專利名稱：噴涂光刻膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造加工領(lǐng)域，特別涉及一種在半導(dǎo)體襯底上均勻噴涂光刻膠的方法。
背景技術(shù)：
通常，在制造半導(dǎo)體器件時，半導(dǎo)體襯底上光刻膠的均勻性是非常關(guān)鍵的質(zhì)量參數(shù)。如果所述光刻膠沒有被均勻涂覆，則在后續(xù)工藝中會導(dǎo)致分辨率差等問題，從而直接影響光刻效果。用來均勻涂覆光刻膠的方法包括旋涂(Spin Coating)法，旋涂法是在圓盤形支撐體上放置晶圓，并在所述晶圓中央滴落光刻膠之后使基板旋轉(zhuǎn)，從而在離心力的作用下使光刻膠平鋪晶圓表面。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用兩種涂膠方式，靜態(tài)涂膠和動態(tài)涂膠。其中，靜態(tài)涂膠是指， 光刻膠在硅片靜止時被滴在硅片中央，靜止滴膠后，硅片首先低速旋轉(zhuǎn)，使光刻膠均勻鋪開，一旦光刻膠到達硅片邊緣，轉(zhuǎn)速被加速到設(shè)定的轉(zhuǎn)動速度。另一種方法，動態(tài)涂膠是在硅片慢速旋轉(zhuǎn)(例如100-200rpm)時滴膠，這是為了均勻覆蓋硅片，然后加速到設(shè)定的轉(zhuǎn)速。如公開號為CN1206933A的中國專利申請，其公開了光刻膠通過固定在晶片上方一特定位置的噴嘴噴出，而晶片安裝在旋轉(zhuǎn)卡具上并以一額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。不管上述的何種涂膠方式，滴膠噴嘴都是固定位于晶圓的中心位置處噴膠，以離心力平鋪晶圓表面。如圖1所示的光刻膠噴涂方法示意圖。然而，隨著生產(chǎn)工藝進步，光刻膠均勻性指標(biāo)需要進一步提高，配套的光刻膠噴涂工藝技術(shù)參數(shù)需要更加細化。尤其對于大尺寸晶圓，現(xiàn)有的固定噴嘴噴涂光刻膠的方法已完全不能滿足均勻涂覆光刻膠的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種噴涂光刻膠的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的光刻膠噴涂時易出現(xiàn)圖形不完全填充的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種噴涂光刻膠的方法，包括提供待噴涂加工的晶圓；提供噴嘴，用于將光刻膠噴灑在所述晶圓表面上；將噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動并噴灑光刻膠，所述噴嘴從晶圓邊緣的起始位置上方水平移動至晶圓的中心位置上方?？蛇x的，所述晶圓邊緣的起始位置是距圓周至之間區(qū)域的任一位置，所述R 是晶圓半徑?？蛇x的，在噴嘴從晶圓邊緣的起始位置上方水平移動至晶圓的中心位置上方之后，晶圓加速至設(shè)定轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動，對噴涂的光刻膠甩膠。可選的，所述晶圓的設(shè)定轉(zhuǎn)動速度為1500-4000轉(zhuǎn)/分鐘。
可選的，所述噴嘴在晶圓邊緣的起始位置上方與晶圓的中心位置上方懸停預(yù)定時間?？蛇x的，所述懸停預(yù)定時間為0. 5s Is?？蛇x的，所述噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動過程中，晶圓轉(zhuǎn)動?？蛇x的，所述噴嘴以恒定速度沿晶圓半徑方向水平移動，晶圓以恒定轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動。可選的，所述噴嘴沿半徑方向的水平移動速度為30-100毫米/秒?？蛇x的，所述晶圓的恒定轉(zhuǎn)動速度為500-1000轉(zhuǎn)/分鐘?？蛇x的，所述噴嘴以恒定速度沿晶圓半徑方向水平移動，所述噴嘴在晶圓邊緣的起始位置上方時，晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度為rl ；之后，晶圓加速至r2，并以恒定轉(zhuǎn)速r2轉(zhuǎn)動； 當(dāng)所述噴嘴移動至晶圓的中心位置上方時，晶圓減速至終止轉(zhuǎn)動速度r3，所述終止轉(zhuǎn)動速度r3小于r2，所述rl小于r2?？蛇x的，所述晶圓的轉(zhuǎn)動速度rl、r2、r3為500-1000轉(zhuǎn)/分鐘，所述晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度rl <r2，所述晶圓的終止轉(zhuǎn)動速度r3 <r2?？蛇x的，所述噴嘴距離晶圓的高度為4mm-8mm，所述噴嘴的內(nèi)徑為0. 5mm-4mm，所述光刻膠的流速為lml/s-anl/s。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果1、本發(fā)明通過滴膠噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動并噴灑光刻膠，晶圓的轉(zhuǎn)動速度與噴嘴的水平移動速度按照既定工藝參數(shù)來執(zhí)行，解決了光刻膠噴涂時晶圓上圖形(溝槽、孔等)不完全填充的問題，從而保證了晶圓上光刻膠噴涂的均勻性。2、本發(fā)明噴涂光刻膠的方法，噴嘴的移動路徑只需要從晶圓邊緣的起始位置至晶圓的中心位置上方，移動路徑短，節(jié)省了噴涂光刻膠的時間，尤其適用于大尺寸的晶圓。3、本發(fā)明噴涂光刻膠的方法，使噴嘴在起始位置和終止位置時懸停在晶圓上方噴灑光刻膠，在其他位置則以恒定速度從起始位置向終止位置水平移動，這樣既保證了晶圓邊緣處光刻膠的完全填充，又避免了邊緣光刻膠的浪費，提高了光刻膠的利用率。4、本發(fā)明通過對晶圓的轉(zhuǎn)動速度進行動態(tài)調(diào)整，可以靈活應(yīng)對不同尺寸圖形，進一步提高光刻膠涂覆的均勻性，尤其適合大尺寸的晶圓。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中光刻膠噴涂方法示意圖；圖2是本發(fā)明噴涂光刻膠方法的流程示意圖；圖3是本發(fā)明實施方式的噴涂光刻膠方法的示意圖；圖4是本發(fā)明滴膠噴嘴位于晶圓邊緣起始位置的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式
的限制。發(fā)明人經(jīng)過長期實踐發(fā)現(xiàn)，在噴涂光刻膠的過程中，由于晶片上每一點的轉(zhuǎn)動速度、離心力、表面張力等因素的影響，晶片上經(jīng)常存在涂層不均勻的情況。實際上，微觀狀態(tài)下，待噴涂光刻膠的晶圓一般是表面有圖形的，特別是對于具有縱寬比很深的圖形的晶圓，若仍然采用現(xiàn)有技術(shù)中滴膠噴嘴固定于晶圓的中心位置處噴灑光刻膠的技術(shù)，那么，噴灑到晶圓邊緣處圖形的溝槽(trench)、孔(hole)內(nèi)的光刻膠，還未及完全填充該溝槽、孔，就可能因后續(xù)高速旋轉(zhuǎn)甩膠而將該溝槽、孔內(nèi)的光刻膠甩出去，導(dǎo)致不完全填充光刻膠的現(xiàn)象。對于大尺寸的晶圓，這種不完全填充的現(xiàn)象尤其突出。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種噴涂光刻膠的方法，如圖2所示， 包括步驟Si，提供待噴涂加工的晶圓；步驟S2，提供噴嘴，用于將光刻膠噴灑在所述晶圓表面上；步驟S3，將噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動并噴灑光刻膠，所述噴嘴從晶圓邊緣的起始位置上方水平移動至晶圓的中心位置上方。本發(fā)明通過動態(tài)控制滴膠噴嘴，使滴膠噴嘴沿晶圓半徑方向從起始位置上方向終止位置上方移動并噴灑光刻膠。其中，起始位置為靠近晶圓邊緣的一位置，終止位置為晶圓的中心位置。下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。參見圖3和圖4，待噴涂加工的晶圓1被放置在轉(zhuǎn)臺上，其中該晶圓半徑為R，晶圓中心位置為0。滴膠噴嘴2沿晶圓半徑方向水平移動噴灑光刻膠，此時，滴膠噴嘴以一個恒定速度ν水平移動。所述噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動噴灑光刻膠，是指噴嘴從晶圓邊緣的起始位置上方水平移動至晶圓的中心位置0的上方。由于本發(fā)明滴膠噴嘴沿半徑方向水平移動噴灑光刻膠，因此滴膠噴嘴只需要移動將近晶圓半徑R的距離，就完成了晶圓表面光刻膠的涂覆。相對于噴嘴固定于晶圓上方噴灑光刻膠，尤其是大尺寸晶圓，本發(fā)明節(jié)省了噴涂光刻膠的時間，提高了生產(chǎn)效率。所述滴膠噴嘴的起始位置位于靠近晶圓邊緣一位置的上方，本實施例中，所述靠近晶圓邊緣一位置指的是距晶圓圓周約至約之間區(qū)域的任一位置，其中R是晶圓圓
周。如圖4所示，位置A為晶圓半徑上距圓周約處，位置B為晶圓半徑上距圓周約處，
所述靠近晶圓邊緣一位置指的是位置A至B的環(huán)狀區(qū)域中任一位置。所述滴膠噴嘴的終止位置位于晶圓中心0的上方。所述噴嘴在起始位置與終止位置均要懸停一定時間，即，噴嘴在噴灑光刻膠的過程中，在晶圓邊緣的起始位置上方與晶圓的中心位置上方懸停一定時間，在起始位置與終止位置之間則以恒定速度水平移動。結(jié)合上述滴膠噴嘴移動路徑的選擇，本發(fā)明噴涂光刻膠的方法，使噴嘴在起始位置和終止位置時懸停在晶圓上方并噴灑光刻膠，在其他位置則以恒定速度從起始位置向終止位置水平移動，這樣既保證了晶圓邊緣處圖形光刻膠的完全填充，又避免了邊緣光刻膠的浪費，提高了光刻膠的利用率。
以下將提供兩個具體實施例進一步說明本發(fā)明噴涂光刻膠的方法，其中，晶圓轉(zhuǎn)動的同時，所述噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動噴灑光刻膠時，晶圓的轉(zhuǎn)動速度為r。當(dāng)然，本領(lǐng)域人員應(yīng)該了解的，噴嘴沿半徑方向水平移動時，晶圓的轉(zhuǎn)動方式并非用以限定本發(fā)明。實施例1 滴膠噴嘴以一個恒定速度ν從起始位置沿晶圓半徑方向水平移動時，晶圓的轉(zhuǎn)動速度r維持不變。其中噴嘴在起始與結(jié)束位置懸停預(yù)定時間，其他時間以恒定速度ν水平移動。本實施例中，滴膠噴嘴從晶圓的A至B的環(huán)狀區(qū)域中任一位置的正上方沿半徑方向水平移動，至晶圓中心位置0的上方停止，此時晶圓的轉(zhuǎn)動速度為r。在上述移動路徑噴涂光刻膠的過程中，噴嘴首先在起始位置懸停預(yù)定時間，然后以恒定速度ν沿半徑方向水平移動，至晶圓中心位置0上方時再懸停預(yù)定時間，整個噴涂光刻膠(涂膠)的過程結(jié)束。 此時，噴涂的光刻膠覆蓋整個晶圓表面。之后，晶圓的轉(zhuǎn)動速度被瞬時加速至一甩膠設(shè)定轉(zhuǎn)動速度S，在晶圓上獲得均勻的光刻膠膠膜覆蓋層，并甩去多余的光刻膠。本實施例中，滴膠噴嘴在起始位置與終止位置的懸停預(yù)定時間為0. 5s-ls0本實施例中，滴膠噴嘴的水平移動速度為30-100毫米/秒。本實施例中，晶圓的轉(zhuǎn)動速度r為500-1000轉(zhuǎn)/分鐘。本實施例中，晶圓的甩膠設(shè)定轉(zhuǎn)動速度s為1500-4000轉(zhuǎn)/分鐘。本實施例中，滴膠噴嘴距離晶圓的高度為4mm-8mm，噴嘴的內(nèi)徑為0. 5mm-4mm，光刻膠的流速為lml/s-anl/s，噴涂光刻膠的時間為30s-40s。本發(fā)明尤其適合大尺寸晶圓，例如是8寸、12寸，甚至是更大尺寸，例如是20寸的大尺寸晶圓。本實施以8寸晶圓為例，即直徑為200mm的晶圓為例，對該8寸晶圓進行噴涂光刻膠的操作，優(yōu)選的，滴膠噴嘴的水平移動速度為50毫米/秒，晶圓的轉(zhuǎn)動速度r為 1000轉(zhuǎn)/分鐘，晶圓的甩膠設(shè)定轉(zhuǎn)動速度S為1500轉(zhuǎn)/分鐘。實施例2 與實施例1不同之處在于，在滴膠噴嘴水平移動的同時，晶圓的轉(zhuǎn)動速度可根據(jù)晶圓的尺寸以及晶圓上所形成的圖形尺寸進行動態(tài)調(diào)整。所述噴嘴以恒定速度水平移動，所述噴嘴在晶圓邊緣的起始位置上方時，晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度為rl ；之后，晶圓加速至r2，并以恒定轉(zhuǎn)速r2旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動至晶圓的中心位置上方時，晶圓減速至終止轉(zhuǎn)動速度r3。當(dāng)?shù)文z噴嘴以一個恒定速度ν從起始位置沿晶圓半徑方向水平移動時，本實施例中，滴膠噴嘴從晶圓的A至B的環(huán)狀區(qū)域中任一位置的正上方沿半徑方向水平移動，至晶圓中心位置0的上方停止。噴嘴在上述移動路徑噴涂光刻膠的過程中，噴嘴首先在起始位置上方懸停預(yù)定時間，此時晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度為rl，在噴嘴起始位置懸停之后，晶圓的轉(zhuǎn)動速度瞬時增速至 r2，隨著滴膠噴嘴水平移動，到達晶圓中心位置之后，晶圓的轉(zhuǎn)動速度又降低，此時晶圓的終止轉(zhuǎn)動速度為r3，然后噴嘴在終止位置懸停預(yù)定時間。經(jīng)過上述步驟之后，滴膠噴嘴從晶圓的邊緣水平移動至晶圓的中心位置上方，整個噴涂光刻膠(涂膠)的過程結(jié)束，此時噴涂的光刻膠平鋪晶圓表面。
之后，晶圓由終止轉(zhuǎn)動速度r3瞬時加速至一甩膠設(shè)定轉(zhuǎn)動速度s，在晶圓上獲得均勻的光刻膠膠膜覆蓋層，并甩去多余的光刻膠。上述晶圓轉(zhuǎn)動速度rl、r2、r3的設(shè)置，是根據(jù)晶圓的尺寸以及晶圓上所形成的圖形尺寸進行動態(tài)調(diào)整，使晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度rl與晶圓的終止轉(zhuǎn)動速度r3相對于r2較低，即晶圓的轉(zhuǎn)速r2最大，所述晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度rl小于r2，所述晶圓的終止轉(zhuǎn)動速度 r3小于r2。并且，對于邊緣具有縱寬比很深的圖形的晶圓，可以使起始轉(zhuǎn)動速度rl相對r2 更低，這樣可以獲得更好的晶圓邊緣圖形(溝槽、孔)的光刻膠填充效果。本實施例中，滴膠噴嘴在起始位置與終止位置的懸停預(yù)定時間為0. 5s Is。噴嘴在晶圓起始位置上方懸停0. 5s Is之后，晶圓由起始轉(zhuǎn)動速度rl加速至r2。本實施例中，滴膠噴嘴的水平移動速度為30-100毫米/秒。本實施例中，所述晶圓的轉(zhuǎn)動速度rl、r2、r3為500-1000轉(zhuǎn)/分鐘。本實施例中，晶圓的甩膠設(shè)定轉(zhuǎn)動速度s為1500-4000轉(zhuǎn)/分鐘。本實施例中，滴膠噴嘴距離晶圓的高度為4-8mm，噴嘴的內(nèi)徑為0. 5_4mm，光刻膠的流速為1-anl/s，晶圓的直徑為200mm，噴涂光刻膠的時間為30_40s。本發(fā)明尤其適合大尺寸晶圓，例如是8寸、12寸，甚至是更大尺寸，例如是20寸的大尺寸晶圓。本實施以8寸晶圓為例，優(yōu)選的，晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度rl為600轉(zhuǎn)/分鐘，晶圓的轉(zhuǎn)動速度r2為1000轉(zhuǎn)/分鐘，晶圓的終止轉(zhuǎn)動速度r3為800轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明通過對晶圓的轉(zhuǎn)動速度進行動態(tài)調(diào)整，可以靈活應(yīng)對不同尺寸圖形，進一步提高光刻膠涂覆的均勻度，尤其適合大尺寸的晶圓。且滴膠噴嘴的移動路徑短，僅約為晶圓半徑R的距離，這樣，可節(jié)約噴涂光刻膠的時間，以及節(jié)約光刻膠材料。以上實施例所提供的工藝方法，是以目前的主流半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)線給出的優(yōu)選實施方式，并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解的是，可根據(jù)不同生產(chǎn)線的需要， 使用不同的材料、工藝參數(shù)實現(xiàn)本發(fā)明。采用本發(fā)明實施例的上述方法，在噴灑光刻膠時，通過將滴膠噴嘴從晶圓的邊緣位置處向晶圓中心移動，可有效保證位于晶圓邊緣處圖形(如溝槽、孔等)獲得充分的光刻膠填充，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的光刻膠填充不完全的問題。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.噴涂光刻膠的方法，其特征在于 提供待噴涂加工的晶圓；提供噴嘴，用于將光刻膠噴灑在所述晶圓表面上；將噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動并噴灑光刻膠，所述噴嘴從晶圓邊緣的起始位置上方水平移動至晶圓的中心位置上方。
2.如權(quán)利要求1所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述晶圓邊緣的起始位置是距圓周至IA之間區(qū)域的任一位置，所述R是晶圓半徑。
3.如權(quán)利要求1所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，在噴嘴從晶圓邊緣的起始位置上方水平移動至晶圓的中心位置上方之后，晶圓加速至設(shè)定轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動，對噴涂的光刻膠甩膠。
4.如權(quán)利要求3所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述晶圓的設(shè)定轉(zhuǎn)動速度為 1500-4000 轉(zhuǎn) / 分鐘。
5.如權(quán)利要求1所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述噴嘴在晶圓邊緣的起始位置上方與晶圓的中心位置上方懸停預(yù)定時間。
6.如權(quán)利要求5所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述懸停預(yù)定時間為0.5s Is0
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動過程中，晶圓轉(zhuǎn)動。
8.如權(quán)利要求7所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述噴嘴以恒定速度沿半徑方向水平移動，晶圓以恒定轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動。
9.如權(quán)利要求8所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述噴嘴沿半徑方向的水平移動速度為30-100毫米/秒。
10.如權(quán)利要求8所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述晶圓的恒定轉(zhuǎn)動速度為 500-1000 轉(zhuǎn) / 分鐘。
11.如權(quán)利要求1-6任一項所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述噴嘴以恒定速度沿半徑方向水平移動，所述噴嘴在晶圓邊緣的起始位置上方時，晶圓的起始轉(zhuǎn)動速度為 Π ；之后，晶圓加速至r2，并以恒定轉(zhuǎn)速r2轉(zhuǎn)動；當(dāng)所述噴嘴移動至晶圓的中心位置上方時，晶圓減速至終止轉(zhuǎn)動速度r3，所述終止轉(zhuǎn)動速度r3小于r2，所述rl小于r2。
12.如權(quán)利要求11所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述晶圓的轉(zhuǎn)動速度rl、 r2、r3 為 500-1000 轉(zhuǎn) / 分鐘。
13.如權(quán)利要求1所述的噴涂光刻膠的方法，其特征在于，所述噴嘴距離晶圓的高度為 4mm-8mm，所述噴嘴的內(nèi)徑為0. 5mm-4mm，所述光刻膠的流速為lml/s-anl/s。
全文摘要
本發(fā)明提供噴涂光刻膠的方法，提供待噴涂加工的晶圓；提供噴嘴，用于將光刻膠噴灑在所述晶圓表面上；將噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動并噴灑光刻膠，所述噴嘴從晶圓邊緣的起始位置上方水平移動至晶圓的中心位置上方。本發(fā)明通過滴膠噴嘴沿晶圓半徑方向水平移動噴灑光刻膠，晶圓的轉(zhuǎn)動速度與噴嘴的水平移動速度按照既定工藝參數(shù)來執(zhí)行，解決光刻膠噴涂時晶圓上圖形不完全填充的問題。
文檔編號G03F7/16GK102360164SQ201110298508
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者鐘政 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司