專利名稱：半導體元器件制造過程中的顯影方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及半導體元器件的制造技術(shù)，尤其是指一種半導體元器件制造過程中的
顯影方法。
背景技術(shù)：
在半導體元器件的制造過程中，經(jīng)常需要在晶圓襯底上制作出極細微尺寸的電路結(jié)構(gòu)圖案。為了在襯底上形成所需的電路結(jié)構(gòu)圖案，一般可先將光刻膠旋涂在晶圓襯底上， 然后通過放置在晶圓上方的光掩膜對光刻膠進行曝光，再通過顯影(Development)過程， 將已曝光的光刻膠層去除，并留下未曝光的光刻膠層，從而形成所需的圖案。在顯影過程中，主要是通過顯影液(Developer)與晶圓表面已曝光的光刻膠層產(chǎn)生化學反應，以去除已曝光的光刻膠層，并留下未曝光的光刻膠層，從而形成所需的圖案。 在現(xiàn)有技術(shù)中，一般可通過如下所述的步驟來實現(xiàn)上述的顯影過程步驟101，噴灑裝置水平掃過(kan)晶圓表面，并通過噴灑裝置上的噴嘴 (nozzle)將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上。在本步驟中，可將晶圓放置于旋轉(zhuǎn)器(Spirmer)上，以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)； 而噴灑裝置則將從起始位置開始，從晶圓表面的上方水平地掃過晶圓表面，并通過該噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將顯影液噴灑在晶圓表面上，從而在晶圓表面上形成厚度相對均勻的顯影液薄膜。步驟102，進行第一次混拌顯影(puddle)。在步驟中，所述混拌顯影為晶圓在一段預定時間間隔內(nèi)保持靜止狀態(tài)，使得噴灑在晶圓表面上的顯影液與晶圓表面的已曝光的光刻膠層發(fā)生化學反應，以去除大部分已曝光的光刻膠層。步驟103，噴灑裝置移回起始位置(home position)，再次通過噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上。噴灑裝置返回到起始位置，然后從晶圓表面的上方再次水平地掃過以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面，并通過該噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將顯影液噴灑在晶圓表面上，從而再次在晶圓表面上形成厚度相對均勻的顯影液薄膜。步驟104，進行第二次混拌顯影。在本步驟中，所述混拌顯影的實現(xiàn)方法與步驟102中的混拌顯影相同，在此不再贅述。步驟105，噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行清洗，然后旋干(Spin Dry)。在本步驟中，噴灑裝置移動到晶圓表面的預設位置(例如，位于晶圓中心上方的區(qū)域或晶圓的旋轉(zhuǎn)軸上方的區(qū)域)，并通過該噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將清洗液 (例如，純水或其它的清洗溶液)噴灑在以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面上，利用清洗液的沖刷力以及晶圓的旋轉(zhuǎn)力去除晶圓表面的殘留物，從而對晶圓表面進行清洗。然后，再通過旋轉(zhuǎn)晶圓以干燥晶圓表面(即旋干)，從而完成整個顯影過程。通過上述的步驟101 105，即可完成上述的顯影過程。然而，在上述的顯影過程中，噴灑裝置在噴灑顯影液和清洗液時都將從晶圓表面上方經(jīng)過，且噴灑裝置上的噴嘴與晶圓表面之間的距離很小，因此，當晶圓表面的殘留物具有一定的高度時，這些殘留物將與噴灑裝置上的噴嘴發(fā)生接觸，進而附著并堆積在噴灑裝置的噴嘴周圍，從而造成噴嘴的污染。而當被污染的噴嘴再次從晶圓表面上方經(jīng)過時，噴嘴上的殘留物又將反過來對晶圓表面造成污染。由于噴灑裝置在工作時的行進路線一般為線性的行進路線，因此上述噴嘴對晶圓表面的污染將在晶圓表面上形成如圖2所示的線性殘留物缺陷(Line shaperesidue defect)。上述線性殘留物缺陷的出現(xiàn)，將大大降低晶圓表面的清潔度，為后續(xù)工序的實現(xiàn)造成不利的影響，從而影響產(chǎn)品的生產(chǎn)良率。因此，如何防止晶圓表面上的殘留物對噴嘴造成污染，從而有效地減少上述線性殘留物缺陷，提高晶圓表面的清潔度，是本領域中一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導體元器件制造過程中的顯影方法，該方法可防止晶圓表面上的殘留物對噴嘴造成污染，從而有效地減少線性殘留物缺陷，提高晶圓表面的清潔度。為達到上述目的，本發(fā)明中的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種半導體元器件制造過程中的顯影方法，該方法包括噴灑裝置從起始位置開始，水平掃過晶圓表面，并通過所述噴灑裝置上的噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上；進行第一次混拌顯影；所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第一次清洗；噴灑裝置返回起始位置，然后第二次水平掃過晶圓表面，通過噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上；進行第二次混拌顯影；所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第二次清洗，然后旋干。所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第一次清洗包括所述噴灑裝置移動到晶圓表面的預設位置，并通過所述噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將清洗液噴灑在以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面上，對晶圓表面進行第一次清洗。所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第二次清洗包括所述噴灑裝置移動到晶圓表面的預設位置，并通過所述噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將清洗液噴灑在以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面上，對晶圓表面進行第二次清洗。所述預設位置為所述晶圓中心的上方或者是所述晶圓的旋轉(zhuǎn)軸的上方。所述清洗液為純水。所述方法還進一步包括所述噴灑裝置在將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上之后，自動返回所述的起始位置。所述方法還進一步包括當所述噴灑裝置位于起始位置時，將所述噴灑裝置的噴嘴浸泡在清洗槽中，以清洗所述噴嘴上的殘留物。所述方法還進一步包括當所述噴灑裝置離開起始位置，且尚未開始將顯影液噴灑到晶圓表面上時，所述噴灑裝置從噴嘴中噴灑稀釋的顯影液，以清洗所述噴嘴上的殘留物。綜上可知，本發(fā)明中提供了一種半導體元器件制造過程中的顯影方法。在所述半導體元器件制造過程中的顯影方法中，由于在第一次混拌顯影之后，且在噴灑裝置第二次水平掃過晶圓表面之前，噴灑裝置即可通過噴嘴將清洗液噴灑在晶圓表面上，對晶圓表面進行第一次清洗，以防止晶圓表面上的殘留物對噴嘴造成污染，從而可有效地減少線性殘留物缺陷，提高晶圓表面的清潔度，為后續(xù)的第二次混拌顯影以及其它后續(xù)工序創(chuàng)造良好的環(huán)境，提高半導體元器件的生產(chǎn)良率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的顯影過程的流程示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的線性殘留物缺陷的示意圖。圖3為本發(fā)明中的半導體元器件制造過程中的顯影方法的流程示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點表達得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。圖3為本發(fā)明中的半導體元器件制造過程中的顯影方法的流程示意圖。如圖3所示，在本發(fā)明中的半導體元器件制造過程中的顯影方法中，主要包括如下所述的步驟步驟301，噴灑裝置從起始位置開始，水平掃過晶圓表面，并通過噴灑裝置上的噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上。在本步驟中，可將晶圓放置于旋轉(zhuǎn)器上，以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)；而噴灑裝置則將從起始位置開始，從晶圓表面的上方水平地掃過晶圓表面，并通過該噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將顯影液噴灑在晶圓表面上，從而在晶圓表面上形成厚度相對均勻的顯影液薄膜。另外，在本發(fā)明的實施例中，上述噴灑裝置在將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上之后，可自動返回上述的起始位置。步驟302，進行第一次混拌顯影。在步驟中，所述混拌顯影為晶圓將在一段預定時間間隔內(nèi)保持靜止狀態(tài)，使得噴灑在晶圓表面上的顯影液與晶圓表面的已曝光的光刻膠層發(fā)生化學反應，以去除大部分已曝光的光刻膠層。步驟303，噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第一次清洗。在完成上述第一次混拌顯影后，所述噴灑裝置移動到晶圓表面的預設位置(例如，該預設位置可以是所述晶圓中心的上方或者是所述晶圓的旋轉(zhuǎn)軸的上方)，并通過該噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將清洗液(例如，純水或其它的清洗溶液)噴灑在以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面上，對晶圓表面進行第一次清洗。由于此時剛完成第一次混拌顯影，而還未進行第二次混拌顯影，晶圓表面上的殘留物比較容易被清除，因此，在此次清洗中可利用清洗液的沖刷力以及晶圓的旋轉(zhuǎn)力盡量去除晶圓表面上的殘留物，以避免上述的殘留物在噴灑裝置下一次水平掃過晶圓表面上方時附著在噴嘴周圍，對噴嘴造成污染，從而可有效地避免線性殘留物缺陷的出現(xiàn)，提高晶圓表面的清潔度，為后續(xù)的第二次混拌顯影以及其它后續(xù)工序創(chuàng)造良好的環(huán)境。步驟304，噴灑裝置返回起始位置，然后第二次水平掃過晶圓表面，通過噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上。噴灑裝置返回到起始位置，然后從晶圓表面的上方第二次水平地掃過以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面，并通過該噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將顯影液噴灑在晶圓表面上，從而再次在晶圓表面上形成厚度相對均勻的顯影液薄膜。另外，上述噴灑裝置在將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上之后，可自動返回上述的起始位置。步驟305，進行第二次混拌顯影。該步驟的具體實現(xiàn)方式與上述步驟302的具體實現(xiàn)方式相同，在此不再贅述。步驟306，噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第二次清洗，然后旋干。在本步驟中，所述噴灑裝置移動到晶圓表面的預設位置(例如，該預設位置可以是所述晶圓中心的上方或者是所述晶圓的旋轉(zhuǎn)軸的上方)，并通過該噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將清洗液(例如，純水或其它的清洗溶液)噴灑在以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面上，利用清洗液的沖刷力以及晶圓的旋轉(zhuǎn)力去除晶圓表面上的殘留物，從而對晶圓表面進行第二次清洗。然后，再通過旋轉(zhuǎn)晶圓以干燥晶圓表面(即旋干)，從而完成整個顯影過程。在上述的半導體元器件制造過程中的顯影方法中，由于在第一次混拌顯影之后， 在噴灑裝置第二次水平掃過晶圓表面之前，可通過噴灑裝置的噴嘴將清洗液噴灑在晶圓表面上，對晶圓表面進行第一次清洗，以去除晶圓表面上的殘留物，從而可防止噴灑裝置的噴嘴在第二次水平掃過晶圓表面時被晶圓表面上的殘留物污染，有效地避免了線性殘留物缺陷的出現(xiàn)，提高了晶圓表面的清潔度。進一步的，在本發(fā)明的實施例中，為了更好的防止噴嘴被晶圓表面上的殘留物污染，還可在上述噴灑裝置位于起始位置時，執(zhí)行如下所述的步驟步驟401，當噴灑裝置位于起始位置時，將噴灑裝置的噴嘴浸泡在清洗槽中，以清洗噴嘴上的殘留物。在本步驟中，在噴灑裝置的起始位置處，設置有一個清洗槽，該清洗槽中盛有預先配置的清洗液，用于清洗噴灑裝置上的噴嘴。因此，只要當噴灑裝置位于起始位置時(例如，當噴灑裝置返回起始位置時，或者是當噴灑裝置的初始位置即為起始位置時)，就可將該噴灑裝置的噴嘴浸泡在上述清洗槽中，以清洗噴嘴上的殘留物。另外，本步驟中的預先配置的清洗液可以是純水或其它的清洗溶液，清洗液的具體配置方法在此不再贅述。步驟402，當噴灑裝置離開起始位置，且尚未開始將顯影液噴灑到晶圓表面上時， 該噴灑裝置從噴嘴中噴灑稀釋的(dilute dummy)顯影液，以清洗噴嘴上的殘留物。在本發(fā)明的實施例中，當噴灑裝置離開起始位置后，一般并不馬上噴灑顯影液，而是當所述噴灑裝置運行到某個預先指定的噴灑初始位置時才會開始將顯影液噴灑到晶圓表面上。因此，當噴灑裝置離開起始位置后，且尚未到達上述預先指定的噴灑初始位置時， 該噴灑裝置可通過從噴嘴中噴灑稀釋的顯影液的方式來清洗噴嘴上的殘留物，從而進一步避免噴嘴被殘留物所污染，盡量避免出現(xiàn)線性殘留物缺陷。其中，所述稀釋的顯影液可以是預先配置的低濃度的顯影液溶液。該顯影液溶液的配置方法可以是本領域中常用的顯影液的稀釋方法或其它的配置方法，而所述稀釋的顯影液的濃度也可以根據(jù)實際需要自行設定，在此不再贅述。在本發(fā)明的實施例中，只要當噴灑裝置位于起始位置時或從起始位置離開但未開始噴灑顯影液時，就可分別執(zhí)行上述的步驟401和402，以對噴灑裝置的噴嘴進行清洗，避免噴嘴被殘留物所污染，從而可進一步的避免線性殘留物缺陷的出現(xiàn)，提高晶圓表面的清
潔度ο綜上可知，在本發(fā)明的實施例中提出了上述的半導體元器件制造過程中的顯影方法。在上述半導體元器件制造過程中的顯影方法中，由于在第一次混拌顯影之后，且在噴灑裝置第二次水平掃過晶圓表面之前，噴灑裝置通過噴嘴將清洗液噴灑在晶圓表面上，對晶圓表面進行了第一次清洗，以防止晶圓表面上的殘留物對噴嘴造成污染，從而可有效地減少線性殘留物缺陷，提高晶圓表面的清潔度，為后續(xù)的第二次混拌顯影以及其它后續(xù)工序創(chuàng)造良好的環(huán)境，提高半導體元器件的生產(chǎn)良率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導體元器件制造過程中的顯影方法，其特征在于，該方法包括噴灑裝置從起始位置開始，水平掃過晶圓表面，并通過所述噴灑裝置上的噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上；進行第一次混拌顯影；所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第一次清洗；噴灑裝置返回起始位置，然后第二次水平掃過晶圓表面，通過噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上；進行第二次混拌顯影；所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第二次清洗，然后旋干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第一次清洗包括所述噴灑裝置移動到晶圓表面的預設位置，并通過所述噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將清洗液噴灑在以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面上，對晶圓表面進行第一次清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第二次清洗包括所述噴灑裝置移動到晶圓表面的預設位置，并通過所述噴灑裝置上設置的一個或多個噴嘴將清洗液噴灑在以設定的旋轉(zhuǎn)速率水平旋轉(zhuǎn)的晶圓表面上，對晶圓表面進行第二次清洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述預設位置為所述晶圓中心的上方或者是所述晶圓的旋轉(zhuǎn)軸的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述清洗液為純水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還進一步包括所述噴灑裝置在將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上之后，自動返回所述的起始位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，該方法還進一步包括當所述噴灑裝置位于起始位置時，將所述噴灑裝置的噴嘴浸泡在清洗槽中，以清洗所述噴嘴上的殘留物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，該方法還進一步包括當所述噴灑裝置離開起始位置，且尚未開始將顯影液噴灑到晶圓表面上時，所述噴灑裝置從噴嘴中噴灑稀釋的顯影液，以清洗所述噴嘴上的殘留物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導體元器件制造過程中的顯影方法，該方法包括噴灑裝置從起始位置開始，水平掃過晶圓表面，并通過所述噴灑裝置上的噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上；進行第一次混拌顯影；所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第一次清洗；噴灑裝置返回起始位置，然后第二次水平掃過晶圓表面，通過噴嘴將顯影液均勻地噴灑在晶圓表面上；進行第二次混拌顯影；所述噴灑裝置通過噴嘴用清洗液對晶圓表面進行第二次清洗，然后旋干。通過使用上述的方法，可防止晶圓表面上的殘留物對噴嘴造成污染，從而有效地減少線性殘留物缺陷，提高晶圓表面的清潔度。
文檔編號H01L21/00GK102376543SQ20101025380
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者喬輝 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司