CN112612188A - 一种显影装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显影装置，涉及光刻胶显影技术领域。显影装置包括喷嘴、载物台、与载物台驱动连接的旋转驱动机构和与喷嘴驱动连接的直线驱动机构，载物台用于承载芯片，喷嘴设置在载物台上方，喷嘴上设有至少两个出液孔，出液孔用于朝向载物台表面喷吐显影液，旋转驱动机构的旋转输出端与载物台的中心转动连接，用于驱动载物台水平转动，直线驱动机构用于驱动喷嘴沿经过载物台中心的直线方向往复运动。上述显影装置通过多孔式喷嘴的设计并配合喷嘴和载物台的运动，不仅使待显影芯片表面达到线宽的高度一致性，提高了芯片的良品率，还能够适应多种尺寸的芯片，具有较高的普适性。

Description

一种显影装置

技术领域

本发明涉及光刻胶显影技术领域，具体而言，涉及一种显影装置。

背景技术

伴随着半导体制程的演进，业界对芯片的生产效率、功耗节能、线宽精度的要求越来越高，稍有不慎便会产生大量重加工甚至报废。因此，如何在显影成相的过程中精准的控制芯片上每一区域的线宽，达到高良品率，对本领域技术人员是极大的考验。

目前，业界常用的标准显影成像的方式是在显影槽内利用直立式的单喷嘴喷吐显影剂，从而在芯片表面实现显影成像。同时，利用芯片的旋转跟显影喷嘴的移动来控制芯片上每一区域的线宽。但是，现有的喷嘴移动区域的整个喷吐范围无法完全覆盖芯片的显影区域，容易造成芯片上各区域的线宽不均匀，进而造成良品率的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显影装置，以解决现有技术中，芯片显影后各区域线宽不一致的技术问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种显影装置，包括喷嘴、载物台、与载物台驱动连接的旋转驱动机构和与喷嘴驱动连接的直线驱动机构，载物台用于承载芯片，喷嘴设置在载物台上方，喷嘴上设有至少两个出液孔，出液孔用于朝向载物台表面喷吐显影液，旋转驱动机构的旋转输出端与载物台的中心转动连接，用于驱动载物台水平转动，直线驱动机构用于驱动喷嘴沿经过载物台中心的直线方向往复运动。

可选地，上述至少两个出液孔在喷嘴的喷射面上呈直线排列。

可选地，上述至少两个出液孔的孔径相同。

可选地，上述至少两个出液孔的孔径沿直线排列方向依次减小。

可选地，上述出液孔的出液方向与载物台的表面垂直。

可选地，上述显影装置还包括与喷嘴连通的进液管，通过进液管向喷嘴输入显影液。

可选地，上述显影装置还包括储液箱，储液箱用于盛放显影液，进液管用于连通储液箱和喷嘴。

可选地，上述至少两个出液孔的排列方向与喷嘴的往复运动的去程方向相同。

可选地，上述喷嘴的初始位置位于载物台中心的投影上方。

可选地，上述喷嘴的往复运动的一端为载物台中心的投影上方、另一端不超过载物台的边缘。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的显影装置包括喷嘴、载物台、与载物台驱动连接的旋转驱动机构和与喷嘴驱动连接的直线驱动机构，载物台用于承载芯片，喷嘴设置在载物台上方，喷嘴上设有至少两个出液孔，出液孔用于朝向载物台表面喷吐显影液，旋转驱动机构的旋转输出端与载物台的中心转动连接，用于驱动载物台水平转动，直线驱动机构用于驱动喷嘴沿经过载物台中心的直线方向往复运动。在载物台的旋转运动和喷嘴的直线运动的相互配合下，使显影液覆盖芯片的整个待显影面。另外，通过喷嘴的直线运动，也可以实现在喷嘴尺寸较小的情况下，对较大的芯片表面喷吐显影液，同时，还可以使喷嘴的尺寸、结构不受待显影芯片尺寸的制约，提高了上述显影装置的普适性。多孔式喷嘴的设计可以在单位时间内使显影液覆盖更大区域的显影面积，同时，还可以通过调整显影剂的流量使待显影芯片表面达到线宽的高度一致性，进而提高芯片的良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的显影装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的显影装置中喷嘴的喷射面的结构示意图之一；

图3为本发明实施例提供的显影装置中喷嘴的喷射面的结构示意图之二。

图标：100-显影装置；110-喷嘴；111-出液孔；120-载物台；130-旋转驱动机构；140-进液管；200-芯片；300-显影液；310-显影面积。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的显影装置100的结构示意图，请参照图1，本实施例提供一种显影装置100，包括喷嘴110、载物台120、与载物台120驱动连接的旋转驱动机构130和与喷嘴110驱动连接的直线驱动机构，载物台120用于承载芯片200，喷嘴110设置在载物台120上方，喷嘴110上设有至少两个出液孔111，出液孔111用于朝向载物台120表面喷吐显影液300，旋转驱动机构130的旋转输出端与载物台120的中心转动连接，用于驱动载物台120水平转动，直线驱动机构用于驱动喷嘴110沿经过载物台120中心的直线方向往复运动。

将芯片200固定在载物台120上，并使芯片200的待显影面朝上，喷嘴110的喷射面朝向载物台120表面(也即是朝向芯片200的待显影面)以向芯片200的待显影面喷吐显影液300。在显影的过程中，载物台120在旋转驱动机构130的驱动下绕其中心转动，使得载物台120上的芯片200也随着载物台120转动，喷嘴110在直线驱动机构的驱动下，沿经过载物台120中心的直线方向往复运动，在载物台120的旋转运动和喷嘴110的直线运动的相互配合下，使显影液300覆盖芯片200的整个待显影面。另外，通过喷嘴110的直线运动，也可以实现在喷嘴110尺寸较小的情况下，对较大的芯片200表面喷吐显影液300，同时，还可以使喷嘴110的尺寸、结构不受待显影芯片200尺寸的制约，提高了上述显影装置100的普适性。

喷嘴110的往复运动方向有两个，分别是喷嘴110往复运动的去程方向(图1中的A方向)和喷嘴110往复运动的回程方向(图1中的B方向)，去程方向为由载物台120的中心至边缘，回程方向为由载物台120的边缘至中心，喷嘴110沿去程方向运动时，喷吐显影液300，沿回程方向运动时，不喷吐显影液300，仅为了使喷嘴110复位，为下一次芯片200显影做准备。

喷嘴110上设有至少两个出液孔111，多孔式喷嘴110的设计可以在单位时间内使显影液300覆盖更大区域的显影面积310，同时，还可以通过调整显影剂的流量使待显影芯片200表面达到线宽的高度一致性，进而提高芯片200的良品率。

综上所述，该显影装置100包括喷嘴110、载物台120、与载物台120驱动连接的旋转驱动机构130和与喷嘴110驱动连接的直线驱动机构，载物台120用于承载芯片200，喷嘴110设置在载物台120上方，喷嘴110上设有至少两个出液孔111，出液孔111用于朝向载物台120表面喷吐显影液300，旋转驱动机构130的旋转输出端与载物台120的中心转动连接，用于驱动载物台120水平转动，直线驱动机构用于驱动喷嘴110沿经过载物台120中心的直线方向往复运动。上述显影装置100通过多孔式喷嘴110的设计并配合喷嘴110和载物台120的运动，不仅使待显影芯片200表面达到线宽的高度一致性，提高了芯片200的良品率，还能够适应多种尺寸的芯片200，具有较高的普适性。

需要说明的是，在本实施例中，出液孔111的数量不作限定，可以为两个、三个或者更多，具体数量可以根据待显影的芯片200直径、显影效率等确定。各个出液孔111可以等间距分布，也可以变间距分布，可以根据芯片200的尺寸和显影液300的流速确定。示例地，出液孔111的数量为三个，三个出液孔111沿载物台120的半径方向呈直线均匀分布。

载物台120的形状及大小不作限定，载物台120的形状可以为圆形、正方形、矩形等，载物台120的表面积可以大于芯片200的表面积，也可以小于芯片200的表面积。另外，可以在载物台120的上表面设置吸附机构，通过吸附机构将芯片200固定在载物台120上，使芯片200随着载物台120共同旋转。或者，可以在载物台120的上表面设置夹紧机构，夹紧机构将芯片200夹紧并固定在载物台120表面，使芯片200随着载物台120共同旋转。

旋转驱动机构130和直线驱动机构的具体结构也不作限定，只要旋转驱动机构130能够驱动载物台120水平转动，直线驱动机构能够驱动喷嘴110沿经过载物台120中心的直线方向往复运动即可。示例地，旋转驱动机构130为旋转电机，直线驱动机构为直线电机、液压缸、气缸、马达中的一种；旋转驱动机构130的驱动端与载物台120的中心固定连接，通过旋转驱动机构130的驱动端的旋转带动载物台120绕其中心进行旋转；直线驱动机构的驱动端与喷嘴110固定连接，通过直线驱动机构的驱动端的直线往复运动，实现喷嘴110的直线往复运动。

为了使喷吐到芯片200表面的显影液300更加规律、均匀，可选地，至少两个出液孔111在喷嘴110的喷射面上呈直线排列。

至少两个出液孔111在喷嘴110上沿同一直线排列，再配合喷嘴110的直线往复运动和载物台120的旋转运动，可以使显影液300更加均匀地覆盖在芯片200表面上，有利于提高芯片200表面线宽的一致性。

应理解，在本实施例中，对喷嘴110的喷射面的形状不作限定，只要能够使至少两个出液孔111在喷嘴110的喷射面上呈直线排列即可。示例地，喷嘴110的喷射面呈矩形，至少两个出液孔111沿矩形喷射面的长度方向呈直线排列。矩形的喷射面可以为两个、三个或更多的出液孔111提供分布的空间，同时还能够节省在出液孔111非分布方向上的空间，最大限度地合理利用喷嘴110的喷射面，实现在较小的喷射面积上分布设置较多的出液孔111。

图2为本发明实施例提供的显影装置100中喷嘴110的喷射面的结构示意图之一，请参照图2，可选地，至少两个出液孔111的孔径相同。

设置在喷嘴110的喷射面上的各个出液孔111的孔径相同，方便控制显影液300的流量，在显影液300流速相同的前提下，保证各个出液孔111的出液量一致。

图3为本发明实施例提供的显影装置100中喷嘴110的喷射面的结构示意图之二，请参照图3，可选地，至少两个出液孔111的孔径沿直线排列方向依次减小。

直线排列方向是指由载物台120的中心到载物台120的边缘方向，出液孔111的孔径沿该方向依次减小，可以实现沿芯片200的圆心至边缘方向上先是小孔径的出液孔111喷吐显影液300，然后再是大孔径的出液孔111喷吐显影液300。将喷嘴110上出液孔111分布方向的两个边缘分别定义为第一边缘和第二边缘，则出液孔111的孔径由第一边缘至第二边缘依次减小。根据晶片靠近圆心和远离圆心的向心力不同，由第一边缘至第二边缘孔径逐渐递减的至少两个出液孔111保证了显影的均匀性，也减少了芯片200边缘显影液300的甩出，节省了显影液300的用量，降低了显影成本。

可选地，出液孔111的出液方向与载物台120的表面垂直。

出液孔111的出液方向与载物台120的表面垂直，使得显影液300自出液孔111流出后其速度方向与载物台120的表面垂直，直接作用于芯片200的待显影区域，使得喷吐至芯片200表面的显影液300更加均匀，减少了芯片200边缘显影液300的流失，提高了芯片200表面线宽的均匀性，节省了显影液300的用量。

为了更加方便地将显影液300输送至喷嘴110处，可选地，显影装置100还包括与喷嘴110连通的进液管140，通过进液管140向喷嘴110输入显影液300。

设置在喷嘴110上的各个出液孔111在喷嘴110的内部可以相互连通，也可以相互独立。若各个出液孔111在喷嘴110的内部相互连通，则只需设置一个进液管140对喷嘴110内部的连通区域供液，显影液300进入连通区域后，会经过各个出液孔111流出，此时，各个出液孔111处显影液300的流速是相同的，若要调控各个出液孔111处显影液300的流量，则需要通过设置各个出液孔111的孔径进行；也即是，若各个出液孔111的孔径相同，则各个出液孔111处显影液300的流量相等，若各个出液孔111的孔径不同，则孔径较大的出液孔111处显影液300的流量较大，孔径较小的出液孔111处显影液300的流量较小。若各个出液孔111在喷嘴110的内部相互独立，互不连通，则需要设置与出液孔111数量相等的进液管140分别对每个出液孔111独立供液，显影液300经喷嘴110内部与出液孔111相连的通道由出液孔111流出，此时，各个出液孔111处显影液300的流速可以相同，也可以不同，对各个出液孔111处显影液300的流量调控也更加灵活。例如，若各个出液孔111的孔径相同，则通过调控不同进液管140内显影液300的流速，即可调控各个出液孔111处显影液300的流量；当然，也可以同时调控出液孔111的孔径和与其相连的进液管140内显影液300的流速，以使各个出液孔111处显影液300的流量达到最佳流量。可选地，进液管140上设有流量调节阀，通过流量调节阀控制进液管140内显影液300的流速。

可选地，显影装置100还包括储液箱，储液箱用于盛放显影液300，进液管140用于连通储液箱和喷嘴110。

储液箱用于盛放显影液300并通过进液管140向喷嘴110供液，在供液过程中，可以通过观察储液箱内显影液300的剩余量，及时补充显影液300。

可选地，至少两个出液孔111的排列方向与喷嘴110的往复运动的去程方向相同。

出液孔111的排列方向与喷嘴110的往复运动的去程方向相同，均为从载物台120的中心至载物台120的边缘，再结合喷嘴110的直线运动和载物台120的旋转运动，可以使显影液300更加均匀地喷吐至芯片200上，有利于提高芯片200表面线宽的一致性。

可选地，喷嘴110的往复运动的一端为载物台120中心的投影上方、另一端不超过载物台120的边缘。

将喷嘴110往复运动的两端限制在载物台120中心的投影上方和载物台120的边缘之间，当芯片200直径小于或等于载物台120时，可以防止喷嘴110将显影液300喷吐至芯片200外，造成显影液300的浪费。而当芯片200直径大于载物台120时，则喷嘴110的往复运动的一端为载物台120中心的投影上方、另一端不超过芯片200的边缘。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显影装置，其特征在于，包括喷嘴、载物台、与所述载物台驱动连接的旋转驱动机构和与所述喷嘴驱动连接的直线驱动机构，所述载物台用于承载芯片，所述喷嘴设置在所述载物台上方，所述喷嘴上设有至少两个出液孔，所述出液孔用于朝向所述载物台表面喷吐显影液，所述旋转驱动机构的旋转输出端与所述载物台的中心转动连接，用于驱动所述载物台水平转动，所述直线驱动机构用于驱动所述喷嘴沿经过所述载物台中心的直线方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，至少两个所述出液孔在所述喷嘴的喷射面上呈直线排列。

3.根据权利要求2所述的显影装置，其特征在于，至少两个所述出液孔的孔径相同。

4.根据权利要求2所述的显影装置，其特征在于，至少两个所述出液孔的孔径沿所述直线排列方向依次减小。

5.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述出液孔的出液方向与所述载物台的表面垂直。

6.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，还包括与所述喷嘴连通的进液管，通过所述进液管向所述喷嘴输入所述显影液。

7.根据权利要求6所述的显影装置，其特征在于，还包括储液箱，所述储液箱用于盛放所述显影液，所述进液管用于连通所述储液箱和所述喷嘴。

8.根据权利要求2所述的显影装置，其特征在于，至少两个所述出液孔的排列方向与所述喷嘴的往复运动的去程方向相同。

9.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述喷嘴的初始位置位于所述载物台中心的投影上方。

10.根据权利要求9所述的显影装置，其特征在于，所述喷嘴的往复运动的一端为所述载物台中心的投影上方、另一端不超过所述载物台的边缘。

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