CN110412837A - 喷洒装置、显影系统和显影方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷洒装置、显影系统和显影方法，喷洒装置包括：喷刀、喷刀控制单元，所述喷刀用于喷洒液体，所述喷刀包括第一刀片和第二刀片，所述第一刀片的刀口和所述第二刀片的刀口相对以形成所述喷刀的出口，所述第一刀片的刀口能够相对所述第二刀片的刀口移动以调节所述出口的大小，所述喷刀控制单元用于控制所述第一刀片的移动。在本发明提供的喷洒装置、显影系统和显影方法中，在向基片喷射显影液之前先使第一刀片相对第二刀片移动以使喷刀出口增大，进一步可以预喷显影液清除喷刀出口的杂质，解决喷刀因杂质造成的堵塞，提高喷刀喷射的显影液的均匀性，最终提高产品显影后图形的均匀性。

Description

喷洒装置、显影系统和显影方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种喷洒装置、显影系统和显影方法。

背景技术

在半导体集成电路行业及薄膜晶体管液晶显示器行业，显影工艺是指将曝光后的基片置于适当的显影液里，将应去除的胶膜溶解干净，以获得腐蚀或注入时所需的保护图形掩膜。显影工序中的时间、腔体温度和湿度、流量、均匀性直接影响了细微光刻电路图形的精度和均匀性，对电子产品的集成度和合格率有着极为重要的影响，而显影工序利用显影液供给装置(装有显影液的腔室)对基板涂敷显影液的方式即该工序可通过使基板/基片经由盛装有显影液的腔室，或者通过喷射装置向基板喷射显影液的方式来完成。进行显影工序的腔体内相对密闭，聚集着显影液溶剂气体及光刻胶在显影过程中挥发出的有机溶剂气体，其中大部分气体通过腔体内的抽排装置排出，但在实际的生产过程中在显影液的喷刀上容易产生结晶或者药剂沾污，导致显影液喷出不均匀，而显影液喷出不均匀，可能导致显影后图形的不均匀或者产生色差效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷洒装置、显影系统和显影方法，解决喷洒装置喷刀口大小颗粒的沾污堵塞问题，提高显影液喷出的均匀性，最终提高产品显影后图形的均匀性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种喷洒装置，所述喷洒装置包括：喷刀、喷刀控制单元，所述喷刀用于喷洒液体，所述喷刀包括第一刀片和第二刀片，所述第一刀片的刀口和所述第二刀片的刀口相对以形成所述喷刀的出口，所述第一刀片的刀口能够相对所述第二刀片的刀口移动以调节所述出口的大小，所述喷刀控制单元用于控制所述第一刀片的移动。

可选的，在所述的喷洒装置中，所述喷洒装置还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测所述第一刀片是否移动到预设位置。

可选的，在所述的喷洒装置中，所述位置检测单元为光栅尺传感器，所述位置检测单元位于所述喷刀的一侧。

可选的，在所述的喷洒装置中，所述喷刀控制单元包括驱动器和执行器，所述驱动器用于提供所述第一刀片移动的动力，所述执行器用于控制所述驱动器的动力输出。

本发明还提供了一种显影系统，所述显影系统包括：液体供应单元及如上述所述的喷洒装置；

所述液体供应单元用于向所述喷洒装置提供喷洒的液体；

所述喷洒装置用于喷洒液体。

可选的，在所述的显影系统中，所述液体供应单元包括液体存储装置和与所述液体存储装置连通的液体传输管路，所述液体存储装置用于存储液体，所述液体传输管路用于将所述液体存储装置内的液体提供给所述喷洒装置。

可选的，在所述的显影系统中，所述液体传输管路上设置有流量控制器，所述流量控制器用于控制所述液体传输管路内的液体的流量。

可选的，在所述的显影系统中，所述显影系统还包括气体供应单元，所述气体供应单元用于向所述喷洒装置提供气体。

可选的，在所述的显影系统中，所述气体供应单元包括气体存储装置和与所述气体存储装置连通的气体传输管路，所述气体存储装置用于存储气体，所述气体传输管路用于将所述气体存储装置内的气体提供给所述喷洒装置。

可选的，在所述的显影系统中，所述显影系统还包括杂质检测单元，所述杂质检测单元用于检测所述喷洒装置中喷刀的出口是否有杂质存在。

可选的，在所述的显影系统中，所述杂质检测单元包括镭射发射器和镭射接收器，所述镭射发射器和所述镭射接收器分别设置在所述喷刀的两侧。

可选的，在所述的显影系统中，所述显影系统还包括报警单元，当所述杂质检测单元检测到所述喷刀的出口有杂质存在或所述喷洒装置中位置检测单元检测到第一刀片没有到达预设位置时，所述报警单元报警。

本发明还提供了一种采用如上述任一项所述的显影系统的显影方法，包括：

喷刀控制单元控制第一刀片相对所述第二刀片移动以增大喷刀的出口；

液体供应单元向所述喷刀提供液体，所述喷刀喷洒液体以清洗所述喷刀的出口；

所述喷刀控制单元控制所述第一刀片向所述第二刀片移动以调整所述喷刀的出口大小。

可选的，在所述的显影方法中，所述显影方法还包括：位置检测单元检测所述第一刀片是否到达预设位置，如果没有到达预设位置，报警单元报警。

可选的，在所述的显影方法中，所述显影方法还包括：气体供应单元向所述喷刀提供气体，所述喷刀喷洒气体以清洗所述喷刀的出口。

可选的，在所述的显影方法中，所述显影方法还包括：杂质检测单元检测所述喷刀出口是否有杂质，如果有杂质，则报警单元报警。

可选的，在所述的显影方法中，所述杂质检测单元检测所述喷刀出口是否有杂质的方法包括：镭射发射器发射激光，镭射接收器接收激光，若所述镭射接收器接收的激光没达到预设值，则判断喷刀出口有杂质。

发明人经过研究发现，出现显影喷刀喷液不均匀的最主要的原因是喷刀局部出现堵塞，因为喷刀口直径非常小，所以喷出粘性材料或者光刻胶溶剂挥发等引起的喷刀堵塞问题比较容易发生，即便在生产过程中定期清洁也无法保证在生产过程中不发生喷刀堵塞的情况。在本发明提供的喷洒装置、显影系统和显影方法中，在向基片喷射显影液之前先使第一刀片相对第二刀片移动以使喷刀出口增大，之后可以预喷显影液清除喷刀出口的杂质，解决喷刀因杂质造成的堵塞，提高喷刀喷射的显影液的均匀性，最终提高产品显影后图形的均匀性。

进一步的，完成显影预喷后再加吹氮气，可以进一步清除喷刀出口的杂质，解决喷刀因杂质造成的堵塞，提高喷刀喷射的显影液的均匀性，从而提高产品显影后图形的均匀性。

附图说明

图1为本发明实施例显影系统的原理示意图；

图2为本发明实施例显影系统的结构示意图；

图3为本发明实施例显影方法的流程图；

图中：100-喷洒装置、110-喷刀、111-第一刀片、112-第二刀片、120-喷刀控制单元、121-驱动器、122-执行器、200-液体供应单元、210-液体存储装置、220-液体传输管路、230-流量控制器、130-位置检测单元、300-气体供应单元、310-气体存储装置、320-气体传输管路、330-气体控制阀、410-镭射发射器、420-镭射接收器、500-滚轮。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参照图1和图2，本发明提供了一种喷洒装置100，所述喷洒装置100包括：喷刀110、喷刀控制单元120，所述喷刀110用于喷洒液体，所述喷刀110包括第一刀片111和第二刀片112，所述第一刀片111的刀口和所述第二刀片112的刀口相对以形成所述喷刀110出口，所述第一刀片111的刀口能够相对所述第二刀片112的刀口移动以调节所述出口的大小，所述喷刀控制单元120用于控制所述第一刀片111的移动。

在本申请实施例中，所述喷洒装置100还包括位置检测单元130，所述位置检测单元130用于检测所述第一刀片111是否移动到预设位置。在此，所述预设位置指所述喷刀110进行常规的显影液喷洒时的位置，或者说，所述喷刀110进行常规的显影液喷洒时特定出口大小所对应的所述第一刀片111的位置。其中，所述位置检测单元130选自于光栅尺传感器，所述光栅尺传感器位于所述喷刀110一侧。

在本实施例中，所述喷刀控制单元120包括驱动器121和执行器122，所述驱动器121用于提供所述第一刀片111移动的动力，所述执行器122用于控制所述第一刀片111移动。所述执行器122用于传递所述驱动器121的动力输出从而控制第一刀片111相对第二刀片112移动的距离，例如，移动到最大的位置以使喷刀111的出口(口径)最大(图1中第一刀片位于位置B时喷刀的出口最大)。

本发明还提供了一种显影系统，所述显影系统包括：液体供应单元200及如上述所述的喷洒装置100；

所述液体供应单元200用于向所述喷洒装置100提供喷洒的液体；

所述喷洒装置100用于喷洒液体。

在本实施例中，所述液体供应单元200包括液体存储装置210和与所述液体存储装置210连通的液体传输管路220，所述液体存储装置210用于存储液体，所述液体传输管路220用于将所述液体存储装置210内的液体提供给所述喷洒装置100。进一步的，所述液体传输管路220上还设置有流量控制器230，所述流量控制器230用于控制所述液体传输管路220内的液体的流量。本实施中，液体指的是显影液，显影工艺中可以将曝光后的基片置于适当的显影液里，将应去除的胶膜溶解干净，以获得腐蚀或注入时所需的保护图形掩膜。在向基片喷射显影液之前可以先预喷显影液使得喷刀110出口的杂质被清除，预喷显影液时，喷刀110出口开启到最大，流量控制器230开启到最大，从而喷出最大量的显影液以清除杂质，使杂质清除得比较干净。

进一步的，所述显影系统还包括气体供应单元300，所述气体供应单元300用于向所述喷洒装置100提供气体。在喷刀110开启到最大，通过预喷显影液清除喷刀110出口处的杂质后，还可以再次喷射气体，进一步清除喷刀110出口处的杂质。在本实施例中，所述气体包括惰性气体或者氮气，具体的，可以选用氮气，氮气具有价格便宜、无污染的优点。

在本实施例中，所述气体供应单元300包括气体存储装置310和与所述气体存储装置310连通的气体传输管路320，所述气体存储装置310用于存储气体，所述气体传输管路320用于将所述气体存储装置310内的气体提供给所述喷洒装置100。进一步的，所述气体传输管路320上还可以设置有气体控制阀330，所述气体控制阀330用于控制所述气体传输管路320内的气体的流量。喷射气体进一步清除喷刀110出口处的杂质时，可以将气体控制阀330开启到最大，气体的量越大，杂质清除的效果越好。

进一步的，所述显影系统还包括杂质检测单元，所述杂质检测单元用于检测所述喷洒装置100中喷刀110的出口是否有杂质存在。预喷显影液和喷射气体清除喷刀110的出口的杂质后，可以对喷刀110出口处是否还含有杂质进行进一步检测，如果检测有杂质则继续清除喷刀110出口的杂质。

在本实施例中，所述杂质检测单元包括镭射发射器410和镭射接收器420，所述镭射发射器410和所述镭射接收器420分别设置在所述喷刀110的两侧。具体的，与第一刀片111和第二刀片112(的端部)垂直连接有第三刀片和第四刀片，第三刀片和第四刀片相对，所述镭射发射器410位于第三刀片一侧，所述镭射接收器420位于第四刀片的一侧，即所述镭射发射器410和所述镭射接收420的连线垂直于第一刀片111与第二刀片112的连线。所述镭射发射器410发射激光，所述镭射接收器420接收激光，镭射接收器420接收到的激光没有达到预设值时，可以判断喷刀110出口处有杂质。

在本实施例中，喷刀110开启到最大即第一刀片111相对于第二刀片112移动到最大位置，用以预喷显影液和喷射气体清除喷刀110出口的杂质，并且杂质检测单元进一步检测喷刀110出口没有杂质存在之后，执行器122将控制第一刀片111从B位置回到A位置。在向基片喷射显影液之前可以通过检测喷刀110出口的大小是否符合要求以使得喷出的显影液的量符合工艺要求。本实施例中，位置检测单元130用以检测第一刀片111是否回到A位置，位置检测单元130选用光栅尺传感器，光栅尺传感器位于所述喷刀110一侧，具体的，光栅尺传感器与所述镭射发射器410或所述镭射接收器420在同一个位置，用以检测第一刀片111是否回到A位置。

进一步的，所述显影系统还包括报警单元，当所述杂质检测单元检测到所述喷刀110出口有杂质存在或所述喷洒装置100中位置检测单元130检测到第一刀片111没有到达预设位置时，所述报警单元报警。

参照图3，本发明还提供了一种采用如上述任一项所述的显影系统的显影方法，包括：

S11：喷刀控制单元120控制第一刀片111相对所述第二刀片112移动以增大喷刀的出口；

S12：液体供应单元200向所述喷刀110提供液体，所述喷刀110喷洒液体以清洗所述喷刀110的出口；

S13：所述喷刀控制单元120控制所述第一刀片111向所述第二刀片112移动以调整所述喷刀110的出口大小。

进一步的，所述显影方法还包括：位置检测单元检测所述第一刀片是否到达预设位置，如果没有到达预设位置，报警单元报警。在本实施例中，所述位置检测单元130检测所述第一刀片111没有到达预设位置，所述报警单元报警。如果检测到已经达到预设位置即第一刀片111从B回到A位置，则喷刀110可以开始向基片喷射显影液，即参照图2，喷刀从C位置移动到D位置开始对位于滚轮500上的基片喷射显影液。如果没有达到预设位置则报警提醒操作人员处理。

在本实施例中，所述显影方法还包括：气体供应单元300向所述喷刀110提供气体，所述喷刀110喷洒气体以清洗所述喷刀110的出口。

在本实施例中，所述显影方法还包括：杂质检测单元检测所述喷刀110出口是否有杂质，如果有杂质，则报警单元报警。

在本实施例中，所述杂质检测单元检测所述喷刀110出口是否有杂质的方法包括：镭射发射器发射激光，镭射接收器接收激光，若所述镭射接收器接收的激光没达到预设值，则判断喷刀110出口有杂质。

综上，在本发明实施例提供的喷洒装置、显影系统和显影方法方法中，在向基片喷射显影液之前先使第一刀片相对第二刀片移动以使喷刀出口增大，进一步可以预喷显影液清除喷刀出口的杂质，并且完成显影预喷后再加吹氮气，解决喷刀因杂质造成的堵塞，提高喷刀喷射的显影液的均匀性，最终提高产品显影后图形的均匀性。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种喷洒装置，其特征在于，所述喷洒装置包括：喷刀、喷刀控制单元，所述喷刀用于喷洒液体，所述喷刀包括第一刀片和第二刀片，所述第一刀片的刀口和所述第二刀片的刀口相对以形成所述喷刀的出口，所述第一刀片的刀口能够相对所述第二刀片的刀口移动以调节所述出口的大小，所述喷刀控制单元用于控制所述第一刀片的移动。

2.如权利要求1所述的喷洒装置，其特征在于，所述喷洒装置还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测所述第一刀片是否移动到预设位置。

3.如权利要求2所述的喷洒装置，其特征在于，所述位置检测单元为光栅尺传感器，所述位置检测单元位于所述喷刀的一侧。

4.如权利要求1所述的喷洒装置，其特征在于，所述喷刀控制单元包括驱动器和执行器，所述驱动器用于提供所述第一刀片移动的动力，所述执行器用于控制所述驱动器的动力输出。

5.一种显影系统，其特征在于，所述显影系统包括：液体供应单元及如权利要求1～4中任一项所述的喷洒装置；

所述液体供应单元用于向所述喷洒装置提供喷洒的液体；

所述喷洒装置用于喷洒液体。

6.如权利要求5所述的显影系统，其特征在于，所述液体供应单元包括液体存储装置和与所述液体存储装置连通的液体传输管路，所述液体存储装置用于存储液体，所述液体传输管路用于将所述液体存储装置内的液体提供给所述喷洒装置。

7.如权利要求6所述的显影系统，其特征在于，所述液体传输管路上设置有流量控制器，所述流量控制器用于控制所述液体传输管路内的液体的流量。

8.如权利要求5所述的显影系统，其特征在于，所述显影系统还包括气体供应单元，所述气体供应单元用于向所述喷洒装置提供气体。

9.如权利要求8所述的显影系统，其特征在于，所述气体供应单元包括气体存储装置和与所述气体存储装置连通的气体传输管路，所述气体存储装置用于存储气体，所述气体传输管路用于将所述气体存储装置内的气体提供给所述喷洒装置。

10.如权利要求5所述的显影系统，其特征在于，所述显影系统还包括杂质检测单元，所述杂质检测单元用于检测所述喷洒装置中喷刀的出口是否有杂质存在。

11.如权利要求10所述的显影系统，其特征在于，所述杂质检测单元包括镭射发射器和镭射接收器，所述镭射发射器和所述镭射接收器分别设置在所述喷刀的两侧。

12.如权利要求10所述的显影系统，其特征在于，所述显影系统还包括报警单元，当所述杂质检测单元检测到所述喷刀的出口有杂质存在或所述喷洒装置中位置检测单元检测到第一刀片没有到达预设位置时，所述报警单元报警。

13.一种采用如权利要求5～12中任一项所述的显影系统的显影方法，其特征在于，包括：

喷刀控制单元控制第一刀片相对所述第二刀片移动以增大喷刀的出口；

液体供应单元向所述喷刀提供液体，所述喷刀喷洒液体以清洗所述喷刀的出口；

所述喷刀控制单元控制所述第一刀片向所述第二刀片移动以调整所述喷刀的出口大小。

14.如权利要求13所述的显影方法，其特征在于，所述显影方法还包括：位置检测单元检测所述第一刀片是否到达预设位置，如果没有到达预设位置，报警单元报警。

15.如权利要求13所述的显影方法，其特征在于，所述显影方法还包括：气体供应单元向所述喷刀提供气体，所述喷刀喷洒气体以清洗所述喷刀的出口。

16.如权利要求13所述的显影方法，其特征在于，所述显影方法还包括：杂质检测单元检测所述喷刀出口是否有杂质，如果有杂质，则报警单元报警。

17.如权利要求16所述的显影方法，其特征在于，所述杂质检测单元检测所述喷刀出口是否有杂质的方法包括：镭射发射器发射激光，镭射接收器接收激光，若所述镭射接收器接收的激光没达到预设值，则判断喷刀出口有杂质。