專利名稱：降低半導(dǎo)體制造中光刻膠顯影缺陷的光刻顯影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造中的光刻顯影工藝。
技術(shù)背景 _
光刻顯影工藝是半導(dǎo)體制造中的一項重要的技術(shù)。光刻中，硅片在涂 膠/顯影機中經(jīng)歷了一系列的工藝步驟。預(yù)處理硅片的上表面涂膠、甩膠、 烘焙(常稱軟烘)。設(shè)備內(nèi)部的自動傳送裝置將硅片在各操作位之間轉(zhuǎn)移。 另一套傳送裝置將經(jīng)過涂膠處理的硅片每次一片地送入對準(zhǔn)與曝光系統(tǒng)。 光刻機將特定掩膜的圖形直接刻印在涂膠的硅片上。曝光后的硅片從曝光 系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到硅片軌道系統(tǒng)后，需要進行短時間的曝光后烘焙(常稱后烘)， 以提供光刻膠的粘附性并較少駐波。而后硅片重新回到涂膠/顯影機中， 當(dāng)用顯影液噴到硅片上時，圖形顯現(xiàn)出來。顯影后的硅片再次烘焙(常稱 硬烘)，而后進行測量，檢測刻印圖形的線寬是否得當(dāng)，如有重大缺陷， 可以將硅片去膠然后返工。故在常規(guī)的工藝流程中，硅片經(jīng)過涂膠，軟烘， 曝光，后烘，顯影，硬烘及測量以后就直接進行刻蝕或離子注入。顯影操 作會給芯片帶來缺陷，引起芯片成品率的下降。
在光刻制程里，曝光能量是決定線寬(CD，也稱特征尺寸)大小最重 要的量。硬烤就是將晶片加熱到一定溫度，持續(xù)一段時間，其目的是為了 進一步去除光刻膠中的溶齊U。在光刻膠圖形的特征尺寸比光刻膠圖形間隙 的特征尺寸的比例比較高的圖形中，顯影后容易在光刻膠圖形間隙中出現(xiàn)
4光刻膠殘留互連(scum)的現(xiàn)象，影響后續(xù)刻蝕工藝的正常進行

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種光刻顯影方法，其能降低半導(dǎo)體 制造中光刻膠顯影缺陷，提高成品率。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的降低半導(dǎo)體制造中光刻膠顯影缺陷的 光刻顯影方法，在原有光刻顯影流程的硬烘后，增加了顯影清洗步驟。
本發(fā)明還提供另一中降低光刻膠顯影缺陷的光刻顯影方法，其在原有 光刻顯影流程的測量后，再進行一次顯影清洗。
在增加顯影清洗步驟后,所制備的芯片中顯影缺陷與原有工藝所制備 的芯片中顯影缺陷相比，顯著減少，產(chǎn)品的成品率明顯提高。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明
圖l為本發(fā)明方法的流程圖2為原有工藝的顯影缺陷圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的光刻顯影方法，主要工藝流程(見圖l)包括通常涂膠， 軟烘，曝光，后烘，顯影，硬烘及額外附加的顯影清洗工藝，即在通常 的顯影完成后，對硅片進行純水與顯影液的附加顯影清洗，然后再進行 后續(xù)步驟如刻蝕或離子注入，從而可以大幅度降低顯影缺陷。附加顯影 清洗工藝步驟可以在測量步驟之前，也可以在測量步驟之后。如果放在 測量之后，則需要在工藝建立時預(yù)先評估附加顯影造成的關(guān)鍵尺寸變化， 并相應(yīng)的制定附加顯影前測量的目標(biāo)值。如原有關(guān)鍵尺寸為180咖，實驗數(shù)據(jù)表明附加顯影能使尺寸減少10nm，那么在測量的目標(biāo)值應(yīng)設(shè)為 190nm。
附加顯影清洗步驟，可以通過光刻設(shè)備的導(dǎo)軌(Track)設(shè)備系統(tǒng)實 現(xiàn)，也可以通過濕法清洗設(shè)備實現(xiàn)。通過光刻設(shè)備的導(dǎo)軌設(shè)備系統(tǒng)來實現(xiàn) 的時候，其所用到的對硅片進行清洗的化學(xué)藥品主要為純水和顯影液。通 過濕法清洗設(shè)備來實現(xiàn)的時候，其所用到的化學(xué)藥品主要為純水，HF酸 等對光刻膠無腐蝕或腐蝕較小的化學(xué)藥液。
通過光刻設(shè)備的導(dǎo)軌設(shè)備系統(tǒng)來實現(xiàn)的附加顯影工藝中，主要的顯影 工藝流程可為
(1) 純水或顯影液的預(yù)浸潤；
(2) 噴涂顯影液；
(3) 顯影(Puddle);
(4) 純水沖洗。
其中(1)， (2)， (3)為可選步驟，其主要作用是控制附加顯影所引 起的關(guān)鍵尺寸的變化和其他非光刻膠相關(guān)的顯影缺陷的優(yōu)化。(4)為必 需步驟，主要用來去除與光刻膠相關(guān)的顯影缺陷。顯影清洗工藝中，主 要的工藝參數(shù)可設(shè)為
(1) 顯影液，純水流量為0 10毫升/秒；
(2) 硅片旋轉(zhuǎn)速度為0 100000轉(zhuǎn)/分；
(3) 硅片旋轉(zhuǎn)加速度為0 100000轉(zhuǎn)/分；
(4) 顯影液和純水的噴嘴移動速度為0 300毫米/秒；
(5) 顯影液和純水的噴涂時間為0 120秒；(6) 顯影時間為0 360秒；
(7) 純水沖洗時間為0 360秒。 上述給出的工藝參數(shù)需根據(jù)相應(yīng)的光刻膠種類結(jié)合關(guān)鍵尺寸的控
制，缺陷降低效果和產(chǎn)能進行優(yōu)化調(diào)整。通過光刻設(shè)備的導(dǎo)軌設(shè)備系統(tǒng) 來實現(xiàn)的顯影工藝中，除了通過獨立的顯影清洗工藝步驟來實現(xiàn)外，它 可以和通常的顯影工藝?yán)墝崿F(xiàn)一次顯影，即在硬烘完成以后有附加的 第二次顯影步驟。
圖2給出了原有顯影方法制備的硅片顯影相對缺陷統(tǒng)計和本發(fā)明的 顯影方法制備的硅片顯影相對缺陷統(tǒng)計的圖表。圖中相對缺陷數(shù)以缺陷 最多的批次中缺陷個數(shù)為100%折算統(tǒng)計的，采用了本發(fā)明的方法后，硅 片相對顯影缺陷可以降低到正常顯影缺陷的5%以下。
本發(fā)明的方法，適用于半導(dǎo)體制造中所有已知的光刻工藝層，包括常 見的離子注入層光刻，隔離層光刻，柵層光刻，布線層光刻等等。還適用 于半導(dǎo)體制造中所有已知的光刻工藝，包括常見的單獨光刻膠工藝和基于 抗反射涂層的光刻工藝。同時，也適用于半導(dǎo)體制造中所有已知的光刻膠 種類，包括目前常用的G線，I線，248nm， 193nm的正膠和負膠。
權(quán)利要求
1、一種降低半導(dǎo)體制造中光刻膠顯影缺陷的光刻顯影方法，該光刻顯影方法包括在硅片上涂膠、軟烘、曝光、后烘、顯影、硬烘及測量，其特征在于在硬烘之后還包括一顯影清洗工藝。
2、 按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述方法通過光刻設(shè)備的導(dǎo)軌設(shè)備系統(tǒng)來實現(xiàn)。
3、 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的顯影清洗工藝為對硬烘后的硅片用純水進行沖洗。
4、 按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的顯影清洗工藝，在純水進行沖洗之前還包括如下步驟先用純水或顯影液對硬烘后的硅片進行預(yù)浸潤，后噴涂顯影液，接著顯影。
5、 按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于工藝過程的參數(shù)為顯影液，純水流量0 10毫升/秒；硅片旋轉(zhuǎn)速度0 100000轉(zhuǎn)/分；硅片旋轉(zhuǎn)加速度0 100000轉(zhuǎn)/分；顯影液，純水噴嘴移動速度0 300毫米/秒；顯影液，純水噴涂時間0 120秒；顯影時間0 360秒；純水沖洗時間0 360秒。
6、 按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述方法通過濕法清洗設(shè)備來實現(xiàn)。
7、 按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述顯影清洗工藝中所用的化學(xué)藥品包括純水和對光刻膠無腐蝕的化學(xué)藥液。
8、 一種降低半導(dǎo)體制造中光刻膠顯影缺陷的光刻顯影方法，該光刻顯影方法包括在硅片上涂膠、軟烘、曝光、后烘、顯影、硬烘及測量，其特征在于在測量之后還包括一顯影清洗工藝。
9、 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述方法通過光刻設(shè)備的導(dǎo)軌設(shè)備系統(tǒng)來實現(xiàn)。
10、 按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的顯影清洗工藝為對測量后的硅片用純水進行沖洗。
11、 按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的顯影清洗工藝，在純水進行沖洗之前還包括如下步驟先用純水或顯影液對硬烘后的硅片進行預(yù)浸潤，后噴涂顯影液，接著顯影。
12、 按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于工藝過程的參數(shù)為顯影液和純水的流量為0 10毫升/秒；硅片旋轉(zhuǎn)速度為0 100000轉(zhuǎn)/分；硅片旋轉(zhuǎn)加速度為0 100000轉(zhuǎn)/分；顯影液和純水的噴嘴移動速度為0 300毫米/秒；顯影液和純水的噴涂時間為0 120秒；顯影時間為0 360秒；純水沖洗時間為0 360秒。
13、 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述方法通過濕法清洗設(shè)備來實現(xiàn)。
14、 按照權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述顯影清洗工藝中所用的化學(xué)藥品包括純水和對光刻膠無腐蝕性的化學(xué)藥液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低半導(dǎo)體制造中光刻膠顯影缺陷的光刻顯影方法，該光刻顯影方法包括在硅片上涂膠、軟烘、曝光、后烘、顯影、硬烘及測量，在硬烘之后還包括一顯影清洗工藝。顯影清洗工藝可以通過光刻設(shè)備的導(dǎo)軌設(shè)備系統(tǒng)來實現(xiàn)，也可以通過濕法清洗設(shè)備來實現(xiàn)。本發(fā)明的方法使硅片中光刻顯影缺陷顯著降低，提高成品率，適用于所有用到光刻顯影的工藝中。
文檔編號G03F7/30GK101458462SQ20071009444
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者雷 王, 瑋 黃 申請人:上海華虹Nec電子有限公司