CN110874018A - 一种光刻胶涂布设备及涂布方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光刻胶涂布设备及涂布方法，所述光刻胶涂布设备包括工作台、边缘研磨模块及喷头模块；通过具有研磨槽的边缘研磨模块，对待研磨半导体衬底的边缘区域进行研磨，以去除位于待研磨半导体衬底的边缘区域的残留光刻胶；在边缘研磨模块进行研磨的同时，通过位于待研磨半导体衬底上方及下方的喷头模块喷涂清洗液，及时有效地去除研磨废料。防止位于半导体衬底边缘区域的光刻胶成为后续工艺中缺陷的产生源，从而提高产品良率。
Description
技术领域
本发明属于半导体集成电路领域，涉及一种光刻胶涂布设备及涂布方法。
背景技术
在半导体集成电路领域中，半导体集成电路中的电路图案，通常是采用光刻工艺制备获得，光刻工艺一直被认为是集成电路制造中最关键的步骤，其在整个工艺过程中需要被多次使用，对产品的质量有着重要的影响。
光刻工艺是一个复杂的过程，主要包括以下步骤：首先在基底上形成待刻蚀薄膜层，再使用涂胶机，在待刻蚀薄膜层上涂布(Coating)光刻胶，光经过具有一定图形的掩膜版照射在光刻胶上使其曝光(Exposure)，而后利用显影液对光刻胶进行显影(Developing)，从而将掩膜版中的图形转移到光刻胶上形成光刻胶图案，最后在光刻胶图案的保护下对待刻蚀薄膜层进行刻蚀(Etch)工艺，从而将光刻胶图案转移到待刻蚀薄膜层中，图形化薄膜层获得电路图案。
现有的半导体集成电路中涂布光刻胶的方法常常采用旋转涂布法，如图1所示，显示为现有技术中的一种光刻胶涂布设备的结构示意图。通过光刻胶涂布设备将要涂布的光刻胶通过喷嘴200喷涂到半导体衬底500上，光刻胶涂布设备的工作台100通过旋转使涂布的光刻胶在离心力的作用下，将光刻胶均匀的涂布在半导体衬底500上形成光刻胶层600。用旋转涂布法涂布的光刻胶层600的厚度范围可以达到微米至纳米，因此成为半导体集成电路中涂布光刻胶的通用方法，图3显示为采用旋转涂布法涂布光刻胶的示意图。采用旋转涂布法也存在弊端，如由于旋转涂布法是依靠离心力的作用进行的，因此难以避免光刻胶被涂布到半导体衬底500的边缘，同时在重力的作用下，边缘的光刻胶也会流向背面，因此在光刻胶旋转涂布的过程中，需对半导体衬底500的边缘以及背面进行边缘光刻胶去除工艺或者背面光刻胶去除工艺，如图2及图4所示，通过BSR喷嘴300(Backside Rinse，BSR)及EBR喷嘴400(Edge Bevel Rinse，EBR)向半导体衬底500的背面以及边缘喷涂清洗液700，以去除半导体衬底500背面及边缘的光刻胶，但是由于半导体衬底500边缘以及背面进行边缘光刻胶去除工艺或者背面光刻胶去除工艺时，BSR喷嘴300及EBR喷嘴400的位置和角度固定不变，并且位于半导体衬底500边缘的光刻胶厚度均匀度较差，因此导致在EBR及BSR工艺之后，半导体衬底500的边缘依然存在有部分未被去除的光刻胶层600，如图5及图6所示。该部分光刻胶层600，在进行刻蚀工艺后可能依然存在，导致位于光刻胶层600下方的介质膜层如氧化硅层501及氮化硅层502的存在，如图7所示。因此在进行后续工艺过程中(如清洗过程或退火过程等)，位于半导体衬底500边缘的光刻胶层600或位于光刻胶层600下方的氧化硅层501及氮化硅层502由于应力或外力的作用发生破裂及脱落现象，产生杂质503(如由光刻胶层600、氧化硅层501及氮化硅层502所产生的颗粒或碎片)，该部分杂质503可能发生崩溅或坠落到半导体衬底500及与其相近的其他半导体衬底500的表面上，如图8及9所示，造成后续产品的缺陷，影响产品质量。
因此，提供一种光刻胶涂布设备及涂布方法，用于解决光刻胶涂布过程中，半导体衬底边缘残留的光刻胶导致该光刻胶或位于该光刻胶下方的薄膜在进行刻蚀工艺后的工艺过程中(如清洗过程或退火过程)，发生破裂及脱落现象，产生如颗粒或碎片的杂质，崩溅或坠落到半导体衬底的表面上，造成产品的缺陷，影响产品质量的问题实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光刻胶涂布设备及涂布方法，用于解决现有技术中半导体衬底的边缘残留的光刻胶，所引起的一系列质量的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光刻胶涂布设备，包括：
工作台，用于吸附及旋转待研磨半导体衬底，且所述待研磨半导体衬底的边缘区域凸出于所述工作台的边缘；
边缘研磨模块，所述边缘研磨模块包括研磨槽，所述研磨槽用以对所述边缘区域进行研磨；
喷头模块，包括位于所述待研磨半导体衬底下方的第一喷头组件及位于所述待研磨半导体衬底上方的第二喷头组件，通过所述第一喷头组件及第二喷头组件用以向所述待研磨半导体衬底喷涂清洗液。
可选的，所述边缘研磨模块包括旋转边缘研磨模块及固定边缘研磨模块中的一种或组合。
可选的，当所述边缘研磨模块采用所述旋转边缘研磨模块时，所述研磨槽包括环形研磨槽。
可选的，当所述边缘研磨模块采用所述旋转边缘研磨模块时，所述旋转边缘研磨模块的旋转方向与所述待研磨半导体衬底的旋转方向包括相反及相同中的一种或组合，以增强所述边缘研磨模块的研磨效果及耐用性。
可选的，所述边缘研磨模块还包括驱动件，用于驱动所述边缘研磨模块的移动及旋转。
可选的，所述研磨槽的表面包括由平面及曲面所围成的形貌中的一种或组合。
可选的，所述研磨槽的表面包括第一研磨侧面、研磨底面及第二研磨侧面，所述第一研磨侧面及第二研磨侧面形成的所述研磨槽的开口的高度大于所述研磨槽的底面的高度。
可选的，所述第二研磨侧面与所述第一研磨侧面在水平方向上的投影面积不等。
可选的，所述研磨槽的截面形貌包括等腰梯形。
可选的，所述研磨槽具有预设深度，且所述预设深度的范围包括0.2mm～10mm。
可选的，所述研磨槽的开口的高度的范围包括0.6mm～20mm。
可选的，所述研磨槽的底面的高度的范围包括0.3mm～10mm。
可选的，所述边缘研磨模块沿所述研磨槽的对称轴呈轴对称，所述边缘研磨模块在水平方向上的投影的形貌包括直径范围为1mm～30mm的圆形，便于对所述边缘研磨模块的加工以及扩大所述研磨槽的接触面积，增强所述边缘研磨模块的耐用性。
可选的，所述第二喷头组件位于所述待研磨半导体衬底的上方，喷涂的所述清洗液覆盖所述待研磨半导体衬底的上表面；所述第一喷头组件与所述待研磨半导体衬底的背面具有预设夹角，喷涂的所述清洗液覆盖所述边缘区域的背面，提高对所述待研磨半导体衬底的清洗效果。
可选的，所述边缘研磨模块包括Al2O3边缘研磨模块，提高所述边缘研磨模块的耐用性。
可选的，所述光刻胶涂布设备还包括背面处理模块，所述背面处理模块与所述待研磨半导体衬底的背面在预设范围内相接触，用于清洗所述待研磨半导体衬底的背面，进一步扩大对所述待研磨半导体衬底的背面的清洗范围。
可选的，所述背面处理模块包括移动刮刷及固定刮刷中的一种或组合。
可选的，所述光刻胶涂布设备还包括收集槽，所述收集槽用于收集所述清洗液，且所述收集槽的底部包括排液通道。
可选的，所述清洗液包括OK73、PGMEA、PGME及去离子水中的一种或组合。
可选的，所述待研磨半导体衬底自下而上依次包括晶圆基底、介质膜层及光刻胶层，所述介质膜层包括氧化硅层及氮化硅层中的一种或组合。
本发明还提供一种光刻胶涂布方法，包括以下步骤：
S1：提供半导体衬底，通过工作台吸附及旋转所述半导体衬底，且所述半导体衬底的边缘区域凸出于所述工作台的边缘；
S2：在所述半导体衬底的上表面涂布光刻胶；
S3：对涂布有光刻胶的所述半导体衬底进行清洗，形成待研磨半导体衬底；
S4：通过边缘研磨模块中的研磨槽对所述待研磨半导体衬底的边缘区域进行研磨，同时通过喷头模块对所述边缘区域进行清洗，其中，所述喷头模块包括位于所述待研磨半导体衬底下方的第一喷头组件及位于所述待研磨半导体衬底上方的第二喷头组件。
可选的，步骤S3中，所述清洗的过程包括对所述半导体衬底的边缘区域及所述半导体衬底的背面同时进行清洗的过程。
可选的，步骤S3与步骤S4之间还包括采用背面处理模块对所述待研磨半导体衬底的背面的预设范围进行擦拭及清洗的过程，以进一步扩大对所述待研磨半导体衬底的背面的清洗范围。
可选的，所述背面处理模块包括移动刮刷及固定刮刷中的一种或组合。
可选的，所述边缘研磨模块包括旋转边缘研磨模块，且所述旋转边缘研磨模块的旋转方向与所述待研磨半导体衬底的旋转方向包括相反及相同中的一种或组合，以增强所述边缘研磨模块的研磨效果及耐用性。
可选的，所述边缘研磨模块还包括驱动件，用于驱动所述边缘研磨模块的移动及旋转。
可选的，所述研磨槽的表面包括由平面及曲面所围成的形貌中的一种或组合。
可选的，所述清洗的过程中采用的清洗液包括去离子水、OK73、PGME、及PGMEA中的一种或组合。
可选的，所述半导体衬底自下而上依次包括晶圆基底及介质膜层，所述介质膜层包括氧化硅层及氮化硅层中的一种或组合。
如上所述，本发明的光刻胶涂布设备及涂布方法，具有以下有益效果：(1)通过具有研磨槽的边缘研磨模块，对待研磨半导体衬底的边缘区域进行研磨，以去除位于待研磨半导体衬底的边缘区域的残留光刻胶；(2)通过背面处理模块进一步扩大对待研磨半导体衬底的背面的清洗范围；(3)在边缘研磨模块进行研磨的同时，通过位于待研磨半导体衬底上方及下方的喷头模块喷涂清洗液，及时有效地去除研磨废料。降低半导体衬底的边缘区域存在光刻胶的概率，防止该光刻胶在后续工艺中成为缺陷的产生源，从而提高产品质量。
附图说明
图1显示为现有技术中的一种光刻胶涂布设备的部分结构示意图。
图2显示为图1中的光刻胶涂布设备的部分结构示意图。
图3显示为现有技术中的在半导体衬底上涂布光刻胶的示意图。
图4显示为图3中的清洗半导体衬底的边缘及半导体衬底的背面的示意图。
图5显示为图4中清洗后获得的半导体衬底的结构示意图。
图6显示为现有技术中的光刻胶经涂布、清洗、曝光及显影后获得的结构示意图。
图7显示为图6中的经刻蚀工艺后获得的结构示意图。
图8显示为图7中获得的结构经后续工艺产生杂质的结构示意图。
图9显示为图8中获得的产品的结构示意图。
图10显示为本发明中的背面处理模块的工作示意图。
图11显示为本发明中的边缘研磨模块的工作示意图。
图12显示为本发明中的边缘研磨模块的一种剖面结构示意图。
图13显示为本发明中的边缘研磨模块的一种剖面结构示意图。
图14显示为本发明中的边缘研磨模块的一种剖面结构示意图。
图15显示为本发明中的边缘研磨模块的俯视结构示意图。
图16显示为本发明中的光刻胶涂布方法的工艺流程示意图。
元件标号说明
100、110 工作台
200 喷嘴
300 BSR喷嘴
310 第一喷头组件
400 EBR喷嘴
410 第二喷头组件
500、510 半导体衬底
501 氧化硅层
502 氮化硅层
503 杂质
600、610 光刻胶层
700、710 清洗液
810 边缘研磨模块
820 研磨槽
821 第一研磨侧面
822 研磨底面
823 第二研磨侧面
910 背面处理模块
111 收集槽
H1 研磨槽的开口的高度
H2 研磨槽的底面的高度
H3 边缘研磨模块的上表面到第一研磨侧面的高度
D1 预设深度
D2 边缘研磨模块在水平方向上的投影的直径
S1～S4 步骤
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图10至图16。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图10及11所示，本发明提供一种光刻胶涂布设备，主要包括工作台110、第一喷头组件310、第二喷头组件410、边缘研磨模块810、背面处理模块910以及收集槽111。
具体的，所述工作台110用于吸附及旋转半导体衬底510，且所述半导体衬底510的边缘区域凸出于所述工作台110的边缘，将所述半导体衬底510置于所述工作台110的上表面，所述半导体衬底510的背面凸出于所述工作台110的边缘的部分与所述半导体衬底510的背面的面积比的范围小于2/3，以便对所述半导体衬底510的背面进行清洗。所述工作台110的上表面可带有若干均匀分布的气孔或气槽，通过均匀分布的气孔或气槽吸附所述半导体衬底510，避免其滑落导致碎片。所述半导体衬底510的上方还包括喷嘴(未图示)，通过所述喷嘴向所述半导体衬底510的上表面涂布光刻胶，所述光刻胶经所述工作台110的旋转均匀涂布于所述半导体衬底510的上表面，多余的所述光刻胶经离心力的作用被甩出，所述光刻胶自然固化后形成光刻胶层610。所述边缘研磨模块810，在水平方向上包括一研磨槽，所述研磨槽用以对所述边缘区域进行研磨。所述喷头模块包括位于待研磨半导体衬底下方的第一喷头组件310及位于所述待研磨半导体衬底上方的第二喷头组件410，通过所述第一喷头组件310及第二喷头组件410用以向所述待研磨半导体衬底喷涂清洗液710。所述收集槽111形成包围所述工作台110、边缘研磨模块810及背面处理模块910的开口腔体，用于收集所述清洗液710，且所述收集槽111的底部还包括排液通道(未图示)，便于所述清洗液710的排除及收集。
作为示例，所述边缘研磨模块810包括旋转边缘研磨模块及固定边缘研磨模块中的一种或组合。
具体的，当所述工作台110进行旋转时，位于所述工作台110上方的被吸附的所述待研磨半导体衬底进行旋转，因此所述边缘研磨模块810可采用固定于所述光刻胶涂布设备中的所述固定边缘研磨模块，即所述边缘研磨模块虽不进行旋转，但满足所述边缘研磨模块810中的所述研磨槽与所述边缘区域产生相对位移。当所述边缘研磨模块810采用所述旋转边缘研磨模块时，所述旋转边缘研磨模块的旋转方向与所述待研磨半导体衬底的旋转方向包括相反及相同中的一种或组合，即所述旋转边缘研磨模块的旋转方向可采用顺时针方向或逆时针方向及由顺时针方向与逆时针方向组合形成的旋转方式中的一种，且满足所述旋转边缘研磨模块与所述工作台110的旋转速度不等，即使得所述研磨槽与所述边缘区域产生相对位移，从而实现所述旋转边缘研磨模块对所述边缘区域的研磨。所述旋转边缘研磨模块的旋转角度的范围包括0°～360°，所述研磨槽包括环形研磨槽或扇形研磨槽。本实施例中，所述边缘研磨模块810采用与所述工作台110旋转方向相反的所述旋转边缘研磨模块，且所述研磨槽采用环形研磨槽，从而使得所述边缘研磨模块810的所述研磨槽与所述边缘区域进行充分研磨，延长所述边缘研磨模块810的耐用性。在另一实施例中，也可采用其他由所述边缘研磨模块及所述固定研磨模块进行组合所形成的群组中的一种，所述边缘研磨模块810的具体种类、个数及分布，此处不作限制。
作为示例，所述边缘研磨模块810还包括驱动件，用于驱动所述边缘研磨模块810的移动及旋转。
具体的，所述驱动件包括驱动马达，由于所述边缘研磨模块810通过所述研磨槽对所述边缘区域进行研磨，所述边缘研磨模块810中的所述研磨槽需卡在所述边缘区域处，因此所述边缘研磨模块810需进行左右平移，且为便于设备的操作，所述边缘研磨模块810还可进行上下高度的升降，同时由于本发明中采用所述旋转边缘研磨模块，因此可通过所述驱动马达实现对所述边缘研磨模块810的具体位置(包括高度及水平位置)及旋转速度与方向的调整，从而扩大所述边缘研磨模块810的适用范围，本领域技术人员也可根据实际制程需要选择所述驱动件的具体种类及运行方式，此处不作限制。
作为示例，所述研磨槽的表面包括由平面及曲面所围成的形貌中的一种或组合。
具体的，参阅图12，显示为本发明中的边缘研磨模块的一种结构示意图，所述边缘研磨模块810包括一向水平方向延伸的研磨槽820，所述研磨槽820包括第一研磨侧面821、研磨底面822及第二研磨侧面823，所述第一研磨侧面821及第二研磨侧面823与所述研磨底面822的夹角的范围包括95°～175°，以便于扩大所述研磨槽820的开口的高度H1。其中，所述第一研磨侧面821及第二研磨侧面823形成的所述研磨槽820的开口的高度H1大于所述研磨槽820的底面的高度H2，且所述待研磨半导体衬底的厚度介于所述研磨槽820的开口的高度H1与所述研磨槽820的底面的高度H2之间，从而实现所述研磨槽820对所述边缘区域的研磨；所述研磨槽820具有预设深度D1，所述预设深度D1大于所述边缘区域在水平方向上的投影的长度，从而使得所述研磨槽820可包覆所述边缘区域，对所述边缘区域进行研磨。本实施例中，所述第一研磨侧面821、研磨底面822及第二研磨侧面823均采用平面，所述研磨槽820呈轴对称，所述研磨槽820的截面形貌为等腰梯形，即所述第二研磨侧面823与所述第一研磨侧面821在水平方向上的投影面积相等，在另一实施例中，所述第一研磨侧面821、研磨底面822及第二研磨侧面823也可均采用曲面或由平面与曲面组合形成的形貌中的一种，所述第二研磨侧面823与所述第一研磨侧面821在水平方向上的投影面积也可不等，根据实际需要进行选择，以扩大所述边缘研磨模块810的适用范围，参阅图13及14，显示为边缘研磨模块的不同剖面结构示意图。
作为示例，所述研磨槽820的所述预设深度D1的范围包括0.2mm～10mm，所述研磨槽820的开口的高度H1的范围包括0.6mm～20mm，所述研磨槽820的底面的高度H2的范围包括0.3mm～10mm，所述边缘研磨模块810沿所述研磨槽820的对称轴呈轴对称，所述边缘研磨模块810在水平方向上的投影的形貌包括圆形，且所述边缘研磨模块810在水平方向上的投影的直径D2的范围为1mm～30mm，便于对所述边缘研磨模块810的加工以及扩大所述研磨槽820的研磨面积，增强所述边缘研磨模块810的耐用性，如图12及15所示。
具体的，所述边缘区域在水平方向上的投影长度的范围包括1mm～3mm，也可以根据实际需要设置所需的实际范围。所述预设深度D1大于所述边缘区域的长度范围，且所述边缘区域的厚度介于所述研磨槽820的开口的高度H1与所述研磨槽820的底面的高度H2之间，可确保所述研磨槽820包覆所述边缘区域，实现所述研磨槽820对所述边缘区域的研磨作用。所述边缘研磨模块810的上表面到所述研磨槽820的所述第一研磨侧面821的高度H3的范围包括0.5mm～20mm，且由于所述边缘研磨模块810优选为沿所述研磨槽820的对称轴呈轴对称，因此所述边缘研磨模块810的下表面到所述第二研磨侧面823的高度等于H3，从而可提供具有一定厚度的所述边缘研磨模块810，进一步提高所述边缘研磨模块810的耐用性。本实施例中，所述边缘研磨模块810的上表面、下表面及所述研磨槽820中的所述第一研磨侧面821及所述第二研磨侧面823的边缘在水平方向上的投影均为圆形且相重合，以便于制备所述边缘研磨模块810，及提高所述边缘研磨模块810的耐用性，且自所述边缘研磨模块810的下表面向外延伸还包括一凸起部，所述凸起部便于所述边缘研磨模块810的安装、更换及固定。
作为示例，所述边缘研磨模块810包括Al2O3边缘研磨模块，采用具有高硬度的Al2O3边缘研磨模块，可增强所述边缘研磨模块810的耐用性。
作为示例，所述第二喷头组件410位于所述待研磨半导体衬底的上方，喷涂的所述清洗液710覆盖所述待研磨半导体衬底的上表面；所述第一喷头组件310与所述待研磨半导体衬底的背面具有预设夹角，喷涂的所述清洗液710覆盖所述边缘区域的背面，从而提高对所述边缘区域的清洁作用，优选为在所述边缘研磨模块810作用于所述边缘区域的同时，通过所述第一喷头组件310及所述第二喷头组件410向所述待研磨半导体衬底喷涂所述清洗液710，用于及时有效地去除所述待研磨半导体衬底经所述边缘研磨模块810研磨后产生的研磨废料。所述第一喷头组件310及所述第二喷头组件410的个数、形貌、分布及材质，可根据需要进行选择，此处不作限制。
作为示例，所述背面处理模块910与所述待研磨半导体衬底的背面在预设范围内相接触，用于清洗所述待研磨半导体衬底的背面。所述预设范围包括在水平方向上自所述待研磨半导体衬底的边缘向所述待研磨半导体衬底的中心延伸的长度范围为0～50mm的区域。所述背面处理模块910包括移动刮刷及固定刮刷中的一种或组合。
具体的，所述背面处理模块910可沿水平方向在所述预设范围内往复运动，同时为进一步加强清洗效果，在所述背面处理模块910作用的同时，向所述待研磨半导体衬底的背面喷涂所述清洗液710，用于对所述待研磨半导体衬底的背面进行清洗。所述背面处理模块910具有一定的表面积，且其在所述待研磨半导体衬底的背面的所述预设范围内往复运动，可进一步扩大对所述待研磨半导体衬底的背面的清洗面积及增强对所述待研磨半导体衬底的背面的清洗作用。在所述背面处理模块910处理结束后，所述边缘研磨模块810经所述驱动马达进行上升及平移的动作，使得所述研磨槽820与所述边缘区域相接触，并通过所述驱动马达驱动所述研磨槽820进行旋转，使得所述边缘研磨模块810的旋转速度与所述工作台110的旋转速度产生差异，即所述研磨槽820与所述边缘区域之间具有相对位移，从而实现对所述边缘区域的研磨，同时由所述第二喷头组件410及所述第一喷头组件310同时向所述待研磨半导体衬底的上表面及所述待研磨半导体衬底的背面喷涂所述清洗液710，以及时去除所述研磨废料。本实施例中，所述背面处理模块910采用具有一定表面积的移动刮刷，为简化所述光刻胶涂布设备的结构，由所述第一喷头组件310向所述待研磨半导体衬底的背面喷涂所述清洗液710，所述背面处理模块910的具体种类、数量及分布，此处不作限制。
作为示例，所述清洗液710包括去离子水、OK73、PGME及PGMEA中的一种或组合，其中，所述OK73为含有单乙基醚丙二醇和丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物，所述PGME为丙二醇单甲基醚，所述PGMEA为丙二醇单甲基醚乙酸酯。所述清洗液710的流速的范围包括20ml/min～150ml/min，以便于在确保所述清洗液710的清洗效果的同时，减小对所述待研磨半导体衬底的冲击，减小损伤。本实施例中，所述清洗液采用价格便宜、无污染的去离子水。
作为示例，所述待研磨半导体衬底自下而上依次包括晶圆基底、介质膜层及光刻胶层610，所述介质膜层包括氧化硅层及氮化硅层中的一种或组合。本实施例中，所述待研磨半导体衬底包括所述氧化硅层及氮化硅层，所述晶圆基底的种类此处不作限制。
本发明还提供一种光刻胶涂布方法，如图16所示，包括以下步骤：
S1：提供半导体衬底，通过工作台吸附及旋转所述半导体衬底，且所述半导体衬底的边缘区域凸出于所述工作台的边缘；
S2：在所述半导体衬底的上表面涂布光刻胶；
S3：对涂布有光刻胶的所述半导体衬底进行清洗，形成待研磨半导体衬底；
S4：通过边缘研磨模块中的研磨槽对所述待研磨半导体衬底的边缘区域进行研磨，同时通过喷头模块对所述边缘区域进行清洗，其中，所述喷头模块包括位于所述待研磨半导体衬底下方的第一喷头组件及位于所述待研磨半导体衬底上方的第二喷头组件。
具体的，所述光刻胶涂布设备包括边缘研磨模块，所述边缘研磨模块包括研磨槽，所述研磨槽用以对所述边缘区域进行研磨。所述边缘研磨模块包括旋转边缘研磨模块及固定边缘研磨模块中的一种或组合，当所述边缘研磨模块采用所述旋转边缘研磨模块时，所述研磨槽包括环形研磨槽，且所述旋转边缘研磨模块的旋转方向与所述待研磨半导体衬底的旋转方向包括相反及相同中的一种或组合，以增强研磨效果及提高所述边缘研磨模块的耐用性。所述边缘研磨模块还包括驱动马达，用于驱动所述边缘研磨模块的升降、平移及旋转。所述边缘研磨模块及所述研磨槽的形貌及尺寸同上所述，此处不再赘述。
作为示例，步骤S3中，所述清洗的过程包括对所述半导体衬底的边缘区域及所述半导体衬底的背面同时进行清洗的过程，以提高生产效率。
具体的，对涂布有光刻胶的所述半导体衬底的边缘区域及所述半导体衬底的背面通过喷嘴喷涂清洗液，即进行EBR与BSR的步骤，所述EBR与BSR的步骤可同时进行，以提高生产效率，也可采用分步进行，此处不作限制。
作为示例，步骤S3与步骤S4之间还包括采用背面处理模块对所述待研磨半导体衬底的背面的预设范围进行擦拭及清洗的过程。
具体的，所述背面处理模块包括移动刮刷及固定刮刷中的一种或组合，本实施例中，所述背面处理模块采用移动刮刷，并通过所述移动刮刷沿水平方向在所述预设范围内往复运动，所述预设范围在水平方向上的距离包括0mm～50mm，从而进一步扩大对所述待研磨半导体衬底的背面的清洗范围及增强对所述待研磨半导体衬底的背面的清洗作用。同时为进一步加强清洗效果，在所述背面处理模块作用的同时，向所述待研磨半导体衬底的背面喷涂所述清洗液，用于对所述待研磨半导体衬底的背面进行清洗。所述背面处理模块的具体种类、数量及分布，此处不作限制。
作为示例，所述清洗的过程中采用的清洗液包括去离子水、OK73、PGME及PGMEA中的一种或组合，所述清洗液的流速的范围包括20ml/min～150ml/min，优选为50ml/min，以便于在确保所述清洗液的清洗效果的同时，减小对所述待研磨半导体衬底的冲击，减小损伤。本实施例中，所述清洗液采用价格便宜、无污染的去离子水。
综上所述，本发明的光刻胶涂布设备及涂布方法，具有以下有益效果：(1)通过具有研磨槽的边缘研磨模块，对待研磨半导体衬底的边缘区域进行研磨，以去除位于待研磨半导体衬底的边缘区域的残留光刻胶；(2)通过背面处理模块进一步扩大对待研磨半导体衬底的背面的清洗范围；(3)在边缘研磨模块进行研磨的同时，通过位于待研磨半导体衬底上方及下方的喷头模块喷涂清洗液，及时有效地去除研磨废料。降低半导体衬底的边缘区域存在光刻胶的概率，防止该光刻胶在后续工艺中成为缺陷的产生源，从而提高产品质量。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (29)
1.一种光刻胶涂布设备，其特征在于，包括：
工作台，用于吸附及旋转待研磨半导体衬底，且所述待研磨半导体衬底的边缘区域凸出于所述工作台的边缘；
边缘研磨模块，所述边缘研磨模块包括研磨槽，所述研磨槽用以对所述边缘区域进行研磨；
喷头模块，包括位于所述待研磨半导体衬底下方的第一喷头组件及位于所述待研磨半导体衬底上方的第二喷头组件，通过所述第一喷头组件及第二喷头组件用以向所述待研磨半导体衬底喷涂清洗液。
2.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述边缘研磨模块包括旋转边缘研磨模块及固定边缘研磨模块中的一种或组合。
3.根据权利要求2所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：当所述边缘研磨模块采用所述旋转边缘研磨模块时，所述研磨槽包括环形研磨槽。
4.根据权利要求2所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：当所述边缘研磨模块采用所述旋转边缘研磨模块时，所述旋转边缘研磨模块的旋转方向与所述待研磨半导体衬底的旋转方向包括相反及相同中的一种或组合。
5.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述边缘研磨模块还包括驱动件。
6.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述研磨槽的表面包括由平面及曲面所围成的形貌中的一种或组合。
7.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述研磨槽的表面包括第一研磨侧面、研磨底面及第二研磨侧面，所述第一研磨侧面及第二研磨侧面形成的所述研磨槽的开口的高度大于所述研磨槽的底面的高度。
8.根据权利要求7所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述第二研磨侧面与所述第一研磨侧面在水平方向上的投影面积不等。
9.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述研磨槽的截面形貌包括等腰梯形。
10.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述研磨槽具有预设深度，且所述预设深度的范围包括0.2mm～10mm。
11.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述研磨槽的开口的高度的范围包括0.6mm～20mm。
12.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述研磨槽的底面的高度的范围包括0.3mm～10mm。
13.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述边缘研磨模块沿所述研磨槽的对称轴呈轴对称，所述边缘研磨模块在水平方向上的投影的形貌包括直径范围为1mm～30mm的圆形。
14.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述第二喷头组件位于所述待研磨半导体衬底的上方，喷涂的所述清洗液覆盖所述待研磨半导体衬底的上表面；所述第一喷头组件与所述待研磨半导体衬底的背面具有预设夹角，喷涂的所述清洗液覆盖所述边缘区域的背面。
15.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述边缘研磨模块包括Al2O3边缘研磨模块。
16.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述光刻胶涂布设备还包括背面处理模块，所述背面处理模块与所述待研磨半导体衬底的背面在预设范围内相接触，用于清洗所述待研磨半导体衬底的背面。
17.根据权利要求16所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述背面处理模块包括移动刮刷及固定刮刷中的一种或组合。
18.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述光刻胶涂布设备还包括收集槽，所述收集槽用于收集所述清洗液，且所述收集槽的底部包括排液通道。
19.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述清洗液包括OK73、PGMEA、PGME及去离子水中的一种或组合。
20.根据权利要求1所述的光刻胶涂布设备，其特征在于：所述待研磨半导体衬底自下而上依次包括晶圆基底、介质膜层及光刻胶层，所述介质膜层包括氧化硅层及氮化硅层中的一种或组合。
21.一种光刻胶涂布方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供半导体衬底，通过工作台吸附及旋转所述半导体衬底，且所述半导体衬底的边缘区域凸出于所述工作台的边缘；
S2：在所述半导体衬底的上表面涂布光刻胶；
S3：对涂布有光刻胶的所述半导体衬底进行清洗，形成待研磨半导体衬底；
S4：通过边缘研磨模块中的研磨槽对所述待研磨半导体衬底的边缘区域进行研磨，同时通过喷头模块对所述边缘区域进行清洗，其中，所述喷头模块包括位于所述待研磨半导体衬底下方的第一喷头组件及位于所述待研磨半导体衬底上方的第二喷头组件。
22.根据权利要求21所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：步骤S3中，所述清洗的过程包括对所述半导体衬底的边缘区域及所述半导体衬底的背面同时进行清洗的过程。
23.根据权利要求21所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：步骤S3与步骤S4之间还包括采用背面处理模块对所述待研磨半导体衬底的背面的预设范围进行擦拭及清洗的过程。
24.根据权利要求23所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：所述背面处理模块包括移动刮刷及固定刮刷中的一种或组合。
25.根据权利要求21所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：所述边缘研磨模块包括旋转边缘研磨模块，且所述边缘研磨模块的旋转方向与所述待研磨半导体衬底的旋转方向包括相反及相同中的一种或组合。
26.根据权利要求21所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：所述边缘研磨模块还包括驱动件。
27.根据权利要求21所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：所述研磨槽的表面包括由平面及曲面所围成的形貌中的一种或组合。
28.根据权利要求21所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：所述清洗的过程中采用的清洗液包括去离子水、OK73、PGME及PGMEA中的一种或组合。
29.根据权利要求21所述的光刻胶涂布方法，其特征在于：所述半导体衬底自下而上依次包括晶圆基底及介质膜层，所述介质膜层包括氧化硅层及氮化硅层中的一种或组合。
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