图形化装置和形成抗刻蚀图形的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种图形化装置和形成抗刻蚀图形的方法。
【背景技术】
[0002]在集成电路制造工艺的发展过程中，光学光刻一直是半导体图形制备的主流技术。通过光刻设备，将具有不同图形的掩膜在精确对准下依次成像在涂覆有光刻胶的晶圆上，进行曝光显影后形成所需图形。
[0003]但随着半导体技术向更小尺寸发展，光学曝光设备以及高精度掩膜版的成本成为了制约半导体技术发展的重要因素之一。目前，半导体制造过程中，与曝光工艺相关的成本占到了半导体制造总成本的35%?40%。随着晶圆尺寸向450mm迈进,曝光设备的成本将会占到半导体制造总成本的50%?60%。
[0004]现有技术中提出了多种替代的图形制备技术，例如，多电子束曝光技术和纳米压印技术等。但是多电子束曝光技术受限于电子枪产生电子束的产率和昂贵的设备价格；而纳米压印技术则受限于较高的缺陷密度，其缺陷密度通常是光学曝光方式的50?100倍。
[0005]因此，需要一种低成本的图形化装置。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是现有技术的图形化装置成本高。
[0007]为解决上述问题，本发明提供了一种图形化装置，所述图形化装置包括:一个或多个喷射单元，所述喷射单元适于沿扫描方向喷射抗刻蚀液体至晶圆表面；一个或多个光照单元，所述光照单元适于照射晶圆表面的抗刻蚀液体，使得晶圆表面的抗刻蚀液体固化，形成抗刻蚀图形；控制模块，所述控制模块适于控制所述一个或多个喷射单元的运动和喷射状态、以及控制所述一个或多个光照单元的运动和照射状态。
[0008]可选的，所述喷射单元包括:抗刻蚀液体槽、喷头、压缩单元、第一电极和第二电极，其中，所述抗刻蚀液体槽适于容纳抗刻蚀液体；所述喷头与所述抗刻蚀液体槽连通；所述压缩单元适于压缩所述抗刻蚀液体槽，使得抗刻蚀液体槽中的抗刻蚀液体通过所述喷头喷出；所述第一电极和第二电极位于所述压缩单元两侧，通过在第一电极和第二电极上施加电压，控制所述压缩单元的压缩状态。
[0009]可选的，所述第一电极与所述抗刻蚀液体槽相邻，且所述第一电极的厚度小于所述第二电极的厚度。
[0010]可选的，所述压缩单元为压电材料或电热材料。
[0011]可选的，所述第一电极和第二电极的材料为多晶硅。
[0012]可选的，所述喷头为圆柱形管子，所述圆柱形管子的内径为所述抗刻蚀图形的线宽的80%?120%O
[0013]可选的，所述光照单元采用红外光照射。
[0014]可选的,所述抗刻蚀液体包括底部抗反射材料或者光刻胶材料。
[0015]可选的，所述抗刻蚀液体包括无光敏成分的光刻胶材料。
[0016]可选的，还包括抗刻蚀液体池，所述抗刻蚀液体池与多个抗刻蚀液体槽连通。
[0017]可选的，还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述抗刻蚀液体池和所述多个喷射单元之间，用于隔离所述抗刻蚀液体池和所述多个喷射单元，且所述绝缘层上具有多个开口，用于连通所述抗刻蚀液体池和多个喷射单元中的抗刻蚀液体槽。
[0018]可选的，当所述喷射单元为多个时，所述多个喷射单元构成多个喷射组，所述多个喷射组构成喷射模块。
[0019]可选的，每个喷射组内的多个喷射单元按行列方式排布，所述列垂直于扫描方向，所述行与扫描方向具有夹角。
[0020]可选的，所述多个光照单元位于所述喷射单元的列之间。
[0021]可选的，不同喷射组中的对应喷射单元沿垂直于扫描方向的列距不同。
[0022]可选的，所述多个喷射单元沿平行于扫描方向的行距为50μπι?ΙΟΟμπι，沿垂直于扫描方向的列距为0.3 μ m?10 μ m。
[0023]对应的，本发明实施例还提供了一种形成抗刻蚀图形的方法，所述方法包括:一个或多个喷射单元沿扫描方向喷射抗刻蚀液体至晶圆表面；一个或多个光照单元沿扫描方向照射晶圆表面的抗刻蚀液体，使得晶圆表面的抗刻蚀液体固化，形成抗刻蚀图形；其中，所述一个或多个喷射单元的运动和喷射状态、以及所述一个或多个光照单元的运动和照射状态通过控制单元控制。
[0024]可选的，所述喷射单元包括:抗刻蚀液体槽、喷头、压缩单元、第一电极和第二电极，其中，所述抗刻蚀液体槽适于容纳抗刻蚀液体；所述喷头与所述抗刻蚀液体槽连通；所述压缩单元适于压缩所述抗刻蚀液体槽，使得抗刻蚀液体槽中的抗刻蚀液体通过所述喷头喷出；所述第一电极和第二电极位于所述压缩单元两侧，且所述第一电极与所述抗刻蚀液体槽相邻，所述第一电极的厚度小于所述第二电极的厚度。
[0025]可选的，所述控制单元控制在所述第一电极和所述第二电极上施加的电压，以控制所述压缩单元的压缩状态。
[0026]与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点:
[0027]本发明实施例的图形化装置包括一个或多个喷射单元，所述喷射单元用于沿扫描方向喷射抗刻蚀液体至晶圆表面；一个或多个光照单元，所述光照单元用于沿扫描方向照射晶圆表面的抗刻蚀液体，使得晶圆表面的抗刻蚀液体固化，形成抗刻蚀图形；控制模块，所述控制模块用于控制所述一个或多个喷射单元的运动和喷射状态、以及控制所述一个或多个光照单元的运动和照射状态。本发明的实施例的图形化装置通过控制喷射模块在晶圆表面喷射抗刻蚀液体，然后通过控制光照单元照射晶圆表面的抗刻蚀液体，对其加热，使其固化，形成抗刻蚀图形。由于本发明实施例的图形化装置不包含镜头和掩膜版的昂贵成本，因此其成本低廉。
[0028]进一步的，本发明实施例的图形化装置可以将多个喷射单元组成喷射组，喷射组中多个喷射单元按行列排布，且沿平行于喷射扫描方向的行与喷射扫描方向具有夹角，即同行不同列的喷射单元之间沿垂直于喷射扫描方向具有间距，相互错开，多列喷射单元同时沿喷射扫描方向喷射抗刻蚀液体，可以减小在晶圆表面形成抗刻蚀图形的节距。
[0029]进一步的，本发明实施例的图形化装置可以将多个喷射组组成喷射模块，而每个喷射组沿垂直于喷射扫描方向的周期间距各不相同，即各组喷射单元沿垂直于喷射扫描方向的节距不同，图形放大率不同，因此可以通过选择具有不同放大率的喷头组来实现套刻过程中的放大率补偿。
[0030]进一步的，本发明实施例的图形化装置可以将多个喷射模块沿垂直于扫描方向进行联装，采用联装的喷射模块可以大大提高在晶圆上形成抗刻蚀图形的效率，提高图形化装置的产能。
【附图说明】
[0031]图1是本发明实施例中喷射单元的立体结构示意图；
[0032]图2是本发明实施例中多个喷射单元排成一列的立体结构示意图；
[0033]图3是图2中多个喷射单元的俯视图；
[0034]图4是本发明实施例中光照单元对晶圆表面的抗刻蚀液体照射的原理示意图；
[0035]图5是本发明实施例中喷射组的示意图；
[0036]图6是本发明实施例中喷射模块的示意图；
[0037]图7是本发明实施例中绝缘层和抗刻蚀液体池的示意图；
[0038]图8是本发明实施例中联装的喷射模块对晶圆进行扫描的原理示意图。
【具体实施方式】
[0039]本发明的发明人通过研究发现，现有技术中半导体图形制备过程中，尤其是在存储器件及鳍式场效应晶体管(FinFET)的制备过程中，常常需要形成大量的规则图形，如条形阵列，而这些条形阵列包含的空间频率信息量较少，仅包含如线宽(linewidth)、节距(pitch)、阵列长度和阵列宽度等信息。另外，本发明的发明人还发现，现有技术的液体喷射技术达到了较闻的分辨率，如在非喷射扫描方向上的分辨率可以达到9600dpi。
[0040]基于以上研究，本发明的发明人提出了一种图形化装置，所述图形化装置包括:一个或多个喷射单元，所述喷射单元用于喷射抗刻蚀液体至晶圆表面；一个或多个光照单元，所述光照单元用于照射晶圆表面的抗刻蚀液体，使得晶圆表面的抗刻蚀液体固化，形成抗刻蚀图形；控制模块，所述控制模块用于控制所述一个或多个喷射单元的运动和喷射状态、以及控制所述一个或多个光照单元的运动和照射状态。本发明实施例的图形化装置采用液体喷射装置将抗刻蚀液体喷射至晶圆表面，经过加热固化后可以形成抗刻蚀图形，用于对晶圆上薄膜材料的图形化。本发明实施例的图形化装置产量高，成本低。
[0041]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0042]需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而