专利名称：用于显影装置的显影液喷头的清洗装置和清洗方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，更具体地，本发明涉及一种用于显影装置的显影液喷头的清洗装置和清洗方法。
背景技术：
在半导体制造工艺中，采用光刻工艺在晶圆上形成所需的各种图案。光刻工艺大致包括以下8个步骤清洗、脱水和晶圆表面成底膜处理；旋转涂胶；烘烤处理；对准和曝光处理；曝光后烘焙；显影处理；坚膜烘焙和显影后检查。显影处理是利用化学显影液对由曝光造成的光刻胶的可溶解区域进行溶解，其主要目的是把掩膜版图形准确复制到光刻胶中。实施显影处理的装置包括用于支撑待显影处理的晶圆的旋转卡盘；将显影液喷涂到晶圆上的喷头；以及对喷头进行清洗的清洗槽。 清洗槽中盛有清洗液，其中清洗液典型地为去离子水。在完成一次喷涂后，显影液附着在晶圆表面，有可能和晶圆发生反应生成某些杂质。从拉曼光谱分析中可以得知上述杂质大部分成分为显影液、或被显影液所包覆。而在某些工艺中，需要对同一片晶圆进行二次喷涂， 此时由于喷头与晶圆表面的距离非常接近(通常小于1.2mm)，这就有可能使这些杂质粘附到喷头上。当喷涂完显影液的喷头放入清洗槽中进行清洗时，由于去离子水不能有效地清除粘附于喷头的杂质，因此，未完全清洗干净的喷头可能会堵塞，或者使下一批晶圆遭受污染，影响所形成的图形的精度。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式
部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了解决去离子水不能有效地清除粘附于喷头的杂质的问题，本发明提出了一种用于显影装置的显影液喷头的清洗装置，所述清洗装置包括分别位于所述显影装置两侧的第一清洗部和第二清洗部，其中，所述第一清洗部用于容纳酸性液体，所述第二清洗部用于容纳去离子水。进一步地，所述第一清洗部包括第一清洗槽和与所述第一清洗槽连通的第一清洗液供给部。进一步地，所述第一清洗槽中容纳有所述酸性液体。进一步地，所述酸性液体为二氧化碳气体与去离子水混合而形成的水溶液。进一步地，所述水溶液是二氧化碳气体的饱和水溶液。进一步地，所述第一清洗槽具有进气口和进水口。进一步地，所述第一清洗液供给部包括混合装置，所述混合装置用于将二氧化碳气体与去离子水混合；混合管，所述混合管将所述混合装置与所述第一清洗槽连通；
进气管，所述进气管的入口与二氧化碳气体源相连，所述进气管的出口与所述混合装置连通；进液管，所述进液管的入口与去离子水源相连，所述进液管的出口与所述混合装置连通；第一开关阀，所述第一开关阀设置在所述进气管上，用于控制所述二氧化碳气体的通入；第二开关阀，所述第二开关阀设置在所述进液管上，用于控制所述去离子水的通入；第三开关阀，所述第三开关阀设置在所述混合管上，用于控制所述酸性液体向所述第一清洗槽的通入；和控制装置，所述控制装置的控制端分别与所述第一开关阀、所述第二开关阀和所述第三开关阀相连，用于控制所述第一开关阀、所述第二开关阀和所述第三开关阀的开启和关闭。进一步地，所述控制装置定期控制所述第一开关阀的开启和关闭。进一步地，所述第一清洗液供给部还包括检测装置，所述检测装置用于对所述酸性液体的PH值进行检测，并将检测结果反馈给所述控制装置。进一步地，所述控制装置还用于将所述检测结果与预定值进行比较以控制所述第一开关阀的开启和关闭。进一步地，所述第一清洗液供给部还包括搅拌装置。进一步地，所述第二清洗部包括第二清洗槽和与所述第二清洗槽连通的第二清洗液供给部。进一步地，所述第二清洗槽中容纳所述去离子水。一种使用如上所述的清洗装置来清洗所述显影液喷头的方法，包括以下步骤
a)判断所述显影液喷头的喷涂是否为二次喷涂；b)如果是二次喷涂，将所述显影液喷头置于所述第一清洗部中进行清洗；否则， 将所述显影液喷头置于所述第二清洗部中进行清洗。因此，利用本发明的清洗装置和清洗方法，能使粘附在显影液喷头上的杂质充分溶解在清洗液中，达到有效清洗显影液喷头的目的，进而提高晶圆的成品率；再次，由于通过甩干即可将溶解在去离子水中的二氧化碳全部蒸发出来，因此，利用本发明的清洗方法不会因添加二氧化碳而在被清洗的喷头表面产生新的污染物从而避免污染显影液喷头，保证了整套工艺的安全性，并保证了晶圆的成品率；另外，本发明的清洗装置结构简单，易于实现，且费用低，适合用于半导体制造工艺。
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，图1示出了根据本发明的一个实施例的用于显影装置的显影液喷头的清洗装置的示意图；图2示出了利用图1所示的清洗装置对显影液喷头进行清洗的方法流程5
图3示出了制备二氧化碳气体和去离子水混合后的酸性液体的方法流程图。
具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的方法和装置，以便说明本发明是如何提出用于显影装置的显影液喷头的清洗装置和清洗方法的。显然，本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。图1示出了根据本发明的一个实施例的用于显影装置的显影液喷头的清洗装置的示意图；图2示出了利用图1所示的清洗装置对显影液喷头进行清洗的方法流程图。首先参见图1，清洗装置包括第一清洗部110和第二清洗部120，其中，第一清洗部 110用于容纳酸性液体，第二清洗部120用于容纳去离子水。进一步地，所述第一清洗部110 和第二清洗部120可以位于显影装置130的同侧，但在优选的情况下，所述第一清洗部110 和第二清洗部120分别位于显影装置130的两侧。当然，在本发明的清洗装置中，第一清洗部110本身可以容纳有酸性液体，而且第二清洗部120可以容纳有去离子水。第一清洗部 110和第二清洗部120分别具有第一清洗槽1101和第二清洗槽1201。在优选的情况下，第一清洗槽1101和第二清洗槽1201分别具有容纳清洗液的内部空间和敞开的上部。显影液喷头可以通过第一清洗槽1101或第二清洗槽1201敞开的上部容纳在第一清洗槽1101或第二清洗槽1201中。清洗液用于去除附着在显影液喷头上的杂质。第一清洗部110的所有部件优选为由耐酸抗腐蚀材料制成，例如，耐腐蚀的工程塑料，或不锈钢等。第一清洗部110包括第一清洗槽1101和与第一清洗槽1101连通的第一清洗液供给部。作为示例，第一清洗槽1101中容纳有酸性液体。从便于制备的角度来说，优选所述酸性液体是二氧化碳气体与去离子水混合而形成的水溶液，更优选地是，该水溶液是二氧化碳气体的饱和水溶液，但所述酸性液体也可以是其他具有酸性的液体，例如稀盐酸等。 发明人发现，酸性液体可有效地去除喷头上粘附的物质，因此，优选使用容纳有酸性液体的第一清洗部1101对经过二次喷涂的显影液喷头进行清洗，或者对经过去离子水清洗之后仍然附着有固体附着物的显影液喷头进行清洗。另一方面，从清洗的便利性来说，优选该酸性液体是二氧化碳水溶液，因为该水溶液在清洗喷头后不会残留杂质，所以无需再使用去离子水来除去喷头上附着的酸性液体。另外，第一清洗槽1101还可以具有进气口和进水口。二氧化碳气体和去离子水可以分别通过进气口和进水口直接通入第一清洗槽1101中。作为示例，第一清洗液供给部包括进气管1102、进液管1103、第一开关阀1104、第二开关阀1105、搅拌装置1106、检测装置1107、混合装置1108、控制装置1109、混合管1110 和第三开关阀1111。优选地，进气管1102的入口与二氧化碳气体源相连，进气管1102的出口与混合装置1108连通。
优选地，进液管1103的入口与去离子水源相连，进液管1103的出口与混合装置 1108连通。优选地，第一开关阀1104设置在进气管1102上，用于控制二氧化碳气体的通入。优选地，第二开关阀1105设置在进液管1103上，用于控制去离子水的通入。优选地，搅拌装置1106位于混合装置1108中，用于使二氧化碳气体更好地溶于去离子水中。优选地，检测装置1107设置在混合装置1108中，用于对酸性液体的pH值进行检测，并将检测结果反馈给控制装置1109。优选地，混合装置1108用于将二氧化碳气体与去离子水混合。优选地，控制装置1109的信号输入端与检测装置1107连接，控制装置1109的控制端分别与第一开关阀1104、第二开关阀1105和第三开关阀1111相连，用于控制第一开关阀1104、第二开关阀1105和第三开关阀1111的开启和关闭。进一步地，为了能够达到较好的清洗效果，通常需要保证酸性液体具有一定酸度， 最好是达到饱和或近似饱和的二氧化碳水溶液的酸度。因此，为所述酸性液体设定PH预定值，例如设定该PH预定值为3. 7 5. 0以内的任意值，例如，3. 9,4. 1等。如果检测装置 1107检测到的酸性液体的实际pH值大于所述pH预定值，那么，收到该反馈结果的控制装置 1109将打开第一开关阀1104以通入二氧化碳气体使酸性液体的pH值达到pH预定值或者低于PH预定值；在优选的情况下，控制装置1109控制打开第一开关阀1104使所述酸性液体达到饱和而得到二氧化碳气体的饱和水溶液。否则，如果检测装置1107检测到的酸性液体已达到饱和或近似饱和的状态，即检测到的PH值小于或等于预定值，则控制装置1109可以关闭第一开关阀1104以停止通入二氧化碳气体。也就是说，控制装置1109能够用于将检测结果与预定值进行比较以控制第一开关阀1104的开启和关闭。又进一步地，所述控制装置1109还可以根据实际情况定期控制第一开关阀1104 的开启和关闭，即以固定的时间间隔向所述酸性液体中通入一定量的二氧化碳，以使所述酸性液体始终保持一定的酸度。优选地，混合管1110用于将混合装置1108与第一清洗槽1101连通。优选地，第三开关阀1111设置在混合管1110上，用于控制酸性液体向第一清洗槽 1101的通入。第二清洗部120包括第二清洗槽1201和与第二清洗槽1201连通的第二清洗液供给部(未示出)。第二清洗槽1201中容纳的清洗液优选地为去离子水。第二清洗液供给部用于向第二清洗槽1201供应去离子水。参见图2，利用图1所示的清洗装置对显影液喷头进行清洗的方法包括以下步骤首先，在步骤S201中，判断显影液喷头的喷涂是否为二次喷涂；然后，在步骤S202中，如果是二次喷涂，将显影液喷头置于第一清洗部中进行清洗，否则，将显影液喷头置于第二清洗部中清洗；其中，第一清洗部中容纳有二氧化碳气体与去离子水混合而形成的水溶液，第二清洗部中容纳有去离子水。以下参考图3，更详细地示出了制备二氧化碳气体和去离子水混合后的酸性液体的方法流程图。首先，显影液喷头在靠近第二清洗槽1201侧的初始位置处待用。第一开关阀1104、第二开关阀1105和第三开关阀1111均处于关闭状态。第二清洗槽1201中容纳有去离子水。在步骤S301中，控制装置1109控制打开第一开关阀1104以通入二氧化碳气体， 同时控制打开第二开关阀1105以通入去离子水；在步骤S302中，二氧化碳气体和去离子水分别沿进气管1102和进液管1103通入混合装置1108后进行混合形成酸性液体；优选地，为了更好地使二氧化碳气体溶解在去离子水中，还可以使用搅拌装置1106 ；在步骤S303中，检测装置1107对混合装置1108内的酸性液体的pH值进行检测， 并将结果反馈给控制装置1109 ；在步骤S304中，控制装置1109根据检测装置1107传送的pH值信息，控制第一开关阀1104的开启与关闭以控制二氧化碳气体的通入，从而保证酸性液体具有一定酸度，在优选的情况下，控制装置1109控制打开第一开关阀1104使酸性液体达到饱和而得到二氧化碳气体的饱和水溶液；在步骤S305中，当酸性液体达到一定酸度后，制备完所述酸性液体。综上所述，利用本发明的清洗装置和清洗方法，能使粘附在显影液喷头上的杂质充分溶解在清洗液中，达到有效清洗显影液喷头的目的，进而提高晶圆的成品率；再次，由于通过甩干即可将溶解在去离子水中的二氧化碳全部蒸发出来，因此，利用本发明的清洗方法不会因添加二氧化碳而在被清洗的喷头表面产生新的污染物从而避免污染显影液喷头，保证了整套工艺的安全性，并保证了晶圆的成品率；另外，本发明的清洗装置结构简单， 易于实现，且费用低，适合用于半导体制造工艺。本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
权利要求
1.一种用于显影装置的显影液喷头的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置包括分别位于所述显影装置两侧的第一清洗部和第二清洗部，其中，所述第一清洗部用于容纳酸性液体，所述第二清洗部用于容纳去离子水。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗部包括第一清洗槽和与所述第一清洗槽连通的第一清洗液供给部。
3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗槽中容纳有所述酸性液体。
4.根据权利要求1或3所述的清洗装置，其特征在于，所述酸性液体为二氧化碳气体与去离子水混合而形成的水溶液。
5.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述水溶液是二氧化碳气体的饱和水溶液。
6.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗槽具有进气口和进水
7.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗液供给部包括 混合装置，所述混合装置用于将二氧化碳气体与去离子水混合；混合管，所述混合管将所述混合装置与所述第一清洗槽连通；进气管，所述进气管的入口与二氧化碳气体源相连，所述进气管的出口与所述混合装置连通；进液管，所述进液管的入口与去离子水源相连，所述进液管的出口与所述混合装置连通；第一开关阀，所述第一开关阀设置在所述进气管上，用于控制所述二氧化碳气体的通入；第二开关阀，所述第二开关阀设置在所述进液管上，用于控制所述去离子水的通入； 第三开关阀，所述第三开关阀设置在所述混合管上，用于控制所述酸性液体向所述第一清洗槽的通入；和控制装置，所述控制装置的控制端分别与所述第一开关阀、所述第二开关阀和所述第三开关阀相连，用于控制所述第一开关阀、所述第二开关阀和所述第三开关阀的开启和关闭。
8.根据权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，所述控制装置定期控制所述第一开关阀的开启和关闭。
9.根据权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗液供给部还包括检测装置，所述检测装置用于对所述酸性液体的PH值进行检测，并将检测结果反馈给所述控制装置。
10.根据权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，所述控制装置还用于将所述检测结果与预定值进行比较以控制所述第一开关阀的开启和关闭。
11.根据权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗液供给部还包括搅拌装置。
12.根据权利要求1或3所述的清洗装置，其特征在于，所述第二清洗部包括第二清洗槽和与所述第二清洗槽连通的第二清洗液供给部。
13.根据权利要求12所述的清洗装置，其特征在于，所述第二清洗槽中容纳所述去离子水。
14.一种使用如权利要求1-13中任一项所述的清洗装置来清洗所述显影液喷头的方法，包括以下步骤a)判断所述显影液喷头的喷涂是否为二次喷涂；b)如果是二次喷涂，将所述显影液喷头置于所述第一清洗部中进行清洗；否则，将所述显影液喷头置于所述第二清洗部中进行清洗。
全文摘要
本发明提供一种用于显影装置的显影液喷头的清洗装置和清洗方法。所述清洗装置包括分别位于所述显影装置两侧的第一清洗部和第二清洗部，其中，第一清洗部用于容纳酸性液体，第二清洗部用于容纳去离子水。所述清洗方法包括判断显影液喷头的喷涂是否为二次喷涂；如果是二次喷涂，将显影液喷头置于所述第一清洗部中进行清洗，否则，将显影液喷头置于第二清洗部中进行清洗。利用本发明的清洗装置和清洗方法，能使粘附在显影液喷头上的杂质充分溶解在清洗液中，达到有效清洗显影液喷头的目的，进而提高晶圆的成品率；再次，利用本发明的清洗方法不会因添加二氧化碳而在被清洗的喷头表面产生新的污染物，从而保证了整套工艺的安全性。
文档编号C23G3/00GK102345138SQ201010245489
公开日2012年2月8日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者安辉, 高俊涛 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司