专利名称：一种处理光刻胶的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制程，尤其涉及一种处理光刻胶的方法和装置。
背景技术：
在半导体制造中，光刻工艺是其中非常重要的一个工艺步骤。光刻的本质是把临时电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上。这些结构首先以图形形式制作在名为掩膜板的石英模板上。紫外光透过掩膜板把图形转移到硅片表面的光敏薄膜上。通常的光刻是这样进行的光刻显影后图形出现在硅片上，然后用一种化学刻蚀工艺把薄膜图形成像在下面的硅片上，或者被送到离子注入工作区来完成硅片上图形区中可选择的掺杂。转移到硅片上的各种各样的图形确定了器件的众多特征，例如通孔、器件各层间必要的互连线以及硅掺杂区。光刻中必须要用到光刻胶。光刻胶又称为光致抗蚀剂，是由树脂、增光剂和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。在某些光刻胶中还添加有添加剂，其是用于控制光刻胶材料特殊方面的化学物质。其中树脂是一种惰性的聚合物(包括碳、氢、氧的有机高分子)基质，用于把光刻胶中的不同材料聚在一起。树脂给予了光刻胶其机械和化学性质， 例如粘附性、胶膜厚度、柔顺性和热流稳定性。增光剂是光刻胶中的光敏成分，它对光形式的辐射能，特别在紫外区，会发生反应。溶剂使光刻胶保持液体状态。绝大多数的溶剂在曝光前挥发，对于光刻胶的光化学性质几乎没有影响。制造光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。光刻胶中的单个聚合物链通常小于5纳米。但是当光刻胶放置一段时间后，聚合物链会不断聚集，最后形成的聚合物链的尺寸会在20至30纳米之间。这种大尺寸的聚合物链在光刻中会造成桥缺陷(Bridge defect) 0该缺陷最终会造成该处的管芯失效。因此这样的光刻胶不能再次使用，只能进行处理后再次使用。目前，对于上述含有大尺寸聚合物链的光刻胶的处理方法是超滤。即通过超滤的方法将光刻胶中的较大的聚合物链过滤掉，以达到可以对超滤后光刻胶继续使用的目的。 通过这种方法，可以对光刻胶进行处理后继续使用，节约了成本。但是采用上述超滤的方法仍然不能完全解决光刻胶处理的问题。首先，采用这种方法需要使用过滤设备，这种设备本身具有一定的成本，因此就花费上来说，这种方法不是一种非常完善的方法。其次，采用超滤的方法比较复杂。再次，由于光刻胶通常是密闭保存在容器中的，对这样的光刻胶采用超滤的方法进行处理时，需要将光刻胶从容器中取出。并且由于光刻胶的特性，还要对光刻胶进行密闭的超滤处理。这样就增加了使用超滤方法对光刻胶进行处理的复杂度。因此，现有技术中需要一种更简单、有效、节约的对光刻胶进行处理的方法和装置。
发明内容
本发明公开了一种处理光刻胶的方法和装置，该方法包括以下步骤准备待处理光刻胶，该待处理光刻胶中含有大尺寸的聚合物链；利用超声波对该待处理光刻胶进行处理，该超声波的频率选择在10-50KHZ之间。该超声波的声强在1-lOOOw/cm2之间。利用超声波对该待处理光刻胶进行处理的时间在2-20分钟之间。上述大尺寸的聚合物链的尺寸在20-30纳米之间。较佳地，该待处理光刻胶放置在密闭容器中。本发明还公开了一种处理光刻胶的装置，其包括光刻胶容器，用以放置待处理光刻胶，该待处理光刻胶含有大尺寸的聚合物链；超声波发生器，用于产生超声波，该超声波的频率选择在10-50KHZ之间；设置在该超声波容器和该超声波发生器之间的超声波介质， 用以传导超声波；以及腔室，用以容纳该超声波介质和该光刻胶容器。所述超声波的声强在 l-1000w/cm2 之间。上述大尺寸的聚合物链的尺寸在20-30纳米之间。较佳地，该待处理光刻胶放置在密闭容器中。上述超声波发生器可以是板式超声波发生器、筒式超声波发生器或者棒式超声波发生器通过本发明的处理光刻胶的方法和装置，达到了更简单、有效、节约的对光刻胶进行处理的目的。在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式
部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，图1是根据本发明一个实施例的对光刻胶进行处理的方法流程图；图2是根据本发明一个实施例的对光刻胶进行处理的装置的示意图。
具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。参考图1，是根据本发明一个实施例的对光刻胶进行处理的方法100的流程图。方法100开始于步骤110，其中准备待处理光刻胶。在本发明的一个实施例中，该待处理光刻胶装在密闭容器中，以方便对待处理光刻胶进行处理。但是本发明并非限制将待处理光刻胶装在密闭的容器中，这样做仅仅是为了防止光刻胶变质。该待处理光刻胶就是上面所述的具有较大聚合物链的光刻胶，例如该聚合物链为20-30纳米。如上所述，这样的光刻胶由于在光刻工艺中会产生桥缺陷，因此不能直接在光刻中使用，需要对其进行处理。当然，本发明可以对其它具有大尺寸聚合物链的光刻胶进行处理，不限于上面所述的尺寸范围。然后方法110进行到步骤120，利用超声波对待处理光刻胶进行处理。通过使用超声波使待处理光刻胶内部产生空化效应，即，存在于待处理光刻胶中的微气泡(又称空化核)在超声声场的作用下振动，当在一定的条件下，该微气泡将迅速膨胀，然后突然闭合， 在微气泡闭合时产生冲击波，微气泡最终崩溃，这种微气泡振动、膨胀、闭合、崩溃等一系列动力学过程称为超声空化。超声空化产生时，在空化发生的局部可以产生高达上千个大气压的巨大压力，微气泡破裂时还能产生速度大于每秒300米的冲击波，该压力和冲击波可以将尺寸较大的聚合物链“切割”成单个聚合物链。为了更好地产生上述的超声波空化效应，所述超声波的频率选择在10-50KHZ之间。该频率范围内的超声波属于低频超声波，使用该频率范围内的超声波能更好地实施本发明的方法。超声波空化效应的强度跟频率有关，频率越高，空化强度越弱，且其减弱的程度非常大。举例说，如将频率为25KHz时的空化强度比作1，频率40KHz时的空化强度则为1/8，到了 SOKHz时，空化强度就降到0.02。因此，该频率范围的选择能更好的实施本发明。超声波的声强选择在1-lOOOw/cm2之间，超声波对待处理光刻胶进行作用的时间选择在2-20分钟之间。在该声强范围和处理时间内，能产生较佳的超声波空化效应，从而能更好地实施本发明。通过使用超声波使待处理光刻胶内部产生空化效应，从而对较大尺寸聚合物链的光刻胶进行处理，使得该较大尺寸聚合物链分成单个的聚合物，从而使得这些光刻胶可以继续使用，大大节约了成本。本方法中的超声波可以使用超声波发生器来产生。该超声波发生器可以是板式超声波发生器、筒式超声波发生器或者棒式超声波发生器。这些都可以用来实施本发明的处理光刻胶的方法。为了更加有效的实施本发明，在利用超声波对光刻胶进行处理时，可以在放置光刻胶的容器和超声波发生器之间设置用于传导超声波的超声波介质。该超声波介质例如可以为水、油或其他溶剂。通过本发明的处理光刻胶的方法，可以使光刻胶中含有的大尺寸聚合物链变为单个聚合物，使得该光刻胶可以重新使用，从而达到了更简单、有效、节约的对光刻胶进行处理。进一步地，本发明还公开了一种处理光刻胶的装置。参考图2，是根据本发明一个实施例的对光刻胶进行处理的装置200的示意图。该装置包括光刻胶容器210，其中放置待处理光刻胶。由于光刻胶的性质，该光刻胶容器210最好是密闭的，以防止光刻胶变质。该装置200还包括超声波发生器220，用于产生超声波。该超声波发生器220可以是板式超声波发生器、筒式超声波发生器或者棒式超声波发生器。如上所述，该超声波产生器220产生的超声波的频率最好选择在10-50KHZ之间，声强在1-lOOOw/cm2之间。装置200还包括超声波介质230。该超声波介质230放置在光刻胶容器210和超声波发生器220之间，用以传导超声波。较佳地，该超声波介质230可以选择水。但是也可以选择其他介质，例如油。该装置200还包括腔室M0，用以容纳超声波介质和光刻胶容器210。在操作时，开启超声波发生器220以产生超声波，该超声波通过超声波介质230后作用在超声波容器210中的待处理光刻胶上。经过该装置处理后的光刻胶，其聚合物链的尺寸可以由20-30纳米的较大的聚合物链变为单个聚合物，该单个聚合物的尺寸通常小于5纳米。当然也可以对其他大尺寸的聚合物链进行处理。当处理完光刻机胶后，只需将装有另外待处理光刻胶的光刻胶容器放置于该腔室内进行处理即可。通过本发明的处理光刻胶的方法和装置，达到了更简单、有效、节约的对光刻胶进行处理的目的。本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
权利要求
1.一种处理光刻胶的方法，包括以下步骤准备待处理光刻胶，所述待处理光刻胶中含有大尺寸的聚合物链；利用超声波对所述待处理光刻胶进行处理，所述超声波的频率选择在10-50KHZ之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大尺寸的聚合物链的尺寸在20-30纳米之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用超声波对所述待处理光刻胶进行处理的时间在2-20分钟之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波的声强在1-lOOOw/cm2之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理光刻胶放置在密闭容器中。
6.一种处理光刻胶的装置，包括光刻胶容器，用以放置待处理光刻胶，所述待处理光刻胶含有大尺寸的聚合物链；超声波发生器，用于产生超声波，所述超声波的频率选择在 10-50KHZ之间；设置在所述超声波容器和所述超声波发生器之间的超声波介质，用以传导超声波；以及腔室，用以容纳所述超声波介质和所述光刻胶容器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述大尺寸的聚合物链的尺寸在20-30纳米之间。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超声波的声强在1-lOOOw/cm2之间。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光刻胶容器为密闭的。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超声波发生器可以是板式超声波发生器、筒式超声波发生器或者棒式超声波发生器。
全文摘要
一种处理光刻胶的方法和装置，该方法包括以下步骤准备待处理光刻胶，该待处理光刻胶中含有大尺寸的聚合物链；利用超声波对该待处理光刻胶进行处理，该超声波的频率选择在10-50KHz之间。还公开了实施上述方法的装置。通过本发明的处理光刻胶的方法和装置，达到了更简单、有效、节约的对光刻胶进行处理的目的。
文档编号G03F7/26GK102193341SQ20101012458
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者王辉 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司