光刻技术是大规模集成电路制造技术和微光学、微机械技术的先导和基础，他决定了集成电路（IC）的集成度[1]。光刻版在使用过程中不可避免地会粘上灰尘、光刻胶等污染物，这些污染物的存在直接影响到光刻的效果。近些年，国家将 LED照明列入为重点发展产业，LED 行业迅猛发展。

LED 制造过程中，具有光刻版的使用量多，使用频繁的特点。大多生产厂家为了节省成本，主要采用接触式曝光。接触式曝光虽然可以利用成本低

廉的设备达到较高的曝光精度，但是由于甩胶式涂胶方法会造成晶圆边缘胶层过厚，在接触式曝光过程中光刻版极易接触到晶圆边缘的光刻胶，

导致光刻胶粘附到光刻版表面（图 1）。对于 IC 行业，因为线条更细，精度要求更高，所以光刻版的洁净程度更加重要。对于硅片清洗而言，其颗粒移除率（PRE）不需要达到 100%，但对于光刻版而言却并非如此，其原因是对于产品良率而言，光刻版表面颗粒的影响更大，单晶圆缺陷只影响一个缺陷，而一个光刻版却影响到每一个芯片[2，3]。

由于零成像缺陷是可以实现的，工厂内生产的光刻版需要经常清洗。为了保证光刻版洁净，必须定期对光刻版进行清洗，而清洗的效果与清洗工艺以及各清洗工艺在设备上的合理配置有着密切的联系。

1 光刻版清洗工艺

1.1 光刻胶及其他有机污染物的去除对于光刻胶及其他有机污染物，比较常见的方法是通过有机溶剂将其溶解的方法将其去除，例如利用丙酮浸泡光刻版，在浸泡的同时可以超声提高浸泡效果。对于比较干净的光刻版，浸泡基本就能将有机污染物去除干净。对于光刻胶较多的光刻版，浸泡只能将光刻胶泡软，还需要用无尘布或无尘棉蘸丙酮轻轻擦洗，或在光刻版清洗设备中采用毛刷刷洗，通过外力将顽固的光刻胶去除掉。毛刷刷洗基本原理如图 2 所示，光刻版匀速旋转，喷嘴向光刻版表面喷洒丙酮等化学液，使得光刻胶由于溶解而变得松软，然后毛刷接触到光刻板表面，光刻板旋转时与毛刷产生相对运动，辅以喷嘴喷出的化学液，对光刻版表面起到刷洗作用。刷洗完成后，通常采用高压 DI 水冲洗光刻版，通过高压微细水滴的冲击力去除仍然吸附在光刻版表面的剩余光刻胶。

第二种办法对于所有的有机材料都是有效的，它采用浓硫酸和 30%过氧化氢的混合物 （在>100 ℃时，混合比通常为 2:1～4:1），之后是去离子水（DI）冲洗，称为 Piranha 刻蚀。这种方法对于特别难去除的光刻胶或由于接触过高温等环境导致已经变性的光刻胶非常有效，并且可以得到很

高的去胶效率。随后的清洁即去除图案化、检查和修复任何残留在光刻版表面的光刻胶或颗粒污染物。在最有效的工艺中，强氧化剂清洗之后是氢氧化铵喷雾，以抵消残留酸（从而形成硫酸铵，一种易去除的盐）；然后用去离子水冲洗以消除硫酸铵。

1.2 无机颗粒污染物的去除

对于较大颗粒的去除，前面所述的有机溶剂去胶方式和氧化剂氧化方式都会紧接着用 DI 水冲洗或辅助高压水冲洗，大颗粒已经去除干净。

对于较小颗粒（0.2～0.5 μm），由于光刻版表面静流层（Viscous boundary layer）的存在，普通的DI 水冲洗的方式无法将其去除。通常采用在 DI水中加兆声的方式，利用兆声产生高速水分子流动，清洗微小颗粒。图 3 表示的是一种在单片旋转清洗设备上常用的兆声喷头清洗方式。

1.3 干燥

在手工清洗工艺中，一般采用氮气喷枪将光刻版吹干，这种方式受人为因素影响大，人手接触光刻版时可能将其再次污染，氮气喷枪使用不当导致液体飞溅，易在光刻版表面残留水渍。

目前比较成熟的干燥方式是在单片旋转清洗设备上采用高速旋转产生的离心力将光刻版甩干，在这个过程中可以采用氮气喷头提高干燥速度。若仍需要提高效率，氮气也可以采用加热的方式或氮气喷头在光刻版表面做扫描运动（见图 4）。

2 光刻版清洗典型设备结构

光刻版清洗设备整体结构根据其自动化水平可以分为半自动光刻版清洗机和全自动光刻版清洗机。图 5、图 6 是两种设备的台面布局图，图 7是单片旋转清洗腔功能示意图。

对于半自动光刻版清洗机，通常配置一个浸泡工位和一个单片旋转清洗工位。光刻版先在浸泡工位内浸泡，然后拿到单片旋转清洗腔内清洗、甩干。这种设备操作简单，设备价格低，适用于光刻版不经常清洗的半导体厂家。

对于全自动光刻版清洗机，通常配置上下料工位、传输机械手、1~2 个单片旋转清洗腔、光刻版自动翻转工位等。只需要将装有光刻版的片架放到上下料工位，启动程序，设备会自动完成光刻版的传输、双面清洗、干燥等。这种设备智能化程度高，一次可以清洗 10~20 块光刻版，且工艺效果

和工艺一致性好。全自动光刻版清洗机适用于光刻版清洗量大，曝光工艺主要还采用接触接近式曝光的半导体厂家，例如 LED 生产厂家。

如图 7 所示，单片旋转清洗腔主要工作原理

是在光刻版旋转的同时采用摆臂喷头向其表面依次喷洒各种化学液或 DI 水。这种方式使得反应了的药液马上流走，能够保证喷到光刻表面的都是新鲜的化学液，从而防止交叉污染，保证了清洗的效果。单片旋转清洗腔采用集成度很高的模块化设计，在其中包含了外腔、防溅腔、旋转卡盘、自动门、罩子、各种工艺等。工艺可以根据需要选择化学液（例如 ACETONE、IPA）、毛刷 刷 洗、常 压 DI水、兆声 DI 水、高压 DI 水（或高压热 DI 水）、氮气（或热氮气）等，工艺组合灵活，适用性强。

3 光刻版清洗效果

在前面所述的全自动光刻版清洗机上，对某LED 厂家的光刻版进行了清洗，清洗前后在 200倍的显微镜下效果如图 8 所示。能够很明显看到，光刻胶被有效去除。

4 结 论

本文指出了光刻版清洗的重要性，阐述了两种常用的光刻版清洗工艺，列举了较成熟的半自动光刻版清洗机和全自动光刻版清洗机的主要结构及组成及其适用对象，最终通过在全自动光刻版清洗机上进行了试验，得到了非常理想的工艺效果。（来源于：期刊：电子工业专用设备）

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