專利名稱：光罩清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種光罩清洗方法。
技術(shù)背景
現(xiàn)有技術(shù)中，很多情況下會用到光刻工藝，比如離子注入前，利用光刻工藝來定義 需要進(jìn)行離子注入的區(qū)域，在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制作過程中，利用光刻來定義淺溝槽隔離 區(qū)等。
圖1為現(xiàn)有光刻工藝的實(shí)現(xiàn)流程圖。如圖1所示，主要包括
步驟101 對硅片表面進(jìn)行清洗、脫水和成膜處理。
清洗包括濕法清洗和去離子水沖洗，以去除硅片表面的污染物，如顆粒、有機(jī)物以 及工藝殘余等；脫水致干烘培在一個(gè)封閉腔內(nèi)完成，以去除硅片表面的大部分水汽；脫水 后立即用六甲基二硅胺烷(HMDQ等進(jìn)行成膜處理，以增強(qiáng)硅片表面的黏附性。
步驟102 在處理后的硅片表面旋涂一層光刻膠。
通常，還需要對旋涂到硅片表面的光刻膠進(jìn)行軟烘處理，以去除光刻膠中的溶劑， 從而提高光刻膠對硅片表面的黏附性以及光刻膠的均勻性。
步驟103 依次進(jìn)行對準(zhǔn)、曝光和顯影。
將光罩與硅片表面的正確位置對準(zhǔn)，對準(zhǔn)之后，將光罩和硅片曝光，把光罩上的圖 形以亮暗的特征轉(zhuǎn)移到涂有光刻膠的硅片上。
顯影是在光刻工藝中的一種重要處理方式，可利用顯影劑將光刻膠上的可溶解區(qū) 域溶解，將可見的圖形留在硅片表面。
后續(xù)，還需要進(jìn)行堅(jiān)膜烘培，即顯影后的熱烘處理，以去除光刻膠中殘留的溶劑， 進(jìn)一步提高光刻膠對硅片表面的黏附性。
其中，光罩通常為高精密度的石英平板，其制造和保存皆十分嚴(yán)格，以保證經(jīng)曝光 和顯影后在硅片表面形成完美的圖形，否則，如果利用有缺陷的光罩進(jìn)行曝光和顯影等處 理，則會導(dǎo)致在硅片表面形成的圖形不完美，進(jìn)而導(dǎo)致最終制造出的器件存在問題。而且， 隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的尺寸越來越小，相應(yīng)地，光罩的關(guān)鍵尺寸(CD) 也越來越小，這就意味著制作光罩的成本將愈加昂貴，所以更應(yīng)該對光罩進(jìn)行小心保護(hù)。
為此，現(xiàn)有技術(shù)中通常在光罩上設(shè)置光罩保護(hù)膜(pellicle)。光罩保護(hù)膜能夠防 止光罩被污染，比如防止外界顆粒落到光罩上。光罩保護(hù)膜通常由硝化纖維或氟化物等材 料制成，可通過固體粘膠(glue)將光罩保護(hù)膜的邊緣粘貼在光罩的邊緣上，以保護(hù)住光罩 上的有效圖形區(qū)域。
后續(xù)，如果光罩保護(hù)膜出現(xiàn)破損，或者光罩上由于某種原因出現(xiàn)了結(jié)晶等，那么， 則需要將光罩保護(hù)膜拆下來，并相應(yīng)地進(jìn)行更換光罩保護(hù)膜和對光罩進(jìn)行清洗等處理。光 罩保護(hù)膜的拆卸方法通常為將設(shè)置有光罩保護(hù)膜的光罩放入到烘烤盤中，并將烘烤盤加 熱到一定溫度，如70 180攝氏度，將光罩保護(hù)膜烘烤至軟化；然后，利用專門的拆膜工具 將光罩保護(hù)膜拆下來。
但是，由于光罩保護(hù)膜是通過固體粘膠粘貼在光罩邊緣上的，所以在拆掉光罩保 護(hù)膜后，不可避免地會在光罩邊緣上留下一定數(shù)量的殘膠，殘膠的存在對光罩來說是一種 污染，可能會影響后續(xù)的工藝流程，因此需要利用一定的方法將其去除，即需要對光罩進(jìn)行 清洗。
圖2為現(xiàn)有光罩清洗方法的流程圖。如圖2所示，主要包括以下步驟
步驟201 將光罩浸泡在硫酸溶液中5 10分鐘。
本步驟主要是為了利用硫酸溶液的強(qiáng)氧化性，來氧化掉留在光罩上的殘膠。
通常，硫酸溶液的濃度在98%以上。
步驟202 將光罩浸泡在去離子水(DIW)中5 10分鐘。
本步驟的目的是為了清洗掉步驟201中殘留在光罩上的硫酸根離子。
步驟203 將光罩浸泡在SC-I溶液中3 5分鐘。
SC-I溶液是一種由氨水、雙氧水以及去離子水按照一定的比例混合而成的混合溶 液。
本步驟中，利用超聲波振蕩(megasonic)技術(shù)對光罩上的殘膠進(jìn)行清洗。具體來 說，即利用超生場產(chǎn)生的巨大作用力，在SC-I溶液的配合下，促使殘膠發(fā)生一系列物理和 化學(xué)變化，以達(dá)到去除殘膠的目的。
步驟204 將光罩浸泡在去離子水中5 10分鐘。
本步驟的目的是為了清洗掉步驟203中殘留在光罩上的SC-I溶液。
步驟205 對光罩進(jìn)行干燥處理。
具體干燥方式不限。比如，可采用異丙醇(IPA)干燥方式將異丙醇加熱，比如加 熱到150攝氏度，使其蒸發(fā)為IPA蒸汽，使IPA蒸汽與光罩發(fā)生接觸，由于光罩本身的溫度 較低，所以IPA蒸汽會凝固在光罩上，并與光罩上殘留的去離子水混合，得到由IPA和去離 子水組成的混合液體，該混合液體將沿著光罩表面流走；另外，由于IPA具有很強(qiáng)的揮發(fā) 性，所以殘留在光罩上的混合液體也將會很快揮發(fā)。或者，將光罩固定于機(jī)臺上，利用電機(jī) 驅(qū)動機(jī)臺旋轉(zhuǎn)，使其轉(zhuǎn)速達(dá)到1000 1500轉(zhuǎn)/分鐘，利用旋轉(zhuǎn)的離心力甩干水汽和利用與 空氣的摩擦蒸發(fā)水汽，以達(dá)到干燥的目的。
但是，圖2所示清洗方法在實(shí)際應(yīng)用中會存在一定的問題，因?yàn)椴襟E201中，利 用硫酸溶液來去除殘膠，雖然步驟202中利用去離子水對硫酸溶液浸泡過的光罩進(jìn)行了清 洗，但清洗效果不可能完全理想，所以還是會有部分硫酸根離子殘留在光罩上，這樣，后續(xù) 在進(jìn)行曝光等處理時(shí)，這些殘留的硫酸根離子可能會與環(huán)境中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，從而在 光罩表面產(chǎn)生結(jié)晶，影響后續(xù)工藝的正常進(jìn)行。
除圖2所示方法以外，現(xiàn)有技術(shù)中，還可以直接利用臭氧水來對光罩進(jìn)行清洗，比 如將光罩固定在機(jī)臺上，利用機(jī)臺下方的電機(jī)驅(qū)動機(jī)臺與光罩進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，位于 機(jī)臺上方的噴嘴噴出臭氧水，由于殘膠為有機(jī)物，所以將和臭氧水中的氧原子發(fā)生反應(yīng)，生 成二氧化碳以及其它較易去除的氧化物等，從而達(dá)到去除殘膠的目的。但是，由于臭氧水的 氧化性不強(qiáng)，所以去除效果并不好。
可見，現(xiàn)有兩種方法雖然都能夠在一定程度上去除光罩上的殘膠，但由于均存在 一定的缺陷，所以均不是理想的解決方式。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種光罩清洗方法，能夠較好地去除光罩上的殘 膠，且不會對后續(xù)工藝產(chǎn)生影響。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種光罩清洗方法，當(dāng)拆掉光罩上的光罩保護(hù)膜后，該方法包括
在光罩上的光罩保護(hù)膜粘貼區(qū)域均勻噴灑指定溶液，并對噴灑有指定溶液的區(qū)域 進(jìn)行單方向擦拭，當(dāng)目測光罩上不存在殘膠時(shí)，停止擦拭；
依次利用臭氧水、去離子水、SC-I溶液和去離子水對光罩進(jìn)行清洗；
對清洗后的光罩進(jìn)行干燥處理。
較佳地，所述依次利用臭氧水、去離子水對光罩進(jìn)行清洗之后，進(jìn)一步包括
利用納米波長的深紫外燈對光罩進(jìn)行照射；照射預(yù)定時(shí)長后，再次利用臭氧水對 光罩進(jìn)行清洗。
較佳地，所述利用納米波長的深紫外燈對光罩進(jìn)行照射的時(shí)長為8 12分鐘；所 述納米波長的深紫外燈發(fā)出的紫外光的波長為172納米。
較佳地，所述指定溶液為丙酮。
較佳地，所述對噴灑有指定溶液的區(qū)域進(jìn)行單方向擦拭包括
等待2 3分鐘后，利用棉簽對噴灑有指定溶液的區(qū)域進(jìn)行單方向擦拭。
較佳地，所述臭氧水的濃度為80 90毫克/升；每次利用臭氧水進(jìn)行清洗的時(shí)長 為3 8分鐘。
較佳地，每次利用去離子水進(jìn)行清洗的時(shí)長為5 10分鐘。
較佳地，所述利用SC-I溶液進(jìn)行清洗的時(shí)長為3 5分鐘。
較佳地，所述對清洗后的光罩進(jìn)行干燥處理包括將清洗后的光罩固定在機(jī)臺上， 利用電機(jī)驅(qū)動機(jī)臺旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)的離心力甩干水汽以及利用與空氣的摩擦蒸發(fā)水汽，達(dá) 到干燥的目的。
較佳地，在拆掉光罩上的光罩保護(hù)膜后的半小時(shí)內(nèi)，在所述光罩保護(hù)膜粘貼區(qū)域 均勻噴灑指定溶液。
可見，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，首先利用丙酮溶液對光罩進(jìn)行清洗，當(dāng)目測看不到 光罩上存在殘膠時(shí)，再依次利用臭氧水、去離子水、SC-I溶液、去離子水對光罩進(jìn)行清洗，最 后，對清洗后的光罩進(jìn)行干燥處理。與現(xiàn)有僅利用臭氧水進(jìn)行清洗的方法相比，本發(fā)明所述 方案經(jīng)過多次清洗步驟，所以能夠更好地去除光罩上的殘膠；而且，與現(xiàn)有利用硫酸溶液進(jìn) 行清洗的方法相比，本發(fā)明所述方案由于無需使用硫酸溶液，所以不會在光罩上留下硫酸 根離子，進(jìn)而保證了后續(xù)工藝的正常進(jìn)行。


圖1為現(xiàn)有光刻工藝的實(shí)現(xiàn)流程圖。
圖2為現(xiàn)有光罩清洗方法流程圖。
圖3為本發(fā)明光罩清洗方法實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明中提出一種改進(jìn)的光罩清洗方法，既能夠有 效地去除光罩上的殘膠，而且由于無需使用硫酸溶液，所以不會對后續(xù)工藝產(chǎn)生影響。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對 本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
圖3為本發(fā)明光罩清洗方法實(shí)施例的流程圖。如圖3所示，主要包括以下步驟
步驟301 在光罩上的光罩保護(hù)膜粘貼區(qū)域均勻噴灑指定溶液，并對噴灑有指定 溶液的區(qū)域進(jìn)行單方向擦拭，當(dāng)目測光罩上不存在殘膠時(shí)，停止擦拭。
與現(xiàn)有技術(shù)中相同，如果光罩保護(hù)膜出現(xiàn)破損，或者光罩上由于某種原因出現(xiàn)了 結(jié)晶等，那么，則需要將光罩保護(hù)膜拆下來，進(jìn)行更換光罩保護(hù)膜和對光罩進(jìn)行清洗等處 理。光罩保護(hù)膜的具體拆卸方法為將設(shè)置有光罩保護(hù)膜的光罩放入到烘烤盤中，并將烘烤 盤加熱到一定溫度，如70 180攝氏度，將光罩保護(hù)膜烘烤至軟化；然后，利用專門的拆膜 工具將光罩保護(hù)膜拆下來。
為了去除光罩上殘留的殘膠，按照本實(shí)施例所述方式對光罩進(jìn)行清洗。需要說明 的是，本實(shí)施例所述清洗過程最好在光罩保護(hù)膜拆卸完畢后的半個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，以防止光 罩上的殘膠凝固，增大去除難度。
本步驟中，首先利用指定溶液對光罩進(jìn)行手動清洗。所述指定溶液，可以是指異丙 醇(IPA)、丙酮(Acetone)、酒精(Alcohol)或庚烷Ofeptane)等，試驗(yàn)表明，丙酮的效果最好。
在實(shí)際應(yīng)用中，丙酮溶液可裝在噴壺中，這里所提到的噴壺，是指一種類似與針筒 的設(shè)備，通過手動擠壓，可噴出丙酮溶液，并可通過控制擠壓力度的大小，來控制噴出的丙 酮溶液的劑量的多少。
首先，操作人員手動擠壓該噴壺，在光罩上的光罩保護(hù)膜粘貼區(qū)域噴灑上一層丙 酮溶液。丙酮溶液的具體用量沒有要求，因?yàn)槭侨藶榭刂?，所以只要目測噴灑均勻即可(丙 酮溶液的噴灑寬度約為5 8毫米)。另外，需要注意的是，丙酮溶液的噴灑需要避免噴灑 到光罩上的有效圖形區(qū)域。
然后，等待2 3分鐘，這主要是為了讓丙酮溶液能夠和殘膠有充分的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)。
之后，利用棉簽對途有丙酮溶液的區(qū)域進(jìn)行單方向的擦拭。其中，所用棉簽的質(zhì)量 需要足夠好，以避免劃傷光罩；另外，如果在擦拭的過程中發(fā)現(xiàn)某個(gè)區(qū)域的丙酮溶液較少， 可隨時(shí)噴灑；擦拭結(jié)束時(shí)間以在明亮的光線下看不到光罩上存在殘膠為準(zhǔn)。
步驟302 依次利用臭氧水和去離子水對光罩進(jìn)行清洗。
本步驟中，首先利用臭氧水對光罩進(jìn)行清洗，具體清洗方式為將光罩固定在機(jī)臺 上，利用機(jī)臺下方的電機(jī)驅(qū)動機(jī)臺與光罩進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，位于機(jī)臺上方的噴嘴噴出臭 氧水，由于殘膠為一種有機(jī)物，所以將和臭氧水中的氧原子發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳?xì)怏w以 及其它較易去除的氧化物等，從而達(dá)到去除殘膠的目的。
臭氧水的濃度約為80 90毫克/升(ppm)，清洗時(shí)長為3 8分鐘。
然后，利用去離子水對光罩進(jìn)行清洗，這主要是為了去除光罩上殘留的臭氧水，清 洗時(shí)長為5 10分鐘。
步驟303 利用納米波長的深紫外燈對光罩進(jìn)行照射。6
利用深紫外燈進(jìn)行照射主要是為了改變光罩上仍可能存在的，包括殘膠以及丙酮 等各種有機(jī)物的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，從而方便后續(xù)的清洗。
本步驟中，照射時(shí)長可以為8 12分鐘；另外，深紫外燈發(fā)出的紫外光的波長可以 為172納米。
步驟304 照射結(jié)束，利用臭氧水對光罩進(jìn)行清洗。
與步驟302中相同，將光罩固定在機(jī)臺上，利用機(jī)臺下方的電機(jī)驅(qū)動機(jī)臺與光罩 進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，位于機(jī)臺上方中央位置的噴嘴噴出臭氧水。
臭氧水的濃度約為80 90ppm，清洗時(shí)長為3 8分鐘。
需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，步驟303和304為可選步驟，如果不執(zhí)行步驟303 和304，那么，步驟302中可適當(dāng)?shù)难娱L用臭氧水對光罩進(jìn)行清洗的時(shí)長。
步驟305 利用SC-I溶液對光罩進(jìn)行清洗。
SC-I溶液是一種由氨水、雙氧水以及純水按照一定比例混合而成的混合溶液。本 步驟中，利用超聲波振蕩(megasonic)技術(shù)對光罩上的殘膠進(jìn)行清洗。具體來說，即利用超 生場產(chǎn)生的巨大作用力，在SC-I溶液的配合下，促使殘膠發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，以 達(dá)到去除殘膠的目的。
本步驟中，清洗時(shí)長為3 5分鐘。
步驟306 利用去離子水對光罩進(jìn)行清洗。
本步驟的主要目的是為了清洗步驟305中殘留在光罩上的SC-I溶液，清洗時(shí)長為 5 10分鐘。
另外，步驟305和各涉及到用去離子水進(jìn)行清洗的步驟中，既可以采用浸泡清洗 方式，也可以采用步驟302中所述的旋轉(zhuǎn)清洗方式。
步驟307 對光罩進(jìn)行干燥處理。
本實(shí)施例中可采用以下干燥方式將光罩固定于機(jī)臺上，利用電機(jī)驅(qū)動機(jī)臺旋轉(zhuǎn)， 使其轉(zhuǎn)速達(dá)到1000 1500轉(zhuǎn)/分鐘，利用旋轉(zhuǎn)的離心力甩干水汽和利用與空氣的摩擦蒸 發(fā)水汽，以達(dá)到干燥的目的。
總之，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，首先利用丙酮溶液對光罩進(jìn)行清洗，當(dāng)目測看不到 光罩上存在殘膠時(shí)，再依次利用臭氧水、去離子水、SC-I溶液、去離子水對光罩進(jìn)行清洗，最 后，對清洗后的光罩進(jìn)行干燥處理。與現(xiàn)有僅利用臭氧水進(jìn)行清洗的方法相比，本發(fā)明所述 方案經(jīng)過多次清洗步驟，所以能夠更好地去除光罩上的殘膠；而且，與現(xiàn)有利用硫酸溶液進(jìn) 行清洗的方法相比，本發(fā)明所述方案由于無需使用硫酸溶液，所以不會在光罩上留下硫酸 根離子，進(jìn)而保證了后續(xù)工藝的正常進(jìn)行。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光罩清洗方法，當(dāng)拆掉光罩上的光罩保護(hù)膜后，該方法包括在光罩上的光罩保護(hù)膜粘貼區(qū)域均勻噴灑指定溶液，并對噴灑有指定溶液的區(qū)域進(jìn)行 單方向擦拭，當(dāng)目測光罩上不存在殘膠時(shí)，停止擦拭；依次利用臭氧水、去離子水、SC-I溶液和去離子水對光罩進(jìn)行清洗；對清洗后的光罩進(jìn)行干燥處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次利用臭氧水、去離子水對光罩進(jìn) 行清洗之后，進(jìn)一步包括利用納米波長的深紫外燈對光罩進(jìn)行照射；照射預(yù)定時(shí)長后，再次利用臭氧水對光罩 進(jìn)行清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用納米波長的深紫外燈對光罩進(jìn) 行照射的時(shí)長為8 12分鐘；所述納米波長的深紫外燈發(fā)出的紫外光的波長為172納米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述指定溶液為丙酮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述對噴灑有指定溶液的區(qū)域進(jìn)行 單方向擦拭包括等待2 3分鐘后，利用棉簽對噴灑有指定溶液的區(qū)域進(jìn)行單方向擦拭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述臭氧水的濃度為80 90毫克 /升；每次利用臭氧水進(jìn)行清洗的時(shí)長為3 8分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，每次利用去離子水進(jìn)行清洗的時(shí)長 為5 10分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述利用SC-I溶液進(jìn)行清洗的時(shí) 長為3 5分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述對清洗后的光罩進(jìn)行干燥處理 包括將清洗后的光罩固定在機(jī)臺上，利用電機(jī)驅(qū)動機(jī)臺旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)的離心力甩干水汽 以及利用與空氣的摩擦蒸發(fā)水汽，達(dá)到干燥的目的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在拆掉光罩上的光罩保護(hù)膜后的 半小時(shí)內(nèi)，在所述光罩保護(hù)膜粘貼區(qū)域均勻噴灑指定溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光罩清洗方法，當(dāng)拆掉光罩上的光罩保護(hù)膜后，該方法包括在光罩上的光罩保護(hù)膜粘貼區(qū)域均勻噴灑指定溶液，并對噴灑有指定溶液的區(qū)域進(jìn)行單方向擦拭，當(dāng)目測光罩上不存在殘膠時(shí)，停止擦拭；依次利用臭氧水、去離子水、SC-1溶液和去離子水對光罩進(jìn)行清洗；對清洗后的光罩進(jìn)行干燥處理。應(yīng)用本發(fā)明所述的方案，能夠較好地去除光罩上的殘膠。
文檔編號F26B5/08GK102033416SQ200910196549
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者李德建 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司