CN112090890A - 光刻胶收集杯清理方法及光刻胶收集杯清理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻胶收集杯清理方法及光刻胶收集杯清理设备，光刻胶收集杯清理方法包括预清洗步骤：启动位于光刻胶收集杯内侧的旋转片和位于旋转片下方的清洗液喷嘴，控制清洗液喷嘴向旋转片喷洒清洗液，使清洗液被旋转片溅射在光刻胶收集杯的内侧，以对光刻胶收集杯进行预清洗；以及分区域清洗步骤：控制旋转片变速旋转多次，每次旋转的初始转速不同，每次旋转使清洗液被溅射到光刻胶收集杯上的一个区域，清洗液多次溅射覆盖的区域至少包括光刻胶收集杯的待清洗部位。本实施例通过改变初始转速实现了分区域清洗，通过变速旋转实现了对每个区域进行移动清洗，提高了清洗效果，避免了光刻胶收集杯中残余光刻胶造成后续工艺缺陷。

Description

光刻胶收集杯清理方法及光刻胶收集杯清理设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种光刻胶收集杯清理方法及光刻胶收集杯清理设备。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

光刻工艺是半导体制造过程中重要的环节之一，光刻工艺中首先需要在衬底基板上涂布光刻胶以形成光刻胶层，再对涂布有光刻胶的衬底基板进行烘烤后，将衬底基板置于曝光设备中进行曝光，最后通过显影工艺进行显影，从而在衬底基板上形成光刻图形。

其中，光刻胶涂布的方法是将衬底基板放置在光刻胶涂布设备的载台上，光刻胶喷嘴向衬底基板的上表面中央喷涂光刻胶，载台转动带动衬底基板旋转，在离心力的作用下，光刻胶覆盖整个衬底基板上表面，形成光刻胶层，在该过程中，部分光刻胶会被甩到载台外侧的光刻胶收集杯中，需要对光刻胶收集杯中的残余光刻胶进行清理。现有的针对光刻胶收集杯的清理方法通常是在设备定期维护时进行清洗，但光刻胶收集杯中的残余光刻胶处理不及时，在下一次光刻胶涂布时，残余光刻胶会溅落到衬底基板的边缘造成缺陷，影响后续产品的良率。

发明内容

本发明的第一方面提出了一种光刻胶收集杯清理方法，包括：

预清洗步骤；启动位于光刻胶收集杯内侧的旋转片和位于所述旋转片下方的清洗液喷嘴，控制所述清洗液喷嘴向所述旋转片喷洒清洗液，使所述清洗液被所述旋转片溅射在所述光刻胶收集杯的内侧，以对所述光刻胶收集杯进行预清洗；

分区域清洗步骤；控制所述旋转片变速旋转多次，每次旋转的初始转速不同，每次旋转使所述清洗液被溅射到所述光刻胶收集杯上的一个区域，所述清洗液多次溅射覆盖的区域至少包括所述光刻胶收集杯的待清洗部位。

本发明的第二方面提出了一种光刻胶收集杯清理设备，所述光刻胶收集杯清理设备包括：

清洗液喷嘴，用于喷洒清洗液；

旋转支座，包括转轴和与所述转轴连接的旋转片，所述旋转片位于所述清洗液喷嘴的上方，用于将所述清洗液溅射到待清洗的光刻胶收集杯内侧；

控制器，所述控制器分别与所述转轴和所述清洗液喷嘴电连接，并控制所述转轴的转动，用于执行第一方面提出的光刻胶收集杯清理方法。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的光刻胶收集杯清理方法的流程图；

图2示意性地示出了图1中分区域清洗步骤的具体流程图；

图3为示意性地示出了根据本发明实施方式的光刻胶收集杯清理设备的结构示意图。

附图标记如下：

10、光刻胶收集杯；

20、旋转支座；21、旋转片；22、转轴；

30、清洗液喷嘴；31、清洗液；

40、残余光刻胶。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解的是，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反的，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1所示，根据本发明的实施方式，本发明提出了一种光刻胶收集杯清理方法，该光刻胶收集杯清理方法包括对光刻胶收集杯10进行预清洗和分区域清洗：

预清洗步骤：启动位于光刻胶收集杯10内侧的旋转片21和位于旋转片21下方的清洗液喷嘴30，控制清洗液喷嘴30向旋转片21喷洒清洗液31，使清洗液31被旋转片21溅射在光刻胶收集杯10的内侧，以对光刻胶收集杯10进行预清洗；

分区域清洗步骤：控制旋转片21变速旋转多次，每次旋转的初始转速不同，每次旋转使清洗液31被溅射到光刻胶收集杯10上的一个区域，清洗液31多次溅射覆盖的区域至少包括光刻胶收集杯10的待清洗部位。

具体地，清洗液喷嘴30和旋转片21均位于光刻胶收集杯10的内侧，在对光刻胶收集杯10进行清洗时，清洗液喷嘴30需要向旋转片21喷洒清洗液31，旋转片21在转动过程中，将清洗液31甩动溅射到光刻胶收集杯10的内侧待清洗的部位，从而实现对残余光刻胶的清洗。示例性地，本实施例中清洗液31可以包括去胶液、N-甲基吡咯烷酮(N-Methylpyrrolidone，简称NMP)、盐酸、硝酸、氢氟酸、柠檬酸、草酸、氨水、双氧水、四甲基氢氧化铵中的一种或多种，本实施例对清洗液31的具体成分不作限定，可以根据实际需求进行选择。

预清洗步骤中，清洗液31被旋转片21溅射到光刻胶收集杯10的内侧，用于使清洗液31与残余光刻胶初步接触，并将光刻胶收集杯10内待清洗的部位润湿，便于后续对光刻胶收集杯10进行分区域清洗。在此基础上，预清洗时旋转片21可以为匀速旋转，也可以为加速或减速旋转；预清洗的时间可以为1s-10s内的任意值。

分区域清洗步骤中，可以将光刻胶收集杯10内侧待清洗的部位分为多个区域，需要说明的是，本实施例中区域指的是虚拟划分区域，多个虚拟划分区域可以预先设定，也可以根据清洗过程中不同转速对应的不同区域进行实时调整，多个虚拟划分区域可以设置为边界线重叠，也可以设置为部分覆盖面积重叠。可以理解的是，清洗液31被溅射到的多个区域应完全覆盖光刻胶收集杯10的待清洗部位，或者，上述多个区域的面积范围应大于待清洗部位的面积范围。区域划分的数量可以为两个、三个或四个，通过对上述两个、三个或四个区域分别进行清洗，从而保证清洗效果。

在对每个区域分别清洗时，需要将旋转片21设定为不同的初始转速，并且进行变速旋转。也就是说，每次旋转的初始转速不同，这样可以使旋转片21将清洗液31溅射到光刻胶收集杯10上的不同区域；并且在该区域内通过变速旋转改变清洗液31溅射在该区域内的位置，例如加速旋转可以使清洗液31溅射的位置由下至上移动，减速旋转可以使清洗液31溅射的位置由上至下移动，循环进行先加速后减速旋转可以使清洗液31溅射的位置上下往复移动，由此可以对该区域进行全面清洗。

示例性地，将光刻胶收集杯10内侧待清洗的部位分为第一区域和第二区域，对两个区域进行分别清洗。针对第一区域，旋转片21以第一初始转速n₁、加速度a₁，进行加速旋转，在该过程中，旋转片21先将清洗液31溅射到第一区域在竖直方向上的最低点，然后在逐渐加速的过程中，清洗液31溅射的部位沿竖直方向向上移动，直至溅射到第一区域在竖直方向上的最高点，由此，旋转片21将清洗液31溅射到第一区域并覆盖第一区域，从而对第一区域实现清洗；针对第二区域，旋转片21以第二初始转速n₂、加速度a₂，进行加速旋转，在该过程中，旋转片21先将清洗液31溅射到第二区域在竖直方向上的最低点，然后在逐渐加速的过程中，清洗液31溅射的部位沿竖直方向向上移动，直至溅射到第二区域在竖直方向上的最高点，由此，旋转片21将清洗液31溅射到第二区域并覆盖第二区域，从而对第二区域实现清洗。

综上所述，本实施例通过设置预清洗步骤，使清洗液31与残余光刻胶初步接触，使光刻胶收集杯10内待清洗的部位被润湿；通过改变旋转片21的初始转速，将清洗液31溅射到不同的区域，从而对光刻胶收集杯10实现了分区域清洗；通过使旋转片21变速旋转，使清洗液31在被溅射到的区域内对该区域进行移动清洗，进一步保证了分区域清洗中对每个区域的全面清洗，从而提高了清洗效果，避免了光刻胶收集杯10中残余光刻胶40造成后续工艺缺陷。

在本发明的一些实施例中，预清洗步骤中，控制旋转片21加速旋转，使清洗液31至少被溅射到光刻胶收集杯10的待清洗部位在竖直方向上的最高点。预清洗用于使清洗液31与残余光刻胶40初步接触，使光刻胶收集杯10内待清洗的部位被润湿，本实施例中旋转片21加速旋转的方式可以为匀加速旋转，由此，能够使清洗液31被均匀溅射到光刻胶收集杯10上，在此基础上，清洗液31被溅射到待清洗部位的最高点，或被溅射到包含待清洗部位的最高点在内的部分区域，由此，清洗液31沿光刻胶收集杯10的内壁向下流动，能够保证光刻胶收集杯10内待清洗的部位充分与清洗液31接触，被清洗液31润湿，进一步保证了后续清洗的效果。

在上述实施方式的基础上，旋转片21的初始转速为150rpm，加速度为1000rpm/s，旋转时间为1s。具体地，旋转片21在预清洗步骤中，以150rpm的初始转速进行旋转，以1000rpm/s的加速度匀加速旋转，且预清洗的时间为1s，对光刻胶收集杯10进行快速预清洗。

在本发明的一些实施例中，分区域清洗步骤中，每一次旋转片21变速旋转包括加速和/或减速旋转。具体地，针对每个区域的清洗过程中，旋转片21均为变速旋转以全面清洗该区域，在此基础上，变速旋转可以为加速旋转，也可以为减速旋转，还可以为加速旋转后减速旋转，还可以为循环进行加速、减速旋转。由此，保证了对该区域的充分清洗。

在本发明的一些实施例中，至少一次旋转片21变速旋转为加速、减速旋转，并以此循环多次，使清洗液31在能够溅射到的区域内上下往复清洗。也就是说，当旋转片21的旋转方式为循环进行加速、减速旋转时，清洗液31在此过程中被旋转片21溅射到该区域内的位置是变化的，具体地，在旋转片21加速的过程中清洗液31溅射的位置沿竖直方向向上移动，在旋转片21减速的过程中清洗液31溅射的位置沿竖直方向向下移动，并以此循环，使得清洗液31溅射的位置在该区域内上下往复移动，从而对该区域进行上下往复清洗，进一步保证了清洗效果。

在本发明的一些实施例中，加速旋转为匀加速旋转；减速旋转为匀减速旋转。当旋转片21每次加速或减速旋转时，加速度是不变的，由此进行匀加速旋转或匀减速旋转，这样的旋转方式保证了清洗液31在被溅射到不同位置所停留的时间是相同的，也就是说，清洗液31对溅射区域内的每个部位的清洗时间是相同的，保证了清洗的均匀性，避免了遗漏需要清洗的部位。

在本发明的一些实施例中，分区域清洗步骤中，旋转片21变速旋转的次数为多次，示例性地，旋转片21变速旋转的次数为四次，四次旋转片21变速旋转可以设置为加速旋转、减速旋转、先加速后减速或循环进行加速、减速旋转。示例性地，四次变速旋转具体设置为：第一次旋转和第二次旋转为循环进行加速、减速旋转；第三次旋转和第四次旋转为加速旋转。

四次变速旋转具体包括以下步骤：

旋转片21以第一初始转速n₁、加速度a₁，循环进行加速、减速旋转，循环次数为N₁(N₁≥2)次，每次加速旋转的时间为t₁，每次减速旋转的时间为t₁(t₁≥2s)；本步骤中对光刻胶收集杯10上的第一个区域进行上下往复清洗，且往复清洗的次数为N₁次，清洗的时间为t₁。

旋转片21以第二初始转速n₂、加速度a₂，循环进行加速、减速旋转，循环次数为N₂(N₂≥2)次，每次加速旋转的时间为t₂，每次减速旋转的时间为t₂(t₂≥2s)；本步骤中对光刻胶收集杯10上的第二个区域进行上下往复清洗，且往复清洗的次数为N₂次，清洗的时间为t₂。

旋转片21以第三初始转速n₃、加速度a₃，加速或减速旋转t₃(t₃≥2s)；本步骤中对光刻胶收集杯10上的第三个区域进行由下至上或由上至下清洗，且清洗的时间为t₃。

旋转片21以第四初始转速n₄、加速度a₄，加速或减速旋转t₄(t₄≥2s)，本步骤中对光刻胶收集杯10上的第四个区域进行由下至上或由上至下清洗，且清洗的时间为t₄。

在上述实施方式的基础上，示例性地，图2示意性地示出了图1中分区域清洗步骤的具体流程图，该分区域清洗步骤包括：

旋转片21以第一初始转速150rpm、加速度20rpm/s，循环进行加速、减速旋转，循环次数为50次，每次加速旋转的时间为2s，每次减速旋转的时间为2s；本步骤中对光刻胶收集杯10上的第一个区域进行上下往复清洗，且往复清洗的次数为50次，每次清洗的时间为4s。

旋转片21以第二初始转速50rpm、加速度20rpm/s，循环进行加速、减速旋转，循环次数为50次，每次加速旋转的时间为2s，每次减速旋转的时间为2s；本步骤中对光刻胶收集杯10上的第二个区域进行上下往复清洗，且往复清洗的次数为50次，每次清洗的时间为4s。

旋转片21以第三初始转速1800rpm、加速度1000rpm/s，加速旋转5s；本步骤中对光刻胶收集杯10上的第三个区域进行由下至上清洗一次，且清洗的时间为5s。

旋转片21以第四初始转速2000rpm、加速度1000rpm/s，加速旋转5s。本步骤中对光刻胶收集杯10上的第四个区域进行由下至上清洗一次，且清洗的时间为5s。

在本发明的一些实施例中，在分区域清洗步骤后，光刻胶收集杯清理方法还包括：控制旋转片21从零开始逐渐加速旋转，对光刻胶收集杯10进行冲洗，此次冲洗为对光刻胶收集杯10进行最后冲洗，用于将被溶解的光刻胶以及残余杂质进行冲刷，从零开始逐渐加速旋转保证了将清洗液31充分溅射到光刻胶收集杯10上，此时清洗液喷嘴30也可以喷射水，从而对上述残留物以及前述步骤中溅射的清洗液31进行冲刷。

如图3所示，本发明另外提出了一种光刻胶收集杯清理设备，该光刻胶收集杯清理设备用于执行第一方面提出的光刻胶收集杯清理方法，光刻胶收集杯清理设备包括控制器、和旋转支座20，旋转支座20包括转轴22和与转轴22连接的旋转片21，旋转片21与转轴22连接的方式可以为固定连接，转轴22带动旋转片21旋转；清洗液喷嘴30和旋转支座20均位于光刻胶收集杯10的内侧。

控制器分别与清洗液喷嘴30和旋转支座20中的转轴22电连接，并能够控制转轴22的转动及转速和清洗液喷嘴30喷涂清洗液31，从而执行光刻胶收集杯清理方法。

具体地，旋转片21位于清洗液喷嘴30的上方，清洗液喷嘴30用于向旋转片21的底面喷洒清洗液31，在清洗过程中，控制器启动清洗液喷嘴30，以控制清洗液喷嘴30喷出清洗液31；控制器启动旋转片21，通过转动旋转片21将清洗液31溅射到待清洗的光刻胶收集杯10内侧，实现对光刻胶收集杯10的清洗。

在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，包括：

预清洗步骤；启动位于光刻胶收集杯内侧的旋转片和位于所述旋转片下方的清洗液喷嘴，控制所述清洗液喷嘴向所述旋转片喷洒清洗液，使所述清洗液被所述旋转片溅射在所述光刻胶收集杯的内侧，以对所述光刻胶收集杯进行预清洗；

分区域清洗步骤；控制所述旋转片变速旋转多次，每次旋转的初始转速不同，每次旋转使所述清洗液被溅射到所述光刻胶收集杯上的一个区域，所述清洗液多次溅射覆盖的区域至少包括所述光刻胶收集杯的待清洗部位。

2.根据权利要求1所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，所述预清洗步骤中，控制所述旋转片加速旋转，使所述清洗液至少被溅射到所述光刻胶收集杯的待清洗部位在竖直方向上的最高点。

3.根据权利要求2所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，所述旋转片的初始转速为150rpm，加速度为1000rpm/s，旋转时间为1s。

4.根据权利要求1所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，所述分区域清洗步骤中，每一次所述旋转片变速旋转包括加速和/或减速旋转。

5.根据权利要求4所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，至少一次所述旋转片变速旋转为加速、减速旋转，并以此循环多次，使所述清洗液在能够溅射到的区域内上下往复清洗。

6.根据权利要求5所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，所述加速旋转为匀加速旋转；所述减速旋转为匀减速旋转。

7.根据权利要求1或4所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，所述分区域清洗步骤中，所述旋转片变速旋转的次数为四次。

8.根据权利要求7所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，四次所述旋转片变速旋转包括：第一次旋转和第二次旋转为循环进行加速、减速旋转；第三次旋转和第四次旋转为加速旋转。

9.根据权利要求1所述的光刻胶收集杯清理方法，其特征在于，在所述分区域清洗步骤后，所述光刻胶收集杯清理方法还包括：控制所述旋转片从零开始逐渐加速旋转，对所述光刻胶收集杯进行冲洗。

10.一种光刻胶收集杯清理设备，其特征在于，所述光刻胶收集杯清理设备包括：

清洗液喷嘴，用于喷洒清洗液；

旋转支座，包括转轴和与所述转轴连接的旋转片，所述旋转片位于所述清洗液喷嘴的上方，用于将所述清洗液溅射到待清洗的光刻胶收集杯内侧；

控制器，所述控制器分别与所述转轴和所述清洗液喷嘴电连接，并控制所述转轴的转动，用于执行权利要求1-9任一项所述的光刻胶收集杯清理方法。

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