[发明专利]光刻工艺的显影方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光刻工艺的显影方法。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中，光刻工艺有着举足轻重的地位。在进行离子注入或刻蚀之前，需要通过光刻工艺形成光刻胶图案，以预先定义出待刻蚀或离子注入的区域。因而，光刻工艺水平的高低、质量的好坏会直接影响刻蚀或离子注入的结果，并最终会影响形成的半导体器件的电性。

光刻工艺的主要步骤如下：首先，在半导体晶片(Wafer)上通过旋涂的方法形成光刻胶层。

接着，执行软烘烤(soft bake)工艺，去除所述光刻胶层中的溶剂，并增加所述光刻胶层在半导体晶片表面的粘附性。

完成软烘考后，将所述半导体晶片传送至曝光设备，通过一系列的对准动作后，对所述半导体晶片表面的光刻胶层进行曝光。通过曝光，将掩膜板上预定好的图案转移到所述光刻胶层上，所述光刻胶层上被曝光区域的光刻胶发生光化学反应，对于正型光刻胶而言，光刻胶经曝光后变得可溶于显影液。

然后，对所述半导体衬底上的光刻胶层进行曝光后烘烤(Post DevelopBake，PEB)。通过曝光后烘烤，消除曝光时的驻波效应，改善形成的光刻胶图案的侧壁轮廓；

完成曝光后烘烤后，对所述半导体晶片上的光刻胶层执行显影工艺。将所述半导体晶片送入显影槽，向所述光刻胶表面喷出显影液，所述光刻胶层中被曝光的区域与显影液发生化学反应而溶解，通过去离子水将溶解的光刻胶去除。显影后执行硬烤(Hard Bake)工艺，即形成光刻胶图案。

显影工艺是形成光刻胶图案的重要步骤，公开号为CN 144740A的中国专利申请文件公开了一种显影工艺。图1为所述的中国专利申请文件公开的一种显影工艺的流程图：

如图1所示，步骤2310中，旋转半导体晶片；步骤2320，向所述半导体晶片上分配显影剂流体；步骤2330，显影剂流体在所述半导体晶片表面驻留一定时间；步骤S2340，高速旋转所述半导体晶片，使显影剂流体流向所述半导体晶片外缘，并流出所述半导体晶片；步骤2350，用去离子水(DI water)漂洗；步骤2360，旋转所述半导体晶片，将其甩干。

然而，所述的显影的工艺常常会在半导体晶片的表面形成光刻胶残留缺陷，该缺陷会进一步引起刻蚀或离子注入缺陷，造成形成的半导体器件的稳定性下降，影响电学性能。

发明内容

本发明提供一种光刻工艺的显影方法，本发明能够减少或消除半导体晶片表面的光刻胶残留的缺陷。

本发明提供的一种光刻工艺的显影方法，包括：

提供半导体晶片，在所述半导体晶片上具有光敏材料层；

向所述光敏材料层喷洒显影液，使显影液布满整个光敏材料层表面；

保持所述半导体晶片静止T时间，显影液与光敏材料层中的可溶解区域反应，使所述可溶解区域的光敏材料溶解；

向所述光敏材料层喷洒去离子水，并旋转所述半导体晶片，使溶解有光敏材料的显影液和多余的显影液被甩出半导体晶片边缘之外；

其中，在开始向所述光敏材料层喷洒去离子水时以及之后的60s内，所述半导体晶片的旋转速率小于或等于100rpm。

可选的，在开始向所述光敏材料层喷洒去离子水时以及之后的60s内，所述半导体晶片的旋转速率小于或等于30rpm。

可选的，在开始向所述光敏材料层喷洒去离子水时以及之后的60s内，所述半导体晶片的旋转速率为15rpm。

可选的，在向所述光敏材料层喷洒去离子水之前，以小于100rpm的第一速率旋转所述半导体晶片，甩掉部分或全部溶解有光敏材料的显影液和多余的显影液。

可选的，在向所述光敏材料层表面喷洒去离子水之前，

以第二速率旋转所述半导体晶片，溶解有光敏材料的显影液和多余的显影液；

再次向所述光敏材料层面喷洒显影液，使显影液布满整个光敏材料层表面；

并在显影液与光敏材料层反应后，以第三速率旋转所述半导体晶片；

其中，所述第二速率和第三速率小于或等于100rpm。

可选的，所述第二速率和第三速率小于或等于30rpm。

可选的，在向所述光敏材料层表面喷洒去离子水之前，

多次向所述光敏材料层补充显影液，并在每次补充后，通过旋转所述半导体晶片将已经与光敏材料反应而溶解有光敏材料的显影液和多余的显影液甩出，其中，半导体晶片旋转的速率小于或等于100rpm。

可选的，向所述光敏材料层喷洒去离子水时，所述半导体晶片旋转的步骤如下：

以第四速率旋转所述半导体晶片；