CN110918333A - 一种光阻喷头装置及涂布光阻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光阻喷头装置及涂布光阻的方法，其中，光阻喷头装置包括：喷头及喷头盖；喷头包含用于喷涂光阻的喷嘴；喷头盖包括容纳槽，喷头与喷头盖通过容纳槽包覆喷嘴，且喷头与喷头盖形成闭合空间。通过具有容纳槽的喷头盖包覆喷嘴，使得喷嘴位于闭合空间内，从而降低喷头中的光阻的挥发，降低液态的光阻转变成凝胶态的物质并附着于喷管或/和喷嘴处的概率，从而提高产品质量。

Description

一种光阻喷头装置及涂布光阻的方法

技术领域

本发明属于半导体集成电路领域，涉及一种光阻喷头装置及涂布光阻的方法。

背景技术

在半导体集成电路领域中，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。

现有的半导体集成电路中涂布光阻的方法常常采用旋转涂布法，即通过位于基板上方的喷头向基板喷涂光阻，而后通过基板的旋转使得光阻均匀涂布。因此，光阻需选用一种易挥发及易干燥凝结的材料。

目前，如图1，示意了现有技术中的一种喷头的结构示意图，喷头100包括喷管101及喷嘴102。参阅图2，显示为图1中的喷头在刚结束喷涂时的状态结构示意图。从图中可以看出，用于喷涂光阻的喷头100其喷嘴102是处于敞开状态的，即使得位于喷管101内的光阻直接与外界接触。随着时间的推移，部分气体300进入所述喷管101内，喷管101内的易挥发及易干燥凝结的光阻200会不断的挥发，导致光阻200中的溶剂逐渐减少，液态的光阻200将变成凝胶态的物质201，附着于喷管101的内壁或/和喷嘴102处，参阅图3及图4。当喷头100再次喷涂光阻200时，可能造成：1)液态的光阻200在流经喷头100时，由于凝胶态的物质201的阻挡作用，使得光阻200在基板上涂布不均匀；2)凝胶态的物质201由于液态的光阻200的冲击，掉落到基板的表面，造成产品缺陷。

现有制程中，维护保养喷头100的方式通常是将喷头100放入装有保护液体的开口容器中，保护液体常常会导致对喷管中光阻的污染，造成光刻工艺的缺陷。因此，提供一种光阻喷头装置及涂布光阻的方法，用以预防由于喷头中的光阻的挥发，产生凝胶态的物质所带来的上述问题，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阻喷头装置及涂布光阻的方法，用于解决现有技术中由于喷头中的喷嘴处于敞开状态，所造成的一系列产品缺陷的问题。

鉴于此，本发明提供一种光阻喷头装置，所述光阻喷头装置包括：

喷头，所述喷头包含用于喷涂光阻的喷嘴；

喷头盖，所述喷头盖包括容纳槽，所述喷头与所述喷头盖通过所述容纳槽包覆所述喷嘴，且所述喷头与所述喷头盖形成闭合空间。

可选的，所述喷头盖的侧壁的厚度自所述喷头盖的顶部向所述喷头盖的底部方向呈线性关系增加。

可选的，所述喷头盖的底部的厚度大于所述喷头盖的侧壁的厚度。

可选的，所述容纳槽的纵截面形貌包括等腰梯形，且所述容纳槽的开口在水平面的投影大于所述容纳槽的底面，所述容纳槽的底面的形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种。

可选的，所述喷头盖的纵截面形貌包括等腰梯形，且所述喷头盖的顶部在水平面的投影大于所述喷头盖的底部，所述喷头盖的底部的形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种。

可选的，所述容纳槽的形貌包括圆台，且所述喷头盖沿所述容纳槽的对称轴呈轴对称。

可选的，所述容纳槽的开口包括直径范围为0.06mm～8mm的圆形，所述容纳槽的底面包括直径范围为0.05mm～3mm的圆形，所述容纳槽的高度的范围包括0.5mm～10mm。

可选的，所述喷头盖的顶部包括直径范围为0.1mm～10mm的圆形，所述喷头盖的底部包括直径范围为0.1mm～5mm的圆形，所述喷头盖的高度的范围包括1mm～15mm。

可选的，所述喷头盖与所述喷头的连接方式包括螺纹连接、销连接、锁扣连接及插接中的一种。

可选的，所述容纳槽的底面与所述喷嘴之间还包括空腔。

可选的，所述光阻喷头装置还包括位于所述喷头盖及喷头之间的密封圈，所述密封圈包括硅胶密封圈。

可选的，所述喷头盖与所述喷头具有相同材质，包括聚四氟乙烯喷头盖及陶瓷喷头盖中的一种。

本发明还提供一种涂布光阻的方法，包括以下步骤：

提供上述任一所述光阻喷头装置；

分离所述喷头盖及喷头，通过所述喷头喷涂光阻；

连接所述喷头盖及喷头。

可选的，分离所述喷头盖及喷头之后，连接所述喷头盖及喷头之前，还包括清洗所述喷头盖的步骤。

如上所述，本发明的光阻喷头装置及涂布光阻的方法，具有以下有益效果：通过具有容纳槽的喷头盖包覆喷嘴，且在喷头与喷头盖之间形成闭合空间，使得喷嘴位于闭合空间内，从而降低喷头中的光阻的挥发，降低液态的光阻转变成凝胶态的物质并附着于喷管或/和喷嘴处的概率，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喷头的结构示意图。

图2显示为图1中的喷头在刚结束喷胶时的状态结构示意图。

图3显示为图1中的喷头在结束喷胶后的一种状态结构示意图。

图4显示为图1中的喷头在结束喷胶后在喷管内形成凝胶态的物质的结构示意图。

图5显示为本发明中的一种光阻喷头装置的分解拆装结构示意图。

图6显示为图5中的光阻喷头装置连接后的结构示意图。

图7显示为图6中的光阻喷头装置的剖视结构示意图。

图8显示为图5中的喷头盖的剖视结构示意图。

图9显示为图5中的喷头盖的结构示意图。

图10显示为本发明中的另一种光阻喷头装置的剖视结构示意图。

图11显示为本发明中的涂布光阻的工艺流程示意图。

元件标号说明

100、110 喷头

101、111 喷管

102、112 喷嘴

113 定位台阶

114 密封圈

200、210 光阻

201 凝胶态的物质

300 气体

310 喷头盖

311 容纳槽

R1、R2、r1、r2 直径

h1、h2 高度

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5至图11。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5～7所示，本发明提供一种光阻喷头装置，所述装置包括：喷头110及喷头盖310。所述喷头110包括喷嘴112，所述喷嘴112用于喷涂光阻；所述喷头盖310包括容纳槽311，所述喷头110与所述喷头盖310通过所述容纳槽311包覆所述喷嘴112，且所述喷头110与所述喷头盖310形成闭合空间。

具体的，所述喷头110还包括与所述喷嘴112相连接的喷管111，所述喷管111用于向所述喷嘴112传输液态的所述光阻210，液态的所述光阻210流经所述喷管111后，通过所述喷嘴112喷涂于基板的上表面，所述基板经过旋转后，所述光阻210可均匀涂布于所述基板的上表面。所述光阻210包括正性光刻胶及负性光刻胶中的一种，所述基板及所述光阻210的种类此处不作限制，所述喷嘴112的个数、形貌及分布，此处不作限制。

本发明通过所述容纳槽311包覆所述喷嘴112，且在所述喷头110与所述喷头盖310之间形成闭合空间，使得所述喷嘴112位于闭合空间内，从而降低所述喷头110中的易挥发及易干燥凝结的所述光阻210的挥发，降低液态的所述光阻210转变成凝胶态的物质并附着于所述喷管111或/和所述喷嘴112处的概率，从而避免液态的所述光阻210在流经所述喷头110时，由于凝胶态的物质的阻挡作用，使得所述光阻210在所述基板上涂布不均匀；及在下一次使用所述喷头110时，凝胶态的物质由于液态的所述光阻210的冲击，掉落到所述基板的表面，造成产品缺陷的问题。

作为该实施例的进一步实施例，所述喷头盖310的侧壁的厚度自所述喷头盖310的顶部向所述喷头盖310的底部方向呈线性关系增加，所述喷头盖310的底部的厚度大于所述喷头盖310的侧壁的厚度，有利于延长所述喷头盖310的使用寿命，避免频繁更换由液态的所述光阻210对所述喷头盖310的腐蚀，以及后续清洗所述喷头盖310时，清洗液对所述喷头盖310腐蚀损坏的所述喷头盖310。

作为该实施例的进一步实施例，所述容纳槽311的纵截面形貌包括等腰梯形，且所述容纳槽311的开口在水平面的投影大于所述容纳槽311的底面，所述容纳槽311的底面的形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种。从而为所述喷头110中的所述喷嘴112提供容纳空间。

具体的，如图8所示，所述容纳槽311的开口包括直径R2范围为0.06mm～8mm的圆形，所述容纳槽311的底面包括直径r2范围为0.05mm～3mm的圆形，所述容纳槽311的高度h2的范围包括0.5mm～10mm。所述尺寸范围可进一步扩大所述喷头盖310所适用的所述喷头110的范围，且所述容纳槽311的纵截面形貌采用等腰梯形，所述容纳槽311的开口及所述容纳槽311的底面均采用圆形，可满足现有的喷头的需求，并且还可降低制备所述喷头盖310的复杂度。在另一实施例中，所述容纳槽311的开口、侧面及底面也可包括由平面及曲面中的一种或组合所围成的其他形貌，此处不做限制，优选为所述容纳槽311与所述喷头110具有相同的形貌。

作为该实施例的进一步实施例，所述喷头盖310的纵截面形貌包括等腰梯形，且所述喷头盖310的顶部在水平面的投影大于所述喷头盖310的底部，所述喷头盖的底部的形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种。以便于使用者操作所述喷头盖310。

具体的，如图9所示，所述喷头盖310的顶部包括直径R1范围为0.1mm～10mm的圆形，所述喷头盖310的底部包括直径r1范围为0.1mm～5mm的圆形，所述喷头盖310的高度h1的范围包括1mm～15mm。所述喷头盖310的尺寸范围可为所述容纳槽311提供足够的加工空间，且所述喷头盖310的纵截面形貌采用等腰梯形，所述喷头盖310的顶部及所述喷头盖310的底部均采用圆形，有利于使用者操作所述喷头盖310。在另一实施例中，所述喷头盖310的顶部、侧面及底部也可包括由平面及曲面中的一种或组合所围成的其他形貌，此处不做限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述容纳槽311的形貌包括圆台，且所述喷头盖310沿所述容纳槽311的对称轴呈轴对称。从而有利于进一步扩大所述喷头盖310所适用的所述喷头110的范围，并降低制备所述喷头盖310的复杂度。

作为该实施例的进一步实施例，所述喷头盖310与所述喷头110的连接方式包括螺纹连接、销连接、锁扣连接及插接中的一种。本领域技术人员可根据需要进行选择，此处不作限制。

具体的，当所述喷头盖310与所述喷头110采用依靠摩擦力进行连接的插接方式时，优选为所述喷头110的外壁包含定位台阶113，从而避免所述喷头盖310在与所述喷头110进行插接的过程中，造成对所述喷头110的污染及损伤，如图10所示。

作为该实施例的进一步实施例，所述容纳槽311的底面与所述喷嘴112之间还包括空腔。从而可避免所述容纳槽311的底面与所述喷嘴112直接接触，降低所述喷嘴112被污染或被损坏的概率。

作为该实施例的进一步实施例，所述光阻喷头装置还包括位于所述喷头盖310及喷头110之间的密封圈114，所述密封圈114包括硅胶密封圈。从而有利于在所述喷头盖310与所述喷头110支架形成密闭的闭合空间，进一步降低液态的所述光阻210转变成凝胶态的物质并附着于所述喷管111或/和所述喷嘴112处的概率，从而提高产品质量。所述密封圈114的材质、形貌、数量及分布此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述喷头盖310与所述喷头110具有相同材质，包括聚四氟乙烯喷头盖及陶瓷喷头盖中的一种，从而可进一步延长所述喷头盖310的使用寿命。

如图11，本发明还提供一种涂布光阻的方法，包括以下步骤：

提供所述光阻喷头装置；

分离所述喷头盖及喷头，通过所述喷头喷涂光阻；

连接所述喷头盖及喷头。

作为该实施例的进一步实施例，分离所述喷头盖及喷头之后，连接所述喷头盖及喷头之前，还包括清洗所述喷头盖的步骤。

具体的，所述光阻喷头装置的结构及连接关系此处不再赘述，清洗所述喷头盖所使用的清洗液包括OK73、PGMEA、PGME及去离子水中的一种，所述清洗液的具体种类及流速此处不作限制。

综上所述，本发明的光阻喷头装置及涂布光阻的方法，通过具有容纳槽的喷头盖包覆喷嘴，且在喷头与喷头盖之间形成闭合空间，使得喷嘴位于闭合空间内，从而降低喷头中的光阻的挥发，降低液态的光阻转变成凝胶态的物质并附着于喷管或/和喷嘴处的概率，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 (10)

1.一种光阻喷头装置，其特征在于，所述光阻喷头装置包括：

喷头，所述喷头包含用于喷涂光阻的喷嘴；

喷头盖，所述喷头盖包括容纳槽，所述喷头与所述喷头盖通过所述容纳槽包覆所述喷嘴，且所述喷头与所述喷头盖形成闭合空间。

2.根据权利要求1所述的光阻喷头装置，其特征在于：所述容纳槽的纵截面形貌包括等腰梯形，且所述容纳槽的开口在水平面的投影大于所述容纳槽的底面，所述容纳槽的底面的形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种。

3.根据权利要求1所述的光阻喷头装置，其特征在于：所述喷头盖的纵截面形貌包括等腰梯形，且所述喷头盖的顶部在水平面的投影大于所述喷头盖的底部，所述喷头盖的底部的形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种。

4.根据权利要求1所述的光阻喷头装置，其特征在于：所述容纳槽的开口包括直径范围为0.06mm～8mm的圆形，所述容纳槽的底面包括直径范围为0.05mm～3mm的圆形，所述容纳槽的高度的范围包括0.5mm～10mm。

5.根据权利要求1所述的光阻喷头装置，其特征在于：所述喷头盖的顶部包括直径范围为0.1mm～10mm的圆形，所述喷头盖的底部包括直径范围为0.1mm～5mm的圆形，所述喷头盖的高度的范围包括1mm～15mm。

6.根据权利要求1所述的光阻喷头装置，其特征在于：所述喷头盖与所述喷头的连接方式包括螺纹连接、销连接、锁扣连接及插接中的一种。

7.根据权利要求1所述的光阻喷头装置，其特征在于：所述容纳槽的底面与所述喷嘴之间还包括空腔。

8.根据权利要求1所述的光阻喷头装置，其特征在于：所述光阻喷头装置还包括位于所述喷头盖及喷头之间的密封圈，所述密封圈包括硅胶密封圈。

9.一种涂布光阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供权利要求1～8中任一所述光阻喷头装置；

分离所述喷头盖及喷头，通过所述喷头喷涂光阻；

连接所述喷头盖及喷头。

10.根据权利要求9所述的涂布光阻的方法，其特征在于：分离所述喷头盖及喷头之后，连接所述喷头盖及喷头之前，还包括清洗所述喷头盖的步骤。

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