CN111897187A - 光刻胶涂布系统以及更换光刻胶的方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于光刻胶涂布技术领域，具体涉及一种光刻胶涂布系统以及更换光刻胶的方法，光刻胶涂布系统包括：供胶机构，供胶机构包括依次连接的供胶瓶、过滤器和喷嘴；清理机构，清理机构包括真空装置和真空管路，真空装置通过真空管路与过滤器连接，真空装置通过在真空管路内形成负压的方式将过滤器内的气泡和杂质颗粒吸出。根据本申请的光刻胶涂布系统，当需要用新品种的光刻胶替换光刻胶涂布系统内原有的光刻胶时，需要对光刻胶涂布系统进行清洗才能设置新品种的光刻胶，而对过滤器的清洗尤为重要，本申请通过真空装置吹扫清洗过滤器内附着的气泡和杂质颗粒，以此降低光刻胶涂布系统的清洗时间。

Description

光刻胶涂布系统以及更换光刻胶的方法

技术领域

本申请属于光刻胶涂布技术领域，具体涉及一种光刻胶涂布系统以及更换光刻胶的方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

在半导体制造过程中，需要多次使用光刻工艺，光刻工艺的本质是把电路结构以图形的形式复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上，主要包括如下步骤：首先利用光刻胶涂布系统在硅片上形成一层光刻胶薄层，再将平行光经过掩膜版照射在光刻胶薄层上使其曝光而变质，最后利用显影液进行显影完成图形转移。但在光刻胶涂布时，由于光刻胶涂布系统的光刻胶含有杂质颗粒或含有气泡，易造成光刻胶涂布膜层不均匀，使光刻胶膜层厚度出现偏差或膜层报废，影响后续相关工艺的进行。为了减少光刻胶涂布系统内的杂质颗粒或气泡，在设置光刻胶涂布系统时或者更换光刻胶涂布系统内的光刻胶品种时，一般会通过过滤器对光刻胶涂布系统内的杂质颗粒或气泡进行过滤，以此减少光刻胶涂布系统内附着的杂质颗粒或气泡。

随着半导体上图形的尺寸缩小到20nm以下，过滤器的过滤孔径尺寸也会变小，那么，现有的光刻胶设置工艺无法满足下列的管理水准：

1)光刻胶涂布系统喷涂出的每26nm长度的光刻胶内杂质颗粒的数量不得超过10个；

2)在设置光刻胶涂布系统的过程中,如果失败率超过20％，则需要返工对光刻胶涂布系统进行重新设置；

3)在对现有类型的光刻胶进行设置时，光刻胶涂布系统的设置稳定时间需要控制在一周的时间内。

发明内容

本申请的第一方面提供了一种光刻胶涂布系统，包括：

供胶机构，供胶机构包括依次连接的供胶瓶、过滤器和喷嘴；

清理机构，清理机构包括真空装置和真空管路，真空装置通过真空管路与过滤器连接，真空装置通过在真空管路内形成负压的方式将过滤器内的气泡和杂质颗粒吸出。

本申请的第二方面还提出了一种更换光刻胶的方法，更换光刻胶的方法包括：

对光刻胶涂布系统的供胶管路进行清洗和氮气吹扫；

检测供胶管路内的杂质颗粒数量；

当供胶管路内的杂质颗粒数量达标时，设置光刻胶涂布系统的过滤器，并通过光刻胶溶剂清洗供胶管路和过滤器；

检测过滤器内的杂质颗粒数量；

当过滤器内的杂质颗粒数量达标时，设置光刻胶涂布系统的供胶瓶，通过光刻胶涂布系统喷涂光刻胶；

检测光刻胶内的杂质颗粒数量；

当光刻胶内的杂质颗粒数量达标时，光刻胶涂布系统设置完成。

附图说明

通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：

图1为本申请实施例的光刻胶涂布系统的结构示意图；

图2为本申请实施例的更换光刻胶的方法的流程示意图。

附图标记：

100、光刻胶涂布系统；101、供胶管路；

10、供胶瓶；11、供胶阀；

20、过滤器；

30、喷嘴；

40、真空装置；41、真空管路；42、三通阀；43、真空容器；44、真空管；

50、回收瓶；

60、光刻胶稀释剂瓶；61、稀释剂阀；

70、光刻胶去除剂瓶；71、去除剂阀；

80、光刻胶溶剂瓶；81、光刻胶溶剂阀；

90、氮气源；91、氮气阀。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施方式。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施方式的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

如图1所示，本申请的实施例提供了一种光刻胶涂布系统100，光刻胶涂布系统100包括供胶机构和清理机构，供胶机构包括依次连接的供胶瓶10、过滤器20和喷嘴30，供胶瓶10、过滤器20和喷嘴30之间通过供胶管路101连接，光刻胶储存于供胶瓶10内，供胶瓶10通过供胶管路101将光刻胶输送至过过滤器20内滤除杂质颗粒后，光刻胶被输送至喷嘴30均匀喷涂于待涂胶的硅片上(未在图中示出)，供胶机构还包括与供胶瓶10连通的供气装置(未在图中标示)，供胶管路101的一端伸入供胶瓶10内且接触到供胶瓶10内的光刻胶，供胶管路101的另一端与过滤器20连接，通过供气装置向供胶瓶10内加注气体时，供胶瓶10内由于气压增大而使光刻胶被压出，被压出的光刻胶经供胶管路101流至过滤器20内。进一步地，为了精确地控制光刻胶的用量，供胶管上还设有供胶阀11，供胶阀11用于控制供胶管的开启及关闭。

过滤器20与供胶瓶10连接，过滤器20包括本体及滤芯(未在图中示出)，滤芯设于本体内，滤芯的过滤孔径为1nm或小于1nm，光刻胶由供胶管路101被输送至过滤器20，以滤除杂质颗粒(包括光刻胶碎渣和光刻胶涂布系统100内附着的颗粒)，经过过滤后的光刻胶通过喷嘴30均匀喷洒于待涂胶的硅片上。过滤器20在长时间使用后会沉积杂质颗粒，杂质颗粒会随着光刻胶流至喷嘴30处，并通过喷嘴30喷涂于待涂胶的硅片上，杂质颗粒易造成光刻胶涂布膜层不均匀，使光刻胶膜层厚度出现偏差或膜层报废，影响后续相关工艺的进行。

为了排出过滤器20内沉积的杂质颗粒，本申请的实施例在光刻胶涂布系统100上增加了清理机构，清理机构包括真空装置40和真空管路41，真空装置40通过真空管路41与过滤器20连接，真空装置40通过在真空管路41内形成负压的方式将过滤器20内的杂质颗粒和气泡吸出，被吸出的杂质颗粒和气泡流至回收瓶50内。

需要说明的是，上述实施例中的真空装置40可以为额外增加到光刻胶涂布系统100上的真空装置，还可以使用光刻胶涂布系统100上原有的真空装置，如图1所示，上述实施例中的真空装置40使用光刻胶涂布系统100上原有的真空装置，光刻胶涂布系统100上原有的真空装置40与真空容器43连通，真空容器43设置于过滤器20与喷嘴30之间，过滤器20内的光刻胶经供胶管路101输送至真空容器43的容腔内，真空容器43与真空装置40通过真空管44连接，以配合真空装置40对真空容器43进行抽真空，形成真空环境，以使光刻胶内的气泡在浮力作用下脱离光刻胶并通过真空装置40排到真空容器43外。进一步地，光刻胶涂布系统100还包括三通阀42，真空装置40通过三通阀42与真空管44和真空管路41连接，当光刻胶涂布系统100处于供胶的工作状态时，真空装置40通过三通阀42和真空管44与真空容器43连通，真空装置40与真空容器43配合用于抽取光刻胶内的气泡，当光刻胶涂布系统100处于清理过滤器20的工作状态时，真空装置40通过三通阀42和真空管路41与过滤器20连通，真空装置40与真空管路41配合用于抽取过滤器20内沉积的杂质颗粒和气泡。

为了更好的清理过滤器20内沉积的杂质颗粒和气泡，本申请的实施例还提供了稀释剂供给机构和氮气吹扫机构，稀释剂供给机构包括光刻胶稀释剂瓶60以及设置于光刻胶稀释剂瓶60的出口处的稀释剂阀61，氮气吹扫机构包括氮气源90以及设置于氮气源90的出口处的氮气阀91，光刻胶稀释剂瓶60和氮气源90均与供胶管路101和过滤器20连接，在对过滤器20进行清理时，光刻胶稀释剂瓶60通过供胶管路101向过滤器20内通入光刻胶稀释剂，以此稀释分解供胶管路101和过滤器20内沉积的杂质颗粒，然后通过氮气源90向过滤器20内通入氮气，通过氮气的吹扫作用将稀释分解后的杂质颗粒排出供胶管路101和过滤器20外，最终回流至回收瓶50内。进一步地，氮气吹扫机构还能够与真空装置40配合使用，通过氮气吹扫机构向过滤器20的入口通入氮气，通过真空装置40在过滤器20的出口抽取过滤器20内残留的杂质颗粒和气泡。需要说明的是，光刻胶稀释剂可以选用OK73稀释剂，其为单乙基醚丙二醇和丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物。

进一步地，光刻胶涂布系统100还包括与供胶管路101连接的光刻胶去除剂供给机构以及光刻胶溶剂供给机构，光刻胶去除剂供给机构包括与供胶管路101连通的光刻胶去除剂瓶70以及设置于光刻胶去除剂瓶70的出口处的去除剂阀71，光刻胶溶剂供给机构包括通过供胶管路101与过滤器20连通的光刻胶溶剂瓶80以及设置于光刻胶溶剂瓶80的出口处的光刻胶溶剂阀81，通过光刻胶去除剂和光刻胶溶剂可以清理供胶管路101和过滤器20内附着的杂质颗粒。需要说明的是，在本实施例中，光刻胶去除剂选用NMP(甲基吡咯烷酮溶剂)，光刻胶溶剂选用与光刻胶成分相同的光刻胶溶剂，如丙二醇单甲醚醋酸酯溶剂。

本申请还提供了一种光刻胶涂布系统100的设置方法，光刻胶涂布系统100的设置方法包括：使用光刻胶去除剂对供胶管路101进行清洗；清空供胶管路101；对光刻胶涂布系统100的供胶管路102进行清洗和氮气吹扫，具体地，使用光刻胶稀释剂对供胶管路101进行清洗并进行氮气吹扫，再具体地，使用光刻胶稀释剂对供胶管路101进行清洗并进行氮气吹扫重复三次或以上；检测供胶管路101内的杂质颗粒数量；当供胶管路101内的杂质颗粒数量达标时，设置光刻胶涂布系统100的过滤器20，并通过光刻胶溶剂清洗供胶管路101和过滤器20，然后在过滤器20的入口处通入氮气，并在过滤器20的出口处使用真空装置40抽取过滤器20内的气泡和杂质颗粒；检测过滤器20内的杂质颗粒数量；当过滤器20内的杂质颗粒数量达标时，设置光刻胶涂布系统100的供胶瓶10，并建立氮气吹扫分配模型对供胶管路101和过滤器20进行吹扫，通过光刻胶涂布系统100喷涂光刻胶；检测光刻胶内的杂质颗粒数量；当光刻胶内的杂质颗粒数量达标时，光刻胶涂布系统100设置完成。

根据本申请的实施例，当需要用新品种的光刻胶替换光刻胶涂布系统100内原有的光刻胶时，需要对光刻胶涂布系统100进行清洗才能设置新品种的光刻胶，而对过滤器20的清洗尤为重要，本申请通过氮气和真空装置40吹扫清洗过滤器20内附着的气泡和杂质颗粒，以此降低光刻胶涂布系统100的清洗时间。

进一步地，本申请还通过光刻胶溶剂和氮气对光刻胶涂布系统100内的供胶管路101和过滤器20进行多次清洗吹扫，从而在设置光刻胶涂布系统100时可以将光刻胶涂布系统100的设置稳定时间减少70％，同时，设置完成后的光刻胶涂布系统100在使用时可以减少50％的光刻胶用量，并降低光刻胶涂布系统100设置过程中的失误率。

根据本申请的实施例，光刻胶去除剂选用NMP(甲基吡咯烷酮溶剂)，通过甲基吡咯烷酮溶剂可以去除供胶管路101内附着的杂质颗粒，被去除后的杂质颗粒沿着供胶管路101通过喷嘴30回收至回收瓶50内。

根据本申请的实施例，光刻胶稀释剂选用OK73稀释剂，其为单乙基醚丙二醇和丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物，通过光刻胶稀释剂稀释分解供胶管路101内沉积的杂质颗粒后，通过氮气吹扫机构吹扫出供胶管路101内残留的杂质颗粒和气泡。

根据本申请的实施例，光刻胶涂布系统100的设置方法还包括：通过光刻胶溶剂供给机构向供胶管路101通入光刻胶溶剂清洗供胶管路101和过滤器20。具体地，在本实施例中，光刻胶溶剂选用与光刻胶成分相同的光刻胶溶剂，如丙二醇单甲醚醋酸酯溶剂。经过光刻胶溶剂清洗后的供胶管路101和过滤器20，可以使光刻胶涂布系统100在使用时减少50％的光刻胶用量。

下面通过附图2结合附图1详细阐述上述实施例中的更换光刻胶的方法：

设置光刻胶涂布系统100的供胶管路101，使用NMP(甲基吡咯烷酮溶剂)对供胶管路101进行48小时浸泡清洗；将供胶管路101清空；使用OK73(光刻胶稀释剂)和氮气对供胶管路101进行多次吹扫清洗，其中，稀释剂供给机构和氮气吹扫机构可以重复多次对供胶管路101进行清理，例如，可以重复进行三次对供胶管路101进行清理；检测供胶管路101内的杂质颗粒数量是否小于200个/26nm，当供胶管路101内的杂质颗粒数量超过200个/26nm时，重新设置供胶管路101；当供胶管路101内的杂质颗粒数量小于200个/26nm时，设置过滤器20，并使用光刻胶溶剂清洗供胶管路101和过滤器20；向过滤器20的入口通入氮气，并通过真空装置40在过滤器20的出口抽取过滤器20内的气泡和杂质颗粒；检测过滤器20内的杂质颗粒数量是否小于50个/26nm，当过滤器20内的杂质颗粒数量超过50个/26nm时，重新设置过滤器20；当过滤器20内的杂质颗粒数量小于50个/26nm时，设置供胶瓶，然后建立氮气吹扫分配模型对供胶管路101和过滤器20进行吹扫；光刻胶涂布系统10喷涂光刻胶；检测光刻胶涂布系统100喷涂的光刻胶内的杂质颗粒数量是否小于10个/26nm，当光刻胶内的杂质颗粒数量超过10个/26nm时，重新建立氮气吹扫分配模型对供胶管路101和过滤器20进行吹扫；当光刻胶内的杂质颗粒数量小于10个/26nm时，光刻胶涂布系统100设置完成。

需要说明的是，本申请实施例的光刻胶涂布系统100及其设置方法可以应用于应用于半导体器件、显示器、存储器、处理器和半导体设备，光刻胶涂布系统100的设置方法还可以在光刻胶涂布系统使用过程中对光刻胶涂布系统100进行清理。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。为了实现相同的目的，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (11)

1.一种光刻胶涂布系统，其特征在于，所述光刻胶涂布系统包括：

供胶机构，所述供胶机构包括依次连接的供胶瓶、过滤器和喷嘴；

清理机构，所述清理机构包括真空装置和真空管路，所述真空装置通过所述真空管路与所述过滤器连接，所述真空装置通过在所述真空管路内形成负压的方式将所述过滤器内的气泡和杂质颗粒吸出。

2.根据权利要求1所述的光刻胶涂布系统，其特征在于，所述光刻胶涂布系统还包括三通阀，所述真空装置通过所述三通阀与所述真空管路和所述供胶机构连接。

3.根据权利要求1所述的光刻胶涂布系统，其特征在于，所述光刻胶涂布系统还包括连接所述供胶瓶、所述过滤器和所述喷嘴的供胶管路，所述光刻胶涂布系统还包括与所述供胶管路连接的光刻胶去除剂供给机构。

4.根据权利要求1所述的光刻胶涂布系统，其特征在于，所述光刻胶涂布系统还包括连接所述供胶瓶、所述过滤器和所述喷嘴的供胶管路，所述光刻胶涂布系统还包括光刻胶溶剂供给机构，所述光刻胶溶剂供给机构分别与所述供胶管路和所述过滤器连接。

5.根据权利要求3或4所述的光刻胶涂布系统，其特征在于，所述光刻胶涂布系统还包括氮气吹扫机构，所述氮气吹扫机构分别与所述过滤器和所述供胶管路连接。

6.根据权利要求3或4所述的光刻胶涂布系统，其特征在于，所述光刻胶涂布系统还包括稀释剂供给机构，所述稀释剂供给机构与所述供胶管路连接。

7.一种更换光刻胶的方法，其特征在于，所述更换光刻胶的方法包括：

对光刻胶涂布系统的供胶管路进行清洗和氮气吹扫；

检测所述供胶管路内的杂质颗粒数量；

当所述供胶管路内的杂质颗粒数量达标时，设置所述光刻胶涂布系统的过滤器，并通过光刻胶溶剂清洗所述供胶管路和所述过滤器；

检测所述过滤器内的杂质颗粒数量；

当所述过滤器内的杂质颗粒数量达标时，设置所述光刻胶涂布系统的供胶瓶，通过所述光刻胶涂布系统喷涂光刻胶；

检测光刻胶内的杂质颗粒数量；

当光刻胶内的杂质颗粒数量达标时，所述光刻胶涂布系统设置完成。

8.根据权利要求7所述的更换光刻胶的方法，其特征在于，所述对光刻胶涂布系统的供胶管路进行清洗和氮气吹扫的步骤包括：

使用光刻胶去除剂对所述供胶管路进行清洗；

清空所述供胶管路；

使用光刻胶稀释剂对所述供胶管路进行清洗并进行氮气吹扫。

9.根据权利要求8所述的更换光刻胶的方法，其特征在于，使用光刻胶稀释剂对所述供胶管路进行清洗并进行氮气吹扫重复三次或以上。

10.根据权利要求7所述的更换光刻胶的方法，其特征在于，所述当所述供胶管路内的杂质颗粒数量达标时，设置所述光刻胶涂布系统的过滤器，并通过光刻胶溶剂清洗所述供胶管路和所述过滤器后还包括：

在所述过滤器的入口处通入氮气，并在所述过滤器的出口处使用真空装置抽取所述过滤器内的气泡和杂质颗粒。

11.根据权利要求7所述的更换光刻胶的方法，其特征在于，所述当所述过滤器内的杂质颗粒数量达标时，设置所述光刻胶涂布系统的供胶瓶后，以及通过所述光刻胶涂布系统喷涂光刻胶前还包括：

建立氮气吹扫分配模型对所述供胶管路和所述过滤器进行吹扫。

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