晶片光刻法中显影工艺的改进方法技术

本发明专利技术描述了对液体聚合物及其它材料的产率和线宽性能进行改进的方法和装置。通过降低ｐＨ的突然变化而减少显影反应试剂的沉淀的方法包括：开始加入显影剂流体使基底上至少一部分聚合物层显影；然后用另外加入的显影剂流体漂洗所述聚合物，控制性地使随后ｐＨ的突然变化最小化；然后用加入的另一种流体漂洗所述聚合物。本发明专利技术还描述了一种从在晶片表面上加入显影剂化学物质至将其除去的均匀的准平衡的连续状态的方法。该方法能够减少工艺造成的缺陷，并且能够改进临界尺寸（ＣＤ）控制。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术涉及微电子的生产领域。更具体地说，本专利技术涉及对液体聚合物的产率和线宽性能的改进。
技术介绍
石印法在半导体工业中是在改进产率的条件下不断取得更小形体尺寸的主要驱动力之一。更具体地说，需要同时改进临界尺寸(CD)控制、减少工艺造成的缺陷和颗粒数目。“显影”流体模件工艺(fluid module process)在形成线宽日益减小的图案中起着非常重要的作用。显影前顺序进行石印工艺步骤的结果是在保护膜上产生高溶解度和低溶解度的区域。在显影工艺中用湿法将转移至保护膜上的图像显影成三维结构。随后的蚀刻工艺(主要是干燥)将该图像转移至基底上(Si、SiO2、聚合硅等)。目前在好的显影工艺中有很多变化。典型的显影工艺一般有两个主要部分。在第一部分中，显影剂流体分配在低速旋转的晶片上，然后形成静态泥浆，然后是长时间的静态或振动步骤，在该步骤中，高溶解度的区域被蚀刻掉，在膜上形成三维图像。形成的图像质量、侧壁的角度和CD控制都强烈地受到显影工艺中第一部分的影响。化学湿蚀步骤后紧跟的是去离子(DI)水漂洗步骤，该步骤的主要作用是洗去溶解的蚀刻剂和显影剂流体混合物，以使形成图案的晶片上有最少的颗粒和缺陷数目。当然，漂洗步骤对于改进石印工艺的产率极其重要。目前对于改进上述临界尺寸控制、减少工艺造成的缺陷数目和减少工艺造成的颗粒数目的要求尚未完全满足。现在需要解决的问题是同时满足所有这些要求。专利技术概述本专利技术的主要目的是提高产率。本专利技术的另一个主要目的是改进CD控制能力。本专利技术提供一种在晶片径迹工具(wafer track tool)的显影剂流体模件中同时解决这两个问题的方法。本专利技术的第一个方面是基于下述方法进行的一个实施方案通过降低pH的突然变化而使显影反应试剂的沉淀最小化，该方法包括加入显影剂流体使基底上至少一部分聚合物层显影；然后使加入的显影剂流体的至少一部分驻留在所述聚合物上，以控制性地使随后pH的突然变化最小化；然后加入另一种流体漂洗所述聚合物。本专利技术的第二个方面是基于下述方法进行的一个实施方案通过降低pH的突然变化而使显影反应试剂的沉淀最小化，该方法包括开始时加入显影剂流体使基底上至少一部分聚合物层显影；然后再另外加入该显影剂流体以漂洗该聚合物，以控制性地使随后pH的突然变化最小化；然后加入另一种流体漂洗所述聚合物。本专利技术的第三个方面是基于下述方法进行的一个实施方案通过降低pH的突然变化而使显影反应试剂的沉淀最小化，该方法包括加入显影剂流体使基底上至少一部分聚合物层显影；然后使该基底与加入的缓冲剂接触，从而使所述显影剂流体的至少一部分与加入的所述缓冲剂的至少一部分混合，以控制性地使随后pH的突然变化最小化；然后加入另一种流体漂洗所述聚合物。本专利技术的第四个方面是基于用于使流体对基底上待显影的聚合物层的冲击力最小化从而改进产率和线宽控制性能的装置进行的一个实施方案，该装置包括包括适合供应流体的歧管；所述歧管耦合的多个流体导管；和位于所述多个流体导管内的多个管状插件的喷嘴。本专利技术的第五个方面是基于用于使流体对基底上待显影的聚合物层的冲击力最小化从而改进产率和线宽控制性能的装置进行的一个实施方案，该装置包括包括适合供应显影剂流体的显影剂歧管；和所述显影剂歧管耦合的多个显影剂流体孔；适合供应漂洗流体的漂洗歧管；和所述显影剂歧管耦合的多个漂洗流体孔的喷嘴，其中，所述的显影剂歧管和所述的漂洗歧管交错布置以减小所述喷嘴的外部宽度。本专利技术的第六个方面是基于用于使流体对基底上待显影的聚合物层的冲击力最小化从而改进产率和线宽控制性能的装置进行的一个实施方案，该装置包括包括适合供应显影剂流体的显影剂歧管；和所述显影剂歧管耦合的多个显影剂流体孔；适合供应漂洗流体的漂洗歧管；和所述漂洗歧管耦合的多个漂洗流体孔的喷嘴，并且所述的多个漂洗流体孔的排列方式是至少定义一个漂洗流体轴，其中，所述喷嘴与一个托架相连，该托架能够适于相对于所述基底升高或降低所述喷嘴，并能使所述至少一个漂洗轴复位，使该轴与所述基底中心线的垂直线基本共面。本专利技术的另一个方面是提供一种从在晶片表面上加入显影剂化学物质至将其除去的均匀的准平衡的连续状态的方法。这一方面及其它方面是通过下述实施方案提供的在分配显影剂流体前将基本上是惰性的材料分配在晶片表面上，每隔一定的时间间隔导入一定量的显影剂流体，使其流过晶片的一部分表面，该时间间隔大于切换时间，使流体元(fluidelement)达到外晶片的边缘，时间间隔是在显影化学反应基本完成之前，在显影化学反应基本完成后将新加入的显影剂流体分配在晶片上，新加入的显影剂流体分配后将基本上是惰性的材料分配在晶片上。当结合下述说明及附图考虑时，本专利技术的这些目的和方面及其它目的和方面将更容易理解。但是，应当理解的是，下述说明虽然涉及本专利技术的优选实施方案及许多具体细节，但是，这些都是例示性的，而非限定性的。在不背离本专利技术精神的情况下可以在本专利技术的保护范围内作出许多变化和改进，本专利技术包括所有这些变化和改进。附图简述参考例示性而非限定性的实施方案时，构成本专利技术的许多优点和特征及本专利技术提供的模型系统的组件和操作都会更加显而易见，这些实施方案例示在附图中，并形成说明书的一部分，在附图中，类似的符号(如果它们出现在多个图中)表示相同的零件。应当注意的是，附图中出现的特征不一定按比例绘出。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方案的多端口喷嘴的底部透视图。图2是表示本专利技术的一个实施方案的多端口喷嘴的顶部透视图。图3是图2中所示的多端口喷嘴的剖视图。图4是表示本专利技术的一个实施方案的多端口喷嘴的顶视图。图5是图4中所示的多端口喷嘴的端视图。图6是图4中所示的多端口喷嘴沿A-A剖面线的剖视图。图7是图4中所示的多端口喷嘴的底视图。图8是图4中所示的多端口喷嘴的顶部透视图。图9是图4中所示的多端口喷嘴沿B-B剖面线的剖视图。图10是图4中所示的多端口喷嘴沿C-C剖面线的剖视图。图11是图4中所示的多端口喷嘴沿D-D剖面线的剖视图。图12A是表示本专利技术的一个实施方案的喷嘴插件的端视图。图12B是图12A中所示的喷嘴插件沿F-F剖面线的剖视图。图13A是表示本专利技术的一个实施方案的喷嘴插件的端视图。图13B是图13A中所示的喷嘴插件沿E-E剖面线的剖视图。图14是图4中所示的多端口喷嘴沿A-A剖面线的透视剖面图。图15示出表示本专利技术的一个实施方案的作为与显影剂轴偏移量为0mm的基底中心的距离成函数关系的显影速率。图16示出表示本专利技术的一个实施方案的作为与显影剂轴偏移量为5mm的基底中心的距离成函数关系的显影速率。图17示出表示本专利技术的一个实施方案的作为与显影剂轴偏移量为10mm的基底中心的距离成函数关系的显影速率。图18示出表示本专利技术的一个实施方案的作为与显影剂轴偏移量为20mm的基底中心的距离成函数关系的显影速率。图19A-19D示出表示本专利技术的一个实施方案的作为与显影剂轴偏移量为0mm的基底上的空间位置成函数关系的显影速率。图20A-20D示出表示本专利技术的一个实施方案的作为与显影剂轴偏移量为5mm的基底上的空间位置成函数关系的显影速率。图21A-21D示出表示本专利技术的一个实施方案的作为与显影剂轴偏移量为10mm的基底上的空间位置成函数关系的显影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为了减少晶片图案缺陷而将显影工艺排序的方法，其包括：在分配显影剂流体之前将基本上是惰性的材料分配在晶片表面上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朴在贤，方仲右，
申请(专利权)人：硅谷集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]