CN103838087A - 一种光刻胶做厚的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光刻胶做厚的方法，提供待涂布的半导体晶片，向所述静止状态下的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出RRC，以旋转速度R1旋转所述的半导体晶片；增加旋转速度到R2，并向所述的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出光刻胶；降低旋转速度到R3为200RPM～500RPM，旋转5s～15s进行预匀胶；增加旋转速度到R4进行匀胶；降低旋转速度到R5进行边洗；以旋转速度R6对背面进行清洗；以旋转速度R7再次进行边洗；以旋转速度R8甩干清洗溶剂。本发明通过增加了预匀胶步骤，涂布后的半导体晶片，光刻胶厚度可以增加10%～15%。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种光刻胶做厚的方法。
背景技术
半导体制造工艺中，通过一系列的光刻、刻蚀、掺杂、薄膜沉积、平坦化以及清洗等工艺在半导体晶片上形成具有各种功能的集成电路，其中，用于定义刻蚀或掺杂区域的光刻工艺起着十分重要的作用。
在光刻工艺中，首先在半导体晶片上形成光刻胶层；然后将该光刻胶层进行烘烤后置于曝光设备中，通过曝光工艺对所述光刻胶层进行曝光，将掩模板上的图案转移到光刻胶层中；接着对曝光后的光刻胶层进行曝光后烘烤，并通过显影工艺进行显影，在光刻胶层中形成光刻图形。
通常，在制造半导体器件时，半导体衬底上光刻胶的均匀性是非常关键的质量参数。如果所述光刻胶没有被均匀涂覆，则在后续工艺中会导致分辨率差等问题，从而直接影响光刻效果。
通常的光刻胶由三种成分组成：a)、基体材料(也叫树脂)，作为粘合剂，确定了膜的机械特性；b)、增感剂(也叫阻化剂),是一种感光的化合物(PAC)；c)、溶剂(不同于显影液溶剂)，使光刻胶保持液态，但涂在衬底上时会挥发掉。基体材料通常对入射辐射无反应。也就是说，照射下不发生化学变化，但提供了有粘附力和耐腐蚀性的保护层，也确定了抗蚀剂的其它薄膜特性，如厚度、折射性和热流稳定性。
现有技术中的涂布工艺中，所述半导体晶片可以为裸片或者已经具有半导体结构或器件的晶片等，首先向半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出RRC（Resist Reduction Coating，光刻胶减量涂层）；在半导体晶片表面旋涂光刻胶层；匀胶，通过旋转半导体晶片将多余的光刻胶甩出半导体晶片的表面之外，使得半导体晶片表面不同位置的光刻胶厚度一致，并使光刻胶层中的溶剂挥发；进行边洗工艺去除半导体晶片边缘和背面的光刻胶边圈；甩干半导体晶片边缘多余的溶剂。
在涂布光刻胶的过程中，不考虑光刻胶自身的粘度等特性，光刻胶的厚度受匀胶主转速的影响，匀胶主转速与光刻胶厚度的平方成反比，光刻胶所能达到的厚度就很有限。光刻胶用于形成临时图形并且阻挡刻蚀或者注入，如果厚度不够会导致器件参数异常或者可靠性异常。
通过上述的涂布工艺，虽然可以保证光刻胶的厚度一致，但为了获得不同的光刻胶厚度，需要选用不同类型或者粘度的光刻胶，无疑增加了采购的成本和库存的压力，并且由于涂布机机台上管路有限，频繁更换光刻胶，也大大降低了机台的利用率，甚至增加了工艺出错的几率。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种改良的光刻胶涂布工艺，以克服上述缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种光刻胶做厚的方法，对现有的光刻胶涂布工艺进行改良和优化，在匀胶开始前增加了预匀胶这个关键步骤。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的光刻胶做厚的方法，包括以下步骤：
喷RRC：提供待涂布的半导体晶片，向所述静止状态下的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出RRC，以旋转速度R1旋转所述的半导体晶片；
所述的旋转速度R1为1500RPM～2500RPM，旋转时间为0.5s～1.5s；
喷光刻胶：增加旋转速度到R2，并向所述的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出光刻胶；
所述的旋转速度R2为3000RPM～4500RPM，旋转时间为0.1s～1.0s；
预匀胶：降低旋转速度到R3进行预匀胶；
所述的旋转速度R3为200RPM～500RPM，旋转时间为5s～15s；
匀胶：增加旋转速度到R4进行匀胶；
所述的旋转速度R4为1000RPM～3000RPM，旋转时间为10s～25s；
第一次边清洗：降低旋转速度到R5进行边洗；
所述的旋转速度R5为1000RPM～2000RPM，旋转时间为1.5s～3s；
背面清洗：以旋转速度R6对背面进行清洗；
所述的旋转速度R6为1000RPM～2000RPM，旋转时间为3s～7s；
第二次边清洗：以旋转速度R7再次进行边洗；
所述的旋转速度R7为1000RPM～2000RPM，旋转时间为1.5s～3s；
甩干：以旋转速度R8甩干清洗溶剂；
所述的旋转速度R8为1000RPM～2000RPM，旋转时间为5s～10s。
和现有的工艺相比较，本发明增加了预匀胶步骤，采用较低的旋转速度200RPM～500RPM，使光刻胶涂布到半导体晶片上后溶剂均匀蒸发，进入下一步匀胶时光刻胶本身的粘稠程度增加，因此能获得更大的厚度。通过本发明的做厚方法处理后的半导体晶片，光刻胶厚度可以增加10%～15%，具体视光刻胶的种类会有所差别。
具体实施方式
本发明的光刻胶做厚的方法，包括以下步骤：
喷RRC：提供待涂布的半导体晶片，向所述静止状态下的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出RRC，以旋转速度R1旋转所述的半导体晶片；
所述的旋转速度R1为1500RPM～2500RPM，旋转时间为0.5s～1.5s；
喷光刻胶：增加旋转速度到R2，并向所述的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出光刻胶；
所述的旋转速度R2为3000RPM～4500RPM，旋转时间为0.1s～1.0s；
预匀胶：降低旋转速度到R3进行预匀胶；
所述的旋转速度R3为200RPM～500RPM，旋转时间为5s～15s；
匀胶：增加旋转速度到R4进行匀胶；
所述的旋转速度R4为1000RPM～3000RPM，旋转时间为10s～25s；
第一次边清洗：降低旋转速度到R5进行边洗；
所述的旋转速度R5为1000RPM～2000RPM，旋转时间为1.5s～3s；
背面清洗：以旋转速度R6对背面进行清洗；
所述的旋转速度R6为1000RPM～2000RPM，旋转时间为3s～7s；
第二次边清洗：以旋转速度R7再次进行边洗；
所述的旋转速度R7为1000RPM～2000RPM，旋转时间为1.5s～3s；
甩干：以旋转速度R8甩干清洗溶剂；
所述的旋转速度R8为1000RPM～2000RPM，旋转时间为5s～10s。
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
采用现有技术的TEL标准程序，用涂布机对半导体晶片进行涂布光刻胶：
首先，提供半导体晶片，该半导体晶片可以是裸片或者已经具有半导体结构或器件的晶片，该半导体晶片需要涂布光刻胶以便执行光刻工艺。
将该半导体晶片置于晶片支撑台上，支撑台表面具有真空吸盘，通过真空吸盘吸附半导体晶片。
将RRC喷头移动至半导体晶片中央或靠近中央区域的上方位置，并与半导体晶片表面保持一定的距离，当半导体晶片处于静止状态，向半导体晶片表面中央或者靠近中央区域喷出RRC，然后2000RPM旋转支撑台上的半导体晶片1s，在离心力的作用下，使RRC沿半导体晶片的表面向边缘铺开，直至铺满整个半导体晶片的表面，多余的RRC通过旋转甩出半导体晶片的表面。通过在半导体晶片表面先涂RRC，可减少后续工艺中光刻胶在半导体晶片表面流动的阻力，有助于减少光刻胶的用量。
3s内将旋转速度调至3400RPM，将光刻胶喷头移动至半导体晶片中央或靠近中央区域的上方位置，并与半导体晶片表面保持一定的距离，向半导体晶片表面中央或者靠近中央区域喷出光刻胶。
在1s内突然减速至1200RPM，然后1400RPM旋转25s进行匀胶，在离心力的作用下，使光刻胶沿半导体晶片的表面想边缘铺开，直至铺满整个半导体晶片的表面，多余的光刻胶通过旋转甩出半导体晶片的表面。
将旋转速度调到1500RPM，清洗液喷头移到半导体晶片边侧，向半导体晶片的边缘喷洒清洗液进行边洗2s；维持1500RPM的旋转速度，向半导体晶片的背面喷洒清洗液，对半导体晶片的背面进行清洗5s；维持1500RPM的旋转速度，再次向半导体晶片的边缘喷洒清洗液进行边洗2s；以去除光刻胶沿半导体晶片边缘流向背面造成的污染。
维持1500RPM的旋转速度旋转8s，甩干半导体晶片边缘多余的溶剂，停止旋转，涂胶完成。
实施例2
在现有技术的TEL标准程序基础上增加了预匀胶步骤，用涂布机对半导体晶片进行涂布光刻胶：
首先，提供半导体晶片，该半导体晶片可以是裸片或者已经具有半导体结构或器件的晶片，该半导体晶片需要涂布光刻胶以便执行光刻工艺。
将该半导体晶片置于晶片支撑台上，支撑台表面具有真空吸盘，通过真空吸盘吸附半导体晶片。
将RRC喷头移动至半导体晶片中央或靠近中央区域的上方位置，并与半导体晶片表面保持一定的距离，当半导体晶片处于静止状态，向半导体晶片表面中央或者靠近中央区域喷出RRC，然后2000RPM旋转支撑台上的半导体晶片1s，在离心力的作用下，使RRC沿半导体晶片的表面向边缘铺开，直至铺满整个半导体晶片的表面，多余的RRC通过旋转甩出半导体晶片的表面。通过在半导体晶片表面先涂RRC，可减少后续工艺中光刻胶在半导体晶片表面流动的阻力，有助于减少光刻胶的用量。
3s内将旋转速度调至3400RPM，将光刻胶喷头移动至半导体晶片中央或靠近中央区域的上方位置，并与半导体晶片表面保持一定的距离，向半导体晶片表面中央或者靠近中央区域喷出光刻胶。
在1s内突然减速至1200RPM，然后500RPM旋转11s进行预匀胶，使光刻胶涂布到半导体晶片上后溶剂均匀蒸发，进入下一步匀胶时光刻胶本身的粘稠程度增加。
将旋转速度调到1400RPM旋转25s进行匀胶，在离心力的作用下，使光刻胶沿半导体晶片的表面想边缘铺开，直至铺满整个半导体晶片的表面，多余的光刻胶通过旋转甩出半导体晶片的表面。
将旋转速度调到1500RPM，清洗液喷头移到半导体晶片边侧，向半导体晶片的边缘喷洒清洗液进行边洗2s；维持1500RPM的旋转速度，向半导体晶片的背面喷洒清洗液，对半导体晶片的背面进行清洗5s；维持1500RPM的旋转速度，再次向半导体晶片的边缘喷洒清洗液进行边洗2s；以去除光刻胶沿半导体晶片边缘流向背面造成的污染。
维持1500RPM的旋转速度旋转8s，甩干半导体晶片边缘多余的溶剂，停止旋转，涂胶完成。
对比上述两个实施例，本发明通过增加了预匀胶步骤，采用较低的旋转速度，使光刻胶涂布到半导体晶片上后溶剂均匀蒸发，进入下一步匀胶时光刻胶本身的粘稠程度增加，因此能获得更大的厚度。实施例2的做厚方法处理后的半导体晶片，光刻胶厚度相对于实施例1可以增加10%～15%，具体视光刻胶的种类会有所差别。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种光刻胶做厚的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供待涂布的半导体晶片，向所述静止状态下的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出RRC，以旋转速度R1旋转所述的半导体晶片；
增加旋转速度到R2，并向所述的半导体晶片表面中央或接近中央的区域喷出光刻胶；
降低旋转速度到R3为200RPM～500RPM，旋转5s～15s进行预匀胶；
增加旋转速度到R4进行匀胶；
降低旋转速度到R5进行边洗；
以旋转速度R6对背面进行清洗；
以旋转速度R7再次进行边洗；
以旋转速度R8甩干清洗溶剂。
2.根据权利要求1所述的光刻胶做厚的方法，其特征在于：所述的旋转速度R1为1500RPM～2500RPM，旋转0.5s～1.5s。
3.根据权利要求1所述的光刻胶做厚的方法，其特征在于：所述的旋转速度R2为3000RPM～4500RPM，旋转0.1s～1.0s。
4.根据权利要求1所述的光刻胶做厚的方法，其特征在于：所述的旋转速度R4为1000RPM～3000RPM，旋转10s～25s。
5.根据权利要求1所述的光刻胶做厚的方法，其特征在于：所述的旋转速度R5为1000RPM～2000RPM，旋转1.5s～3s。
6.根据权利要求1所述的光刻胶做厚的方法，其特征在于：所述的旋转速度R6为1000RPM～2000RPM，旋转3s～7s。
7.根据权利要求1所述的光刻胶做厚的方法，其特征在于：所述的旋转速度R7为1000RPM～2000RPM，旋转1.5s～3s。
8.根据权利要求1所述的光刻胶做厚的方法，其特征在于：所述的旋转速度R8为1000RPM～2000RPM，旋转5s～10s。
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