CN210607197U - 晶圆处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆处理装置。所述晶圆处理装置包括：支撑台，具有用于承载晶圆的承载面；喷嘴，位于所述支撑台上方，且仅具有气体喷口，所述喷嘴能够沿与所述承载面平行的方向移动，所述气体喷口用于向所述承载面上承载的所述晶圆喷射气体，以除去所述晶圆表面残留的液体。本实用新型一方面，减少了所述晶圆表面液体的残留；另一方面，减少甚至是避免了晶圆易出现图案坍塌的问题，提高了晶圆产品的良率。

Description

晶圆处理装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆处理装置。

背景技术

在浸润式光刻工艺的曝光期间，通常需要在曝光镜头与晶圆表面的光刻胶之间填充满去离子水，以增加聚焦景深的适用范围。之后，可以进行若干个曝光后烘烤工艺，使位于所述晶圆表面的溶剂蒸发。接着，借由显影液除去曝光后不需要的光刻胶，并采用旋转干燥工艺干燥晶圆。

传统的旋转干燥工艺极易造成显影液的残留，不利于后续工艺的顺利进行。为了解决上述问题，当前主要通过机台的ADR(Advanced Develop Rinse)功能来去除残留的显影液。在启动机台的ADR功能后，在一次旋转干燥之后，去离子水会二次浸润晶圆表面的光刻胶，并在二次浸润的同时采用气体吹扫，使得去离子水自晶圆的中心向边缘移动。这种方式虽然能够在一定程度上减少晶圆表面的液体残留，但是极易造成晶圆中心部位的图案坍塌，最终导致晶圆产品良率的降低。

因此，如何避免晶圆在干燥过程中易出现图案坍塌的问题，提高晶圆产品的良率，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种晶圆处理装置，用于解决现有的晶圆在浸润式光刻工艺过程中易出现图案坍塌的问题，以提高晶圆产品的良率。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆处理装置，包括：

支撑台，具有用于承载晶圆的承载面；

喷嘴，位于所述支撑台上方，且仅具有气体喷口，所述喷嘴能够沿与所述承载面平行的方向移动，所述气体喷口用于向所述承载面上承载的所述晶圆喷射气体，以除去所述晶圆表面残留的液体。

可选的，所述气体喷口呈长条形，用于竖直向下喷射气体，且所述气体喷口的长度大于所述晶圆的直径。

可选的，所述气体喷口内设置有风刀，使得所述气体喷口向所述晶圆表面倾斜喷射气体。

可选的，所述气体喷口的宽度为5mm～15mm。

可选的，所述喷嘴还包括：

本体部，所述气体喷口位于所述本体部的底端，所述本体部的顶端与用于存储所述气体的气源连通；

所述本体部呈长条形，且所述气体喷口沿所述本体部的长度方向延伸。

可选的，所述本体部的长度为305mm～310mm、宽度为70mm～90mm、高度为60mm～80mm。

可选的，所述本体部的长度为310mm，所述气体喷口的长度为300mm。

可选的，所述气体喷口喷射的所述气体的压力为5Kpa～11Kpa。

可选的，所述晶圆处理装置还包括：

驱动器，连接所述喷嘴，用于驱动所述气体喷口的中点沿平行于所述承载面承载的所述晶圆的直径方向往复运动，并调整所述喷嘴的运动速率和所述气体喷口喷出的气体压力。

可选的，所述气体为氮气或者惰性气体。

本实用新型提供的晶圆处理装置，通过设置一仅均匀气体喷口的喷嘴，并控制所述喷嘴能够沿与用于承载晶圆的承载面平行的方向移动，来除去所述晶圆表面残留的去离子水、显影液等液体，一方面，减少了所述晶圆表面液体的残留；另一方面，由于无需二次浸润，且在气体吹扫的同时不会喷射去离子水等清洗液，减少甚至是避免了晶圆易出现图案坍塌的问题，提高了晶圆产品的良率。

附图说明

附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的结构示意图；

附图2A-2C是本实用新型具体实施方式中喷嘴在不同角度下的结构示意图；

附图3是本实用新型具体实施方式中喷嘴工作时的流程示意图；

附图4是本实用新型具体实施方式中晶圆处理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的晶圆处理装置的具体实施方式做详细说明。

本具体实施方式提供了一种晶圆处理装置，附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的结构示意图，附图2A-2C是本实用新型具体实施方式中喷嘴在不同角度下的结构示意图。如图1、图2A-图2C所示，本具体实施方式提供的晶圆处理装置包括：

支撑台10，具有用于承载晶圆11的承载面101；

喷嘴12，位于所述支撑台10上方，且仅具有气体喷口121，所述喷嘴12能够沿与所述承载面101平行的方向移动，所述气体喷口121用于向所述承载面101上承载的所述晶圆11喷射气体，以除去所述晶圆11表面残留的液体。

具体来说，如图1所示，所述承载面101所在的平面为XY平面。所述晶圆11是表面形成有光刻胶，并经过浸润式曝光的晶圆。在曝光后，所述晶圆11表面残留有去离子水、显影液等液体。所述支撑台10的所述承载面101能够围绕所述支撑台10的轴线旋转，并带动位于所述承载面101上的所述晶圆11转动。在沿Z轴方向(即垂直于所述承载面101的方向)上，所述喷嘴12位于所述承载面101的上方。所述喷嘴12中具有且仅具有所述气体喷口121，即所述喷嘴12只能进行气体的喷射。

本具体实施方式在对所述晶圆进行曝光、显影之后，驱动位于所述支撑台10上方的喷嘴12在与所述承载面101平行的平面内移动，且在移动的过程中通过所述气体喷口121朝向所述晶圆11喷射气体，一方面，喷射的所述气体能够快速的将所述晶圆11表面残留的去离子水、显影液等液体吹扫出所述晶圆11；另一方面，由于仅采用所述气体进行吹扫，而无需在吹扫之前和/或吹扫的同时向所述晶圆11表面喷射去离子水等清洁剂，避免了减少甚至是避免了晶圆易出现图案坍塌的问题，提高了晶圆产品的良率。

在沿Z轴方向上，所述气体喷口121距离所述晶圆11的距离，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如根据所述气体喷口121喷出的所述气体的流速、压力或者所述晶圆11表面残留的所述液体的量、残留的所述液体的种类，本具体实施方式对此不作限定。

可选的，所述气体为氮气或者惰性气体。

本具体实施方式中所述的惰性气体是指元素周期表中第Ⅷ主族的元素形成的气体，例如氩气。本领域技术人员还可以根据实际需要选择其他类型的气体，例如根据所述晶圆11表面残留的液体的种类，本具体实施方式对此不作限定。本领域技术人员还可以根据实际需要调整喷射至所述晶圆11表面的所述气体的温度、流速等，以加快所述晶圆11表面的残留液体清除效率。

本领域技术人员可以根据实际需要选择所述气体喷口121的形状，本具体实施方式对此不作限定，只要是能对所述晶圆11表面进行气体吹扫即可。可选的，所述气体喷口121呈长条形，用于竖直向下喷射气体，且所述气体喷口121的长度大于所述晶圆11的直径。

可选的，所述气体喷口121的宽度D为5mm～15mm。

在本具体实施方式中，所述气体喷口121竖直向下喷射所述气体。在其他具体实施方式中，本领域技术人员还可以根据实际需要在所述气体喷口内设置风刀，使得所述气体喷口向所述晶圆表面倾斜喷射气体。将所述气体喷口121的长度设置为大于所述晶圆11的直径，有助于加大所述喷嘴12的喷射面积，从而进一步提高所述喷嘴12的吹扫效果。

可选的，所述喷嘴12还包括：

本体部122，所述气体喷口121位于所述本体部122的底端，所述本体部122的顶端与用于存储所述气体的气源连通；

所述本体部122呈长条形，且所述气体喷口121沿所述本体部122的长度方向延伸。

可选的，所述本体部122的长度L为305mm～310mm、宽度W为70mm～90mm、高度H为60mm～80mm。

具体来说，如图1、图2A-图2C所示，所述喷嘴12包括本体部122以及与所述本体部122连通的所述气体喷口121。所述本体部122呈长度L为305mm～310mm、宽度W为70mm～90mm、高度H为60mm～80mm的长方体形状。所述气体喷口121也呈长条形，且其长度S小于所述本体部122的长度L，例如当所述本体部122的长度L为310mm时、所述气体喷口121的长度S为300mm，所述气体喷口121的宽度D为5mm～15mm，且所述气体喷口121位于所述本体部122的底部。所述本体部122一方面用于向所述气体喷口121传输所述气体，确保所述气体均匀的自所述气体喷口121喷出；另一方面，所述本体部122还用于带动所述气体喷口121在平行于所述承载面101的平面内移动。

为了进一步提高所述晶圆11表面残留液体的清除效率，同时进一步避免所述晶圆11上的图案出现坍塌，可选的，所述气体喷口121喷射的所述气体的压力为5Kpa～11Kpa。

可选的，所述晶圆处理装置还包括：

驱动器，连接所述喷嘴12，用于驱动所述气体喷口121的中点沿平行于所述承载面101上承载的所述晶圆11的直径方向往复运动，并调整所述喷嘴12的运动速率和所述气体喷口121喷出的气体压力。

附图3是本实用新型具体实施方式中喷嘴工作时的流程示意图。举例来说，如图3所示，在所述驱动器未驱动所述喷嘴12时，所述喷嘴12位于初始位置，即图3中所述晶圆11左侧上方。当所述驱动器开始驱动所述喷嘴12后，所述气体喷口121的中点沿与所述承载面101上所承载的所述晶圆11的一径向方向平行的方向，自所述晶圆11的左侧上方向所述晶圆11的右侧上方平移。在所述喷嘴12移动至所述晶圆11的右侧上方之后，所述驱动器还可以驱动所述气体喷口121沿与所述承载面101上所承载的所述晶圆11的一径向方向平行的方向，自所述晶圆11的右侧上方向所述晶圆11的左侧上方平移，使得所述喷嘴12回到所述初始位置(即复位)。所述驱动器驱动所述喷嘴12移动的过程中，所述气体喷口121持续向所述晶圆11喷射所述气体，以充分去除所述晶圆11表面残留的所述液体。

所述驱动器可以驱动所述喷嘴12匀速运动，也可以驱动所述喷嘴12加速或者减速运动，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。另外，所述驱动器还可以根据所述晶圆11表面残留的所述液体的种类、所述液体的量，实时调整所述喷嘴12运动速率和/或所述气体喷口121喷射的所述气体的压力，以在避免所述晶圆11表面出现图案坍塌的同时，提高所述液体的清除效率。

不仅如此，本具体实施方式还提供了一种晶圆处理方法，附图4是本实用新型具体实施方式中晶圆处理方法的流程图，本具体实施方式提供的所述晶圆处理方法可以采用如图1、图2A-图2C以及图3所示的晶圆处理装置实施。如图1、图2A-图2C、图3和图4所示，本具体实施方式提供的晶圆处理方法，包括如下步骤：

步骤S41，放置一晶圆11于一支撑台10的承载面上101；

步骤S41，驱动一仅具有气体喷口121的喷嘴12在所述晶圆11的上方沿平行于所述承载面101的方向移动，所述气体喷口121向所述晶圆11表面喷射气体，以除去所述晶圆11表面残留的液体。

可选的，所述气体喷口121喷射的所述气体的压力为5Kpa～11Kpa。

可选的，驱动一仅具有气体喷口121的喷嘴12在所述晶圆11的上方沿平行于所述承载面101的方向移动的具体步骤包括：

驱动一仅具有气体喷口121的喷嘴12，使所述气体喷口121的中点沿着平行于所述承载面101上承载的所述晶圆11的直径方向往复运动。

可选的，所述晶圆处理方法还包括如下步骤：

根据所述晶圆11表面残留的所述液体的量调整所述喷嘴12的运动速率和所述气体喷口121喷出的气体压力。

本具体实施方式提供的晶圆处理装置，通过设置一仅均匀气体喷口的喷嘴，并控制所述喷嘴能够沿与用于承载晶圆的承载面平行的方向移动，来除去所述晶圆表面残留的去离子水、显影液等液体，一方面，减少了所述晶圆表面液体的残留；另一方面，由于无需二次浸润，且在气体吹扫的同时不会喷射去离子水等清洗液，减少甚至是避免了晶圆易出现图案坍塌的问题，提高了晶圆产品的良率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆处理装置，其特征在于，包括：

支撑台，具有用于承载晶圆的承载面；

喷嘴，位于所述支撑台上方，且仅具有气体喷口，所述喷嘴能够沿与所述承载面平行的方向移动，所述气体喷口用于向所述承载面上承载的所述晶圆喷射气体，以除去所述晶圆表面残留的液体。

2.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述气体喷口呈长条形，用于竖直向下喷射气体，且所述气体喷口的长度大于所述晶圆的直径。

3.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述气体喷口内设置有风刀，使得所述气体喷口向所述晶圆表面倾斜喷射气体。

4.根据权利要求2所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述气体喷口的宽度为5mm～15mm。

5.根据权利要求2所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述喷嘴还包括：

本体部，所述气体喷口位于所述本体部的底端，所述本体部的顶端与用于存储所述气体的气源连通；

所述本体部呈长条形，且所述气体喷口沿所述本体部的长度方向延伸。

6.根据权利要求5所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述本体部的长度为305mm～310mm、宽度为70mm～90mm、高度为60mm～80mm。

7.根据权利要求6所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述本体部的长度为310mm，所述气体喷口的长度为300mm。

8.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述气体喷口喷射的所述气体的压力为5Kpa～11Kpa。

9.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述晶圆处理装置还包括：

驱动器，连接所述喷嘴，用于驱动所述喷嘴，使所述气体喷口的中点沿平行于所述承载面上承载的所述晶圆的直径方向往复运动，并调整所述喷嘴的运动速率和所述气体喷口喷出的气体压力。

10.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述气体为氮气或者惰性气体。

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