一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显 影方法。
【背景技术】
[0002] 显影工艺是光刻工艺流程的关键步骤，其结果直接决定光刻过程的结果。I-Line 作业产品ADI缺陷扫描时存在圆形或类圆形未显开异常（如图1和图2)，异常尺寸约为 5-40um，未显开区域可以明显看到曝光后留下的图形印记，通过再次显影后异常消失，可以 判断异常区域在显影过程中由于受到某种阻挡造成未能和显影液发生反应。
[0003] 该圆形或类圆形未显开异常是由于显影液涂布过程中的微气泡粘附在曝开区的 光刻胶表面阻挡了反应的进行，气泡的来源与I-Line显影机台目前采用的供液方式有直 接关系，目前采用的显影液供给方式都是通过氮气的压力作用，大的压力（〇. 15MPa)会导 致显影液中氮气溶解率的增加，显影液过滤器由于是吸附式的对微气泡没有过滤作用，在 显影液喷出管路后压力减小形成气泡粘附在光刻胶表面，由于显影过程中显影液不仅向下 腐蚀同时也会向侧面腐蚀，因此会造成最终形成的图形不是非常的圆。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，以克服上述 现有技术存在的缺陷，采用本发明方法可解决由于微气泡粘附在光刻胶表面引起的圆形或 类圆形未显开异常，满足显影工艺的各项要求。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤一：米用清洗液对晶圆片进行冲洗，冲洗后对晶圆片表面浸润；
[0008] 步骤^:对步骤一处理后的晶圆片喷'涂显影液，然后显影；
[0009] 步骤三：采用清洗液对步骤二处理后的晶圆片进行冲洗；
[0010] 步骤四：将经步骤三处理后的晶圆片甩干。
[0011] 进一步地，步骤一和步骤三中所采用的清洗液均为超纯水；步骤二中采用的显影 液为H1D-5。
[0012] 进一步地，所述超纯水的电阻率> 18. 0MD ?〇!!，大于等于0? 1 ym的颗粒< 3pcl/ mL，总有机碳< 10yg/L，细菌总数< lcfu/L。
[0013] 进一步地，步骤一和步骤三中冲洗的过程中超纯水的流量为0. 8~1. 2L/min。
[0014] 进一步地，步骤二中喷涂显影液的过程中显影液的流量为0. 55~0. 85L/min。
[0015] 进一步地，步骤一和步骤三中的冲洗以及步骤二中喷涂显影液均采用TEL MARK Vz型显影机。
[0016] 进一步地，步骤一中冲洗时间为3~5s，冲洗时晶圆片的转速为60~lOOOrpm。
[0017]进一步地，步骤一中浸润时间为1~2s，浸润时晶圆片转速为20~30rpm。
[0018] 进一步地，步骤二中显影液喷涂时间为3~5s，喷涂过程中晶圆片的转速为50~ 60rpm〇
[0019] 进一步地，步骤三中冲洗时间为15~20s，冲洗时晶圆片的转速为500~ 2000rpm〇
[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0021] 本发明通过在传统显影工艺步骤前添加了浸润步骤，首先采用清洗液对晶圆片 冲洗，冲洗后进行浸润，然后才进行显影，采用本发明可解决由于微气泡粘附在光刻胶表 面引起的圆形或类圆形未显开异常，满足显影工艺的各项要求，使用本发明方法，针对AZ MIR703-14CP及MIR701-29CP光刻胶进行实验，结果均无显影后微气泡缺陷存在，将本发明 应用于在线所有I线产品所有层次的显影工艺，根据在线KLA扫描数据收集结果均无微气 泡缺陷出现。
【附图说明】
[0022] 图1为I-Line作业产品ADI缺陷扫描时存在的圆形未显开异常图；
[0023] 图2为I-Line作业产品ADI缺陷扫描时存在的类圆形未显开异常图；
[0024] 图3为利用本发明对AZ MIR703-14CP及MIR701-29CP光刻胶进行实验的结果图。
【具体实施方式】
[0025] 下面对本发明及其实施过程作进一步详细描述：
[0026] 本发明针对显影时微气泡粘附在光刻胶表面引起的圆形或类圆形未显开异常，研 宄显影前增加浸润的工艺，建立优化的显影工艺流程，实现消除微气泡缺陷的工艺需求。
[0027] 本发明按照如下步骤实现：采用TEL MARK Vz型显影机，1)冲水手臂准备，时间为 l-2seC ;2)冲水手臂运行至设定位置（即晶圆片的中心位置），时间为3-5seC ;3)冲水手臂 进行冲水，冲水时间为3-5sec，冲水过程中晶圆片的转速为60-1000rpm ;4)冲洗后对晶圆 片浸润，晶圆片表面浸润时间为l_2sec，浸润过程中晶圆片转速为20-30rpm，同时冲水手 臂回到原位置，晶圆片表面浸润结束；5)显影液喷涂手臂准备，时间为l-3se C ;6)显影喷液 手臂运行至圆片设定位置，时间为3-5seC ;7)对晶圆片进行显影液喷涂，时间为3-5seC，喷 涂显影液的过程中晶圆片转速为50-60rpm ;8)对晶圆片静态显影，时间为50-60sec ;此时 显影液喷涂手臂回到原位置；9)冲水手臂运行至设定位置，时间为3-5seC ;10)冲水手臂进 行冲水，时间为15_20sec，冲水过程中晶圆片转速为500-2000rpm ;11)冲水手臂回到原位 置，时间为3-5seC ;12)将晶圆片进行高速旋转将表面残留水及显影液甩净，显影结束。
[0028] 上述步骤中所用的水为超纯水，超纯水电阻率> 18. 0MD ? cm，颗粒（彡0. 1 ym) < 3pcl/mL，总有机碳（TOC) < 10yg/L，细菌总数彡lcfu/L);上述步骤中所用的显影液为 FHD-5,质量浓度为（2. 380±0.003) %。
[0029] 使用本发明工艺菜单，针对AZ MIR703-14CP及MIR701-29CP光刻胶进行实验，结 果均无显影后微气泡缺陷存在，详见图3,从图3可以看出，采用本发明工艺，针对两种光刻 胶进行实验，KLA扫描后，review结果均无显影后微气泡存在。
[0030] 将本发明应用于在线所有I线产品所有层次的显影工艺，根据在线KLA扫描数据 收集结果均无微气泡缺陷出现，具体情况如下：
[0031] 1)前段非关键层次实施案例：产品Part ID:AE1556. 1，Lot ID:XY0419A，层次： PFLD。光刻胶涂敷MCPRI7010N-16CP。曝光图形XY0419A.PFLD。使用本发明的显影工艺。 KLA扫描结果review无微气泡缺陷。
[0032] 2)前段关键层次实施案例：产品 Part ID:AE1224. l，Lot ID:XY0228A，层次：P01。 光刻胶涂敷AZMIR703-14CP。曝光图形XY0228A.P01。使用本发明的显影工艺。KLA扫描 结果review无微气泡缺陷。
[0033] 3)后段关键层次实施案例：产品 Part ID:AE1551. l，Lot ID:XY0108A，层次：C01。 光刻胶涂敷AZMIR703-14CP。曝光图形XY0108A. C01。使用本发明的显影工艺。KLA扫描 结果review无微气泡缺陷。
[0034] 4)表1是随机抽取一个月统计的本发明应用的产品，层次及结果，共计片数约 1000片，KLA扫描结果review无微气泡缺陷。
[0035] 表1应用本发明的产品显影结果
【主权项】
1. 一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：采用清洗液对晶圆片进行冲洗，冲洗后对晶圆片表面浸润； 步骤二：对步骤一处理后的晶圆片喷涂显影液，然后显影； 步骤三：采用清洗液对步骤二处理后的晶圆片进行冲洗； 步骤四：将经步骤三处理后的晶圆片甩干。
2. 根据权利要求1所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤一和步骤三中所采用的清洗液均为超纯水；步骤二中采用的显影液为FHD-5。
3.根据权利要求2所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在 于，所述超纯水的电阻率>18.OMD?cm，大于等于0.Iym的颗粒<3pcl/mL，总有机碳 <l〇yg/L，细菌总数<lcfu/L。
4. 根据权利要求2所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤一和步骤三中冲洗的过程中超纯水的流量为0. 8~I. 2L/min。
5. 根据权利要求2所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤二中喷涂显影液的过程中显影液的流量为0. 55~0. 85L/min。
6. 根据权利要求1所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤一和步骤三中的冲洗以及步骤二中喷涂显影液均采用TEL MARK Vz型显影机。
7. 根据权利要求1所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤一中冲洗时间为3~5s，冲洗时晶圆片的转速为60~lOOOrpm。
8. 根据权利要求1所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤一中浸润时间为1~2s，浸润时晶圆片转速为20~30rpm。
9. 根据权利要求1所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤二中显影液喷涂时间为3~5s，喷涂过程中晶圆片的转速为50~60rpm。
10. 根据权利要求1所述的一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，其特征在于， 步骤三中冲洗时间为15~20s，冲洗时晶圆片的转速为500~2000rpm。
【专利摘要】本发明公开了一种能够消除光刻显影缺陷的光刻显影方法，首先采用清洗液对晶圆片进行冲洗，冲洗后对晶圆片表面浸润；然后对浸润处理后的晶圆片喷涂显影液，然后显影；接着采用清洗液对显影处理后的晶圆片进行冲洗；最后将冲洗处理后的晶圆片甩干。采用本发明方法可解决由于微气泡粘附在光刻胶表面引起的圆形或类圆形未显开异常，满足显影工艺的各项要求。
【IPC分类】G03F7-30
【公开号】CN104849967
【申请号】CN201510259349
【发明人】信会菊, 卫路兵, 郎刚平, 王冰
【申请人】中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月20日