專利名稱：光刻機臺、顯影裝置及其顯影方法
技術領域：
本發明涉及光刻工藝，特別涉及顯影步驟所用的裝置。
背景技術：
在制造電子組件時，光刻工藝是最重要的一環。如何將人眼所能識別的布局圖(layout)復制到具有微米納米等級的線路的組件上，需要依賴光刻工藝的好壞。光刻工藝一般包括以下幾個步驟基板清洗、涂布光刻膠、軟烘soft bake)、曝光、顯影，執行后續工藝如硬烘(hard bake)、離子注入、離子處理或刻蝕、去除光刻膠。為了取得更好的光刻效果，根據現有技術改良光刻膠制法，改良步進機的曝光流程，甚至選擇不同的曝光光源。
大部份的改進仍著重于光刻膠組成或曝光前后的步驟，而忽略了顯影步驟對組件帶來的影響。舉例來說，圖1A-1D是現有技術常見的顯影方法。首先如圖1A所示，以平臺(未圖示)支撐基板10，其上表面為一層已曝光的光刻膠11。在基板10上方為顯影液注入器12，其以固定速率由基板10的右端向左端移動，并向基板10上方注入顯影液形成顯影液層14，如圖1B所示。
值得注意的是，由于顯影液注入器12從基板10的右端移動到左端需要一段時間，因此基板10兩端顯影的時間不一樣。基板10越大，則基板10兩端顯影的時間差越大。基板10右端的光刻膠可能已產生過顯影的現象，而基板10左端的光刻膠仍顯影不足。這將造成基板10兩端的臨界尺寸(criticaldimension，CD)不一致，降低了整體工藝的成品率。而這部分損失無法通過改進曝光工藝彌補。
然后如圖1C所示，由去離子水注入器15將水注入到基板10上，同時旋轉基板10使水擴散至邊緣。可以得知，水由基板10的中央擴散至邊緣需要一段時間，造成基板10中央較早沖洗而顯影不足，邊緣較晚沖洗而過顯影。該步驟也使基板10的中央與邊緣臨界尺寸不一致，也降低了整體工藝成品率。
最后，如圖1D所示，卸載離子水注入器15以旋轉(spin on)整塊基板10方式去除基板10上的水分，留下圖案化的光刻膠16。由于在該基板10上制造一道線路結構，通常需要一道以上的光刻工藝，因此，圖1B及圖1C步驟造成臨界尺寸不一致的問題將不斷累積。
因此，如何改善顯影步驟所造成的在基板上的臨界尺寸不一致的問題，以使得基板上的臨界尺寸較為一致，成為需要努力改善的目標。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種顯影裝置及其顯影方法，以避免預顯影的光刻膠過顯影及后顯影的光刻膠顯影不足的問題，并使整片基板的臨界尺寸將趨于一致，大幅提高顯影工藝的成品率。本發明的之一目的，在于提供一種顯影裝置，包括平臺，用以支撐基板，且基板表面具有已曝光的光刻膠層；一流體注入器，相對于基板移動，且在第一時間注入顯影液至基板上以顯影已曝光的光刻膠層，并在第二時間注入流體至基板上以清洗該基板。
本發明的另一目的在于提供一種光刻機臺，包括上述的顯影裝置及一曝光裝置。
本發明的再一目的在于提供一種顯影裝置的顯影方法，該顯影裝置包括用以支撐基板的平臺，基板表面具有已曝光的光刻膠層及流體注入器，并相對于基板移動。該方法包括在第一時間注入顯影液至基板上以顯影已曝光的光刻膠層以及在第二時間注入流體至基板上以清洗基板。
為了更好的理解本發明的上述目的、特征和優點，以下將結合優選實施例和附圖詳細說明。
圖1A-1D是現有技術的顯影工藝示意圖；圖2A-2E是本發明實施例的顯影工藝示意圖；以及圖3A-3C是本發明實施例的流體注入器的結構示意圖。
其中，附圖標記1 平臺； 3 回收槽；10、20 基板； 11、21 已曝光的光刻膠；12 顯影液注入器； 14、24 顯影液層；
15去離子水注入器；16、26圖案化的光刻膠；22流體注入器；22A、22B 子流體注入器；25流體層；31輸出管；32A、32B 輸入管；35A 顯影液儲存槽；35B 流體儲存槽。
具體實施例方式
在本發明實施例中，如圖2A所示，首先以平臺1固定基板20。基板20上方有已曝光的光刻膠21，下方可設置回收槽3以回收未曝光的光刻膠或顯影過程中使用的有機溶劑。在已曝光的光刻膠21上方即本發明的流體注入器20。
圖2B所示是圖2A的俯視圖。基板20的材料包含透光材料(如玻璃、石英或類似的材料)、不透光材料(如硅、陶瓷或類似的材料)、或可撓性材料(如塑料、橡膠、聚酯類、聚烯類、聚酰類或類似的材料或上述的混合)，本發明的實施例是以玻璃基板為例。另外，基板20表面上的結構可以是電路結構或濾光片結構的任何一層。基板20的表面上是已曝光的光刻膠21，且基板20上為一流體注入器22，并相對于基板20移動，以注入一顯影液至基板20上以顯影已曝光的光刻膠21。由基板20的第一端開始注入顯影液，以固定速率移動流體注入器至基板20的第二端。然而，本發明的實施例是以流體注入器22從右端移動至左端為實施例，也可以由左端移動到右端，或從其它端移動到另一端，在此并不限于此。然后如圖2C所示，整片基板20上均勻涂布顯影液層24。流體注入器22注入顯影液至基板20的角度，實質上為45度，然而并不限于此。顯影液的組成視光刻膠而定，舉例來說，較佳地，正光刻膠的顯影液為偏堿性的液體；負光刻膠的顯影液，較佳地，為有機溶劑(如甲苯、苯、丙酮或其它溶劑或上述的混合)。
在解釋后續工藝之前，以下先說明流體注入器22的詳細構造。如圖3A所示，流體注入器22具有數個輸出管31、輸入管32A、32B連接至輸出管31和位于輸入管32A、32B與輸出管31的連接處用以控制流體注入器22注入顯影液或流體的控制閥37。輸入管32A連接至顯影液儲存槽35A，而輸入管32B連接至流體儲存槽。除了圖3A的設計外，流體注入器22也可為圖3B的設計。在圖3B中，流體注入器22分為兩個子流體注入器22A及22B，各自連接至顯影液儲存槽35A及流體注入槽35B，以分別提供顯影液及流體至基板上。雖然圖3B中的子流體注入器22A及22B為交替排列，但也可如圖3C所示，子流體注入器22A及22B并排，或者為二者排列方式的混合搭配。
值得注意的是，若采用圖3A的流體注入器22，最好在執行圖2D的步驟前，先將流體注入器22移開至基板之外，執行一預注入步驟從而將輸出管31殘余的顯影液洗去，以避免后續流體受到顯影液污染。
然后如圖2D所示，流體注入器22注入流體至基板20上形成流體層25清洗基板20，并與注入顯影液時一樣，自基板20的右端以固定速率移動至基板20的左端。本技術領域的技術人員可根據基板大小、要顯影的膜層別(如金屬層包含掃描線、數據線、共通電極、黑矩陣、像素電極或電路結構、介電層包含絕緣層、刻蝕終止層或保護層、有源層包括通道層或歐姆接觸層、有機層包含間隙子、配向控制結構或覆蓋層)、光刻膠種類等參數來調整移動速率。一般而言，流體注入器移動速度是實質上等于80mm/sec，然而，本發明的實施例并不限于此，并且，流體注入器在第一時間的移動速度可實質上與流體注入器在第二時間的移動速度相等或者不等。換句話說，流體注入器在第一時間，從基板的一端移動至另一端所需的時間可實質上與流體注入器在第二時間的移動速度相等或者不等。從基板的一端移動至另一端所需的時間，應視上面所述的理由及設計來變動。而注入流體的時間與注入顯影液的時間可相同或不同，視工藝需要而定。流體注入器22注入顯影液至基板20的角度，實質上小于或等于90度，較佳地，實質上等于45度，然而，并不在此限。一般常見的流體，包含水、空氣或有機溶劑，或上述的組合。若采用水與空氣的組合作為流體，則空氣的體積比例，較佳地為實質上大于水的體積比例。若采用空氣作為流體，則不會形成圖2D所示的流體層25。此步驟為本發明的關鍵步驟，由于先顯影的部份先清洗，可解決現有技術中不同部份其臨界尺寸不同的問題。
最后執行圖2E所示的旋干步驟，去除基板22所殘留的流體并留下圖案化的光刻膠26以完成整個顯影工藝。在此必需說明的是，若圖2D的清洗步驟采用空氣或易干的有機溶劑作為流體，則不太需要執行此旋干步驟。
此外，本發明的顯影裝置可與曝光裝置(未示出)整合成光刻機臺。
另外，必需說明的是，上述實施例所述的基板的移動方向，較佳地是不同于該流體注入器的移動方向，例如流體注入器從第一方向移動至第二方向而基板不動、流體注入器不動而基板從第一方向移動至第二方向、或流體注入器從第一方向移動至第二方向而基板從第二方向移動至第一方向，但不限于此。也可與所述流體注入器的移動方向相同。
雖然以上本發明公開了幾個優選實施例，但是其并不是用以限定本發明，任何所屬技術領域中的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以對本發明作任意的變更與修改。因此本發明的保護范圍應當以下面的權利要求書所限定的范圍為準。
權利要求
1.一種顯影裝置，其特征在于，包括一平臺，用以支撐一基板，所述基板的表面具有一已曝光的光刻膠層；一流體注入器，相對于所述基板移動，且在一第一時間注入一顯影液至所述基板上以顯影所述已曝光的光刻膠層，并在一第二時間注入一流體至所述基板上以清洗所述基板。
2.根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于，所述流體注入器包括至少一輸出管；至少二輸入管連接至所述輸出管，且所述輸入管分別提供所述顯影液及所述流體到所述輸出管；以及一控制閥，位于所述輸出管及所述輸入管的連接處。
3.根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于，所述流體注入器包括多個第一子流體注入器及多個第二子流體注入器，分別提供所述顯示液及所述流體。
4.根據權利要求3所述的顯影裝置，其特征在于，所述第一子流體注入器與所述第二子流體注入器交替排列。
5.根據權利要求3所述的顯影裝置，其特征在于，所述第一子流體注入器與所述第二子流體注入器并排。
6.根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于，所述流體注入器注入所述顯影液或所述流體至所述基板的角度實質上呈45度。
7.根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于，所述流體注入器在第一時間的速度與所述流體注入器在第二時間的速度實質上相同或不同。
8.根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于，所述流體包括水、空氣、有機溶劑或上述的組合。
9.根據權利要求8所述的顯影裝置，其特征在于，所述流體為水與空氣的組合，且空氣的體積比例大于水的體積比例。
10.根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于，所述基板的移動方向與所述流體注入器的移動方向不同。
11.根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于，還包括一回收槽位于所述平臺下。
12.一種光刻機臺，其特征在于，包括權利要求1所述的顯影裝置，和一曝光裝置。
13.一種顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述顯影裝置包括用以支撐一基板的一平臺，所述基板的表面具有一已曝光的光刻膠層及一流體注入器，并相對于所述基板移動，所述方法包括在第一時間注入一顯影液到所述基板上以顯影所述已曝光的光刻膠層；以及在第二時間注入一流體到所述基板上以清洗所述基板。
14.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述流體注入器包括至少一輸出管，以注入所述顯影液或所述流體到所述基板上；至少二輸入管，連接到所述輸出管，且所述輸入管分別提供所述顯影液及所述流體到所述輸出管；以及一控制閥，位于所述輸出管及所述輸入管的連接處。
15.根據權利要求14所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，注入所述顯影液到所述基板上與注入所述流體到所述基板上之間，還包括將所述流體注入裝置移開到所述基板之外并執行一預輸出步驟。
16.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述流體注入器包括多個第一子流體注入器及多個第二子流體注入器，分別提供所述顯示液及所述流體。
17.根據權利要求16所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述第一子流體注入器與所述第二子流體注入器交替排列。
18.根據權利要求16所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述第一子流體注入器與所述第二子流體注入器并排。
19.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述流體注入器注入所述顯影液或所述流體到所述基板的角度實質上呈45度。
20.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，注入所述顯影液到所述基板上的時間與注入所述流體到所述基板上的時間實質上相同或不同。
21.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述流體包括水、空氣、有機溶劑或上述的組合。
22.根據權利要求21所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述流體為水與空氣的組合且空氣的體積比例大于水的體積比例。
23.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，還包括一旋干步驟，以去除所述基板所殘留的流體。
24.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，還包括一回收槽位于所述平臺下。
25.根據權利要求13所述的顯影裝置的顯影方法，其特征在于，所述基板的移動方向與所述流體注入器的移動方向不同。
全文摘要
本發明提供一種顯影裝置及其顯影方法，該裝置包括一平臺，用以支撐一基板，所述基板的表面具有一已曝光的光刻膠層；一流體注入器，相對于所述基板移動，且在一第一時間注入一顯影液至所述基板上以顯影所述已曝光的光刻膠層，并在一第二時間注入一流體至所述基板上以清洗所述基板。從而可預清洗預顯影的光刻膠，從而避免預顯影的光刻膠過顯影及后顯影的光刻膠顯影不足的問題。經過上述的顯影裝置顯影后，整片基板的臨界尺寸將趨于一致，并可大幅改善顯影工藝的成品率。
文檔編號H01L21/02GK1949083SQ20061013802
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月2日 優先權日2006年11月2日
發明者王明山, 曾振助, 鄭雅夫, 林明輝 申請人:友達光電股份有限公司