專利名稱：光刻膠殘留物的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及清洗光刻膠殘留物的方法。
背景技術(shù)：
目前，集成電路已經(jīng)從60年代的每個芯片上僅幾十個器件發(fā)展到現(xiàn)在的每個芯片上可包含約10億個器件。集成電路之所以能飛速發(fā)展，光刻技術(shù)的發(fā)展起到了極為關(guān)鍵的作用。
但是通孔中光刻膠殘留物的去除，一直是困擾我們的一個技術(shù)難題。硅片在進(jìn)行工藝加工過程中，常常會被不同的雜質(zhì)所玷污，這些雜質(zhì)的玷污將導(dǎo)致IC的良品率下降大約50％。為了獲得高質(zhì)量、高產(chǎn)率的集成電路芯片，必須將這些玷污物去除干凈。
而且，隨著IC特征尺寸亞微米、深亞微米方向快速發(fā)展，由于通孔被大量的光刻膠殘留物堵塞，而造成的通孔丟失，將90nm的良品率損失了15——20％。為了提高90nm的良品率，必須找到新的方法將光刻膠殘留物充分清除。
現(xiàn)有技術(shù)中，針對這一問題，目前主要采用對晶片中心長時間沖洗或者掃描沖洗兩種沖洗方法，這兩種方法對200mm涂膠顯影機(jī)可以將光刻膠殘留物完全沖洗掉，但對300mm涂膠顯影機(jī)就不能做到。
面對現(xiàn)有技術(shù)這個問題，專利號為ZL99802813.4的中國專利公開了這樣一種光刻膠殘留物去除的辦法，主要是利用化學(xué)清洗劑去除光刻膠殘留物。所述去除劑是一種含有磷酸銨和/或縮聚磷酸銨的水溶液，pH值在1-10范圍內(nèi)。但是，由于該專利采用的化學(xué)清洗劑，成本較高，不利于推廣應(yīng)用。
另一個專利號為ZL99808801.3的中國專利提供一種水基堿性組合物，通過清除光刻膠殘留物和其它不要的污染物以清洗半導(dǎo)體晶片襯底。所述組合物典型地含有一種或多種無金屬離子的堿，其含量足以產(chǎn)生約11或更大的pH值，約0.01-5重量％(表示為％SiO↓[2])的水溶性無金屬離子的硅酸鹽；約0.01-10重量％的一種或多種螯合劑；約0.01-80重量％的一種或多種水溶性有機(jī)共溶劑；約1-50重量％的鈦殘留物清除增強(qiáng)劑；約0.01-1重量％的水溶性表面活性劑。利用該水基堿性組合物作為沖洗液，對晶片進(jìn)行沖洗，也可以將晶片上的光刻膠殘留物沖洗干凈。但是，由于利用這種沖洗液對晶片表面的光刻膠殘留物進(jìn)行沖洗，要求沖洗液經(jīng)常更換，因此生產(chǎn)成本較高，工藝上也不利于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種光刻膠殘留物的清洗方法。通過本發(fā)明的方法通過對晶片表面這種水溶性的光刻膠殘留物進(jìn)行中心和邊緣的兩步清洗，能夠?qū)⒕瞎饪棠z殘留物的徹底清洗。
本發(fā)明的光刻膠殘留物清洗方法包括a對晶片中心進(jìn)行沖洗；b對晶片邊緣進(jìn)行沖洗。
步驟a包括將沖洗液噴頭置于晶片中心上方；沖洗液噴頭靜止，晶片旋轉(zhuǎn)沖洗液從噴頭中噴出，自上而下沖洗晶片中心。沖洗時間為(60-120秒)。
步驟b包括將沖洗液噴頭置于晶片邊緣上方；沖洗液噴頭靜止，晶片旋轉(zhuǎn)；沖洗液從沖洗液噴頭噴出，自上而下地沖洗晶片的邊緣。沖洗時間為(20-60秒)。沖洗液為去離子水(DI Water)。所述晶片旋轉(zhuǎn)速度為100---2000轉(zhuǎn)/秒。噴頭置于距離晶片邊緣表面5-30mm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用的將光刻膠殘留物充分沖洗掉的方法，通過兩步清洗的方式采用去離子水清洗晶片上的光刻膠殘留物，相比較其他采用更改沖洗液清除晶片上的光刻膠殘留物的方法，不但降低了生產(chǎn)成本。而且，也避免了由于采用了化學(xué)沖洗液清除晶片上的光刻膠殘留物的同時，造成光阻減薄和圖形變差等問題。


圖1A為中心沖洗較短時間后的晶片表面示意圖；圖1B為中心短時間沖洗后的剖面圖；圖2為經(jīng)過中心沖洗較長時間后的晶片表面示意圖；圖3為經(jīng)過掃描沖洗晶片后晶片表面的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的光刻膠殘留物分步?jīng)_洗方法的流程圖；圖5A為經(jīng)過本發(fā)明分步?jīng)_洗后的晶片表面示意圖；圖5B為經(jīng)過本發(fā)明分步?jīng)_洗后的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
在顯影后晶片表面和表面的通孔中通常還殘留有光刻膠殘留物。光刻膠殘留物的清除，目前主要采用對中心長時間沖洗或者掃描沖洗兩種沖洗方法，但是這兩種方法對200mm涂膠顯影機(jī)可以將光刻膠殘留物完全沖洗掉，但對300mm涂膠顯影機(jī)就不能做到。圖1A為中心沖洗較短時間后的晶片表面示意圖。如圖1A所示，如果采用一步中心短時間沖洗，此過程結(jié)束后，晶片中心仍然殘留大量的光刻膠殘留物，并且中心的光刻膠殘留物比邊緣的要多得多；由圖1A可見，本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明晶片經(jīng)過中心短時間用去離子水沖洗60秒后，晶片上仍有5000-6000顆殘留物留存。而大量的光刻膠殘留物的留存，會造成晶片表面的通孔的阻塞。
圖1B為晶片中心短時間用去離子水沖洗后的剖面圖。從圖1B中可以清楚地看到，晶片表面的通孔也被阻塞，由此說明光刻膠殘留物沒有完全被清洗掉，這樣，就會影響良品率。
圖2為經(jīng)過中心沖洗較長時間后的晶片表面示意圖。如圖2所示，即使晶片中心長時間用去離子水沖洗300秒后，晶片邊緣上仍有1500--2000顆光刻膠殘留物。雖然此時的光刻膠殘留物數(shù)量已經(jīng)相比較中心較短時間沖洗后的光刻膠殘留物數(shù)量減少了很多，但是，此時的光刻膠殘留物數(shù)量仍然較多，仍會影響良品率。
圖3為經(jīng)過掃描沖洗晶片邊緣后晶片表面的示意圖。如果采用掃描沖洗，那么沖洗后的效果如圖3所示。從圖3中可以看到，此過程結(jié)束后，晶片中心及邊緣上仍然留有大量的光刻膠殘留物；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明掃描沖洗120秒后，晶片上仍有2000-3000顆殘留物留存。因此，經(jīng)過該掃描沖洗后，晶片上的光刻膠殘留物數(shù)量仍然較多。
針對以上沖洗方式出現(xiàn)的光刻膠殘留物沖洗不徹底的情況，本發(fā)明采取了一種光刻膠殘留物清除方法，該方法采用在晶片上進(jìn)行中心沖洗和邊緣沖洗的兩步?jīng)_洗。由于光刻膠是一種高分子有機(jī)化合物，光刻膠經(jīng)過曝光后，會產(chǎn)生光酸，即顯酸性的一種物質(zhì)，光酸經(jīng)過顯影液顯影，由于顯影液是一種堿性物質(zhì)，因此，經(jīng)過酸堿中和反應(yīng)，生成一種中性能溶于水的物質(zhì)。本發(fā)明正是針對這種中性物質(zhì)進(jìn)行沖洗，也就是本發(fā)明要沖洗的光刻膠殘留物，即是這種中性的、能溶于水的物質(zhì)。本發(fā)明的方法通過對晶片表面這種水溶性的光刻膠殘留物進(jìn)行中心和邊緣的兩步清洗，這樣，就能夠?qū)⒕系墓饪棠z殘留物徹底地清除掉。下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明將光刻膠殘留物充分沖洗掉的方法。
圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的光刻膠殘留物分步?jīng)_洗方法的流程圖。如圖4所示，步驟401沖洗液頭位于晶片中心上方，沖洗液頭靜止，晶片旋轉(zhuǎn)；步驟402沖洗液從沖洗液頭噴出，自上而下地沖洗晶片的中心，晶片旋轉(zhuǎn)；步驟403晶片旋轉(zhuǎn)，沖洗液頭位于晶片邊緣上方，沖洗液頭靜止；步驟404晶片旋轉(zhuǎn)，沖洗液從沖洗液頭噴出，自上而下地沖洗晶片的邊緣。下面，結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
首先，對晶片中心進(jìn)行長時間沖洗；沖洗時間為60-120秒，本實(shí)施例中采用的是100秒。在這個過程中，將沖洗液噴頭置于晶片中心上方，同時，沖洗液噴頭靜止，而晶片旋轉(zhuǎn)，此時，清洗液即去離子水從沖洗液頭噴出，自上而下地沖洗晶片的中心。
然后，此過程結(jié)束后，再對晶片邊緣進(jìn)行沖洗，沖洗時間為20-60秒，本實(shí)施例中采用的是20秒。在此過程中晶片旋轉(zhuǎn)，清洗液即去離子水從沖洗液噴頭噴出，自上而下地沖洗晶片的邊緣，沖洗液噴頭置于距離晶片邊緣表面5-30mm。
如圖5A所示，圖5A為經(jīng)過本發(fā)明分步?jīng)_洗后的晶片表面示意圖。從圖5A中可以看到，經(jīng)過以上兩步分步?jīng)_洗后的晶片表面，已經(jīng)完全看不到光刻膠殘留物；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明經(jīng)過100秒的中心沖洗及隨后的20秒邊緣沖洗，晶片表面殘留的光刻膠殘留物為0顆。
如圖5B所示，圖5B為經(jīng)過本發(fā)明分步?jīng)_洗后的剖面圖。圖5B是經(jīng)過以上采用本發(fā)明的用去離子水對晶片上的光刻膠殘留物經(jīng)過中心沖洗和邊緣沖洗這兩步分步?jīng)_洗后，含有通孔部分的晶片的圖片。從圖5B中可以清楚地看到，經(jīng)過本發(fā)明的用去離子水的兩步分步?jīng)_洗后，晶片上殘留的光刻膠殘留物已經(jīng)被徹底地清除掉了，因此，也就再沒有晶片上的通孔被光刻膠殘留物阻塞的問題了。
由圖5A和圖5B可見，經(jīng)過本發(fā)明的兩步分步用去離子水沖洗晶片的過程全部結(jié)束后，晶片上不再留有光刻膠殘留物，通孔也沒有被光刻膠殘留物堵塞，證明晶片已經(jīng)被完全沖洗干凈。這樣，經(jīng)過本發(fā)明的兩步分步用去離子水沖洗晶片的方法，不僅提高了良品率，而且節(jié)約了生產(chǎn)成本。
由此可見，通過采用本發(fā)明的用去離子水對晶片上的光刻膠殘留物進(jìn)行兩步分步?jīng)_洗的方法，就能夠很好地解決晶片光刻膠殘留物的徹底清除問題，從而提高了產(chǎn)品的良品率，并且為生產(chǎn)節(jié)約了成本。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠殘留物的清洗方法，包括a對晶片中心進(jìn)行沖洗；b對晶片邊緣進(jìn)行沖洗。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟a包括a1將沖洗液噴頭置于晶片中心上方；a2沖洗液噴頭靜止，晶片旋轉(zhuǎn)；a3沖洗液從噴頭中噴出，自上而下沖洗晶片中心。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟a3的沖洗時間為60-120秒。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟b包括b1將沖洗液噴頭置于晶片邊緣上方；b2沖洗液噴頭靜止，晶片旋轉(zhuǎn)；b3沖洗液從沖洗液噴頭噴出，自上而下地沖洗晶片的邊緣。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟b3的沖洗時間為20-60秒。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述沖洗液為去離子水。
7.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述晶片旋轉(zhuǎn)速度為100-2000轉(zhuǎn)/秒。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟b3的噴頭置于距離晶片邊緣表面5-30mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光刻膠殘留物的清洗方法，包括a.在晶片中心沖洗；b.在晶片邊緣沖洗。本發(fā)明能夠從根本上解決晶片上的光刻膠殘留物不能徹底清除的問題，并在不影響產(chǎn)量和不提高成本的情況下，將光刻膠殘留物完全清洗掉，提高良品率。
文檔編號G03F7/42GK101089734SQ20061002758
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者劉鳳梅, 謝文春, 楊堅(jiān) 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司