一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯 影方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 顯影工藝是光刻工藝流程的關(guān)鍵步驟，其結(jié)果直接決定光刻過(guò)程的結(jié)果。I-Line 作業(yè)產(chǎn)品ADI缺陷掃描時(shí)存在圓形或類圓形未顯開(kāi)異常（如圖1和圖2)，異常尺寸約為 5-40um，未顯開(kāi)區(qū)域可以明顯看到曝光后留下的圖形印記，通過(guò)再次顯影后異常消失，可以 判斷異常區(qū)域在顯影過(guò)程中由于受到某種阻擋造成未能和顯影液發(fā)生反應(yīng)。
[0003] 該圓形或類圓形未顯開(kāi)異常是由于顯影液涂布過(guò)程中的微氣泡粘附在曝開(kāi)區(qū)的 光刻膠表面阻擋了反應(yīng)的進(jìn)行，氣泡的來(lái)源與I-Line顯影機(jī)臺(tái)目前采用的供液方式有直 接關(guān)系，目前采用的顯影液供給方式都是通過(guò)氮?dú)獾膲毫ψ饔?，大的壓力（? 15MPa)會(huì)導(dǎo) 致顯影液中氮?dú)馊芙饴实脑黾樱@影液過(guò)濾器由于是吸附式的對(duì)微氣泡沒(méi)有過(guò)濾作用，在 顯影液噴出管路后壓力減小形成氣泡粘附在光刻膠表面，由于顯影過(guò)程中顯影液不僅向下 腐蝕同時(shí)也會(huì)向側(cè)面腐蝕，因此會(huì)造成最終形成的圖形不是非常的圓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，以克服上述 現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，采用本發(fā)明方法可解決由于微氣泡粘附在光刻膠表面引起的圓形或 類圓形未顯開(kāi)異常，滿足顯影工藝的各項(xiàng)要求。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟一：米用清洗液對(duì)晶圓片進(jìn)行沖洗，沖洗后對(duì)晶圓片表面浸潤(rùn)；
[0008] 步驟^:對(duì)步驟一處理后的晶圓片噴'涂顯影液，然后顯影；
[0009] 步驟三：采用清洗液對(duì)步驟二處理后的晶圓片進(jìn)行沖洗；
[0010] 步驟四：將經(jīng)步驟三處理后的晶圓片甩干。
[0011] 進(jìn)一步地，步驟一和步驟三中所采用的清洗液均為超純水；步驟二中采用的顯影 液為H1D-5。
[0012] 進(jìn)一步地，所述超純水的電阻率> 18. 0MD ?〇!!，大于等于0? 1 ym的顆粒< 3pcl/ mL，總有機(jī)碳< 10yg/L，細(xì)菌總數(shù)< lcfu/L。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟一和步驟三中沖洗的過(guò)程中超純水的流量為0. 8~1. 2L/min。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟二中噴涂顯影液的過(guò)程中顯影液的流量為0. 55~0. 85L/min。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟一和步驟三中的沖洗以及步驟二中噴涂顯影液均采用TEL MARK Vz型顯影機(jī)。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟一中沖洗時(shí)間為3~5s，沖洗時(shí)晶圓片的轉(zhuǎn)速為60~lOOOrpm。
[0017]進(jìn)一步地，步驟一中浸潤(rùn)時(shí)間為1~2s，浸潤(rùn)時(shí)晶圓片轉(zhuǎn)速為20~30rpm。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟二中顯影液噴涂時(shí)間為3~5s，噴涂過(guò)程中晶圓片的轉(zhuǎn)速為50~ 60rpm〇
[0019] 進(jìn)一步地，步驟三中沖洗時(shí)間為15~20s，沖洗時(shí)晶圓片的轉(zhuǎn)速為500~ 2000rpm〇
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0021] 本發(fā)明通過(guò)在傳統(tǒng)顯影工藝步驟前添加了浸潤(rùn)步驟，首先采用清洗液對(duì)晶圓片 沖洗，沖洗后進(jìn)行浸潤(rùn)，然后才進(jìn)行顯影，采用本發(fā)明可解決由于微氣泡粘附在光刻膠表 面引起的圓形或類圓形未顯開(kāi)異常，滿足顯影工藝的各項(xiàng)要求，使用本發(fā)明方法，針對(duì)AZ MIR703-14CP及MIR701-29CP光刻膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果均無(wú)顯影后微氣泡缺陷存在，將本發(fā)明 應(yīng)用于在線所有I線產(chǎn)品所有層次的顯影工藝，根據(jù)在線KLA掃描數(shù)據(jù)收集結(jié)果均無(wú)微氣 泡缺陷出現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為I-Line作業(yè)產(chǎn)品ADI缺陷掃描時(shí)存在的圓形未顯開(kāi)異常圖；
[0023] 圖2為I-Line作業(yè)產(chǎn)品ADI缺陷掃描時(shí)存在的類圓形未顯開(kāi)異常圖；
[0024] 圖3為利用本發(fā)明對(duì)AZ MIR703-14CP及MIR701-29CP光刻膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施過(guò)程作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0026] 本發(fā)明針對(duì)顯影時(shí)微氣泡粘附在光刻膠表面引起的圓形或類圓形未顯開(kāi)異常，研 宄顯影前增加浸潤(rùn)的工藝，建立優(yōu)化的顯影工藝流程，實(shí)現(xiàn)消除微氣泡缺陷的工藝需求。
[0027] 本發(fā)明按照如下步驟實(shí)現(xiàn)：采用TEL MARK Vz型顯影機(jī)，1)沖水手臂準(zhǔn)備，時(shí)間為 l-2seC ;2)沖水手臂運(yùn)行至設(shè)定位置（即晶圓片的中心位置），時(shí)間為3-5seC ;3)沖水手臂 進(jìn)行沖水，沖水時(shí)間為3-5sec，沖水過(guò)程中晶圓片的轉(zhuǎn)速為60-1000rpm ;4)沖洗后對(duì)晶圓 片浸潤(rùn)，晶圓片表面浸潤(rùn)時(shí)間為l_2sec，浸潤(rùn)過(guò)程中晶圓片轉(zhuǎn)速為20-30rpm，同時(shí)沖水手 臂回到原位置，晶圓片表面浸潤(rùn)結(jié)束；5)顯影液噴涂手臂準(zhǔn)備，時(shí)間為l-3se C ;6)顯影噴液 手臂運(yùn)行至圓片設(shè)定位置，時(shí)間為3-5seC ;7)對(duì)晶圓片進(jìn)行顯影液噴涂，時(shí)間為3-5seC，噴 涂顯影液的過(guò)程中晶圓片轉(zhuǎn)速為50-60rpm ;8)對(duì)晶圓片靜態(tài)顯影，時(shí)間為50-60sec ;此時(shí) 顯影液噴涂手臂回到原位置；9)沖水手臂運(yùn)行至設(shè)定位置，時(shí)間為3-5seC ;10)沖水手臂進(jìn) 行沖水，時(shí)間為15_20sec，沖水過(guò)程中晶圓片轉(zhuǎn)速為500-2000rpm ;11)沖水手臂回到原位 置，時(shí)間為3-5seC ;12)將晶圓片進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)將表面殘留水及顯影液甩凈，顯影結(jié)束。
[0028] 上述步驟中所用的水為超純水，超純水電阻率> 18. 0MD ? cm，顆粒（彡0. 1 ym) < 3pcl/mL，總有機(jī)碳（TOC) < 10yg/L，細(xì)菌總數(shù)彡lcfu/L);上述步驟中所用的顯影液為 FHD-5,質(zhì)量濃度為（2. 380±0.003) %。
[0029] 使用本發(fā)明工藝菜單，針對(duì)AZ MIR703-14CP及MIR701-29CP光刻膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié) 果均無(wú)顯影后微氣泡缺陷存在，詳見(jiàn)圖3,從圖3可以看出，采用本發(fā)明工藝，針對(duì)兩種光刻 膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，KLA掃描后，review結(jié)果均無(wú)顯影后微氣泡存在。
[0030] 將本發(fā)明應(yīng)用于在線所有I線產(chǎn)品所有層次的顯影工藝，根據(jù)在線KLA掃描數(shù)據(jù) 收集結(jié)果均無(wú)微氣泡缺陷出現(xiàn)，具體情況如下：
[0031] 1)前段非關(guān)鍵層次實(shí)施案例：產(chǎn)品Part ID:AE1556. 1，Lot ID:XY0419A，層次： PFLD。光刻膠涂敷MCPRI7010N-16CP。曝光圖形XY0419A.PFLD。使用本發(fā)明的顯影工藝。 KLA掃描結(jié)果review無(wú)微氣泡缺陷。
[0032] 2)前段關(guān)鍵層次實(shí)施案例：產(chǎn)品 Part ID:AE1224. l，Lot ID:XY0228A，層次：P01。 光刻膠涂敷AZMIR703-14CP。曝光圖形XY0228A.P01。使用本發(fā)明的顯影工藝。KLA掃描 結(jié)果review無(wú)微氣泡缺陷。
[0033] 3)后段關(guān)鍵層次實(shí)施案例：產(chǎn)品 Part ID:AE1551. l，Lot ID:XY0108A，層次：C01。 光刻膠涂敷AZMIR703-14CP。曝光圖形XY0108A. C01。使用本發(fā)明的顯影工藝。KLA掃描 結(jié)果review無(wú)微氣泡缺陷。
[0034] 4)表1是隨機(jī)抽取一個(gè)月統(tǒng)計(jì)的本發(fā)明應(yīng)用的產(chǎn)品，層次及結(jié)果，共計(jì)片數(shù)約 1000片，KLA掃描結(jié)果review無(wú)微氣泡缺陷。
[0035] 表1應(yīng)用本發(fā)明的產(chǎn)品顯影結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：采用清洗液對(duì)晶圓片進(jìn)行沖洗，沖洗后對(duì)晶圓片表面浸潤(rùn)； 步驟二：對(duì)步驟一處理后的晶圓片噴涂顯影液，然后顯影； 步驟三：采用清洗液對(duì)步驟二處理后的晶圓片進(jìn)行沖洗； 步驟四：將經(jīng)步驟三處理后的晶圓片甩干。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟一和步驟三中所采用的清洗液均為超純水；步驟二中采用的顯影液為FHD-5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在 于，所述超純水的電阻率>18.OMD?cm，大于等于0.Iym的顆粒<3pcl/mL，總有機(jī)碳 <l〇yg/L，細(xì)菌總數(shù)<lcfu/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟一和步驟三中沖洗的過(guò)程中超純水的流量為0. 8~I. 2L/min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟二中噴涂顯影液的過(guò)程中顯影液的流量為0. 55~0. 85L/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟一和步驟三中的沖洗以及步驟二中噴涂顯影液均采用TEL MARK Vz型顯影機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟一中沖洗時(shí)間為3~5s，沖洗時(shí)晶圓片的轉(zhuǎn)速為60~lOOOrpm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟一中浸潤(rùn)時(shí)間為1~2s，浸潤(rùn)時(shí)晶圓片轉(zhuǎn)速為20~30rpm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟二中顯影液噴涂時(shí)間為3~5s，噴涂過(guò)程中晶圓片的轉(zhuǎn)速為50~60rpm。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，其特征在于， 步驟三中沖洗時(shí)間為15~20s，沖洗時(shí)晶圓片的轉(zhuǎn)速為500~2000rpm。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠消除光刻顯影缺陷的光刻顯影方法，首先采用清洗液對(duì)晶圓片進(jìn)行沖洗，沖洗后對(duì)晶圓片表面浸潤(rùn)；然后對(duì)浸潤(rùn)處理后的晶圓片噴涂顯影液，然后顯影；接著采用清洗液對(duì)顯影處理后的晶圓片進(jìn)行沖洗；最后將沖洗處理后的晶圓片甩干。采用本發(fā)明方法可解決由于微氣泡粘附在光刻膠表面引起的圓形或類圓形未顯開(kāi)異常，滿足顯影工藝的各項(xiàng)要求。
【IPC分類】G03F7-30
【公開(kāi)號(hào)】CN104849967
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510259349
【發(fā)明人】信會(huì)菊, 衛(wèi)路兵, 郎剛平, 王冰
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第九研究院第七七一研究所
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月20日