用于涂覆有含溶劑涂層的晶圓的烘烤裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于涂覆有含溶劑涂層的晶圓的烘烤裝置，其具有烘烤室，用于晶圓的支持件，用于吹掃氣體的入口，和用于帶有從涂層蒸發(fā)的溶劑的吹掃氣體的排出口。
【背景技術(shù)】
[0002]在用于制造微結(jié)構(gòu)化裝置，例如半導(dǎo)體芯片的工藝中，最初步驟之一是用含溶劑(在某些應(yīng)用中為光刻膠)的涂層涂覆晶圓。這可通過(guò)旋涂，噴涂或其他涂覆工藝來(lái)完成。
[0003]在涂覆步驟之后，預(yù)烘烤或軟烘烤(softbaked)帶有涂層的晶圓以從涂層除去過(guò)量的溶劑。例如，在晶圓被放置在熱的支持件上時(shí)，將其暴露于90至100°C的溫度下30至60秒。如果需要，進(jìn)行軟烘烤的室中的壓力可略微降低到大氣壓力以下。
[0004]在軟烘烤步驟中，溶劑從涂層蒸發(fā)。溶劑必須從進(jìn)行軟烘烤的室中被除去，因?yàn)椴蝗坏脑捤赡茉谑覂?nèi)凝結(jié)。這可能導(dǎo)致溶劑的液滴落到晶圓表面上，這將導(dǎo)致涂層均勻性的擾亂或甚至破壞晶圓上所設(shè)的三維結(jié)構(gòu)。
[0005]然而，簡(jiǎn)單地以避免凝結(jié)的方式從室中除去溶劑是不夠的。此外，還必須使即刻在晶圓上溶劑的濃度盡可能地均勻，因?yàn)檫@里溶劑的量對(duì)溶劑的蒸發(fā)速度有影響。因此，沿著晶圓表面即刻在其表面上的溶劑濃度的梯度將導(dǎo)致軟烘烤步驟之后涂層厚度的局部偏差。
[0006]已知的是在烘烤室中用吹掃氣體(通常是空氣或N2)建立流，其將與溶劑混合并且將它朝向排出開口運(yùn)送。然而，現(xiàn)有技術(shù)的裝置在建立晶圓上蒸發(fā)溶劑的均勻濃度中存在某些缺陷。
[0007]當(dāng)然烘烤過(guò)程也可以經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間和/或在較高溫度下進(jìn)行，這樣它不再被稱為“軟烘烤”而是“烘烤”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種用于涂覆有含溶劑涂層的晶圓的烘烤裝置，這確保了溶劑從涂層中以均勻一致的方式蒸發(fā)并且這避免了溶劑凝結(jié)的問(wèn)題。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種上述類型的烘烤裝置，其中入口的形式為布置在晶圓之上的擴(kuò)散元件，以便吹掃氣體均勻地達(dá)到晶圓的基本上整個(gè)表面上，并且排出口的形式為徑向圍繞擴(kuò)散元件的排出環(huán)并且被布置在烘烤室的頂部。本發(fā)明是基于使吹掃氣體進(jìn)入在其被排出的室的同一側(cè)(即在室的上面)的原理。因此，建立了吹掃氣體流，其首先通常向下且徑向向外然后向上朝向排出口。這種吹掃氣體流的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它可以在接近晶圓的表面上建立均勻的溶劑濃度。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，與所述室的外壁隔開地排出含溶劑的吹掃氣體，使得沒(méi)有凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。更進(jìn)一步地，在晶圓上的頂部，溶劑的濃度最小，因?yàn)樵诖颂幰肓诵迈r的吹掃氣體，從而避免了該處溶劑凝結(jié)的有關(guān)問(wèn)題。
[0010]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，擴(kuò)散元件具有大量分布在擴(kuò)散元件的表面上的入口開口。這確保了吹掃氣體以均勻的方式進(jìn)入到室中。
[0011]擴(kuò)散元件可為具有限定的氣體孔隙度的燒結(jié)板。這樣的板對(duì)于吹掃氣體具有均勻的滲透性，這允許建立進(jìn)入室的均勻吹掃氣體流。
[0012]擴(kuò)散元件也可為在其中通過(guò)蝕刻、激光鉆孔或機(jī)械鉆孔形成入口開口的板。這樣的板可以由金屬板形成，并且入口開口可根據(jù)所期望的圖案和/或具有預(yù)定的橫截面布置，從而可以以期望的方式建立進(jìn)入室的吹掃氣體流。
[0013]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，分配室可配置在擴(kuò)散元件的后面。所述分配室建立一個(gè)容積，其中由吹掃氣體源提供的吹掃氣體的壓力均衡，以便通過(guò)擴(kuò)散元件建立均勻的吹掃氣體流。“后面”在此指的是擴(kuò)散元件背離晶圓支持件的一側(cè)。
[0014]優(yōu)選地，晶圓的徑向朝向排出環(huán)的外側(cè)，從而確保在吹掃氣體在室的頂部被排出之前在整個(gè)晶圓之上徑向流動(dòng)。
[0015]排出環(huán)的直徑可大約與晶圓支持件的直徑一致。這導(dǎo)致了緊湊的設(shè)計(jì)。
[0016]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，在排出環(huán)后面形成環(huán)形排出通道。排出通道用作建立排出環(huán)后面的低壓，其沿著排出環(huán)的整個(gè)圓周上是均勻的，從而確保含溶劑的吹掃氣體的排出速度沿著晶圓支持件的周長(zhǎng)是均勻的。“后面”在此指的是排出環(huán)背離晶圓支持件的一側(cè)。
[0017]優(yōu)選地，排放系統(tǒng)將排出通道與排氣系統(tǒng)連接，排放系統(tǒng)包括多個(gè)在均勻分布的位置處連接到排出通道的排放通道。在此，術(shù)語(yǔ)“排放”指的是將含溶劑的吹掃氣體從排出通道運(yùn)送到排氣系統(tǒng)的系統(tǒng)，并且其包括管道，通道和可能的栗。
[0018]在多個(gè)位置將排氣系統(tǒng)連接到排出通道確保了朝向最近的排放通道的排出通道內(nèi)的流動(dòng)路徑的最大長(zhǎng)度相當(dāng)小，防止沿著從朝向最近的排放通道的排出環(huán)的某個(gè)開口的流動(dòng)路徑形成壓力梯度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，沿著晶圓支持件的周長(zhǎng)設(shè)置額外的向烘烤室的吹掃氣體入口。額外的吹掃氣體的入口在帶有來(lái)自涂層的溶劑的吹掃氣體與所述室的壁之間形成從吹掃氣體形成的“簾”，從而防止溶劑在壁上的凝結(jié)。
[0020]如果期望進(jìn)一步降低溶劑在烘烤室表面處凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，有可能提供一種用于烘烤室的至少一個(gè)表面的加熱系統(tǒng)。這樣的加熱用于加熱排出環(huán)是特別有利的，因?yàn)檫@部分被暴露于烘烤室內(nèi)溶劑的最高濃度并且因此溶劑凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)最高。
[0021]為了加快溶劑從涂層的蒸發(fā)，可將加熱系統(tǒng)并入到晶圓支持件中。
【附圖說(shuō)明】
[0022]現(xiàn)在將參考示出在附圖中的實(shí)施方案描述本發(fā)明，在圖中，
[0023]-圖1以橫截面的形式示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的烘烤裝置；
[0024]-圖2以透視橫截面的形式示意性地示出圖1的烘烤裝置的烘烤室；
[0025]-圖3示意性地示出圖1的烘烤裝置的烘烤室中的吹掃氣體和溶劑的流；和
[0026]-圖4示意性地示出圖1的烘烤裝置的頂部元件的部分的透視圖。
具體實(shí)施方案
[0027]在圖1中，示出烘烤設(shè)備10，其具有用于晶圓14的支持件12。晶圓可為半導(dǎo)體薄片并且設(shè)有含溶劑的薄涂層15。為了引用簡(jiǎn)便，含溶劑的涂層15在下面稱為“抗蝕層”，雖然烘烤設(shè)備10也可用于烘烤其他涂層。
[0028]支持件12被布置在烘烤室16內(nèi)，烘烤室16由底部18，側(cè)壁20和頂部22界定。加熱裝置24結(jié)合到支持件12中以使放置在支持件12上的晶圓可被均勻地加熱。
[0029]可選地，額外的加熱裝置25與側(cè)壁20相連。
[0030]烘烤設(shè)備10的目的通常是在抗蝕層被應(yīng)用于晶圓的表面后蒸發(fā)一部分含在抗蝕層中的溶劑。通過(guò)除去一部分的溶劑，抗蝕層的粘度從適于將抗蝕層應(yīng)用于晶圓的值增加至較好地用于后續(xù)工藝的值。
[0031]為了在烘烤步驟之后，達(dá)到抗蝕層均勻一致的條件，必要的是在整個(gè)晶圓的表面上溶劑的蒸發(fā)速度是均勻的。否則，溶劑在抗蝕層中的濃度將不同，并且因此抗蝕層的性質(zhì)將不同。
[0032]從抗蝕層15蒸發(fā)出的溶劑通過(guò)吹掃氣體(通常是空氣或N2)被從室16除去，吹掃氣體被引入烘烤室16，與蒸發(fā)的溶劑混合并且隨后從室16蒸發(fā)出來(lái)。
[0033]為了引入吹掃氣體，配有入口，其包括布置在室16的頂部22的擴(kuò)散元件30。由于晶圓14通常為圓盤形，擴(kuò)散元件30具有圓形并且與支持件12同中心地布置。
[0034]擴(kuò)散元件30的目的是將作為均勻流從頂部至烘烤室16分布的吹掃氣體均勻地引入。為了這個(gè)目的，擴(kuò)散元件30形成為配有大量入口開口(在圖中不可見)的板，每個(gè)入口開口具有小的橫截面。
[0035]擴(kuò)散元件30可形成為薄金屬板，通過(guò)激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或蝕刻在其中形成入口開口。作為選擇，擴(kuò)散元件30有可能形成為具有限定的氣體孔隙度的燒結(jié)板，使得吹掃氣體流過(guò)燒結(jié)后剩余的洞。
[0036]擴(kuò)散元件30之上(或當(dāng)從支持件觀察時(shí)在擴(kuò)散元件“后面”)，形成分配室，其從吹掃氣體供給裝置34供給吹掃氣體。吹掃氣體供給裝置34將具有控制的壓力的吹掃氣體引入分配室32中，在其中吹掃氣體建立均勻的壓力使得它均勻地流過(guò)擴(kuò)散元件30。
[0037]沿著晶圓支持件12的周長(zhǎng)配有額外的向烘烤室16的吹掃氣體入口 36。