处理液喷洒方法及装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种处理液喷洒方法及装置。

背景技术

半导体加工制造过程中，需要对表面涂有光刻胶并完成曝光的晶圆进行显影。

集成电路图形是通过显影后显现，显影质量的好坏决定了线宽值是否能达到工艺要求。使用喷嘴将显影液均匀涂洒在晶圆表面是常用方法。

显影后使用喷嘴喷洒清洗液进而冲洗晶圆也是常用方法，清洗液冲洗会使显影过程终止，而且会将显影过程产生的光刻胶颗粒等杂质冲洗干净。

现有技术中，喷嘴向晶圆喷洒液体会发生液滴落在晶圆表面后弹起并再次落在晶圆表面的情形，称为“飞溅”。

因此，有必要开发一种新型处理液喷洒方法及装置，以改善现有技术中存在的的上述部分问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理液喷洒方法及装置，能够减少晶圆处理液落在晶圆表面后弹起再次落在晶圆表面的现象。

为实现上述目的，本发明提供的处理液喷洒方法，包括如下步骤：

打开喷嘴的上游管路的阀门，向晶圆喷洒处理液；

使用喷嘴驱动机构移动所述喷嘴，所述喷嘴的移动方向为所述晶圆的直径方向；

在所述处理液在所述晶圆上的喷洒位置移动至所述晶圆的边缘之前，关闭所述阀门，使所述喷嘴与所述阀门之间管路内的所述处理液继续流出并喷洒于所述晶圆。

本发明提供的处理液喷洒方法的有益效果在于：在使用喷嘴对晶圆喷洒处理液的过程中，使用喷嘴驱动机构移动所述喷嘴，在所述处理液在所述晶圆上的喷洒位置移动至所述晶圆的边缘之前关闭所述阀门并继续移动所述喷嘴，由于所述喷嘴在发生移动，此时所述喷嘴与所述阀门之间管路内的所述处理液在被施加一个沿喷嘴移动方向的水平力的状态下继续流出至所述晶圆上未被喷洒所述处理液的区域，在所述水平力的作用下能够降低所述处理液在接触所述晶圆时发生弹起后再次落在晶圆表面的可能性，避免了现有技术中晶圆表面全部完成处理液喷洒后阀门关闭且喷嘴停止状态下，所述阀门下游的所述处理液滴落在晶圆表面弹起又重新落在晶圆上造成工艺质量缺陷。

可选的，所述关闭所述阀门，还包括：根据所述喷嘴的移动速度、所述晶圆的尺寸和所述喷嘴与所述阀门之间管路的容积，获取关阀时间点；在所述关阀时间点关闭所述阀门。其有益效果在于：通过所述晶圆的尺寸和所述喷嘴的移动速度可以计算获得所述晶圆上未喷洒处理液的区域所需的所述处理液的液量，即可根据所述喷嘴与所述阀门之间管路的容积，判断所述关阀时间点，使得所述晶圆上未喷洒处理液的区域被所述阀门下游的所述处理液完全覆盖，同时避免了现有技术中晶圆表面全部完成处理液喷洒后阀门关闭且喷嘴停止状态下，所述阀门下游的所述处理液滴落在晶圆表面弹起又重新落在晶圆上，造成工艺质量缺陷。

可选的，所述所述喷嘴的移动方向为所述晶圆的直径方向，包括：所述喷嘴沿所述晶圆的直径方向移动，使所述处理液在所述晶圆上的喷洒位置从所述晶圆的一侧边缘移动至相对的另一侧边缘，其中，所述喷嘴为线性喷嘴，所述处理液为显影液。

可选的，所述所述喷嘴的移动方向为所述晶圆的直径方向，包括：所述喷嘴沿所述晶圆的直径方向移动，使所述处理液在所述晶圆上的喷洒位置从所述晶圆的中心移动至所述晶圆的边缘，其中，所述处理液为清洗液。

可选的，所述向晶圆喷洒处理液，还包括：旋转所述晶圆，其中，所述晶圆的旋转速度大于等于1000且小于等于2000r/min。

可选的，所述清洗液的流量大于等于500且小于等于2000ml/min。

可选的，所述喷嘴的移动速度大于等于15且小于等于30mm/s。

可选的，所述清洗液为去离子水。

为实现上述目的，本发明还提供了一种处理液喷洒装置，包括：喷嘴、阀门、喷嘴驱动机构和控制模块；所述喷嘴用于向晶圆喷洒处理液；所述阀门设置于所述喷嘴的上游管路；所述喷嘴驱动机构连接所述喷嘴，用于驱动所述喷嘴移动；所述控制模块与所述阀门之间电连接，在所述处理液在所述晶圆上的喷洒位置移动至所述晶圆的边缘之前，所述控制模块控制所述阀门关闭，使所述喷嘴与所述阀门之间管路内的所述处理液继续流出并喷洒于所述晶圆。

本发明提供的处理液喷洒装置的有益效果在于：在使用喷嘴对晶圆喷洒处理液的过程中，使用喷嘴驱动机构移动所述喷嘴，在所述处理液在所述晶圆上的喷洒位置移动至所述晶圆的边缘之前关闭所述阀门并继续移动所述喷嘴，由于所述喷嘴在发生移动，此时所述喷嘴与所述阀门之间管路内的所述处理液在被施加一个沿喷嘴移动方向的水平力的状态下继续流出至所述晶圆上未被喷洒所述处理液的区域，在所述水平力的作用下能够降低所述处理液在接触所述晶圆时发生弹起后再次落在晶圆表面的可能性，避免了现有技术中晶圆表面全部完成处理液喷洒后阀门关闭且喷嘴停止状态下，所述阀门下游的所述处理液滴落在晶圆表面弹起又重新落在晶圆上，造成工艺质量缺陷。

可选的，所述处理液喷洒装置还包括：检测模块，用于检测所述喷嘴的移动速度、所述晶圆的尺寸和所述喷嘴与所述阀门之间管路的容积并计算关阀时间点；所述控制模块与所述检测模块电连接，用于在所述关阀时间点关闭所述阀门。其有益效果在于：通过所述检测模块获得所述晶圆的尺寸和所述喷嘴的移动速度可以获得所述晶圆上未喷洒处理液的区域所需的所述处理液的液量，即可根据所述喷嘴与所述阀门之间管路的容积，计算所述关阀时间点并通过所述控制模块关闭所述阀门，使得所述晶圆上未喷洒处理液的区域被所述阀门下游的所述处理液完全覆盖，同时避免了现有技术中晶圆表面全部完成处理液喷洒后阀门关闭且喷嘴停止状态下，所述阀门下游的所述处理液滴落在晶圆表面弹起又重新落在晶圆上，造成工艺质量缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例处理液喷洒方法的流程图；

图2为本发明实施例处理液喷洒方法的示意图。

附图标记：

1、喷嘴；2、管路；3、阀门；4、晶圆。

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。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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

为解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种处理液喷洒方法，参照图1和图2，包括如下步骤：

S01：打开喷嘴1的上游管路2的阀门3，向晶圆4喷洒处理液；

S02：使用喷嘴驱动机构移动所述喷嘴1，所述喷嘴1的移动方向为所述晶圆4的直径方向；

S03：在所述处理液在所述晶圆4上的喷洒位置移动至所述晶圆4的边缘之前，关闭所述阀门3并继续移动所述喷嘴1，使所述喷嘴1与所述阀门3之间管路2内的所述处理液继续流出并喷洒于所述晶圆。

现有技术中，喷嘴移动过程中向晶圆表面垂直喷洒处理液，当喷嘴从移动到晶圆的边缘上方时完成喷洒并停止移动，此时关闭喷嘴位于上游管路的阀门，阀门与喷嘴之间留存的处理液会继续流出滴落在晶圆表面弹起后重新落在晶圆上。

本发明实施例中，在所述喷嘴完成对所述晶圆表面全部区域完成喷洒之前，提前关闭所述阀门，在后续所述喷嘴继续移动的过程中，所述阀门与所述喷嘴之间留存处理液继续流出所述处理液完成对所述晶圆表面全部区域的喷洒，同时，所述阀门与所述喷嘴之间留存的所述处理液是在所述喷嘴移动过程中流出的，因此所述处理液被施加一个沿所述喷嘴移动方向的水平力，使得所述处理液落在所述晶圆上时不易弹起又落在晶圆表面，即不易造成“飞溅”现象。

本发明一些实施例中，步骤S03中所述关闭所述阀门，包括：根据所述喷嘴的移动速度、所述晶圆的尺寸和所述喷嘴与所述阀门之间管路的容积，获取关阀时间点；在所述关阀时间点关闭所述阀门。

本发明一些实施例中，所述喷嘴为线性喷嘴(Line Develop nozzle)，所述喷嘴的喷口为长条状矩形，其喷口长度大于所述晶圆的直径，用于喷出显影液；所述晶圆在静止状态下，所述喷嘴从所述晶圆的一侧边缘的上方移动向至所述晶圆的另一侧边缘的上方的过程中，关闭所述阀门，所述阀门与所述喷嘴之间留存的所述显影液继续流出使所述显影液完成对所述晶圆表面剩余区域的喷洒，以完成对所述晶圆表面全部区域喷洒显影液。

本发明一些实施例中，所述喷嘴用于喷出清洗液；所述晶圆放置于载片台上，所述载片台驱动所述晶圆旋转，所述喷嘴从所述晶圆的中心区域开始喷洒并向所述晶圆的边缘移动的过程中，关闭所述阀门，所述阀门与所述喷嘴之间留存的所述清洗液继续流出使所述清洗液完成对所述晶圆表面剩余区域的冲洗，以完成对所述晶圆表面全部区域进行冲洗。

本发明一些实施例中，所述晶圆的旋转速度大于等于1000且小于等于2000r/min。

具体的，所述晶圆的旋转速度可以为1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900或2000r/min。

本发明一些实施例中，所述清洗液为去离子水。

本发明一些实施例中，所述清洗液的流量大于等于500且小于等于2000ml/min。

具体的，所述清洗液的流量可以为500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900或2000ml/min。

现有技术中，对显影后的晶圆进行冲洗常采用小于500ml/min的较小流量反复进行冲洗，冲洗效果差；相同实验条件下，对比例使用400ml/min的去离子水对晶圆的边缘区域进行反复冲洗，即，喷嘴移动至晶圆边缘、喷嘴向晶圆中心回移、喷嘴再次移动至晶圆边缘，对晶圆边缘区域的冲洗次数为3次；冲洗后的对晶圆的边缘区域进行孔洞观察，发现3颗孔洞内有残留。

本发明一些实施例中，使用大于500ml/min的较大流量进行一次冲洗；相同实验条件下，使用800ml/min的去离子水自所述晶圆的中心向边缘进行一次冲洗，冲洗至所述晶圆边缘之前提前关闭所述阀门，所述阀门与所述喷嘴之间留存的去离子水继续流出使去离子水完成对所述晶圆表面剩余区域的冲洗；冲洗后对晶圆的边缘区域进行孔洞观察，发现0颗孔洞内有残留。

需要特别说明的是，本发明实施例中使用了相比现有技术较大的流量对晶圆进行冲洗，但由于冲洗至晶圆边缘之前提前关闭所述阀门，使得虽然采用了大流量冲洗但不易发生清洗液从晶圆表面溅到工艺腔体的侧壁又弹回晶圆表面的现象，称为“返溅”。不仅改善了现有技术小流量反复冲洗中冲洗时间长、孔洞内有残留的问题，还改善了大流量冲洗发生“返溅”造成工艺质量下降的问题。

本发明一些实施例中，所述喷嘴的移动速度大于等于15且小于等于30mm/s。

具体的，所述喷嘴的移动速度可以为15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30mm/s。

本发明实施例还提供了一种处理液喷洒装置，包括喷嘴、阀门、喷嘴驱动机构和控制模块，所述喷嘴用于向晶圆喷洒处理液；所述阀门设置于所述喷嘴的上游管路；所述喷嘴驱动机构连接所述喷嘴，用于驱动所述喷嘴移动；所述控制模块与所述阀门之间电连接，在所述处理液在所述晶圆上的喷洒位置移动至所述晶圆的边缘之前，所述控制模块控制所述阀门关闭，使所述喷嘴与所述阀门之间管路内的所述处理液继续流出并喷洒于所述晶圆。

本发明一些实施例中，所述处理液喷洒装置还包括检测模块，所述检测模块用于检测所述喷嘴的移动速度、所述晶圆的尺寸和所述喷嘴与所述阀门之间管路的容积并计算关阀时间点；所述控制模块与所述检测模块电连接，用于在所述关阀时间点关闭所述阀门。

需要说明的是，所述处理液喷洒装置的结构和原理与上述处理液喷洒方法的步骤和原理一一对应，本领域技术人员能够通过上述描述实现本发明所述的处理液喷洒装置，故在此不再赘述。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。