CN116125762A - 一种光刻胶显影方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光刻胶显影方法，涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光刻胶显影方法。该方法包括，获取待显影晶圆，待显影晶圆为具有光刻胶膜的晶圆；根据光刻胶膜的膜厚，对待显影晶圆进行曝光；根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对待显影晶圆进行烘烤处理，预设烘烤温度随烘烤时间先增大后减小，预设烘烤距离随所述烘烤时间先减小后增大；对待显影晶圆执行显影工艺。该方法能够在曝光后显影过程中，改善待显影晶圆的受热方式，提升对光刻胶膜的烘烤效果，降低光刻胶膜出现缺陷的可能性，有利于避免非曝光区域的流膜率过大，并防止光刻胶膜发生大幅形变，降低图像失真的可能性，为显影图像的分辨率提供可靠保障。

Description

一种光刻胶显影方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光刻胶显影方法。

背景技术

光刻技术广泛应用于半导体行业，通过光刻工艺，得以让光罩上的图案转移到晶圆表面，进而实现晶圆表面的图形化，该工艺中，包括涂胶，烘烤，曝光，显影等制程，诸多制程中又以显影工艺尤为重要。基于当前的厚胶显影技术，产品多出现显影光刻胶残留、光刻胶变形等缺陷，严重影响了显影图像的分辨率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提供了一种光刻胶显影方法，该方法包括：

获取待显影晶圆，上述待显影晶圆为具有光刻胶膜的晶圆；

根据上述光刻胶膜的膜厚，对上述待显影晶圆进行曝光；

根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理，上述预设烘烤温度随烘烤时间先增大后减小，上述预设烘烤距离随上述烘烤时间先减小后增大；

对上述待显影晶圆执行显影工艺。

在一种可行的实施方式中，根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理，包括：

根据第一预设烘烤温度和第一预设烘烤距离，烘烤上述待显影晶圆第一预设时长；

根据第二预设烘烤温度和第二预设烘烤距离，烘烤上述待显影晶圆第二预设时长，上述第二预设烘烤温度大于上述第一预设烘烤温度，上述第二预设烘烤距离小于上述第一预设烘烤距离；

根据第三预设烘烤温度和第三预设烘烤距离，烘烤上述待显影晶圆第三预设时长，上述第三预设烘烤温度小于上述第一预设烘烤温度，上述第三预设烘烤距离大于上述第一预设烘烤距离。

在一种可行的实施方式中，对上述待显影晶圆执行显影工艺，包括：

调整上述待显影晶圆所处环境的环境压力至预设压力，上述预设压力大于或等于50Pa且小于或等于100Pa；

根据上述待显影晶圆的晶圆半径，确定上述待显影晶圆的显影喷淋半径，上述显影喷淋半径大于或等于0.2倍的上述晶圆半径且小于或等于0.8倍的上述晶圆半径；

根据上述待显影晶圆的晶圆中心位置和上述显影喷淋半径，确定显影喷淋范围；

根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行初步显影处理；

根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行模进显影处理。

在一种可行的实施方式中，根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行初步显影处理，包括：

根据第一晶圆转速和第一转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第一晶圆转速大于或等于180rpm且小于或等于220rpm，上述第一转动时长小于或等于5s；

调整上述待显影晶圆的转速至第二晶圆转速，上述第二晶圆转速大于或等于20rpm且小于或等于150rpm；

根据第一喷淋时长，控制喷淋机械臂向上述晶圆中心位置喷淋显影液，上述第一喷淋时长大于或等于3s且小于或等于15s；

控制上述喷淋机械臂由上述晶圆中心位置移动至喷淋边界位置，以对上述待显影晶圆进行上述显影液的初步扫描喷淋，上述喷淋边界位置至上述晶圆中心位置的距离等于上述显影喷淋半径；

在上述喷淋机械臂移动至上述喷淋边界位置的情况下，根据第二喷淋时长控制上述喷淋机械臂向上述喷淋边界位置喷淋上述显影液，上述第二喷淋时长大于或等于2s且小于或等于5s；

根据静置时长，控制上述待显影晶圆静置，上述静置时长大于或等于2s且小于或等于10s；

根据第三晶圆转速和第二转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第三晶圆转速大于或等于300rpm且小于或等于800rpm，上述第二转动时长大于或等于10s且小于或等于30s。

在一种可行的实施方式中，根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行模进显影处理，包括：

调整上述待显影晶圆的转速至第四晶圆转速，上述第四晶圆转速大于或等于10rpm且小于或等于80rpm；

多次控制喷淋机械臂由上述晶圆中心位置移动至喷淋边界位置，以多次对上述待显影晶圆进行显影液的第一扫描喷淋，上述喷淋边界位置至上述晶圆中心位置的距离等于上述显影喷淋半径，上述第一扫描喷淋的单次执行时长大于或等于1s且小于或等于20s，上述第一扫描喷淋的次数小于或等于5次；

调整上述待显影晶圆的转速至第五晶圆转速，上述第五晶圆转速大于或等于5rpm且小于或等于30rpm；

多次控制喷淋机械臂由上述喷淋边界位置移动至上述晶圆中心位置，以多次对上述待显影晶圆进行显影液的第二扫描喷淋，上述第二扫描喷淋的单次执行时长大于或等于10s且小于或等于40s，上述第二扫描喷淋的次数大于或等于3次且小于或等于10次；

根据第六晶圆转速和第三转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第六晶圆转速大于或等于5rpm且小于或等于20rpm，上述第三转动时长大于或等于20s且小于或等于60s；

根据第七晶圆转速和第四转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第七晶圆转速大于或等于200rpm且小于或等于600rpm，上述第四转动时长大于或等于5s且小于或等于10s。

在一种可行的实施方式中，上述光刻胶显影方法还包括：

重复对上述待显影晶圆进行上述模进显影处理，重复次数大于或等于3次且小于或等于5次。

在一种可行的实施方式中，上述的光刻胶显影方法还包括：

对上述待显影晶圆进行纯水洗处理。

在一种可行的实施方式中，上述的光刻胶显影方法还包括：

对上述待显影晶圆进行旋干处理。

在一种可行的实施方式中，根据上述光刻胶膜的膜厚，对上述待显影晶圆进行曝光，包括：

根据上述光刻胶膜的膜厚，确定曝光能量密度；

根据上述曝光能量密度，对上述待显影晶圆进行曝光处理。

在一种可行的实施方式中，上述的光刻胶显影方法还包括：

获取上述待显影晶圆的获取时刻距上述待显影晶圆的涂胶完成时刻的时间差小于或等于5h。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的一种光刻胶显影方法，该方法包括获取待显影晶圆，上述待显影晶圆为具有光刻胶膜的晶圆；根据上述光刻胶膜的膜厚，对上述待显影晶圆进行曝光；根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理，上述预设烘烤温度随烘烤时间先增大后减小，上述预设烘烤距离随上述烘烤时间先减小后增大；对上述待显影晶圆执行显影工艺。本申请实施例提供的光刻胶显影方法通过根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对曝光后的待显影晶圆进行曝光后烘烤处理，能够改善待显影晶圆的受热方式，进而防止待显影晶圆的光刻胶膜受热量过大，并避免光刻胶膜局部过度烘烤或欠烘烤，提升对光刻胶膜的烘烤效果，降低光刻胶膜出现厚度不均或发生褶皱、气泡等缺陷的可能性，且在后续显影处理的过程中，当光刻胶膜为正性光刻胶的情况下，能够有利于避免非曝光区域的流膜率过大，并防止光刻胶膜发生大幅形变，降低图像失真的可能性，为显影图像的分辨率提供可靠保障。

附图说明

通过阅读下文示例性实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出示例性实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的光刻胶显影方法的示意性流程图；

图2为本申请提供的一种实施例的待显影晶圆和晶圆热板示意性位置关系图；

图3为本申请提供的一种实施例的预设烘烤温度随烘烤时间变化的示意性折线图；

图4为本申请提供的一种实施例的预设烘烤距离随烘烤时间变化的示意性折线图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本申请实施例提出了一种光刻胶显影方法，如图1所示，该方法可以包括：

步骤S110：获取待显影晶圆，该待显影晶圆为具有光刻胶膜的晶圆；

可以理解的是，晶圆为制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，由于其形状为圆形，故称为晶圆，显影是在正性光刻胶的曝光区和负性光刻胶的非曝光区的光刻胶在显影液中溶解，在光刻胶上形成三维图形的一种光刻技术，待显影晶圆则指表面形成有光刻胶膜的晶圆，示例性地，前述光刻胶膜可以为正性光刻胶膜可以理解的是，正性光刻胶由于具有良好的对比度和分辨率在现有生产中得到广泛应用。

步骤S120：根据上述光刻胶膜的膜厚，对上述待显影晶圆进行曝光；

可以理解的是，在光刻技术中，曝光就是指通常利用紫外光光源如汞灯透过掩膜板对上述待显影晶圆进行照射，使上述光刻胶发生光化学反应，从而将掩膜板上的图形转移到待显影晶圆上的光刻胶上的过程，又依据上述光刻胶膜的区域是否被光源照射而分为曝光区域和非曝光区域。可以理解的是，在对待显影晶圆进行曝光的过程中，可以根据待显影晶圆的光刻胶膜的膜厚，对曝光过程的工艺参数进行控制，以保证对待显影晶圆的曝光效果，前述曝光过程的工艺参数包括但不限于曝光能量密度。

需要说明的是，上述待显影晶圆分的光刻胶膜可以分为曝光区域和非曝光区域，曝光区域就是指经过光源照射的区域，非曝光区域是指未经过光源照射的区域。

步骤S130：根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理，上述预设烘烤温度随烘烤时间先增大后减小，上述预设烘烤距离随上述烘烤时间先减小后增大；

可以理解的是，在对带显影晶圆进行曝光处理后，可以根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对曝光后的待显影晶圆进行烘烤处理，以促进待显影晶圆的光刻胶膜的光化学反应，提升前述光化学反应的充分性，改变光刻胶材料相对于显影液的可溶性，进而便于在后续的显影处理过程中形成图形，改善光刻胶的显影效果；在曝光后烘烤的过程中，对预设烘烤温度和预设烘烤距离进行变化控制，其中，控制上述预设烘烤温度随烘烤时间先增大后减小，并控制上述预设烘烤距离随上述烘烤时间先减小后增大，从而能够改善光刻胶膜的受热方式，可以理解的是，基于预设烘烤温度的控制，可以改变光刻胶膜的吸热量，进而防止光刻胶膜吸热量过大或过小，有利于在促进光刻胶膜更为充分地进行光化学反应的同时，减少光酸的过渡扩散，保证光刻胶的图形质量，相应地，基于预设烘烤距离的控制，可以改变光刻胶膜不同区域的受热量，降低光刻胶膜不同区域出现过度烘烤或欠烘烤的可能性，进而提升对光刻胶膜的烘烤效果，降低光刻胶膜出现厚度不均或发生褶皱、气泡等缺陷的可能性，且在后续显影处理的过程中，当光刻胶膜为正性光刻胶的情况下，能够有利于避免非曝光区域的流膜率过大，并防止光刻胶膜发生大幅形变，降低图像失真的可能性，为显影图像的分辨率提供可靠保障。

示例性地，如图2所示，前述预设烘烤距离指的是待显影晶圆100与晶圆热板200之间的间隔距离，在烘烤过程中，待显影晶圆100的光刻胶膜110背离晶圆热板200布置。需要说明的是，图2中区域A用于表示待显影晶圆的曝光区域，尺寸线h用于表示上述预设烘烤距离。

示例性地，上述预设烘烤距离h可以与上述预设烘烤温度负相关，从而在曝光后烘烤的过程中，能够在预设烘烤温度较高的情况下，以较大的预设烘烤距离h对待显影晶圆100进行烘烤，相应地，在预设烘烤温度较低的情况下，以较小的预设烘烤距离h对待显影晶圆100进行烘烤，以避免光刻胶膜110靠近于晶圆热板200的部分剧烈受热，导致沿光刻胶膜110厚度方向上不同位置的光刻胶材料的吸热量差异迅速积累并形成过大烘烤效果差异，进而进一步提升对待显影晶圆100的烘烤效果，有利于改善烘烤后的光刻胶膜的厚度均匀性，降低光刻胶膜烘烤后出现褶皱、气泡的缺陷的可能性，为后续的显影处理提供有利条件，改善对光刻胶的显影效果。

示例性地，上述预设烘烤温度可以大于或等于50℃且小于或等于130℃；上述预设烘烤距离可以大于或等于0且小于或等于10μm。

需要说明的是，在MEMS(Micro-Electro-Mechanical System；微机电系统)领域，光刻胶膜厚通常在几微米至几百微米之间，膜厚通常较大，传统技术中在对待显影晶圆进行曝光后烘烤时，常采用恒温恒距烘烤，而恒温恒距烘烤往往对于薄胶晶圆能够产生良好的烘烤效果，可以理解的是，前述薄胶晶圆的光刻胶膜厚度通常在几百埃米至几万埃米之间，而对于MEMS中采用的厚胶晶圆而言，恒温恒距烘烤容易造成光刻胶膜不同区域之间的受热情况差异较大，进而容易导致光刻胶膜的部分区域出现过度烘烤或欠烘烤的现象，不利于对待显影晶圆进行显影处理。由此，相比于传统技术中的烘烤方式，本申请实施例提供的光刻胶显影方法基于前述的曝光后烘烤的执行方式，能够改善待显影晶圆的受热方式，进而防止待显影晶圆的光刻胶膜受热量过大，并避免光刻胶膜局部过度烘烤或欠烘烤，提升对光刻胶膜的烘烤效果，降低光刻胶膜出现厚度不均或发生褶皱、气泡等缺陷的可能性，且在后续显影处理的过程中，当光刻胶膜为正性光刻胶的情况下，能够有利于避免非曝光区域的流膜率过大，并防止光刻胶膜发生大幅形变，降低图像失真的可能性，为显影图像的分辨率提供可靠保障。

步骤S140：对上述待显影晶圆执行显影工艺。

可以理解的是，显影工艺在现有工业流程中通常包括预喷淋、显影喷淋、显影液表面停留等过程，基于前述对曝光后晶圆的烘烤处理方式，能够提升对待显影晶圆的烘烤效果，进而为显影工艺的执行创造有利条件，利于在显影过程中减少光阻残留，在光刻胶膜的光刻胶材料为正性光刻胶的情况下，降低待显影晶圆非曝光区域的流膜率，提高显影图像分辨率。

在一种可行的实施例中，根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理，包括：

根据第一预设烘烤温度和第一预设烘烤距离，烘烤上述待显影晶圆第一预设时长；

根据第二预设烘烤温度和第二预设烘烤距离，烘烤上述待显影晶圆第二预设时长，上述第二预设烘烤温度大于上述第一预设烘烤温度，上述第二预设烘烤距离小于上述第一预设烘烤距离；

根据第三预设烘烤温度和第三预设烘烤距离，烘烤上述待显影晶圆第三预设时长，上述第三预设烘烤温度小于上述第一预设烘烤温度，上述第三预设烘烤距离大于上述第一预设烘烤距离。

在该技术方案中，在根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理的过程中，可以将烘烤处理过程分为三个阶段，各个阶段的预设烘烤温度和预设烘烤距离不同，以形成预设烘烤温度和预设烘烤距离随烘烤时间的阶段性变化，三个阶段的烘烤时间可以分别为第一预设时长、第二预设时长和第三预设时长，各个预设时长可以是相等或不等的，这里不做过多限定；在第一个阶段中，可以根据第一预设烘烤温度和第一预设烘烤距离对待显影晶圆进行烘烤，持续时间为上述第一预设时长，可以理解的是，由于上述第二预设烘烤温度大于上述第一预设烘烤温度，且上述第三预设烘烤温度小于上述第一预设烘烤温度，从而上述第一预设烘烤温度在第一预设烘烤温度至第三预设烘烤温度中处于大小相对适中的位置，相应地，上述第一预设烘烤距离在第一预设烘烤距离至第三预设烘烤距离中处于大小相对适中的位置，进而在第一个阶段内，可以以相对适中的烘烤温度和烘烤距离对待显影晶圆进行烘烤处理，以便于令待显影晶圆较为整体且均匀地进行受热，从而促进光刻胶膜不同位置处的光刻胶材料进行光化学反应，改善光刻胶材料相对于显影液的可溶性；在第二个阶段中，可以根据第二预设烘烤温度和第二预设烘烤距离对待显影晶圆进行烘烤，持续时间为上述第二预设时长，第二预设烘烤温度相对较大，且第二预设烘烤距离相对较小，进而在第二个阶段内，可以以较高的加热效率对待显影晶圆进行烘烤，从而一方面有利于提高待显影经验的烘烤效率，便于缩短烘烤进程，另一方面能够在第二个阶段中进一步去除光刻胶膜内的驻波效应，利于提高光刻胶显影图像分辨率；在第三个阶段中，可以根据第三预设烘烤温度和第三预设烘烤距离对待显影晶圆进行烘烤，持续时间为上述第三预设时长，第三预设烘烤温度相对较小，且第三预设烘烤距离相对较大，进而在第三个阶段内，可以以较为平缓地烘烤待显影晶圆，从而一方面能够避免上述光刻胶膜在高温下过度烘烤，防止光刻胶膜不同位置处的光刻胶材料的吸热量差异迅速积累并形成过大烘烤效果差异，有利于改善烘烤后的光刻胶膜的厚度均匀性，降低光刻胶膜烘烤后出现褶皱、气泡的缺陷的可能性，为后续的显影处理提供有利条件，改善对光刻胶的显影效果。

可以理解的是，根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理的过程包括但不限于前述三个阶段，相邻阶段之间还可以包括升温降距或降温升距的调整阶段。

为了便于说明，在根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理的过程中，预设烘烤温度和预设烘烤随烘烤时间的变化可以分别如图3和图4所示，图3中，0-1min中为上述后烘过程的准备阶段；1-5min表示上述第一个阶段，此时上述第一预设烘烤温度为60℃，上述第一预设时长为4min；5min-6min为上述晶圆热板升温的阶段；6min-9min表示上述第二个阶段，此时上述第二预设烘烤温度为90℃，上述第二预设时长为3min；9min-10min为上述晶圆热板降温的阶段；10min-13min中表示上述第三个阶段，此时上述第三预设烘烤温度为50℃，上述第三预设时长为3min。图4中，0-1min中为上述后烘过程的准备阶段；1-5min中表示上述第一个阶段，此时上述第一预设烘烤距离为2μm，上述第一预设时长为4min；5min-6min中为降低烘烤距离的阶段；6min-9min表示上述第二个阶段，此时上述第二预设烘烤距离为1μm，上述第二预设时长为3min；9min-10min为提升烘烤距离的阶段；10min-13min中表示上述第三阶段，此时上述第三预设烘烤距离为3μm，上述第二预设时长为4min。

需要说明的是，上述给出的示例仅为了便于理解本实施例给出的方法，不具备唯一性，上述各个阶段的具体数值应用实际情况确定，保证第三预设烘烤温度小于第一预设烘烤温度，第二预设烘烤温度大于第一预设烘烤温度，且第三预设烘烤距离大于第一预设烘烤距离，第二预设烘烤距离小于第一预设烘烤距离即可。

通过上述实施例给出的对上述待显影晶圆的后烘处理，促进了上述光刻胶膜的光化学反应，对驻波效应的消除更彻底，又避免了上述光刻胶膜的光刻胶材料的因过度高温烘烤影响后续和显影液的反应效果，减少了显影光刻胶的残留，提高了显影图像的分辨率。

在一种可行的实施例中，对上述待显影晶圆执行显影工艺，包括：

调整上述待显影晶圆所处环境的环境压力至预设压力，上述预设压力大于或等于50Pa且小于或等于100Pa；

根据上述待显影晶圆的晶圆半径，确定上述待显影晶圆的显影喷淋半径，上述显影喷淋半径大于或等于0.2倍的上述晶圆半径且小于或等于0.8倍的上述晶圆半径；

根据上述待显影晶圆的晶圆中心位置和上述显影喷淋半径，确定显影喷淋范围；

根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行初步显影处理；

根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行模进显影处理。

在该技术方案中，在对上述待显影晶圆执行上述后烘处理后，本方案对上述待显影晶圆执行显影工艺。首先将上述待显影晶圆所处的工作环境的环境压力调节至上述预设压力，上述工作环境可以为腔体环境，上述预设压力为50Pa至100Pa，可以理解的是，上述腔体可以配置有自动阀，自动发用于调节腔体内部压力，从而在实际应用中，调节压力可以通过操控自动阀来实现。

可以理解的是，根据上述待显影晶圆的晶圆半径，来确定上述显影喷淋半径的范围，上述显影喷淋半径在0.2倍上述晶圆半径和0.8倍上述晶圆半径之间。在喷洒剂量相同的显影液的情况下，相比于对待显影晶圆中心集中喷淋显影液的方式，依据上述显影喷淋半径对上述待显影晶圆进行喷淋，可以避免上述显影液过度集中在待显影晶圆的中心，有利于改善显影液在待显影晶圆表面的分布均匀性，防止待显影晶圆中心过显，为提升显影效果提供进一步的保障，并有利于改善显影图像分辨率。

进而，可以通过上述显影晶圆中心位置和上述显影喷淋半径来确定上述显影喷淋范围，可以理解的是，在显影过程中，待显影晶圆通常以一定转速进行转动，从而前述显影喷淋范围可以是以晶圆中心位置为圆心，以上述显影喷淋半径为半径的圆形范围，从而在确定显影喷淋范围的情况下，可以对上述待显影晶圆进行初步显影处理和模进显影处理。根据上述显影喷淋范围来对上述待显影晶圆喷淋上述显影液，可以使上述显影液在上述光刻胶膜上较为均匀地分布，便于上述光刻胶膜同上述显影液之间接触，减少了显影光刻胶的残留，改善了显影图像分辨率。

在一种可行的实施例中，根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行初步显影处理，包括：

根据第一晶圆转速和第一转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第一晶圆转速大于或等于180rpm且小于或等于220rpm，上述第一转动时长小于或等于5s；

调整上述待显影晶圆的转速至第二晶圆转速，上述第二晶圆转速大于或等于20rpm且小于或等于150rpm；

根据第一喷淋时长，控制喷淋机械臂向上述晶圆中心位置喷淋显影液，上述第一喷淋时长大于或等于3s且小于或等于15s；

控制上述喷淋机械臂由上述晶圆中心位置移动至喷淋边界位置，以对上述待显影晶圆进行上述显影液的初步扫描喷淋，上述喷淋边界位置至上述晶圆中心位置的距离等于上述显影喷淋半径；

在上述喷淋机械臂移动至上述喷淋边界位置的情况下，根据第二喷淋时长控制上述喷淋机械臂向上述喷淋边界位置喷淋上述显影液，上述第二喷淋时长大于或等于2s且小于或等于5s；

根据静置时长，控制上述待显影晶圆静置，上述静置时长大于或等于2s且小于或等于10s；

根据第三晶圆转速和第二转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第三晶圆转速大于或等于300rpm且小于或等于800rpm，上述第二转动时长大于或等于10s且小于或等于30s。

在该技术方案中，在根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行初步显影处理的过程中，可以控制上述待显影晶圆以上述第一晶圆转速进行旋转，持续时间为上述第一时长，上述第一时长小于或等于5s。在显影过程中，通常待显影晶圆需要具备一定转速，这里的转速控制，可以在进行显影液喷淋前，令待显影晶圆具备一定的初速度，避免在喷淋过程中大幅调整待显影晶圆的转速，防止显影液所受的离心力产生大幅度的突变，进而有利于提升上述显影液与上述待喷淋晶圆的接触时长，减少显影液浪费。另外，如待显影晶圆在转移过程中沾染如灰尘、颗粒物等附着物，通过较高转速的旋转提供的离心力亦可以去除前述附着物，提升待显影晶圆的表面清洁性。

然后，可以控制上述待显影晶圆转速使其以上述第二晶圆转速，进行持续旋转，上述第二晶圆转速大于或等于20rpm且小于或等于150rpm，同时控制上述喷淋机械臂由上述晶圆中心位置喷淋显影液，持续时间为第一喷淋时长，上述第一喷淋时长大于或等于3s且小于或等于15s，从而避免长时间对晶圆的中心位置进行显影液喷淋，能够防止造成晶圆中心过显的问题，影响图形成像效果。

随后，可以控制上述喷淋机械臂由上述晶圆中心移动至喷淋边界位置，喷淋₅机械臂在移动过程中持续喷淋上述显影液，以形成对待显影晶圆的显影液扫描喷淋，其中，上述喷淋边界位置至上述晶圆中心位置的距离等于上述显影喷淋半径，从而配合待显影晶圆的转动运动，能够利用喷淋机械臂在上述显影喷淋范围内对待显影晶圆进行显影液喷淋，以在防止造成待显影晶圆中心过显的同时，扩大显影液的喷淋范围，进而提升显影液对待显影晶圆的作用范围，提升显影效果。

₀在上述喷淋机械臂移动至上述喷淋边界位置的情况下，可以控制喷淋机械臂在上述喷淋边界位置保持上述第二喷淋时长，第二喷淋时长为2s至5s，期间持续向上述喷淋边界位置喷淋上述显影液，从而有利于对光刻胶膜上的Trench(沟槽)结构进行显影处理，以进一步提升对待显影晶圆的显影效果。

在第二喷淋时长后，可以控制上述喷淋机械臂停止喷淋，并停止上述待显影₅晶圆的转动，根据静置时长控制上述待显影晶圆静置，静置时长为2s至10s，以使上述显影液同上述光刻胶膜发生充分反应，保证显影效果。

待显影晶圆经过静置后，可以控制上述待显影晶圆以上述第三晶圆转速和上述第二转动时长进行转动，上述第三晶圆速度为300rpm至800rpm，上述第二转

动时长为10s至30s，以完成对待显影晶圆的初步显影处理，通过高速旋转运动甩₀去上述显影液同曝光区域的上述光刻胶发生反应后的杂质，显影图像以便于后续对待显影晶圆进行模进显影处理。

在一种可行的实施例中，根据上述显影喷淋范围，对上述待显影晶圆进行模进显影处理，包括：

调整上述待显影晶圆的转速至第四晶圆转速，上述第四晶圆转速大于或等于₅10rpm且小于或等于80rpm；

多次控制喷淋机械臂由上述晶圆中心位置移动至喷淋边界位置，以多次对上述待显影晶圆进行显影液的第一扫描喷淋，上述喷淋边界位置至上述晶圆中心位置的距离等于上述显影喷淋半径，上述第一扫描喷淋的单次执行时长大于或等于1s且小于或等于20s，上述第一扫描喷淋的次数小于或等于5次；

调整上述待显影晶圆的转速至第五晶圆转速，上述第五晶圆转速大于或等于5rpm且小于或等于30rpm；

多次控制喷淋机械臂由上述喷淋边界位置移动至上述晶圆中心位置，以多次对上述待显影晶圆进行显影液的第二扫描喷淋，上述第二扫描喷淋的单次执行时长大于或等于10s且小于或等于40s，上述第二扫描喷淋的次数大于或等于3次且小于或等于10次；

根据第六晶圆转速和第三转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第六晶圆转速大于或等于5rpm且小于或等于20rpm，上述第二转动时长大于或等于20s且小于或等于60s；

根据第七晶圆转速和第四转动时长，控制上述待显影晶圆转动，上述第七晶圆转速大于或等于200rpm且小于或等于600rpm，上述第四转动时长大于或等于5s且小于或等于10s。

在该技术方案中，在待显影晶圆经过上述初步显影处理后，可以对上述待显影晶圆进行模进显影处理，其中，可以调节上述喷淋机械臂以第一扫描喷淋的方式从上述晶圆中心位置移动到上述喷淋边界位置，上述第一扫描喷淋执行次数小于或等于5次，第一扫描喷淋的单次执行时长在1s至20s，可以理解的是，第一扫描喷淋也即控制喷淋机械臂由上述晶圆中心位置移动至喷淋边界位置的过程中持续对待显影晶圆进行显影液喷淋的过程，在多次执行上述第一扫描喷淋期间，控制上述待显影晶圆以第四晶圆转速转动，上述第四晶圆转速在10rpm至80rpm，可以理解的是，控制上述待显影晶圆以相对低的转速进行转动，为了避免在扫描喷淋期间，因上述待显影液晶圆转速过大，造成上述显影液甩离待显影晶圆，导致上述显影液与上述光刻胶膜接触时间过短，进而利于显影液与光刻胶膜的光刻胶材料更为充分地反应，减少光刻胶残留，保证显影图像的分辨率。

然后，调节上述喷淋机械臂以第二扫描喷淋的方式从上述喷淋边界位置移动到上述晶圆中心位置，上述第二扫描喷淋执行次数大于或等于3次且小于或等于10次，第二扫描喷淋的单次执行时长在10s至40s，可以理解的是，第二扫描喷淋也即控制喷淋机械臂由移动上述喷淋边界位置至晶圆中心位置的过程中持续对待显影晶圆进行显影液喷淋的过程，在多次执行上述第二扫描喷淋期间，本方法控制上述待显影晶圆以第五晶圆转速转动，上述第五晶圆转速为5rpm至30rpm。

通过前述多次执行扫描喷淋方式，同时控制上述待显影晶圆以相对较低的转速做转动，可以让上述显影液同曝光区域的光刻胶膜沟槽结构深处的光刻胶发生充分接触，促进光刻胶与上述显影液的反应，减少了上述显影光阻的残留，提高显影图像的分辨率。

随后，可以控制喷淋机械臂停止喷淋，并调节上述待显影晶圆以上述第六晶圆转速和上述第三转动时长进行转动，上述第六晶圆转速为5rpm至20rom，上述第三转动时长为20s至60s，从而在进行多次扫描喷淋后，控制上述待显影晶圆做转速相对较慢、时间相对较长持续转动，可以让上述显影液同曝光区域的光刻胶沟槽深处的上述光刻胶发生充分接触，促进光刻胶与上述显影液的反应，减少了上述显影光阻的残留，提高显影图像的分辨率。

在第三转动时长后，可以控制上述待显影晶圆以上述第七晶圆转速和上述第四转动时长进行转动，上述第七晶圆转速为200rpm至600rpm，上述第四转动时长为5s至10s，以完成模进显影处理，通过高速旋转运动甩去上述显影液同曝光区域的上述光刻胶发生反应后的杂质显影图像，有利于提升模进显影后的待显影晶圆的表面清洁性。

在一种可行的实施例中，上述的光刻胶显影方法，还包括：

重复对上述待显影晶圆进行上述模进显影处理，重复次数大于或等于3次且小于或等于5次。

在该技术方案中，前述模进显影处理的过程可以重复执行3至5次，重复次数可以根据上述光刻胶膜厚的厚度来选定，也即光刻胶膜的厚度越大，重复次数可以越多，通过多次模进显影处理，能够使上述待显影晶圆曝光区域的光刻胶，特别是上述沟槽结构深处的光刻胶与显影液更充分地反应，减少光刻胶残留，同时降低显影液对非曝光区域的光刻胶膜的损伤，降低非曝光区域的光刻胶膜流膜率。

在一些可行的示例中，在重复对上述待显影晶圆进行上述模进显影处理时，每次进行的模进显影处理的各个晶圆转速为前次进行的模进显影处理的对应晶圆转速的1.05倍至1.15倍。

为了便于说明上述实施例，本方法给出一个示例，如根据上述光刻胶的胶膜厚度需要进行四次上述模进显影处理，如第一次进行上述模进显影处理中，上述待显影晶圆的上述第四晶圆转速、第五晶圆转速、第六晶圆转速和第七晶圆转速分别为20rpm、25rpm、25rpm和300rpm，则第二次模进显影处理中，上述待显影晶圆的上述第四晶圆转速、第五晶圆转速、第六晶圆转速和第七晶圆转速可以调整为22rpm、28rpm、28rpm和330rpm，第三次模进显影处理中，上述待显影晶圆的上述第四晶圆转速、第五晶圆转速、第六晶圆转速和第七晶圆转速可以调整为25rpm、29rpm、29rpm和360rpm，第四次模进显影处理中，上述待显影晶圆的上述第四晶圆转速、第五晶圆转速、第六晶圆转速和第七晶圆转速可以调整为28rpm、32rpm、32rpm和400rpm。

在一种可行的实施例中，上述的光刻胶显影方法，还包括：

对上述待显影晶圆进行纯水洗处理。

在该技术方案中，在对待显影晶圆进行上述模进显影处理后，可以对上述待显影晶圆进行纯水清洗处理，上述纯水指去离子水，以将显影后缺陷颗粒冲洗掉，提高显影图像清晰度。

示例性地，上述纯水洗处理过程中，可以首先控制晶圆以200rpm至500rpm的速度转动，此时，控制清洗机械臂从初始位置移动到上述晶圆中心位置，在此期间喷淋上述纯水，随后控制清洗机械臂从上述晶圆中心移动到上述喷淋边界位置，期间以扫描喷淋方式喷淋上述纯水，多次重复这个过程，随后控制上述清洗机械臂停止喷淋上述纯水，以极大程度上将显影后缺陷颗粒冲洗掉，提高显影图像分辨率。

在一种可行的实施例中，上述的光刻胶显影方法，还包括：

对上述待显影晶圆进行旋干处理。

在该技术方案中，在对上述待显影晶圆执行纯水处理后，可以进一步对待显影晶圆进行旋干处理，以保持待显影晶圆的干燥。

示例性地，在对上述待显影晶圆进行旋干处理是，可以将上述待显影晶圆转速提高到2000rpm至2500rpm，持续时间为15s至40s，该步骤可以将上述纯水洗处理过程中残余的上述纯水甩干，提升待显影晶圆的表面干燥程度清洁性。

在一种可行的实施例中，根据上述光刻胶膜的膜厚，对上述待显影晶圆进行曝光，包括：

根据上述光刻胶膜的膜厚，确定曝光能量密度；

根据上述曝光能量密度，对上述待显影晶圆进行曝光处理。

可以理解的是，光刻胶膜厚度不一，曝光过程中多采用激光或者紫外线来进行曝光处理，波长越短，穿透性越强，其光子的能量越大，对于上述光刻胶膜来说，厚度越大，所需要光波的波长就要越短，上述待显影晶圆需要曝光能量密度也就越大，在该技术方案中，通过上述光刻胶膜厚度来确定上述曝光能量密度，可以有效促进上述光刻胶在曝光时进行的光化学反应，提高显影图像的完整性。

在一种可行的实施例中，上述的光刻胶显影方法，还包括：

获取上述待显影晶圆的获取时刻距上述待显影晶圆的涂胶完成时刻的时间差小于或等于5h。

在该技术方案中，在获取待显影晶圆时，可以选取涂胶完成时刻距获取时刻在5h以内的待显影晶圆作为显影处理对象，可以理解的是，前述获取时刻也即获取到待显影晶圆的时间，前述涂胶完成时刻也即该待显影晶圆完成光刻胶膜涂布的时刻，从而可以避免待显影晶圆在后续进行显影处理时光刻胶膜的性质发生改变，保证待显影晶圆的显影处理效果。

综上，本发明给出了一种光刻胶显影方法，包括：获取待显影晶圆，上述待显影晶圆为具有光刻胶膜的晶圆；根据上述光刻胶膜的膜厚，对上述待显影晶圆进行曝光；根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对上述待显影晶圆进行烘烤处理，上述预设烘烤温度随烘烤时间先增大后减小，上述预设烘烤距离随上述烘烤时间先减小后增大；对上述待显影晶圆执行显影工艺。本申请实施例提供的光刻胶显影方法通过根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对曝光后的待显影晶圆进行曝光后烘烤处理，能够改善待显影晶圆的受热方式，进而防止待显影晶圆的光刻胶膜受热量过大，并避免光刻胶膜局部过度烘烤或欠烘烤，提升对光刻胶膜的烘烤效果，降低光刻胶膜出现厚度不均或发生褶皱、气泡等缺陷的可能性，且在后续显影处理的过程中，当光刻胶膜为正性光刻胶的情况下，能够有利于避免非曝光区域的流膜率过大，并防止光刻胶膜发生大幅形变，降低图像失真的可能性，为显影图像的分辨率提供可靠保障。

在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“两个以上”包括两个或大于两个的情况。

显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光刻胶显影方法，其特征在于，包括：

获取待显影晶圆，所述待显影晶圆为具有光刻胶膜的晶圆；

根据所述光刻胶膜的膜厚，对所述待显影晶圆进行曝光；

根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对所述待显影晶圆进行烘烤处理，所述预设烘烤温度随烘烤时间先增大后减小，所述预设烘烤距离随所述烘烤时间先减小后增大；

对所述待显影晶圆执行显影工艺。

2.根据权利要求1所述的光刻胶显影方法，其特征在于，所述根据预设烘烤温度和预设烘烤距离，对所述待显影晶圆进行烘烤处理，包括：

根据第一预设烘烤温度和第一预设烘烤距离，烘烤所述待显影晶圆第一预设时长；

根据第二预设烘烤温度和第二预设烘烤距离，烘烤所述待显影晶圆第二预设时长，所述第二预设烘烤温度大于所述第一预设烘烤温度，所述第二预设烘烤距离小于所述第一预设烘烤距离；

根据第三预设烘烤温度和第三预设烘烤距离，烘烤所述待显影晶圆第三预设时长，所述第三预设烘烤温度小于所述第一预设烘烤温度，所述第三预设烘烤距离大于所述第一预设烘烤距离。

3.根据权利要求1所述的光刻胶显影方法，其特征在于，所述对所述待显影晶圆执行显影工艺，包括：

调整所述待显影晶圆所处环境的环境压力至预设压力，所述预设压力大于或等于50Pa且小于或等于100Pa；

根据所述待显影晶圆的晶圆半径，确定所述待显影晶圆的显影喷淋半径，所述显影喷淋半径大于或等于0.2倍的所述晶圆半径且小于或等于0.8倍的所述晶圆半径；

根据所述待显影晶圆的晶圆中心位置和所述显影喷淋半径，确定显影喷淋范围；

根据所述显影喷淋范围，对所述待显影晶圆进行初步显影处理；

根据所述显影喷淋范围，对所述待显影晶圆进行模进显影处理。

4.根据权利要求3所述的光刻胶显影方法，其特征在于，所述根据所述显影喷淋范围，对所述待显影晶圆进行初步显影处理，包括：

根据第一晶圆转速和第一转动时长，控制所述待显影晶圆转动，所述第一晶圆转速大于或等于180rpm且小于或等于220rpm，所述第一转动时长小于或等于5s；

调整所述待显影晶圆的转速至第二晶圆转速，所述第二晶圆转速大于或等于20rpm且小于或等于150rpm；

根据第一喷淋时长，控制喷淋机械臂向所述晶圆中心位置喷淋显影液，所述第一喷淋时长大于或等于3s且小于或等于15s；

控制所述喷淋机械臂由所述晶圆中心位置移动至喷淋边界位置，以对所述待显影晶圆进行所述显影液的初步扫描喷淋，所述喷淋边界位置至所述晶圆中心位置的距离等于所述显影喷淋半径；

在所述喷淋机械臂移动至所述喷淋边界位置的情况下，根据第二喷淋时长控制所述喷淋机械臂向所述喷淋边界位置喷淋所述显影液，所述第二喷淋时长大于或等于2s且小于或等于5s；

根据静置时长，控制所述待显影晶圆静置，所述静置时长大于或等于2s且小于或等于10s；

根据第三晶圆转速和第二转动时长，控制所述待显影晶圆转动，所述第三晶圆转速大于或等于300rpm且小于或等于800rpm，所述第二转动时长大于或等于10s且小于或等于30s。

5.根据权利要求3所述的光刻胶显影方法，其特征在于，所述根据所述显影喷淋范围，对所述待显影晶圆进行模进显影处理，包括：

调整所述待显影晶圆的转速至第四晶圆转速，所述第四晶圆转速大于或等于10rpm且小于或等于80rpm；

多次控制喷淋机械臂由所述晶圆中心位置移动至喷淋边界位置，以多次对所述待显影晶圆进行显影液的第一扫描喷淋，所述喷淋边界位置至所述晶圆中心位置的距离等于所述显影喷淋半径，所述第一扫描喷淋的单次执行时长大于或等于1s且小于或等于20s，所述第一扫描喷淋的次数小于或等于5次；

调整所述待显影晶圆的转速至第五晶圆转速，所述第五晶圆转速大于或等于5rpm且小于或等于30rpm；

多次控制喷淋机械臂由所述喷淋边界位置移动至所述晶圆中心位置，以多次对所述待显影晶圆进行显影液的第二扫描喷淋，所述第二扫描喷淋的单次执行时长大于或等于10s且小于或等于40s，所述第二扫描喷淋的次数大于或等于3次且小于或等于10次；

根据第六晶圆转速和第三转动时长，控制所述待显影晶圆转动，所述第六晶圆转速大于或等于5rpm且小于或等于20rpm，所述第三转动时长大于或等于20s且小于或等于60s；

根据第七晶圆转速和第四转动时长，控制所述待显影晶圆转动，所述第七晶圆转速大于或等于200rpm且小于或等于600rpm，所述第四转动时长大于或等于5s且小于或等于10s。

6.根据权利要求3所述的光刻胶显影方法，其特征在于，还包括：

重复对所述待显影晶圆进行所述模进显影处理，重复次数大于或等于3次且小于或等于5次。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光刻胶显影方法，其特征在于，还包括：

对所述待显影晶圆进行纯水洗处理。

8.根据权利要求7所述的光刻胶显影方法，其特征在于，还包括：

对所述待显影晶圆进行旋干处理。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的光刻胶显影方法，其特征在于，所述根据所述光刻胶膜的膜厚，对所述待显影晶圆进行曝光，包括：

根据所述光刻胶膜的膜厚，确定曝光能量密度；

根据所述曝光能量密度，对所述待显影晶圆进行曝光处理。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的光刻胶显影方法，其特征在于，

获取所述待显影晶圆的获取时刻距所述待显影晶圆的涂胶完成时刻的时间差小于或等于5h。

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