半導(dǎo)體晶片的旋轉(zhuǎn)涂膠方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)和加工領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體集成電路和先進封裝領(lǐng)域中，一種用以在半導(dǎo)體晶片上獲得均勻膠膜的旋轉(zhuǎn)涂膠方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域，涂膠是在半導(dǎo)體晶片上涂敷膠液或鍍薄膜的一種工藝，這種工藝常見于半導(dǎo)體晶片加工的光刻環(huán)節(jié)，光刻處理時需要在晶片表面涂敷光刻膠，理想的要求是表面的光刻膠液應(yīng)當(dāng)厚度均勻、表面平整，這是后續(xù)曝光以及顯影處理得以順利進打的基礎(chǔ)。
[0003]目前公知的，采用旋轉(zhuǎn)涂膠法獲得的光刻膠表面基本能夠滿足傳統(tǒng)工藝對膠膜厚度及均勻性的要求，但隨著摩爾定律的持續(xù)應(yīng)驗，現(xiàn)有的涂膠方法在日益嚴苛的工藝要求面前顯得越來越力不從心了。其最大的問題之一在于，通過傳統(tǒng)涂膠方法獲得的膠膜表面呈現(xiàn)出明顯的“W”形貌，即位于晶片中心區(qū)域以及邊緣區(qū)域的膠膜厚度比位于中心和邊緣之間區(qū)域的膠膜厚度厚，導(dǎo)致膠膜整體厚度均勻性差。
[0004]參考圖1能夠?qū)Υ擞懈羁痰睦斫?晶片101經(jīng)過傳統(tǒng)涂膠方法涂膠后，在表面形成了一層“W”型膠膜102，中心和兩邊的膠液堆積較多，而其他區(qū)域相對平整。中心位置的膠液隆起是由于，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)涂膠方法，涂膠頭往往對準晶片101的中心進行涂敷，典型的如日本東京毅力株式會社在中國申請的專利CN20091025219.1，在其附圖8中詳盡的揭示了這種中心滴膠的涂膠方法，而晶片101在旋轉(zhuǎn)時中心位置線速度低，離心力小，造成晶片101的中心位置處堆積的高粘度光刻膠不易被甩開，最終導(dǎo)致涂敷結(jié)束后晶片101中心位置處的膠膜102高于周邊；而造成晶片101邊緣區(qū)域處的膠膜102變厚的原因是，大量的光刻膠最終被甩至晶片101的邊緣，高速旋轉(zhuǎn)造成邊緣的氣流流速很大，加上光刻膠溶劑揮發(fā)等其他因素的共同作用，使邊緣的膠液越聚越多，導(dǎo)致涂膠過程結(jié)束后晶片101邊緣位置處的膠膜102高企。在上述兩方面原因的綜合作用下，側(cè)視晶片101即可看到膠膜102所呈現(xiàn)出的“W”形貌。
[0005]“W”形貌的出現(xiàn)說明晶片涂膠厚度不均勻，如果置之不理，隨著加工工序的推進，不僅會嚴重影響終端產(chǎn)品的質(zhì)量，對加工設(shè)備自身的損傷也同樣不可小覷！

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明即是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)致的缺陷提出的，其目的在于，使晶片在經(jīng)過涂膠工藝處理后不會在晶片中心和晶片邊緣處形成高企的膠峰導(dǎo)致膠層“W”形貌的出現(xiàn)，最終獲得膠層表面平坦、各處膠層厚度均一的晶片。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種改進的涂膠方法，具體如下:
[0008]一種半導(dǎo)體晶片的涂膠方法，采用晶片旋轉(zhuǎn)的方式，由涂膠頭向晶片表面涂敷膠液，包括:
[0009]首次涂膠工序，在所述首次涂膠工序中，所述涂膠頭偏離所述晶片的中心0，所述涂膠頭與所述晶片的中心0之間的水平距離為rl，所述rl為定值且小于所述晶片的半徑R，所述涂膠頭在所述晶片表面涂敷形成第一膠層；
[0010]再次涂膠工序，在所述再次涂膠工序中，所述涂膠頭偏離所述晶片的中心0，所述涂膠頭與所述晶片的中心0之間的水平距離為r2，所述r2為定值且小于所述晶片的半徑R，所述涂膠頭在所述第一膠層表面涂敷形成第二膠層；
[0011]其中，所述第一膠層的膠液和所述第二膠層的膠液通過所述晶片的旋轉(zhuǎn)作用攤開并鋪滿晶片表面。
[0012]進一步地，在所述首次涂膠工序和所述再次涂膠工序之間，對所述第一膠層進行減薄處理，所述第一膠層在經(jīng)過所述減薄處理后在晶片邊緣形成圓環(huán)形凹陷的形貌，所述第一膠層在晶片邊緣位置處的厚度比其他位置處的厚度薄。
[0013]進一步地，所述第二膠層在晶片邊緣位置處的厚度比其他位置處的厚度厚，所述第二膠層與所述第一膠層互補，所述第二膠層的表面為平整均一的水平面。
[0014]可選地，所述減薄處理通過使用洗邊噴嘴向所述第一膠層噴射洗邊液的洗邊工藝來實現(xiàn)，所述洗邊液溶解所述第一膠層的膠液或與所述第一膠層的膠液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而形成所述第一膠層的圓環(huán)形凹陷的形貌。
[0015]進一步地，所述涂膠頭涂敷至晶片表面的、作為第一膠層的膠液的形狀由中間厚、兩邊薄的環(huán)形帶狀擴散并攤平為圓形；所述涂膠頭涂敷至第一膠層表面的、作為第二膠層的膠液的形狀由中間厚、兩邊薄的環(huán)形帶狀擴散并攤平為圓形。
[0016]進一步地,所述rl的范圍為1_ < rl < 50mm,所述r2的范圍為1_ < r2 < 50mm,所述rl和r2的大小由所述膠液的粘度、所述涂膠頭的出膠流速以及所述晶片的轉(zhuǎn)速決定，以保證所述膠液的形狀由中間厚、兩邊薄的環(huán)形帶狀擴散并攤平為圓形。
[0017]進一步地,所述涂膠頭的口徑為X,所述X的范圍為3mm彡X彡10mm ;所述涂膠頭與所述晶片的垂直距離為H，所述Η的范圍為5_ < Η < 30_。
[0018]進一步地，所述洗邊噴嘴的噴射速度為15ml/min — 50ml/min，所述洗邊噴嘴噴射出的洗邊液的形狀為細長條形的液柱，所述液柱的直徑為0.2mm—0.5_。
[0019]進一步地，所述首次涂膠工序進一步包括涂膠過程和甩膠過程；在所述涂膠過程中，所述晶片的轉(zhuǎn)速為20RPM — 300RPM;在所述甩膠過程中，所述晶片的轉(zhuǎn)速為100RPM—7000RPM。
[0020]進一步地，所述再次涂膠工序進一步包括涂膠過程和甩膠過程；在所述涂膠過程中，所述晶片的轉(zhuǎn)速為20RPM — 300RPM;在所述甩膠過程中，所述晶片的轉(zhuǎn)速為100RPM—7000RPM。
[0021]進一步地，在所述減薄處理的過程中，所述晶片的轉(zhuǎn)速為300RPM — 1500RPM。
[0022]本發(fā)明在現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)涂膠法的基礎(chǔ)上，采用二次涂膠工藝，將原有的對心涂膠方式改變?yōu)槠耐磕z，從而消除了 “W”形貌在晶片中心位置處的膠峰；另外，本發(fā)明所述方法進一步通過洗邊工藝使兩次涂膠所形成的膠層實現(xiàn)了互補，從而消除了 “W”形貌在晶片邊緣位置處的膠峰，最終在涂膠工藝完成后獲得了膠層表面平整、厚度均勻晶片。
【附圖說明】
[0023]圖1是采用傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)涂膠法獲得的晶片表面的膠層“W”形貌的示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明所述涂膠方法涉及到的一種涂膠裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明所述涂膠方法進行涂膠時晶片的中心0與涂膠頭之間位置關(guān)系的示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明所述涂膠方法進行減薄處理時的工作示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明所述涂膠方法在【具體實施方式】中進行首次涂膠工序時的工作示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明所述涂膠方法在【具體實施方式】中進行減薄處理時的工作示意圖；
[0029]圖7是本發(fā)明所述涂膠方法在【具體實施方式】中進行再次涂膠工序時的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下將結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明提出的涂膠方法作進一步地說明。根據(jù)下述說明，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢將更加明顯并具體化。需要說明的是，附圖雖然有所簡化，但直觀明了，僅用以輔助說明本發(fā)明技術(shù)方案的目。
[0031]圖2是實施本發(fā)明的涂膠方法時，涉及到的一種涂膠裝置的示意圖。涂膠環(huán)境通常是封閉的，因此該裝置應(yīng)該放入一個密閉的腔室之中進行涂膠，圖中沒有畫出該腔室。該涂膠裝置具有一個支撐基座201，支撐基座201的上方設(shè)置有固定和承載晶片203的晶片固持件，具體來說可以是一個真空吸盤202，該真空吸盤202能夠帶動晶片203繞著旋轉(zhuǎn)軸206旋轉(zhuǎn)。當(dāng)晶片203按要求固定在真空吸盤202上之后，旋轉(zhuǎn)軸206將穿過晶片203的中心0，應(yīng)當(dāng)注意的是，該旋轉(zhuǎn)軸206是一條虛擬的軸。在晶片203的上方設(shè)置有涂膠頭204和洗邊噴嘴205。進行涂膠時，涂膠頭204的位置并不是如傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)涂膠法那樣，設(shè)置在晶片203的中心0的正上方，而是會在水平方向上偏離于晶片203的中心0 —段距離