CN114967346A - 光刻胶涂布方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于半导体加工技术领域，具体涉及一种光刻胶涂布方法，光刻胶涂布方法包括：将半导体晶圆放置在装载台上并使半导体晶圆的圆心位于光刻胶喷嘴的正下方；控制装载台带动半导体晶圆旋转，控制光刻胶喷嘴向半导体晶圆的圆心处喷涂光刻胶；控制光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐增加，且当光刻胶喷嘴的喷涂速率达到第一预设值后，控制光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐减小直到半导体晶圆完成喷涂。根据本申请的光刻胶涂布方法，由于半导体晶圆的喷涂初期需要大量的光刻胶，而随着半导体晶圆上被喷涂面积的增加，需要的光刻胶量逐渐减小，本申请通过合理的控制光刻胶喷嘴的喷涂速率，以此减少光刻胶的浪费量。

Description

光刻胶涂布方法

技术领域

本申请属于半导体加工技术领域，具体涉及一种光刻胶涂布方法。

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。

如图1和图2所示，在半导体光刻涂布工艺中，使用高价的PR(光刻胶50’)采用旋涂的方法涂抹晶圆10’，而在对晶圆10’进行涂布的过程中，由于光刻胶50’的喷涂速率不合理，导致光刻胶50’使用量的93％被抛弃。

如图3所示，在进行旋涂光刻胶50’时，半导体晶圆10’是圆形，如果将晶圆10’表面的待涂区域分为3个涂抹区域A、B和C，3个涂抹区域A、B和C的径向尺寸均为50mm,那么可以得知晶圆10’上需要涂抹光刻胶50’的面积依次增加:A、2500πmm²；B、7500πmm²；C、12500πmm²。

B区域的面积是A区域的面积的3倍,C区域的面积是B区域的面积的5倍，不同面积的A区域、B区域和C区域需要不同的光刻胶量，如果在A区域、B区域和C区域喷涂等量的光刻胶50’，则必会导致光刻胶50’的浪费。例如，考虑到涂抹光刻胶50’的厚度，如果需要涂抹

厚度的光刻胶50’，就需要0.07cc的光刻胶50’。但实际上会使用1cc左右的光刻胶50’，约有93％左右的光刻胶50’被抛弃和浪费。

发明内容

本申请的第一方面提供了一种光刻胶涂布方法，光刻胶涂布方法包括：将半导体晶圆放置在装载台上并使半导体晶圆的圆心位于光刻胶喷嘴的正下方；控制装载台带动半导体晶圆旋转，控制光刻胶喷嘴向半导体晶圆的圆心处喷涂光刻胶；控制光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐增加，且当光刻胶喷嘴的喷涂速率达到第一预设值后，控制光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐减小。

根据本申请的光刻胶涂布方法，由于半导体晶圆的喷涂初期需要大量的光刻胶，而随着半导体晶圆上被喷涂面积的增加，需要的光刻胶量逐渐减小，本申请通过合理的控制光刻胶喷嘴的喷涂速率，以此减少光刻胶的浪费量。

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为现有技术中的光刻胶涂布设备的结构示意图；

图2为现有技术中的光刻胶涂布速率的坐标图；

图3为半导体晶圆上待涂区域的分布图；

图4为本申请实施例的光刻胶涂布设备的结构示意图；

图5为本申请实施例的光刻胶涂布方法的流程图；

图6为本申请实施例的光刻胶涂布速率的坐标图。

附图标记：

10’、晶圆；50’、光刻胶；

10、半导体晶圆；

20、光刻胶喷嘴；

30、装载台；

40、旋转轴；

50、光刻胶。

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4和图5所示，本申请的实施例提供了一种光刻胶涂布方法，光刻胶涂布方法包括步骤：S110，将半导体晶圆10放置在装载台30上并使半导体晶圆10的圆心位于光刻胶喷嘴20的正下方；控制装载台30带动半导体晶圆10旋转，控制光刻胶喷嘴20向半导体晶圆10的圆心处喷涂光刻胶；控制光刻胶喷嘴20的喷涂速率逐渐增加，且当光刻胶喷嘴20的喷涂速率达到第一预设值后，控制光刻胶喷嘴20的喷涂速率逐渐减小直到半导体晶圆10完成喷涂。

根据本申请的光刻胶涂布方法，通过采用合理的光刻胶喷嘴20的喷涂速率，以此减少光刻胶50的浪费量。具体地，由于半导体晶圆10的待涂区域是圆形，如果将圆形的待涂区域分解成由径向尺寸相同的多个圆环组成，由于多个圆环之间的位置差异，离半导体晶圆10的圆心越远的圆环的面积越大，在光刻胶喷嘴20喷涂光刻胶的过程中，由于半导体晶圆10处于高速旋转的状态，光刻胶喷嘴20喷涂至半导体晶圆10的圆心的光刻胶50在离心力的作用下会首先被甩至半导体晶圆10边缘的圆环处，然后光刻胶50才会逐步的被甩至靠近半导体晶圆10圆心的位置。

在光刻胶喷嘴20由半导体晶圆10的边缘向圆心的方向喷涂光刻胶50的过程中，光刻胶50的需求量逐渐减小，此时，如果光刻胶喷嘴20在喷涂光刻胶50的过程中采用固定喷速的方式喷涂半导体晶圆10，则会出现多个圆环的多个环形区域出现喷涂量不均的现象，导致多个环形区域的多个厚度不同，以及光刻胶50出现浪费现象。

为了减少减少半导体晶圆10的多个环形区域出现喷涂量不均的现象，本申请的实施例提出了采用喷涂量逐渐减小的喷涂方式，也就是说，在向半导体晶圆10的边缘的环形区域喷涂光刻胶时，可以提高光刻胶喷嘴20的喷涂速率，从而使足量的光刻胶能够覆盖半导体晶圆10的边缘的环形区域，在向靠近半导体晶圆10的圆心的环形区域喷涂光刻胶50时，可以减小光刻胶喷嘴20的喷涂速率，从而减少光刻胶50的浪费量。

进一步地，为了使光刻胶能够由外向内的喷涂至半导体晶圆10上，本申请的实施例还提出了调节装载台30的转速以及根据光刻胶的浓度设定光刻胶喷嘴20的喷射压力，使光刻胶50在半导体晶圆10的离心力作用下由外向内地被甩至半导体晶圆10的待涂区域。具体地，如图4所示，光刻胶涂布设备包括装载台30、旋转轴40和光刻胶喷嘴20，旋转轴40带动装载台30以及装载台30上的半导体晶圆10转动，旋转轴40为中空结构并与真空泵连通，光刻胶喷嘴20位于半导体晶圆10的圆心的正上方，光刻胶喷嘴20喷出的光刻胶50流至半导体晶圆10的圆心处，然后在半导体晶圆10的离心力作用下被甩至半导体晶圆10的边缘，以此达到全面喷涂半导体晶圆10的目的。

以图3所示的半导体晶圆10为例，如果将半导体晶圆1010’表面的待涂区域分为3个涂抹区域A、B和C，3个涂抹区域A、B和C的径向尺寸均为50mm,那么可以得知半导体晶圆10上需要涂抹光刻胶50’的面积依次增加:A、2500πmm²；B、7500πmm²；C、12500πmm²。

B区域的面积是A区域的面积的3倍,C区域的面积是B区域的面积的5倍，不同面积的A区域、B区域和C区域需要不同的光刻胶量，或者说，喷涂光刻胶的最初期需要大量的光刻胶，之后仅需要分配少量的光刻胶。

为了达到向环形涂抹区域喷涂对应量光刻胶50的目的，如图6所示，根据本申请的实施例，控制光刻胶喷嘴20的喷涂速率逐渐增加具体包括：控制光刻胶喷嘴20的喷涂速率按照固定增速a逐渐增加，直到光刻胶喷嘴20的喷涂速率达到第一预设值V1。第一预设值V1根据待涂区域的面积、光刻胶50的喷涂厚度以及固定增速而定，第一预设值V1的具体数值在此不进行详细阐述。

控制光刻胶喷嘴20的喷涂速率逐渐减小具体包括：控制光刻胶喷嘴20的喷涂速率按照第一固定减速b逐渐减小；当光刻胶喷嘴20的喷涂速率逐渐减小至第二预设值V2后，控制光刻胶喷嘴20的喷涂速率按照第二固定减速c逐渐减小，第二固定减速c的绝对值大于第一固定减速b的绝对值，以此达到光刻胶的喷涂速率与逐渐减小的环形涂抹区域对应。

进一步地，喷涂的光刻胶50的时间控制在0.1秒至5秒之间，将光刻胶50的喷涂时间控制在0.1秒至5秒，可以达到很好的喷涂效果，光刻胶50喷涂过慢会导致最初喷涂的光刻胶50出现凝固现象，光刻胶50喷涂过快则会导致光大量刻胶50积聚在局部区域的现象。

光刻胶的喷洒速率的最大值与最小值之间比值在2倍到10倍左右，光刻胶50喷涂速率过小会导致最初喷涂的光刻胶50出现凝固现象，光刻胶50喷涂速率过快则会导致光刻胶50大量积聚在局部区域的现象。

根据本申请的实施例，光刻胶涂布方法还包括：获取半导体晶圆10的待涂区域；将待涂区域生成为围绕半导体晶圆10的圆心的多个环形区域，且多个环形区域的多个径向尺寸相同；计算多个环形区域的多个待涂面积，根据多个待涂面积确定固定增速、第一固定减速、第一预设值、第二预设值和第二固定减速。进一步地，固定增速a、第一固定减速b、第一预设值V1、第二预设值V2和第二固定减速c需要根据半导体晶圆10上待涂区域的面积和所需光刻胶50的厚度而定，具体数值在此不再进行详细阐述。

根据本申请的实施例，光刻胶涂布方法包括：通过调节光刻胶喷嘴20的喷射压力的方式，控制光刻胶喷嘴20按照固定增速、第一固定减速和第二固定减速喷射光刻胶。喷射压力会随着光刻胶的粘度而变化，也就是说，在根据光刻胶的浓度设定光刻胶喷嘴20的喷射压力的同时，还可以根据光刻胶喷嘴20的喷射压力设定光刻胶的喷涂速率。

根据本申请的实施例，光刻胶涂布方法包括：根据待涂区域所需的光刻胶厚度调整固定增速、第一固定减速和第二固定减速。进一步地，根据半导体晶圆10上待涂区域的面积和所需光刻胶50的厚度，控制光刻胶50的喷洒量根据厚度变化在0.1g至10g之间。

需要说明的是，本申请实施例的光刻胶涂布方法可以应用于半导体器件、显示器、存储器、处理器和半导体设备。

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 (10)

1.一种光刻胶涂布方法，其特征在于，所述光刻胶涂布方法包括：

将半导体晶圆放置在装载台上并使所述半导体晶圆的圆心位于光刻胶喷嘴的正下方；

控制所述装载台带动所述半导体晶圆旋转，控制所述光刻胶喷嘴向所述半导体晶圆的圆心处喷涂光刻胶；

控制所述光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐增加，且当所述光刻胶喷嘴的喷涂速率达到第一预设值后，控制所述光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐减小直到所述半导体晶圆完成喷涂。

2.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，所述控制所述光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐增加具体包括：

控制所述光刻胶喷嘴的喷涂速率按照固定增速逐渐增加，直到所述光刻胶喷嘴的喷涂速率达到所述第一预设值。

3.根据权利要求2所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，所述控制所述光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐减小具体包括：

控制所述光刻胶喷嘴的喷涂速率按照第一固定减速逐渐减小；

当所述光刻胶喷嘴的喷涂速率逐渐减小至第二预设值后，控制所述光刻胶喷嘴的喷涂速率按照第二固定减速逐渐减小，

所述第二固定减速的绝对值大于所述第一固定减速的绝对值。

4.根据权利要求3所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，所述光刻胶涂布方法还包括：

获取所述半导体晶圆的待涂区域；

将所述待涂区域生成为围绕所述半导体晶圆的圆心的多个环形区域，且所述多个环形区域的多个径向尺寸相同；

计算所述多个环形区域的多个待涂面积，根据所述多个待涂面积确定所述固定增速、所述第一固定减速、所述第一预设值、所述第二预设值和所述第二固定减速。

5.根据权利要求3所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，所述光刻胶涂布方法包括：

通过调节所述光刻胶喷嘴的喷射压力的方式，控制所述光刻胶喷嘴按照所述固定增速、所述第一固定减速和所述第二固定减速喷射光刻胶。

6.根据权利要求4所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，所述光刻胶涂布方法包括：

根据所述多个环形区域所需的光刻胶厚度调整所述固定增速、所述第一固定减速、所述第一预设值、所述第二预设值和所述第二固定减速。

7.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，控制所述光刻胶的喷涂时间在0.1秒至5秒之间。

8.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，控制所述光刻胶的喷涂速率的最大值与最小值的比值在2倍至10倍之间。

9.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，根据所述半导体晶圆上待涂区域的面积和所需光刻胶的厚度，控制所述光刻胶的喷洒量在0.1g至10g之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光刻胶涂布方法，其特征在于，调节所述装载台的转速以及根据所述光刻胶的浓度设定所述光刻胶喷嘴的喷射压力，使所述光刻胶在所述半导体晶圆的离心力作用下由外向内逐步地被甩至所述半导体晶圆上的待涂区域。

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