[实用新型]光刻胶涂布工艺中的晶圆清洗装置

说明书

本实用新型提供一种光刻胶涂布工艺中的晶圆清洗装置，该装置包括，基座、旋杯及工作平台，工作平台内对应晶圆的上表面处设置有上边缘清洗喷嘴、对应晶圆的侧缘处设置有第一侧缘清洗喷嘴及对应晶圆的下表面处设置有第一下边缘清洗喷嘴，第一侧缘清洗喷嘴工作时与晶圆保持同一水平高度，第一侧缘清洗喷嘴的喷洗方向斜向于晶圆的中心点。本实用新型提供的晶圆清洗装置能够较好的去除晶圆表面的污染物，避免了污染物的残留对后续半导体器件性能的影响，提高了半导体器件的良率。

技术领域

本实用新型属于半导体集成电路制造领域，特别涉及晶圆表面清洗，尤其涉及一种光刻胶涂布工艺中的晶圆清洗装置。

背景技术

在半导体制程过程中，光刻是其中的一个非常重要的步骤。光刻的本质就是将电路结构复制到以后要进行刻蚀步骤及离子注入步骤的晶圆底层薄膜上。在进行光刻过程中，在晶圆衬底上涂敷抗反射涂层，用于防止晶圆衬底的光反射；然后再涂敷光刻胶层后，进行曝光，在光刻胶层形成图案后，按照该图案对晶圆衬底进行刻蚀或离子注入。

但是，这种光刻技术随着半导体器件的特征尺寸减小，在曝光后对晶圆衬底进行刻蚀或离子注入时在光刻胶层形成的图案会倒坍，及刻蚀选择比达不到半导体器件的特征尺寸的要求，导致所制作的半导体器件性能下降。

为了提高对晶圆的光刻精度，可以采用浸没式光刻方法，浸没式光刻方法就是使扫描头和晶圆边缘表面之间通过浸没液进行相互作用，进行光刻。

为了采用浸没式光刻方法对晶圆进行光刻，晶圆衬底上涂覆有底部防反射涂层、含硅的底部防反射涂层、光刻胶涂层及顶部涂层。

其中，晶圆衬底上的底部防反射涂层采用的涂层材料为有机绝缘材料，该底部防反射涂层作为吸光层，减小晶圆衬底的光反射；含硅的底部防反射涂层为掺杂硅的有机绝缘材料，覆盖在底部防反射涂层上，用于提高底部防反射涂层对于光刻胶涂层的刻蚀选择比；光刻胶涂层覆盖在含硅的底部防反射涂层上，用于通过曝光进行图案化；顶部涂层覆盖在光刻胶涂层上，用于在采用浸没式光刻的过程中，对光刻胶涂层进行图案化时防止光刻胶涂层出现残留颗粒而随着浸没液在晶圆表面移动，造成晶圆缺陷。

由于晶圆衬底上面几个涂层都是分别采用旋涂敷工艺形成的，所以在形成晶圆衬底上面几个涂层的过程中，旋转晶圆的离心力会使上面几个涂层在旋转涂敷时的涂层材料流动并流到晶圆衬底边缘及背面，即在晶圆衬底边缘及背面形成隆起。在后续浸没式光刻步骤时，晶圆衬底的边缘及背面隆起的涂层材料就会脱落并产生颗粒，这些颗粒可能随着浸没液落在最终形成器件的有源区、硅片传送系统和工艺设备中，导致晶圆缺陷密度增加，最终导致形成器件的缺陷。

为了克服上述问题，需要进行光刻胶(PR)的边缘去除(edge bead removal，EBR)工艺，从而能够尽可能的清洁晶圆边缘。晶圆边缘清洗工艺，是使用喷嘴在晶圆边缘喷洒溶剂，用以去除在晶圆背面清洗时溶剂从背面侵蚀到晶圆上表面边缘所产生的缺陷(defect)。具体地，EBR方法可以分为化学EBR方法及光学EBR方法。

其中，化学EBR方法的过程为：在晶圆衬底上旋转涂敷某一涂层时，装配一喷嘴，在旋转的晶圆衬底边缘侧喷出少量去边溶剂，由去边溶剂去除晶圆衬底边缘及背面隆起的涂层材料。

光学EBR方法的过程为：采用激光曝光晶圆衬底的边缘后，软化了光刻胶涂层并使光刻胶涂层的边缘及晶圆衬底背面隆起的光刻胶涂层的涂层材料在正常显影步骤中或设置的喷嘴在旋转的晶圆衬底边缘侧喷出的去边溶剂去除。典型的去边溶剂为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)。