CN102024687B - 一种提高涂胶产能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及集成电路制造硅片处理技术，具体来说是一种提高涂胶产能的方法，解决现有技术中对硅片喷涂的产能低等问题。首先将加工载体硅片置于承片台上；然后将涂胶胶嘴从与硅片一端对应的起始位置处开始涂胶，涂胶胶嘴喷涂感光胶同时，在一平面内做二维往复扫描运动，至与硅片另一端对应的结束位置处，使硅片表面均匀涂胶；本发明采用喷雾式涂胶胶嘴沿X、Y轴向曲折往复行走，减小涂胶胶嘴在硅片外围的扫描路径，提高涂胶产能。

Description

一种提高涂胶产能的方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造硅片处理技术，具体来说是一种提高涂胶产能的方法。

背景技术

半导体领域光刻工艺通过曝光的方法把掩膜板上的图形转移到涂覆于硅片表面的光刻胶上，然后通过显影、刻蚀等工艺将图形最终转移到晶圆上。光刻工艺直接决定了半导体集成电路的特征尺寸，是半导体领域的关键技术。

光刻工艺中需要将光刻胶均匀的涂覆在硅片上，才进行曝光工艺。光刻胶涂覆的均匀性直接影响光刻的良率，常用的涂胶方法采用柱式胶嘴，涂胶过程中，柱式胶嘴静止不动，硅片在感光胶通过胶嘴注入到硅片表面过程中维持一定转速转动或者静止，待感光胶注入完成后，再以一定转速摊开感光胶，分别称为旋涂方式和静涂方式。在硅片涂覆感光胶粘度较大，且在硅片上有图形落差的时候，依靠感光胶离心力来涂胶，胶膜成形后会产生较大的误差，甚至在图形较为密集的部位感光胶面下会残留空隙。

与旋涂方法相比，喷涂方法的产能低很多，这也是光刻胶喷涂工艺的最大缺点，提高涂胶工艺产能变得极为迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高喷胶产能的方法，解决现有技术中对硅片喷涂的产能低等问题。

本发明的技术方案是：

一种提高涂胶产能的方法，包括如下步骤：

第一步，将加工载体硅片置于承片台上；

第二步，将涂胶胶嘴从与硅片一端对应的起始位置处开始涂胶，涂胶胶嘴喷涂感光胶同时，在一平面内做二维往复扫描运动，至与硅片另一端对应的结束位置处，使硅片表面均匀涂胶；

在往复扫描运动过程中的移动拐点，通过以下公式(1)、(2)、(3)、(4)来确定：

$x_0=x_c-(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})---\left(1\right)$

x_n＝x₀+x_p×n             (2)

$y_{S\_n}=y_c+{(-1)}^n\sqrt{{(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})}^2-{(x_0+x_p\×n)}^2}---\left(3\right)$

$y_{O\_n}=y_c+{(-1)}^{n+1}\sqrt{{(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})}^2-{(x_0+x_p\×n)}^2}---\left(4\right)$

d_f是涂胶喷涂在硅片上形成的斑圈直径，d_w是待喷涂硅片的直径，x_c，y_c是指硅片圆心在坐标系的坐标，x₀是胶嘴初始位置时x轴坐标，x_n是胶嘴在第n步时x轴坐标，x_p是指步距，n是指胶嘴扫描过程中所处的任意一步；(x_n，y_{S_n})是第n次沿y方向扫描时y方向的起始点坐标，(x_n，y_{O_n})是第n次沿y方向扫描时y方向的终止点坐标。

所述的提高涂胶产能的方法，第二步中，涂胶胶嘴在涂胶胶臂和胶臂支架的带动下，沿行走轨迹匀速移动。

所述的提高涂胶产能的方法，在涂胶胶嘴扫描过程中，硅片静止不动。

所述的提高涂胶产能的方法，在完成一次喷涂后，硅片根据需要旋转一角度，再进行下一次喷涂。

本发明的优点及有益效果是：

1、半导体行业光刻工艺中需要将光刻胶均匀的涂覆在硅片上，才能进行曝光工艺。本发明喷雾式涂胶胶嘴沿X、Y轴向曲折往复行走，在硅片上均匀涂覆感光胶层，减小涂胶胶嘴在硅片外围的扫描路径，大大提高喷涂胶产能。

2、本发明在硅片上存在凹凸、高落差图形的情况下，仍能够使感光胶均匀涂覆在硅片的表面。

3、本发明在感光胶涂覆后防止将硅片图形沟壑填平，使胶更易附着在硅片表面，加速胶内化学药剂的蒸发，防止厚胶膜内化学品蒸发堆积产生气泡，从而影响胶膜均匀性。

4、本发明喷雾式涂胶胶嘴的采用，可以避免因硅片表面图形落差遗漏涂覆死角问题。

附图说明

图1(a)-(b)是实现本发明方法的示意图。其中，图1(a)为涂胶胶嘴在硅片上方扫描过程示意图；图1(b)为本发明使用的装置示意图。

其中，A是涂胶胶嘴在起始位置；B是涂胶胶嘴在涂胶过程中行走轨迹；C是涂胶胶嘴在涂胶结束位置；D是涂胶胶嘴；G是涂胶胶臂；H是胶臂支架；F是硅片；E是硅片旋转方向；I是对硅片加热的热板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方法作详细描述。

如图1(b)所示，本发明方法使用的装置由以下几部分组成：涂胶胶嘴D、涂胶胶臂G、胶臂支架H、硅片F、硅片加热的热板I等，涂胶胶臂G的一端安装涂胶胶嘴D，涂胶胶嘴D用于感光胶的喷出，涂胶胶臂G可以支撑涂胶胶嘴D，能够沿Y轴方向移动涂胶胶嘴D；涂胶胶臂G的另一端安装于胶臂支架H上，胶臂支架H可以支撑涂胶胶臂G，能够沿X轴方向移动涂胶胶臂D。硅片F为被加工载体，设置于涂胶胶嘴D的下方，硅片F底部设置对硅片加热的热板I。

本发明中，涂胶胶嘴D可以为喷雾式涂胶胶嘴。

如图1(a)所示，本发明提高涂胶产能的方法，通过改变涂胶胶嘴D的运行轨迹来实现的，具体过程如下：

第一步，将加工载体硅片F置于承片台上的对硅片加热的热板I上，对硅片F加热90摄氏度；

第二步，将涂胶胶嘴D从涂胶胶嘴在起始位置A处(硅片直径方向的一端)开始涂胶，涂胶胶嘴D喷涂感光胶同时，在涂胶胶臂G和胶臂支架H的带动下，根据涂胶胶嘴在涂胶过程中行走轨迹B(虚线部分)所示路线匀速移动，该速度可以根据胶膜厚度进行调整，在一平面内做二维扫描运动(沿X、Y轴向曲折往复行走)，使涂胶胶嘴D在硅片外围的喷涂路径减小。最后，至涂胶胶嘴在涂胶结束位置C处(硅片直径方向的另一端)结束。根据胶膜厚度要求，可重复沿轨迹喷涂。

本发明方法的关键是涂胶胶嘴D在硅片上方运行轨迹的计算。本发明中，移动拐点通过以下公式(1)、(2)、(3)、(4)来确定：

喷雾式涂胶胶嘴与待涂硅片的高度距离确定后，喷涂在硅片上形成一个直径为d_f的斑圈，待喷涂硅片的直径为d_w；

$x_0=x_c-(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})---\left(1\right)$

x_n＝x₀+x_p×n    (2)

$y_{S\_n}=y_c+{(-1)}^n\sqrt{{(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})}^2-{(x_0+x_p\×n)}^2}---\left(3\right)$

$y_{O\_n}=y_c+{(-1)}^{n+1}\sqrt{{(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})}^2-{(x_0+x_p\×n)}^2}---\left(4\right)$

x_c，y_x是指硅片圆心在坐标系的坐标，x₀是胶嘴初始位置时x轴坐标，x_n是胶嘴在第n步时x轴坐标，x_p是指步距(即：胶嘴在沿y轴向每一步往复行走时，在x方向的移动距离)，n是指胶嘴扫描过程中所处的任意一步；

(x_n，y_{S_n})是第n次沿y方向扫描时y方向的起始点坐标，(x_n，y_{O_n})是第n次沿y方向扫描时y方向的终止点坐标；

本发明中，调整喷雾式涂胶胶嘴与待涂硅片的高度距离，可以确定最终喷涂在硅片上形成的斑圈直径d_f，该值可以根据实际喷涂情况确定，待喷涂硅片的直径d_w一般为6英寸、8英寸或12英寸不等，根据实际所需硅片大小确定。

实施例

在本实施例中，喷雾式涂胶胶嘴与待涂硅片的高度距离＝35mm，待喷涂硅片的直径为d_w＝200mm(8英寸)，最终喷涂在硅片上形成的斑圈直径d_f＝20mm，硅片圆心坐标(x_c，y_c)＝(0，0)。

根据公式(1)x₀＝0-(20/2+200/2)＝-110mm，x_p＝20mm。

本实施例中，胶嘴在涂胶结束位置时，n＝11，x_n＝110，y_{S_n}＝0，y_{O_n}＝0。

本发明在涂胶胶嘴扫描过程中，硅片F静止不动。在完成一次喷涂后，硅片F可沿硅片旋转方向E根据需要旋转一定角度(一般取90°的整倍数，本实施例为90°)，再进行下一次喷涂，直至感光胶均匀涂覆在硅片的表面，达到需要的厚度为止。

一般情况下，d_f要比实际的要大一些，避免因为胶嘴行走过程中转折时，造成胶嘴在硅片边缘停留时间过长，导致此处感光胶膜偏厚。

Claims (4)

1.一种提高涂胶产能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，将加工载体硅片置于承片台上；

第二步，将涂胶胶嘴从与硅片一端对应的起始位置处开始涂胶，涂胶胶嘴喷涂感光胶同时，在一平面内做二维往复扫描运动，至与硅片另一端对应的结束位置处，使硅片表面均匀涂胶；

在往复扫描运动过程中的移动拐点，通过以下公式(1)、(2)、(3)、(4)来确定：

$x_0=x_c-(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})---\left(1\right)$

x_n＝x₀+x_p×n        (2)

$y_{S\_n}=y_c+{(-1)}^n\sqrt{{(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})}^2-{(x_0+x_p\×n)}^2}---\left(3\right)$

$y_{O\_n}=y_c+{(-1)}^{n+1}\sqrt{{(\frac{d_f}{2}+\frac{d_w}{2})}^2-{(x_0+x_p\×n)}^2}---\left(4\right)$

d_f是涂胶喷涂在硅片上形成的斑圈直径，d_w是待喷涂硅片的直径，x_c，y_c是指硅片圆心在坐标系的坐标，x₀是胶嘴初始位置时x轴坐标，x_n是胶嘴在第n步时x轴坐标，x_p是指步距，n是指胶嘴扫描过程中所处的任意一步；(x_n，y_{S_n})是第n次沿y方向扫描时y方向的起始点坐标，(x_n，y_{O_n})是第n次沿y方向扫描时y方向的终止点坐标。

2.按照权利要求1所述的提高涂胶产能的方法，其特征在于，第二步中，涂胶胶嘴在涂胶胶臂和胶臂支架的带动下，沿行走轨迹匀速移动。

3.按照权利要求1所述的提高涂胶产能的方法，其特征在于，在涂胶胶嘴扫描过程中，硅片静止不动。

4.按照权利要求3所述的提高涂胶产能的方法，其特征在于，在完成一次喷涂后，硅片根据需要旋转一角度，再进行下一次喷涂。