显影装置

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种显影装置。

背景技术

现有的光刻工艺要经历硅片表面清洗、烘干、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工艺步骤，上述过程中出现的各种缺陷(Defect)均会影响光刻工艺的工艺效果，其中，显影(Develop，DEV)步骤产生缺陷的概率相对较大。

图1为一晶圆在进行显影后检测(After Development Inspection，ADI)的表面情况示意图。参阅图1，所述晶圆1表面的光刻胶层上存在团簇状11(Cluster)缺陷，这种缺陷通过干法刻蚀工艺或湿法去胶工艺才能去除。经过实验可知，所述缺陷的产生过程如下：光刻机台中的一显影单元在高转速条件下喷涂显影液时，所述显影液飞溅到同一层的另一临近的显影单元中已完成显影且正在旋转烘干(Dry Spin)的晶圆表面，并导致所述晶圆的部分图形区中产生缺陷，从而影响晶圆的良率。为了解决这一问题，目前常用的方法是去除(By pass)部分显影单元，然而，这会降低所述光刻机的光刻效率，影响产能。此外，也可以通过优化显影程式(DEV Recipe)的方法(例如减少高转速的工艺步骤)来改善上述缺陷问题，然而，这种方法无法完全避免所述缺陷的产生，且这种方法能否提高产品良率仍然有待验证。

鉴于此，需要一种装置减少或避免晶圆表面因显影液飞溅产生的缺陷，在确保产能的同时提高产品良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显影装置，减少或避免晶圆表面因显影液飞溅产生的缺陷，在确保所述显影装置的产能的同时提高产品良率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种显影装置，包括至少两个显影单元、隔离单元和第一喷涂单元；所述显影单元用于对晶圆进行显影及烘干处理；所述隔离单元设置于相邻的所述显影单元之间，用于隔离相邻的所述显影单元，所述隔离单元包括升降组件及设置于所述升降组件顶部的挡板；所述第一喷涂单元包括一显影喷嘴，所述显影喷嘴用于对所述显影单元内的晶圆喷涂显影液；

其中，所述显影喷嘴在不同的所述显影单元之间移动的过程中，所述升降组件带动所述挡板下降，所述挡板的顶端低于所述显影喷嘴的底端；所述显影单元对晶圆进行烘干处理或采用所述显影喷嘴对所述晶圆喷涂显影液时，所述升降组件带动所述挡板上升，使所述挡板的顶端至少高于所述显影喷嘴的底端。

可选的，所述显影装置还包括操作台，所述显影单元设置于所述操作台上。

可选的，所述升降组件包括一伸缩杆或一升降支架，所述升降组件可拆卸地设置于所述操作台的表面，所述挡板可拆卸地设置于所述升降组件的顶端。

可选的，所述挡板的材料与所述操作台的材料相同。

可选的，所述挡板的材料包括不锈钢。

可选的，所述显影装置包括至少两个所述操作台，所有的所述操作台相互平行且等间距设置，将所述显影装置分为至少两层，每层均包括一个所述第一喷涂单元和至少两个所述显影单元，且相邻的所述显影单元之间均设置有所述隔离单元。

可选的，位于同一层的所有所述显影单元呈直线排布或呈阵列排布。

可选的，所述第一喷涂单元还包括第一机械手臂，所述第一机械手臂设置于所述操作台的表面，所述显影喷嘴设置于所述第一机械手臂顶端。

可选的，所述隔离单元还包括驱动电机和控制器，所述控制器连接所述驱动电机与所述第一机械手臂，以控制所述驱动电机驱动所述升降组件升降。

可选的，所述显影装置还包括第二喷涂单元，用于对所述晶圆进行清洁处理，所述第二喷涂单元用于对所述晶圆进行清洁处理，所述第二喷涂单元包括第二机械手臂和设置于所述第二机械手臂顶端的冲洗喷嘴。

综上所述，本发明提供一种显影装置，包括第一喷涂单元、至少两个显影单元以及设置于相邻的所述显影单元之间的隔离单元，所述隔离单元包括升降组件及设置于所述升降组件顶部的挡板，所述第一喷涂单元包括一显影喷嘴；其中，所述显影喷嘴在不同的所述显影单元之间移动时，所述升降组件带动所述挡板下降，使所述挡板的顶端低于所述显影喷嘴的底端；所述显影单元对晶圆进行烘干处理或采用所述显影喷嘴对所述晶圆喷涂显影液时，所述升降组件带动所述挡板上升，使所述挡板的顶端至少高于所述显影喷嘴的底端。本发明通过在相邻的显影单元之间设置隔离单元，减少或避免晶圆表面因显影液飞溅产生的缺陷，在确保所述显影装置的产能的同时提高产品良率。

附图说明

图1为一晶圆在进行显影后检测的表面情况示意图；

图2为本发明一实施例提供的显影装置的部分结构示意图；

图3和图4均为本发明一实施例提供的显影装置中升降组件的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的显影装置中的晶圆进行显影后检测的表面情况示意图；

其中，附图标记如下：

1-晶圆；11-团簇状缺陷；

2-显影装置；21-操作台；22-显影单元；221-晶圆承载台；23-隔离单元；231-挡板；232-伸缩杆；233-升降支架；24-第一喷涂单元；241-显影喷嘴；242-第一机械手臂；25-第二喷涂单元；251-冲洗喷嘴；252-第二机械手臂。

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，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。

图2为本发明一实施例提供的显影装置的部分结构示意图。参阅图2，本实施例所述的显影装置2包括至少两个显影单元22、隔离单元23和第一喷涂单元24；所述显影单元22用于对晶圆(图中未示出)进行显影及烘干处理；所述隔离单元23设置于相邻的所述显影单元22之间，用于隔离相邻的所述显影单元22，所述隔离单元23包括升降组件及设置于所述升降组件顶部的挡板；所述第一喷涂单元24包括一显影喷嘴241，所述第一喷涂单元24用于对所述显影单元22内的晶圆喷涂显影液；

其中，所述显影喷嘴241在不同的所述显影单元22之间移动的过程中，所述升降组件带动所述挡板下降，所述挡板的顶端低于所述显影喷嘴241的底端；所述显影单元22对晶圆进行烘干处理或采用所述显影喷嘴241对所述晶圆喷涂显影液时，所述升降组件带动所述挡板上升，使所述挡板的顶端至少高于所述显影喷嘴241的底端。

图3和图4均为本实施例所述的显影装置中升降组件的结构示意图。参阅图3或图4，本实施例中，所述升降组件可以包括一伸缩杆232或一升降支架233，所述升降组件可拆卸地设置于所述操作台21的表面，所述挡板231可拆卸地设置于所述升降组件的顶端。可选的，所述升降组件通过螺栓连接所述挡板231与所述操作台21。可选的，所述隔离单元23还包括驱动电机(图中未示出)和控制器(图中未示出)，所述控制器连接所述驱动电机，以控制所述驱动电机驱动所述升降组件升降。

继续参阅图2，本实施例中，所述挡板231的形状为方形，所述挡板231的宽度与所述显影单元22的宽度相同，所述挡板231的高度至少大于所述显影喷嘴241与所述显影单元22中的晶圆表面之间的垂直距离，所述挡板231的厚度小于相邻的两个所述显影单元22之间的距离，所述挡板231的材料与所述操作台21的材料相同，均为不锈钢，具有防水、耐腐蚀、不易生锈等特点。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述挡板231的形状也可以根据实际需要调整为圆形、多边形或不规则图形，以适应内部结构不同的显影装置的需求，所述挡板231的尺寸(即长度、宽度和厚度)可以根据实际需要进行调整，所述挡板231的材料也可以与所述显影装置中其他硬件的材料相同，例如与显影单元22中的杯型防溅罩(图中未示出)的材料相同，也可以根据实际需要替换为玻璃、塑料、陶瓷、金属或合金等材料，本发明对此不作限制。

本实施例中，所有的所述显影单元22呈直线排布或呈阵列排布于所述操作台21的表面，所述显影单元22包括可旋转的晶圆承载台221，用于吸附晶圆并带动晶圆旋转。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述显影单元22还包括其他组件，例如还包括设置于所晶圆承载台221侧面的杯型防溅罩(Cup)，本发明对此不作展开。

本实施例中，所述第一喷涂单元24还包括第一机械手臂(即图2中的DEV Arm)242，所述第一机械手臂242设置于所述操作台21的表面，所述显影喷嘴(DEV Nozzle)241设置于所述第一机械手臂242顶端。可选的，所述显影装置2还包括第二喷涂单元25，用于对所述晶圆进行清洁处理，包括设置于所述操作台21的表面的第二机械手臂(即图2中的Rinse Arm)252和设置于所述第二机械手臂252顶端的冲洗喷嘴(Rinse Dozzle)251。可选的，所述控制器同时连接所述驱动电机和所述第一机械手臂242，以避免所述挡板231和所述显影喷嘴241在移动过程中发生碰撞。

需要说明的是，所述第一喷涂单元24通常设置于所述操作台21的边缘处，而所述第二喷涂单元25通常设置于相邻的所述显影单元22之间的间隙处；所述显影喷嘴241与所述冲洗喷嘴251的区别在于，所述显影喷嘴241喷出的液体为显影液，而所述冲洗喷嘴251喷出的液体通常为水或其他液体。

参阅图2，本实施例中，所述显影装置2包括一个所述操作台21，即所述显影装置2为单层结构，此时，对晶圆进行显影处理的具体过程如下：

所述显影装置2处于初始状态时，显影喷嘴241位于显影单元22间的间隙处，隔离单元23中的挡板的顶端低于所述显影喷嘴241的底端；随后，通过控制器(图中未示出)控制第一机械手臂242带动所述显影喷嘴241移动至一显影单元22上方，在此过程中，所述升降组件带动所述挡板上升；当所述挡板的顶端至少高于所述显影喷嘴241的底端时，所述显影喷嘴241向所述显影单元22内的晶圆(图中未示出)表面喷涂显影液，所述显影单元22中的晶圆承载台221旋转，带动所述晶圆旋转，确保所述显影液喷涂均匀，此时，因晶圆旋转而飞溅的显影液被所述挡板挡住，减少或避免了飞溅的显影液污染其他显影单元22中的晶圆；喷涂结束后，所述升降组件下降并带动所述挡板下降，当所述挡板的顶端低于所述显影喷嘴241的底端时，所述显影喷嘴241移动至下一个显影单元22，对下一个显影单元22中的晶圆进行显影处理。

可选的，上述显影过程中各个组件之间的运动过程可以通过所述控制器手动操控，也可以通过所述控制器件中的显影程式自动完成，同时，所述显影程式中可以增加防呆设置以避免所述显影喷嘴和所述挡板发生碰撞。

在本发明的其他实施例中，所述显影装置包括至少两个所述操作台，所有的所述操作台相互平行且等间距设置，将所述显影装置分为至少两层，每层均包括一个所述第一喷涂单元和至少两个所述显影单元，且相邻的所述显影单元之间均设置有所述隔离单元。需要说明的是，当所述显影装置为双层结构或多层结构时，位于同一层结构的所有所述显影单元呈直线排布或呈阵列排布，且位于同一层结构的所有所述显影单元共用同一个所述第一喷涂单元，每层结构中晶圆的显影过程与单层结构的显影装置中晶圆的显影过程相同，在此不作赘述。需要说明的是，不同型号的显影装置显影单元的数量及对应的层数均有标准配置(通常为8个/2层或12个/3层)，示例性的，所述显影装置可以为TEL公司生产的ProV或ProZ型涂胶显影机台(Track机台)，所述显影装置的配置为8个/12层，所述显影装置中显影单元的层数及每层设置的所述显影单元的数量也可以根据实际需要进行调整，本发明对此不作限制。

图5为本实施例所述的显影方法中的晶圆进行显影后检测(After DevelopmentInspection，ADI)的表面情况示意图。对比图1和图5可知，现有的显影方法中，由于显影过程中不同显影单元之间无遮挡，显影液会飞溅至其他显影单元中的晶圆1表面并形成团簇状缺陷(Cluster)11且所述团簇状缺陷11的数量较多；本实施例所述的显影机台及显影方法中，相邻的显影单元之间增设有可升降的挡板，在显影过程中通过物理阻挡的方式避免显影液飞溅至相邻的显影单元中，从而减少或避免了其他显影单元中的晶圆1表面形成团簇状缺陷11，在确保所述显影装置的产能的同时提高了产品良率。

综上所述，本发明提供一种显影装置，包括第一喷涂单元、至少两个显影单元以及设置于相邻的所述显影单元之间的隔离单元，其中，所述隔离单元包括升降组件及设置于所述升降组件顶部的挡板，所述第一喷涂单元包括一显影喷嘴；其中，所述显影喷嘴在不同的所述显影单元之间移动时，所述升降组件带动所述挡板下降，使所述挡板的顶端低于所述显影喷嘴的底端；所述显影单元对晶圆进行烘干处理或采用所述显影喷嘴对所述显影单元内的晶圆喷涂显影液时，所述升降组件带动所述挡板上升，使所述挡板的顶端至少高于所述显影喷嘴的底端。本发明通过在相邻的显影单元之间设置隔离单元，减少或避免晶圆表面因显影液飞溅产生的缺陷，在确保所述显影装置的产能的同时提高产品良率。

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。