晶圆显影装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶圆显影装置及方法，该显影装置包括旋转装置和喷淋装置，所述喷淋装置位于旋转装置上方，且包括显影液喷淋装置，所述显影液喷淋装置包括输送管，泵，储液罐和二通阀，所述泵与所述输送管一端互通连接，所述储液罐位于所述输送管中间且通过二通阀相互连接；其中，该显影液喷淋装置还包括向所述泵触发加压信号的电磁阀。当电磁阀打开时，由于显影液喷淋装置在喷显影液之前处于闭合状态，显影液喷淋装置将会加压但不喷显影液。通过上述方法保证了设定显影液喷液时间与实际显影液喷液时间一致，从而可杜绝显影液未铺满的工艺缺陷。
【专利说明】晶圆显影装置及方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体光刻工艺的【技术领域】，尤其涉及一种晶圆显影装置及方法。
【背景技术】
[0002]光刻工艺是利用光刻胶的感光性和耐蚀性在硅系材料或金属膜上复印出掩模版完全对应的几何图形。光刻需要先经过涂胶形成一层胶薄膜，而后经过曝光将掩模版上的图形复印到光刻胶上，比如AZ6130光刻胶，通过光线照过的部分胶会与显影液发生反应，没有经过光照的部分不反应。显影就是在Si02/Metal/poly等介质层上形成与掩模版相同的光刻胶图形。
[0003]现有技术中的显影装置包括旋转装置和喷淋装置，所述旋转装置的卡盘是以支撑由机台自动传送晶圆，所述晶圆的表面具有已曝光的光刻胶。所述喷淋装置包括流体输送管、泵、储液罐和二通阀。所述流体输送管用于输送流体，其位于卡盘正上方的一端有一喷嘴，另一端与所述泵互通连接。所述储液罐位于所述流体输送管两端的中间。所述二通阀在所述储液罐与所述流体输送管之间连接，用于控制储液罐与流体输送管的互通或断开。当二通阀打开时，所述泵加压，由所述流体输送管的喷嘴喷液。当机台显影程序的自动操作为喷显影液时，会存在一个由所述泵加压到所述流体输送管喷液的延迟时间(该延迟时间由各个显影设备自身能力决定)。这样导致喷液时间不等于显影程序中需要的实际喷液时间，造成喷液的喷液量不足。由此，晶圆片上出现显影液未铺满，部分区域没有图形等异常现象。
[0004]通常的解决方案是:在上述原有喷洒显影液结束后再增加I秒的喷液时间，以此保证每台机台的显影液足够。虽然该方案可能解决上述存在的技术问题，但由此提高将近10%的显影液成本。
[0005]有鉴于此，有必要提供一种晶圆显影装置及方法，以解决在显影过程中程序设定喷液时间与实际喷液时间不一致的问题。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于，解决在显影过程中程序设定喷液时间与实际喷液时间不一致的问题，以此达到基本杜绝显影液未铺满的工艺缺陷。
[0007]为了实现上述目的或其他目的，本发明的一方面提供一种晶圆显影装置，其包括旋转装置和喷淋装置，所述喷淋装置位于旋转装置上方，且包括显影液喷淋装置，所述显影液喷淋装置包括输送管，泵，储液罐和二通阀，所述输送管的一端位于所述旋转装置上方，而所述输送管另一端与所述泵互通连接，所述储液罐用于盛放显影液且由所述二通阀相连于所述输送管；其中，所述显影液喷淋装置还包括向所述泵触发加压信号的电磁阀。
[0008]按照本发明一实施例，当所述电磁阀处于闭合状态时，所述泵处于加压状态。
[0009]按照本发明一实施例，当所述二通阀处于闭合状态时，所述显影液喷液装置的第二输送管不喷液；当所述二通阀处于断开状态时，所述显影液喷液装置的第二输送管喷液。
[0010]按照本发明一实施例，该显影装置还包括显影外壳和下排管，所述显影外壳通过管路固定件固定且位于旋转装置侧面和底部，所述下排管与显影外壳相连且位于显影外壳底部。
为了实现上述目的或其他目的，本发明的又一方面提供一种晶圆显影方法，其中，该显影方法包括:步骤(SI)提供旋转装置以第一次旋转转速带动晶圆并持续时间T1，且闭合电磁阀向所述显影液喷淋装置的泵触发加压信号使泵加压；步骤(S2)继续步骤SI中旋转转速带动晶圆并持续时间T2，且漂洗液喷淋装置喷洒去离子水以冲洗晶圆；步骤(S3)所述显影液喷淋装置采用三步喷液法向晶圆喷洒显影液；步骤(S4)所述旋转装置第二次旋转晶圆，并用漂洗液喷淋装置冲洗晶圆上废液且该废液由下排管排出；步骤(S5)增加所述旋转装置的第二次旋转转速甩干晶圆。
[0011]本发明又一实施例中，所述第一次旋转转速为2000转/分?3000转/分且步骤
(SI)的持续时间T1为I秒，步骤(S2)持续时间T2为2秒；步骤(SI)和步骤(S2)的所述显影液喷淋装置的二通阀处于闭合状态，使显影液喷淋装置的第二输送管不喷液。
[0012]本发明又一实施例中，当所述二通阀处于断开状态时，步骤(S3)的所述显影液喷液装置的第二输送管喷液。
[0013]本发明又一实施例中，步骤(S3)中所述显影液喷淋装置的三步喷液法包括:第一步，所述显影液喷淋装置喷液，所述旋转装置在1000转/分?1500转/分范围内旋转晶圆且持续I秒；第二步，所述显影液喷淋装置喷液，所述旋转装置在50转/分?350转/分范围内旋转晶圆且持续I秒；第三步，所述显影液喷淋装置喷液，所述旋转装置停止旋转晶圆且持续0.5秒，以确保显影液均匀地铺满在晶圆上。
[0014]本发明又一实施例中，步骤(S4)中在第二次旋转之前使晶圆处于静止且持续时间66秒，以让被曝光的光刻胶与显影液充分反应；该步骤(S4)中旋转装置转速为300转/分第二次旋转带动晶圆时，所述漂洗液喷淋装置先冲洗晶圆正面上的废液10秒，再清洗晶圆正反面10秒。
[0015]本发明又一实施例中，在步骤(S5 )甩干晶圆之前，先让旋转装置第二次旋转转速增加至1500转/分并持续I秒以缓冲马达；再增加旋转装置第二次旋转转速为4500转/分甩干晶圆。
[0016]本发明的有益效果是，该显影装置包括旋转装置和喷淋装置，所述喷淋装置位于旋转装置上方，且包括显影液喷淋装置，所述显影液喷淋装置包括输送管，泵，储液罐和二通阀，所述泵与所述输送管一端互通连接，所述储液罐位于所述输送管中间且通过二通阀相互连接；其中，所述显影液喷淋装置还包括向所述泵触发加压信号的电磁阀。当电磁阀和二通阀处于闭合状态时，由于显影液喷淋装置在喷显影液之前处于闭合状态，显影液喷淋装置将会加压但不喷显影液。通过上述方法保证了设定显影液喷液时间与实际显影液喷液时间一致，从而可杜绝显影液未铺满的工艺缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明实施例中晶圆显影装置结构示意图。
[0019]图2为图1中显影液喷淋装置结构示意图。
[0020]图3为本发明实施例中晶圆显影方法流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下【具体实施方式】以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
[0022]如图1所示，本发明提供一种晶圆显影装置100，包括旋转装置20、喷淋装置40、显影外壳60和下排管80。
[0023]所述旋转装置20包括卡盘201与中心轴202，所述卡盘201用于支撑由机台自动传送来的晶圆90，所述晶圆90通过所述卡盘201上中心轴202处抽取真空被吸住，并在所述中心轴202的带动下转动。所述晶圆90的表面具有已曝光的光刻胶(图未示)。
[0024]所述喷淋装置40包括漂洗液喷淋装置410和显影液喷淋装置400。所述漂洗液喷淋装置410位于所述旋转装置20上方且包括第一输送管413，漂洗液通常采用去离子水等且由第一输送管413喷洒，对晶圆90起到清洗作用。漂洗液喷淋装置的喷液原理及结构为一般技术人员所众知的技术，再次不做赘述。所述显影液喷淋装置400位于所述旋转装置20上方，用于向所述晶圆90喷洒显影液。
[0025]所述显影外壳60通过管路固定件70、70’固定且包覆于所述旋转装置20的侧面和底部，以达到保护显影不受外界干扰作用。
[0026]所述下排管80与显影外壳60相连且位于显影外壳60底部，籍此通过下排管80可排出显影过程中的废液。最后，提高旋转装置20的转速以甩干晶圆90，为晶圆进入下一步烘焙作准备。
[0027]如图1和图2所示，在本发明实施例中所述显影液喷淋装置400包括泵401、储液罐402、第二输送管403、二通阀404和电磁阀405。所述显影液喷淋装置400位于所述旋转装置20上方，所述所述第二输送管403的一端位于所述旋转装置20正上方且用于喷洒显影液，而所述第二输送管403另一端与所述泵401互通连接。所述储液罐402用于盛放显影液且由所述二通阀404相连于所述第二输送管403。所述二通阀404初始状态处于闭合状态，这时所述第二输送管403与所述储液罐402之间断开，使所述第二输送管403不喷液。所述泵401在一定供给电压条件下向所述第二输送管403提供内部气压，该内部气压略高于外部气压，产生的气压差可提供显影液从第二输送管403 —端喷液的动力。所述电磁阀405与所述泵401串联。所述电磁阀405与所述泵401用信号线406连接，该信号线406用于传输所述电磁阀405向所述泵401触发的加压信号。
[0028]当旋转装置20旋转晶圆时，所述电磁阀405打开并向所述泵触发加压信号，使所述泵401在供给电压12V作用下处于加压状态。同时当所述二通阀404处于闭合状态时，所述显影液喷液装置400的第二输送管403不喷液；或当所述二通阀404处于断开状态时，所述显影液喷液装置400的第二输送管403喷液。
【权利要求】
1.一种晶圆显影装置，其包括旋转装置和喷淋装置，所述喷淋装置位于旋转装置上方，且包括显影液喷淋装置，所述显影液喷淋装置包括输送管，泵，储液罐和二通阀，所述输送管的一端位于所述旋转装置上方，而所述输送管另一端与所述泵互通连接，所述储液罐用于盛放显影液且由所述二通阀相连于所述输送管；其特征在于:所述显影液喷淋装置还包括向所述泵触发加压信号的电磁阀。
2.根据权利要求1所述的晶圆显影装置，其特征在于，当所述电磁阀处于闭合状态时，所述泵处于加压状态。
3.根据权利要求2所述的晶圆显影装置，其特征在于，当所述二通阀处于闭合状态时，所述显影液喷液装置的输送管不喷液；当所述二通阀处于断开状态时，所述显影液喷液装置的输送管喷液。
4.根据权利要求1所述的晶圆显影装置，其特征在于，该显影装置还包括显影外壳和下排管，所述显影外壳通过管路固定件固定且位于旋转装置侧面和底部，所述下排管与显影外壳相连且位于显影外壳底部。
5.一种晶圆显影方法，其特征在于，该显影方法包括: (51)提供旋转装置以第一次旋转转速带动晶圆并持续时间T1，且闭合电磁阀向所述显影液喷淋装置的泵触发加压信号使泵加压； (52)继续步骤SI中旋转转速带动晶圆并持续时间T2，且漂洗液喷淋装置喷洒去离子水以冲洗晶圆； (53)所述显影液喷淋装置采用三步喷液法向晶圆喷洒显影液； (54)所述旋转装置第二次旋转晶圆，并用漂洗液喷淋装置冲洗晶圆上废液且该废液由下排管排出； (S5)增快所述旋转装置的第二次旋转转速甩干晶圆。
6.根据权利要求5所述的显影方法，其特征在于，所述第一次旋转转速为2000转/分~3000转/分且步骤(SI)的持续时间T1为I秒，步骤(S2)持续时间T2为2秒；步骤(SI)和步骤(S2)的所述显影液喷淋装置的二通阀处于闭合状态，使显影液喷淋装置的第二输送管不喷液。
7.根据权利要求5所述的显影方法，其特征在于，当所述二通阀处于断开状态时，步骤(S3)的所述显影液喷液装置的第二输送管喷液。
8.根据权利要求5或7所述的显影方法，其特征在于，步骤(S3)中所述显影液喷淋装置的三步喷液法包括:第一步，所述显影液喷淋装置喷液，所述旋转装置在1000转/分^1500转/分范围内旋转晶圆且持续I秒；第二步，所述显影液喷淋装置喷液，所述旋转装置在50转/分~350转/分范围内旋转晶圆且持续I秒；第三步，所述显影液喷淋装置喷液，所述旋转装置停止旋转晶圆且持续0.5秒，以确保显影液均匀地铺满在晶圆上。
9.根据权利要求5所述的显影方法，其特征在于，步骤(S4)中在第二次旋转之前使晶圆处于静止且持续时间66秒，以让被曝光的光刻胶与显影液充分反应；该步骤(S4)中旋转装置转速为300转/分第二次旋转带动晶圆时，所述漂洗液喷淋装置先冲洗晶圆正面上的废液10秒，再清洗晶圆正反面10秒。
10.根据权利要求5所述的显影方法，其特征在于，在步骤(S5)甩干晶圆之前，先让旋转装置第二次旋转转速增加至1500转/分并持续I秒以缓冲马达；再增加旋转装置第二次旋转转速为4500转 /分甩干晶圆。
【文档编号】G03F7/30GK103631100SQ201210310122
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】徐春云 申请人:无锡华润上华半导体有限公司