所述清洗刷15在水平方向方运动，使所述清洗刷15在所述待清洗晶圆10表面水平运动或将所述清洗刷15从所述待清洗晶圆10表面移走。另外，在所述控制单元的控制下，所述机械手臂14可以带动所述清洗刷15自转，例如可以通过所述机械手臂14自身转动带动所述清洗刷15自转，也可以是在所述机械手臂14内部设置有旋转机构，通过所述旋转机构带动所述清洗刷15自转，具体所述机械手臂14如何与所述清洗刷连接及如何带动所述清洗刷15自转，可以采用本领域现有技术实现，本发明不作限定。

较佳的，如图6所示，所述清洗刷15与所述机械手臂14连接部分设置有保护挡圈17，示例性的，所述保护挡圈17可以是一环形罩，设置在所述清洗刷15与所述机械手臂14连接部分的外围，在清洗过程中保护所述清洗刷15与所述机械手臂14连接部分不被清洗试剂侵蚀，增强所述清洗刷15与所述机械手臂14连接的稳固性。

如图6和图7所示，所述刷头151由若干刷毛排列组合而成，所述喷射口152可以由一个喷头组成，也可以由若干喷头组合而成。示例性的，所述刷头151围绕所述喷射口152设置，所述清洗刷15整体呈圆形，其中，所述喷射口152可以是由若干喷头组成圆形区域，所述刷头151呈圆环状包围所述喷射口152。所述清洗刷15的直径D1例如为4-6cm，如D1＝5cm，所述喷射口152所在区域152的直径例如D2为1-1.5cm，如D2＝1cm，所述清洗刷15的刷头151高度D3例如为1.5-2.5cm，如D3＝2cm，所述保护挡圈17的高度D4例如为1.5-2.5cm，如D4＝2cm。以上仅为示例性给出，本发明对所述清洗刷15及保护挡圈17的尺寸并不作限制，本领域技术人员可以根据实际需要设置所述清洗刷15和保护挡圈17的尺寸。在本发明其他实施例中所述刷头151和所述喷射口152可以交替间隔设置，例如，所述清洗刷15整体呈长方形设置，所述刷头151和所述喷射口152依次并列设置在清洗刷主体上。可以理解的，本领域技术人员可以根据实际情况，具体设置所述清洗刷15的形状、所述刷头151和所述喷射口152的位置关系、所述刷头151上刷毛的密度及喷射口的口径大小等，本发明并对此并不进行具体限定。

本实施例中所述清洗刷15的刷头151由具有耐摩擦和耐腐蚀特性的材料构成，例如聚偏氟乙烯(Poly(vinylidene fluoride)，PVDF)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)等。通过控制所述机械手臂14的升降来控制所述清洗刷15与所述待清洗晶圆10的表面接触，确保所述清洗刷15的刷头151与所述待清洗晶圆10的表面产生一定摩擦的同时不会对所述待清洗晶圆10表面造成损伤，本实施例中所述刷头151与所述待清洗晶圆10表面之间的摩擦力为50PSI-210PSI，例如100PSI、150PSI、200PSI等。

本实施例中提供的晶圆清洗装置还包括喷洒单元12，所述喷洒单元12位于所述承载单元11一侧，所述喷洒单元12由若干喷头构成，所述喷头通过第二液体管路与第二清洗试剂存储装置连接，用于向所述待清洗晶圆10表面喷洒第二清洗试剂。可以理解的，所述第二液体管路也设置有电磁阀和手动流量阀，用以控制喷洒单元12中喷头喷洒所述第二清洗试剂的流量，其中，所述电磁阀与所述控制单元电连接。也就是说，向所述待清洗晶圆10表面喷射清洗试剂以浸泡软化所述待清洗晶圆10表面异物，可以通过所述清洗刷15的喷射口152喷射的第一清洗试剂实现，也可以通过所述喷洒单元12向所述待清洗晶圆10表面喷洒的第二清洗试剂实现，当然也可以两者同时作业。所述第一清洗试剂和所述第二清洗试剂可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据所述待清洗晶圆10表面异物种类和粘附情况，选择所述第一清洗试剂和所述第二清洗试剂的种类及两种清洗试剂使用剂量。

如图1所示，本实施例所述提供的还可以包括升降挡板13，设置于所述承载单元11的周围，在清洗过程中所述升降挡板13上升以使所述待清洗晶圆10与外界隔离，进而防止清洗试剂溅出。清洗结束后所述升降挡板13可以下降，以方便取放待清洗晶圆10。另外所述升降挡板13的底部连接有排液管，用以将清洗后的清洗试剂(伴有晶圆上的异物)排出清洗装置，例如所述排液管上与储液罐连接，在所述排液管上这是过滤器，以过滤掉所述未被清洗试剂溶解的大颗粒异物或大块光刻胶等，并定期更换过滤器的滤芯，以使排液管排液顺畅。

所述承载单元11上还包括加热机构(图中未示出)，在清洗过程中对所述待清洗晶圆10进行加热，有利于对所述待清洗晶圆10表面异物的软化，配合离心旋转和摩擦刷洗，能够进一步提升清洗效率。

本实施例提供的晶圆清洗装置还包括刷子单元16，如图1和图5所示，所述刷子单元16设置于所述承载单元11的一侧并与所述控制单元电连接，用于对所述清洗刷15进行清洗。所述清洗刷15在对所述待清洗晶圆10进行刷洗的过程中，所述清刷15的刷头151上难免会有沾污，所述清洗刷15进入所述刷子单元16清洗后再进行清洗作业，可以提高清洗刷15的使用率，降低生产耗材的消耗。

具体的，图5为本实施例晶圆清洗装置中刷子单元16的结构示意图，如图5所示，所述刷子单元16包括：

腔体161，所述腔体161顶部设置有一开口(图5中未标号)，所述机械手臂14可带动所述清洗刷15从所述开口进出。所述腔体161例如是一圆筒状结构，开口设置在所述圆筒状腔体的上部中央位置。

固定刷162，设置于所述腔体161的底部，具体的，可以设置于所述腔体161底部的中央位置。所述固定刷162与所述清洗刷15相对设置，即所述固定刷162的刷头面向所述清洗刷15的刷头151。所述清洗刷15进入刷子单元16腔体161后，所述固定刷162面向所述清洗刷15，所述清洗刷15在所述机械手臂14带动下向下移动与所述固定刷162接触，并通过所述清洗刷15自转使所述清洗刷15的刷头151与所述固定刷162的刷头151产生摩擦以去除所述清洗刷15刷头151上的残留物。当然，所述控制单元也可以控制所述固定刷162运动，以与所述清洗刷15发生摩擦，或者所述控制单元控制所述刷子单元16自身旋转。

第一喷头163，设置于所述腔体161的内壁上，所述第一喷头163可喷射第三清洗试剂以冲洗所述清洗刷15。所述第一喷头163例如是通过粘结或焊接等方式固定在所述腔体161的内壁上。

第二喷头164，设置于所述腔体161的内壁上，并位于所述第一喷头163与所述固定刷162之间，所述第二喷头164可喷射气体以干燥冲洗后的所述清洗刷15。同样，所述第二喷头164可以通过粘结或焊接等方式固定在所述腔体161的内壁上

其中，所述第一喷头163为冲洗喷头，所述第二喷头164为干燥喷头，控制单元控制所述第一喷头163和所述第二喷头164的喷射流量和喷射时间。所述清洗刷15清洗基底10后，转移至所述刷子单元16，当所述清洗刷15下移至所述第一喷头163处，所述第一喷头163喷射第三清洗试剂冲洗所述清洗刷15，所述第一喷头163喷射的第三清洗试剂可以与所述清洗刷15喷射口152喷射的第一清洗试剂或者所述喷洒单元12喷洒的第二清洗试剂相同，也可以是去离子水或选择其他清洗试剂。所控制单元控制所述第一喷头163和所述第二喷头164的流量。

所述清洗刷15的刷头151与所述固定刷162的刷头互相摩擦以去除所述清洗刷15的刷头151上的残留物后，所述清洗刷15可以向上移至所述第一喷头163处再次冲洗后向下移至所述第二喷头164处进行干燥，也可以直接移至所述第二喷头164处进行干燥。所述第二喷头164喷射气体，借助气体的流动性干燥所述清洗刷15，所述第二喷头164喷射的气体可以为空气或氮气等，在此本发明不作限定。另外，所述第一喷头163和所述第二喷头164对所述清洗刷15进行冲洗和干燥的同时，所述清洗刷15保持高速自转，以提升冲洗和干燥的效率。可以理解的，所述清洗刷15在所述刷子单元16内的进行自转的位置和时间可以根据实际情况来具体设定，示例性的，所述清洗刷15可以在所述刷子单元16内上下移动的同时保持自转，也可以仅在与所述固定刷162摩擦或在所述第一喷头163和所述第二喷头164处进行冲洗和干燥保持自转，当然也可以一直保持自转。另外，所述清洗刷15在所述刷子单元16内上下移动，可以是通过所述刷子单元16腔体161转动，带动所述固定刷162，所述第一喷头163及所述第二喷头163相对所述清洗刷15转动，以达到快速摩擦、冲洗和干燥的目的。

需要说明的是，本发明实施例中，所述第一喷头163和所述第二喷头164的数量及在所述刷子单元16的具体位置不作限定。示例性的，所述第一喷头163和所述第二喷头164可以分别设置两个，两个第一喷头163和两个第二喷头164分别位于所述腔体161的相对的两侧，所述第一喷头163也可以位于所述第二喷头164下方。另外，在所述刷子单元16的底部还设置有导液管(图中未示)，用以转移冲洗所述清洗刷15的第三清洗试剂。

本发明还提供一种光刻胶图案化的方法，包括：在晶圆上覆盖光刻胶；对光刻胶图案化处理；采用上述的晶圆清洗方法去除光刻胶残留和/或刻蚀反应物。其中，光刻胶图案化后，去除光刻胶残留和/或刻蚀反应物前，还包括干法去除光刻胶步骤。

综上所述，本发明提供一种晶圆清洗方法及光胶图案化方法，将待清洗晶圆放置在承载单元上带动所述待清洗晶圆旋转，然后通过所述清洗刷与所述待清洗晶圆的表面发生摩擦，去除所述待清洗晶圆表面的异物，同时在摩擦时向待清洗的晶圆表面喷射第一清洗试剂，实现“刷”和“洗”同步，化学方法和物理方法结合，提高了去除效率，减小对化学试剂的选择依赖，提高半导体器件的稳定性，提升产品良率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (17)

1.一种晶圆清洗方法，其特征在于，包括：

将待清洗晶圆放置在承载单元上，所述待清洗晶圆表面具有光刻胶残留和/或刻蚀反应物；

所述承载单元旋转带动所述待清洗晶圆旋转；

摩擦所述待清洗晶圆表面，与向所述待清洗晶圆表面喷射第一清洗试剂，两步骤同时或交替进行。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，利用清洗刷摩擦所述待清洗晶圆。

3.根据权利要求2所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述清洗刷的与所述待清洗晶圆发生摩擦时，所述待清洗晶圆的旋转速度为200rpm-2000rpm。

4.根据权利要求2所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述清洗刷与所述待清洗晶圆表面产生的摩擦力为50PSI-210PSI。

5.根据权利要求2所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述清洗刷自所述待清洗晶圆表面的中央区域至所述待清洗晶圆表面的边缘之间往返移动。

6.根据权利要求5所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述清洗刷在往返移动的同时保持自转，所述清洗刷的自转方向与所述待清洗晶圆的旋转方向相反。

7.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，喷射所述第一清洗试剂的流量为0.5L/min-2L/min。

8.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述第一清洗试剂包括异丙醇溶液。

9.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗刷与所述待清洗晶圆表面发生摩擦之前，还包括：对所述待清洗晶圆表面上的光刻胶残留和/或刻蚀反应物颗粒进行软化处理。

10.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，通过向所述待清洗晶圆表面喷洒第二清洗试剂以进行软化处理。

11.根据权利要求10所述的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗试剂与所述第一清洗试剂相同。

12.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于，向所述待清洗晶圆表面喷洒第二清洗试剂时所述待清洗晶圆的旋转速度为300rpm-400rpm。

13.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗刷与所述待清洗晶圆发生摩擦之后还包括，对所述清洗刷的清洗。

14.根据权利要求13所述的清洗方法，其特征在于，其特征在于，所述清洗刷的清洗过程包括：

移动所述清洗刷；

摩擦去除所述清洗刷上残留物；

喷射第三清洗试剂冲洗所述清洗刷；

喷射气体干燥所述清洗刷。

15.根据权利要求14所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述清洗刷在被冲洗和/或被干燥时保持自转。

16.一种光刻胶图案化的方法，其特征在于，包括：

在晶圆上覆盖光刻胶；

对光刻胶图案化处理；

采用如权利要求书1-15中任一项所述的晶圆清洗方法去除光刻胶残留和/或刻蚀反应物。

17.根据权利要求16所述的光刻胶图案化的方法，其特征在于，光刻胶图案化后，去除光刻胶残留和/或刻蚀反应物前，还包括干法去除光刻胶步骤。

Images