半导体加热、显影装置的制作方法

1.本实用新型涉及集成电路器件的光刻工艺技术领域，特别涉及一种半导体加热、显影装置。


背景技术：

2.光刻是现代微纳加工技术中的重要一环。其中，现有光刻工艺大致可以分为：涂胶、曝光和显影等步骤。而通常在晶圆曝光后且在显影之前，需要先对曝光后的晶圆进行烘烤以实现去除光刻胶中的溶剂、以及降低或消除驻波效应的目的。
3.传统的显影工艺是一种在水槽中利用显影液对曝光后的晶圆进行的批量浸泡工艺，而在显影的过程中对显影液温度的控制可以很好的实现对显影速度以及显影量的有效控制。例如，在248nm或193nm集成器件的光刻工艺中常使用的光刻胶是化学放大胶，而化学放大胶在显影过程中使用温度一般在23℃，其中化学放大胶中的聚合物溶于显影液的过程，类似于酸碱中和反应,而升温有利于正向反应。
4.针对次问题，现有技术的做法是在显影装置中单独设置加热器以控制显影液的温度，然而，晶圆在烘烤工艺时会产生多余的热量，而由于现有的光刻设备中用于烘烤工艺的烘烤装置与用于显影的显影装置是相互独立的，而造成在烘烤工艺不断产生多余热量浪费的情况下，还需要设置其他加热装置对显影液进行加热，引起的光刻设备制造成本高的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种半导体加热、显影装置，以在解决现有技术中光刻设备制造成本高的问题的同时，提高显影液的显影速率。
6.第一方面，为解决上述技术问题，本实用新型提供一种半导体加热、显影装置，具体的其可以包括：用于对基板进行烘烤的烘烤单元、向基板喷涂显影液的显影单元和设于所述烘烤单元和所述显影单元之间的连接管路；其中，
7.所述显影单元包括显影液暂存槽，所述显影液暂存槽内设有用于存储显影液的缓冲凹槽，所述显影液暂存槽与所述缓冲凹槽的外侧壁围成的腔体为加热槽；
8.所述显影液暂存槽的外侧壁上至少开设有一进气端，所述连接管路的一端与所述进气端连通，另一端与所述烘烤单元连通，所述烘烤单元在对所述基板进行烘烤时所产生的热量通过所述连接管路传输至所述加热槽中，所述加热槽用于将热量对所述缓冲凹槽中的所述显影液进行加热并保温。
9.进一步的，所述烘烤单元可以包括加热盘，所述加热盘内可以设置有加热丝，以用于对所述基板进行加热处理。
10.进一步的，所述显影液暂存槽与所述缓冲凹槽的形状可以相同，且所述显影液暂存槽与所述缓冲凹槽可以一体成型。
11.进一步的，所述显影液暂存槽的材料可以为绝缘材料，所述缓冲凹槽的材料可以
为导热材料。
12.进一步的，在所述显影液暂存槽的外侧壁上还可以设置有一出气端，以用于导出所述加热槽中的热量。
13.进一步的，所述显影单元还可以包括加热器和温度传感器，所述温度传感器用于检测所述加热槽的热量，所述加热器用于加热所述显影液，其中，当所述温度传感器检测到所述加热槽中的温度未达到预设阈值时，启动所述加热器将所述显影液的温度加热到所述预设阈值。
14.与现有技术相比，本实用新型至少具有如下技术效果：
15.在本实用新型提供了一种半导体加热、显影装置，针对现有技术中用于烘烤工艺的烘烤装置与用于显影的显影装置是相互独立，而造成的在烘烤工艺不断产生多余热量浪费的情况下，还需要设置其他加热装置对显影液进行加热，引起的光刻设备制造成本高的问题，本实用新型提供了一种新型的烘烤单元和显影单元相互连通的半导体加热、显影装置，从而可以通过二者之间的连接管路将烘烤单元在对基片进行烘烤时所产生的多余热量传输至本实用新型提供的显影单元，并利用该显影单元中独特设计的加热槽的保温作用，来调节存储在显影单元中的缓冲凹槽中的显影液的温度，进而在显影单元无需单独设置加热装置的情况下，依然可以对显影液进行升温处理，节约了光刻设备的制造成本。
16.并且，由于本实用新型提供的半导体加热、显影装置可以通过烘烤单元在烘烤工艺中所产生的热量对存储在显影单元中的显影液进行升温处理，而显影液的温度升高还可以提高基片上涂敷的光刻胶的显影速率，因此，本实用新型提供的半导体加热、显影装置还可以实现提高显影速率的目的。
附图说明
17.图1为本实用新型一实施例中提供的半导体加热、显影装置的结构示意图。
18.图2为本实用新型一实施例中提供的显影液暂存槽的截面俯视图。
19.图中，10-烘烤单元，20-连接管路，30-显影单元，31-显影液暂存槽，32-缓冲凹槽，33-加热槽，311-进气端，312-出气端，321-液体导出端，322-显影液输出管路。
具体实施方式
20.承如背景技术所述，目前，基片或者晶圆在进行光刻工艺的过程中，会利用光刻设备(光刻机)中的烘烤装置对基板进行多次烘烤，例如，软烘或硬烘，而每次烘烤都需要通过烘烤装置中材料为铝块等导热材料的加热盘来将其内部的加热丝所产生的热量传输出来。针对该特征，本实用新型研究人员发现，利用烘烤装置进行加热的过程中，通常会产生多余的热量，而该多余的热量通常被释放到光刻设备中的其他部件，因此，为了避免该多余的热量对光刻设备的其他部件的性能产生影响，通常需要在某些部件中设置一散热装置，以利用该散热装置将某些装置中的多余热量排出，这将造成部分多余的热量浪费，而光刻设备的其他装置或部件还需要专门设置加热装置，因此，这将造成光刻设备制造高、制造难度大的问题。
21.因此，为了实现对光刻设备中的显影液的温度进行控制，现有技术的做法是在显影装置中单独设置加热器以控制显影液的温度，然而，晶圆在烘烤工艺时会产生多余的热
量，而由于现有的光刻设备中用于烘烤工艺的烘烤装置与用于显影的显影装置是相互独立的，而造成在烘烤工艺不断产生多余热量浪费的情况下，还需要设置其他加热装置对显影液进行加热，引起的光刻设备制造成本高的问题。
22.因此，为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型的半导体加热、显影装置，以在解决现有技术中光刻设备制造成本高的问题的同时，提高显影液的显影速率。
23.以下将对本实用新型的一种半导体加热、显影装置作进一步的详细描述。下面将参照附图1和附图2对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.请参考图1，图1为本实用新型一实施例中提供的一种半导体加热、显影装置的结构示意图。
27.如图1所示，本实用新型提供的半导体加热、显影装置具体可以包括：烘烤单元10、连接管路20和显影单元30。
28.其中，所述烘烤单元10具体用于向曝光后的基板进行烘烤，以实现去除涂覆在基片表面上的光刻胶中的溶剂、以及降低或消除驻波效应的目的。示例性的，所述烘烤单元10可以包括加热盘，所述加热盘内可以设置有一个或多个加热丝，以用于对所述基板进行加热处理。所述基板上涂敷的光刻胶可以为化学放大胶。
29.所述连接管路20用于将所述烘烤单元10和所述显影单元30连通。具体用于将所述烘烤单元10中加热盘所产生的热量传输至所述显影单元30的特别部件中。其中，所述连接管路20的形状可以为圆孔形或其他可以用于传输热量气体的管路设备，对此本实用新型不做具体限定。
30.继续参考图1，并结合图2，所述显影单元30具有用于存储用于显影的显影液，其可以包括显影液暂存槽31，所述显影液暂存槽31内设有用于存储显影液的缓冲凹槽32，所述显影液暂存槽31的内侧壁与所述缓冲凹槽32的外侧壁围成的腔体为加热槽33。
31.并且，所述显影液暂存槽31的外侧壁上至少开设有一进气端311，所述连接管路20的一端与所述进气端311连通，另一端与所述烘烤单元10连通，以将所述烘烤单元10在对所述基板进行烘烤时所产生的热量通过所述连接管路20传输至所述加热槽33中，所述加热槽
33中的热量对所述缓冲凹槽32中的所述显影液进行加热并保温。
32.其中，所述显影液暂存槽31的材料可以为绝缘材料，所述缓冲凹槽32的材料可以为导热材料。而所述显影液暂存槽31和/或所述缓冲凹槽32为横截面为圆形、正方形或长方形的多边形结构。示例性的，在实施例中，所述显影液暂存槽31和所述缓冲凹槽32的形状可以相同，且均为圆柱形。
33.作为一种实施例，当所述显影液暂存槽31和所述缓冲凹槽32的形状相同时，所述显影液暂存槽31与所述缓冲凹槽32可以一体成型，以使形成的所述加热槽33为一环状封闭槽。
34.在本实施例中，所述显影单元30内可以包括一个类似于两个套接的圆柱体，其中，内套在内部的第一圆柱体(显影液暂存槽31)的直径小于位于其外侧的第二圆柱体(缓冲凹槽32)的直径，而两个套接的圆柱体之间的空隙或者腔体可以组成一个类似于圆环柱的结构(加热槽33)，具体如图2所示，图2为所述两个套接的圆柱体以及其围成的新的圆环柱结构的俯视图。通常，为了保证这个新组成的圆环柱结构(加热槽33)的密封性，在制造该结构时，可以采用一体成型的方式形成。
35.通过如上描述和图2所示，所述显影单元30内形成了一个可以存储热量的圆环柱结构，即加热槽33，因此，为了将所述烘烤单元10在对基片进行烘烤工艺过程中所产生的热量传输至该加热槽33中，本实用新型在构成该加热槽33的一个侧壁的所述显影液暂存槽31的外侧壁上开始一个进气端311，其中，该进气端311的截面形状应与所述连接管路20的截面形状相匹配，以实现将所述烘烤单元10中产生的热量高效的传输至该加热槽33中。
36.可以理解的是，在所述显影液暂存槽31的外侧壁上，即开设有所述进气端311的交集处，还可以设置有一个调节阀门(未图示)，以用于通过控制该调节阀门的开与关来调节所述烘烤单元10传输至所述加热槽33中的热量。其中，所述烘烤单元10传输至所述加热槽33中的热量的温度范围可以为20
°
～40
°
。
37.此外，在所述显影液暂存槽31的外侧壁上且与所述进气端311位置相互对准的位置处还可以设置有一出气端312，以用于通过热量输出管路313导出所述烘烤单元10传输至所述加热槽33中的热量。同理，在所述显影液暂存槽31的外侧壁上，即开设有所述出气端312的交集处，还可以设置有一个调节阀门(未图示)，以用于通过控制该调节阀门的开与关来调节所述烘烤单元10传输至所述加热槽33中的热量。并且，所述缓冲凹槽32的外侧壁上可以设有液体导出端321，并通过与所述液体导出端321连接的显影液输出管路322将加热后的显影液从所述缓冲凹槽32中导出。
38.在本实施例中，可以在所述加热槽33中设置一温度传感器(未图示)，以用于检测该加热槽33中气体的实时温度，并根据存储在所述缓冲凹槽32中的显影液的预设待加热温度来决定是否通过所述出气端312对所述加热槽33中的热量进行适当的释放。
39.作为一种实施例中，当所述加热槽33中的温度传感器检测到加热槽33中存储的热量的温度超出待加热的显影液的预设温度，则可以打开所述出气端312所对应的调节阀门，并通过该出气端312进行热量释放，以控制所述加热槽33中的热量的温度处于预设范围内。
40.进一步的，所述显影单元30还可以包括加热器(未图示)和温度传感器(未图示)，以用于在温度传感器检测到所述烘烤单元10传输至所述加热槽中的热量未达到预设阈值时，启动所述加热器，并将存储在所述缓冲凹槽32中的所述显影液的温度加热到所述预设
阈值。
41.在本实施例中，若所述烘烤单元10在对基片进行烘烤工艺所产生的热量不足，或者，由于所述连接管路20的散热问题，导致烘烤单元10传输至所述加热槽33中热量无法通过热传导的方式，将存储在所述缓冲凹槽32中的显影液加热到预设温度时，所述显影单元30的控制机构可以通过温度传感器对温度的检测，实时开启加热器，以对所述显影液进行加热处理，从而避免所述加热槽33热量不足导致的问题。
42.综上所述，在本实用新型提供了一种半导体加热、显影装置，针对现有技术中用于烘烤工艺的烘烤装置与用于显影的显影装置是相互独立，而造成的在烘烤工艺不断产生多余热量浪费的情况下，还需要设置其他加热装置对显影液进行加热，引起的光刻设备制造成本高的问题，本实用新型提供了一种新型的烘烤单元和显影单元相互连通的半导体加热、显影装置，从而可以通过二者之间的连接管路将烘烤单元在对基片进行烘烤时所产生的多余热量传输至本实用新型提供的显影单元，并利用该显影单元中独特设计的加热槽的保温作用，来调节存储在显影单元中的缓冲凹槽中的显影液的温度，进而在显影单元无需单独设置加热装置的情况下，依然可以对显影液进行升温处理，节约了光刻设备的制造成本。
43.并且，由于本实用新型提供的半导体加热、显影装置可以通过烘烤单元在烘烤工艺中所产生的热量对存储在显影单元中的显影液进行升温处理，而显影液的温度升高还可以提高基片上涂敷的光刻胶的显影速率，因此，本实用新型提供的半导体加热、显影装置还可以实现提高显影速率的目的。
44.此外，本实用新型的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信，
45.存储器，用于存放计算机程序；
46.处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本实用新型实施例提供的一种半导体加热、显影装置。
47.另外，处理器执行存储器上所存放的程序而实现的一种半导体加热、显影装置的其他实现方式，与前述方法实施例部分所提及的实现方式相同，这里也不再赘述。
48.上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
49.通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
50.存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
51.上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
52.在本实用新型提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的半导体加热、显影装置。
53.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本实用新型实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
55.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备以及计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
56.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。