一種帶自清洗功能的涂膠設(shè)備的制造方法
【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，更具體地說，涉及一種涂膠設(shè)備，該涂膠設(shè)備具有自清洗功能。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體生產(chǎn)和加工中，涂膠設(shè)備必不可少。目前市場上主流的涂膠機(jī)主要有兩種，一種是旋轉(zhuǎn)涂膠的裝置，主要靠高速旋轉(zhuǎn)把光刻膠涂覆均勻。另一種是靠一種光刻膠的噴頭，比如超聲或者霧化的噴頭首先把光刻膠霧化以后噴涂在硅片表面。第一種機(jī)臺(tái)主要適用于表面平整的工件，而第二種是在表面有結(jié)構(gòu)的表面可以實(shí)現(xiàn)在凹凸表面上都比較均勻地涂覆。
[0003]一方面主要是光刻膠隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展，對(duì)光刻膠噴涂的均勻性和效率要求越來越高；另一方面，現(xiàn)在這兩種機(jī)臺(tái)目前都是采用一種常壓下的涂膠腔，多余的膠體會(huì)粘附在腔壁上，需要定期進(jìn)行清理。腔體的維護(hù)(preventive maintenance)非常麻煩，需要占用較多的時(shí)間，導(dǎo)致機(jī)臺(tái)使用率不高，變相地增加了用戶的使用成本。
[0004]同時(shí)，一般的涂膠設(shè)備，所使用的噴頭通常固定，相應(yīng)地，噴頭的噴射范圍也將是一定的，這樣設(shè)計(jì)造成的問題在于:噴頭的噴射范圍并不一定能夠覆蓋待涂膠基板的全局；即使覆蓋了基板的整個(gè)表面，也很難保證涂膠厚度的均勻性。
[0005]所以，面對(duì)日益提高的半導(dǎo)體加工要求，現(xiàn)有的涂膠設(shè)備亟待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了順應(yīng)行業(yè)趨勢，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體涂膠設(shè)備，在真空的工藝腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)噴涂，在較低的壓力下光刻膠可以更好地傳播，噴涂的均勻性更好；同時(shí)，通過追加清洗管路，利用強(qiáng)氧化劑與有機(jī)溶劑的反應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)了涂膠設(shè)備的自清洗功能，大幅度節(jié)省了腔體維護(hù)的耗時(shí)；同時(shí)，運(yùn)動(dòng)的噴嘴或載臺(tái)保證了涂膠的全局性和均勻性。
[0007]上述發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)，有賴于下述技術(shù)方案的實(shí)施:
[0008]一種半導(dǎo)體基板的涂膠設(shè)備，具有密閉的反應(yīng)室，所述涂膠設(shè)備還包括:
[0009]供給嘴，所述供給嘴提供涂膠所用的反應(yīng)藥劑；
[0010]基板載臺(tái)，所述基板載臺(tái)用于承載和固定基板；以及
[0011]洗劑通道；
[0012]其中，所述供給嘴在平行于所述基板載臺(tái)的平面內(nèi)相對(duì)于所述基板載臺(tái)發(fā)生平移，所述洗劑通道內(nèi)通入至少含有一種強(qiáng)氧化劑的清洗藥劑，所述強(qiáng)氧化劑與涂膠完成后剩余的反應(yīng)藥劑發(fā)生反應(yīng)。
[0013]優(yōu)選地，所述涂膠設(shè)備具有抽氣泵，所述抽氣泵在涂膠之前將所述反應(yīng)室抽至真空。
[0014]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述強(qiáng)氧化劑為等離子態(tài)的02。
[0015]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述涂膠設(shè)備還包括等離子發(fā)生器。
[0016]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述清洗藥劑中摻雜有空氣、IS氣或氦氣三者中的一種或幾種。
[0017]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述等離子發(fā)生器為射頻等離子發(fā)生器、變壓器耦合等離子發(fā)生器、感應(yīng)耦合等離子發(fā)生器或遠(yuǎn)程等離子發(fā)生器。
[0018]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述強(qiáng)氧化劑為03。
[0019]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述清洗藥劑中摻雜有SF6。
[0020]進(jìn)一步地，所述供給嘴的數(shù)目為一個(gè)，所述供給嘴為超聲噴嘴，所述超聲噴嘴在水平方向來回往返運(yùn)動(dòng)，所述基板載臺(tái)不會(huì)在水平方向發(fā)生平移。
[0021]可選地，所述供給嘴為壓縮噴嘴，所述壓縮噴嘴設(shè)置在反應(yīng)室頂部的中心位置且不發(fā)生移動(dòng)，所述基板載臺(tái)帶動(dòng)基板旋轉(zhuǎn)，所述基板載臺(tái)在水平面內(nèi)來回往返運(yùn)動(dòng)。
[0022]可選地，所述供給嘴為壓縮噴嘴，所述壓縮噴嘴和所述基板載臺(tái)均在水平面來回往返運(yùn)動(dòng)。
[0023]進(jìn)一步地，所述反應(yīng)藥劑為光刻膠。
[0024]采用本發(fā)明的涂膠設(shè)備，將帶來的好處在于，能夠大幅度提高涂膠的均勻性和全局性，且自帶的清洗功能節(jié)約下來的維護(hù)時(shí)間能夠轉(zhuǎn)化為設(shè)備的生產(chǎn)時(shí)間，提高涂膠設(shè)備的使用率。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明所述涂膠設(shè)備第一實(shí)施例的示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明所述涂膠設(shè)備第二實(shí)施例的示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明所述涂膠設(shè)備第三實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]通過下屬具體實(shí)施例的闡釋，有助于本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員更加全面地知悉本發(fā)明技術(shù)方案的具體內(nèi)容，進(jìn)而完美重現(xiàn)技術(shù)方案中各部分的重要細(xì)節(jié):
[0029]如附圖1中所展示的，是本發(fā)明所述涂膠設(shè)備的第一具體實(shí)施例。在該實(shí)施例中，涂膠設(shè)備提供了一個(gè)密閉的反應(yīng)室101，將涂膠環(huán)境與外界相互隔離。由于該涂膠設(shè)備用于涂膠工藝，該實(shí)施例中所使用的反應(yīng)藥劑為光刻膠，也是涂膠工藝中最常用的反應(yīng)藥劑中的一種。光刻膠通過藥液管路109輸送至供給嘴，更具體地說，是一個(gè)位置固定壓縮噴嘴102，當(dāng)然也可以是高壓噴嘴，將光刻膠噴涂至反應(yīng)室101內(nèi)的基板表面。壓縮噴嘴102設(shè)置在反應(yīng)室101頂部的中心位置，在整個(gè)工藝過程中并不發(fā)生移動(dòng)。
[0030]反應(yīng)室101可以用干泵或氣泵抽成低于一個(gè)大氣壓的真空，本發(fā)明中光刻膠首先在高壓噴嘴或者超聲能量的噴嘴之后，形成霧狀，在較低壓力下霧狀的光刻膠會(huì)更容易自由地?cái)U(kuò)散，因?yàn)榫哂懈L的平均自由程，更容的擴(kuò)散效果可以實(shí)現(xiàn)更好的光刻膠涂覆效果.提高了涂膠的均勻性。
[0031]反應(yīng)室101內(nèi)設(shè)置有用于承載和固定基板的基板載臺(tái)104，該基板載臺(tái)104能夠帶動(dòng)基板一起旋轉(zhuǎn)，并且在水平方向，還能夠來回的移動(dòng)，移動(dòng)的方向與圖1中箭頭所標(biāo)示的移動(dòng)方向一致。壓縮噴嘴102向下噴射的光刻膠能夠覆蓋一定范圍，在基板載臺(tái)104的旋轉(zhuǎn)作用下，光刻膠呈一圈一圈的環(huán)形涂敷至基板表面；在加上基板載臺(tái)104有規(guī)律的左右來回做往返運(yùn)動(dòng)，就能夠?qū)⒐饪棠z高效、均勻的涂布滿整個(gè)基板的表面。
[0032]由于半導(dǎo)體工藝中，工藝處理所使用的藥液，通常來講是有機(jī)溶劑，而這些有機(jī)溶劑在反應(yīng)過程中并不會(huì)被全部消耗掉，所以該實(shí)施例中的涂膠設(shè)備在涂敷處理完成后，必然會(huì)在反應(yīng)室101內(nèi)殘留許多剩余的光刻膠。這些光刻膠本身通常會(huì)具有一定的粘滯性，加之基板載臺(tái)104的旋轉(zhuǎn)，容易使殘留的光刻膠甩至反應(yīng)室101的內(nèi)壁并緊緊的貼附，難以除去。還有一部分光刻膠，會(huì)由于有機(jī)溶劑的揮發(fā)性緣故，以氣相的形態(tài)充斥在反應(yīng)室101內(nèi)，對(duì)未來涂膠工藝的順利進(jìn)行造成影響。因此，在涂敷工藝完成后，有必要想辦法將殘留的有機(jī)溶劑處理干凈，排出反應(yīng)室101，而這對(duì)于以往的涂膠設(shè)備來說，通常是非常困難的。
[0033]而面對(duì)這一問題，該實(shí)施例給出的解決方案是為涂膠設(shè)備增加了一路洗劑通道103，在涂敷工藝完成后由洗劑通道103向涂膠設(shè)備的反應(yīng)室101內(nèi)通入清洗藥劑，清洗藥劑中的氧化劑成分與殘留的有機(jī)溶劑發(fā)生反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，由涂膠設(shè)備的排出系統(tǒng)一并排放至外界。
[0034]具體到上述的第一實(shí)施例，洗劑通道103中所通的清洗藥劑為氧氣和氬氣的混合氣體。為了達(dá)到強(qiáng)氧化劑的目的，有必要在該清洗藥劑進(jìn)入反應(yīng)室101之前，首先對(duì)清洗藥劑進(jìn)行等離子處理，使作為氧化劑成分的氧氣分子轉(zhuǎn)化為氧化性更強(qiáng)的氧氣的等離子態(tài)。所以，在圖1中可以看到，洗劑通道103和反應(yīng)室101之間加裝了一臺(tái)離子發(fā)生器，這個(gè)離子發(fā)生器是通過射頻的方式激發(fā)離子態(tài)的，所以是一臺(tái)射頻離子發(fā)生器105，射頻離子發(fā)生器105的功率可以人為調(diào)節(jié)，從而有助于工作人員控制反應(yīng)的進(jìn)程和速率。
[0035]氧氣分子在激活能量的作用下產(chǎn)生有活性的氧原子，這些活性氧原子能夠與涂膠所使用的有機(jī)溶劑發(fā)生反應(yīng)生成水和二氧化碳。但是，這一機(jī)制尚無前例地，被應(yīng)用于半導(dǎo)體涂膠設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)清洗功能。清洗過程中光刻膠與強(qiáng)氧化劑的反應(yīng)機(jī)理可以用如下的方程式進(jìn)行表示:
[0036]氧氣分子在激活能量的作用下產(chǎn)生含有活性氧原子的等離子:
[0037]O2 = 20+e
[0038]之后是這些活性氧原子與光刻膠發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和水
[0039]0+0rganic (PR) = C02+H20, PR 是光刻膠(Photo Re