浸润式半导体显影装置及显影方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种浸润式半导体显影装置及显影方法，该显影装置包括：升降机构，沿升降机构移动的翻转机构，受控于翻转机构并夹持晶圆的抓取机构，以及形成至少部分容置抓取机构的显影槽；抓取机构载入晶圆后翻转至面向显影槽的状态，并在升降机构的引导下向下移动，以将晶圆整体地移动至显影槽执行显影制程的显影腔中，并在执行显影制程中保持晶圆与显影槽的底部相互分离。通过本申请，不仅实现了对晶圆进行快速取放，还显著地提高了晶圆显影效率并实现晶圆显影的均匀性，确保了显影制程的良率，有效地避免了半导体器件表面出现显影不足、不完全显影或者过显影等显影制程缺陷。不完全显影或者过显影等显影制程缺陷。不完全显影或者过显影等显影制程缺陷。

【技术实现步骤摘要】
浸润式半导体显影装置及显影方法


[0001]本专利技术涉及半导体显影设备
，尤其涉及一种浸润式半导体显影装置及显影方法。

技术介绍

[0002]在晶圆、LED、液晶显示器等半导体制程中，需要用到显影装置对已匀胶曝光的晶圆等半导体器件进行显影处理，通过显影液将曝光后可溶解的光刻胶溶解掉。传统的半导体显影装置通常采用可移动的摆臂带动喷嘴对位于喷嘴下方保持旋转运动的晶圆进行喷撒显影液来实现显影处理。然而，前述现有技术所揭示的半导体显影装置所包含的机械手对晶圆进行显影预处理或处理后存在取放等待时间长的缺陷，从而极大地降低了晶圆显影效率，不便于观察晶圆上光刻胶的溶解状态。同时，如果显影不均匀，难以快速冲洗掉显影液，存在导致晶圆表面出现局部显影不足、不完全显影或者过显影等显影制程缺陷。
[0003]有鉴于此，有必要对现有技术中的晶圆等半导体器件执行显影制成的显影装置予以改进，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于揭示一种浸润式半导体显影装置及显影方法，用于解决前述诸多技术缺陷，尤其是为了实现缩短晶圆进行显影预处理或处理后的取放等待时间，能够快速对晶圆进行取放，提高晶圆显影效率并实现晶圆显影的均匀性，快速冲洗掉显影液，以防止出现前述各种显影制程缺陷。
[0005]为实现上述目的之一，本专利技术提供了一种浸润式半导体显影装置，包括：
[0006]升降机构，沿所述升降机构移动的翻转机构，受控于所述翻转机构并夹持晶圆的抓取机构，以及形成至少部分容置所述抓取机构的显影槽；
[0007]所述抓取机构载入晶圆后翻转至面向显影槽的状态，并在所述升降机构的引导下向下移动，以将晶圆整体地移动至显影槽执行显影制程的显影腔中，并在执行显影制程中保持所述晶圆与显影槽的底部相互分离。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述显影槽阶段性容置显影液，并在执行显影制程中所述显影液的液位逐渐上升并整体浸没所述晶圆。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述抓取机构具中空结构，并在所述抓取机构一侧面的边缘处环形设置若干用于夹持晶圆的边缘的转钩组件，并保持晶圆与抓取机构沿竖直方向形成间隙。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述转钩组件包括：与抓取机构呈竖直设置的定位杆，转动柱，与转动柱连接并围绕所述转动柱转动的夹持柱，夹持柱的侧部形成卡持晶圆边缘的缺口，以及内置于所述抓取机构内部的同步驱动机构。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述同步驱动机构包括：形成于所述抓取机构内部的第一驱动装置，连续缠绕转动柱末端所设置的齿轮外侧的同步带，所述第一驱动装置驱动
杆同步带执行相对于第一驱动装置发生相对线性移动，通过所述同步带同时驱动所述齿轮转动，以驱动所有夹持柱相对于转动柱发生同步旋转。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述显影槽包括：底板，自所述底板凸设呈相互嵌套设置的外环壁与内环壁，所述内环壁与底板围合形成容置显影液的显影腔，所述外环壁与内环壁及底板共同围合形成溢流腔，所述底板形成连通所述溢流腔的排液管，所述外环壁沿竖直方向上的高度大于所述内环壁沿竖直方向上的高度，所述抓取机构的外径小于或者等于所述内环壁的内径。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述显影槽还包括：嵌置于内环壁与底板角落处并位于显影腔中的环管，所述环管环形设置若干向晶圆形成器件区的正面喷射纯水射流或者显影液射流或者气体射流的喷嘴。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，位于显影腔底部的底板形成快排通孔；
[0015]所述显影槽还包括：位于所述底板的底部并与显影腔活动打开或者闭合的快排装置，所述快排装置包括升降杆及设置于升降杆顶部并活动打开或者闭合所述快排通孔的密封板。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述底板的底部设置整体围合所述快排装置的废液槽。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述浸润式半导体显影装置还包括：
[0018]被翻转机构所驱动的第二驱动装置，所述第二驱动装置沿垂直于抓取机构的中心轴形成进气组件，所述第二驱动装置驱动抓取机构转动，所述进气组件设置轴向贯穿所述第二驱动装置并延伸至抓取机构设置转钩组件的端面的气道，以通过所述气道向晶圆喷射气流，所述气道由呈同轴竖直连续布置的第一气管与第二气管组成，所述第一气管竖直配置于第二驱动装置的内部，所述第二气管竖直配置于抓取机构的内部。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述端面形成与气道连通并呈扁平状的凹陷部；所述翻转机构包括：沿所述升降机构移动的第三驱动装置，连接所述第二驱动装置的悬臂，以及滑动连接所述升降机构的连接件。
[0020]基于相同专利技术思想，本申请还揭示了一种显影方法，使用如上述任一项专利技术创造所揭示的浸润式半导体显影装置对晶圆执行显影制程。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]通过本申请所揭示的浸润式半导体显影装置及其基于该浸润式半导体显影装置的显影方法，不仅实现了对晶圆进行快速取放，还显著地提高了晶圆显影效率并实现晶圆显影的均匀性，确保了显影制程的良率，尤其地通过本申请解决了现有技术中显影装置对晶圆等半导体器件执行显影制程后半导体器件表面CD(关键尺寸)均匀度差的问题，避免了半导体器件表面出现显影不足、不完全显影或者过显影等显影制程缺陷。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一种浸润式半导体显影装置的整体立体图；
[0024]图2为浸润式半导体显影装置中所包含的抓取机构呈向上状态并位于升降机构顶部的主视图；
[0025]图3为浸润式半导体显影装置中所包含的抓取机构呈向下状态并位于升降机构底
部的主视图；
[0026]图4为抓取机构载入晶圆并将晶圆整体地浸没至容置有显影液的显影槽的示意图；
[0027]图5为沿图1中A
‑
A向剖切抓取机构及显影槽所形成的剖视图；
[0028]图6为显影槽的立体图；
[0029]图7为显影槽的剖视图；
[0030]图8为抓取机构所包含的卡盘组件的立体图；
[0031]图9为图8所示出的卡盘组件夹持晶圆时的立体图；
[0032]图10为图9中圈A处的局部放大图；
[0033]图11为卡盘组件的内部所包含的同步驱动机构的示意图；
[0034]图12为图11中圈B处的局部放大图；
[0035]图13为抓取机构所包含的围设于卡盘组件边缘处并用于卡持晶圆边缘的转钩组件的剖视图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。
[0037]需要理解的是，在本申请中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.浸润式半导体显影装置，其特征在于，包括：升降机构，沿所述升降机构移动的翻转机构，受控于所述翻转机构并夹持晶圆的抓取机构，以及形成至少部分容置所述抓取机构的显影槽；所述抓取机构载入晶圆后翻转至面向显影槽的状态，并在所述升降机构的引导下向下移动，以将晶圆整体地移动至显影槽执行显影制程的显影腔中，并在执行显影制程中保持所述晶圆与显影槽的底部相互分离。2.根据权利要求1所述的浸润式半导体显影装置，其特征在于，所述显影槽阶段性容置显影液，并在执行显影制程中所述显影液的液位逐渐上升并整体浸没所述晶圆。3.根据权利要求2所述的浸润式半导体显影装置，其特征在于，所述抓取机构具中空结构，并在所述抓取机构一侧面的边缘处环形设置若干用于夹持晶圆的边缘的转钩组件，并保持晶圆与抓取机构沿竖直方向形成间隙。4.根据权利要求3所述的浸润式半导体显影装置，其特征在于，所述转钩组件包括：与抓取机构呈竖直设置的定位杆，转动柱，与转动柱连接并围绕所述转动柱转动的夹持柱，夹持柱的侧部形成卡持晶圆边缘的缺口，以及内置于所述抓取机构内部的同步驱动机构。5.根据权利要求4所述的浸润式半导体显影装置，其特征在于，所述同步驱动机构包括：形成于所述抓取机构内部的第一驱动装置，连续缠绕转动柱末端所设置的齿轮外侧的同步带，所述第一驱动装置驱动杆同步带执行相对于第一驱动装置发生相对线性移动，通过所述同步带同时驱动所述齿轮转动，以驱动所有夹持柱相对于转动柱发生同步旋转。6.根据权利要求3所述的浸润式半导体显影装置，其特征在于，所述显影槽包括：底板，自所述底板凸设呈相互嵌套设置的外环壁与内环壁，所述内环壁与底板围合形成容置显影液的显影腔，所述外环壁与内环壁及底板共同围合形成溢流腔，所述底板形成连通所述溢流腔的排液管，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周训丙，赵天翔，顾雪平，
申请(专利权)人：智程半导体设备科技昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：