CN111604236A - 一种减薄型晶圆的涂胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减薄型晶圆的涂胶方法，包括如下步骤：S1、设定预设真空度，在预设真空度下将待涂胶晶圆吸附在承片台上，并控制承片台以第一转速旋转，并通过胶嘴对晶圆中心进行打胶；S2、打胶结束后，承片台以第二转速旋转进行打胶回流，第二转速小于第一转速；S3、承片台先以第三转速旋转，再以第四转速旋转，第三转速小于第四转速，对晶圆进行变速甩胶；S4、控制承片台以第五转速甩胶，完成光刻胶甩胶；S5、再控制承片台以第六转速旋转使光刻胶在晶圆表面成膜，第五转速小于第六转速；S6、承片台以第七转速旋转，并通过清洗喷嘴对晶圆从第一位置到第二位置扫描配合进行切边处理，可提高晶圆表面光刻胶的均匀性，避免光刻胶堆积及液体反溅。

Description

一种减薄型晶圆的涂胶方法
技术领域
本发明涉及半导体光刻技术领域，尤其涉及一种减薄型晶圆的涂胶方法。
背景技术
随着电子产品发展越来越趋向于多功能集成化和小型化，对便携的要求越来越高。这就要求电路芯片不断向高密度、高性能和轻薄短小方向发展，这需要不断地降低芯片封装的厚度，以存储器为例，其封装形式主要为叠层封装，随着存储容量的不断增大，封装的层数目前已达到96层以上，为满足IC先进封装要求，在封装整体厚度不变甚至减小的趋势下，堆叠中各层芯片的厚度就不可避免地需要减薄。
一般来说，较为先进的多层封装所用的芯片厚度都在100μm以下甚至30μm以下。因此以taiko环结构为衬底的超薄型晶圆作为微电子工艺当前新兴前沿工艺受到越来越广泛的关注，因taiko环的特殊衬底结构，其晶圆中心处经过减薄处理，导致表面不平且有太极环印记，膜厚均匀性难控制，涂胶工艺技术难度较大。
例如申请号为“201410235641.5”，专利名称为“一种晶圆涂胶机和涂胶方法”的发明专利，其公开了“一种晶圆涂胶机，能够对不同尺寸的晶圆进行涂胶，该晶圆涂胶机至少具有一个工艺腔体，在工艺腔体的顶部设置有腔体清洁喷嘴，能够在不打开机器的情况下对晶圆涂胶机进行自动清洁，大幅度节约了机台清洁所消耗的时间成本和人力成本。本发明还提供了适用于该晶圆涂胶机的涂胶方法，具有良好的涂胶效果”。
但是上述方法和现有晶圆涂胶工艺配方中的甩胶步骤一般为传统低转速-高转速简单结构，这种配方涂覆具有特殊衬底的taiko环时极易使晶圆表面光刻胶涂布不均匀，膜厚稳定性难以控制，且taiko环与平面交界处容易造成光刻胶堆积及造成液体反溅，后续难去除。
因此，有必要提供一种新型的减薄型晶圆的涂胶方法以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减薄型晶圆的涂胶方法，提高晶圆表面光刻胶的均匀性，避免光刻胶堆积及液体反溅，可有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明的所述一种减薄型晶圆的涂胶方法，包括如下步骤：
S1、设定预设真空度，在预设真空度下将待涂胶晶圆吸附在承片台上，并控制所述承片台以第一转速旋转，并通过胶嘴对所述晶圆中心进行打胶；
S2、打胶结束后，所述承片台以第二转速旋转进行打胶回流，所述第二转速小于所述第一转速；
S3、所述承片台先以第三转速旋转，再以第四转速旋转，对所述晶圆进行变速甩胶，所述第三转速小于所述第四转速；
S4、控制所述承片台以第五转速甩胶，完成光刻胶甩胶；
S5、再控制所述承片台以第六转速旋转使光刻胶在所述晶圆表面成膜，所述第六转速大于所述第五转速，在第六转速的高速旋转下，光刻胶在晶圆表面成膜；
S6、所述承片台以第七转速旋转，并通过清洗喷嘴对所述晶圆从第一位置到第二位置扫描配合进行切边处理，完成涂胶处理。
本发明的有益效果在于：承片台先以第三转速旋转然后以第四转速旋转，以第五转速旋转的变速方式旋转以实现对晶圆进行由低速到高速再到低速的变速甩胶，通过多级变速的方式实现甩胶，承片台以第六转速高速旋转，可以使光刻胶均匀的附着在晶圆的表面；承片台以第七转速旋转，同时清洗喷嘴进行不同位置停顿及扫描配合进行切边处理，切除位于晶圆边缘位置的堆积光刻胶，可以有效的避免晶圆的taiko环结构交界处光刻胶堆积的缺陷，而且有效提高了晶圆表面光刻胶的均匀性，避免光刻胶堆积及液体反溅。
优选的是，所述预设真空度为10-50kpa。通过限定预设真空度的数值范围，保证晶圆吸附在承片台上的时候更加稳定，不易松脱或者出现不稳定的情况。
优选的是，所述胶嘴在打胶的过程中，所述晶圆的涂胶腔体内的排风量为10-100m/s。
其有益效果在于：在上述排风量的情况下，胶嘴打胶的效果更好，可以将光刻胶更加均匀稳定的喷在晶圆上，提高打胶的稳定性。
优选的是，所述第一转速为500-2000r/s，所述承片台以所述第一转速旋转的时间为10-50s。
优选的是，所述第二转速为10-200r/s，所述承片台以所述第二转速旋转的时间为1-20s。
优选的是，所述第三转速为50-200r/s，所述承片台以所述第三转速旋转的时间为10-30s。
优选的是，所述第四转速为1000-2000r/s，所述承片台以所述第四转速旋转的时间为1-5s。
优选的是，所述第五转速为100-200r/s，所述承片台以所述第五转速旋转的时间为1-5s。
优选的是，所述第六转速为1000-2500r/s，所述承片台以所述第六转速旋转的时间为10-100s。
优选的是，所述第七转速为100-200r/s，所述承片台以所述第七转速旋转的时间为10-50s。
优选的是，所述第一位置与所述晶圆的边缘的距离为1-3mm，所述第二位置与所述晶圆的边缘的距离为3-8mm。
上述的第一位置和第二位置的位置处，在涂胶过程中容易产生涂抹不均匀的情况，通过切边处理的方式去除多余的部分，提高涂胶完成后的晶圆涂胶质量。
优选的是，所述光刻胶的黏度值为1-100cp。上述的黏度值可以有效提高光刻胶在晶圆表面吸附时的稳定性。
附图说明
图1为本发明的涂胶方法整体工作流程示意图；
图2为本发明的涂胶方法中的晶圆切边处理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种减薄型晶圆的涂胶方法，包括如下步骤：
S1、设定预设真空度，在预设真空度下将待涂胶晶圆吸附在承片台上，并控制所述承片台以第一转速旋转，并通过胶嘴对所述晶圆中心进行打胶；
在一实施例中，所述预设真空度为10-50kpa，通过限定预设真空度的数值范围，保证晶圆吸附在承片台上的时候更加稳定，不易松脱或者出现不稳定的情况。
在一实施例中，所述胶嘴在打胶的过程中，所述晶圆的涂胶腔体内的排风量为10-100m/s，在上述排风量的情况下，胶嘴打胶的效果更好，可以将光刻胶更加均匀的喷在晶圆上，提高打胶的稳定性。
S2、打胶结束后，所述承片台以第二转速旋转进行打胶回流，所述第二转速小于所述第一转速；
S3、所述承片台先以第三转速旋转，再以第四转速旋转，对所述晶圆进行变速甩胶，所述第三转速小于所述第四转速；
S4、控制所述承片台以第五转速甩胶，完成光刻胶甩胶；
通过上述第二转速、第三转速、第四转速和第五转速的依次旋转完成光刻胶的甩胶工作，使得光刻胶在晶圆表面分布均匀，提高后续的成膜涂覆效果，采用低转速—高转速—低转速分步甩胶结构，克服了晶圆上的taiko环特殊结构带来的涂胶难点，使后续晶圆的膜厚均匀性更好。
S5、控制所述承片台以第六转速旋转使光刻胶在所述晶圆表面成膜，所述第六转速大于所述第五转速；
S6、所述承片台以第七转速旋转，并通过清洗喷嘴对所述晶圆从第一位置POS1到第二位置POS2扫描配合进行切边处理，完成涂胶处理。
优选的是，上述的第一位置POS1与所述晶圆的边缘的距离为1-3mm，第二位置POS2与所述晶圆的边缘的距离为3-8mm，通过清洗喷嘴在第一位置POS1处和第二位置POS2处的停顿，配合承片台的旋转，使得位于第一位置POS1和第二位置POS2外部的多余光刻胶被切边处理，从而完成晶圆的涂覆过程。
需要说明的是，在本方法中用到的各种设备均为现有技术中的常用设备，光刻胶涂布的方法使用的设备，比如承片台，均采用公知技术中晶圆涂布光刻胶设备系统。
在一种可能的实施方式中，所述第一转速为500-2000r/s，所述承片台以所述第一转速旋转的时间为10-50s。
在一种可能的实施方式中，所述第二转速为10-200r/s，所述承片台以所述第二转速旋转的时间为1-20s。
在一种可能的实施方式中，所述第三转速为50-200r/s，所述承片台以所述第三转速旋转的时间为10-30s。
在一种可能的实施方式中，所述第四转速为1000-2000r/s，所述承片台以所述第四转速旋转的时间为1-5s。
在一种可能的实施方式中，所述第五转速为100-200r/s，所述承片台以所述第五转速旋转的时间为1-5s。
在一种可能的实施方式中，所述第六转速为1000-2500r/s，所述承片台以所述第六转速旋转的时间为10-100s。
在一种可能的实施方式中，所述第七转速为100-200r/s，所述承片台以所述第七转速旋转的时间为10-50s。
在一种可能的实施方式中，所述光刻胶的黏度值为1-100cp，上述的黏度值可以有效提高光刻胶在晶圆表面吸附时的稳定性。
本方法中的承片台先以第三转速旋转然后以第四转速旋转，最后以第五转速旋转的变速方式旋转以实现对晶圆进行由低速到高速再到低速的变速甩胶，承片台再以第六转速高速旋转，可以使光刻胶均匀的附着在晶圆的表面；之后承片台以第七转速旋转，同时清洗喷嘴进行不同位置停顿及扫描配合进行切边处理，可以有效的避免晶圆上的taiko环交界处光刻胶堆积的缺陷，放弃传统低转速-高转速简单结构，采用低转速—高转速—低转速分步甩胶结构，并运用相应加速度配合的新型方式，克服了晶圆上的taiko环特殊结构带来的涂胶难点，使晶圆膜厚均匀性更好，同时优化了工艺参数，解决了taiko环处光刻胶堆积及晶圆表面液体反溅的问题。
现以具体实施例说明，实施例如下。
实施例1
对减薄处为50μm直径为200nm的晶圆进行光刻胶涂布，光刻胶黏度值为34cp(厘泊)，包括以下步骤：
S1a：将晶圆真空吸附至承片台上，控制承片台的预设真空度为40kpa，涂胶腔体内排风量为30m/s，所述承片台以1000r/s的第一高速旋转10s，同时胶嘴对晶圆中心进行打胶；
S2a：打胶结束后，所述承片台以100r/s的第一低速旋转5s进行打胶回流；
S3a：所述承片台以速度为100r/s的第二低速旋转10s，然后以速度为1500r/s的第二高转速旋转5s进行变速甩胶；
S4a：所述承片台以速度为100r/s的第三低速旋转5s，完成光刻胶甩胶；
S5a：所述承片台以速度为2000r/s的第三高速旋转50s，使光刻胶在晶圆表面成膜；
S6a：所述承片台以速度为100r/s的第四低速旋转20s，同时清洗喷嘴从距晶圆3mm处到距晶圆5mm处扫描配合进行切边工艺，完成所述涂覆步骤。
所述光刻胶涂布完成后，使用光学显微镜观察晶圆表面，光刻胶颜色均匀，无色差，晶圆边缘无堆胶等异常；采用光学膜厚仪进行十字49点表面膜厚测量，测得的膜厚平均值为2.2μm，均一性为±1.0％，达到要求。
实施例2
对减薄处为80μm直径为200nm的晶圆进行光刻胶涂布，光刻胶黏度值为34cp(厘泊)，包括以下步骤：
S1b：将晶圆真空吸附至承片台上，控制承片台的预设真空度为20kpa，涂胶腔体内排风量为40m/s，所述承片台以800r/s的第一高速旋转10s，同时胶嘴对晶圆中心进行打胶；
S2b：打胶结束后，所述承片台以100r/s的第一低速旋转5s进行打胶回流；
S3b：所述承片台以速度为100r/s的第二低速旋转10s，然后以速度为1600r/s的第二高转速旋转5s进行变速甩胶；
S4b：所述承片台以速度为100r/s的第三低速旋转5s，完成光刻胶甩胶；
S5b：所述承片台以速度为2100r/s的第三高速旋转50s，使光刻胶在晶圆表面成膜；
S6b：所述承片台以速度为100r/s的第四低速旋转20s，同时清洗喷嘴从距晶圆2mm处到距晶圆6mm处扫描配合进行切边工艺，完成所述涂覆步骤。
所述光刻胶涂布完成后，使用光学显微镜观察晶圆表面，光刻胶颜色均匀，无色差，晶圆边缘无堆胶等异常；采用光学膜厚仪进行十字49点表面膜厚测量，测得的膜厚平均值为2.1μm，均一性为±0.9％，达到要求。
实施例3
对减薄处为100μm直径为200nm的晶圆进行光刻胶涂布，光刻胶黏度值为34cP(厘泊)，包括以下步骤：
S1c：将晶圆真空吸附至承片台上，控制承片台的预设真空度为10kpa，涂胶腔体内排风量为40m/s，所述承片台以700r/s的第一高速旋转10s，同时胶嘴对晶圆中心进行打胶；
S2c：打胶结束后，所述承片台以100r/s的第一低速旋转5s进行打胶回流；
S3c：所述承片台以速度为100r/s的第二低速旋转10s，然后以速度为1700r/s的第二高转速旋转5s进行变速甩胶；
S4c：所述承片台以速度为100r/s的第三低速旋转5s，完成光刻胶甩胶；
S5c：所述承片台以速度为1900r/s的第三高速旋转50s，使光刻胶在晶圆表面成膜；
S6c：所述承片台以速度为100r/s的第四低速旋转20s，同时清洗喷嘴从距晶圆3mm处到距晶圆8mm处扫描配合进行切边工艺，完成所述涂覆步骤。
所述光刻胶涂布完成后，使用光学显微镜观察晶圆表面，光刻胶颜色均匀，无色差，晶圆边缘无堆胶等异常，采用光学膜厚仪进行十字49点表面膜厚测量，测得的膜厚平均值为2.3μm，均一性为±0.8％，达到要求。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (12)

1.一种减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、设定预设真空度，在所述预设真空度下将待涂胶晶圆吸附在承片台上，并控制所述承片台以第一转速旋转，并通过胶嘴对所述晶圆中心进行打胶；
S2、打胶结束后，所述承片台以第二转速旋转进行打胶回流，所述第二转速小于所述第一转速；
S3、所述承片台先以第三转速旋转，再以第四转速旋转，对所述晶圆进行变速甩胶，所述第三转速小于所述第四转速；
S4、控制所述承片台以第五转速甩胶，完成光刻胶甩胶；
S5、控制所述承片台以第六转速旋转使光刻胶在所述晶圆表面成膜，所述第六转速大于所述第五转速；
S6、所述承片台以第七转速旋转，并通过清洗喷嘴对所述晶圆从第一位置到第二位置扫描配合进行切边处理，完成涂胶处理。
2.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述预设真空度为10-50kpa。
3.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述胶嘴在打胶的过程中，所述晶圆的涂胶腔体内的排风量为10-100m/s。
4.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第一转速为500-2000r/s，所述承片台以所述第一转速旋转的时间为10-50s。
5.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第二转速为10-200r/s，所述承片台以所述第二转速旋转的时间为1-20s。
6.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第三转速为50-200r/s，所述承片台以所述第三转速旋转的时间为10-30s。
7.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第四转速为1000-2000r/s，所述承片台以所述第四转速旋转的时间为1-5s。
8.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第五转速为100-200r/s，所述承片台以所述第五转速旋转的时间为1-5s。
9.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第六转速为1000-2500r/s，所述承片台以所述第六转速旋转的时间为10-100s。
10.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第七转速为100-200r/s，所述承片台以所述第七转速旋转的时间为10-50s。
11.根据权利要求1所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述第一位置与所述晶圆的边缘的距离为1-3mm，所述第二位置与所述晶圆的边缘的距离为3-8mm。
12.根据权利要求1至11任一所述的减薄型晶圆的涂胶方法，其特征在于，所述光刻胶的黏度值为1-100cp。
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