專利名稱：防止液滴殘留的液體噴灑方法及其噴嘴裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止液滴殘留的液體噴灑方法及其噴嘴裝置，特別是涉及后顯影制作方法(Post Develop Dispense)中防止液滴殘留的液體噴灑方法及其噴嘴裝置。
以常用的正光阻顯影為例，其主要利用顯影液和晶圓表面已曝光的光阻層產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，以將已曝光的光阻層去除，并留下未曝光的光阻層，以將定義的圖案顯現(xiàn)出來(lái)。為了配合整個(gè)微影制作一貫式(In-Line)的作業(yè)，一般的顯影方式大都采用“噴灑/混拌(Spray/Puddle)”的方式來(lái)進(jìn)行。這種方式大致上分為三個(gè)階段首先，將顯影液(Developer)噴灑在置于旋轉(zhuǎn)器(Spinner)上的晶圓表面，然后晶圓將在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行所謂的混拌顯影(Puddle)。顯影完成后，經(jīng)過(guò)純水(pure water)清洗，再旋干(Spin Dry)，而完成顯影的程序。
然而，上述的顯影步驟中常會(huì)有蝕刻不干凈的情形發(fā)生，因此對(duì)于高積集度需求的產(chǎn)品(即較高級(jí)的產(chǎn)品)常會(huì)在上述的顯影程序之后，追加一道后顯影制作步驟，即在晶圓進(jìn)行水洗前，在晶圓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，短時(shí)間地噴灑一定量的顯影液后，利用顯影液的蝕刻作用，再配合晶圓旋轉(zhuǎn)的力量，可對(duì)在顯影過(guò)程中蝕刻不干凈的部位，進(jìn)行一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)的蝕刻與清除動(dòng)作。然后，緊接著噴灑純水，旋干而完成后顯影制作方法。
由于在目前的機(jī)臺(tái)中，后顯影制作方法的管路與純水管路皆裝配于同一條機(jī)械臂上，因此，當(dāng)后顯影制作方法完成，機(jī)械手臂移回起始位置(home position)時(shí)，在噴嘴管壁上殘留的顯影液滴會(huì)因移動(dòng)時(shí)的振動(dòng)而下墜至晶圓的表面。此時(shí)后顯影步驟的最后清洗動(dòng)作已完成，因此下墜至晶圓表面的液滴，便會(huì)在晶圓上形成局部過(guò)顯影的現(xiàn)象。
為了解決殘留顯影液的問(wèn)題，常見之后顯影制作方法中，在短時(shí)間內(nèi)提供一定量的顯影液，并在關(guān)閉顯影液控制閥后，緊接著開啟回吸(suckback)控制閥，進(jìn)行回吸動(dòng)作，以將噴嘴管壁中的顯影液回吸。然而，在關(guān)閉顯影液控制閥的同時(shí)，不可避免的會(huì)在噴嘴口先產(chǎn)生瞬間回吸量，此為一種自然現(xiàn)象。關(guān)閉顯影液控制閥的速度愈快，則噴嘴口附近的瞬間回吸量也會(huì)愈大。于是，當(dāng)激活回吸控制閥，進(jìn)行回吸動(dòng)作時(shí)，有可能仍有部份(與瞬間回吸液面有段差距)的液滴不會(huì)被回吸，而殘留在噴嘴管壁上，是以常見的回吸步驟并不能完全解決噴嘴管壁殘留的顯影液下墜至晶圓，造成晶圓過(guò)顯影的現(xiàn)象。
由于上述的過(guò)顯影部位無(wú)法利用肉眼辨識(shí)，致使進(jìn)行人工檢查時(shí)，無(wú)法發(fā)現(xiàn)此過(guò)顯影部位，而繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的蝕刻制作方法。在蝕刻制作方法中，此過(guò)顯影部位的蝕刻作用會(huì)加劇而無(wú)法控制，因而使得整片晶圓報(bào)廢，使生產(chǎn)成本上升。
本發(fā)明提出一種防止液滴殘留的液體噴灑方法及其噴嘴裝置，在噴嘴的主輸送管之側(cè)并聯(lián)具有細(xì)孔的緩沖輸送管。當(dāng)進(jìn)行顯影噴灑時(shí)，主輸送管與緩沖輸送管同時(shí)供應(yīng)顯影液，在噴灑完成時(shí)，關(guān)閉主輸送管，并利用細(xì)孔繼續(xù)提供的流量，填補(bǔ)主輸送管關(guān)閉時(shí)的瞬間回吸量，待液面與噴嘴口齊平時(shí)，關(guān)閉緩沖輸送管，同時(shí)開啟回吸控制閥，回吸液滴至噴嘴中。
具體地講，本發(fā)明提供一種防止液滴殘留的液體噴灑方法，所述方法包括進(jìn)行一噴灑步驟，利用一主輸送管向下噴灑一定量的一液體后，停止所述噴灑步驟，其特征在于，所述噴灑步驟停止時(shí)的一液面與所述主輸送管的管口存在有一段距離；進(jìn)行一回填步驟，利用一緩沖輸送管向下回填所述液面至與所述主輸送管的管口齊平后，停止所述回填步驟；以及進(jìn)行一回吸步驟，回吸所述液面至所述液面與所述主輸送管管口距離一特定距離時(shí)，停止所述回吸步驟。
所述主輸送管上接有所述緩沖輸送管、一主控制閥與一回吸控制閥，所述主輸送管的一端與一液體供應(yīng)槽相連接，且所述主輸送管的末端為噴灑出口。
所述緩沖輸送管上具有一緩沖控制閥，且所述緩沖輸送管的兩端分別與所述主控制閥兩側(cè)的所述主輸送管相連接，所述緩沖輸送管末端與所述主輸送管接觸處具有一細(xì)孔。
所述細(xì)孔口徑介于0.4厘米至0.8厘米之間，較佳口徑為0.6厘米左右。
所述液體包括顯影液。
所述液體于所述緩沖輸送管中的流量遠(yuǎn)小于所述液體于所述主輸送管中的流量。
所述回吸步驟的回吸所述液面的速度遠(yuǎn)小于關(guān)閉主輸送管時(shí)的瞬間回吸速度。
所述特定距離介于3厘米至6厘米之間。
本發(fā)明還提供一種防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，所述裝置包括一主輸送管，所述主輸送管的一端與一液體供應(yīng)槽相連接，所述主輸送管的另一端為一主噴嘴，且所述主輸送管上具有一主控制閥與一回吸控制閥；以及一緩沖輸送管，所述緩沖輸送管的一端與所述主輸送管相連接，所述緩沖輸送管的另一端為一細(xì)孔，所述細(xì)孔的末端與所述主輸送管相連接，且所述緩沖輸送管上具有一緩沖控制閥。
所述細(xì)孔的末端與所述主輸送管相連接的位置介于所述主噴嘴與所述主控制閥之間。
所述回吸控制閥位于所述主輸送管上的位置介于所述主噴嘴與所述主控制閥之間。
所述噴嘴裝置，還包括一CDA壓縮氣體源，所述CDA壓縮氣體源與一主控制單向節(jié)流閥、一緩沖控制單向節(jié)流閥以及一回吸控制單向節(jié)流閥相連接。
所述主控制單向節(jié)流閥與所述主控制閥相連接。
所述緩沖控制單向節(jié)流閥與所述緩沖控制閥相連接。
所述回吸控制單向節(jié)流閥與所述回吸控制閥相連接。
所述細(xì)孔口徑介于0.4厘米至0.8厘米之間，較佳的口徑為0.6厘米左右。
所述緩沖輸送管的材質(zhì)包括鐵氟龍。
所述主輸送管的材質(zhì)包括鐵氟龍。
圖中100液體供應(yīng)槽102主輸送管104緩沖輸送管106細(xì)孔 107瞬間回吸量108主噴嘴110CDA壓縮氣體源112a主控制閥112b回吸控制閥112c緩沖控制閥114a主控制單向節(jié)流閥114b回吸控制單向節(jié)流閥114c緩沖控制單向節(jié)流閥116噴灑系統(tǒng)在本發(fā)明中利用后顯影制作方法說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)。
液體供應(yīng)槽100為顯影機(jī)臺(tái)儲(chǔ)存及提供顯影液的儲(chǔ)存槽。利用主輸送管102與液體供應(yīng)槽100相連接，并利用主輸送管102的末端所連接的主噴嘴(main nozzle)108將顯影液噴灑至晶圓表面，其中主噴嘴108包括流體噴嘴(stream nozzle)。且在主輸送管102之側(cè)并聯(lián)具有細(xì)孔(pinhole)106的緩沖輸送管104，以在關(guān)閉主輸送管102之后提供回填瞬間回吸量107的顯影液用量，其中液體在緩沖輸送管104中的流量遠(yuǎn)小于在主輸送管102中的流量。
主輸送管102的起端與液體供應(yīng)槽100相連接，末端與主噴嘴108連接，作為顯影液流動(dòng)及噴灑的主要管路。主輸送管102自起端至末端間依序連接有緩沖輸送管104、主控制閥112a、回吸控制閥112b與緩沖輸送管104末端的細(xì)孔106，其中主輸送管的材質(zhì)為鐵氟龍，主控制閥112a用來(lái)控制主輸送管102的流量，回吸控制閥112b用來(lái)將主噴嘴108的顯影液回吸至主輸送管102中。
緩沖輸送管104的起端與主輸送管102相連接，末端為細(xì)孔106，作為顯影液流動(dòng)的緩沖管路，及提供主控制閥112a瞬間關(guān)閉時(shí)，回填主控制閥112a瞬間回吸量107的液體管路，且在緩沖輸送管104兩端之間有緩沖控制閥112c，又緩沖輸送管104與主輸送管102呈現(xiàn)并聯(lián)的關(guān)系，其中緩沖輸送管的材質(zhì)為鐵氟龍。細(xì)孔106的口徑介于0.4厘米至0.8厘米之間，較佳的口徑為0.6厘米左右。緩沖控制閥112c用來(lái)控制緩沖輸送管104流至主輸送管102的流量。
CDA壓縮氣體源110提供主控制閥112a、緩沖控制閥112c與回吸控制閥112b進(jìn)行開關(guān)時(shí)所需使用的壓縮空氣排氣速度。主輸送管的液體流經(jīng)主控制閥112a的開或關(guān)速度由主控制單向節(jié)流閥114a所控制、緩沖輸送管的液體流經(jīng)緩沖控制閥112c的開或關(guān)速度由緩沖控制單向節(jié)流閥112c所控制及主輸送管的液體回吸至回吸控制閥114b的開或關(guān)速度由回吸控制單向節(jié)流閥114b所控制。
當(dāng)噴灑系統(tǒng)116進(jìn)行后顯影制作方法時(shí)，將主輸送管102移至晶圓(未繪示)的上方，顯影液先經(jīng)由液體供應(yīng)槽100壓出，注入主輸送管102中，液體供應(yīng)槽100的壓力包括使用1.0公斤/平方公分左右的壓力進(jìn)行輸出。當(dāng)經(jīng)過(guò)主輸送管102與緩沖輸送管104分岔口時(shí)，部分顯影液會(huì)分流至緩沖輸送管104中。之后，分別到達(dá)主控制閥112a與緩沖控制閥112c，此時(shí)主控制閥112a與緩沖控制閥112c仍處于關(guān)閉狀態(tài)。
接著，打開主控制閥112a與緩沖控制閥112c，在緩沖輸送管104的顯影液經(jīng)由細(xì)孔106匯流入主輸送管102中，接著由主噴嘴108噴灑至晶圓上，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的噴灑量時(shí)，即迅速關(guān)閉主控制閥112a，以使主輸送管102停止供應(yīng)顯影液，此即為控制主輸送管102的流量。在關(guān)閉主控制閥112a的瞬間，主噴嘴口108的液面會(huì)產(chǎn)生瞬間回吸的現(xiàn)象，而產(chǎn)生瞬間回吸量107。例如當(dāng)關(guān)閉主控制閥112a的瞬間，在主輸送管102的管內(nèi)壓力與主噴嘴口108外的壓力會(huì)產(chǎn)生瞬間壓力差，導(dǎo)致關(guān)閉時(shí)位于主噴嘴口108的液面會(huì)有瞬間回吸現(xiàn)象的發(fā)生，而產(chǎn)生瞬間回吸量107，其中瞬間回吸量107產(chǎn)生的回吸高度包括距離主噴嘴口108約1厘米至3厘米左右。
接著，在緩沖輸送管104中的顯影液繼續(xù)利用細(xì)孔106進(jìn)行填充瞬間回吸量107的動(dòng)作，當(dāng)填滿至液面與主噴嘴口108齊平時(shí)，即關(guān)閉緩沖控制閥112c，以停止供應(yīng)顯影液，同時(shí)開啟回吸控制閥112b，以回吸與主噴嘴口108齊平的液體，將其回吸到距離主噴嘴口108約3厘米至6厘米左右為止，再關(guān)閉回吸控制閥112b，其中回吸液體的速度遠(yuǎn)小于關(guān)閉主控制閥112a時(shí)的瞬間回吸速度。
由于在關(guān)閉主控制閥112a之后，顯影液繼續(xù)經(jīng)由細(xì)孔106注入主輸送管102中，可完全填補(bǔ)因緊急關(guān)主控制閥112a所產(chǎn)生的瞬間回吸量107。且在此過(guò)程中可利用細(xì)孔106所供應(yīng)的顯影液將原本因瞬間回吸現(xiàn)象而附著管壁的微小液滴完全包容。
當(dāng)液面與主噴嘴口108齊平時(shí)，關(guān)閉緩沖控制閥112c，以停止顯影液的供應(yīng)，再打開回吸控制閥112b，回吸位于主噴嘴口108的顯影液。由于經(jīng)由細(xì)孔106注入主輸送管102的顯影液流量微小，關(guān)閉后回吸控制閥112b可以利用較低的回吸速率進(jìn)行回吸動(dòng)作，如此，在主噴嘴口108附近的管壁上不會(huì)殘留液滴，所以，可避免在移動(dòng)主輸送管102的過(guò)程中，在此管壁上有殘留的顯影液滴到晶圓上，而造成過(guò)顯影現(xiàn)象，進(jìn)而提高產(chǎn)品的合格率。
另外，本發(fā)明的噴灑系統(tǒng)的液體雖然是利用顯影液作為說(shuō)明，然而并非只限用于顯影液，而是可以適用于各種液體的噴灑。且本發(fā)明的防止液滴殘留的液體噴灑方法雖然利用后顯影制作方法進(jìn)行說(shuō)明，然而并非只限用于后顯影制作方法，而是可以適用于各種噴灑制作方法。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。
權(quán)利要求
1.一種防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述方法包括進(jìn)行一噴灑步驟，利用一主輸送管向下噴灑一定量的一液體后，停止所述噴灑步驟，所述噴灑步驟停止時(shí)的一液面與所述主輸送管的管口存在有一段距離；進(jìn)行一回填步驟，利用一緩沖輸送管向下回填所述液面至與所述主輸送管的管口齊平后，停止所述回填步驟；以及進(jìn)行一回吸步驟，回吸所述液面至所述液面與所述主輸送管管口距離一特定距離時(shí)，停止所述回吸步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述主輸送管上接有所述緩沖輸送管、一主控制閥與一回吸控制閥，所述主輸送管的一端與一液體供應(yīng)槽相連接，且所述主輸送管的末端為噴灑出口。
3.如權(quán)利要求1所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述緩沖輸送管上具有一緩沖控制閥，且所述緩沖輸送管的兩端分別與所述主控制閥兩側(cè)的所述主輸送管相連接，所述緩沖輸送管末端與所述主輸送管接觸處具有一細(xì)孔。
4.如權(quán)利要求3所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述細(xì)孔口徑介于0.4厘米至0.8厘米之間，較佳的口徑為0.6厘米左右。
5.如權(quán)利要求1所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述液體包括顯影液。
6.如權(quán)利要求1所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述液體于所述緩沖輸送管中的流量遠(yuǎn)小于所述液體于所述主輸送管中的流量。
7.如權(quán)利要求1所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述回吸步驟的回吸所述液面的速度遠(yuǎn)小于關(guān)閉主輸送管時(shí)的瞬間回吸速度。
8.如權(quán)利要求1所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法，其特征在于，所述特定距離介于3厘米至6厘米之間。
9.一種防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述裝置包括一主輸送管，所述主輸送管的一端與一液體供應(yīng)槽相連接，所述主輸送管的另一端為一主噴嘴，且所述主輸送管上具有一主控制閥與一回吸控制閥；以及一緩沖輸送管，所述緩沖輸送管的一端與所述主輸送管相連接，所述緩沖輸送管的另一端為一細(xì)孔，所述細(xì)孔的末端與所述主輸送管相連接，且所述緩沖輸送管上具有一緩沖控制閥。
10.如權(quán)利要求9所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述細(xì)孔的末端與所述主輸送管相連接的位置介于所述主噴嘴與所述主控制閥之間。
11.如權(quán)利要求9所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述回吸控制閥位于所述主輸送管上的位置介于所述主噴嘴與所述主控制閥之間。
12.如權(quán)利要求9所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述噴嘴裝置還包括一CDA壓縮氣體源，所述CDA壓縮氣體源與一主控制單向節(jié)流閥、一緩沖控制單向節(jié)流閥以及一回吸控制單向節(jié)流閥相連接。
13.如權(quán)利要求12所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述主控制單向節(jié)流閥與所述主控制閥相連接。
14.如權(quán)利要求12所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述緩沖控制單向節(jié)流閥與所述緩沖控制閥相連接。
15.如權(quán)利要求12所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述回吸控制單向節(jié)流閥與所述回吸控制閥相連接。
16.如權(quán)利要求9所述的防止液滴殘留的液體噴灑方法的噴嘴裝置，其特征在于，所述細(xì)孔口徑介于0.4厘米至0.8厘米之間，較佳的口徑為0.6厘米左右。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止液滴殘留的液體噴灑方法及其噴嘴裝置，在噴嘴的主輸送管之側(cè)并聯(lián)具有細(xì)孔的緩沖輸送管。當(dāng)進(jìn)行顯影噴灑時(shí)，主輸送管與緩沖輸送管同時(shí)供應(yīng)顯影液，在噴灑完成時(shí)，關(guān)閉主輸送管，并利用細(xì)孔繼續(xù)提供的流量，填補(bǔ)主輸送管關(guān)閉時(shí)的瞬間回吸量，待液面與噴嘴口齊平時(shí)，關(guān)閉緩沖輸送管，同時(shí)開啟回吸控制閥，回吸液體至噴嘴中。
文檔編號(hào)G03F7/30GK1448798SQ02108759
公開日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2002年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者徐清熊 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司