專利名稱：光刻膠噴涂裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于半導(dǎo)體光刻工藝中的光刻膠噴涂裝置及其方法。
背景技術(shù)：
光刻工藝是半導(dǎo)體制造技術(shù)中使用的最頻繁、最關(guān)鍵的技術(shù)之一，凡是半導(dǎo)體元件、光電器件等，都需要光刻工藝將所需元件的基本組成單元和線路的掩膜圖形轉(zhuǎn)移到襯底表面的光刻膠圖形上，例如圓片或玻璃基板上。通常光刻的基本工藝包括涂膠、曝光和顯影等三大步驟。涂膠工藝的目的是在圓片表面建立薄而均勻并且沒有缺陷的光刻膠膜。目前典型的光刻膠工藝稱為RRC(Reduced Resist Consumption)涂布或 S-RRC(Super Reduced Resist Consumption)涂布，其采用的噴涂裝置一般包括一個RRC 噴嘴，用于噴射有機(jī)溶劑；一個光刻膠噴嘴，用于噴射光刻膠；一個去邊噴嘴。該噴涂裝置在使用中一般包括如下步驟(1)將RRC噴嘴移至圓片中心，在圓片靜止?fàn)顟B(tài)時噴射有機(jī)溶劑；( 將光刻膠噴嘴移至圓片中心；C3)圓片轉(zhuǎn)動，將表面有機(jī)溶劑從中心甩開；(4)在有機(jī)溶劑向四周散開的同時，提高圓片轉(zhuǎn)速，在圓片中心噴射光刻膠；(5)圓片低速下旋轉(zhuǎn)， 在圓片表面形成特定膜厚，稱為勻膠；(6)使用去邊噴嘴進(jìn)行圓片背面清洗，去邊。然而，在上述步驟1-3過程中，若有機(jī)溶劑未能充分浸潤圓片表面，可能導(dǎo)致噴膠涂布過程中，光刻膠在圓片表面的流動性差，造成圓片上各點的膜厚差異，或光刻膠無法涂布到圓片邊緣部分。另外，在步驟4中，光刻膠是通過泵而噴射至圓片的，該噴膠過程中可能存在如下問題(1)泵管路中存在氣泡，導(dǎo)致噴膠量不足，光刻膠無法覆蓋整片圓片；(2) 泵的工作狀態(tài)和馬達(dá)不同步，噴膠過早或過晚，引起噴膠不良；C3)馬達(dá)高速轉(zhuǎn)動，易產(chǎn)生顆粒等缺陷；(4)對于黏度過大的光刻膠，即使馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)，仍無法將光刻膠均勻涂布在圓片上，導(dǎo)致中心區(qū)域的膠偏厚影響膜厚均勻性；( 由于噴膠時高速轉(zhuǎn)動，對于臺階較高的圓片或有很深溝槽的圓片，光刻膠無法對臺階平坦化，或在溝槽中填入光刻膠。還有一種涂布方式是采用長條形狹縫狀的噴嘴，其長度尺寸接近或略超過圓片直徑，噴嘴在圓片上方，保持圓片靜止，噴嘴從一側(cè)移動到另一側(cè)，同時噴膠進(jìn)行涂布。對于長條形狹縫狀噴嘴，若長度超過圓片直徑，大量光刻膠會噴到圓片以外，尤其是起始和終止位置處，造成浪費(fèi)；如果噴嘴長度小于圓片半徑，在起始和終止職位附近仍有浪費(fèi)，且在移動路徑最大直徑處，圓片邊緣由于光刻膠的流動，膜厚會偏薄。為了解決上述問題，很有必要提供一種改進(jìn)的光刻膠噴涂裝置及其方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的光刻膠噴涂裝置及其方法，其可以降低光刻膠的用量，且能保證圓片膜厚均勻，臺階覆蓋良好。本發(fā)明的目的通過提供以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種光刻膠噴涂裝置，包括并行排列的有機(jī)溶劑噴嘴和至少兩個長度不同的光刻膠噴嘴，有機(jī)溶劑噴嘴和長度較短的光刻膠噴嘴分別位于光刻膠噴涂裝置的兩端。進(jìn)一步地，所述長度較短的光刻膠噴嘴和長度較長的光刻膠噴嘴緊靠在一起并且是相互獨立的，每個光刻膠噴嘴都分別連接有一個單獨設(shè)置的光刻膠供液裝置和氣體供給裝置。再進(jìn)一步地，所述氣體供給裝置提供的氣體是不能與光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的惰性氣體。再進(jìn)一步地，所述兩個長度不同的光刻膠噴嘴的下端是連續(xù)的狹縫狀噴射口，或者是由一排獨立分開的毛細(xì)管端口組成。再進(jìn)一步地，所述長度較長的光刻膠噴嘴的狹縫狀噴射口的寬度或毛細(xì)管端口的直徑自靠近有機(jī)溶劑噴嘴的一側(cè)向靠近長度較短的光刻膠噴嘴一側(cè)呈逐漸增大趨勢。再進(jìn)一步地，所述有機(jī)溶劑噴嘴連接著有機(jī)溶劑供液裝置和霧化發(fā)生裝置。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種利用上述光刻膠噴涂裝置噴涂光刻膠的方法，包括步驟a.將需要噴涂光刻膠的圓片置放在圓片承載臺上；b.將有機(jī)溶劑噴嘴移至圓片中心上方，保持圓片靜止，噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片，然后甩干圓片；c.繼續(xù)噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片，并在圓片表面形成一薄層的有機(jī)溶劑膜；d.將長度較短的光刻膠噴嘴移到圓片邊緣，轉(zhuǎn)動圓片一周，該光刻膠噴嘴噴出的光刻膠涂布在圓片最邊緣；e.再次轉(zhuǎn)動圓片一周，同時長度較長的光刻膠噴嘴噴出光刻膠涂布在圓片內(nèi)側(cè)；f.在光刻膠中的溶劑揮發(fā)固化后，將有機(jī)溶劑噴嘴移到圓片邊緣，噴出非霧狀流體溶劑清洗圓片邊緣外側(cè)的光刻膠。進(jìn)一步地，所述長度較短的光刻膠噴嘴和長度較長的光刻膠噴嘴是獨立控制的， 并且都分別連接有一個單獨設(shè)置的光刻膠供液裝置和氣體供給裝置，在噴射光刻膠前，先由光刻膠供液裝置提供光刻膠至光刻膠噴嘴，然后由氣體供給裝置提供氣壓將光刻膠從光刻膠噴嘴中噴出。再進(jìn)一步地，為涂布較厚的光刻膠厚度，可以重復(fù)步驟d，e, f。再進(jìn)一步地，步驟e中長度較長的光刻膠傾斜一定角度噴出光刻膠至圓片中心附近。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是該光刻膠噴涂裝置及其方法可以將光刻膠有效地涂布在圓片上從而減少光刻膠的浪費(fèi)，并且光刻膠的厚度比較均勻從而能夠保證圓片膜厚均勻。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明光刻膠噴涂裝置的示意圖。圖2是本發(fā)明光刻膠噴涂裝置做有機(jī)溶劑浸潤時的示意圖。圖3是本發(fā)明光刻膠噴涂裝置噴膠時的示意圖。
圖4是本發(fā)明光刻膠噴涂裝置在圓片邊緣做去邊清洗狀態(tài)的截面圖。圖5為本發(fā)明光刻膠噴涂裝置在做有機(jī)溶劑浸潤和噴膠時的截面圖，其顯示了此時光刻膠噴涂裝置的位置。圖6為本發(fā)明光刻膠噴涂裝置在圓片邊緣做去除光刻膠時的截面圖，其顯示了此時光刻膠噴涂裝置的位置。
具體實施例方式本發(fā)明光刻膠噴涂裝置在光刻工藝過程中起著將光刻膠噴涂在圓片表面以便在圓片表面形成均勻的光刻膠膜的關(guān)鍵作用。以下參照附圖用優(yōu)選實施方式來說明本發(fā)明的實現(xiàn)過程和本質(zhì)內(nèi)容所在。參圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實施方式的光刻膠噴涂裝置100呈長條形，其包括并行排列的有機(jī)溶劑噴嘴1及位于有機(jī)溶劑噴嘴1一側(cè)的緊靠在一起的第一光刻膠噴嘴2和第二光刻膠噴嘴3。第一光刻膠噴嘴2的長度較第二光刻膠噴嘴3的長度長，且位于有機(jī)溶劑噴嘴1和第二光刻膠噴嘴3之間。也就是說，有機(jī)溶劑噴嘴1和長度較短的第二光刻膠噴嘴3分別位于光刻膠噴涂裝置100的兩端。雖然第一光刻膠噴嘴2和第二光刻膠噴嘴3緊靠在一起但是它們是相互獨立的，每個光刻膠噴嘴2，3都分別連接有一個單獨設(shè)置的光刻膠供液裝置5和氣體供給裝置6。也就是說每個光刻膠噴嘴2，3的光刻膠供液裝置5和氣體供給裝置6都是獨立控制的。由于第一光刻膠噴嘴2和第二光刻膠噴嘴3都具有儲液功能，因此噴射光刻膠前，先由光刻膠供液裝置5提供光刻膠至光刻膠噴嘴，然后由氣體供給裝置6提供氣壓將光刻膠從第一和第二光刻膠噴嘴2，3中噴出。其中，在光刻膠供液裝置 5向光刻膠噴嘴2，3提供光刻膠后，因為表面張力等的作用，光刻膠不能從光刻膠噴嘴2，3 的噴射口自然流出，必須依靠氣體壓力才能流出或噴出光刻膠。還有，氣體供給裝置6提供的氣體不能與光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，一般是氮氣等惰性氣體。需要注意的是，有機(jī)溶劑噴嘴 1連接著有機(jī)溶劑供液裝置和霧化發(fā)生裝置4，因此有機(jī)溶劑噴嘴1既可以根據(jù)需要噴出霧化有機(jī)溶劑也可以根據(jù)需要噴出非霧狀流體溶劑。第一光刻膠噴嘴2和第二光刻膠噴嘴3的下端是連續(xù)的狹縫狀噴射口，或者是由一排獨立分開的毛細(xì)管端口組成。第一光刻膠噴嘴2的狹縫狀噴射口的寬度或毛細(xì)管端口的直徑不是恒定的，其自靠近有機(jī)溶劑噴嘴1的一側(cè)向靠近第二光刻膠噴嘴3的一側(cè)呈逐漸增大趨勢。相應(yīng)地，請參圖2至圖6所示，本發(fā)明還提供了一種利用上述光刻膠噴涂裝置100 噴涂光刻膠的方法，包括步驟a.將需要噴涂光刻膠的圓片200置放在圓片承載臺上；優(yōu)選實施方式以8英寸圓片為例；b.如圖2和圖5所示，將有機(jī)溶劑噴嘴1移至圓片200中心上方，保持圓片200靜止，噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片200，然后甩干圓片200 ；此時，有機(jī)溶劑噴嘴1的噴出端是向外傾斜一定角度，但是噴出的霧狀有機(jī)溶劑仍可以覆蓋圓片200，另外，圓片承載臺連接有馬達(dá)(未圖示)并且可以按照需求帶動圓片200轉(zhuǎn)動，在該過程中可以清洗掉圓片 200表面上可能存在的顆粒；c.繼續(xù)噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片200，并在圓片200表面形成一薄層的有機(jī)溶劑膜；此時，圓片200處于預(yù)浸潤狀態(tài)，便于光刻膠涂布；d.如圖3和圖5所示，將第二光刻膠噴嘴3移到圓片200邊緣，以小于每分鐘30 轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動圓片200 —周，讓第二光刻膠噴嘴3噴出的光刻膠涂布在圓片200最邊緣；e.再以小于每分鐘30轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動圓片200 —周，讓第一光刻膠噴嘴2噴出光刻膠涂布在圓片200內(nèi)側(cè)；其中第一光刻膠噴嘴2并不在圓片200的中心垂直噴射光刻膠，而是將第一光刻膠噴嘴2最左側(cè)的毛細(xì)管端口，或狹縫狀噴射口最左側(cè)傾斜一定角度，將光刻膠斜方向噴至圓片200中心附近，再流動到圓片200中心，這樣可以避免圓片200中心區(qū)域的光刻膠厚度過大，并且有利于圓片200表面的光刻膠均勻分布；f.圖4和圖6所示，在光刻膠中的溶劑揮發(fā)固化后，將有機(jī)溶劑噴嘴1移到圓片 200邊緣，噴出非霧狀流體溶劑清洗圓片200邊緣外側(cè)的光刻膠；本發(fā)明的有機(jī)溶劑噴嘴1 新增了清洗功能，并且取代了現(xiàn)有技術(shù)中的去邊噴嘴，如此可以簡化光刻膠噴涂裝置，有利于降低生產(chǎn)成本。以上方法可以將光刻膠準(zhǔn)確地噴射在圓片200表面并形成均勻的光刻膠膜，且有效地減少了昂貴的光刻膠的浪費(fèi)，有利于生產(chǎn)成本的降低。第一光刻膠噴嘴2和第二光刻膠噴嘴3分別連接有單獨設(shè)置的光刻膠供液裝置5 和氣體供給裝置6，在噴射光刻膠前，先由光刻膠供液裝置5提供光刻膠至噴嘴，然后由氣體供給裝置6提供氣壓將光刻膠從光刻膠噴嘴中噴出。這樣，光刻膠的噴射被分成了兩步去完成，從而避免了常規(guī)操作中氣泡的影響。另外，由于不同的需求可能要求涂布不同厚度的光刻膠，還有，圓片的表面可能有較高的臺階或很深的溝槽，在這種情況下可以靈活地重復(fù)步驟d，e, f。此外，對于表面沒有圖形的平整圓片，先用有機(jī)溶劑噴嘴1進(jìn)行預(yù)浸潤，之后將第二光刻膠噴嘴3移到圓片中心，采用常規(guī)的旋轉(zhuǎn)涂布方式噴膠，勻膠。在噴膠結(jié)束后，將有機(jī)溶劑噴嘴1移到圓片中心上方噴出霧狀的有機(jī)溶劑，減慢光刻膠中溶劑的揮發(fā)速度，提高光刻膠流動性，從而涂布得到更薄的光刻膠厚度。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改進(jìn)、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠噴涂裝置，包括并行排列的有機(jī)溶劑噴嘴和至少兩個長度不同的光刻膠噴嘴，其特征在于有機(jī)溶劑噴嘴和長度較短的光刻膠噴嘴分別位于光刻膠噴涂裝置的兩端。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻膠噴涂裝置，其特征在于所述長度較短的光刻膠噴嘴和長度較長的光刻膠噴嘴緊靠在一起并且是相互獨立的，每個光刻膠噴嘴都分別連接有一個單獨設(shè)置的光刻膠供液裝置和氣體供給裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻膠噴涂裝置，其特征在于所述氣體供給裝置提供的氣體是不能與光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的惰性氣體。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻膠噴涂裝置，其特征在于所述兩個長度不同的光刻膠噴嘴的下端是連續(xù)的狹縫狀噴射口，或者是由一排獨立分開的毛細(xì)管端口組成。
5.如權(quán)利要求4所述的光刻膠噴涂裝置，其特征在于所述長度較長的光刻膠噴嘴的狹縫狀噴射口的寬度或毛細(xì)管端口的直徑自靠近有機(jī)溶劑噴嘴的一側(cè)向靠近長度較短的光刻膠噴嘴一側(cè)呈逐漸增大趨勢。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的光刻膠噴涂裝置，其特征在于所述有機(jī)溶劑噴嘴連接著有機(jī)溶劑供液裝置和霧化發(fā)生裝置。
7.一種利用權(quán)利要求1所述光刻膠噴涂裝置噴涂光刻膠的方法，包括步驟a.將需要噴涂光刻膠的圓片置放在圓片承載臺上；b.將有機(jī)溶劑噴嘴移至圓片中心上方，保持圓片靜止，噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片，然后甩干圓片；c.繼續(xù)噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片，并在圓片表面形成一薄層的有機(jī)溶劑膜；d.將長度較短的光刻膠噴嘴移到圓片邊緣，轉(zhuǎn)動圓片一周，該光刻膠噴嘴噴出的光刻膠涂布在圓片最邊緣；e.再次轉(zhuǎn)動圓片一周，同時長度較長的光刻膠噴嘴噴出光刻膠涂布在圓片內(nèi)側(cè)；f.在光刻膠中的溶劑揮發(fā)固化后，將有機(jī)溶劑噴嘴移到圓片邊緣，噴出非霧狀流體溶劑清洗圓片邊緣外側(cè)的光刻膠。
8.如權(quán)利要求7所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于所述長度較短的光刻膠噴嘴和長度較長的光刻膠噴嘴是獨立控制的，并且都分別連接有一個單獨設(shè)置的光刻膠供液裝置和氣體供給裝置，在噴射光刻膠前，先由光刻膠供液裝置提供光刻膠至光刻膠噴嘴，然后由氣體供給裝置提供氣壓將光刻膠從光刻膠噴嘴中噴出。
9.如權(quán)利要求8所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于為涂布較厚的光刻膠厚度，可以重復(fù)步驟d，e, f。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于步驟e中長度較長的光刻膠傾斜一定角度噴出光刻膠至圓片中心附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光刻膠噴涂裝置及其方法。本發(fā)明提供一種噴涂光刻膠的方法，包括步驟(a)將需要噴涂光刻膠的圓片置放在圓片承載臺上；(b)將有機(jī)溶劑噴嘴移至圓片中心上方，保持圓片靜止，噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片，然后甩干圓片；(c)繼續(xù)噴出霧狀有機(jī)溶劑覆蓋整片圓片，并在圓片表面形成一薄層的有機(jī)溶劑膜；(d)將長度較短的光刻膠噴嘴移到圓片邊緣，轉(zhuǎn)動圓片一周，該光刻膠噴嘴噴出的光刻膠涂布在圓片最邊緣；(e)再次轉(zhuǎn)動圓片一周，同時長度較長的光刻膠噴嘴噴出光刻膠涂布在圓片內(nèi)側(cè)；(f)在光刻膠中的溶劑揮發(fā)固化后，將有機(jī)溶劑噴嘴移到圓片邊緣，噴出非霧狀流體溶劑清洗圓片邊緣外側(cè)的光刻膠。該方法可以降低光刻膠的用量，且能保證圓片膜厚均勻。
文檔編號B05C5/00GK102527574SQ20101057801
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者劉志成, 張辰明, 段天利, 胡駿, 鄒永祥, 黃瑋 申請人:無錫華潤上華科技有限公司