CN1892445A - 半导体晶片的处理方法及晶边残余物去除系统 - Google Patents

半导体晶片的处理方法及晶边残余物去除系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1892445A
CN1892445A CNA2006100958745A CN200610095874A CN1892445A CN 1892445 A CN1892445 A CN 1892445A CN A2006100958745 A CNA2006100958745 A CN A2006100958745A CN 200610095874 A CN200610095874 A CN 200610095874A CN 1892445 A CN1892445 A CN 1892445A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
semiconductor wafer
edge
rotating speed
photo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006100958745A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1892445B (zh
Inventor
张庆裕
柯建州
游大庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of CN1892445A publication Critical patent/CN1892445A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1892445B publication Critical patent/CN1892445B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2026—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure for the removal of unwanted material, e.g. image or background correction
    • G03F7/2028—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure for the removal of unwanted material, e.g. image or background correction of an edge bead on wafers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like

Abstract

本发明提供一种半导体晶片的处理方法及晶边残余物去除系统。该晶边残余物去除系统与湿浸式光刻工艺一起使用，包括：多转速马达，用以旋转晶片吸盘，该马达可使该吸盘保持在第一转速大于1500rpm，第二转速约介于1500rpm和1000rpm之间，以及第三转速小于1000rpm；以及第一喷嘴，配置于该吸盘上，靠近该吸盘上的晶片边缘，该第一喷嘴用以喷洒溶剂。本发明的所述的半导体晶片的处理方法及晶边残余物去除系统避免了因光致刻蚀剂残留物与浸入曝光液和透镜接触而污染曝光液和透镜，也避免了光致刻蚀剂在曝光过程中被污染，并且减少了晶片上形成的缺陷。

Description

半导体晶片的处理方法及晶边残余物去除系统
技术领域
本发明关于一种半导体装置的制造方法，特别关于一种在半导体衬底上去除光致刻蚀剂残余物的方法及系统。
背景技术
光刻技术是将掩模上的图案投射到衬底例如半导体晶片上。在半导体光刻技术领域中，必须在分辨率极限或关键尺寸下，将半导体晶片上的图案特征尺寸最小化，目前的关键尺寸已达到65nm以下。
湿浸式光刻技术(immersion lithography)是光刻技术中一项新的技术，其在晶片表面及透镜之间填充液体进行曝光步骤。使用湿浸式光刻技术可使透镜具有较在空气中使用时更高的孔径，进而改善分辨率。此外，湿浸更可提高聚焦深度(depth-of-focus，DOF)以制造较小的特征尺寸。
湿浸式的曝光步骤在晶片与透镜之间可使用去离子水或其它适合的湿浸曝光液，虽然曝光时间很短，但是液体与光敏感层(例如光致刻蚀剂)的接触会造成问题，例如光致刻蚀剂残留物会与湿浸曝光液和/或透镜接触，因而污染湿浸曝光液和/或透镜，并在晶片上造成缺陷。
因此，业界急需一种可降低上述浸入曝光液和/或透镜污染的湿浸式光刻技术，并减少晶片上的缺陷。
发明内容
为了解决上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种半导体晶片的处理方法，包括：形成光敏感层在半导体晶片上以进行湿浸式光刻工艺；进行晶边残余物去除程序，其中包括以大于1500rpm的第一转速旋转该半导体晶片时，在第一距离处喷洒第一液体到该半导体晶片的正面边缘；旋干该半导体晶片；在旋干该半导体晶片的步骤之后，烘烤该半导体晶片；在烘烤该半导体晶片的步骤之后，曝光该光敏感层；曝光后烘烤该光敏感层；以及在曝光后烘烤该光敏感层的步骤之后，显影该光敏感层。
本发明还提供一种根据上述半导体晶片的处理方法所制成的半导体晶片。
本发明还提供一种湿浸式光刻的方法，包括：提供光致刻蚀剂层在半导体晶片上；进行晶边残余物去除步骤，包括以大于1000rpm的第一转速旋转该晶片，以小于或等于该第一转速的第二转速旋转该晶片，并且在旋转时朝该晶片的边缘喷洒一溶剂；以及使用湿浸式光刻曝光系统曝光该光致刻蚀剂层。
本发明提供一种在半导体晶片上进行湿浸式光刻工艺的方法，包括：提供光致刻蚀剂层在半导体晶片上；进行晶边光致刻蚀剂清洗去除步骤，以大于2000rpm的转速旋转晶片，当晶片旋转时经由喷嘴喷洒溶剂；使用湿浸式光刻曝光系统曝光该光致刻蚀剂层。
本发明提供一种晶边光致刻蚀剂去除步骤，包括：第一旋转步骤，以大于1000rpm的第一转速旋转晶片，当旋转时朝晶片外缘喷洒溶剂；第二旋转步骤，以小于或等于第一转速的第二转速旋转晶片，当旋转时朝晶片外缘喷洒溶剂；以及第三旋转步骤，以小于或等于第二转速的第三转速旋转晶片，当旋转时朝晶片外缘喷洒溶剂。
本发明还提供另一种在半导体衬底上进行湿浸式光刻工艺的方法，包括：提供光致刻蚀剂层在半导体衬底上，该光致刻蚀剂层靠近衬底的边缘；形成顶部抗反射涂布(top anti-reflective coating，TARC)层覆盖该光致刻蚀剂层，TARC层较光致刻蚀剂层靠近衬底边缘，因此包覆该光致刻蚀剂层；进行晶边光致刻蚀剂清洗去除(edge-bead removal，EBR)程序，包括以大于1500pm的转速旋转晶片时，以喷嘴喷洒溶剂；使用湿浸式光刻曝光系统曝光该光致刻蚀剂层。
本发明还提供一种与湿浸式光刻工艺一起使用的晶边光致刻蚀剂清洗去除系统，包括：多转速马达，用以旋转晶片吸盘，该马达可使该吸盘保持在第一转速大于1500rpm，第二转速约为1000rpm，第三转速小于1000rpm；以及第一喷嘴，配置于吸盘上，靠近吸盘上的晶片边缘，第一喷嘴用以喷洒溶剂。
在本发明的一个实施例中，第一喷嘴配置于不同的位置以对应至少两种不同的转速；其中多转速马达的第一转速约为2500rpm，第二转速约为1000rpm，以及第三转速约为500rpm。
在本发明另一个实施例中，晶边清洗去除系统还包括第二喷嘴，配置于吸盘上，靠近吸盘上的晶片边缘，第二喷嘴用以喷洒溶剂至晶片的一侧，该侧为第一喷嘴喷洒溶剂的相反侧；当马达在第一转速时，第一喷嘴在距离晶片边缘约2.5mm处喷洒溶剂；当马达在第二转速时，第一和第二喷嘴在距离晶片边缘1.0～1.5mm之间喷洒溶剂；以及当马达在第三转速时，第一和第二喷嘴在距离晶片边缘约1.0mm处喷洒溶剂。
本发明的所述的半导体晶圆处理方法和晶边残余物去除系统在使用湿浸式光刻技术进行曝光前，进行晶边残余物去除步骤，避免了因光致刻蚀剂残留物与湿浸曝光液和透镜接触而污染曝光液和透镜，也避免了光致刻蚀剂在曝光过程中被污染，并且减少了晶片上形成的缺陷。
为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下结合附图，作详细说明。
附图说明
图1为进行湿浸式光刻工艺的方法的流程图，包括晶边残余物去除程序。
图2、7、8和9为晶片右边缘的剖面图。
图3为湿浸式光刻系统的侧视图。
图4为图1、4和/或5中的晶片的检视图，其具有一个或一个以上的缺陷。
图5和6为本发明实施例所使用的EBR程序的不同步骤晶片旋转图。
其中，附图标记说明如下：
100  湿浸式光刻工艺流程图；
102  涂布光致刻蚀剂层；
104  晶边残余物去除(EBR)程序；
106  湿浸式光刻工艺；
10   晶片；
12   衬底；
14   光致刻蚀剂层；
16   底部抗反射涂布(BARC)层；
18、18a、18b、18c  顶部抗反射涂布(TARC)层；
19   晶片右边缘；
20   湿浸式光刻系统；
22   透镜系统；
24   湿浸端；
26   湿浸液；
28   开口；
30   平台；
32   平台结构；
40   微粒；
50   缺陷；
52   吸盘；
54   马达；
60、62   喷嘴。
具体实施方式
请参阅图1，用以减少缺陷的湿浸式光刻工艺的实施例的简化流程图，以标号100表示。步骤102为在衬底上形成光敏感层。此处所用的衬底可包括裸硅晶片、薄层堆叠、多晶硅、氮化硅、氧化硅、低介电常数介电质和/或导电物质例如金属。
在一个实施例中，光敏感层为高分子光致刻蚀剂层，其厚度约为2500以作为65nm光刻技术用，或是厚度小于约1800以作为55nm光刻技术用。在本发明实施例中，使用上述的厚度是为了配合光刻技术的分辨率，以保持电路几何图案所需的高宽比。降低光敏感层的厚度有助于降低或预防光致刻蚀剂图案在接下来的步骤例如显影或旋干时击穿。
光致刻蚀剂层可以是底部抗反射涂布(bottom anti-reflective coating，BARC)层、底层高分子、含硅高分子、含碳化硅高分子、负型或正型光致刻蚀剂、顶部抗反射涂布(top anti-reflective coating，TARC)层、目前己知或以后开发的光致刻蚀剂材料。例如光致刻蚀剂层可以是一种、两种或多种成分的光致刻蚀剂系统。光致刻蚀剂层可使用旋转涂布或其它适合的方法涂布，在涂布光致刻蚀剂层之前，可先处理晶片以准备进行光刻工艺，例如在涂布光致刻蚀剂层之前，可先清洗、干燥晶片和/或涂布黏着促进剂在晶片上。
在本发明实施例中，BARC层在光致刻蚀剂涂布前先设置于晶片上，TARC层在光致刻蚀剂涂布后设置于晶片上。BARC层具有大于约50的高度，使得涂布厚度均匀并达到想要的反射性。TARC也具有大于约50的高度，使得涂布厚度均匀。
在步骤104中，进行溶剂冲洗以去除晶片边缘的光致刻蚀剂(称为晶边残余物(edge-bead))，此步骤可避免光致刻蚀剂在曝光过程中被污染。本案发明人所知(但非为公知技术)的一种传统的晶边残余物去除(edge-bead removal，EBR)工艺包括下面表1所列的参数，其为两个步骤的工艺，第一步骤以1000rpm旋转晶片5秒，使用两个喷嘴在距离晶片边缘1.5mm处喷洒溶剂，其中一个喷晶片的正面，另一个喷背面，正面是指晶片具有光致刻蚀剂的那一面，背面是指其相反面。
表1
  步骤  转速(rpm)   时间(秒)   喷嘴位置(mm)   液体喷洒
  1   1000   5   1.5   正面及背面
2 1000 5 - 无(旋干)
在步骤106中，进行湿浸式光刻工艺，将晶片及光致刻蚀剂层(或其它层)浸入于湿浸式曝光液例如去离子水中，并曝光于辐射源下。辐射源包括紫外光例如氟化氪(KrF，248nm)、氟化氩(ArF，193nm)或氟气(F2，157nm)的准分子激光。晶片在辐射下的曝光时间取决于所使用的光致刻蚀剂种类、紫外光强度和/或其它因素，例如，曝光时间可约为0.2秒至30秒。曝光之后进行曝光后烘烤(PEB)，使高分子裂解，然后进行显影完成光致刻蚀剂图案。
请参阅图2，其为由上述湿浸式光刻工艺106所制成的晶片10。晶片10包括衬底12以及光敏感层14。衬底12可为一层或一层以上的结构，包括多晶硅、金属和/或介电质，以后将被图案化。光敏感层14可以是光致刻蚀剂层，其可受曝光影响产生图案。
晶片10包括底部抗反射涂布(BARC)层16以及顶部抗反射涂布(TARC)层18。图2只显示晶片10的右边缘19，晶片10的左边缘也具有和右边缘19相似的结构。如图2所示，晶片上三层结构的位置相互错开，BARC层16比光敏感层14更靠近晶片边缘19，而光敏感层则比TARC层18更靠近晶片边缘。
请参阅图3，在晶边残余物去除(EBR)步骤之后，将晶片10置于湿浸式光刻系统20中。湿浸式光刻系统包括透镜系统22、湿浸端24用来承载液体26例如去离子水、多个开口28用来加入或移除液体，平台30用来固定晶片10，并使晶片对透镜系统22做相对移动。平台30还包括结构32用来承载液体26。在图3中，透镜系统22和湿浸端24放在靠近晶片10的右边缘19的位置，透镜22和晶片10之间有相对移动，使得透镜能够对整个晶片上的光致刻蚀剂14曝光。
请参阅图2和图3，在上述传统的湿浸式光刻工艺中，其缺陷产生的机制为当光致刻蚀剂产生的切断面不佳时，来自于光致刻蚀剂14的可溶性物质会形成微粒40，其在稍后的工艺中会产生问题。在图2中，有两个微粒40靠近边缘19，微粒40包括由光致刻蚀剂层14、BARC层16、TARC层18或前述的组合所形成的可溶性物质。在图3中，有许多微粒40并不只靠近晶片边缘19，也遍布于液体26中。
本申请发明人推论，上述缺陷是源自于晶边残余物去除(EBR)步骤，晶片在1000rpm(表1所列)旋转的离心力不够强，不足以移除光致刻蚀剂14边缘的EBR溶剂，使得在晶片边缘的光致刻蚀剂14仍浸泡在溶剂中，结果造成富含溶剂的海绵状。在某些情况下，这会使得光致刻蚀剂边缘变得较柔软，当晶片旋干时容易被旋转除去，此光致刻蚀剂在曝光后的工艺中将进一步被剥离。虽然这在干式光刻工艺中不会造成问题，但在湿浸式光刻系统20(图3)中，液体26和/或透镜22会被微粒40污染，并且会使得晶片上的缺陷增加。
参阅图4，其为经过传统EBR工艺与湿浸式光刻工艺之后的晶片10。晶片10包括在上述工艺中产生的缺陷50，此缺陷是由图2-3中的微粒40所造成，在光致刻蚀剂中会有微粒和/或变形的存在，或是以空洞图案(缺掉的图案)表现在光致刻蚀剂上，甚至其它种类的缺陷也可能出现。
参阅图5，为了降低和/或避免微粒40在浸入液体26中及透镜22(图3)上形成，并且降低晶片上缺陷50(图4)的数量，本发明提供一种新的EBR工艺。新的EBR工艺使用由马达54驱动的吸盘52，以及一个或一个以上的喷嘴60、62。马达54能够在如下列所述的相对高速下旋转吸盘52，并且在某些实施例中，喷嘴60-62能够随着马达转速调整至特定位置。
表2所列为改进的两个阶段EBR工艺(与表1比较)，其中在第一步骤中，马达54以大于1000rpm(如1500rpm)的转速旋转吸盘52约5秒，两个喷嘴60、62在距离晶片边缘约1.5mm的位置上喷洒溶剂，一个喷洒晶片10的正面，另一个喷洒背面。溶剂包括丙二醇单甲基醚(Propylene glycol monomethylether，PGME)、丙二醇单甲基醚酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、环己醇(cyclohexanol)、水溶液、界面活性剂溶液或前述的组合。许多光致刻蚀剂都可溶于前述的一种或一种以上的溶剂。本发明实施例可增加晶边残余物的离心力，并且可避免靠近晶片边缘的光致刻蚀剂变成像海绵状。进行表2的步骤后，可使用曝光前烘烤程序以致密化光致刻蚀剂高分子并蒸发溶剂。
表2
  步骤   转速(rmp)   时间(秒)   喷嘴位置(mm)   液体喷洒
  1   ＞1000   5   1.5   正面及背面
  2   1000   5   -   无(旋干)
在另一个实施例中，经由第二种EBR工艺，可进一步减少或避免微粒40在湿浸液体26中形成。表3所列为改进的四个阶段EBR工艺，第一步骤以大于1000rpm的转速旋转晶片约5秒，喷嘴60在距离晶片边缘约2.5mm处，喷洒溶剂在晶片10的正面；第二步骤以较慢的转速(如1000rpm)旋转晶片约5秒，喷嘴60、62在距离晶片边缘约1.5mm处，喷洒溶剂在晶片10的正面及背面；第三步骤以更慢的转速(如500rpm)旋转晶片约5秒，喷嘴60、62在距离晶片边缘约1.0mm处，喷洒溶剂在晶片10的正面及背面。
表3
  步骤  转速(rmp)   时间(秒)   喷嘴位置(mm)   液体喷洒
  1   2500   5   2.5   正面
  2   1000   5   1.5   正面及背面
  3   500   5   1.0   正面及背面
  4   1000   5   -   无(旋干)
转速及位置的改变可避免或减少弹回(bounce back)现象，此现象是因为去除的光致刻蚀剂被反应室的壁面弹起，并回到晶片表面所产生的。在第一较高转速的步骤后，使用较低的转速来清洁晶片边缘可去除晶边残余物。
参阅图6，在某些实施例中，喷嘴60、62以一倾斜角度帮助去除光致刻蚀剂晶边残余物，和/或减少弹回(bounce back)现象。
参阅图7-9，在另一个实施例中(与图2的实施例比较)，顶部抗反射涂布(TARC)层延伸至超过光致刻蚀剂层14，以降低光致刻蚀剂微粒形成的可能性。在图7中，TARC层以数字18a表示，其完全覆盖光致刻蚀剂层14及BARC层16，TARC层18a与晶片12的边缘19相距5mm以内。在图8中，TARC层以数字18b表示，其只覆盖光致刻蚀剂层14，但未覆盖BARC层16，BARC层16较其它层靠近晶片12的边缘19。在图9中，TARC层以数字18c表示，其置于光致刻蚀剂层14上但未完全覆盖光致刻蚀剂层14，光致刻蚀剂层14较TARC层靠近晶片12的边缘19，有些TARC材料与光致刻蚀剂层的黏着性比与晶片的黏着性好，如图9所示的晶片边缘薄层堆叠可有助于避免晶片边缘的TARC层在湿浸式曝光工艺中剥离。
表4为另一个改进的四个阶段EBR工艺，其对于各种层的组合都有很好的效果，包括上述的TARC层18a以及18b。第一步骤以大于1000rpm的转速(如2500rpm)旋转晶片约5秒，喷嘴60在距离晶片边缘约1.5mm处，喷洒溶剂在晶片10的正面，溶剂包括PGME、PGMEA、环己醇、水溶液、界面活性剂溶液或前述的组合。第二步骤以较慢的转速(如1000rpm)旋转晶片约5秒，喷嘴60、62在距离晶片边缘约1.0mm处，喷洒溶剂在晶片10的正面及背面。第三步骤以更慢的转速(如500rpm)旋转晶片约5秒，喷嘴60、62在距离晶片边缘约1.0mm处，喷洒溶剂在晶片10的正面及背面。
表4
  步骤   转速(rmp)   时间(秒)   喷嘴位置(mm)   液体喷洒
  1   2500   5   1.5   正面
  2   1000   5   1.0   正面及背面
  3   500   5   1.0   正面及背面
  4   1000   5   -   无(旋干)
虽然本发明已揭示了优选实施例，然而所述实施例并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以做一些变更和修改，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求所界定的为准。

Claims (14)

1.一种半导体晶片的处理方法，包括：
在半导体晶片上形成光敏感层，以进行湿浸式光刻工艺；
进行晶边残余物去除程序，其中包括以大于1500rpm的第一转速旋转该半导体晶片时，在第一距离处喷洒第一液体到该半导体晶片的正面边缘；
旋干该半导体晶片；
在旋干该半导体晶片的步骤之后，烘烤该半导体晶片；
在烘烤该半导体晶片的步骤之后，曝光该光敏感层；
曝光后烘烤该光敏感层；以及
在曝光后烘烤该光敏感层的步骤之后，显影该光敏感层。
2.如权利要求1所述的半导体晶片的处理方法，在喷洒该第一液体至该半导体晶片的该正面边缘之后，且在旋干该半导体晶片之前，还依序包括：以第二转速旋转该半导体晶片时，在第二距离处喷洒第二液体至该半导体晶片的该正面边缘；以及以第三转速旋转该半导体晶片时，在第三距离处喷洒第三液体至该半导体晶片的该正面边缘。
3.如权利要求2所述的半导体晶片的处理方法，其中该第二转速小于或等于该第一转速；以及该第三转速小于或等于该第二转速。
4.如权利要求2所述的半导体晶片的处理方法，其中该第一液体、第二液体及第三液体各自独立，包括丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚酯、环己醇、水溶液、界面活性剂溶液或前述的组合。
5.如权利要求2所述的半导体晶片的处理方法，其中该第二距离小于该第一距离；以及该第三距离小于该第二距离。
6.如权利要求1所述的半导体晶片的处理方法，其中该光敏感层与该半导体晶片的外缘相距5mm以内。
7.如权利要求1所述的半导体晶片的处理方法，还包括在形成该光敏感层之前，在该半导体晶片上形成底部抗反射涂布层片，且该底部抗反射涂布层与该半导体晶片的外缘相距5mm以内。
8.如权利要求1所述的半导体晶片的处理方法，还包括在形成该光敏感层之后，在该半导体晶片上形成顶部涂布层片，且该顶部涂布层与该半导体晶片的外缘相距5mm以内。
9.一种半导体晶片，其由如权利要求1所述的半导体晶片的处理方法所制成。
10.一种湿浸式光刻的方法，包括：
提供光致刻蚀剂层在半导体晶片上；
进行晶边残余物去除步骤，包括以大于1000rpm的第一转速旋转该晶片，以小于或等于该第一转速的第二转速旋转该晶片，并且在旋转时朝该晶片的边缘喷洒溶剂；以及
使用湿浸式光刻曝光系统曝光该光致刻蚀剂层。
11.一种晶边残余物去除系统，其与湿浸式光刻工艺一起使用，包括：
多转速马达，用以旋转晶片吸盘，该马达可使该吸盘保持在第一转速大于1500rpm，第二转速约介于1500rpm和1000rpm之间，以及第三转速小于1000rpm；以及
第一喷嘴，配置于该吸盘上，靠近该吸盘上的晶片边缘，该第一喷嘴用以喷洒溶剂。
12.如权利要求11所述的晶边残余物去除系统，其中该第一喷嘴配置于不同位置以对应该吸盘的至少两种不同转速。
13.如权利要求11所述的晶边残余物去除系统，还包括：
第二喷嘴，配置于该吸盘上，靠近该吸盘上的晶片边缘，该第二喷嘴用以喷洒溶剂至该晶片的一侧，该侧为该第一喷嘴喷洒溶剂的相反侧。
14.如权利要求11所述的晶边残余物去除系统，其中当该马达在该第一转速时，该第一喷嘴在距离该晶片边缘约2.5mm处喷洒溶剂；当该马达在该第二转速时，所述第一和第二喷嘴在距离该晶片边缘1.0～1.5mm之间喷洒溶剂；以及当该马达在该第三转速时，所述第一和第二喷嘴在距离该晶片边缘约1.0mm处喷洒溶剂。
CN2006100958745A 2005-06-30 2006-06-30 半导体晶片的处理方法及湿浸式光刻的方法 Active CN1892445B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69582605P 2005-06-30 2005-06-30
US60/695,826 2005-06-30
US11/337,986 2006-01-24
US11/337,986 US7691559B2 (en) 2005-06-30 2006-01-24 Immersion lithography edge bead removal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1892445A true CN1892445A (zh) 2007-01-10
CN1892445B CN1892445B (zh) 2012-04-18

Family

ID=37545242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006100958745A Active CN1892445B (zh) 2005-06-30 2006-06-30 半导体晶片的处理方法及湿浸式光刻的方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7691559B2 (zh)
JP (1) JP4709698B2 (zh)
KR (1) KR100801159B1 (zh)
CN (1) CN1892445B (zh)
DE (1) DE102006029225B4 (zh)
FR (1) FR2888401B1 (zh)
IL (1) IL176568A (zh)
NL (1) NL1032067C2 (zh)
SG (1) SG128648A1 (zh)
TW (1) TWI334161B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393401B (zh) * 2007-09-17 2011-08-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻工艺的显影方法
CN101819382B (zh) * 2009-02-26 2012-02-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 在边缘去除过程中减少晶圆缺陷的方法及晶圆结构
CN102446701A (zh) * 2010-10-12 2012-05-09 上海华虹Nec电子有限公司 改善深沟槽刻蚀后硅片边缘硅尖刺缺陷的方法
CN102479676A (zh) * 2010-11-29 2012-05-30 上海华虹Nec电子有限公司 深沟槽刻蚀方法
CN101718954B (zh) * 2008-10-09 2012-07-18 细美事有限公司 供给化学液体的单元及使用该单元处理衬底的装置和方法
CN102969223A (zh) * 2011-08-31 2013-03-13 细美事有限公司 基板处理设备及基板处理方法
CN103915314A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 晶圆边缘清洗方法
CN101430501B (zh) * 2007-11-06 2015-04-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种修正光刻胶图形的方法
CN107255912A (zh) * 2017-08-02 2017-10-17 睿力集成电路有限公司 改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法
CN108364886A (zh) * 2017-01-26 2018-08-03 东京毅力科创株式会社 涂布膜去除装置、涂布膜去除方法以及存储介质
CN110444466A (zh) * 2018-05-06 2019-11-12 长鑫存储技术有限公司 光刻胶涂布工艺中的晶圆清洗方法及装置
CN110729180A (zh) * 2019-11-26 2020-01-24 上海华力集成电路制造有限公司 洗晶边工艺方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080204687A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Nikon Corporation Exposing method, exposure apparatus, device fabricating method, and substrate for immersion exposure
US8435593B2 (en) * 2007-05-22 2013-05-07 Asml Netherlands B.V. Method of inspecting a substrate and method of preparing a substrate for lithography
US7745095B2 (en) * 2007-07-05 2010-06-29 Asml Netherlands B.V. Lithographic method and device manufactured thereby
JP2009053575A (ja) * 2007-08-29 2009-03-12 Panasonic Corp フォトマスク及びそれを用いたパターン形成方法
JP2009058877A (ja) 2007-09-03 2009-03-19 Panasonic Corp フォトマスク及びそれを用いたパターン形成方法
US7824846B2 (en) * 2007-09-19 2010-11-02 International Business Machines Corporation Tapered edge bead removal process for immersion lithography
JP2009075207A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Panasonic Corp フォトマスク及びそれを用いたパターン形成方法
JP2009295716A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
US8227182B2 (en) * 2008-08-11 2012-07-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming a photosensitive film
US8826926B2 (en) 2011-06-06 2014-09-09 Micron Technology, Inc. Methods of profiling edges and removing edge beads
JP5602887B2 (ja) * 2013-01-09 2014-10-08 ファナック株式会社 射出成形機の型締装置
JP7024307B2 (ja) * 2017-01-26 2022-02-24 東京エレクトロン株式会社 塗布膜除去装置、塗布膜除去方法及び記憶媒体
JP7085392B2 (ja) * 2018-04-11 2022-06-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
EP3594748B1 (en) 2018-07-09 2021-04-14 C&D Semiconductor Services. Inc Optimal exposure of a bottom surface of a substrate material and/or edges thereof for cleaning in a spin coating device
WO2020102085A1 (en) 2018-11-14 2020-05-22 Lam Research Corporation Methods for making hard masks useful in next-generation lithography
WO2022010809A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Lam Research Corporation Integrated dry processes for patterning radiation photoresist patterning
WO2022031268A1 (en) 2020-08-04 2022-02-10 Applied Materials, Inc. Apparatus for removing photoresist off of photomask
KR20230053083A (ko) 2021-10-14 2023-04-21 삼성전자주식회사 포토레지스트 코팅 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5819350B2 (ja) 1976-04-08 1983-04-18 富士写真フイルム株式会社 スピンコ−テイング方法
US4510176A (en) 1983-09-26 1985-04-09 At&T Bell Laboratories Removal of coating from periphery of a semiconductor wafer
US4518678A (en) 1983-12-16 1985-05-21 Advanced Micro Devices, Inc. Selective removal of coating material on a coated substrate
JPS6353926A (ja) * 1986-08-22 1988-03-08 Yokogawa Hewlett Packard Ltd 半導体ウェ−ハのエッジからフォトレジストを除去する方式
US4732785A (en) 1986-09-26 1988-03-22 Motorola, Inc. Edge bead removal process for spin on films
JP2623608B2 (ja) * 1987-11-02 1997-06-25 ヤマハ株式会社 レジスト除去法
US4886728A (en) 1988-01-06 1989-12-12 Olin Hunt Specialty Products Inc. Use of particular mixtures of ethyl lactate and methyl ethyl ketone to remove undesirable peripheral material (e.g. edge beads) from photoresist-coated substrates
US5426017A (en) 1990-05-31 1995-06-20 Hoechst Celanese Corporation Composition and method for removing photoresist composition from substrates surfaces
US5362608A (en) 1992-08-24 1994-11-08 Brewer Science, Inc. Microlithographic substrate cleaning and compositions therefor
US5750317A (en) 1994-09-16 1998-05-12 Advanced Micro Devices, Inc. Process and system for flattening secondary edgebeads on resist coated wafers
US5513964A (en) * 1994-10-11 1996-05-07 Environamics Corporation Pump oil mister with reduced windage
JP2731752B2 (ja) * 1995-07-18 1998-03-25 山形日本電気株式会社 レジスト膜の処理方法
US5814433A (en) 1996-05-17 1998-09-29 Clariant Finance (Bvi) Limited Use of mixtures of ethyl lactate and N-methyl pyrollidone as an edge bead remover for photoresists
TW345681B (en) 1996-12-13 1998-11-21 Taiwan Semiconductor Mfg Co Ltd Method for removing covering layer on the peripheral edge portion of wafer
US5788477A (en) 1997-03-26 1998-08-04 Jones; Wendyle Gas flare
JPH11218933A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Fuji Film Olin Kk レジスト洗浄除去用溶剤および電子部品製造用基材の製造方法
US5966628A (en) 1998-02-13 1999-10-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Process design for wafer edge in vlsi
US6516815B1 (en) * 1999-07-09 2003-02-11 Applied Materials, Inc. Edge bead removal/spin rinse dry (EBR/SRD) module
KR100419029B1 (ko) * 1999-08-31 2004-02-19 주식회사 하이닉스반도체 알칼리 처리 과정을 포함하는 포토레지스트 패턴 형성방법
JP3348842B2 (ja) 2000-01-11 2002-11-20 日本電気株式会社 回転塗布膜の形成方法
US6453916B1 (en) 2000-06-09 2002-09-24 Advanced Micro Devices, Inc. Low angle solvent dispense nozzle design for front-side edge bead removal in photolithography resist process
US6867884B1 (en) 2000-07-07 2005-03-15 Kodak Polychrome Graphics, Llc Halftone dot placement for multi-color images
JP2003100865A (ja) 2001-09-21 2003-04-04 Catalysts & Chem Ind Co Ltd 半導体基板の製造方法および半導体基板
TW561516B (en) 2001-11-01 2003-11-11 Tokyo Electron Ltd Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2005524972A (ja) * 2002-02-06 2005-08-18 アーチ・スペシャルティ・ケミカルズ・インコーポレイテッド 半導体応力緩衝剤コーティングの改良されたエッジビーズ除去組成物およびその使用
JP2004179211A (ja) * 2002-11-25 2004-06-24 Nec Kansai Ltd レジスト塗布装置のエッジリンス機構
JP2005101498A (ja) * 2003-03-04 2005-04-14 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 液浸露光プロセス用浸漬液および該浸漬液を用いたレジストパターン形成方法
US7247209B2 (en) 2003-06-12 2007-07-24 National Semiconductor Corporation Dual outlet nozzle for the combined edge bead removal and backside wash of spin coated wafers
US6809794B1 (en) 2003-06-27 2004-10-26 Asml Holding N.V. Immersion photolithography system and method using inverted wafer-projection optics interface
JP3993549B2 (ja) 2003-09-30 2007-10-17 株式会社東芝 レジストパターン形成方法
JP4101740B2 (ja) * 2003-12-09 2008-06-18 東京エレクトロン株式会社 塗布・現像装置及びレジストパターンの形成方法
JP4697406B2 (ja) * 2004-08-05 2011-06-08 信越化学工業株式会社 高分子化合物，レジスト保護膜材料及びパターン形成方法
JP4271109B2 (ja) 2004-09-10 2009-06-03 東京エレクトロン株式会社 塗布、現像装置、レジストパターン形成方法、露光装置及び洗浄装置
KR100568873B1 (ko) 2004-11-30 2006-04-10 삼성전자주식회사 웨이퍼의 에지 비드 스트립용 노즐장치

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393401B (zh) * 2007-09-17 2011-08-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻工艺的显影方法
CN101430501B (zh) * 2007-11-06 2015-04-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种修正光刻胶图形的方法
CN101718954B (zh) * 2008-10-09 2012-07-18 细美事有限公司 供给化学液体的单元及使用该单元处理衬底的装置和方法
CN101819382B (zh) * 2009-02-26 2012-02-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 在边缘去除过程中减少晶圆缺陷的方法及晶圆结构
CN102446701A (zh) * 2010-10-12 2012-05-09 上海华虹Nec电子有限公司 改善深沟槽刻蚀后硅片边缘硅尖刺缺陷的方法
CN102479676A (zh) * 2010-11-29 2012-05-30 上海华虹Nec电子有限公司 深沟槽刻蚀方法
CN102969223B (zh) * 2011-08-31 2016-01-13 细美事有限公司 基板处理设备及基板处理方法
CN102969223A (zh) * 2011-08-31 2013-03-13 细美事有限公司 基板处理设备及基板处理方法
CN103915314A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 晶圆边缘清洗方法
CN103915314B (zh) * 2012-12-31 2016-12-28 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 晶圆边缘清洗方法
CN108364886A (zh) * 2017-01-26 2018-08-03 东京毅力科创株式会社 涂布膜去除装置、涂布膜去除方法以及存储介质
CN107255912A (zh) * 2017-08-02 2017-10-17 睿力集成电路有限公司 改善光刻胶涂覆过程中晶边缺陷的方法
CN110444466A (zh) * 2018-05-06 2019-11-12 长鑫存储技术有限公司 光刻胶涂布工艺中的晶圆清洗方法及装置
CN110729180A (zh) * 2019-11-26 2020-01-24 上海华力集成电路制造有限公司 洗晶边工艺方法
CN110729180B (zh) * 2019-11-26 2021-10-15 上海华力集成电路制造有限公司 洗晶边工艺方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI334161B (en) 2010-12-01
US7691559B2 (en) 2010-04-06
TW200710941A (en) 2007-03-16
CN1892445B (zh) 2012-04-18
KR20070003657A (ko) 2007-01-05
NL1032067A1 (nl) 2007-01-09
JP2007013162A (ja) 2007-01-18
DE102006029225B4 (de) 2011-06-09
FR2888401B1 (fr) 2015-06-26
DE102006029225A1 (de) 2007-01-04
IL176568A0 (en) 2006-10-31
NL1032067C2 (nl) 2008-06-18
JP4709698B2 (ja) 2011-06-22
IL176568A (en) 2014-07-31
US20070003879A1 (en) 2007-01-04
FR2888401A1 (fr) 2007-01-12
SG128648A1 (en) 2007-01-30
KR100801159B1 (ko) 2008-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1892445A (zh) 半导体晶片的处理方法及晶边残余物去除系统
US10048593B2 (en) Resist pattern forming method, semiconductor apparatus using said method, and exposure apparatus thereof
CN1892436A (zh) 浸润式光刻的方法及其处理系统
KR101170255B1 (ko) 반도체 기판의 표면 처리 방법 및 장치
CN1916767A (zh) 光刻图形的形成方法
TW202344939A (zh) 對經顯影圖案層進行處理的方法
CN101354534B (zh) 光刻胶的涂布方法及光刻图形的形成方法
TWI546376B (zh) 晶圓處理液及使用其移除並平坦晶圓邊緣塗佈薄膜及平坦化光阻表面的設備和方法
JP2007220890A (ja) 塗布現像処理装置における基板周縁処理方法
CN1427455A (zh) 半导体制造装置及半导体元件制造方法
CN1799007A (zh) 用于去除光敏树脂的稀释剂组合物
CN1403561A (zh) 清洗感光性树脂用稀释剂组合物
CN106057653B (zh) 半导体装置的制造方法
JP4167642B2 (ja) レジストパターン形成方法
US20160090565A1 (en) Cleaning composition and method for semiconductor device fabrication
JP3348842B2 (ja) 回転塗布膜の形成方法
CN1815372A (zh) 图案形成方法
CN1892433A (zh) 进行湿浸式光刻的方法、湿浸式光刻系统、及装置
JP4374042B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4672763B2 (ja) レジストパターン形成方法
US7208454B2 (en) Cleaning solution for removing anti-reflective coating composition
JP2008130600A (ja) 塗布膜の形成方法および塗布膜形成装置
CN1926663A (zh) 抗蚀膜的剥离法和再造法
CN1916766A (zh) 浸润式光刻的方法及其处理方法
JP5412230B2 (ja) コート材除去装置及びコート材除去方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant