专利名称：抗蚀显影方法
技术领域：
本发明述及使抗蚀图形显影的方法，特别是具有新颍性的倒立旋转显影方法。
在晶片上使光掩模和导电图形显影的光刻方法在半导体业内是已知的。一般来说，是在基片上加上抗蚀涂层，并实施图形制作过程，例如有选择地在电磁射线如紫外线下曝光，或用粒子束如电子束绘出。然后通过使抗蚀涂层或膜接触一种化学显影液而显影。在半导体业内已知有几种抗蚀显影方法。
例如，美国专利No.5,194,350公开一种通过将具有抗蚀层的工件浸入到显影液浴槽中而使抗蚀层显影的方法。在显影时，该显影液从容器中抽出，另外将一定量的显影液加入容器中。这种浸入显影方法速度缓慢，耗费较多的显影液，并由于显影液的条件变化使显影不精确。
另一个例子是美国专利No.4,647,172公开的一种方法，它是通过旋转一夹具并在晶片的上表面喷淋显影剂溶液使用显微方法光刻的抗蚀剂显影，该夹具将晶片固持住。虽然旋转喷淋显影方法快速，容易自动化，但显影不均匀。
还有一个例子，美国专利No.5,342,738公开一种方法，是在抗蚀膜表面上施加糊状的显影剂，在显影过程中，静止的膏剂中呈现出浓度梯度，造成不好控制显影过程。
本发明提供一种抗蚀显影方法，它易于实施，显影有很好的均匀性。
本发明的新型抗蚀层显影方法包括以下步骤向基片的一个表面的至少一部分施加抗蚀涂层；通过将抗蚀涂层与显影剂接触，并当抗蚀层接触显影剂时旋转所述基片，使抗蚀涂层显影。
在一个具体使用的实施例中，所述方法包括以下步骤a)提供一基片，使它的第一表面的至少一部分上形成抗蚀层；b)所述基片支承在一旋转支承件上；c)旋转所述基片和抗蚀层；d)形成一个显影液槽；
e)在所述槽内使旋转的抗蚀层接触显影液。
所述方法还可包括从显影液中取出旋转的抗蚀层，使所述抗蚀层接触一种漂洗溶液，如去离子水等步骤。
另一方面，本发明的装置包括一个可旋转的基片保持器；一容器，所述容器的大小和结构可容纳由基片保持器固持的基片；和一部件，该部件使得基片与容器内的显影液接触，并同时旋转所述基片。在具体使用的实施例中，所述装置还包括流体输送装置，用于向所述的容器加入和取出流体(如显影液和/或漂洗流体)。
下面参考
旋转显影方法和实施该方法的装置的一优选实施例。
图1是一示意图，示出适于实施本发明的显影方法的一装置；图2是图1所示的装置的示意图，示出将抗蚀层移动而与容器内的显影剂接触的步骤；图3是图1所示装置的示意图，示出抗蚀层与显影剂接触时旋转基片的步骤；图4是图1所示装置的示意图，示出将抗蚀层移出不与显影剂接触并从容器排放显影剂的步骤；图5是图1所示装置的示意图，示出向容器加漂洗流体，并使抗蚀层接触漂洗流体的步骤；图6是图1所示装置的示意图，示出在抗蚀层与漂洗流体接触时旋转基片的步骤；图7是图1所示装置的示意图，示出旋转基片除去漂洗流体，并从容器排放漂洗流体的步骤。
参见图1，示出保持一个基片10的夹具20，例如一个半导体晶片。基片10可通过业内人士已知的技术制备。半导体装置制造通常是在连续阶段中进行，它们之中的一个或多个步骤可以是在表面上通过显微技术形成一个图形。形成图形涉及在基片至少一个部分涂以抗蚀材料，然后以适当的图形曝光。然后按照所述的工艺进行抗蚀显影。一旦抗蚀剂被显影，后续的步骤如腐蚀，会在半导体材料局部产生一定物理变化，形成所希望的装置的结构。适于形成抗蚀层和在其上形成图形的材料，以及显影剂成分对于业内人士是已知的。这里可以用常规的材料。
基片10至少一个表面的一部分上涂以抗蚀膜或层12。基片10被夹具20保持。最好，夹具20的尺寸小于基片10的尺寸。
容器15的尺寸和结构可容纳基片10。制造容器15用的材料与目前浸入工艺中用的常规容器所用的已知材料相同。如图2所示，通过入口管14向容器15引入显影液16。引入到容器15的显影液16的量取决于几个因素，包括基片大小，容器直径和容器充满的深度。一般，一个八英寸的晶片，使用的显影流体的量约为10ml到400ml，较好是约50ml到200ml，最好是约100到150ml。引入到容器15的显影流体的量仅需形成一个在容器15的底部深度约为1到4mm的流体浴池。显影液16最好保持一个均匀的温度，其范围约15到50℃，最好是约20到35℃。
然后抗蚀层12接触显影液16。在图示的实施例中，例如通过起动气动缸22使夹具20下降，直到如图3所示，至少将抗蚀层12置于与显影液16处于接触状态中。为了抗蚀层12接触显影液16，也可以使容器15提升。在一个具体应用的实施例中，整个基片10浸入到显影液16中。如图3箭头B所示，夹具20可旋转，从而被固持的晶片10也旋转。夹具20可以约5到2000rpm的速度旋转，最好速度是约50到200rpm。在抗蚀层12与显影液16接触时夹具20旋转，确保显影均匀。应当理解，夹具20旋转以及基片的旋转，可以发生在抗蚀层12和显影液16初始接触之前或之后。最好，在接触步骤全过程夹具20连续旋转。在显影进行中，容器15内的显影液16的温度应一直被监测，例如用一个浸入在里面的温度传感器。无论何时温度偏离预定范围，由任何一个已知的或常规的程序，都可使液体16的温度自动保持在在预定范围内。为在实际当中生产出精确的抗蚀图形，显影液的温度应在严格的控制下。确定其他参数的适当值是业内人士所知的，如显影液的当量浓度。
通过下降旋转的基片10和使得抗蚀层12浸入显影液16，抗蚀层12的整个表面同时暴露在显影液16中。这使得不均匀的显影时间的影响最小，因此可以形成一个均匀的显影过程。一般来说，抗蚀层16保持与显影液16接触持续大约10到150秒，最好是大约20到50秒。在抗蚀层12与显影液16接触一个希望的时间后，如图4所示，活塞22再次被起动，基片10从显影液中升起。然后经由排管19将显影液16排出容器15，最好这样做时有真空的帮助。应理解，在另一个实施例中，抗蚀层和显影液之间的接触可简单地通过从容器排出显影液来完成，而不移动基片或容器。
当所有的已用过的显影液16从容器15排出后，将一种漂洗液，如去离子水，通过入口管18引入到容器15(见图5)。夹具20再次下降，使得旋转的基片10和抗蚀层12浸入到漂洗流体26中，旋转已显影的抗蚀层12使之清洁。旋转清洁已显影的抗蚀层12需要的时间一般大约10到150秒，最好是大约20到50秒。漂洗流体的温度应保持接近显影流体的温度，虽然这并不是关键的。旋转清洁已显影的抗蚀层12的过程可根据需要重复，或以批处理方式或以连续方式。
在旋转清洁之后，夹具20从漂洗流体26中升起，已清洁的显影的抗蚀层14可通过旋转基片干燥，旋转速度大约为2000rpm。然后基片便已为任何后续加工做好了准备。漂洗流体26可从容器15经由排管19除去，最好有真空的帮助。
虽然本发明对特定的优选实施例做了说明，显然可进行种种变更。因此应理解，不偏离本发明的精神和范围，可用不同于以上具体描述以外的方式来实施本发明。
权利要求
1.一种方法，包括a)将基片邻近一个装有显影剂的容器支承，所述基片具有在它的至少一部分上形成的抗蚀层；b)使抗蚀层接触所述容器内的显影剂；c)当抗蚀层接触显影剂时旋转基片。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，接触步骤包括从第一位置移动所述基片到第二位置，在第一位置，抗蚀层处在显影剂上方，在第二位置，抗蚀层与显影剂接触。
3.根据权利要求1所述的方法，其中基片在接触步骤前旋转。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤d)用漂洗流体替换容器内的显影剂；e)使抗蚀层接触漂洗流体；f)在抗蚀层接触漂洗流体时旋转所述基片；
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述替换步骤包括将抗蚀层与显影剂分开；从容器排出显影剂；向容器内加入漂洗流体。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述接触步骤包括从第一位置移动基片到第二位置，在第一位置，抗蚀层不接触漂洗流体，在第二位置，抗蚀层接触漂洗流体。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，基片在所述接触步骤之前旋转。
8.根据权利要求4所述的方法，还包括，将抗蚀层与漂洗流体分开，并旋转基片，从其上除去任何残余的漂洗流体。
9.一种使基片上的抗蚀层显影的方法，包括下降所述基片，使抗蚀层接触显影剂；在抗蚀层接触显影剂时，旋转所述基片。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，基片在所述下降步骤之前旋转。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，基片的旋转速度约为50到200rpm。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述下降步骤包括下降所述基片浸入到装有显影剂的容器中。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括提升所述基片使得抗蚀层脱离显影剂；用漂洗流体漂洗所述抗蚀层。
14.根据权利要求13所述的方法，其中漂洗步骤包括下降基片使抗蚀层接触漂洗流体；在抗蚀层接触漂洗流体时，旋转基片。
15.根据权利要求9所述的方法，还包括将显影剂保持在大约20℃到35℃范围内的步骤。
16.根据权利要求9所述的方法，其中在旋转步骤时，基片以约50到200rpm的速度旋转。
17.根据权利要求9所述的方法，其中抗蚀层与显影剂接触的时间约在10到150秒。
18.使在基片的至少一部分上形成的抗蚀层显影的装置，包括一可旋转的基片保持器；一容器，容器的结构和尺寸可容纳由可旋转的基片保持器固持的基片；将所述可旋转的基片保持器和容器的相对位置调节到第一位置的部件，在第一位置，由可旋转的基片保持器保持的基片上形成的抗蚀层位于容器内；在所述第一位置使所述可旋转的基片保持器旋转的部件。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，用于调节的装置包括一个气动缸部件，用于向所述容器下降所述可旋转的基片保持器。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述装置还包括向容器引入显影剂的部件。
全文摘要
一种抗蚀显影方法,在将抗蚀层浸入显影剂时,旋转抗蚀层。
文档编号H01L21/02GK1213788SQ9810892
公开日1999年4月14日 申请日期1998年5月22日 优先权日1997年6月26日
发明者鲁志坚 申请人:西门子公司