CN116125752A - 光刻胶形成设备及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光刻胶形成设备及方法，其中光刻胶形成设备包括旋转吸盘和热量调节设备；所述旋转吸盘用于承载晶圆，并向所承载的晶圆表面旋涂初始膜层；所述热量调节设备设于所述晶圆的至少一侧，用于调节光刻胶的受热状态。本申请得到的光刻胶表面平整，采用上述光刻胶进行后续光刻等工艺，能够精准地进行相关工艺控制，提升对应工艺的质量。

Description

光刻胶形成设备及方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种光刻胶形成设备及方法。

背景技术

光刻工艺是半导体工艺中的重要工艺，该工艺能够在光照作用下，借助光致抗蚀剂将掩膜版上的图形转移到基片上。光刻工艺的过程可以包括：首先紫外光通过掩膜版照射到覆有一层光刻胶薄膜的基片表面，引起曝光区域的光刻胶发生化学反应；再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域的光刻胶，使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上；最后利用刻蚀技术将图形转移到基片上。其中光刻胶的质量对整个光刻工艺的质量具有重要作用，发明人在研究过程中发现，有些工艺中的光刻胶存在不平整的问题，容易影响后续工艺控制过程，从而影响光刻工艺的质量。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种光刻胶形成设备及方法，以解决有些工艺中的光刻胶存在不平整的问题，容易影响后续工艺控制过程，从而影响光刻工艺质量的技术问题。

本申请提供一种光刻胶形成设备，所述光刻胶形成设备包括旋转吸盘和热量调节设备；

所述旋转吸盘用于承载晶圆，并向所承载的晶圆表面旋涂初始膜层；

所述热量调节设备设于所述晶圆的至少一侧，用于调节光刻胶的受热状态。

可选地，所述热量调节设备包括位于所述晶圆边缘上方的第一调节设备和位于所述晶圆边缘下方的第二调节设备。

可选地，所述第一调节设备和所述第二调节设备关于所述晶圆对称。

可选地，所述光刻胶形成设备还包括所述热量调节设备至少一侧的第一挡光板；所述第一挡光板用于阻挡所述热量调节设备产生的热量射向除所述晶圆边缘以外的区域。

可选地，所述光刻胶形成设备还包括烘烤设备；所述烘烤设备设于所述旋转吸盘的正上方，用于烘烤所述旋转吸盘正上方的光刻胶。

可选地，所述热量调节设备为所述晶圆的边缘区域提供第一温度环境，所述烘烤设备为所述晶圆的中间区域提供第二温度环境，所述光刻胶在所述第一温度环境和所述第二温度环境中达到均匀受热的状态。

可选地，所述光刻胶形成设备还包括设于所述烘烤设备和所述旋转吸盘之间的第二挡光板；所述第二挡光板用于阻挡进入所述光刻胶中间区域的部分热量。

可选地，所述热量调节设备包括发热模块或者光发射模块。

本申请还提供一种光刻胶形成方法，所述光刻胶形成方法包括：

将晶圆吸附在旋转吸盘表面；

在吸附的所述晶圆表面旋涂初始膜层，并调节所述晶圆表面至少边缘区域的受热状态，以形成光刻胶。

可选地，所述调节所述晶圆表面至少边缘区域的受热状态，包括：分别调节所述晶圆的上表面边缘区域和下表面边缘区域的受热状态，以使所述晶圆的边缘区域和中间区域均匀受热。

可选地，所述热量调节设备为所述晶圆的边缘区域提供第一温度环境；所述光刻胶形成方法还包括：开启所述晶圆正上方的烘烤设备，以使所述烘烤设备为所述晶圆的中间区域提供第二温度环境，所述晶圆表面的光刻胶在所述第一温度环境和所述第二温度环境中达到均匀受热的状态。

可选地，所述光刻胶形成方法还包括：在旋涂所述初始膜层之前，烘烤所述晶圆，并至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使整个所述晶圆均匀受热。

可选地，所述光刻胶形成方法还包括：在所述光刻胶曝光前，至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使所述晶圆表面的光刻胶均匀受热。

可选地，所述光刻胶形成方法还包括：在所述光刻胶曝光后，至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使所述晶圆表面的光刻胶均匀受热。

本申请提供的光刻胶形成设备及方法，通过旋转吸盘承载晶圆，在晶圆的至少一侧设置热调节设备，通过热量调节设备调节光刻胶的受热状态，使光刻胶在相关工艺过程中能够均匀受热，这样初始膜层能够均匀稳定地固化成对应的光刻胶，最终得到的光刻胶表面平整，采用上述光刻胶进行后续光刻等工艺，能够精准地进行相关工艺控制，提升对应工艺的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是研究过程中的光刻胶示意图；

图2是本申请一实施例的光刻胶形成设备结构示意图；

图3是本申请另一实施例的光刻胶形成设备结构示意图；

图4是本申请另一实施例的光刻胶形成设备结构示意图；

图5是本申请另一实施例的光刻胶形成设备结构示意图；

图6是本申请另一实施例的光刻胶形成设备结构示意图；

图7是本申请另一实施例的光刻胶形成设备结构示意图；

图8a、图8b和图8c是本申请另一实施例的光刻胶形成设备结构示意图；

图9是本申请一实施例的光刻胶形成方法流程示意图。

具体实施方式

发明人对光刻胶的形成过程进行研究，光刻胶形成过程包括：在晶圆表面形成旋涂层等初始膜层，通过烘烤和/或气体吹扫等方式固化初始膜层，以得到位于晶圆表面的光刻胶。发明人研究发现上述方式形成的光刻胶边缘不平整，具体原因包括，若承载晶圆的旋转吸盘的温度高于环境温度，那么吸盘正上方的光刻胶与吸盘边缘以外的光刻胶容易出现受热不均的问题，这些受热不均的问题便容易导致光刻胶的边缘不平整，例如参考图1所示，光刻胶的边缘部分低于其中间部位，这样容易导致后续工艺过程控制效果差，从而影响光刻工艺的质量。

针对上述问题，本申请通过旋转吸盘承载晶圆，在晶圆的至少一侧设置热调节设备，通过热量调节设备调节光刻胶的受热状态，使光刻胶在相关工艺过程中能够均匀受热，这样初始膜层能够均匀稳定地固化成对应的光刻胶，最终得到的光刻胶表面平整，采用上述光刻胶进行后续光刻等工艺，能够精准地进行相关工艺控制，提升对应工艺的质量。

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

本申请第一方面提供一种光刻胶形成设备，参考图2和图3所示，所述光刻胶形成设备包括旋转吸盘110和热量调节设备130。

所述旋转吸盘110用于承载晶圆120，并向所承载的晶圆120表面旋涂初始膜层，上述初始膜层用于形成光刻胶。

所述热量调节设备130设于所述晶圆120的至少一侧，热量调节设备130用于调节光刻胶的受热状态，使光刻胶在相关工艺过程中能够均匀受热，这样初始膜层能够均匀稳定地固化成对应的光刻胶，此时可以得到如图4所示的光刻胶140，该光刻胶140表面平整，采用光刻胶140进行后续光刻等工艺，能够精准地进行相关工艺控制，提升对应工艺的质量。

上述光刻胶形成设备，通过旋转吸盘110承载晶圆120，在晶圆120的至少一侧设置热调节设备130，通过热量调节设备130调节光刻胶的受热状态，使光刻胶在相关工艺过程中能够均匀受热，这样初始膜层能够均匀稳定地固化成对应的光刻胶，最终得到的光刻胶表面平整，采用上述光刻胶进行后续光刻等工艺，能够精准地进行相关工艺控制，提升对应工艺的质量。

在一个实施例中，热量调节设备130的设置特征可以依据光刻胶的受热状态调节需求等因素设定。可选地，如图2所示，热量调节设备130可以设于晶圆120的上侧，以使光刻胶形成设备的结构相对简单。可选地，热量调节设备130也可以分别设于晶圆120的上下两侧，如图3所示，热量调节设备130包括位于所述晶圆120边缘上方的第一调节设备131和位于所述晶圆120边缘下方的第二调节设备132，这一设置特征能够分别从设晶圆120的上下两侧调节光刻胶的受热状态，提升热量调节设备130的热量调节能力。

可选地，如图3所示，所述第一调节设备131和所述第二调节设备132关于所述晶圆120对称，这样能够更为精准地调节晶圆120表面膜层的受热状态，进一步提升所得光刻胶的质量。

在一个示例中，参考图5所示，所述光刻胶形成设备还包括所述热量调节设备130至少一侧的第一挡光板160；所述第一挡光板160用于阻挡所述热量调节设备130产生的热量射向除所述晶圆120边缘以外的区域，即阻挡热量调节设备130产生的热量射向晶圆120的中间区域，以避免阻挡热量调节设备130产生的热量干扰其他工艺过程，以使同时或者先后进行的各项工艺相互独立，能够保证各项工艺质量。

在一个实施例中，参考图6所示，所述光刻胶形成设备还包括烘烤设备150；所述烘烤设备150设于所述旋转吸盘110的正上方，用于烘烤所述旋转吸盘110正上方的光刻胶140，使光刻胶140在形成、曝光和/或显影等工艺过程中均能得到对应烘烤。

在一个示例中，所述热量调节设备130为所述晶圆120的边缘区域提供第一温度环境，所述烘烤设备150为所述晶圆120的中间区域提供第二温度环境，所述光刻胶140在所述第一温度环境和所述第二温度环境中达到均匀受热的状态，这样初始膜层能够更为稳定的固化，得到表面平整的光刻胶140。其中，晶圆120的边缘区域包括受热量调节设备130调节受热状态的区域，晶圆120的中间区域包括其边缘区域以内的区域。

在一个示例中，参考图7所示，所述光刻胶形成设备还包括设于所述烘烤设备150和所述旋转吸盘110之间的第二挡光板170；所述第二挡光板170用于阻挡进入所述光刻胶140中间区域的部分热量，以使光刻胶140的中间区域和边缘区域受热均匀，进一步提升针对光刻胶140各区域的受热状态调节能力。

在一个实施例中，所述热量调节设备130的类型可以依据晶圆120及其表面膜层的受热需求确定。在一个示例中，上述热量调节设备130可以包括发热模块，发热模块可以向晶圆120的边缘区域发射热量，以调节晶圆120边缘区域的受热状态。在另一个示例中，上述热量调节设备130可以包括光发射模块，光发射模块可以向晶圆120的边缘区域发射光线，该光线可以用于调节晶圆120边缘区域的受热状态。

在一个示例中，光发射模块可以设置在晶圆上下两侧中的至少一侧。可选地，参考图8a所示，晶圆120的上侧可以设置光发射模块130a，以向晶圆120上表面的边缘区域发射光线。可选地，如图8b所示，晶圆120的上下两侧可以分别设置光发射模块，如在晶圆120的上侧设置光发射模块131a，以向晶圆120上表面的边缘区域发射光线，在晶圆120的下侧设置光发射模块132a，以向晶圆120底面的边缘区域发射光线。

可选地，光发射模块的两侧还可以分别设置第一挡光板，以阻挡光发射模块产生的光线射向除晶圆120边缘以外的区域。例如参考图8c所示，光发射模块131a的两侧可以设置第一挡光板161，光发射模块132a的两侧可以设置第一挡光板162。

以上光刻胶形成设备，通过旋转吸盘110承载晶圆120，在晶圆120的至少一侧设置热调节设备130，通过热量调节设备130调节光刻胶的受热状态，使光刻胶在相关工艺过程中能够均匀受热，这样初始膜层能够均匀稳定地固化成对应的光刻胶，最终得到的光刻胶表面平整，采用上述光刻胶进行后续光刻等工艺，能够精准地进行相关工艺控制，提升对应工艺的质量。

本申请第二方面提供一种光刻胶形成方法，该光刻胶形成方法可以应用于上述任一实施例所述的光刻胶形成设备。参考图9所示，所述光刻胶形成方法包括步骤S210和S220。

S210，将晶圆20吸附在旋转吸盘10表面。

S210在吸附的所述晶圆120表面旋涂初始膜层，并调节所述晶圆20表面至少边缘区域的受热状态，以形成光刻胶。

具体地，上述步骤S210可以通过热量调节设备130调节光刻胶表面至少边缘区域的受热状态，使光刻胶在相关工艺过程中能够均匀受热，这样初始膜层能够均匀稳定地固化成对应的光刻胶，此时可以得到如图4所示的光刻胶140，该光刻胶140表面平整，采用光刻胶140进行后续光刻等工艺，能够精准地进行相关工艺控制，提升对应工艺的质量

在一个实施例中，所述调节所述晶圆表面至少边缘区域的受热状态，包括：分别调节所述晶圆120的上表面边缘区域和下表面边缘区域的受热状态，以使所述晶圆120的边缘区域和中间区域均匀受热。具体地，本实施例可以在晶圆120边缘上方设置第一调节设备131，在晶圆120边缘下方设置第二调节设备132，通过第一调节设备131调节晶圆120的上表面边缘区域的受热状态，通过第二调节设备132调节晶圆120的下表面边缘区域的受热状态，以使晶圆120各表面的边缘区域和中间区域均匀受热，以使最终形成的光刻胶表面平整。

在一个实施例中，所述热量调节设备为所述晶圆的边缘区域提供第一温度环境。

所述光刻胶形成方法还包括：开启所述晶圆120正上方的烘烤设备150，以使所述烘烤设备150为所述晶圆120的中间区域提供第二温度环境，所述晶圆120表面的光刻胶140在所述第一温度环境和所述第二温度环境中达到均匀受热的状态，提升光刻胶140及相关膜层对应的工艺质量，例如在均匀受热状态下，初始膜层能够更为稳定的固化，得到的光刻胶140表面更为平整。

在一个实施例中，所述光刻胶形成方法还包括：在旋涂所述初始膜层之前，烘烤所述晶圆120，并至少调节所述晶圆120的边缘区域的受热状态，以使整个所述晶圆120均匀受热，这样在晶圆120表面涂初始膜层之后，初始膜层能够处于均匀受热的状态，可以提升初始膜层固化效果，从而提高所成光刻胶的质量。

在一个实施例中，所述光刻胶形成方法还包括：在所述光刻胶曝光前，至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使所述晶圆表面的光刻胶均匀受热，这样光刻胶曝光过程中的温度环境相对稳定，能够提升曝光处理的质量。

在一个实施例中，所述光刻胶形成方法还包括：在所述光刻胶曝光后，至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使所述晶圆表面的光刻胶均匀受热，这样光刻胶曝光之后的各项工艺所处的温度环境相对稳定，能够提升对应的工艺质量。

上述光刻胶形成方法可以应用于上述任一实施例所述的光刻胶形成设备，其具有上述任一实施例所述的光刻胶形成设备的所有有益效果，在此不再赘述。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (14)

1.一种光刻胶形成设备，其特征在于，所述光刻胶形成设备包括旋转吸盘和热量调节设备；

所述旋转吸盘用于承载晶圆，并向所承载的晶圆表面旋涂初始膜层；

所述热量调节设备设于所述晶圆的至少一侧，用于调节光刻胶的受热状态。

2.根据权利要求1所述的光刻胶形成设备，其特征在于，所述热量调节设备包括位于所述晶圆边缘上方的第一调节设备和位于所述晶圆边缘下方的第二调节设备。

3.根据权利要求2所述的光刻胶形成设备，其特征在于，所述第一调节设备和所述第二调节设备关于所述晶圆对称。

4.根据权利要求2所述的光刻胶形成设备，其特征在于，所述光刻胶形成设备还包括所述热量调节设备至少一侧的第一挡光板；

所述第一挡光板用于阻挡所述热量调节设备产生的热量射向除所述晶圆边缘以外的区域。

5.根据权利要求2所述的光刻胶形成设备，其特征在于，所述光刻胶形成设备还包括烘烤设备；

所述烘烤设备设于所述旋转吸盘的正上方，用于烘烤所述旋转吸盘正上方的光刻胶。

6.根据权利要求5所述的光刻胶形成设备，其特征在于，所述热量调节设备为所述晶圆的边缘区域提供第一温度环境，所述烘烤设备为所述晶圆的中间区域提供第二温度环境，所述光刻胶在所述第一温度环境和所述第二温度环境中达到均匀受热的状态。

7.根据权利要求5所述的光刻胶形成设备，其特征在于，所述光刻胶形成设备还包括设于所述烘烤设备和所述旋转吸盘之间的第二挡光板；

所述第二挡光板用于阻挡进入所述光刻胶中间区域的部分热量。

8.根据权利要求1所述的光刻胶形成设备，其特征在于，所述热量调节设备包括发热模块或者光发射模块。

9.一种光刻胶形成方法，其特征在于，所述光刻胶形成方法包括：

将晶圆吸附在旋转吸盘表面；

在吸附的所述晶圆表面旋涂初始膜层，并调节所述晶圆表面至少边缘区域的受热状态，以形成光刻胶。

10.根据权利要求9所述的光刻胶形成方法，其特征在于，所述调节所述晶圆表面至少边缘区域的受热状态，包括：

分别调节所述晶圆的上表面边缘区域和下表面边缘区域的受热状态，以使所述晶圆的边缘区域和中间区域均匀受热。

11.根据权利要求9所述的光刻胶形成方法，其特征在于，所述热量调节设备为所述晶圆的边缘区域提供第一温度环境；

所述光刻胶形成方法还包括：

开启所述晶圆正上方的烘烤设备，以使所述烘烤设备为所述晶圆的中间区域提供第二温度环境，所述晶圆表面的光刻胶在所述第一温度环境和所述第二温度环境中达到均匀受热的状态。

12.根据权利要求9所述的光刻胶形成方法，其特征在于，所述光刻胶形成方法还包括：

在旋涂所述初始膜层之前，烘烤所述晶圆，并至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使整个所述晶圆均匀受热。

13.根据权利要求9所述的光刻胶形成方法，其特征在于，所述光刻胶形成方法还包括：

在所述光刻胶曝光前，至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使所述晶圆表面的光刻胶均匀受热。

14.根据权利要求9所述的光刻胶形成方法，其特征在于，所述光刻胶形成方法还包括：

在所述光刻胶曝光后，至少调节所述晶圆的边缘区域的受热状态，以使所述晶圆表面的光刻胶均匀受热。

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