[发明专利]一种改进的晶圆显影方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，特别涉及一种改进的晶圆显影方法。

背景技术

光刻使用光敏光刻胶(PR)材料和可控制的曝光在晶圆表面形成三维图形。光刻处于晶圆加工过程的核心，通常被认为是集成电路制造中最关键的步骤，需要获得高性能的光刻产品以便结合其他工艺获得高成品率。据估计，光刻成本在整个晶圆加工成本中几乎占到三分之一。

光刻工艺是一个复杂的过程，具有很多影响其工艺宽容度的工艺变量。为方便器件，可以将光刻的图形形成过程分为八个步骤，分别是：

1、气相成底膜：首先对晶圆进行清洗去除沾污物，然后进行脱水致干烘培，然后即可进行成膜处理，在硅基底的表面生成显影底部抗反射涂层(BARC)。BARC的作用增强晶圆和光刻胶之间的粘附性，以及防止紫外线反射。

2、旋转涂胶：成膜处理后，立即采用旋转涂胶的方法在底膜表面均匀涂上液相光刻胶材料。

3、软烘：将晶圆温度提高到90摄氏度至100摄氏度烘30秒左右，然后降温，以去除光刻胶的溶剂，使得光刻胶变为固态。

4、对准和曝光：在晶圆表面覆盖具有预先设置的图样的掩膜版，掩膜版和晶圆精确对准后，用紫外线自上方照射晶圆，未被掩膜版遮挡的光刻胶发生光敏反应，实现曝光，掩膜版上的图样就被转印到光刻胶上。

5、曝光后烘培：该步骤对于深紫外光刻胶是必要的，对于非深紫外光刻胶是可选步骤。

6、显影：光刻胶的可溶解区域被化学显影剂溶解，将岛状或窗口状图形留在晶圆表面；显影后，使晶圆高速旋转，同时用去离子水对晶圆进行冲洗，停止冲洗后晶圆继续高速旋转，使晶圆甩干。

7、坚膜烘培：该步骤的作用是挥发掉残留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对晶圆表面的粘附性。

8、显影后检查：用于找出光刻胶有质量问题的晶圆。

现有技术的光刻工艺在显影后检查这一步骤中，往往会在晶圆表面发现卫星状缺陷(Satellite Defect)。如图1所示为在显影后检查步骤中观察到的晶圆表面的局部照片示意图。在晶圆表面101中可以发现明显的较大突起缺陷102，而在较大突起缺陷102周围可以发现一定数量的较小突起缺陷103。晶圆一旦出现了上述缺陷，则必须进行返工，这样就会对生产效率造成不良影响。

发明内容

本发明提供了一种改进的晶圆显影方法，可以有效避免晶圆表面卫星状缺陷的出现。

本发明实施例提出的一种改进的晶圆显影方法，包括如下步骤：

A、对曝光后的晶圆上表面喷洒去离子水，去离子水完全覆盖住晶圆的上表面；

B、将显影液均匀喷洒在晶圆上表面；

C、使晶圆高速旋转的同时，向晶圆喷洒去离子水，实现对晶圆的清洗。

较佳地，所述显影液为四甲基氢氧化氨的去离子水溶液，浓度为0.1％至2.3％。

较佳地，步骤A所述去离子水的喷洒速率为50毫升/秒至3000毫升/秒。

较佳地，步骤A所述去离子水的喷洒时间为1秒至50秒。

较佳地，步骤A所述去离子水温度为0摄氏度至60摄氏度。

从以上技术方案可以看出，在显影液喷洒前将去离子水覆盖在晶圆表面，可以有效避免光刻胶界面上产生空气气泡，从而可以使光刻胶被溶解得更为完全，并且避免光刻胶微粒被吸附在晶圆表面，进而避免卫星状缺陷的出现。

附图说明

图1为在显影后检查步骤中观察到的晶圆表面的局部照片示意图；

图2为光刻胶曝光后晶圆表面局部剖面示意图；

图3为显影过程开始阶段的晶圆表面局部剖面示意图；

图4为显影过程进行过程中的晶圆表面局部剖面示意图；

图5为显影步骤后用去离子水对晶圆进行清洗时的晶圆表面局部剖面示意图；

图6为甩干后的晶圆表面局部剖面示意图；

图7为本发明实施例提出的改进的晶圆显影方法流程图。

具体实施方式

发明人通过对光刻工艺进行分析，认为卫星状缺陷的成因是在于显影步骤中，可溶解区域的光刻胶未被完全溶解，有少量光刻胶残余。