CN111261549B - 分配溶剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例涉及一种分配溶剂的方法。公开一种具有动态控制的多次喷洒光刻胶减量消耗工艺，以改善最终产出率且进一步地减少光刻胶成本。在一实施例中，一种分配溶剂的方法包括：在第一时段以第一速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂的第一层；在第二时段以第二速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第一层转换成溶剂的第二层；在第三时段以第三速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第二层转换成溶剂的第三层；在第四时段以第四速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第三层转换成溶剂的第四层；以及在第五时段以第五速度旋转的同时，在溶剂的第四层上分配光刻胶的第一层。

Description

分配溶剂的方法
技术领域
本公开实施例涉及一种分配溶剂的方法，特别涉及一种多次分配光刻胶减量消耗溶剂的方法。
背景技术
在半导体制造期间，进行各种光刻(photolithographic)工艺以施加层至半导体晶圆，或在半导体晶圆中进行植入。感光(photosensitive)光刻胶(photoresist，光阻剂)被施加至晶圆，且使用光罩(photomask)图案化(patterned)感光光刻胶以形成硬质遮罩(mask)，用于后续的沉积或蚀刻工艺。光刻胶的成本是半导体制造中大量的材料成本。光刻胶减量消耗(Reducing Resist Consumption，RRC)工艺在半导体产业中被广泛地使用以降低每晶圆的光刻胶成本。然而，此工艺经常伴随着各种涂层缺陷(例如：微气泡)，使改善最终产出率和进一步地减少每晶圆的光刻胶成本变得困难。本公开利用具有动态控制的多次喷洒光刻胶减量消耗工艺，以改善最终产出率且进一步地减少光刻胶成本。
发明内容
本公开实施例提供一种分配溶剂的方法，包括：在第一时段以第一速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂的第一层；在第二时段以第二速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第一层转换成溶剂的第二层；在第三时段以第三速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第二层转换成溶剂的第三层；在第四时段以第四速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第三层转换成溶剂的第四层；以及在第五时段以第五速度旋转的同时，在溶剂的第四层上分配光刻胶的第一层。
本公开实施例提供一种分配溶剂的方法，包括：在第一时段以第一速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂的第一层；在第二时段以第二速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第一层转换成溶剂的第二层；在旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第二层转换成溶剂的第三层；在第三时段以第三速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第三层转换成溶剂的第四层；在第四时段以第四速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第四层转换成溶剂的第五层；以及在第五时段以第五速度旋转的同时，在溶剂的第五层上分配光刻胶的第一层。
本公开实施例提供一种分配溶剂的方法，包括：在第一时段以第一速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂的第一层；在第二时段以第二速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第一层转换成溶剂的第二层；在第三时段以第三速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第二层转换成溶剂的第三层；在第四时段以第四速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第三层转换成溶剂的第四层；以及在第五时段以第五速度旋转的同时，在溶剂的第四层上分配光刻胶的第一层，其中第三速度大于第一速度，其中第一速度大于第二速度，且其中第二速度大于第四速度，其中第一时段及第三时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的30％至50％，且其中第二时段及第四时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的20％至30％。
附图说明
根据以下的详细说明并配合说明书附图做完整公开。应被强调的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。
图1根据本公开的一些实施例示出用于以薄膜涂布半导体晶圆的旋涂器系统的示例方框图。
图2A至图2F根据本公开的一些实施例示出在旋涂(spin-coating)工艺期间的基板的剖面图。
图3根据本公开的一些实施例示出旋涂基板的方法的流程图。
图4根据本公开的一些实施例示出在多个金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors，MOSFETs)上测量的破坏电压图，上述金属氧化物半导体场效晶体管使用三种不同旋涂方法在基板上制造。
附图标记说明：
100 系统
102 基板
104 吸座
106 支持座
108 第一喷嘴
110 第二喷嘴
112 涂层
114 光刻胶减量消耗源
116 光刻胶源
120 控制器
200 剖面
202、212 第一层
204 第二层
206 第三层
208 第四层
210 第五层
300 方法
302、304、306、308、310 操作
400 图
402、404、406 图表
L1、L2、L3、L4、L5 半径
R1 第一速度
R2 第二速度
R3 第三速度
R4 第四速度
R5 第五速度
R6 第七速度
T1 第一时段
T2 第二时段
T3 第三时段
T4 第四时段
T5 第五时段
T6 第六时段
TRRC 总时间
t1、t2、t3、t4、t5、t6 厚度
具体实施方式
以下的公开描述各种不同典型的实施例以实行本公开的不同特征。以下叙述各个构件以及排列方式的特定范例，以简化本公开。当然，仅为范例且意图不限于此。举例来说，应了解的是当一元件被指称为“连接于”或是“耦接于”另一元件时，此元件可能直接连接于或是耦接于另一个元件，抑或是存在有一个或是多个居中的元件。
本公开提供了具有动态控制的多次喷洒(multi-spray)光刻胶减量消耗工艺的各种实施例，以改善最终产出率(final yield)且进一步地减少光刻胶成本。
图1根据本公开的一些实施例示出用于以薄膜涂布半导体晶圆的旋涂器系统100的示例方框图。应注意的是系统100仅为范例且非意图限制本公开。据此，应了解的是附加的功能方块可被提供在图1的系统100中或耦接于系统100，且在本文中一些其他功能方块可仅被简述。
在示出的实施例中，旋涂器系统100使用离心力以将均匀的薄膜沉积至扁平基板102的表面。在一些实施例中，上述薄膜可包括溶胶凝胶前驱物(sol-gel precursors)及光刻胶。在一些实施例中，系统100包括吸座104，在非常高的转速下操作的同时用于牢固地固定基板102而不发生偏转。在一些实施例中，吸座104的质量允许通过精确的加速度及减速度(deceleration)控制实现瞬时方向和速度变化。在一些实施例中，吸座104为真空吸座。在一些实施例中，真空的吸座104包括低外形(low-profile)O型环密封件，用于高效能的真空密封。在一些其他实施例中，为了对真空接触(vacuum contact)敏感的基板，吸座104包括边缘抓取式(edge-grip)吸座。在一些实施例中，吸座104附接至马达(图未示)，上述马达是配置以提供精确的速度控制。
在一些实施例中，系统100包括支持座106，具有至少一喷嘴(第一喷嘴108/第二喷嘴110)，以将涂层112分配至基板102之上。在示出的实施例中，系统100包括两喷嘴(第一喷嘴108/第二喷嘴110)，第一喷嘴108分配来自光刻胶减量消耗源114的光刻胶减量消耗(RRC)溶剂，且第二喷嘴110分配来自光刻胶源116的聚合物(例如：光刻胶)。在一些实施例中，光刻胶减量消耗源114及光刻胶源116分别包括各自的泵(图未示)，用于将材料注入各自的喷嘴之中。在一些实施例中，光刻胶减量消耗溶剂及光刻胶皆被导引通过单一喷嘴且通过单一泵注入。
在一些实施例中，附接至材料源(光刻胶减量消耗源114/光刻胶源116)的泵进一步地耦接至控制器120，以控制涂层分配的时间及速率。在一些实施例中，控制器120进一步地耦接至与吸座104耦接的马达，以便控制吸座104的速度、加速度/减速度、及旋转时间。在一些实施例中，涂层的分配及吸座的旋转是同步的，且通过控制器120自动地控制。
在一些实施例中，控制器120为代表性的装置，且可包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、以及系统总线(system bus)。处理器可包括可操作以控制控制器120的操作以及性能的任何处理电路。在各种形式中，处理器可实现为通用处理器、芯片多处理器(chip multiprocessor,CMP)、专用处理器、嵌入式处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor,DSP)、网络处理器、输入/输出(input/output,I/O)处理器、媒体存取控制(media access control,MAC)处理器、无线电基频处理器、共处理器(co-processor)、微处理器(例如：复杂指令集计算机(complex instruction set computer,CISC)微处理器、精简指令集计算(reduced instruction set computing,RISC)微处理器及/或极长指令字(very long instruction word,VLIW)微处理器的微处理器)、或其他处理装置。处理器亦可由控制器、微控制器、特定应用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)、可编程逻辑装置(programmable logic device,PLD)等实现。
在各种形式中，处理器可被安排以运行作业系统(operating system,OS)以及各种应用程序。举例来说，作业系统的范例包括：通常以商标名为人所知的苹果公司作业系统(Apple OS)、微软公司作业系统(Microsoft Windows OS)、安卓作业系统(Android OS)以及任何其他专属或开源(open source)作业系统。
在一些实施例中，提供至少一种非暂时性的计算机可读的存储媒介，其具有可在其上实施的计算机可执行的指令，其中，当由至少一个处理器执行时，计算机可执行指令造成所述至少一个处理器执行本文所描述的方法的实施例。此计算机可读的存储媒介可在存储器中被实施。
在一些实施例中，存储器可包括任何能够存储数据的机器可读的或计算机可读的媒介，包括挥发性(volatile)/非挥发性的存储器以及可拆除/不可拆除的存储器。存储器可包括至少一个非易失性存储器单元。非易失性存储器单元能够存储一个或多个软件程序。举例来说，软件程序可包括：应用程序、使用者数据、装置数据及/或配置数据或前述的组合，仅举出几个范例。软件程序可包括可由系统100的控制器120的各种构件执行的指令。
举例来说，存储器可包括只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM,DRAM)、双倍数据速率动态随机存取存储器(Double-Data-Rate DRAM,DDR-DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM,SDRAM)、静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可清除可编程只读存储器(erasable programmable ROM,EPROM)、电子式可清除可编程只读存储器(electrically erasable programmable ROM,EEPROM)、快闪存储器(flash memory)(例如：NOR型快闪存储器(NOR flash memory)或NAND型快闪存储器(NAND flash memory))、可定址存储器(content addressable memory,CAM)、聚合物存储器(例如：铁电聚合物存储器)、相变存储器(例如：双向存储器)、铁电存储器、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon,SONOS)存储器、碟式存储器(例如：磁片、硬盘、光盘、磁盘)或卡(例如：磁卡、光卡)或适合存储信息的任何其他类型的媒介。
在一实施例中，存储器可以文件的形式包含指令集，指令集用于执行产生一个或多个如本文所描述的时序库(timing library)的方法。指令集可以任何可接受的机器可读指令的形式存储，包括原始码或各种合适的程序语言。可用于存储指令集的程序语言的一些范例包括但不限于：Java、C、C++、C#、Python、Objective-C、Visual Basic或.NET程序。在一些实施例中，包括编译器或译码器，以将指令集转换为机器可执行的代码以供处理器执行。
在一些实施例中，输入/输出接口可包括任何合适的机构或构件以至少让使用者能够提供输入(亦即：配置参数等)至控制器120，而控制器120能够提供输出控制给系统100的其他构件(例如：泵、马达等)。
在一些实施例中，基板102包括硅基板。替代地，基板102可包括其他元素半导体材料，例如：锗。基板102也可包括化合物半导体，例如：碳化硅、砷化镓、砷化铟、及磷化铟。基板102可包括合金半导体，例如：硅化锗、碳化硅锗、磷化镓砷、及磷化镓铟。在一实施例中，基板102包括外延(epitaxial)层。举例来说，基板102可具有覆盖体半导体(bulksemiconductor)的外延层。此外，基板102可包括绝缘层上覆半导体(semiconductor-on-insulator，SOI)结构。举例来说，基板102可包括埋入式氧化(buried oxide，BOX)层，通过例如：分离植入氧气(separation by implanted oxygen，SIMOX)或其他适合的技术(例如：晶圆接合(bonding)及研磨(grinding))的处理而形成。在一些实施例中，基板102包括玻璃基板以及挠性膜基板。
在一些实施例中，光刻胶减量消耗溶剂为被广泛使用以减少光刻胶消耗的有机溶剂。在一些实施例中，光刻胶减量消耗溶剂包括至少以下其一：丙二醇甲醚(PropyleneGlycol Methyl Ether，PGME)、丙二醇甲基醚醋酸酯(propylene glycol methyl etheracetate，PGMEA)、环己酮、环丙酮、甲基正戊基酮、乳酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮(n-methyl-2-pyrrolidone，NMP)及上述的组合。在一些实施例中，包括有机树脂及溶剂的光刻胶是对光敏感的。在一些实施例中，光刻胶包括SEPR-432。应注意的是，这些仅为范例而无意于限制。
图2A至图2F根据本公开的一些实施例示出在旋涂工艺期间的基板102的剖面200。在示出的实施例中，光刻胶减量消耗溶剂通过第一喷嘴108而被分配至基板102，其中基板102被支持在吸座104上。在一些实施例中，吸座104耦接至马达，上述马达可提供基板102的转动方向及速度的精确控制。在一些实施例中，在基板在第一时段T1以第一速度R1旋转的同时，光刻胶减量消耗溶剂被分配。在一些实施例中，第一速度R1是在1500至3500每分钟转数(revolution per minute，RPM)的范围中。在此步骤期间，光刻胶减量消耗溶剂在基板上形成第一层202，覆盖在基板102的中心的区域，且具有半径L1以及厚度t1，如图2A所示。
在第一时段T1之后，基板102改变速度至第二速度R2，且光刻胶减量消耗溶剂在第二时段T2继续被分配。在一些实施例中，第二速度R2是在500至2500每分钟转数的范围中，且第二速度R2小于第一速度R1。在此步骤期间，光刻胶减量消耗溶剂的第一层202转换成第二层204，覆盖在基板102的中心的区域，且具有半径L2以及厚度t2，其中厚度t2大于厚度t1且半径L2实质上地相当于半径L1。
在第二时段T2之后，基板102改变速度至第三速度R3，且光刻胶减量消耗溶剂在第三时段T3继续被分配。在一些实施例中，第三速度R3是在2500至5000每分钟转数的范围中，且第三速度R3大于第一速度R1。在此步骤期间，光刻胶减量消耗溶剂的第二层204转换成第三层206，覆盖在基板102的中心的区域，且具有半径L3以及厚度t3，其中厚度t3小于厚度t2且半径L3相当于基板102的半径。
在第三时段T3之后，基板102改变速度至第四速度R4，且光刻胶减量消耗溶剂在第四时段T4继续被分配。在一些实施例中，第四速度R4是在100至2000每分钟转数的范围中，且第四速度R4小于第二速度R2。在此步骤期间，光刻胶减量消耗溶剂的第三层206转换成第四层208，覆盖在基板102的整个表面，且具有半径L4以及厚度t4，其中厚度t4大于厚度t3。在一些实施例中，旋转光刻胶减量消耗溶剂的总时间TRRC是第一时段T1、第二时段T2、第三时段T3及第四时段T4的总和。在一些实施例中，第一时段T1及第三时段T3分别占总时间TRRC的30％至50％，且第二时段T2及第四时段T4分别占总时间TRRC的20％至30％。在一些实施例中，总时间TRRC是由光刻胶减量消耗溶剂的种类决定，且总时间TRRC是在0.6至12秒的范围中。
在第四时段T4之后，基板102在第五时段T5改变速度至第五速度R5。在示出的实施例中，光刻胶减量消耗溶剂的第四层208转换成光刻胶减量消耗溶剂的第五层210，覆盖在基板102的整个表面，且具有半径L5以及厚度t5。在一些实施例中，厚度t5小于厚度t4。
在光刻胶减量消耗溶剂的第五层210形成之后，光刻胶通过第二喷嘴110而被分配至基板102的表面上，其中在第一喷嘴108移动出站台中心的同时，第二喷嘴110先移动至站台中心。在一些实施例中，在此步骤期间，基板102在第六时段T6以第七速度R6旋转，其中第七速度R6及第六时段T6是由光刻胶种类及要在基板102上制造的特征的尺寸决定。举例来说，对SEPR-432而言，第六时段T6等于2秒且第七速度R6是在50至5000每分钟转数的范围中。在此步骤期间，光刻胶的第一层212是形成在基板102上的光刻胶减量消耗溶剂的第五层210的顶部上。在一些实施例中，光刻胶的第一层212的厚度是通过光刻胶种类、第七速度R6以及第六时段T6控制。
图3根据本公开的一些实施例示出旋涂基板102的方法300的流程图。在一些实施例中，方法300的操作是通过图1及图2A至图2F示出的各个构件而进行。为讨论的目的，方法300的以下实施例将配合图1及图2A至图2F描述。示出的方法300的实施例是仅为产生遮罩图(masking map)的范例。因此，应了解的是，各种操作中的任何一种可被省略、重新排序、及/或增加，同时仍属于本公开的范围之中。
根据一些实施例，方法300从操作302开始，其中光刻胶减量消耗溶剂的第一层202被分配在基板102上。在一些实施例中，在基板102在第一时段T1以第一速度R1旋转的同时，光刻胶减量消耗溶剂的第一层202被形成。在一些实施例中，第一速度R1是在1500至3500每分钟转数的范围中。在一些实施例中，第一层202具有厚度t1，且以半径L1覆盖在基板102的中心的区域。在一些实施例中，光刻胶减量消耗溶剂通过第一喷嘴108而被分配至基板102的表面上。
根据一些实施例，方法300继续至操作304，其中第一层202转换成光刻胶减量消耗溶剂的第二层204。在一些实施例中，在基板102以第二速度R2旋转且光刻胶减量消耗溶剂在第二时段T2继续被分配在基板102上的同时，光刻胶减量消耗溶剂的第二层204被形成。在一些实施例中，第二速度R2是在500至2500每分钟转数的范围中，且第二速度R2小于第一速度R1。在一些实施例中，第二层204以半径L2及厚度t2覆盖在基板102的中心的区域，其中厚度t2大于厚度t1且半径L2实质上地相当于半径L1。
根据一些实施例，方法300继续至操作306，其中第二层204转换成光刻胶减量消耗溶剂的第三层206。在一些实施例中，在基板102以第三速度R3旋转且光刻胶减量消耗溶剂在第三时段T3继续被分配的同时，光刻胶减量消耗溶剂的第三层206被形成。在一些实施例中，第三速度R3是在2500至5000每分钟转数的范围中，且第三速度R3大于第一速度R1。在一些实施例中，第三层206以半径L3及厚度t3覆盖在基板102的中心的区域，其中厚度t3小于厚度t2且半径L3实质上地相当于基板102的半径。
在一些实施例中，在操作304之后且在操作306之前，可执行至少一个在旋转半导体晶圆的同时分配溶剂的步骤。在一些实施例中，半导体晶圆可以与第二速度及第三速度不同的速度(第六速度)旋转。
根据一些实施例，方法300继续至操作308，其中第三层206转换成光刻胶减量消耗溶剂的第四层208。在一些实施例中，在基板102以第四速度R4旋转且光刻胶减量消耗溶剂在第四时段T4继续被分配的同时，光刻胶减量消耗溶剂的第四层208被形成。在一些实施例中，第四速度R4是在100至2000每分钟转数的范围中，且第四速度R4小于第二速度R2。在一些实施例中，第四层208以半径L4及厚度t4覆盖在基板102的整个表面，其中厚度t4大于厚度t3。
在一些实施例中，旋转光刻胶减量消耗溶剂的总时间TRRC是第一时段T1、第二时段T2、第三时段T3及第四时段T4的总和。在一些实施例中，第一时段T1及第三时段T3分别占总时间TRRC的30％至50％，且第二时段T2及第四时段T4分别占总时间TRRC的20％至30％。在一些实施例中，总时间TRRC是由光刻胶减量消耗溶剂的种类决定，且总时间TRRC是在0.6至12秒的范围中。
根据一些实施例，方法300继续至操作310，其中光刻胶的第一层212被形成在基板102上。在一些实施例中，在基板102以第五速度R5旋转且光刻胶在第五时段T5被分配的同时，光刻胶的第一层212被形成。在一些实施例中，光刻胶通过第二喷嘴110而被分配至基板102的表面上。在一些实施例中，第五速度R5及第五时段T5是由光刻胶种类及要在基板102上制造的特征的尺寸决定。举例来说，对SEPR-432而言，第五时段T5等于2秒且第五速度R5是在50至5000每分钟转数的范围中。在一些实施例中，光刻胶的第一层212的厚度是通过光刻胶种类、第五速度R5以及第五时段T5控制。
图4根据本公开的一些实施例示出在多个金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors，MOSFETs)上测量的破坏电压图400，上述金属氧化物半导体场效晶体管使用三种不同旋涂方法在基板102上制造。在示出的实施例中，破坏电压(breakdown voltages)通过施加第一探针至金属氧化物半导体场效晶体管的栅极端子(gate terminal)且施加第二探针至金属氧化物半导体场效晶体管的体端子(body terminal)而测量。在一些实施例中，第一电压V0(例如：-1.5伏特)被施加在第一探针及第二探针之间，金属氧化物半导体场效晶体管的源极端子及漏极(drain)端子之间的电流被测量。在一些实施例中，在一固定间隔(例如：几毫秒)之后(当第一探针及第二探针之间的电压从+(V0+Vstep)回到V0)，第二电压Vstress及电流被测量。在一些实施例中，Vstress＝V0+n×Vstep，其中n为正整数。上述电流接着与预定的阈电流值比较。在一些实施例中，预定的阈电流值为1微安培。当电流大于预定的阈电流值时，Vstress为金属氧化物半导体场效晶体管的破坏电压。在示出的实施例中，具有23毫米×9毫米的尺寸的多个芯片是在一晶圆上被制造。各上述多个芯片具有一致的布线(layout)设计且包括多个金属氧化物半导体场效晶体管装置。在上述多个芯片的相同位置的相同金属氧化物半导体场效晶体管装置的破坏电压被测量及绘制，以决定三种不同光刻胶涂层工艺中引起的缺陷的分布。图表402显示使用光刻胶减量消耗溶剂的单次旋涂的晶圆的缺陷分布，图表404显示使用光刻胶减量消耗溶剂的四次旋涂的晶圆的缺陷分布；以及图表406显示使用方法300的晶圆的缺陷分布。在示出的实施例中，正斜线代表的芯片具有在-9.583伏特至-34.717伏特的范围中的破坏电压，此破坏电压被认为是“无缺陷的”；且反斜线代表的芯片具有大于-9.583伏特或小于-34.717伏特的范围中的破坏电压。使用方法300制造的芯片中的缺陷分布及数量是相较使用光刻胶减量消耗溶剂的单次旋涂制造的芯片更好，且相当于使用光刻胶减量消耗溶剂的四次旋涂制造的芯片。具有动态控制的多次喷洒光刻胶减量消耗工艺改善最终产出率且进一步地减少光刻胶成本。
在一实施例中，一种分配溶剂的方法包括：在第一时段以第一速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂的第一层；在第二时段以第二速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第一层转换成溶剂的第二层；在第三时段以第三速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第二层转换成溶剂的第三层；在第四时段以第四速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第三层转换成溶剂的第四层；以及在第五时段以第五速度旋转的同时，在溶剂的第四层上分配光刻胶的第一层。
在一些实施例中，第一速度是在1500至3500每分钟转数(RPM)的范围中；第二速度是在500至2500每分钟转数的范围中；第三速度是在2500至5000每分钟转数的范围中；第四速度是在100至2000每分钟转数的范围中；第三速度大于第一速度，其中第一速度大于第二速度，且其中第二速度大于第四速度。在一些实施例中，第一时段及第三时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的30％至50％，其中总和是在0.6至12秒的范围中。在一些实施例中，第二时段及第四时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的20％至30％，其中总和是在0.6至12秒的范围中。在一些实施例中，溶剂以60至90每分钟毫升(mL/m)的流率进行分配。
在另一实施例中，一种分配溶剂的方法包括：在第一时段以第一速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂的第一层；在第二时段以第二速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第一层转换成溶剂的第二层；在旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第二层转换成溶剂的第三层；在第三时段以第三速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第三层转换成溶剂的第四层；在第四时段以第四速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第四层转换成溶剂的第五层；以及在第五时段以第五速度旋转的同时，在溶剂的第五层上分配光刻胶的第一层。
在一些实施例中，第一速度是在1500至3500每分钟转数(RPM)的范围中；第二速度是在500至2500每分钟转数的范围中；第三速度是在2500至5000每分钟转数的范围中；第四速度是在100至2000每分钟转数的范围中；第三速度大于第一速度，其中第一速度大于第二速度，且其中第二速度大于第四速度。在一些实施例中，第一时段及第三时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的30％至50％，其中总和是在0.6至12秒的范围中。在一些实施例中，第二时段及第四时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的20％至30％，其中总和是在0.6至12秒的范围中。
又，在另一实施例中，一种分配溶剂的方法包括：在第一时段以第一速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂的第一层；在第二时段以第二速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第一层转换成溶剂的第二层；在第三时段以第三速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第二层转换成溶剂的第三层；在第四时段以第四速度旋转的同时，在半导体基板上分配溶剂，以便将第三层转换成溶剂的第四层；以及在第五时段以第五速度旋转的同时，在溶剂的第四层上分配光刻胶的第一层，其中第三速度大于第一速度，其中第一速度大于第二速度，且其中第二速度大于第四速度，其中第一时段及第三时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的30％至50％，且其中第二时段及第四时段各自等于第一时段、第二时段、第三时段、及第四时段的总和的20％至30％。
在一些实施例中，第一速度是在1500至3500每分钟转数(RPM)的范围中；第二速度是在500至2500每分钟转数的范围中；第三速度是在2500至5000每分钟转数的范围中；第四速度是在100至2000每分钟转数的范围中。在一些实施例中，总和是在0.6至12秒的范围中。
前述内文概述了许多实施例的特征，使本技术领域中技术人员可以从各个方面更佳地了解本公开。本技术领域中技术人员应可理解，且可轻易地以本公开为基础来设计或修饰其他工艺及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本技术领域中技术人员也应了解这些相等的结构并未背离本公开的发明精神与范围。在不背离本公开的发明精神与范围的前提下，可对本公开进行各种改变、置换或修改。

Claims (10)

1.一种分配溶剂的方法，包括：
在一第一时段以一第一速度旋转的同时，在一半导体基板上分配一溶剂的一第一层；
在一第二时段以一第二速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第一层转换成该溶剂的一第二层；
在一第三时段以一第三速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第二层转换成该溶剂的一第三层；
在一第四时段以一第四速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第三层转换成该溶剂的一第四层；以及
在一第五时段以一第五速度旋转的同时，在该溶剂的该第四层上分配一光刻胶的一第一层；
其中该第三速度大于该第一速度、该第二速度与该第四速度，且该第四速度小于该第一速度、该第二速度与该第三速度，并且该第三速度与该第四速度之间的速度差大于该第三速度与该第一速度之间的速度差且大于该第三速度与该第二速度之间的速度差。
2.如权利要求1所述的分配溶剂的方法，其中该第一速度大于该第二速度。
3.如权利要求1所述的分配溶剂的方法，其中分配该溶剂是以60至90每分钟毫升的流率进行。
4.一种分配溶剂的方法，包括：
在一第一时段以一第一速度旋转的同时，在一半导体基板上分配一溶剂的一第一层；
在一第二时段以一第二速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第一层转换成该溶剂的一第二层；
在该第二时段之后且在一第三时段之前以一第六速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第二层转换成该溶剂的一第三层；
在该第三时段以一第三速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第三层转换成该溶剂的一第四层；
在一第四时段以一第四速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第四层转换成该溶剂的一第五层；以及
在一第五时段以一第五速度旋转的同时，在该溶剂的该第五层上分配一光刻胶的一第一层；
其中该第六速度与该第二速度及该第三速度不同；
其中该第三速度大于该第一速度、该第二速度与该第四速度，且该第四速度小于该第一速度、该第二速度与该第三速度，并且该第三速度与该第四速度之间的速度差大于该第三速度与该第一速度之间的速度差且大于该第三速度与该第二速度之间的速度差。
5.如权利要求4所述的分配溶剂的方法，其中该第一速度大于该第二速度。
6.如权利要求4所述的分配溶剂的方法，其中该第一时段及该第三时段各自等于该第一时段、该第二时段、该第三时段、及该第四时段的一总和的30％至50％，其中该总和是在0.6至12秒的一范围中。
7.如权利要求4所述的分配溶剂的方法，其中该第二时段及该第四时段各自等于该第一时段、该第二时段、该第三时段、及该第四时段的一总和的20％至30％，其中该总和是在0.6至12秒的一范围中。
8.一种分配溶剂的方法，包括：
在一第一时段以一第一速度旋转的同时，在一半导体基板上分配一溶剂的一第一层；
在一第二时段以一第二速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第一层转换成该溶剂的一第二层；
在一第三时段以一第三速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第二层转换成该溶剂的一第三层；
在一第四时段以一第四速度旋转的同时，在该半导体基板上分配该溶剂，以便将该第三层转换成该溶剂的一第四层；以及
在一第五时段以一第五速度旋转的同时，在该溶剂的该第四层上分配一光刻胶的一第一层，
其中该第三速度大于该第一速度、该第二速度与该第四速度，其中该第一速度大于该第二速度，且其中该第四速度小于该第一速度、该第二速度与该第三速度，并且该第三速度与该第四速度之间的速度差大于该第三速度与该第一速度之间的速度差且大于该第三速度与该第二速度之间的速度差，其中该第一时段及该第三时段各自等于该第一时段、该第二时段、该第三时段、及该第四时段的一总和的30％至50％。
9.如权利要求8所述的分配溶剂的方法，其中该第一速度是在1500至3500每分钟转数的一范围中，该第二速度是在500至2500每分钟转数的一范围中，该第三速度是在2500至5000每分钟转数的一范围中，且该第四速度是在100至2000每分钟转数的一范围中。
10.如权利要求8所述的分配溶剂的方法，其中该总和是在0.6至12秒的一范围中。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156565A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Sharp Corp 回転塗布方法
CN101226336A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 富士通株式会社 利用液体形成涂层的方法以及半导体器件的制造方法
TW200938956A (en) * 2008-03-10 2009-09-16 United Microelectronics Corp Method for forming photoresist layer
TW201304876A (zh) * 2011-03-18 2013-02-01 Tokyo Electron Ltd 塗布處理方法及塗布處理裝置
TW201410332A (zh) * 2012-09-04 2014-03-16 Taiwan Semiconductor Mfg 成型光阻層之方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7718551B2 (en) * 2008-03-07 2010-05-18 United Microelectronics Corp. Method for forming photoresist layer
JP5337180B2 (ja) * 2010-04-08 2013-11-06 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156565A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Sharp Corp 回転塗布方法
CN101226336A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 富士通株式会社 利用液体形成涂层的方法以及半导体器件的制造方法
TW200938956A (en) * 2008-03-10 2009-09-16 United Microelectronics Corp Method for forming photoresist layer
TW201304876A (zh) * 2011-03-18 2013-02-01 Tokyo Electron Ltd 塗布處理方法及塗布處理裝置
TW201410332A (zh) * 2012-09-04 2014-03-16 Taiwan Semiconductor Mfg 成型光阻層之方法

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