CN112255884B - 一种光刻图形的制造方法与制造系统 - Google Patents
一种光刻图形的制造方法与制造系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112255884B CN112255884B CN202011032944.9A CN202011032944A CN112255884B CN 112255884 B CN112255884 B CN 112255884B CN 202011032944 A CN202011032944 A CN 202011032944A CN 112255884 B CN112255884 B CN 112255884B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photoresist
- spraying
- region
- substrate
- rotating speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 157
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 124
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 122
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 61
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 8
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 silicon carbide nitride Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0035—Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
本发明提出一种光刻图形的制造方法及制造系统,包括:在基底上形成一光刻胶;对所述光刻胶进行曝光处理,以在所述光刻胶上形成第一区和第二区;采用显影液对所述光刻胶进行多次显影处理,以使所述显影液去除所述第一区或所述第二区,以形成所述光刻图形;其中,所述显影处理包括:向所述光刻胶喷涂所述显影液;所述显影液与所述第一区或所述第二区反应。其中,向所述光刻胶喷涂所述显影液的过程至少包括第一喷涂过程,第二喷涂过程和第三喷涂过程;其中,在每次所述显影处理之后,还包括去除与所述第一区或所述第二区反应的所述显影液。本发明提出的光刻图形的制造方法可以避免光刻图形出现形貌缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域,特别涉及一种光刻图形的制造方法与制造系统。
背景技术
半导体集成电路制造中,光刻工艺和刻蚀工艺常反复进行以在待处理基底上形成半导体图形。通常的光刻是这样进行的:首先在硅片上旋转涂覆光刻胶,即光阻层;然后将涂布有光刻胶的硅片曝露于某种光源下,如紫外光、电子束或者X-射线,对光阻层进行选择性曝光;接着经过显影工艺,仍保留在硅片上光阻层就形成了光刻图形,保护着其所覆盖的区域。
光刻工艺的精确度对芯片的良率和品质起到至关重要的作用,但是随着集成电路工艺中的关键尺寸的缩小,现有的显影工艺形成的光刻图形在形貌和尺寸上容易产生缺陷。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷,本发明提出一种光刻图形的制造方法与制造系统,以减少光刻图形的形貌缺陷。
为实现上述目的及其他目的,本发明提成一种光刻图形的制造方法,包括:
在基底上形成一光刻胶;
对所述光刻胶进行曝光处理,以在所述光刻胶上形成第一区和第二区;
采用显影液对所述光刻胶进行多次显影处理,以使所述显影液去除所述第一区或所述第二区,以形成所述光刻图形;
其中,所述显影处理包括:
向所述光刻胶喷涂所述显影液;
所述显影液与所述第一区或所述第二区反应;
其中,向所述光刻胶喷涂所述显影液的过程至少包括第一喷涂过程,第二喷涂过程和第三喷涂过程;
其中,在每次所述显影处理之后,还包括去除与所述第一区或所述第二区反应的所述显影液。
进一步地,所述第一喷涂过程的喷涂时间小于所述第三喷涂过程的喷涂时间,所述第三喷涂过程的喷涂时间小于第二过程的喷涂时间。
进一步地,在所述第一喷涂过程,所述第二喷涂过程及所述第三喷涂过程中,所述基底处于旋转状态。
进一步地,在所述第一喷涂过程中,所述晶基底的转速为第一转速;在所述第二喷涂过程中,所述基底的转速为第二转速;在所述第三喷涂过程中,所述基底的转速为第三转速;所述第一转速等于所述第二转速,所述第二转速大于所述第三转速。
进一步地,还包括第四喷涂过程,所述第四喷涂过程的喷涂时间大于所述第二喷涂过程的喷涂时间。
进一步地,所述显影液与所述第一区或所述第二区反应的过程包括:
至少两次反应阶段,所述反应阶段包括反应过程和间隙过程;
其中,在所述反应过程中,所述基底处于静止状态;在所述间隙过程中,所述基底处于旋转状态。
进一步地,所述反应过程的时间大于所述间隙过程的时间。
进一步地,通过旋转所述基底,以去除与所述第一区或所述第二区反应的所述显影液。
进一步地,所述光刻胶包括正胶或负胶。
进一步地,本发明还提出一种光刻图形的制造系统,包括:
旋涂单元,在基底上形成光刻胶;
曝光单元,对所述光刻胶进行曝光处理,以在所述光刻胶上形成第一区和第二区;
显影单元,采用显影液对所述光刻胶进行多次显影处理,以使所述显影液去除所述第一区或所述第二区,以形成所述光刻图形;
其中,所述显影处理包括:
向所述光刻胶喷涂所述显影液;
所述显影液与所述第一区或所述第二区反应;
其中,向所述光刻胶喷涂所述显影液的过程至少包括第一喷涂过程,第二喷涂过程和第三喷涂过程;
其中,在每次所述显影处理之后,还包括去除与所述第一区或所述第二区反应的所述显影液。
综上所述,本发明提出一种光刻图形的制造方法与制造系统,通过对光刻胶进行多次显影处理,每次显影处理又包括多个喷涂过程,每次喷涂过程的喷涂时间不同;同时在显影液与光刻胶的反应过程至少包括两个阶段,且在每次显影之后还去除与光刻胶反应的显影液。本发明在显影液与光刻胶反应一段时间后,又重新补入新的显影液,由此可以保持显影液与光刻胶持续反应,因此可以减少光刻图形的形貌缺陷,并且可以缩小关键尺寸的差异性。
附图说明
图1:本实施例提出的光刻图形的制造方法流程图。
图2:形成光刻胶的结构示意图。
图3:进行曝光处理的结构示意图。
图4:形成第一区和第二区的结构示意图。
图5:第一次显影处理的流程示意图。
图6:第一次显影处理之后的结构示意图。
图7:光刻图形的结构示意图。
图8:光刻图形的电镜图。
图9:光刻图形的另一结构示意图。
图10:本实施例提出的光刻图形的制造系统的结构图。
101 基底
102 光刻胶
103 掩模版
104 第一区
105 第二区
10 制造系统
11 旋涂单元
12 曝光单元
13 显影单元
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示,本实施例提出一种光刻图形的制造方法,包括:
S1:在基底上形成一光刻胶;
S2:对所述光刻胶进行曝光处理,以在所述光刻胶上形成第一区和第二区;
S3:采用显影液对所述光刻胶进行多次显影处理,以使所述显影液去除所述第一区或所述第二区,以形成所述光刻图形。
如图2所示,在步骤S1中,首先在基底101上形成一光刻胶102,所述基底101作为待注入材料或待刻蚀材料。所述基底101的材料为半导体材料,所述半导体材料可以为硅(Si)、锗(Ge)、或硅锗(GeSi)、碳化硅(SiC);也可以是绝缘体上硅(SOI),绝缘体上锗(GOI);或者还可以为其它的半导体材料,例如砷化镓等Ⅲ-Ⅴ族化合物。
如图2所示,在一些实施例中,所述基底101的材料可以为介质层材料、金属材料或金属化合物材料,所述介质层材料可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或其他合适的介质材料,所述金属材料可以为W、Al、Cu、Ti、Ag、Au、Pt、Ni或其他合适的金属材料,所述金属化合物材料可以为TiN、TaN、TaC、TaSiN、WN、Wsi或其他合适的金属化合物材料。
如图2所示,所述光刻胶102为后续形成光刻图形,并作为对基底101进行注入或刻蚀时的掩膜。所述光刻胶可以为正胶或负胶。本实施例以负胶为例进行说明。
如图2所示,本实施例中,所述光刻胶102的材料中包括感光树脂、增感剂和溶剂,负光刻胶材料经光照(曝光)后,被光照区域(或曝光区域)的材料能很快地发生光固化反应或交联反应,使得曝光区域的物理性能,特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。所述光刻胶102的形成工艺可以为旋涂工艺。在本实施例中,所述光刻胶102的厚度例如为2-3微米。
在一些实施例中,所述基底101和光刻胶102之间还形成有抗反射涂层。
如图3-图4所示,在步骤S2中,对部分光刻胶102进行曝光,形成第一区204,所述光刻胶102未曝光的区域为第二区105。在本实施例中,第一区104为曝光区,第二区105为非曝光区。
如图3-图4所示,在进行曝光时,将掩模版103设置在基底101的上方,曝光光线经过掩膜版103后对基底201上的光刻胶102进行曝光,光刻胶层102对应被光照的区域形成第一区104,即曝光区;未被曝光的区域为第二区105,即非曝光区。所述光刻胶102被光照的区域(第一区104)发生光固化反应或交联反应,使得该区域的物理特性与非曝光区域的物理特性发生改变。
如图4所示,在一些实施例中,在进行曝光后,进行曝光后热处理;进行曝光后热处理后,进行冷却处理。进行曝光后热处理的目的是以使的曝光区的光固化反应或交联反应更加完全、使得光酸的进一步扩散并烘干光刻胶层中部分溶剂和水分,进行冷却处理的目的是使得光固化反应或交联反应停止、对基底101进行降温。曝光后热处理的温度例如为100-250℃,时间例如为50-120s,所述冷却处理的温度例如为22-24℃,冷却时间例如为30-150s。
如图4-图5所示,在步骤S3中,采用显影液对光刻胶102进行多次显影处理,由于本实施例中,光刻胶102为负胶,且第一区104为曝光区,第二区105为非曝光区。因此通过多次显影处理可以去除非曝光区,以形成光刻图形。在本实施例中,可以对光刻胶102至少进行四次显影处理,每一次显影处理的过程相同。本实施例以第一次显影处理为例进行说明。
如图4-图5所示,在本实施例中,第一次显影处理包括喷涂过程和反应过程。所述喷涂过程是向光刻胶102喷涂显影液。所述反应过程是指显影液与光刻胶102的反应过程。在本实施例中,所述喷涂过程包括第一喷涂过程,第二喷涂过程,第三喷涂过程,第四喷涂过程和第五喷涂过程。当曝光处理完成之后,通过显影机向光刻胶102喷涂显影液,通过第一喷涂过程至第五喷涂过程向光刻胶102喷涂显影液。
如图5所示,在本实施例中,第一喷涂过程的喷涂时间例如小于第二喷涂过程的喷涂时间,第二喷涂过程的喷涂时间例如大于第三喷涂过程的喷涂时间,且第一喷涂过程的喷涂时间例如小于第三喷涂过程的喷涂时间。第二喷涂过程的喷涂时间例如小于第四喷涂过程的喷涂时间,第四喷涂过程的喷涂时间例如等于第五喷涂过程的喷涂时间。
如图5所示,在本实施例中,第一喷涂过程的喷涂时间例如为1.0s,第二喷涂过程的喷涂时间例如为2.0s,第三喷涂过程的喷涂时间例如为1.5s,第四喷涂过程的喷涂时间例如为2.5s,第五喷涂过程的喷涂时间例如为2.5s。
如图4-图5所示,在本实施例中,在第一喷涂过程中,基底101处于旋转状态,且将基底101的转速定义为第一转速。在第二喷涂过程中,基底101处于旋转状态,且将基底101的转速定义为第二转速。在第三喷涂过程中,基底101处于旋转状态,且将基底101的转速定义为第三转速。在第四喷涂过程中,基底101处于旋转状态,且将基底101的转速定义为第四转速。在第五喷涂过程中,基底101处于静止状态。在本实施例中,第一转速例如等于第二转速,第二转速例如大于第三转速,第三转速例如大于第四转速。在本实施例中,第一转速例如为600转/分。第二转速例如为600转/分。第三转速例如为60转/分。第四转速例如为40转/分。由于在第一喷涂过程至第四喷涂过程中,基底101处于旋转状态,基底101的旋转加速度可以为0-2000转/分,例如为800转/分。本实施例将喷涂过程分成多个喷涂过程,且在显影液的喷涂过程中基底101处于旋转状态,因此可以提高显影液与光刻胶102接触的均匀性。
如图4-图5所示,在喷涂过程之后,显影液与光刻胶102进行反应。在本实施例中,所述反应过程包括第一反应阶段和第二反应阶段。第一反应阶段和第二反应阶段具有相同的过程。本实施例以第一反应阶段为例进行说明。在本实施例中,第一反应阶段包括第一反应过程和第一间隙过程。第一反应过程是指显影液与光刻胶102的反应过程,在第一反应过程中,基底101处于静止状态。第一反应过程之后,进行第一间隙过程,所述第一间隙过程是指将旋转基底101使得显影液出来,也就是说在第一间隙过程中,显影液未与光刻胶101反应。在光刻胶102与显影液反应一段时间,可能会出现显影液分布不均匀,导致显影液与光刻胶102反应速率不均匀,因此在第一反应过程之后,通过第一间隙过程,使得显影液的分布更加均匀,从而保证显影液与光刻胶102反应速率的均匀性。在本实施例中,第一反应过程的时间大于第一间隙过程的时间。第一反应过程的时间例如为6.2s,第一间隙过程的时间例如为0.3s。在第一间隙过程中,基底101的转速例如大于第四转速,且小于第三转速,基底101的转速例如为50转/分。在第一反应阶段结束之后进行第二反应阶段,第二反应阶段和第一反应阶段具有相同的过程,第二反应阶段包括第二反应过程和第二间隙过程;也就是说第一反应过程和第二反应过程相同,第一间隙过程和第二间隙过程相同。当然,在一些实施例中,所述反应过程还可以包括第三反应阶段和第四反应阶段。
如图5-图6所示,在本实施例中,所述光刻胶102为负胶,因此显影液与第二区105反应,且通过第一次显影处理,第二区105的厚度小于第一区104的厚度。在第一次显影处理之后,首先通过旋转去除与第二区105反应的显影液,例如通过旋转基底101,以去除与第二区105反应的显影液。基底101的转速例如等于第一转速,所述基底101旋转的时间例如等于第四喷涂过程的喷涂时间,基底101的旋转加速度可以在0-1500转/分,例如为800转/分。通过旋转基底101,从而去除与光刻胶102反应的显影液,然后在进行第二次显影处理,第二次显影处理和第一次显影处理的过程相同。需要说明的是,第二次显影处理之后,还需要去除与第二区105反应的显影液,然后在进行第三次显影处理,液就是说,在每次显影处理之后,都需要去除与第二区105反应的显影液,从而使得每次只有新的显影液与第二区105反应,从而可以避免光刻图像的侧壁出现缺陷。
如图5-图6所示,在本实施例中,可以采用四甲基氢氧化铵的水溶液或者其他合适的溶液来与第二区105反应。
如图7-图8所示,在本实施例中,在经过多次显影处理之后,第二区105被显影液完成去除掉,形成光刻图形。图8显示为光刻图形的电镜图。从图8中可以看出,光刻图形的关键尺寸的侧壁未存在缺陷,表示通过多次显影处理可以避免关键尺寸的形貌出现缺陷。经过测量得知,图8(a)中测量的关键尺寸为1182.2nm,图8(b)中测量的关键尺寸为1127.2nm,两者的差值为55.2nm,因此可以表示通过多次显影处理可以缩小关键尺寸的差异性,也就是可以保证关键尺寸的稳定性。
如图7和图9所示,当光刻胶102为正胶时,经过曝光处理之后,第一区104与显影液反应,形成光刻图形。在本实施例中,当光刻胶102为负胶时,显影液与第二区105反应,也就是显影液与非曝光区反应;当光刻胶胶102为正胶时,显影液与第一区104反应,也就是显影液与曝光区反应。
如图9所示,在本实施例中,当光刻胶102为正胶时,使用的显影液中包括碱性物质,所述碱性物质的作用在于形成碱液,将经过曝光的正性光刻胶溶解。所述碱性物质可以为氢氧四甲基铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、三乙胺、2-羟基-氢氧三甲胺、二乙胺和二乙醇胺中的一种或多种,或者为氢氧四甲基铵、三乙胺、2-羟基-氢氧三甲胺、二乙胺和二乙醇胺中的一种或多种。
如图10所示,本实施例还提出一种光刻图形的制造系统10,该制造系统10包括旋涂单元11,曝光单元12和显影单元13。
如图2和图10所示,在本实施例中,该旋涂单元11可以在基底101上形成光刻胶102,该光刻胶102可以为负胶或正胶。在本实施例中,该旋涂单元11可以为旋涂设备。
如图4和图10所示,在本实施例中,该曝光单元12可以对光刻胶102进行曝光处理,从而在光刻胶102上形成第一区104和第二区105。第一区104可以为曝光区,第二区105可以为非曝光区。当然,在一些实施例中,第一区104也可以为非曝光区,第二区105也可以为曝光区。该曝光单元12可以为曝光机。
如图4,图5和图10所示,在本实施例中,显影单元13可以向光刻胶102喷涂显影液,从而使得显影液与光刻胶102反应。当光刻胶102为负胶时,显影液与第二区105反应;当光刻胶102为正交时,显影液与第一区104反应。在本实施例中,该显影单元13向光刻胶102喷涂显影液的过程可以包括多个喷涂过程,例如包括五个喷涂过程。显影液与光刻胶102的反应过程至少包括包括两个反应阶段。该显影单元13可以为显影机,该显影液可以为四甲基氢氧化铵的水溶液或者其他合适的溶液。
综上所述,本发明的光刻图形的制造方法适用于半导体制造中所有的光刻工艺层,包括离子注入层光刻,隔离层光刻,栅层光刻,布线层光刻等等。还适用于半导体制造中所有光刻工艺,包括单独光刻胶工艺和基于抗反射涂层的光刻工艺。同时,也适用于半导体制造中所有光刻胶种类,包括G线,I线,248nm,193nm的正胶和负胶。
综上所述,本发明提出一种光刻图形的制造方法与制造系统,通过对光刻胶进行多次显影处理,每次显影处理又包括多个喷涂过程,每次喷涂过程的喷涂时间不同;同时在显影液与光刻胶的反应过程至少包括两个阶段,且在每次显影之后还去除与光刻胶反应的显影液。本发明在显影液与光刻胶反应一段时间后,又重新补入新的显影液,由此可以保持显影液与光刻胶持续反应,因此可以减少光刻图形的形貌缺陷,并且可以缩小关键尺寸的差异性。
在整篇说明书中提到“一个实施例(one embodiment)”、“实施例(anembodiment)”或“具体实施例(a specific embodiment)”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中,并且不一定在所有实施例中。因而,在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在实施例中(inan embodiment)”或“在具体实施例中(in a specific embodiment)”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外,本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的,并将被视作本发明精神和范围的一部分。
还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个,或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。
另外,除非另外明确指明,附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的,而并非限制。此外,除非另外指明,本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下,部件或步骤的组合也将视为已被指明。
如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用,除非另外指明,“一个(a)”、“一个(a n)”和“该(the)”包括复数参考物。同样,如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用,除非另外指明,“在…中(in)”的意思包括“在…中(in)”和“在…上(on)”。
本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例,但是正如本领域技术人员将认识和理解的,各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的,可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改,并且这些修改将在本发明的精神和范围内。
本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外,已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而,相关领域的技术人员将会认识到,本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践,或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下,并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。
因而,尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述,但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内,并且应当理解,在某些情况下,在未背离所提出发明的范围和精神的前提下,在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此,可以进行许多修改,以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例,但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而,本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。
Claims (5)
1.一种光刻图形的制造方法,其特征在于,包括:
在基底上形成一光刻胶,且所述基底与所述光刻胶之间形成有抗反射涂层;
对所述光刻胶进行曝光处理,以在所述光刻胶上形成第一区和第二区;
采用显影液对所述光刻胶进行多次显影处理,以使所述显影液去除所述第一区或所述第二区,以形成所述光刻图形;
其中,所述显影处理包括:
向所述光刻胶喷涂所述显影液;
所述显影液与所述第一区或所述第二区反应;
其中,向所述光刻胶喷涂所述显影液的过程至少包括第一喷涂过程,第二喷涂过程和第三喷涂过程,所述第一喷涂过程的喷涂时间小于所述第三喷涂过程的喷涂时间,所述第三喷涂过程的喷涂时间小于所述第二喷涂过程的喷涂时间,在所述第一喷涂过程,所述第二喷涂过程及所述第三喷涂过程中,所述基底处于旋转状态,在所述第一喷涂过程中,所述基底的转速为第一转速,在所述第二喷涂过程中,所述基底的转速为第二转速,在所述第三喷涂过程中,所述基底的转速为第三转速,且所述第一转速等于所述第二转速,所述第二转速大于所述第三转速;
所述显影液与所述第一区或所述第二区反应的过程包括:
至少两次反应阶段,所述反应阶段包括反应过程和间隙过程;
其中,在所述反应过程中,所述基底处于静止状态,在所述间隙过程中,所述基底处于旋转状态,以使所述显影液与所述光刻胶保持均匀的反应速率,且所述反应过程的时间大于所述间隙过程的时间;
其中,在每次所述显影处理之后,还包括去除与所述第一区或所述第二区反应的所述显影液。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,还包括第四喷涂过程,所述第四喷涂过程的喷涂时间大于所述第二喷涂过程的喷涂时间。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,通过旋转所述基底,以去除与所述第一区或所述第二区反应的所述显影液。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述光刻胶包括正胶或负胶。
5.一种光刻图形的制造系统,其特征在于,包括:
旋涂单元,在基底上形成光刻胶,且所述基底与所述光刻胶之间形成有抗反射涂层;
曝光单元,对所述光刻胶进行曝光处理,以在所述光刻胶上形成第一区和第二区;
显影单元,采用显影液对所述光刻胶进行多次显影处理,以使所述显影液去除所述第一区或所述第二区,以形成所述光刻图形,所述显影处理包括向所述光刻胶喷涂所述显影液,所述显影液与所述第一区或所述第二区反应;
其中,向所述光刻胶喷涂所述显影液的过程至少包括第一喷涂过程,第二喷涂过程和第三喷涂过程,所述第一喷涂过程的喷涂时间小于所述第三喷涂过程的喷涂时间,所述第三喷涂过程的喷涂时间小于所述第二喷涂过程的喷涂时间,在所述第一喷涂过程,所述第二喷涂过程及所述第三喷涂过程中,所述基底处于旋转状态,在所述第一喷涂过程中,所述基底的转速为第一转速,在所述第二喷涂过程中,所述基底的转速为第二转速,在所述第三喷涂过程中,所述基底的转速为第三转速,且所述第一转速等于所述第二转速,所述第二转速大于所述第三转速;
所述显影液与所述第一区或所述第二区反应的过程包括:
至少两次反应阶段,所述反应阶段包括反应过程和间隙过程;
其中,在所述反应过程中,所述基底处于静止状态,在所述间隙过程中,所述基底处于旋转状态,以使所述显影液与所述光刻胶保持均匀的反应速率,且所述反应过程的时间大于所述间隙过程的时间;
其中,在每次所述显影处理之后,还包括去除与所述第一区或所述第二区反应的所述显影液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011032944.9A CN112255884B (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 一种光刻图形的制造方法与制造系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011032944.9A CN112255884B (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 一种光刻图形的制造方法与制造系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112255884A CN112255884A (zh) | 2021-01-22 |
CN112255884B true CN112255884B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=74235018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011032944.9A Active CN112255884B (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 一种光刻图形的制造方法与制造系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112255884B (zh) |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08138997A (ja) * | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Asahi Kasei Micro Syst Kk | フォトレジストの現像方法 |
JPH09166880A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | レジストパターニング方法 |
JPH09244258A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Sony Corp | レジスト現像方法 |
JP2003345035A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-03 | Asahi Kasei Corp | 感光性樹脂凸版の現像方法、及び現像装置 |
JP2004022764A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | 基板の処理装置および基板の処理方法 |
KR20060067383A (ko) * | 2004-12-15 | 2006-06-20 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 제조용 현상 방법 |
KR20080040303A (ko) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 형성방법 |
CN101393401A (zh) * | 2007-09-17 | 2009-03-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻工艺的显影方法 |
CN102385262A (zh) * | 2010-09-01 | 2012-03-21 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 光刻工艺的显影方法 |
CN102486618A (zh) * | 2010-12-02 | 2012-06-06 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 无抗水表面涂层的浸没式光刻胶的显影方法 |
CN102540769A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 显影方法 |
CN102621828A (zh) * | 2011-01-27 | 2012-08-01 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 一种二次显影方法 |
CN103197514A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-07-10 | 上海微电子装备有限公司 | 有效减少孔显影缺陷的显影方法 |
CN106324998A (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻图形的形成方法 |
CN108885411A (zh) * | 2016-03-25 | 2018-11-23 | 东丽株式会社 | 显影装置和电路基板的制造方法 |
CN111211095A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-29 | 合肥晶合集成电路有限公司 | 导电互连线的制造方法 |
CN111276456A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 合肥晶合集成电路有限公司 | 半导体器件及其制造方法 |
-
2020
- 2020-09-27 CN CN202011032944.9A patent/CN112255884B/zh active Active
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08138997A (ja) * | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Asahi Kasei Micro Syst Kk | フォトレジストの現像方法 |
JPH09166880A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | レジストパターニング方法 |
JPH09244258A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Sony Corp | レジスト現像方法 |
JP2003345035A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-03 | Asahi Kasei Corp | 感光性樹脂凸版の現像方法、及び現像装置 |
JP2004022764A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | 基板の処理装置および基板の処理方法 |
KR20060067383A (ko) * | 2004-12-15 | 2006-06-20 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 제조용 현상 방법 |
KR20080040303A (ko) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 형성방법 |
CN101393401A (zh) * | 2007-09-17 | 2009-03-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻工艺的显影方法 |
CN102385262A (zh) * | 2010-09-01 | 2012-03-21 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 光刻工艺的显影方法 |
CN102486618A (zh) * | 2010-12-02 | 2012-06-06 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 无抗水表面涂层的浸没式光刻胶的显影方法 |
CN102540769A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 显影方法 |
CN102621828A (zh) * | 2011-01-27 | 2012-08-01 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 一种二次显影方法 |
CN103197514A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-07-10 | 上海微电子装备有限公司 | 有效减少孔显影缺陷的显影方法 |
CN106324998A (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻图形的形成方法 |
CN108885411A (zh) * | 2016-03-25 | 2018-11-23 | 东丽株式会社 | 显影装置和电路基板的制造方法 |
CN111276456A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 合肥晶合集成电路有限公司 | 半导体器件及其制造方法 |
CN111211095A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-29 | 合肥晶合集成电路有限公司 | 导电互连线的制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
魏崴.汽车钣金工.湖南科学技术出版社,2013,183. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112255884A (zh) | 2021-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2561964B2 (ja) | ホトレジストを塗布した基体から望ましくない周辺部の材料(例えばエツジビーズ)を除去するための乳酸エチルとメチルエチルケトンとの特定混合物の使用 | |
US8053368B2 (en) | Method for removing residues from a patterned substrate | |
KR20010015280A (ko) | 포토레지스트패턴의 형성방법 | |
CN112255884B (zh) | 一种光刻图形的制造方法与制造系统 | |
US6420101B1 (en) | Method of reducing post-development defects in and around openings formed in photoresist by use of non-patterned exposure | |
US6372408B1 (en) | Method of reducing post-development defects in and around openings formed in photoresist by use of multiple development/rinse cycles | |
US5885756A (en) | Methods of patterning a semiconductor wafer having an active region and a peripheral region, and patterned wafers formed thereby | |
JP2000250229A (ja) | フォトレジスト膜の現像方法 | |
US6613500B1 (en) | Reducing resist residue defects in open area on patterned wafer using trim mask | |
US20080318166A1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
US6559072B2 (en) | Develop processing method of a resist surface of a substrate for reduced processing time and reduced defect density | |
JP2010278204A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
EP1128220A2 (en) | Developing process, process for forming pattern and process for preparing semiconductor device using same | |
US7368229B2 (en) | Composite layer method for minimizing PED effect | |
JP3861851B2 (ja) | レジストパターン形成方法および半導体装置の製造方法 | |
US20220260916A1 (en) | Dual developing method for defining different resist patterns | |
US11935747B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
US6270949B1 (en) | Single component developer for copolymer resists | |
US20220342312A1 (en) | Method for defining multiple resist patterns | |
JPH06110214A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
US6281130B1 (en) | Method for developing ultra-thin resist films | |
JP2544478B2 (ja) | ウエットエッチング方法 | |
US6426177B2 (en) | Single component developer for use with ghost exposure | |
JP2000241990A (ja) | フォトレジストパターンの形成方法 | |
US20030087166A1 (en) | Reticle and a method for manufacturing a semiconductor device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |