[發明專利]一種顯影模塊及顯影方法

在審

• 申請號: 202110998100.8
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113703291A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 劉耀聰;葉武陽;張耀庚;方小磊;李彥慶
• 申請（專利權）人: 長春長光圓辰微電子技術有限公司
• 主分類號: G03F7/30
• 分類號: G03F7/30;H01L21/027;H01L21/033
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發明提供了一種顯影模塊及顯影方法，包括S1、旋轉晶圓，驅動擺臂支架在第一移動范圍內做往復運動，使顯影液均勻噴灑到晶圓上后，再噴灑去離子水，完成對晶圓的沖洗，第一移動范圍為使顯影液的噴灑面的邊界分別至少到達晶圓的中心和晶圓的邊緣；S2、驅動擺臂支架在第一移動范圍內做往復運動的同時勻速噴灑顯影液，完成掃描式顯影；S3、驅動擺臂支架在第二移動范圍內做往復運動，利用二流體噴嘴對晶圓進行清洗后，再利用去離子水，完成對晶圓的沖洗，第二移動范圍為使去離子水的噴灑面的邊界至少分別到達晶圓的中心和邊緣。通過噴灑角度、壓力調整以及掃描式噴灑，提高了光刻膠在顯影過程中的去除效率。

技術領域

本發明屬于半導體芯片加工制造技術領域，具體涉及一種顯影模塊和減少顯影殘留的顯影方法。

背景技術

在進行光刻工藝中，涂覆光刻膠的硅片經過紫外線曝光，使光刻膠的曝光位置發生了光化學變化，在光刻膠中形成了掩膜版圖案的精確規范映像，為下一步的光刻膠顯影做好了準備。顯影是在光刻膠中產生三維的物理圖形，這一步決定光刻膠圖形是否是掩膜版圖形的真實再現。在深亞微米硅片制造工藝中，顯影對隨后的工藝加工是極為關鍵的一步。

光刻膠顯影的早期方法是將一盒硅片固定浸沒在顯影液中。在大規模生產的今天，此方案已不再適用。自動硅片軌道系統在光學光刻操作中可同時有效地傳遞單個硅片，而成批生產的方式是不適用的。固定浸沒的方式消耗了大量的顯影液，而且對于大尺寸硅片的高密度集成電路，成批浸沒的方式很難實現顯影的均勻性。現在用于旋覆硅片顯影的顯影技術主要有兩種，一種是連續噴霧顯影真空吸盤上的單個硅片以很慢的速度旋轉，顯影液以霧的形式噴灑，有些工藝使用超聲波霧化以獲得低速彌散。另一種是旋覆浸沒顯影，將顯影液噴涂在硅片上停留預定的時間后除去，然后噴涂新的顯影液，再在硅片上停留設定的時間，反復進行，最后使用去離子水清洗甩干。兩種方法都有各自的有點與不足，關鍵在于不同的工藝選擇。

發明內容

本發明為了解決光刻膠殘留導致掩膜版的三維圖形沒有精確的轉移至光刻膠上，直接影響后續的刻蝕工藝或者離子注入工藝，最終導致產品良率降低甚至報廢的缺陷，提出了一種顯影模塊及顯影方法，該算法快速高效解決了這兩類算法單獨使用時精度不夠和收斂速度慢的問題能夠實現高效且準確的相位恢復。為實現上述目的，本發明采用以下具體技術方案：

一種顯影模塊，包括依次設置在擺臂支架上的去離子水噴嘴、二流體噴嘴和顯影液噴嘴，其特征在于，

擺臂支架包括第一擺臂、第二擺臂和第三擺臂，第一擺臂和第三擺臂平行設置；第二擺臂的一端與第三擺臂的一端轉動連接，第二擺臂的另一端與第一擺臂滑動連接；

二流體噴嘴和顯影液噴嘴均設置在第三擺臂上，去離子水噴嘴設置在第一擺臂上；

顯影液噴嘴的噴面具有噴灑角，噴灑角的范圍為50°-90°。

優選地，顯影模塊還包括驅動單元，驅動單元用于驅動擺臂支架做往復運動。

優選地，顯影液噴嘴的噴灑壓力不低于0.1kPa。

一種顯影方法，利用上述的顯影模塊進行顯影，包括以下步驟：

S1、旋轉晶圓，驅動擺臂支架在第一移動范圍內做往復運動，使顯影液噴嘴噴灑的顯影液均勻噴灑到晶圓上后，再利用去離子水噴嘴噴灑去離子水，完成對晶圓的初步顯影；第一移動范圍包括使顯影液的噴灑面的邊界至少到達晶圓的中心和晶圓的邊緣；

S2、完成對晶圓的初步顯影后，驅動擺臂支架在第一移動范圍內做往復運動的同時勻速噴灑顯影液，完成掃描式顯影；

S3、驅動擺臂支架在第二移動范圍內做往復運動，利用二流體噴嘴對晶圓進行清洗后，再利用去離子水噴嘴噴灑去離子水完成對晶圓的沖洗；第二移動范圍包括使去離子水的噴灑面的邊界至少到達晶圓的中心和晶圓的邊緣。

優選地，顯影方法還包括步驟S4：旋轉晶圓進行甩干。