CN109960115A - 一种用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光刻用喷嘴领域，具体涉及一种用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，包括供给管与喷头，用以提供负型显影液；所述喷头与所述供给管连通；所述喷头包括一喷洒式喷头体，所述喷洒式喷头体的喷洒面具有处于中心处的中央分散孔、以所述中心为圆中心的第一环路径上呈散射状分配的若干第一环分散孔、以及以所述中心为圆中心的第二环路径上呈散射状分配的若干第二环分散孔，其通过控制负型显影液在喷头中用量的分配，有效实现负型显影液均匀分散，并且本申请喷嘴的结构简单、操作方便、便于维修。

Description

一种用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴
技术领域
本发明属于半导体光刻用喷嘴领域，具体涉及一种用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴。
背景技术
集成电路制造中利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。具体的是在需要刻蚀的衬底上涂覆光胶层，曝光，再通过涂覆显影液在光胶层之上，把不需要的光胶层反应掉并去除；之后再以光胶层为掩膜，刻蚀出需要的重要尺寸。实际生产中，关键尺寸(CriticalDimension，CD)的大小是否一致将直接影响晶圆的质量，差异过大会降低晶圆的良率。而目前的喷洒负型显影液所使用的喷嘴是如图1-2所示的直型喷嘴，采用直型喷嘴时负型显影速率过快且无饱和时间。使用直型喷嘴时在晶圆中心位置分散显影液过程中，会使中心CD变化比其它位置高(如图3-4所示)。
为使得晶圆尺寸具备一致性，中国专利CN202794853U公开的“显影装置”，通过添加一气吹喷嘴，用气体对涂覆在晶圆表面中心的显影液进行吹拂，使其均匀分散在晶圆表面，让晶圆中心与边缘显影效果一致。但其要求显影液具有好的流动性，且气吹喷嘴在进行吹拂时气体的选择、吹拂的力度与显影液的选择有着绝对的相关性。也有中国专利CN1782887A公布的“柱状喷洒显影和雾状喷洒显影互换的显影装置”，在显影喷涂时能选择以雾状的方式喷洒也能选择以柱状方式喷洒。但其装置的结构复杂，且使用时需要切换，无法完全保证晶圆尺寸的一致性。但无论是中国专利CN202794853U还是中国专利CN1782887A均不能使喷嘴满足先进光刻工艺的性能要求。
发明内容
为了克服上述的种种不足，本发明提供一种用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其有效实现负型显影液均匀分散，并且结构简单、操作方便、便于维修。
本发明的功能是这样实现的：一种用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，包括供给管与喷头，用以提供负型显影液；所述喷头与所述供给管连通；所述喷头包括一喷洒式喷头体，所述喷洒式喷头体的喷洒面具有处于中心处的中央分散孔、以所述中心为圆中心的第一环路径上呈散射状分配的若干第一环分散孔、以及以所述中心为圆中心的第二环路径上呈散射状分配的若干第二环分散孔，所述第一环路径的内径小于所述第二环路径的内径，所述第二环分散孔的孔径大于所述第一环分散孔的孔径，所述第一环分散孔的孔径大于所述中央分散孔的孔径，并且所述中央分散孔至所述第一环分散孔为第一连线，所述中央分散孔至所述第二环分散孔为第二连线，所述第二连线位于相邻两个所述第一连线之间且互相不重迭。
作为本发明改进的技术方案，所述第二连线均分相邻两个所述第一连线之间的夹角。
作为本发明改进的技术方案，所述喷洒式喷头体的所述喷洒面的直径介于80-120mm。
作为本发明改进的技术方案，所述第二环分散孔的任一孔数皆不低于四个。
作为本发明改进的技术方案，所述中央分散孔的直径为0.4-0.8mm，若干第一环分散孔的直径为0.6-1.0mm，若干第二环分散孔的直径1.2-1.4mm。
作为本发明改进的技术方案，所述第一环路径直径为38-42mm，所述第二环路径直径较所述第一环路径直径大26-34mm。
作为本发明改进的技术方案，还包括以所述中心为圆中心的第三环路径上呈散射状分配的若干第三环分散孔；所述若干第三环分散孔与所述若干第一环分散孔对应设置。
作为本发明改进的技术方案，所述第三环路径直径较所述第二环路径所在直径大23-42mm。
作为本发明改进的技术方案，所述供给管包括第一供给管与第二供给管，所述第一供给管与所述中央分散孔、所述若干第二环分散孔连通，所述第二供给管与所述若干第一环分散孔连通。
有益效果
本发明采用供给管连通若干环喷头(采用莲蓬头式喷嘴)，控制喷头的分布方式，保证负型显影液喷洒的均匀度，有效保证负型显影速率。进一步地，本申请将喷头中心处的分散孔、以及以喷头中心为中心呈散射状的若干环分散孔采用不同直径孔，有效控制负型显影液的分配量。再有，本申请采用相对独立的第一供给管与第二供给管为不同环上的分散孔供负型显影液，其辅助控制负型显影液的分配量。综上，本申请的喷嘴有效解决了先进的光刻工艺中的晶圆中心CD不均匀的问题。
附图说明
图1现有技术中的直型喷嘴的结构示意图。
图2现有技术中的直型喷嘴中负型显形液喷口使用状态示意图。
图3现有技术中的直型喷嘴的使用状态示意图。
图4现有技术中的直型喷嘴的使用效果图。
图5本申请喷嘴的结构示意图。
图6本申请喷嘴的使用示意图一。
图7本申请喷嘴的使用示意图二。
图8本申请喷嘴的使用效果图。
图9本申请喷洒式喷头体的结构示意图。
图10本申请喷嘴的另一种结构示意图。
图中，1、N 2气喷口；2、冲洗剂喷口；3、负型显形液喷口；4、喷头；5、供给管；51、第一供给管；52、第二供给管；A、中央分散孔；B、第一环分散孔；C、第二环分散孔。
具体实施方式
现参照本发明的最佳实施例进行详细的说明，其例子示于附图之中。
如图5-9所示，根据本发明用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴一实施例，所述喷嘴(如5-7)包括供给管5与喷头4；包括供给管5与喷头4，用以提供负型显影液；本实施例中所述供给管5与所述喷头4共同组成莲蓬头式喷嘴，所述喷头4与所述供给管5连通；所述喷头4包括一喷洒式喷头体，所述喷洒式喷头体(如图9所示)的喷洒面具有处于中心处的中央分散孔A、以所述中心为圆中心的第一环路径上呈散射状分配的若干第一环分散孔B、以及以所述中心为圆中心的第二环路径上呈散射状分配的若干第二环分散孔C，所述第一环路径的内径小于所述第二环路径的内径，所述第二环分散孔C的孔径大于所述第一环分散孔的孔径，所述第一环分散孔B的孔径大于所述中央分散孔A的孔径，并且所述中央分散孔A至所述第一环分散孔为第一连线，所述中央分散孔至所述第二环分散孔C为第二连线，所述第二连线位于相邻两个所述第一连线之间且互相不重迭，以实现控制负型显影液的分配量，控制负型显影液后在设定工艺参数后能得到均匀合理分散的负型显影液，进而使得制得的CD更加均匀(如图8所示)。优选地，所述第二环分散孔C的任一孔数皆不低于四个。
优选地，所述第二连线均分相邻两个所述第一连线之间的夹角。实际应用中根据喷洒面尺寸，可能还会包括以所述中心为圆中心的第三环路径上呈散射状分配的若干第三环分散孔；所述若干第三环分散孔与所述若干第一环分散孔对应设置。
在本实施例中，所述喷洒式喷头体的所述喷洒面的直径介于80-120mm。具体设计时，所述第一环路径直径大所述中央分散孔直径说明书38-42mm，所述第二环路径直径大所述第一环路径直径26-34mm，所述第三环路径直径大所述第二环路径直径23-42mm。并且所述中央分散孔A的直径为0.4-0.8mm，若干第一环分散孔B的直径为0.6-1.0mm，若干第二环分散孔C的直径1.2-1.4mm；所述第一环路径直径为38-42mm，所述第二环路径直径较所述第一环路径直径大26-34mm；所述第三环路径直径较所述第二环路径所在直径大23-42mm。
如图10所示，根据本发明用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴另一实施例，所述供给管5包括第一供给管51与第二供给管52，所述第一供给管51与所述中央分散孔A、所述若干第二环分散孔C连通，所述第二供给管52与所述若干第一环分散孔B连通。
为了实现使所述第一供给管51与所述第二供给管52能够独立工作，所述第一供给管51与所述第二供给管52分别连接于两个不同电源，目的是使二者具有不同的电流与电压；同时为了使得所述第一供给管51与所述第二供给管52提供的负型显影液具有不同的喷洒量，所述第一供给管51上设有第一流量阀；所述第二供给管52上设有第二流量阀。
还有，尽管在此对本发明进行了详细地说明，应当理解，在不偏离所附权利要求书定义的发明的精神和范围的前提下可对之进行各种改变、替代和变更。

Claims (9)

1.一种用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，包括供给管与喷头，用以提供负型显影液；所述喷头与所述供给管连通；其特征在于，所述喷头包括一喷洒式喷头体，所述喷洒式喷头体的喷洒面具有处于中心处的中央分散孔、以所述中心为圆中心的第一环路径上呈散射状分配的若干第一环分散孔、以及以所述中心为圆中心的第二环路径上呈散射状分配的若干第二环分散孔，所述第一环路径的内径小于所述第二环路径的内径，所述第二环分散孔的孔径大于所述第一环分散孔的孔径，所述第一环分散孔的孔径大于所述中央分散孔的孔径，并且所述中央分散孔至所述第一环分散孔为第一连线，所述中央分散孔至所述第二环分散孔为第二连线，所述第二连线位于相邻两个所述第一连线之间且互相不重迭。
2.根据权利要求1所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，所述第二连线均分相邻两个所述第一连线之间的夹角。
3.根据权利要求1或2所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，所述喷洒式喷头体的所述喷洒面的直径介于80-120mm。
4.根据权利要求1或2所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，所述第二环分散孔的任一孔数皆不低于四个。
5.根据权利要求1或2所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，所述中央分散孔的直径为0.4-0.8mm，若干第一环分散孔的直径为0.6-1.0mm，若干第二环分散孔的直径1.2-1.4mm。
6.根据权利要求5所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，所述第一环路径直径为38-42mm，所述第二环路径直径较所述第一环路径直径大26-34mm。
7.根据权利要求1所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，还包括以所述中心为圆中心的第三环路径上呈散射状分配的若干第三环分散孔；所述若干第三环分散孔与所述若干第一环分散孔对应设置。
8.根据权利要求7所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，所述第三环路径直径较所述第二环路径所在直径大23-42mm。
9.根据权利要求1所述的用于实现改善纳米级光刻工艺性能的喷嘴，其特征在于，所述供给管包括第一供给管与第二供给管，所述第一供给管与所述中央分散孔、所述若干第二环分散孔连通，所述第二供给管与所述若干第一环分散孔连通。
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