[發(fā)明專利]處理襯底表面的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380077961.6
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN105340073A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.施米德鮑爾;T.岑格;F.施密德;T.韋澤;H.施特爾茨哈默;M.特拉克斯多夫
• 申請（專利權(quán)）人: EV集團E·索爾納有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳晟;劉春元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1中所主張的方法及一種如權(quán)利要求8中所主張的裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體行業(yè)中，無數(shù)化學(xué)品用于處理半導(dǎo)體襯底。許多化學(xué)品具有永久保持在襯底上或其中的成分，其它化學(xué)品在使用后繼而自襯底的表面再次移除。在使用后必須再次移除的最公知的材料種類中之一是抗蝕劑。

抗蝕劑主要用于產(chǎn)生表面屏蔽。抗蝕劑首先通過涂覆工序施加至襯底的表面。最常見類型的施加是抗蝕劑旋涂及抗蝕劑噴涂。在此抗蝕劑層的厚度通常在微米范圍中。在抗蝕劑層的施加之后，極通常實施熱處理步驟，這允許溶劑蒸發(fā)且將干凈、部分固化的漆留在襯底的表面上。在此熱處理步驟之后，抗蝕劑可進行曝光。

層(特別抗蝕劑層)的移除(清潔)在可大致劃分成兩個群組的特殊處理設(shè)備中發(fā)生。

第一處理設(shè)備群組包括所謂成批處理設(shè)備。在一成批處理設(shè)備中，數(shù)個晶圓固定于固持裝置上且浸入槽池中。槽池由用于剝除涂層的工序的化學(xué)品組成。成批處理設(shè)備可經(jīng)設(shè)計成為流體靜力或流體動力。在第一種變化形式中，其是具有靜態(tài)因此不循環(huán)液體的批。該實施例的優(yōu)點在于僅需要極其小量的化學(xué)品。主要缺點是所拆離層對化學(xué)品的污損。在清潔工序的過程中，層的成分的濃度上升。因此，清潔效率同時下降。此外，在已經(jīng)清潔的晶圓上尚未移除的層成分的沉積率上升以使得平均而言幾乎不發(fā)生對襯底的完整、高質(zhì)量表面清潔。在特定數(shù)目個經(jīng)處理晶圓之后可更換化學(xué)品，但化學(xué)品位于其中的容器的壁幾乎仍被污染。在流體動力版本中，化學(xué)品連續(xù)更新且已自襯底的表面剝除的層成分在完全發(fā)生襯底表面或容器的壁的再污染之前經(jīng)移除。成批處理設(shè)備因此通常需要大量化學(xué)品且因此導(dǎo)致對應(yīng)高化學(xué)品成本。此外，環(huán)境未必承受大量化學(xué)品的負擔。

第二處理設(shè)備群組包括所謂個別襯底處理設(shè)備，該個別襯底處理設(shè)備在使用晶圓時也可稱為個別晶圓處理設(shè)備。此類型的設(shè)備僅允許對襯底的串行處理。在清潔工序開始時，將化學(xué)品施加至要剝除或清潔的層，特別抗蝕劑。化學(xué)品在襯底的表面上保持特定時間，使該層溶解，且此后以控制方式移除。移除優(yōu)選地通過將化學(xué)品離心分離而發(fā)生。襯底因此優(yōu)選地固定于抗蝕劑旋涂涂層的襯底固持器上。化學(xué)品經(jīng)由噴嘴或軟管施加。

個別襯底處理設(shè)備以與成批處理設(shè)備完全相同的方式加熱化學(xué)品。需要對化學(xué)品進行溫度調(diào)節(jié)以開始和/或驅(qū)動和/或加速與要移除層的化學(xué)反應(yīng)。加熱和/或冷卻速率(以與加熱時間及加熱溫度完全相同方式)通常取決于參與工序的所有材料，因此取決于該層和/或化學(xué)品。

個別襯底處理設(shè)備具有優(yōu)于成批處理設(shè)備的數(shù)個決定性優(yōu)點。該個別襯底處理設(shè)備消耗較少化學(xué)品，可將受污染化學(xué)品極其容易自系統(tǒng)移除，需要較少能量供應(yīng)，這是因為僅較小量化學(xué)品需要加熱，且因此通常大部分較便宜，但每單位時間晶圓的輸送量通常較低。此外，已表明個別襯底處理設(shè)備中經(jīng)正確處理晶圓的良率通常優(yōu)于成批處理設(shè)備。

盡管個別襯底處理設(shè)備因此構(gòu)成成批處理設(shè)備的真正替代方案，但對化學(xué)品的可控制、準確及可再現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)構(gòu)成技術(shù)問題。在成批處理設(shè)備中，相反地，極其容易產(chǎn)生可以控制方式調(diào)整及再現(xiàn)的均勻溫度，這是因為化學(xué)槽池比要處理的襯底大。

在個別襯底處理設(shè)備中，覆蓋要清潔的襯底的表面的小量化學(xué)品足以致使層自表面的溶解，但在統(tǒng)計物理及熱力學(xué)意義上并非足夠大以充當熱緩沖器。此外，個別襯底處理設(shè)備中的化學(xué)品僅潤濕襯底的一側(cè)，而成批處理設(shè)備中的襯底由液體完全環(huán)繞且因此襯底經(jīng)最佳地充分加熱。

但近年來已表明，溫度的恒定維持對高效、完整、經(jīng)濟且可再現(xiàn)清潔工序是至關(guān)重要的。不足以將化學(xué)品加熱超過特定臨界溫度。發(fā)生最佳化清潔的處理窗口極其窄且必須精確維持。

一種技術(shù)問題在于加熱通常是單側(cè)式以使得存在大大影響液體(特別清潔液體)的溫度的熱梯度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的因此是提供一種用于處理(特別清潔)涂覆有抗蝕劑的襯底表面的尤其關(guān)于個別襯底處理設(shè)備的方法及裝置，其中清潔更有利且更快速，特別也以更環(huán)境友好方式發(fā)生。

此目的借助權(quán)利要求1及8的特征來達成。在從屬權(quán)利要求中給出本發(fā)明的有利改進方案。在說明書、權(quán)利要求書和/或圖中給出的特征中的至少兩者的所有組合也屬本發(fā)明的范疇。在既定值范圍下，所指示限制內(nèi)的值也將被視為經(jīng)揭示作為邊界值且將其以任何組合主張。

本發(fā)明闡述一種用于使用于處理(特別清潔)表面的液體(優(yōu)選地，化學(xué)品)保持處于盡可能恒定的溫度且優(yōu)選地同時確保盡可能均勻的溫度分布的裝置及方法。盡管根據(jù)本發(fā)明的實施例優(yōu)選地用于清潔工序，但其可用于其中液體必須保持處于恒定溫度的所有工序。可設(shè)想工序?qū)⑷缦拢?/p>