[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，尤其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图形，以预先定义出待刻蚀或离子注入的区域。光刻图形尺寸对半导体器件的性能有极其重要的影响，尤其整个半导体晶片内的光刻图形尺寸均匀性是工艺控制过程中的一个关键参数，如果均匀性控制不好，就会直接影响刻蚀或离子注入的结果，并最终会影响半导体器件的电性。

光刻工艺主要包括三个过程：涂胶，曝光，显影。其中显影过程是影响光刻图形尺寸均匀性的主要光刻过程。如图1所示，为现有技术中通常应用的一种显影工艺的流程图，包括：步骤101，对经过曝光的半导体晶片进行去离子水浸润；步骤102，喷射显影液覆盖整个半导体晶片表面；步骤103，进行显影反应；步骤104，旋转半导体晶片甩掉显影液；步骤105，采用去离子水清洗半导体晶片并甩干。上述步骤102中，喷射显影液覆盖整个半导体晶片表面，可以通过两种方式实现：(1)，显影液喷嘴移动到半导体晶片的圆心后，在半导体晶片静止或低速转动时(每分钟100转以下)，喷出显影液。(2)，显影液喷嘴从半导体晶片的边缘移动到圆心的过程中，喷出显影液，同时半导体晶片先以每分钟500-1000转的转速转动，并持续线性降低转速，当显影液喷嘴移动到半导体晶片的圆心时，半导体晶片停止转动，或控制转速在每分钟100转以下，然后持续喷射显影液2-3秒。

然而问题在于，经由上述现有技术中的显影工艺处理过的半导体晶片，往往存在半导体晶片上不同区域的光刻图形尺寸不一致的缺陷，该缺陷会进一步影响刻蚀或离子注入的结果，并最终影响半导体器件电性的均匀性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种光刻工艺的显影方法，以解决经显影处理后的半导体晶片上的不同区域的光刻图形尺寸不一致的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种光刻工艺的显影方法，包括：

以第一速率旋转半导体晶片，同时向所述半导体晶片的圆心喷射显影液，使显影液浸润所述半导体晶片表面；

以第二速率旋转浸润后的半导体晶片，同时向半导体晶片表面喷射显影液；

以第三速率旋转喷射显影液后的半导体晶片，使显影液与半导体晶片表面的光刻胶层进行显影反应；

采用去离子水清洗半导体晶片表面；

其中，所述第一速率大于所述第二速率。

优选的，所述第一速率为1000-2000转/分钟；

所述以第一速率旋转半导体晶片的时间为5-7秒。

优选的，所述第二速率为0-100转/分钟；

所述以第二速率旋转浸润后的半导体晶片的时间为2-3秒。

优选的，所述第三速率为0-30转/分钟；

所述以第三速率旋转喷射显影液后的半导体晶片的时间为15-45秒。

优选的，利用所述浸润将半导体晶片的表面由油性转变为碱性，以降低表面张力、增强界面亲和力。

优选的，在以第一速率旋转半导体晶片之前，还包括：

对经过曝光的半导体晶片进行去离子水浸润。

优选的，在所述采用去离子水清洗半导体晶片表面之前，还包括：

以第四速率旋转显影反应后的半导体晶片，同时向半导体晶片表面补充喷射显影液。

优选的，所述第四速率为20-100转/分钟；

所述以第四速率旋转显影反应后的半导体晶片的时间为1-2秒。

优选的，以第二速率旋转浸润后的半导体晶片时，所述向半导体晶片表面喷射显影液通过以下方式实现：

以第二速率旋转所述浸润后的半导体晶片的同时，显影液喷嘴位于半导体晶片的圆心位置，并向所述圆心位置喷射显影液。

应用本发明实施例所提供的技术方案，在进行显影反应处理之前，首先使用显影液对半导体晶片的光刻胶层的表面进行显影液浸润，利用所述浸润降低光刻胶层表面张力，可以增强表面的亲水性和界面亲和力，能够使浸润操作后喷射的显影液均匀快速且全面的覆盖到半导体晶片光刻胶层的表面，使得半导体晶片表面各个区域获得基本一致的显影反应时间，避免经显影后的半导体晶片上的不同区域形成的光刻图形尺寸不一致的缺陷，从而能够提高半导体晶片内的光刻图形尺寸均匀性，进而提高半导体器件电性的均匀性。

附图说明