专利名称：显影方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种显影方法。
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学性能。光刻工艺通常包括以下工艺步骤首先，在晶片上形成光敏材料层。接着，执行软烘烤(soft bake)工艺，以增加所述光敏材料层的粘附性。然后，将所述晶片传送至曝光设备，对所述晶片表面的光敏材料层进行选择性曝光，通过曝光，将掩模板上预定好的图案转移到所述光敏材料层上。以所述光敏材料层为正性光阻为例，所述光敏材料层上被曝光区域发生光化学反应，被曝光区域变得可溶于显影液；以所述光敏材料层为负性光阻为例，所述光敏材料层上被曝光区域发生铰链(cross link)反应，变成不可溶解区域，不可溶解区域之外的光阻可溶于显影液。接下来，对所述晶片上的光阻层进行曝光后烘烤，以消除曝光时的驻波效应。执行曝光后烘烤工艺后，对所述晶片上的光阻层执行显影工艺。最后，执行硬烘烤工艺，即形成光阻图案。所述显影工艺是形成光阻图案的重要步骤，所述显影工艺通常是在显影设备中进行。具体请参考图1，其为现有技术的显影设备的示意图，如图1所示，可将形成有光敏材料层11的晶片10置于晶片支撑台20上，在所述晶片支撑台20上具有真空吸附孔，通过所述真空吸附孔可将晶片10牢牢吸附在晶片支撑台20上。所述晶片支撑台20与驱动马达 40连接，通过所述驱动马达40可驱动晶片支撑台20旋转，从而带动晶片支撑台20上的晶片10旋转。所述显影设备还包括至少一个显影液喷洒臂30，所述显影液喷洒臂30上设置有多个显影液喷嘴31，所述多个显影液喷嘴31呈“一”字排列。当所述显影设备处于待机状态，即无需进行显影工艺时，所述显影液喷洒臂30停留在原始位置(晶片支撑台20的一侧)，此时，所述显影设备的清洗喷嘴(未图示)向所述显影液喷洒臂30喷洒去离子水，以润湿或清洁显影液喷嘴的工作表面。当需要进行显影工艺时，如图2所示，所述显影液喷嘴31将从原始位置移动至晶片10表面上方，所述显影液喷嘴31可沿着图2中箭头所示方向移动，同时向晶片10表面上方喷洒显影液50，并推着所述显影液50前进，以使所述显影液50布满晶片10表面，从而使显影液50与光敏材料层11中的可溶解区域反应，以将掩模板上预定好的图案转移到所述光敏材料层上。然而，在实际生产中发现，由于显影液喷嘴31与晶片10表面的距离仅有 Imm左右，在显影液喷嘴31喷洒显影液时，该显影液喷嘴31会接触到显影液，使得所述显影液喷嘴31表面粘附上污染物，经研究发现，所述污染物是显影液50与光敏材料层11中的可溶解区域反应生成的有机的反应物。在喷洒完显影液后，所述显影液喷嘴31移回至所述原始位置，所述显影设备的清洗喷嘴向显影液喷嘴31喷洒去离子水，以润湿或清洁显影液喷嘴31的工作表面。但是，由于显影液喷嘴31上已经粘附了污染物，且所述污染物为有机物，利用去离子水难以溶解所述有机的反应物，进而导致在进行下一次的显影工艺时，显影液喷嘴31上的污染物会粘附到下一个进行显影工艺的晶片上，而导致该晶片被污染，使得半导体器件短路，影响半导体器件的电学性能。为了解决上述问题，专利申请号为200710039420. 0的中国专利公开了一种显影
工艺改善方法，该显影工艺改善方法在进行显影工艺的过程中，随着显影液的上升，上移显影液喷嘴的高度以使显影液喷嘴与显影液液面之间的距离在1毫米至2毫米之间，以避免显影液喷嘴接触到显影液而遭受污染。但是，在该显影工艺改善方法中，为了控制显影液喷嘴与显影液液面之间的距离，需要对显影装置进行较大的改动，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显影方法，以有效清洗显影液喷嘴上的污染物，避免该污染物污染晶片，提高形成的半导体器件的电学性能。为解决上述技术问题，本发明提供一种显影方法，包括提供晶片，所述晶片上形成有光敏材料层；显影液喷嘴从原始位置移至所述晶片表面上方喷洒第一显影液；所述显影液喷嘴移回至所述原始位置；向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液，以清洗所述显影液喷嘴。可选的，在所述显影方法中，所述第一显影液为氢氧化四甲胺水溶液，所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度为2. 38%。可选的，在所述显影方法中，所述第二显影液为氢氧化四甲胺水溶液。可选的，在所述显影方法中，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度与所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度相同。可选的，在所述显影方法中，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度小于所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度。可选的，在所述显影方法中，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度在0.5%至 2. 38%之间。可选的，在所述显影方法中，向所述显影液喷嘴喷洒所述第二显影液的时间大于 20秒。与现有技术相比，本发明提供的显影方法具有以下优点本发明在显影液喷嘴移回至原始位置后，向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液，所述第二清洗液可有效溶解显影液喷嘴上的污染物，彻底清洗所述显影液喷嘴，避免该污染物污染下一个进行显影工艺的晶片，提高形成的半导体器件的电学性能；并且，本发明可利用传统的显影设备完成，节约生产成本；此外，本发明未引入新的化学试剂，不会污染显影设备和晶片。
图1为现有的显影设备的示意图；图2为现有的显影液喷嘴喷洒显影液的示意图3为本发明实施例所提供的显影方法的流程图。
具体实施例方式下面将结合示意图对本发明的显影方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。本发明的核心思想在于，提供一种显影方法，该显影方法在显影液喷嘴移回至所述原始位置后，向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液，所述第二清洗液可以有效溶解显影液喷嘴上的污染物，彻底清洗所述显影液喷嘴，避免该污染物污染下一个进行显影工艺的晶片，提高形成的半导体器件的电学性能；并且，本发明可利用传统的显影设备完成，可节约生产成本；且本发明未引入新的化学试剂，不会污染显影设备和晶片。请参考图3，其为本发明实施例所提供的显影方法的流程图，结合该图，该方法包括以下步骤步骤S200，提供晶片，所述晶片上形成有光敏材料层。在本发明的一个具体实施例中，所述光敏材料层为光阻层，所述光阻层已经执行完曝光工艺。以所述光敏材料层为正性光阻为例，所述光敏材料层上被曝光区域发生光化学反应，被曝光区域变得可溶于显影液；以所述光敏材料层为负性光阻为例，所述光敏材料层上被曝光区域发生铰链反应，变成不可溶解区域，不可溶解区域之外的光阻可溶于显影液。步骤S210，显影液喷嘴从原始位置移至所述晶片表面上方喷洒第一显影液。在本发明的一个具体实施例中，所述第一显影液为有机的氢氧化四甲胺(TMAH) 水溶液，所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度为标准浓度，即所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度为2.38%。所述多个显影液喷嘴呈“一”字排列在显影液喷洒臂上，所述多个喷嘴连在一起的长度大于所述晶片的直径。当需要进行显影工艺时，所述显影液喷嘴从原始位置移至晶片表面上方，其中，所述显影液喷嘴将沿着直线方向移动，同时向所述晶片表面上方喷洒第一显影液，并推着第一显影液前进，以使所述第一显影液布满所述晶片表面，从而使第一显影液与光敏材料层中的可溶解区域反应，以将掩模板上预定好的图案转移到所述光敏材料层上。在所述显影液喷嘴向所述晶片表面上方喷洒第一显影液时，所述晶片可以是静止或旋转的。
经发明人研究发现，在所述显影液喷嘴喷洒第一显影液时，该显影液喷嘴会接触到所述第一显影液，使得所述显影液喷嘴表面粘附上污染物，所述污染物是显影液与光阻反应生成的有机的反应物。步骤S220，所述显影液喷嘴移回至所述原始位置。在喷洒完显影液后，所述显影液喷嘴移回至所述原始位置，所述晶片完成显影工艺后，则被移送至硬烘烤机台执行硬烘烤工艺。步骤S230，向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液，以清洗所述显影液喷嘴。本发明在所述显影液喷嘴移回至所述原始位置后，利用第二显影液取代传统的去离子水来清洗所述显影液喷嘴，利用相似相溶的原理，所述第二显影液可有效去除显影液喷嘴上的有机的污染物，达到良好的清洗效果。在本发明的一个具体实施例中，所述第二显影液为氢氧化四甲胺水溶液，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度与第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度相同，即所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度为2. 38%。可利用传统的显影装置的清洗喷嘴来喷洒所述第二显影液，降低生产成本；并且，本发明的显影工艺未引入新的化学试剂，不会对显影装置和晶片造成污染。在本发明的另一个具体实施例中，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度小于所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度在0.5%至 2. 38%之间。浓度相对较小的氢氧化四甲胺水溶液的成本相对较低，并有利于降低生产成本，可取得理想的清洗效果。在步骤S330中，在所述显影液喷嘴移回至所述原始位置后，即开始向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液，直至所述显影液喷嘴离开所述原始位置才停止喷洒动作，以达到较佳的清洗效果，并保证所述显影液喷嘴处于润湿状态。一般的，向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液的时间大于20秒，因此，所述显影液喷嘴上的污染物可被彻底清洗掉。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种显影方法，包括提供晶片，所述晶片上形成有光敏材料层；显影液喷嘴从原始位置移至所述晶片表面上方喷洒第一显影液；所述显影液喷嘴移回至所述原始位置；向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液，以清洗所述显影液喷嘴。
2.如权利要求1所述的显影方法，其特征在于，所述第一显影液为氢氧化四甲胺水溶液。
3.如权利要求2所述的显影方法，其特征在于，所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度为2. 38%。
4.如权利要求3所述的显影方法，其特征在于，所述第二显影液为氢氧化四甲胺水溶液。
5.如权利要求4所述的显影方法，其特征在于，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度与所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度相同。
6.如权利要求4所述的显影方法，其特征在于，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度小于所述第一显影液中氢氧化四甲胺的浓度。
7.如权利要求6所述的显影方法，其特征在于，所述第二显影液中氢氧化四甲胺的浓度在0. 5%M 2. 38%之间。
8.如权利要求1所述的显影方法，其特征在于，向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液的时间大于20秒。
全文摘要
本发明公开了一种显影方法，该显影方法包括提供晶片，所述晶片上形成有光敏材料层；显影液喷嘴从原始位置移至所述晶片表面上方喷洒第一显影液；所述显影液喷嘴移回至所述原始位置；向所述显影液喷嘴喷洒第二显影液，以清洗所述显影液喷嘴。所述第二清洗液可有效清洗所述显影液喷嘴，避免显影液喷嘴上的污染物污染晶片，提高半导体器件的电学性能。
文档编号G03F7/32GK102269939SQ201010192500
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者任亚然, 安辉 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司