CN214122683U - 一种能够增强显影效果的显影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够增强显影效果的显影装置，包括显影腔室，显影腔室内底部连接旋转转轴，旋转转轴上连接晶圆载台，显影腔室上壁穿接显影液出液管，显影液出液管位于显影腔室内的一端在晶圆载台上方；通过喷嘴喷洒显影液，通过旋转转轴转动带动晶圆载台，在喷洒显影液时能够铺料均匀，避免铺料时出现气泡，且减少显影液的浪费。本实用新型的装置增加了背洗的功能，主要洗去从上方流下的显影液残余；侧边的氮气吹扫能使晶圆显影后保持一个干净的表面。

Description

一种能够增强显影效果的显影装置

技术领域

本实用新型属于半导体器件制造光刻设备技术领域，具体涉及一种能够增强显影效果的显影装置。

背景技术

半导体器件制造工艺步骤最重要的一步就是光刻工艺，利用涂胶、曝光和显影将光掩膜版上的图形刻画在光刻胶表层，再通过刻蚀工艺将图形进一步转移到衬底上。通过光刻胶涂布，在晶圆表面形成抗蚀剂膜，再经由软烘促进胶膜内溶剂充分挥发；通过曝光，将光掩膜版上的图形转移到布满光刻胶的晶圆表面；通过显影，去除掉未感光的负胶或感光的正胶，使晶圆表面显示出所需的图形；最终通过刻蚀把图形刻在衬底上。在整个光刻过程中，如果不正确显影会导致图形出现显影不足、不完全显影和显影过度三种缺陷，从而直接影响到图形的呈现效果，如尺寸大小、晶圆表面形貌好坏，进一步影响到刻蚀。

目前市场上主流的一些自动显影设备主要采用连续喷雾显影或者旋覆浸没显影，对于一个小的工艺研发需求来说，这种大型的显影设备不仅会提高研发成本，而且会带来物料、水电气等的不必要浪费。然而，依靠人工来完成手动显影工作具备不稳定性，每一次显影晃动的手法、角度、力度等都是不同的，给研发过程带来诸多不确定因素。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够增强显影效果的显影装置，克服了现有的显影装置在显影液喷洒时晶圆涂胶表面易产生气泡的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种能够增强显影效果的显影装置，包括显影腔室，显影腔室内底部连接旋转转轴，旋转转轴上连接晶圆载台，显影腔室上壁穿接显影液出液管，显影液出液管位于显影腔室内的一端在晶圆载台上方。

本实用新型的特点还在于：

显影腔室上壁穿接去离子水出液管，去离子水出液管位于显影腔室内的一端在晶圆载台上方。

显影液出液管、去离子水出液管位于显影腔室内的一端均连接出液喷嘴，出液喷嘴固定在晶圆载台上方。

出液喷嘴包括四个孔，其中三个孔形成等边三角形，第四个孔开设于等边三角形的中部。

去离子水出液管、显影液出液管均连接机械臂。

显影腔室侧壁穿接氮气吹气管，氮气吹气管正对晶圆载台侧面。

显影腔室侧壁穿接背洗出液管，背洗出液管位于显影腔室内的一端正对晶圆载台上底面。

显影腔室底部开设废液排出孔。

本实用新型有益效果是：

本实用新型一种能够增强显影效果的显影装置，通过喷嘴喷洒显影液，通过旋转转轴转动带动晶圆载台，在喷洒显影液时能够铺料均匀，避免铺料时出现气泡，且减少显影液的浪费。本实用新型的装置增加了背洗的功能，主要洗去从上方流下的显影液残余；侧边的氮气吹扫能使晶圆显影后保持一个干净的表面。

附图说明

图1是本实用新型中一种能够增强显影效果的显影装置的外观示意图。

图中，1.显影腔室，2.机械臂，3.去离子水出液管，4.显影液出液管，5.出液喷嘴，6.氮气吹气管，7.背洗出液管，8.废液排出孔，9.晶圆载台，10.待显影晶圆，11.旋转转轴。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种能够增强显影效果的显影装置，如图1所示，包括显影腔室1，显影腔室1内底部连接旋转转轴11，旋转转轴11上连接晶圆载台9，显影腔室1上壁穿接显影液出液管4，显影液出液管4位于显影腔室1内的一端在晶圆载台9上方。

显影腔室1上壁穿接去离子水出液管3，去离子水出液管3位于显影腔室1内的一端在晶圆载台9上方。

显影液出液管4、去离子水出液管3位于显影腔室1内的一端均连接出液喷嘴5，出液喷嘴5固定在晶圆载台9上方。

出液喷嘴5包括四个孔，其中三个孔形成等边三角形，第四个孔开设于等边三角形的中部。

去离子水出液管3、显影液出液管4均连接机械臂2。

显影腔室1侧壁穿接氮气吹气管6，氮气吹气管6正对晶圆载台9侧面。

显影腔室1侧壁穿接背洗出液管7，背洗出液管7位于显影腔室1内的一端正对晶圆载台9上底面。

显影腔室1底部开设废液排出孔8。

本实用新型一种能够增强显影效果的显影装置中各部件的作用如下：

显影腔室1是用于显影的腔体，能够为显影提供稳定环境，并起到固定去离子水出液管3、显影液出液管4、旋转转轴11的作用，底部还开设废液排出孔8，能够有利于废液的回收。

机械臂2能够改变离子水出液管3、显影液出液管4的排布方向，有利于选择出液对象，同时也能控制出液时的动作，如单点定点出液、多点间往返循环出液。

离子水出液管3连接到去离子水供给端，在喷洒去离子水的时候有一个缓冲段。

显影液出液管4连接到显影液存储罐，显影液存储罐中内置传感器感知液位高度，当显影液不足时将会触发报警装置，显影液出液管主要为显影时的出液缓冲段，减少出液时在晶圆表面产生的气泡。

出液喷嘴5分开了四个小孔：最中心一个孔、周围有三个间隔120°的孔，此结构有助于在出液时使液体均匀覆盖晶圆表面，出液孔孔径小，能够进一步有效缓解了液体喷射到晶圆上产生气泡。

氮气吹气管6作用是使晶圆能快速吹干，同时也对显影完的晶圆表面进行二次清洁。

背洗出液管7主要洗去待显影晶圆10从上方流下的显影液残余。

废液排出孔8能够将显影腔室1内存储的显影液残余液排出。

晶圆载台9上用于放置待显影晶圆10，需要显影的一面正对出液喷嘴5。

旋转转轴11内置电机，控制转轴旋转，通过控制端设定转轴转速跟时间。同时上连接至载台，下连接至真空泵，晶圆放置到载台上时抽真空，使晶圆固定到载台上，当转轴旋转时晶圆不会飞出。

本实用新型一种能够增强显影效果的显影装置的工作过程为：

使用时，将待显影晶圆10放置于晶圆载台9上，开启真空，选择设定好的工作程序，如：转速、时间、出液类型、出液量、出液时间、喷洒方式、吹气时间等。开启旋转转轴11，低转速下空转数秒，同时机械臂2带动去离子水出液管3、显影液出液管4运行至待显影晶圆10上方，显影液出液管4正对待显影晶圆10中心，旋转转轴11停止转动，从显影液出液管4通过出液喷嘴5喷洒显影液，完成这一动作后机械臂2回归原位，开始进行显影，显影工作的时间以及转速等参数均根据工艺需求来设定。待显影工作完成后，机械臂2再次带动出液管运行至待显影晶圆10上方，去离子水出液管3正对待显影晶圆10中心，低转速下从去离子水出液管3、出液喷嘴5喷洒出去离子水，喷洒完后机械臂2回归至初始位，开始清洗待显影晶圆10表面显影液，同样的，去离子水清洗工作时涉及到的转轴转速、时间等参数根据工艺需求设定。完成待显影晶圆10表面显影液清洗工作后，开启背洗，低转速下冲洗待显影晶圆10背部残余液体，转高转速甩去多余的液体，工作时长20秒左右。背洗结束后，低转速下开启氮气吹气管6的氮气吹扫，吹干待显影晶圆10表面跟底部的微量水渍，同时达到对待显影晶圆10二次清洁的效果，吹扫过程持续20到30秒即可。至此，整个显影工作结束，显影过程中所产生的废液都将沉积到腔室底部，经由底部废液排出孔8排出。

通过上述方式，本实用新型一种能够增强显影效果的显影装置，通过喷嘴喷洒显影液，通过旋转转轴转动带动晶圆载台，在喷洒显影液时能够铺料均匀，避免铺料时出现气泡，且减少显影液的浪费。本实用新型的装置增加了背洗的功能，主要洗去从上方流下的显影液残余；侧边的氮气吹扫能使晶圆显影后保持一个干净的表面。

Claims (8)

1.一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，包括显影腔室(1)，所述显影腔室(1)内底部连接旋转转轴(11)，所述旋转转轴(11)上连接晶圆载台(9)，所述显影腔室(1)上壁穿接显影液出液管(4)，所述显影液出液管(4)位于显影腔室(1)内的一端在晶圆载台(9)上方。

2.根据权利要求1所述一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，所述显影腔室(1)上壁穿接去离子水出液管(3)，所述去离子水出液管(3)位于显影腔室(1)内的一端在晶圆载台(9)上方。

3.根据权利要求2所述一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，所述显影液出液管(4)、去离子水出液管(3)位于显影腔室(1)内的一端均连接出液喷嘴(5)，所述出液喷嘴(5)固定在晶圆载台(9)上方。

4.根据权利要求3所述一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，所述出液喷嘴(5)包括四个孔，其中三个孔形成等边三角形，第四个孔开设于等边三角形的中部。

5.根据权利要求2所述一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，所述去离子水出液管(3)、显影液出液管(4)均连接机械臂(2)。

6.根据权利要求1所述一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，所述显影腔室(1)侧壁穿接氮气吹气管(6)，所述氮气吹气管(6)正对晶圆载台(9)侧面。

7.根据权利要求1所述一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，所述显影腔室(1)侧壁穿接背洗出液管(7)，所述背洗出液管(7)位于显影腔室(1)内的一端正对晶圆载台(9)上底面。

8.根据权利要求1所述一种能够增强显影效果的显影装置，其特征在于，所述显影腔室(1)底部开设废液排出孔(8)。

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