專利名稱：顯影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種顯影方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造過程中，光刻工藝一般包括如下幾個步驟氣相成底膜、旋轉(zhuǎn)涂膠、 軟烘、對準(zhǔn)和曝光、曝光后烘焙、顯影、堅膜烘焙和顯影檢查。其中，顯影是在光刻膠中產(chǎn)生三維的物理圖像，這一步?jīng)Q定光刻膠圖形是否是掩膜版圖形的真實再現(xiàn)。在深亞微米半導(dǎo)體制造工藝中，顯影對隨后的工藝加工是很關(guān)鍵的一步。早期的顯影方法是將晶片固定浸沒在顯影液中，這種方法需要消耗大量的顯影液。為了節(jié)省顯影液，現(xiàn)在一般采用連續(xù)噴霧顯影或旋覆浸沒顯影。連續(xù)噴霧顯影是通過噴嘴將顯影液以霧的形式噴灑到晶片上，旋覆浸沒顯影與連續(xù)噴霧顯影使用相同的基本設(shè)備，所不同的是將顯影液以液體形式噴到晶片上。無論是連續(xù)噴霧顯影還是旋覆浸沒顯影，在將顯影液噴到晶片上后，由于晶片表面存在較大的表面張力，因此，晶片邊緣的顯影液常會由于張力的原因而收縮，進而使得晶片邊緣的局部區(qū)域呈現(xiàn)顯影液覆蓋不全的現(xiàn)象，最終造成嚴(yán)重的顯影不良。參考圖1，圖1 示出了晶片1邊緣沒有被顯影液覆蓋住的區(qū)域2和3。為了解決晶片邊緣顯影不良的問題，一般可通過增加噴涂顯影液的時間或加大顯影液劑量的方法來加以改善。通過增加噴涂顯影液的時間或加大顯影液的劑量雖然可以解決晶片邊緣顯影液覆蓋不全的問題，但容易造成晶片上不同位置的圖形顯影不均，從而導(dǎo)致器件關(guān)鍵尺寸(⑶)的均勻性變差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種顯影方法，該方法能解決顯影后晶片上不同位置的圖形顯影不均的問題，進而改善器件關(guān)鍵尺寸的均勻性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種顯影方法，該方法包括在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液；在晶片表面進行第二次噴涂顯影液。優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液的劑量小于第二次噴涂顯影液的劑量。優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液的劑量為30 50ml。優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液時，晶片的轉(zhuǎn)速為 400r/min 600r/mino優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液的時間為20s 40s。
優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液時，晶片固定不動。優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液時，晶片的轉(zhuǎn)速為 40r/min 60r/mino優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液采用連續(xù)噴霧顯影方式。優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液采用旋覆浸沒顯影方式。優(yōu)選的，上述顯影方法中，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液之后還包括清洗所述晶片并甩干。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的顯影方法包括在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液；在晶片表面進行第二次噴涂顯影液。在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液后，晶片表面將會被均勻地潤濕，進而有效地降低了晶片表面的張力，從而使得在晶片表面進行第二次噴涂顯影液后，第二次所噴涂的顯影液能均勻地涂布于晶片上，不會出現(xiàn)晶片邊緣顯影不良的現(xiàn)象，也不會造成晶片上不同位置的圖形顯影不均的問題，進而可有效地提高器件關(guān)鍵尺寸的均勻性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中晶片邊緣顯影不良的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例所提供的一種顯影方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例所提供的另一種顯影方法流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一正如背景技術(shù)部分所述，由于晶片表面存在較大的表面張力，因此，晶片邊緣的顯影液常會由于張力的原因而收縮，進而使得晶片邊緣顯影不良。而通過增加噴涂顯影液的時間或加大顯影液的劑量雖然可以解決晶片邊緣顯影不良的問題，但同時又會造成晶片上不同位置的圖形顯影不均，進而使得器件關(guān)鍵尺寸的均勻性變差。基于此，本發(fā)明提供了一種顯影方法，參考圖2，該方法包括步驟Sl 在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液。此步驟中，將晶片置于真空吸盤上后，控制連接真空吸盤的旋轉(zhuǎn)電機，使得所述真空吸盤連同其上的晶片一起進行旋轉(zhuǎn)。通過控制旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)速，可使所述晶片具有較高的轉(zhuǎn)速。在具有較高轉(zhuǎn)速的晶片表面進行第一次噴涂顯影液，第一次所噴涂的顯影液應(yīng)該為小劑量的顯影液。該步驟的目的是通過在旋轉(zhuǎn)的晶片表面噴涂小劑量的顯影液，可實現(xiàn)晶片表面被均勻地潤濕，進而可降低晶片表面的張力，為后續(xù)噴涂大量顯影液做準(zhǔn)備。步驟S2 在晶片表面進行第二次噴涂顯影液。在對晶片表面進行第二次噴涂顯影液時，所述晶片可以為固定不動的，也可以為旋轉(zhuǎn)的。但第二次噴涂時所噴涂顯影液的劑量比第一次有明顯的增加，具體的可以有一到兩個數(shù)量級的增加。此步驟中通過噴涂大劑量的顯影液，可在晶片表面均勻地涂布上顯影液，進而使顯影液和光刻膠進行化學(xué)反應(yīng)，最終在晶片上再現(xiàn)出所需的光刻膠圖形。由上可知，本發(fā)明所提供的顯影方法，首先在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液，第一次所噴涂的顯影液到達旋轉(zhuǎn)的晶片表面上后會被均勻地散開，進而可使得晶片表面被均勻地潤濕，從而減小了晶片表面所特有的張力，當(dāng)在晶片表面進行第二次噴涂顯影液后，第二次所噴涂的顯影液不會因晶片表面具有張力而在晶片邊緣發(fā)生收縮現(xiàn)象；而且，由于晶片表面已經(jīng)具有了第一次所噴涂的顯影液，故第二次所噴涂的顯影液會均勻地涂布在晶片表面，不會造成晶片上不同位置的圖形顯影不均，進而可提高器件關(guān)鍵尺寸的均勻性。下面以一具體實施例詳細(xì)描述本發(fā)明所提供的顯影方法。實施例二參考圖3，圖3為本發(fā)明實施例所提供的另一種顯影方法流程圖，該方法具體包括如下步驟步驟Sll 在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液。此步驟之前還包括預(yù)處理步驟采用去離子水清洗晶片表面并甩干，確保晶片表面無任何雜質(zhì)、污染物或水源等。之后對晶片進行顯影，顯影過程可在同一晶片軌道系統(tǒng)中實現(xiàn)。對晶片進行預(yù)處理后將其置于自動晶片軌道系統(tǒng)中的真空吸盤上，確保晶片被放置得很平穩(wěn)，且確保晶片和所述真空吸盤相對靜止。所述真空吸盤通過一個連接桿(或支柱)連接旋轉(zhuǎn)電機，通過控制旋轉(zhuǎn)電機是否開啟可控制真空吸盤為靜止或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，進而達到控制晶片靜止或旋轉(zhuǎn)的目的；通過旋轉(zhuǎn)電機還可控制晶片旋轉(zhuǎn)速度的大小。本步驟中在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液，可控制晶片的轉(zhuǎn)速為400r/ min 600r/min，優(yōu)選的，控制晶片以500r/min的速度高速旋轉(zhuǎn)。對晶片表面進行第一次噴涂顯影液，可采用連續(xù)噴霧顯影方式或旋覆浸沒顯影方式，優(yōu)選的，選擇前者。采用連續(xù)噴霧方式進行顯影時，由一個或者多個噴嘴將顯影液以霧的形式(可通過超聲波霧化)噴灑到晶片表面。顯影液從高壓區(qū)域膨脹進入低壓區(qū)域會有引起溫度下降的絕熱冷卻效應(yīng)，而通過控制晶片旋轉(zhuǎn)可減小絕熱冷卻效應(yīng)。除此之外，還可在噴嘴設(shè)計上添加一個顯影加熱系統(tǒng)，也能夠減小絕熱冷卻效應(yīng)。本步驟中在晶片表面所噴涂的顯影液的劑量比較小，一般為30 50ml。由于晶片以500r/min的速度進行高速旋轉(zhuǎn)，故小劑量的顯影液到達晶片表面上后，依靠離心力的作用均勻地散布在晶片表面，進而對晶片表面起到潤濕作用。本實施例中在晶片表面進行第一次噴涂顯影液的時間可控制在20s 40s之間，優(yōu)選的，可為30s。鑒于第一次所噴涂的顯影液劑量小，且噴涂時間短，因此，本步驟中所噴涂的顯影液僅對晶片表面起到潤濕作用，而不會因顯影液過多引起顯影液與曝光過的光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。步驟S12 在晶片表面進行第二次噴涂顯影液。本步驟中優(yōu)選地采用旋覆浸沒顯影方式在晶片表面進行第二次噴涂顯影液。旋覆浸沒顯影與連續(xù)噴霧顯影使用相同的基本設(shè)備。所不同的是采用旋覆浸沒顯影方式進行顯影時，顯影液以液體的形式到達晶片表面，且在晶片表面形成水坑形狀。為在整個晶片表面形成一個似水坑狀的彎月面，則需要足夠的顯影液，但同時又要避免過量的顯影液，以期最小化晶片背面的濕度。本步驟中采用旋覆浸沒顯影方式在晶片表面進行第二次噴涂顯影液時，置于真空吸盤上的晶片可以固定不動，也可以以一定的速度旋轉(zhuǎn)。控制晶片旋轉(zhuǎn)可利于其上的顯影液散開，但旋轉(zhuǎn)速度過高則易于將顯影液甩出，進而造成浪費。當(dāng)晶片以一定速度旋轉(zhuǎn)時， 應(yīng)控制晶片旋轉(zhuǎn)的速度低于步驟Sll中晶片的旋轉(zhuǎn)速度，優(yōu)選的，可控制晶片的旋轉(zhuǎn)速度為 40r/min 60r/mino噴灑在晶片上的顯影液的劑量是影響光刻膠顯影成功與否的關(guān)鍵因素。顯影不充分將會導(dǎo)致殘渣，即如果顯影不足或清洗不適當(dāng)，晶片表面就會有光刻膠的剩余殘膜。本步驟的主要目的是使顯影液和光刻膠進行反應(yīng)，故本步驟中所噴涂顯影液的劑量應(yīng)明顯大于步驟Sll中所噴涂顯影液的劑量。一般可控制第二次噴涂顯影液的劑量相對第一次來說， 增加一到兩個數(shù)量級。考慮到晶片表面已被第一次所噴涂的顯影液均勻潤濕了，故大劑量的顯影液到達晶片表面上后，即使所述晶片為固定不動的，所述大劑量的顯影液也能夠均勻地涂布于晶片表面。為了讓光刻膠可溶解的區(qū)域變得完全溶解，須保證第二次噴涂的顯影液在光刻膠上停留足夠的時間。但停留時間過長，將會造成光刻膠的過腐蝕，導(dǎo)致不能接受的CD值。通過對同批中晶片樣品的最小光刻膠線寬的離線分析，可以決定最優(yōu)的顯影時間，但這種方法僅能提供有限的信息，且費用較高。自動晶片軌道系統(tǒng)中的在線溶解率檢測(DRM)可以對顯影工藝的真實時間進行檢測。DRM通過光傳感器收集的干涉測量信號數(shù)據(jù)對光刻膠表面和晶片表面反射光的相位差進行測量。隨著光刻膠的溶解，上述兩個表面之間的相位差逐漸減小，直到終點(EP)檢測的突變點變?yōu)榱?。本步驟中在晶片表面進行第二次噴涂顯影液可以包括多次旋覆浸沒顯影，即使每一次噴涂的顯影液在晶片上停留預(yù)定的時間(如IOs 30s，根據(jù)顯影液的類型確定)后除去，然后噴涂新的顯影液，再在晶片上停留設(shè)定的時間。后一次旋覆浸沒補充了顯影液的化學(xué)藥品，更新了顯影液和光刻膠之間的化學(xué)反應(yīng)。采用多次旋覆浸沒顯影方法可保證可溶解區(qū)域的光刻膠和顯影液充分反應(yīng)。除了顯影時間外，顯影液的溫度也對光刻膠的溶解率有直接的影響。對于正膠， 顯影液的溫度越低，光刻膠的溶解率越大；對于負(fù)膠，溶解率隨溫度的增加而增加。本實施例中所用顯影液的溫度應(yīng)控制在15°C 25°C之間。在某一溫度確定后，誤差應(yīng)被控制在士 1°C以內(nèi)。步驟S13 清洗晶片并甩干。可溶解區(qū)域的光刻膠被顯影液溶解后，采用去離子水清洗晶片表面并旋轉(zhuǎn)甩干。清洗的主要目的是除去顯影后晶片上剩余的顯影液。從上述實施例可以看出，本發(fā)明所提供的顯影方法，在晶片表面進行大量噴涂顯影液之前，先在晶片高速旋轉(zhuǎn)的情況下噴涂小劑量的顯影液，所述小劑量的顯影液使得晶片表面均勻地被潤濕，這樣，有效地降低了晶片的表面張力，使后續(xù)大量噴涂的顯影液能更均勻、更充分地涂布在晶片表面，從而解決了晶片邊緣顯影不良的問題，且由于顯影液能夠均勻地涂布在晶片表面，因此，提高了器件關(guān)鍵尺寸的均勻性。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，相關(guān)之處可互相參考。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種顯影方法，其特征在于，包括在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液；在晶片表面進行第二次噴涂顯影液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液的劑量小于第二次噴涂顯影液的劑量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液的劑量為30 50ml ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液時，晶片的轉(zhuǎn)速為400r/min 600r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液的時間為20s 40s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液時，晶片固定不動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液時，晶片的轉(zhuǎn)速為40r/min 60r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第一次噴涂顯影液采用連續(xù)噴霧顯影方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液采用旋覆浸沒顯影方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項所述的方法，其特征在于，在晶片表面進行第二次噴涂顯影液之后還包括清洗所述晶片并甩干。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種顯影方法，所述方法包括在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液；在晶片表面進行第二次噴涂顯影液。本發(fā)明所提供的顯影方法，在旋轉(zhuǎn)的晶片表面進行第一次噴涂顯影液后，晶片表面將會被均勻地潤濕，進而有效地降低了晶片表面的張力，從而使得在晶片表面進行第二次噴涂顯影液后，第二次所噴涂的顯影液能均勻地涂布于晶片上，不會出現(xiàn)晶片邊緣顯影不良的現(xiàn)象，也不會造成晶片上不同位置的圖形顯影不均的問題，進而可有效地提高器件關(guān)鍵尺寸的均勻性。
文檔編號G03F7/30GK102540769SQ20101058918
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者李健, 胡駿 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司