專利名稱：在邊緣光刻膠去除過程中減少晶圓缺陷的方法及晶圓結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體器件制造技術，特別涉及一種在邊緣光刻膠去除(EBR，Edge Bead Removal)過程中減少晶圓缺陷的方法及晶圓結構。
背景技術：
在半導體制程過陳中，光刻是其中的一個非常重要的步驟。光刻的本質就是將電路結構復制到以后要進行刻蝕步驟及離子注入步驟的晶圓底層薄膜上。在進行光刻過程 中，在晶圓襯底上涂敷抗反射涂層，用于防止晶圓襯底的光反射；然后再涂敷光刻膠層后， 進行曝光，在光刻膠層形成圖案后，按照該圖案對晶圓襯底進行刻蝕或離子注入。但是，這種光刻技術隨著半導體器件的特征尺寸減小，在曝光后對晶圓襯底進行 刻蝕或離子注入時在光刻膠層形成的圖案會倒坍，及刻蝕選擇比達不到半導體器件的特征 尺寸的要求，導致所制作的半導體器件性能下降。為了提高對晶圓的光刻精度，可以采用浸沒式光刻方法，浸沒式光刻方法就是使 掃描頭和晶圓邊緣表面之間通過浸沒液進行相互作用，進行光刻。為了采用浸沒式光刻方法對晶圓進行光刻，采用的晶圓結構如圖1所示，圖1為采 用浸沒式光刻時晶圓的結構的剖面示意圖，包括晶圓襯底10、底部防反射涂層20、含硅的 底部防反射涂層30、光刻膠涂層40及頂部涂層50。其中，晶圓襯底10上的底部防反射涂層20采用的涂層材料為有機絕緣材料，該底 部防反射涂層20作為吸光層，減小晶圓襯底10的光反射；含硅的底部防反射涂層30為摻 雜硅的有機絕緣材料，覆蓋在底部防反射涂層20上，用于提高底部防反射涂層20對于光刻 膠涂層40的刻蝕選擇比；光刻膠涂層40覆蓋在含硅的底部防反射涂層30上，用于通過曝 光進行圖案化；頂部涂層50覆蓋在光刻膠涂層40上，用于在采用浸沒式光刻的過程中，對 光刻膠涂層40進行圖案化時防止光刻膠涂層40出現殘留顆粒而隨著浸沒液在晶圓表面移 動，造成晶圓缺陷。從圖1可以看出，由于晶圓襯底10上面幾個涂層都是分別采用旋涂敷工藝形成 的，所以在形成晶圓襯底10上面幾個涂層的過程中，旋轉晶圓的離心力會使上面幾個涂層 在旋轉涂敷時的涂層材料流動并流到晶圓襯底10邊緣及背面，即在晶圓襯底10邊緣及背 面形成隆起。在后續(xù)浸沒式光刻步驟時，晶圓襯底10的邊緣及背面隆起的涂層材料就會脫 落并產生顆粒，這些顆粒可能隨著浸沒液落在最終形成器件的有源區(qū)、硅片傳送系統(tǒng)和工 藝設備中，導致晶圓缺陷密度增加，最終導致形成器件的缺陷。為了克服上述問題，現有可以采用EBR方法對晶圓襯底10邊緣及背面隆起的涂層 材料進行去除。具體地，EBR方法可以分為化學EBR方法及光學EBR方法。其中，化學EBR方法的過程為在晶圓襯底10上旋轉涂敷某一涂層時，裝配一噴 嘴，在旋轉的晶圓襯底10邊緣側噴出少量去邊溶劑，由去邊溶劑去除晶圓襯底10邊緣及背 面隆起的涂層材料。光學EBR方法的過程為采用激光曝光晶圓襯底10的邊緣后，軟化了光刻膠涂層40并使光刻膠涂層40的邊緣及晶圓襯底10背面隆起的光刻膠涂層40的涂層材料在正常 顯影步驟中或設置的噴嘴在旋轉的晶圓襯底10邊緣側噴出的去邊溶劑去除。典型的去邊溶劑為丙烯乙二醇一甲胺以太醋酸鹽(PGMEA)或者乙烯二醇一甲胺 以太醋酸鹽(EGMEA)。在圖1中，由于含硅的底部防反射涂層30用于提高底部防反射涂層20對于光刻 膠涂層40的刻蝕選擇比，所以一般在EBR過程中需要和底部防反射涂層20的覆蓋面積相 同；由于頂部涂層50是防止在浸沒式光刻時光刻膠涂層40上出現殘留顆粒而隨著浸沒液 在晶圓表面移動，所以一般在EBR過程中需要覆蓋住光刻膠涂層40，即頂部涂層50的覆蓋 面積大于光刻膠涂層40的覆蓋面積，如圖2所示。但是，由于晶圓襯底10上的底部防反射涂層20為無機物，在進行EBR過程中很難 去除干凈，去除時在晶圓襯底10和底部防反射涂層20之間的連接處會有殘留物，如圖3所 示的現有技術在涂敷含硅的底部防反射涂層之前的晶圓邊緣結構的俯視示意圖。如果在此 基礎上覆蓋和底部防反射涂層20的覆蓋面積相同的含硅的底部防反射涂層30，則如圖5所 示的現有技術晶圓邊緣結構的俯視示意圖，可以看出，在晶圓襯底10和底部防反射涂層20 之間連接處的殘留物暴露(底部防反射涂層20和含硅的底部防反射涂層30的覆蓋面積相 同，所以俯視圖中重合)，這會導致在后續(xù)浸沒式光刻過程中隨著浸沒液，將該殘留物帶到 晶圓表面，導致晶圓缺陷。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種在邊緣光刻膠去除過程中減少晶圓缺陷的方法，該方 法能夠在邊緣光刻膠去除過程中減少晶圓缺陷。本發(fā)明還提供一種在邊緣光刻膠去除過程中減少晶圓缺陷的晶圓結構，該晶圓結 構能夠在邊緣光刻膠去除過程中減少晶圓缺陷。為達到上述目的，本發(fā)明實施例的技術方案具體是這樣實現的一種在邊緣光刻膠去除EBR過程中減少晶圓缺陷的方法，在晶圓襯底上涂敷底部 防反射涂層后進行EBR ；涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR ；涂敷光刻膠涂層后進行 EBR ；涂敷頂部涂層后進行EBR，該方法還包括所述涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR得到的覆蓋面積，大于涂敷底部防反 射涂層后進行EBR得到的覆蓋面積。所述涂敷底部防反射涂層后進行EBR得到的底部防反射涂層的邊緣距離晶圓襯 底的邊緣為1. 1 1. 5mm ；所述涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR得到的含硅的底部防反射涂層的邊 緣距離晶圓襯底的邊緣為0. 6mm 0. 8mm ；所述涂敷光刻膠涂層后進行EBR得到的光刻膠涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣 為 2. Omm 2. 2mm。一種在邊緣光刻膠去除EBR過程中減少晶圓缺陷的晶圓結構，包括晶圓襯底、EBR 后的底部防反射涂層、EBR后的含硅的底部防反射涂層、EBR后的光刻膠涂層及EBR后的頂 部涂層，所述EBR后的含硅的底部防反射涂層的覆蓋面積，大于EBR后的底部防反射涂層的
覆蓋面積。
所述EBR后的底部防反射涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣為1. 1 1. 5mm ；所述EBR后的含硅的底部防反射涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣為0.6mm
0.8mm ；所述EBR后的光刻膠涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣為2. Omm 2. 2mm。由上述技術方案可見，本發(fā)明使進行EBR方法后的含硅的底部防反射層30的覆蓋 面積大于進行EBR方法后的底部防反射層20，從而使在晶圓襯底10和底部防反射涂層20 之間連接處的殘留物不暴露在晶圓襯底10表面，在后續(xù)浸沒式光刻過程中不會隨著浸沒 液，將該殘留物帶到晶圓表面，避免晶圓缺陷。因此，本發(fā)明提供的方法及晶圓結構，可以在 邊緣光刻膠去除過程中減少晶圓缺陷。


圖1為現有技術采用浸沒式光刻時晶圓的結構的剖面示意圖；圖2為現有技術采用EBR方法后的浸沒式光刻時晶圓結構的剖面示意圖；圖3為現有技術在涂敷含硅的底部防反射涂層之前的晶圓邊緣結構的俯視示意 圖；圖4為現有技術晶圓邊緣結構的俯視示意圖；圖5為本發(fā)明采用EBR方法后的浸沒式光刻時晶圓結構的剖面示意圖；圖6為本發(fā)明采用EBR方法對進行浸沒式光刻的晶圓結構進行處理的方法流程 圖；圖7為本發(fā)明晶圓邊緣結構的俯視示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發(fā)明作進一步詳細說明。從現有技術可以看出，是由于晶圓襯底10和底部防反射涂層20之間連接處的殘 留物暴露，而在后續(xù)浸沒式光刻過程中隨著浸沒液，將該殘留物帶到晶圓表面，最終導致晶 圓缺陷。所以為了克服這個缺陷，本發(fā)明使晶圓襯底10和底部防反射涂層20之間連接處 的殘留物不暴露在晶圓襯底10上，采用的方法為使進行EBR方法后的含硅的底部防反射涂 層30的覆蓋面積大于進行EBR方法后的底部防反射涂層20的覆蓋面積，也就是減小進行 EBR方法后的底部防反射涂層20的覆蓋面積。結合圖5所示的本發(fā)明采用EBR方法后的浸沒式光刻時晶圓結構的剖面示意圖， 具體說明本發(fā)明如何采用EBR方法對進行浸沒式光刻的晶圓結構進行處理的，方法如圖6 所示，其具體步驟為步驟601、采用化學EBR方法消除晶圓襯底10上的底部防反射涂層20在晶圓襯 底10邊緣及背面隆起的涂層材料，使底部防反射涂層20的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣為
1.Imm ；在本步驟中，底部防反射涂層20的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣為1. Imm可以進 行實時測量得到，當測量得到底部防反射涂層20的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣為1. Imm 時，停止化學EBR方法；
步驟602、采用化學EBR方法消除含硅的底部防反射涂層30在晶圓襯底10邊緣 及背面隆起的涂層材料，使含硅的底部防反射涂層30的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣為
0.6mm 0. 8mm ；在本步驟之前，先采用旋涂工藝在已經進行化學EBR方法的底部防反射涂層20涂 敷含硅的底部防反射涂層30 ；在本步驟中，實時測量含硅的底部防反射涂層30的邊緣和晶圓襯底10的邊緣之 間的距離，當距離為0. 6mm 0. 8mm,停止進行化學EBR方法；步驟603、采用光學EBR方法消除光刻膠涂層40在晶圓襯底10邊緣及背面隆起的 涂層材料，使光刻膠涂層40的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣為2. Omm 2. 2mm ；在本步驟中，實時測量光刻膠涂層40的邊緣和晶圓襯底10的邊緣之間的距離，當 距離為0. 6mm 0. 8mm,停止進行光學EBR方法；步驟604、采用化學EBR方法消除頂部涂層50在晶圓襯底10邊緣及背面隆起的涂 層材料，使頂部涂層50的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣為1. 3mm 1. 5mm ；在本步驟中，實時測量頂部涂層50的邊緣和晶圓襯底10的邊緣之間的距離，當距 離為1. 3mm 1. 5mm，停止進行化學EBR方法。從圖6可以看出，通過減小進行EBR方法后的底部防反射涂層20的覆蓋面積的方 法，使進行EBR方法后的含硅的底部防反射涂層30的覆蓋面積大于進行EBR方法后的底部 防反射涂層20的覆蓋面積，從而使晶圓襯底10和底部防反射涂層20之間連接處的殘留 物覆蓋在進行EBR方法后的含硅的底部防反射涂層30中而沒有暴露在晶圓襯底10表面， 如圖7所示的本發(fā)明晶圓邊緣結構的俯視示意圖，在后續(xù)浸沒式光刻過程中不會隨著浸沒 液，將該殘留物帶到晶圓表面，避免晶圓缺陷。在本發(fā)明中，由于含硅的底部防反射涂層30的涂層材料為摻雜硅的有機絕緣材 料，所以在進行EBR過程中溶于去邊溶劑，易于被去除干凈，不會產生殘留物。而光刻膠涂 層40和上層涂層50的涂層材料也是有機物，所以在進行EBR過程中也易于溶于去邊溶劑， 易于被去除干凈，不會產生殘留物。在本發(fā)明中，采用化學EBR方法消除晶圓襯底10上的底部防反射涂層20在晶圓 襯底10邊緣及背面隆起的涂層材料，使底部防反射涂層20的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣 也可以不為1. 1mm，而只要保證底部防反射涂層20的覆蓋面積小于含硅的底部防反射涂層 30的覆蓋面積，大于光刻膠涂層40的覆蓋面積(保證在對光刻膠涂層40時，減少對晶圓 襯底10的光反射)即可。因此，底部防反射涂層20的邊緣距離晶圓襯底10的邊緣可以為
1.Imm 1. 5mm，較佳實施例為 1. 2mm、1. 3mm 和 1. 4mm 等。以上舉較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所 應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之 內。
權利要求
一種在邊緣光刻膠去除EBR過程中減少晶圓缺陷的方法，在晶圓襯底上涂敷底部防反射涂層后進行EBR；涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR；涂敷光刻膠涂層后進行EBR；涂敷頂部涂層后進行EBR，其特征在于，該方法還包括所述涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR得到的覆蓋面積，大于涂敷底部防反射涂層后進行EBR得到的覆蓋面積。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂敷底部防反射涂層后進行EBR得到的 底部防反射涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣為1. 1 1. 5mm ；所述涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR得到的含硅的底部防反射涂層的邊緣距 離晶圓襯底的邊緣為0. 6mm 0. 8mm ；所述涂敷光刻膠涂層后進行EBR得到的光刻膠涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣為 2. Omm 2. 2mm。
3.—種在邊緣光刻膠去除EBR過程中減少晶圓缺陷的晶圓結構，包括晶圓襯底、EBR后 的底部防反射涂層、EBR后的含硅的底部防反射涂層、EBR后的光刻膠涂層及EBR后的頂部 涂層，其特征在于，所述EBR后的含硅的底部防反射涂層的覆蓋面積，大于EBR后的底部防 反射涂層的覆蓋面積。
4.如權利要求3所述的晶圓結構，其特征在于，所述EBR后的底部防反射涂層的邊緣距 離晶圓襯底的邊緣為1. 1 1. 5mm ；所述EBR后的含硅的底部防反射涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣為0. 6mm 0. 8mm ；所述EBR后的光刻膠涂層的邊緣距離晶圓襯底的邊緣為2. Omm 2. 2mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在邊緣光刻膠去除(EBR，Edge Bead Removal)過程中減少晶圓缺陷的方法及晶圓結構，該方法包括在晶圓襯底上涂敷底部防反射涂層后進行EBR；涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR；涂敷光刻膠涂層后進行EBR；涂敷頂部涂層后進行EBR，所述涂敷含硅的底部防反射涂層后進行EBR得到的覆蓋面積，大于涂敷底部防反射涂層后進行EBR得到的覆蓋面積。本發(fā)明提供的方法及晶圓結構可以在邊緣光刻膠去除過程中減少晶圓缺陷進而提高成品率。
文檔編號H01L23/00GK101819382SQ200910146319
公開日2010年9月1日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權日2009年2月26日
發(fā)明者胡華勇, 舒強 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司