本实用新型涉及半导体的集成电路制作技术领域，特别涉及一种图形显影装置。
背景技术：
在晶圆上制作集成电路的过程中，显影是光刻工艺中将曝光后的光刻胶图案化去除的步骤，其动作顺序为喷淋显影液、去离子水冲洗以及甩干三个过程。由于显影液的反应过程是酸碱中和反应，因此当在晶圆上用去离子水清洗时，晶圆中心点的强碱性骤降，酸碱中和反应发生逆反应，从而导致不容物质析出回粘到晶圆上的问题产生。特别是在晶圆上连接孔的制程工艺中，当不溶物质析出后使连接孔被残留物遮挡住，会导致晶圆后续蚀刻制程失效，蚀刻后的连接孔图形丢失或不完整，使得晶圆产品的良率降低。
在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种图形显影装置，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：
根据本实用新型的一个实施例，提供一种图形显影装置，包括：
第一固定安装部；
冲洗喷头，所述冲洗喷头与所述第一固定安装部及第一管路连接，所述冲洗喷头具有第一喷嘴，所述第一管路用于输送清洗液至所述冲洗喷头中；
振动装置，具有用于产生第一振幅的变幅杆，其中，所述变幅杆的一端设置在所述第一固定安装部上，另一端延伸至与所述第一喷嘴的中心轴线相交位置，所述变幅杆与所述冲洗喷头和所述第一喷嘴之间的间距均大于所述第一振幅范围；
载台，位于所述冲洗喷头和所述振动装置下方，所述载台具有用于放置晶圆的固定部，所述固定部底部设置有转动装置；以及
控制系统，与所述第一管路、所述振动装置以及所述转动装置电连接；所述控制系统用于控制所述转动装置带动所述载台转动、用于控制所述第一管路输送所述清洗液，以使所述清洗液经由所述第一喷嘴喷出、以及用于控制所述振动装置的所述变幅杆产生所述第一振幅，所述清洗液经过所述变幅杆获得声波能量后对所述晶圆表面进行冲洗。
在一些实施例中，所述变幅杆相对所述第一固定安装部竖直设置，所述冲洗喷头相对所述第一固定安装部倾斜设置，且所述冲洗喷头的所述第一喷嘴朝向所述变幅杆倾斜向下延伸。
在一些实施例中，所述变幅杆的长度小于所述第一固定安装部与所述晶圆端面之间的间距。
在一些实施例中，所述冲洗喷头相对所述第一固定安装部的倾斜角度范围为20°～70°。
在一些实施例中，所述冲洗喷头相对所述第一固定安装部竖直设置，所述变幅杆相对所述第一固定安装部倾斜设置，且所述变幅杆的所述另一端朝向所述冲洗喷头的所述第一喷嘴倾斜向下延伸。
在一些实施例中，所述变幅杆的所述另一端与所述晶圆端面之间的间距大于所述变幅杆的振幅范围。
在一些实施例中，所述变幅杆相对所述第一固定安装部的倾斜角度范围为20°～70°。
在一些实施例中，所述振动装置还包括：
超音波发生器，设置在所述第一固定安装部中，用于生成高频交流电；以及
换能器，设置在所述第一固定安装部中并与所述超音波发生器的输出端连接，用于将所述超音波发生器提供的所述高频交流电转变为具有第二振幅的机械振动；
其中，所述变幅杆的一端与所述换能器连接，用于将所述换能器提供的机械振动的第二振幅转变为所述第一振幅，其中，所述第一振幅大于所述第二振幅。
在一些实施例中，所述超音波发生器发出的信号至少包括超声波信号和兆声波信号的其中之一。
在一些实施例中，还包括传感器，设置在所述第一固定安装部上，用于检测所述冲洗喷头和所述振动装置位置。
在一些实施例中，所述图形显影装置还具有涂覆喷头和第二固定安装部，所述涂覆喷头与所述第二固定安装部及第二管路连接，所述涂覆喷头具有第二喷嘴，所述第二管路与所述控制系统电连接，所述控制系统控制所述第二管路输送显影液至所述涂覆喷头。
在一些实施例中，所述控制系统还与所述第一固定安装部电连接，以控制所述第一固定安装部带动所述冲洗喷头和所述振动装置移动到所述载台上方的预定位置。
本实用新型实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：本实用新型实施例的冲洗喷头喷出的清洗液经由变幅杆振动后，清洗液获得声波能量，因此能够更有效的清洁晶圆表面杂质，同时清洗液不会在晶圆中心出现酸碱中逆反应现象，缩短了晶圆在清洗液中的浸蚀时间，防止不容物质的生成，从而保证显影图案的质量，此外还能减轻清洗的各向同性对晶圆积体电路特征的影响，提高产品良率，增加清洗液使用寿命。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本实用新型进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本实用新型公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本实用新型范围的限制。
图1为本实用新型实施例的图形显影装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例的冲洗喷头与振动装置的设置方式的结构示意图。
图3为本实用新型另一实施例的冲洗喷头与振动装置的设置方式的结构示意图。
图4为本实用新型实施例的图形显影装置的工作过程图。
图5为本实用新型实施例的图形显影方法的流程图。
附图标号说明：
100-图形显影装置； 10-第一固定安装部； 20-冲洗喷头；
21-第一喷嘴； 30-振动装置； 31-超音波发生器；
32-换能器； 33-变幅杆； 40-传感器；
50-载台； 51-固定部； 52-转动装置；
200-晶圆； 60-涂覆喷头； 61-第二喷嘴；
201-光刻胶层； 300-清洗液； 70-第二固定安装部。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通或两个组件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1-3所示，本实用新型实施例提供了一种图形显影装置100，包括：
第一固定安装部10，第一固定安装部10用于固定安装其他装置。第一固定安装部10可以是支杆、支臂、安装座等任意能够实现装置安装固定的结构。第一固定安装部10不仅能够用于固定其他装置，还可以进行移动和/或摆动，以便于调整固定在其上的其他装置的工作位置。
在一个优选的实施例中，为了便于其他装置的安装，第一固定安装部10的安装面优选的为水平面。
冲洗喷头20，冲洗喷头20的一端与第一固定安装部10及第一管路连接。冲洗喷头20的另一端设置有第一喷嘴21，第一管路用于输送清洗液300至冲洗喷头20中。
冲洗喷头20中的清洗液300主要起到清洁作用，因此冲洗喷头20中的清洗液300可以采用去离子水，还可以采用超纯水或蒸馏水。需要说明的是，根据工作需要及待清洁物种类的不同，冲洗喷头20中的清洗液300可以采用现有技术中的任意清洗液300，并不限于上述限定的去离子水。
振动装置30，具有用于产生第一振幅的变幅杆33。变幅杆33的一端设置在第一固定安装部10上，变幅杆33的另一端延伸至与第一喷嘴21的中心轴线相交位置，以使第一喷嘴21喷出的清洗液300与变幅杆33接触获得声波能量。且变幅杆33与冲洗喷头20和第一喷嘴21之间的间距均大于第一振幅范围，以便于防止变幅杆33直接作用于冲洗喷头20上，对冲洗喷头20造成损坏，甚至损坏第一固定安装部10。获得声波能量后的清洗液300能够更有效的清洁晶圆200表面杂质，同时清洗液300不会在晶圆200中心出现酸碱中逆反应现象，缩短了晶圆200在清洗液300中的浸蚀时间，防止不容物质的生成，从而保证显影图案的质量，此外还能减轻清洗的各向同性对晶圆200积体电路特征的影响，提高产品良率，增加清洗液300使用寿命。
载台50，位于冲洗喷头20和振动装置30下方，载台50具有用于放置晶圆200的固定部51，固定部51底部设置有转动装置52。
控制系统(图中未示出)，与第一管路、振动装置30以及转动装置52电连接。控制系统控制转动装置52带动载台50转动，控制第一管路输送清洗液300经由第一喷嘴21喷出，同时控制振动装置30的变幅杆33产生第一振幅，清洗液300经过变幅杆33获得声波能量后覆盖晶圆200表面进行冲洗。
优选的，控制系统还与第一固定安装部10电连接，以控制第一固定安装部10带动冲洗喷头20和振动装置30移动到载台50上方的预定位置。
在一个实施例中，振动装置30还包括超音波发生器31和换能器32。超音波发生器31与换能器32均设置在第一固定安装部10上。超音波发生器31用于生成高频交流电。换能器32与超音波发生器31的输出端连接，用于将超音波发生器31提供的高频交流电转变为具有第二振幅的机械振动。
其中，变幅杆33的一端与换能器32连接，用于将换能器32提供的机械振动的第二振幅转变为第一振幅。且第一振幅大于第二振幅。
在一个具体实施方式中，超音波发生器31用以提供高频交流电，换能器32接收超音波发生器31发出的高频交流电并将电功率转换为机械功率，从而产生机械振动，变幅杆33由于与换能器32连接，因此机械振动会传递至变幅杆33，变幅杆33将机械振动的振幅放大。
变幅杆33与冲洗喷头20的第一喷嘴21的布置方式只要能够满足第一喷嘴21喷出的水与变幅杆33接触即可，即需要变幅杆33与冲洗喷头20之间具有一定角度布置。
在一个实施例中，如图2所示，变幅杆33相对第一固定安装部10竖直设置，冲洗喷头20相对第一固定安装部10倾斜设置。冲洗喷头20的第一喷嘴21朝向变幅杆33倾斜向下延伸。其中，第一喷嘴21延伸的长度应满足变幅杆33在振幅范围内不会与第一喷嘴21和冲洗喷头20接触。
在一个优选的实施例中，冲洗喷头20相对第一固定安装部10的倾斜角度范围为20°～80°，且包括端点值。
更优选的，冲洗喷头20相对第一固定安装部10的倾斜角度范围为20°～70°。
在另一个实施例中，如图3所示，冲洗喷头20相对第一固定安装部10竖直设置，变幅杆33相对第一固定安装部10倾斜设置。变幅杆33的另一端朝向冲洗喷头20的第一喷嘴21倾斜向下延伸。
在一个优选的实施例中，变幅杆33相对第一固定安装部10的倾斜角度范围为20°～80°，且包括端点值。
更优选的，变幅杆33相对第一固定安装部10的倾斜角度范围为20°～70°。
在上述各实施例中，超音波发生器31发出的信号至少包括超声波信号和兆声波信号的其中之一。
在一个优选的实施例中，当采用兆声波技术时，信号频率可在800-1000kHz范围内选择。采用兆声波技术的清洗液300清洁晶圆200时，可以去除小于0.2um的微小颗粒，同时避免对清洗液300产生空化现象损伤晶圆200表面。兆声波的高密度的能量可以提供高效的清洗效果，并且兆声波能够使清洗液300在水平线性方向高速流动，防止杂质等重新附着于晶圆200表面。
为了便于冲洗喷头20准确的对晶圆200的清洗位置进行清洗，可在第一固定安装部10上设置传感器40，传感器40用于检测冲洗喷头20和振动装置30的位置，以及晶圆200自身所在位置，保证冲洗喷头20能够准确定位到晶圆200上方的预设位置。
在一个实施例中，如图2所示，当变幅杆33相对第一固定安装部10竖直设置时，变幅杆33的长度小于第一固定安装部10与晶圆200端面之间的间距。
设定x为变幅杆33的长度，y为振动装置30的中心到冲洗喷头20与第一固定安装部10连接处的中心的距离，θ为振动装置30轴线与冲洗喷头20轴线之间的夹角，b为冲洗喷头20的长度，a为第一固定安装部10与晶圆200的上表面之间的距离。
冲洗喷头20和振动装置30的布置位置应满足如下关系：
b·cosθ<x<a；
b·sinθ<y<a·tanθ；y/x<tanθ。
在一个实施例中，如图3所示，当变幅杆33相对第一固定安装部10倾斜设置时，变幅杆33的另一端与晶圆200端面之间的间距大于变幅杆33的振幅范围。
设定x为变幅杆33的长度，y为振动装置30的中心到冲洗喷头20与第一固定安装部10连接处的中心的距离，θ为振动装置30轴线与冲洗喷头20轴线之间的夹角，b为冲洗喷头20的长度，a为第一固定安装部10与晶圆200的上表面之间的距离。
b/cosθ<x<a/cosθ；
b·sinθ<y<a·tanθ；
x/y>sinθ。
如图4所示，在一个实施例中，图形显影装置100还具有涂覆喷头60和第二固定安装部70，涂覆喷头60的一端与第二固定安装部70及第二管路连接。涂覆喷头60的另一端设置有第二喷嘴61，第二管路与控制系统电连接，控制系统控制第二管路输送显影液至涂覆喷头60。涂覆喷头60用于完成显影工艺中的喷涂显影液的动作。本实施例的图形显影装置100在工作时，首先通过第二固定安装部70动作，第二固定安装部70带动涂覆喷头60移动到晶圆200上方预定位置进行喷涂显影液，充分反应后控制系统控制第二固定安装部70复位，并控制第一固定安装部10动作，第一固定安装部10带动冲洗喷头20和振动装置30移动到晶圆200上方预定位置对晶圆进行清洗操作。
在另一个可变的实施例中，涂覆喷头60还可以设置在第一固定安装部10上，且冲洗喷头20和涂覆喷头60可以设置在第一固定安装部10的同一区域，只要在振动装置30工作时，三者之间不会产生干涉即可。或是将冲洗喷头20与涂覆喷头60设置在第一固定安装部10的不同位置，通过控制第一固定安装部10的摆动，切换冲洗喷头20或涂覆喷头60对准晶圆200。
本实用新型实施例还提供了一种基于上述各实施例中的图形显影装置100的显影方法，如图4、图5所示，包括：
步骤S100：将经过图形曝光的晶圆200配置于载台50的固定部51上，向晶圆200表面喷涂显影液。
步骤S200：当晶圆200的光刻胶层201与显影液充分反应后，控制系统控制转动装置52带动固定部51转动。
步骤S300：控制系统控制第一管路输送清洗液300经由第一喷嘴21喷出，同时控制振动装置30的变幅杆33产生第一振幅，清洗液300经过变幅杆33获得声波能量后覆盖晶圆200表面进行冲洗。
步骤S400：冲洗结束后，控制系统控制转动装置52变速转动，对晶圆200进行甩干处理。
在步骤S200中，晶圆200的光刻胶层201被喷涂显影液后，可使晶圆200在静止状态或旋转状态下进行反应，具体方式根据工作需要进行适应性选择。
当晶圆200需要在旋转状态下进行显影时，控制系统控制第二固定安装部70转动至涂覆喷头60与固定部51上的晶圆200预定显影液涂覆位置对准，然后通过转动装置52带动固定部51和晶圆200转动，显影液经由第二管路进入涂覆喷头60中并从第二喷嘴61中喷出，覆盖晶圆200表面，以旋转方式使晶圆200光刻胶层201充分反应。
在步骤S300中，控制系统控制第一固定安装部10转动至冲洗喷头20与固定部51上的晶圆200预定冲洗位置对准，然后通过转动装置52带动固定部51和晶圆200转动，清洗液300(去离子水或超纯水)经由第一管路进入冲洗喷头20中并从第一喷嘴21中喷出，清洗液300与变幅杆33接触后获得声波能量，然后带有声波能量的清洗液300覆盖晶圆200的表面，过量冲洗晶圆200，去除杂质和微小颗粒。
在一个实施例中，控制系统可以先控制振动装置30的变幅杆33产生第一振幅，然后再控制第一管路输送清洗液300经由第一喷嘴21喷出，以使得清洗液300从第一喷嘴21喷出后与变幅杆33接触后获得声波能量；在一个优选的实施例中，控制系统在控制第一管路输送清洗液300经由第一喷嘴21喷出的同时，控制振动装置30的变幅杆33产生第一振幅，这样不仅清洗液300可以获得声波能量，而且可以最大程度的节能并减小振动对装置30的干扰。
在步骤S400中，待冲洗结束后，控制系统控制转动装置52以高-低-高的转速变化配合晶圆200进行甩干处理。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。