CN104076609A - 光刻胶的涂胶工艺 - Google Patents

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万建安
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Abstract

本发明提供一种光刻胶的涂胶工艺，光刻胶涂布于一晶圆的表面上，晶圆置于一离心机的一真空台盘上，晶圆的上方具有一喷嘴组件，喷嘴组件包括一溶剂喷嘴和一光刻胶喷嘴，涂胶工艺包括步骤：A.溶剂喷嘴移动至晶圆的中心位置上方，吐出光刻胶的溶剂至晶圆上，用于增加后续光刻胶与晶圆之间的粘附性；B.真空台盘带动晶圆作第一次高速旋转，使溶剂喷嘴吐出的溶剂均匀覆盖在晶圆的整个表面上，并且光刻胶喷嘴移动至晶圆的中心位置上方；C.光刻胶喷嘴吐出光刻胶至晶圆上；D.真空台盘带动晶圆作第二次高速旋转，使光刻胶喷嘴吐出的光刻胶均匀覆盖在晶圆的整个表面上。本发明能够降低光刻胶的使用量，改善光刻胶在晶圆上涂布的均匀性。

Description

光刻胶的涂胶工艺
技术领域
本发明涉及半导体制造工艺技术领域，具体来说，本发明涉及一种光刻胶的涂胶工艺。
背景技术
光刻胶主要是由树脂(Resin)、感光剂(Sensitizer)以及溶剂(Solvent)等不同的材料混合而成的。其中，树脂是粘合剂(Binder)；感光剂是一种光活性(Photoactivity)极强的化合物，它在光刻胶内的含量与树脂相当，两者同时溶解在溶剂中，以液态形式保存，以便于使用。负光刻胶在遇光之后会产生链接(CrossLinking)，使其结构加强而不溶于显影剂。正光刻胶本身难溶于显影剂，但遇光之后会离解成一种易溶于显影液的结构。
传统的光刻胶涂胶过程一般可分为两个阶段：第一阶段，将稀释好的胶液滴入基底上表面中心位置，启动离心机，先慢速转动，直至胶液均匀流动覆盖住整个基底上表面；第二阶段将离心机的转速提高(3000至5000转/分)，使胶液在高速转动的强离心力作用下迅速流动成膜，待胶液中的稀释剂迅速挥发后，一定厚度的胶层即已形成并固化，最后关闭离心机，涂胶结束。
在上述离心涂胶的第一阶段，惯性力起主导作用，胶液的粘度不足以约束流体微团的混乱运动，流动处于紊流状态；在第二阶段，粘滞力起主导作用，流体微团受粘滞力的约束，处于层流状态。涂胶的厚度是在第二阶段形成的，高转速带来的离心力使胶液产生静压力，它克服了粘滞力，使胶液不断沿径向流动。同时流体微团具有的动能也不断地消耗，当静压力与层流附面层阻力相等时，胶液便不再流动，此刻附着在晶圆表面的光刻胶的厚度即为最终的涂胶厚度。
上述现有技术的不足之处在于：光刻胶消耗量很大，成本太高，有的情况下7毫升都涂不满晶圆表面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光刻胶的涂胶工艺，能够降低光刻胶的使用量，改善光刻胶在晶圆上涂布的均匀性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻胶的涂胶工艺，所述光刻胶涂布于一晶圆的表面上，所述晶圆置于一离心机的一真空台盘上，所述晶圆的上方具有一喷嘴组件，所述喷嘴组件包括一溶剂喷嘴和一光刻胶喷嘴，所述涂胶工艺包括步骤：
A.所述溶剂喷嘴移动至所述晶圆的中心位置上方，吐出所述光刻胶的溶剂至所述晶圆上，用于增加后续所述光刻胶与所述晶圆之间的粘附性；
B.所述真空台盘带动所述晶圆作第一次高速旋转，使所述溶剂喷嘴吐出的所述溶剂均匀覆盖在所述晶圆的整个表面上，并且所述光刻胶喷嘴移动至所述晶圆的中心位置上方；
C.所述光刻胶喷嘴吐出所述光刻胶至所述晶圆上；
D.所述真空台盘带动所述晶圆作第二次高速旋转，使所述光刻胶喷嘴吐出的所述光刻胶均匀覆盖在所述晶圆的整个表面上。
可选地，在步骤A中，所述溶剂的用量为1.95～2.05毫升。
可选地，在步骤B中，所述真空台盘带动所述晶圆作第一次高速旋转的转速为2500～3500转/分钟。
可选地，在步骤C中，所述光刻胶的最小用量为0.9毫升。
可选地，在步骤D中，所述真空台盘带动所述晶圆作第二次高速旋转的转速为3000～5000转/分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过在光刻胶的涂布之前，增加了一步预润湿的步骤，即先用溶剂对晶圆表面进行润湿，增加光刻胶与晶圆之间的粘附性(即预增粘)，从而减少了后续匀胶过程中光刻胶的消耗量。
相较于传统的方法使用少量的光刻胶根本不能涂遍整个晶圆，本发明的方法能够仅用少量的光刻胶就可在晶圆上完成涂布并且均匀性也很好。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为本发明一个实施例的光刻胶的预增粘涂胶工艺的流程图；
图2至图5为本发明一个实施例的光刻胶的预增粘涂胶工艺的设备操作示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
图1为本发明一个实施例的光刻胶的预增粘涂胶工艺的流程图；图2至图5为本发明一个实施例的光刻胶的预增粘涂胶工艺的设备操作示意图。需要注意的是，这些附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
请参考图1并结合图2至图5一起来理解，在本发明的涂胶工艺中，光刻胶被涂布于一晶圆101的表面上。该晶圆101置于一离心机(未图示)的一真空台盘102上。晶圆101的上方具有一喷嘴组件103，该喷嘴组件103包括一溶剂喷嘴104和一光刻胶喷嘴105。该涂胶工艺包括可以步骤：
首先，执行步骤S101，溶剂喷嘴104移动至晶圆101的中心位置上方，吐出光刻胶的溶剂至晶圆101上，用于增加后续光刻胶与晶圆101之间的粘附性。在本实施例中，该晶圆101的尺寸可以示例性地为6英寸。此时，在本步骤中，该溶剂的用量可以为1.95～2.05毫升，优选2毫升。
接着，执行步骤S102，真空台盘102带动晶圆101作第一次高速旋转，使溶剂喷嘴104吐出的溶剂均匀覆盖在晶圆101的整个表面上，并且光刻胶喷嘴105移动至晶圆101的中心位置上方。在本步骤中，该真空台盘102带动晶圆101作第一次高速旋转的转速可以为2500～3500转/分钟，优选3000转/分钟。
然后，执行步骤S103，光刻胶喷嘴105吐出光刻胶至晶圆101上。在本步骤中，该光刻胶的用量比传统的方法得以大大减少。例如对于现有技术中7毫升都涂不满晶圆表面的一款产品，采用本发明的方法后，光刻胶的用量可以减为1.4毫升(正负误差0.01毫升)。而对于普通产品，每次涂布的光刻胶的最小用量可以低至0.9毫升(正负误差0.01毫升)。
最后，执行步骤S104，真空台盘102带动晶圆101作第二次高速旋转，使光刻胶喷嘴105吐出的光刻胶均匀覆盖在晶圆101的整个表面上，形成薄膜。在本步骤中，真空台盘102带动晶圆101作第二次高速旋转的转速可以为3000～5000转/分钟。
根据如上描述，本发明为降低生产的成本，在涂胶工艺上不断改进，从原来传统的涂胶工艺到预增粘的涂胶(PEAC，Pre-Enhance Adhere Coating)工艺。与现有技术相比，对于同一款产品，每片晶圆所需光刻胶的用量可以从传统的例如7毫升递减到PEAC工艺的1.4毫升。由于光刻胶的价格昂贵，采用PEAC工艺后将大量节约成本。
本发明的PEAC工艺是建立在传统的涂胶工艺基础上，通过预增加粘附性(预增粘)来降低光刻胶使用量的新型涂胶工艺方法。通常甩胶之后在晶圆上的光刻胶只能保留1％以下，其余在甩胶时都飞离出了晶圆。采用PEAC工艺后在涂布前加了一步预润湿(溶剂)，即先用溶剂对晶圆表面进行润湿，从而增加光刻胶与晶圆之间的粘附性，进而减少了匀胶过程中光刻胶的消耗量。
本发明通过在光刻胶的涂布之前，增加了一步预润湿的步骤，即先用溶剂对晶圆表面进行润湿，增加光刻胶与晶圆之间的粘附性(即预增粘)，从而减少了后续匀胶过程中光刻胶的消耗量。
相较于传统的方法使用少量的光刻胶根本不能涂遍整个晶圆，本发明的方法能够仅用少量的光刻胶就可在晶圆上完成涂布并且均匀性也很好。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光刻胶的涂胶工艺，所述光刻胶涂布于一晶圆(101)的表面上，所述晶圆(101)置于一离心机的一真空台盘(102)上，所述晶圆(101)的上方具有一喷嘴组件(103)，所述喷嘴组件(103)包括一溶剂喷嘴(104)和一光刻胶喷嘴(105)，所述涂胶工艺包括步骤：
A.所述溶剂喷嘴(104)移动至所述晶圆(101)的中心位置上方，吐出所述光刻胶的溶剂至所述晶圆(101)上，用于增加后续所述光刻胶与所述晶圆(101)之间的粘附性；
B.所述真空台盘(102)带动所述晶圆(101)作第一次高速旋转，使所述溶剂喷嘴(104)吐出的所述溶剂均匀覆盖在所述晶圆(101)的整个表面上，并且所述光刻胶喷嘴(105)移动至所述晶圆(101)的中心位置上方；
C.所述光刻胶喷嘴(105)吐出所述光刻胶至所述晶圆(101)上；
D.所述真空台盘(102)带动所述晶圆(101)作第二次高速旋转，使所述光刻胶喷嘴(105)吐出的所述光刻胶均匀覆盖在所述晶圆(101)的整个表面上。
2.根据权利要求1所述的光刻胶的涂胶工艺，其特征在于，在步骤A中，所述溶剂的用量为1.95～2.05毫升。
3.根据权利要求2所述的光刻胶的涂胶工艺，其特征在于，在步骤B中，所述真空台盘(102)带动所述晶圆(101)作第一次高速旋转的转速为2500～3500转/分钟。
4.根据权利要求3所述的光刻胶的涂胶工艺，其特征在于，在步骤C中，所述光刻胶的最小用量为0.9毫升。
5.根据权利要求4所述的光刻胶的涂胶工艺，其特征在于，在步骤D中，所述真空台盘(102)带动所述晶圆(101)作第二次高速旋转的转速为3000～5000转/分钟。
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