專利名稱：配置成從頂部和底部接收流體的光刻膠工具的清洗制具的制作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路及用于半導體器件制造的工藝。更具體而言，本 發明提供一種用于提高工藝環境清潔度和減少集成電路上的缺陷的方法 和裝置。僅作為示例，本發明被應用到光刻工藝中。但應認識到，本發明 有著更寬范圍的應用。例如，本發明可以應用到各種器件，諸如動態隨機
存取存儲器器件、靜態隨機存取存儲器器件(SRAM)、專用集成電路 (ASIC)器件、微處理器和微控制器、閃存器件及其它。
背景技術：
集成電路或"IC"已從制造在硅單芯片上的少數互連器件發展到數 百萬的器件?，F在的IC提供了遠i4^過最初想象的性能和復雜度。為了 實現復雜度和電路密度(即，能封裝到給定芯片面積上的器件數目)的提 高，也稱作器件"幾何形狀"的最小器件特征尺寸已隨著每一代IC而變 小?，F在正以小于四分之一微米的特征尺寸來制造半導體器件。
提高電路密度不僅提高了 IC的復雜度和性能，還向消費者提供了更 低成本的部件。IC制造設備可價值數億甚至數十億美元。每個制造設備 具有一定的晶片產量，并且在每個晶片上具有一定數目的IC。因此，通 過<吏IC的單個器件更小，可在每個晶片上制造更多的器件，由此增加了 制造設備的產量。由于在IC制造中使用的每個工藝都具有局限性，所以 使器件更小很有挑戰性。也就是說，給定的工藝通常僅適于確定的特征尺 寸，因此，需要改變工藝或者器件布局。
使器件越來越小的重要的半導體工藝的例子是用于集成電路制造的 光刻工藝。光刻工藝包括以下步驟沉積光刻膠材料，圖案化并顯影 (developing)光刻膠材料。
光刻膠的沉積典型地涉及向旋轉的晶片的表面應用液體材料。該工藝 可以導致在光刻膠處理裝置內光刻膠材料的噴灑和噴射。這種噴灑和噴射 的液滴可以導致為施加光刻膠而放置在光刻膠處理裝置內的其它晶片的 污染。從以上可看出期望一種處理半導體器件的改進技術。

發明內容
本發明涉及集成電路及用于半導體器件制造的工藝。更具體而言，本 發明提供一種用于提高工藝環境清潔度和減少集成電路上的缺陷的方法 和裝置。僅作為示例，本發明初應用到光刻工藝中。但應i人識到，本發明 有著更寬范圍的應用。
根據一個實施例，提供了一種用于從旋涂處理裝置(spin-on coating chamber)清洗光刻膠的光刻膠槽清洗盤制具(cup wash disk jig),其從 底部和頂部接收清洗溶劑，提高了清洗效率。光刻膠槽清洗盤包括第一組
通道，所述第一組通道允許了設置在光刻膠槽清洗盤制具頂表面的孔與沿 制具邊緣分布的多個口之間的流體連通。溶劑被施加到制具的頂表面，例 如通過一般被用來分配(dispense)光刻膠材料的現有的光刻膠減量控制 (RRC)噴嘴。溶劑流經這些通道并通過所述口從盤側噴出，從而促進 從光刻膠處理裝置的光刻膠槽(coater cup)部分去除光刻膠殘余物。溶 劑也可以施加到制具底表面的開口，例如通過背沖洗噴嘴，以流經第二組 通道并通過不同的制具邊緣口噴出。
借助本發明可獲得超過傳統技術的許多優點。例如本發明提供了用于 處理集成電路的清潔環境。在特定實施例中，根據本發明的裝置和方法提 供了消除特定缺陷并提高器件成品率的手段。依據實施例，可獲得這些優 點中的一個或多個。以下通過本申請將更徹底和更具體地描述這些和其它 的優點。
根據本發明實施例的用于處理襯底的裝置包括光刻膠處理裝置， 其具有圍繞可旋轉支撐部的壁；清洗制具，其包括限定開口的頂板，所述 開口通過流體通道與邊緣部分的口流體連通。噴嘴被配置成當清洗制具旋 轉時向下噴射液體到開口中，4吏得液體流經通道和口并向壁噴射。
根據本發明實施例的用于清洗光刻膠分配工具的裝置包括第一板和 頂板，所述頂板限定了開口，所述開口通過限定在第一板和頂板之間的流 體通道與邊緣部分的口流體連通。該開口被配置成接收來自噴嘴的清洗流 體并向著周圍的壁將清洗流體引出所述口。
根據本發明實施例的用于清洗光刻膠處理裝置的方法包括將清洗制 具設置在處理裝置內的可旋轉的支撐部上，該清洗制具包括頂板，所述頂板限定了開口，所述開口通過流體通道與邊緣部分的口流體連通；以及 旋轉支撐部和清洗制具。當清洗制具旋轉時，清洗液體從噴嘴向下流到開 口中，使得液體流經通道和所述口并向光刻膠處理裝置的壁噴射。
參考詳細描述和隨后的附圖，可以更徹底地理解本發明的各種其它的 目標、特征和優勢。


圖1A是用于清洗光刻膠旋涂處理裝置的傳統裝置的簡化橫截面圖。
圖1B是在圖1A的傳統裝置中使用的傳統光刻膠槽清洗盤裝置的簡 化平面圖。
圖1C是圖1A的傳統光刻膠槽清洗盤的筒化橫截面圖。
圖1CA是圖1C的傳統光刻膠槽清洗盤的簡化側面正視圖。
圖2是用于向襯底表面分配流體的傳統裝置的簡化橫截面圖。
圖3AA是襯底表面的電子顯微圖，示出在光刻膠處理期間出現的缺陷。
圖3AB是示出圖3AA的缺陷的放大視圖的電子顯微圖。
圖3B是襯底表面的電子顯微圖，示出在光刻膠處理期間出現的另一 缺陷。
圖3C另一襯底表面的電子顯微圖，示出在光刻膠處理期間產生的又一 缺陷。
圖4A是根據本發明實施例的用于清洗光刻膠旋涂室的裝置的簡化橫 截面圖。
圖4B是圖4A的光刻膠槽清洗盤裝置的簡> ^截面圖。
圖4BA是圖4A的光刻膠槽清洗盤裝置的筒化側面正視圖。
圖4C是圖4A裝置中使用的光刻膠槽清洗盤裝置的實施例的簡化平 面圖。
圖5對由傳統工藝的流程(recipe)步驟所消耗的時間和由根據本發 明實施例的工藝所消耗的時間進行了比較。
具體實施例方式
根據本發明，提供了用于處理襯底的技術。更具體而言，本發明提供 一種用于提高工藝環境清潔度和減少集成電路上的缺陷的方法和裝置。僅 作為示例，本發明被應用到光刻工藝中。但應認識到，本發明有著更寬范 圍的應用。
圖1A是用于清洗光刻膠旋涂處理裝置的傳統裝置的簡化橫截面圖。 裝置100包括光刻膠槽102，光刻膠槽102圍繞著襯底支撐部106和處理 裝置104的邊緣。襯底支撐部106被配置成在處理裝置104中旋轉地支撐 襯底或者具有與襯底相似尺度的光刻膠槽清洗盤制具108。
當襯底或工件被提供到處理裝置內時，例如旋轉夾盤的可旋轉支撐 部，通過支撐部施加真空以將工件固定到支撐部上，且然后襯底和支撐部 兩者都被旋轉，而液體光刻膠從上方的光刻膠減量控制(RRC)噴嘴被 施加到旋轉的襯底或工件的中心。圖2是用于向襯底表面分配流體114的 傳統裝置的簡化橫截面圖，示出了 RRC噴嘴110、襯底112和支撐部106。
由于被支撐的襯底在處理裝置中旋轉，液體光刻膠以均勻厚度分布在 襯底表面之上，且過量的光刻膠從襯底側噴出。光刻膠槽102接收和阻止 該噴出的過量的光刻膠材料，大部分的這些材料向下流到處理裝置的底部 以便收集。
然而， 一些過量的光刻膠干在光刻膠槽102的側部上，作為殘余物留 在室中。這種干的光刻膠可以污染fil^故故置到處理裝置中以接收光刻膠 的其它晶片。
去除。相應的，圖1B是在圖lA的傳統裝置中;用"傳統k;膠槽清洗 盤裝置的簡化平面圖。圖1C是用于清洗光刻膠旋涂處理裝置的傳統裝置 的簡化橫截面圖。圖1CA是圖1C的傳統裝置的簡化的側面正視圖。
圖1B到圖1CA中的光刻膠槽清洗測試制具108包括限定上表面154 的上板152、邊緣156以及被多個螺栓162固定并限定下表面160的下板 158，多個通道164，所述多個通道164被下板158封住且與邊緣165中 的口 166流體連通。在工作中，光刻膠槽清洗制具108被插入到處理裝置 中，使得下表面160與支撐部106接觸。然后支撐部106和光刻膠槽清洗 制具108在處理裝置內^L旋轉，而來自^:置在處理裝置底部的背部沖洗噴 嘴170的溶劑被噴射到光刻膠槽清洗制具108下側的開口 172中。旋轉光刻膠槽清洗制具108的力使液體流經通道164并通過邊緣口 166被噴出到 光刻膠槽102的內表面，由此帶來殘余物的去除。
圖1A至圖1CA所示的傳統的光刻膠槽清洗制具可以有效地去除旋 轉光刻膠留下的殘余物。然而， 一些殘余物仍被留下并導致在處理的襯底 上形成缺陷。例如，圖3AA是襯底表面的電子顯微圖，示出在光刻膠處 理期間出現的缺陷。光刻膠圖3AB是示出圖3AA的缺陷的放大視圖的電 子顯微圖。
圖3B至圖3C是示出在襯底表面上出現的"球型"缺陷的電子顯微 圖。這些"球型"缺陷可能是上述傳統的光刻膠槽清洗盤制具應用溶劑時， 沒有完全去除的過量的光刻膠材料的結塊或聚集引起。這種成塊或聚集的 光刻膠材料可以不利地影響后面的光刻膠顯影步驟。
為了更有效地從光刻膠處理工具的處理裝置中去除不想要的殘余物， 根據本發明的實施例涉及一種光刻膠槽清洗盤制具，其被配置成從底部和 頂部接收清洗溶劑，從而提高清洗效率。光刻膠槽清洗盤包括第一組通道， 其允許了設置在光刻膠槽清洗盤制具的頂表面中的孔與沿制具邊緣分布 的多個口之間的流體連通。例如溶劑通過現有工具的光刻膠減量控制 (RRC)噴嘴施加到制具的頂表面，流經這些通道并經所述口從盤側噴 出，從而促悉火處理裝置的光刻膠槽部分去除光刻膠殘余物。溶劑也可以 例如從背部沖洗噴嘴施加到制具底表面的開口 ，流經第二組通道并通過不 同的制具邊緣口噴出。
圖4A是根據本發明實施例的用于清洗光刻膠旋涂處理裝置的簡化橫 截面圖。圖4B是圖4A的光刻膠槽清洗盤制具的簡化橫截面圖。圖4C是 圖4B的光刻膠槽清洗盤制具邊緣的簡化正視圖。圖4C是圖4A至BA中 的光刻膠槽清洗盤制具的簡化平面圖。
光刻膠處理裝置400包括具有壁的處理裝置404，光刻膠槽404包括 光刻膠槽元件402和襯底支撐部406。襯底支撐部406被配置成在處理裝 置400中旋轉地支撐襯底或者具有與襯底相似尺度的光刻膠槽清洗盤制 具408。當襯底^Li殳置在處理裝置內的支撐部上時，支撐部和襯底^L旋轉， 同時液體光刻膠從上方的光刻膠減量控制(RRC)噴嘴409被施加到旋 轉的襯底的中心。
可替換的，根據本發明實施例的光刻膠槽清洗測試制具408被設置在 可旋轉支撐部406上的處理裝置內。光刻膠槽清洗制具408包括具有表面452的上板450,邊緣構件454，以及具有表面458的下板456，通過螺栓 或螺釘固定在一起。與圖1A至1C中的傳統光刻膠槽清洗制具108相同， 根據本發明的光刻膠槽清洗制具408包括與下表面458中的開口 472和邊 緣465中的口 466流體連通的多個第一通道464。然而，與傳統光刻膠槽 清洗制具108不同的是，根據本發明實施例的光刻膠槽清洗制具408還包 括與光刻膠清洗測試制具的上板450中的開口 482和邊緣465中的第二組 (上)口 486流體連通的多個第二通道480。
在操作中，光刻膠槽清洗制具408被插入到處理裝置中，使得下表面 458與支撐部406接觸。然后，支撐部406和光刻膠槽清洗制具408在處 理裝置內旋轉，同時來自設置在處理裝置底部的背部沖洗噴嘴470的溶劑 噴射到光刻^^槽清洗制具下側的開口 472中。旋轉光刻膠槽清洗制具的力 使溶劑流經通道464并通過邊緣口 466而噴出到光刻膠槽402的內表面， 從而導致從光刻膠槽上去除殘余物。
同時，"沒置在處理裝置頂部的RRC噴嘴409噴射溶劑到限定在光刻 膠槽清洗制具的頂表面中的開口 482中。旋轉光刻膠槽清洗制具的力也使 溶劑流經第二通道480并通過第二邊緣口 486而噴出到光刻^^槽的內表 面，從而促進將光刻膠槽元件以及其上的任何殘余物暴露給溶劑。
根據本發明的裝置和方法的實施例提供一些優于傳統技術的優點。一 個重要的優勢是易于兼容現有系統。如上所述，傳統的處理系統通常采用 被配置成向下噴射液體光刻膠材料到晶片表面上的RRC噴嘴。通過將這 種RRC噴嘴配置成選擇性地接收光刻膠去除溶劑而不是液體光刻膠，改 進的清洗制具適合用于現有的光刻膠分配系統。
由本發明實施例提供的另一個優勢是提高清洗效率。特別的，由于光 刻膠槽元件同時暴露于從旋轉的光刻膠槽清洗制具的兩個不同的口中噴 射的溶劑，光刻膠槽上的任何殘余物將被更徹底的去除。
由本發明實施例提供的另一個優勢是更快的清洗，因此帶來更高的產 量。例如，圖5比較了當實現相同的清洗時由傳統工藝的^^呈步驟所消耗 的時間與依照本發明實施例的工藝所消耗時間。圖5示出利用依照本發明 的實施例，處理時間減少了68秒。
盡管根據具體實施例說明了上述內容，但可以進行其它的修改、替換 和變型。例如，盡管結合對被配置成將光刻膠施加到旋轉襯底的處理裝置 進行清洗而描述了上述實施例，但本發明不限于這種特定應用。根據可選的實施例，本發明也可以用在除了光刻膠工藝以外的其它工藝中，在所述 光刻膠工藝液體被施加到旋轉襯底的表面。
而且，雖然上述實施例被描述為可以在襯底上制造半導體器件期間防 止污染，但本發明的實施例不限于這種具體應用，才艮據可選實施例，還可 以用于除半導體襯底以外的制造，包括但不限于，硬磁盤材料，諸如用于
DVD、 CD和CD-ROM的光盤材料，以及包括玻璃或其它絕緣材料的平 板。
應當理解，在此描述的實施例和例子僅用于示例，并且對本領域的技 術人員來說各種修改和改變是明顯的，且應包括在本申請的范圍、精神和 所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種處理襯底的裝置，所述裝置包括處理裝置，具有圍繞可旋轉支撐部的壁；清洗制具，包括限定通過流體通道與邊緣部分的口流體連通的開口的頂板；以及噴嘴，被配置成當所述清洗制具旋轉時向下噴射液體至所述開口中，使得所述液體流經所述通道和所述口并向所述壁噴射。
2. 如權利要求l的裝置，其中所述噴嘴被選擇性地配置成流出包括 光刻膠和用于去除光刻膠的溶劑中一個的液體。
3. 如權利要求l的裝置，其中所述清洗制具為半導體晶片、磁記錄 介質、光記錄介質和平板顯示器中一個的形狀。
4. 如權利要求3的裝置，其中所述清洗制具為具有約200mm的直 徑的半導體晶片的形狀。
5. 如權利要求l的裝置，其中所述清洗制具還包括限定第二開口 的底板，所述第二開口通過第二流體通道與邊緣部分的第二 口流體連 通；分開所述第一流體通道與所述第二流體通道的中間板；所述裝置 還包括被配置成噴射所述液體到所述第二開口中的背部沖洗噴嘴。
6. 如權利要求l的裝置，其中所述噴嘴被選擇性地配置成流出包括 用于去除光刻膠的溶劑的液體。
7. 如權利要求1的裝置，其中所述底板沿被配置成與所述支撐部接 觸的下表面限定所述第二開口 。
8. —種用于清洗光刻膠分配工具的裝置，所述裝置包括第一板；以及頂板，限定了通過限定在所述第一板和所述頂板之間的流體通道 與邊緣部分的口流體連通的開口 ，所述開口被配置成從噴嘴接收清洗 流體并向著周圍的壁將所述清洗流體引出所述口。
9. 如權利要求8的裝置，其具有半導體晶片、磁記錄介質、光記錄 介質和平板顯示器中一個的形狀。
10. 如權利要求8的裝置，其具有約200mm的直徑的半導體晶片的形狀。
11. 如權利要求8的裝置，還包括限定第二開口的底板，所述第二開 口通過第二流體通道與邊緣部分的第二口流體連通；分開所述第一流 體通道與所述第二流體通道的所述第一板；所述第二開口，被配置成 從背部沖洗噴嘴接收第二清洗流體并向著周圍的壁將所述清洗流體 引出所述第二口。
12. 如權利要求11的裝置，其中所述底板沿被配置成與所述支撐部 接觸的下表面限定所述第二開口 。
13. —種用于清洗處理裝置的方法，所述方法包括將清洗制具i殳置在處理裝置內的可旋轉支撐部上，所述清洗制具 包括限定開口的頂板，所述開口通過流體通道與邊緣部分的口流體連 通；旋轉所述支撐部和所述清洗制具；以及當所述清洗制具旋轉時使來自噴嘴的清洗液體向下流到所述開 口中，使得所述液體流經所述通道和所述口并向所述處理裝置的壁噴 射。
14. 如權利要求13的方法，還包括選擇性配置所述噴嘴以流出所述 清洗液體而不是液體光刻膠材料。
15. 如權利要求13的方法，其中所述清洗制具為半導體晶片、磁記 錄介質、光記錄介質和平板顯示器中的一個的形狀。
16. 如權利要求13的方法，其中所述清洗制具為直徑約200mm的 半導體晶片的形狀。
17. 如權利要求13的方法，其中所述清洗制具還包括限定第二開 口的底板，所述第二開口通過第二流體通道與邊緣部分的第二口流體 連通；分開所述第一流體通道與所述第二流體通道的中間板；所述方 法還包括將所述清洗液體從背部沖洗噴嘴流到所述第二開口 。
18. 如權利要求13的方法，其中所述底板沿被配置成與所述可旋轉 支撐部接觸的下表面限定所述第二開口 。
全文摘要
用于從旋涂處理裝置清洗光刻膠的光刻膠槽清洗盤制具，其從頂部和底部接收清洗溶劑，提高了清洗效率。光刻膠槽清洗盤制具包括第一組通道，所述第一組通道允許了設置在光刻膠槽清洗盤制具的頂表面的孔與分布在制具邊緣的多個口之間的流體連通。例如通過通常用來分配光刻膠材料的現有的光刻膠減量控制(RRC)噴嘴，溶劑被施加到制具的頂表面。溶劑流經這些通道并經所述口從盤側噴射，從而促進從處理裝置的光刻膠槽部分去除光刻膠殘余物。溶劑也可被施加到制具底表面的開口，例如通過背部沖洗噴嘴，流經第二組通道并經制具邊緣的不同口噴射。
文檔編號G03F7/42GK101620384SQ200810040279
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月4日 優先權日2008年7月4日
發明者偉 朱, 鐘健民, 楓 陳, 陳群琦 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司