TWI802897B - 塗佈系統、基材的塗佈方法與製備塗佈成分的方法 - Google Patents

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林建良
王俊翔
蔡任右
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大陸商台積電（南京）有限公司
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Abstract

一種塗佈系統包括器皿、器皿內的柔性容器和塗佈裝置。柔性容器包括出口埠，其中柔性容器被配置為回應於器皿內的壓力增加而收縮。柔性容器被配置為回應於收縮通過出口埠輸出塗佈成分。塗佈裝置被配置為從出口埠接收塗佈成分。

Description

塗佈系統、基材的塗佈方法與製備塗佈成分的方法
本公開是關於一種塗佈系統、塗佈方法與製備塗佈成分的方法。
半導體元件製造中使用的光阻劑層的均勻性和品質是決定製造工藝總產量的一個因素。一些用於分配光阻劑的方法和系統依賴於在密封容器內將頂部空間加壓超過一定量的光阻劑，通常是通過從管線或儲槽引入壓縮氮氣，迫使光阻劑離開容器並進入低壓出口管線。在光阻劑容器的下游使用一個或多個篩檢程式、振動器、存水彎(trap)和/或其他處理元件，以用於在將光阻劑成分分配到半導體基材表面上之前，去除或降低光阻劑成分流的顆粒和/或氣泡含量。
根據本公開的一些實施例，一種塗佈系統包括器皿、器皿內的柔性容器、包括出口埠的柔性容器，其中柔性容器被配置為回應於器皿內的壓力增加而收縮，柔性容器被 配置為回應於收縮而通過出口埠輸出塗佈成分；以及用於從出口埠接收塗佈成分的塗佈裝置。
在本公開的一些實施例中，一種基材的塗佈方法，包括將加壓氣體引入加壓容積中，加壓容積限定在柔性容器的外表面與壓力器皿的內表面之間，其中，加壓氣體將迫使塗佈成分從柔性容器中排出並通過出口埠。接著將塗佈成分施加到基材。
在本公開的一些實施例中，一種製備塗佈成分的方法，包括在處理週期內將塗佈成分保持在真空下，以使溶解在塗佈成分中的氣體的體積降低至少20%，以獲得經處理的塗佈成分，以及將第一體積的經處理的塗佈成分引入柔性容器中。
100:光阻劑分配系統
102:加壓氣體源
104:控制閥
106:壓力器皿
108:內部容積
110:柔性光阻劑容器
112:出口管線
114:止回閥
116:控制閥
117:熱交換器
118:中間光阻劑貯存器
119:泵
120:計量泵
122:控制閥
124:篩檢程式
126:分配噴嘴
128:噴霧
130:光阻劑膜
132:半導體基材
134:卡盤
136:熱交換器
200:光阻劑分配系統
202:加壓氣體源
202P:壓力感測器
202F:流量計
204:控制閥
206:壓力器皿
208:內部容積
208P:壓力感測器
210:柔性光阻劑容器
210T:溫度感測器
212:出口管線
212F:流量計
214:止回閥
216:控制閥
217:熱交換器
218:中間光阻劑貯存器
218P:壓力感測器
218T:溫度感測器
218F:流量感測器
219:泵
220:計量泵
222:控制閥
224:篩檢程式
224P:壓力感測器
224P’:壓力感測器
226:分配噴嘴
228:光阻劑
230:光阻劑膜
232:半導體基材
232T:溫度感測器
234:卡盤
236:熱交換器
300:控制系統
302:控制器
304:匯流排
400:柔性光阻劑容器
402,402’:主存儲貯存器
404:附接元件
406a,406b:埠
410:增強材料
500:光阻劑容器
502,502’:主存儲貯存器
504:附接元件
506a,506b,512:埠
508:壓力器皿
510:第二附接元件
514:週邊增強材料帶
602,604,606,608,610:操作
700:電子程序控制(EPC)系統
702:硬體處理器
704:非暫態電腦可讀存儲介質
706:電腦程式代碼
708:程序控制資料
710:使用者介面
712:I/O介面
714:網路介面
716:網路
718:匯流排
在結合附圖進行閱讀時，可以通過下面的具體實施方式最佳地理解本公開的各個方面。要注意的是，根據行業的標準慣例，各種特徵不是按比例繪製的。事實上，為了討論的清楚起見，各種特徵的尺寸可能被任意地增大或減小。
圖1是根據一些實施例的光阻劑分配系統的示意圖。
圖2是根據一些實施例的光阻劑分配系統的示意圖。
圖3是根據一些實施例的用於光阻劑分配系統的操作的程序控制系統的示意圖。
圖4A和4B是根據一些實施例的光阻劑容器的示意圖。
圖5A和5B是根據一些實施例的光阻劑容器的示意圖。
圖6是根據一些實施例的用於製備柔性光阻劑容器的方法的流程圖。
圖7是根據一些實施例的用於光阻劑分配系統的操作的電子程序控制(EPC)系統的示意圖。
對示例性實施例的描述旨在結合附圖一起閱讀，附圖將被視為整個書面描述的一部分。以下公開內容提供了許多不同的實施例或示例，以用於實現所提供的主題的不同特徵。下面描述了組件、值、操作、材料、佈置等的具體示例，以簡化本公開。當然，這些只是示例，並不旨在要進行限制。其他組件、值、操作、材料、佈置等被考慮。例如，在下面的描述中，在第二特徵上方或在第二特徵上形成第一特徵可以包括第一特徵和第二特徵直接接觸形成的實施例，並且還可以包括可以在第一特徵和第二特徵之間形成附加特徵的實施例，使得第一特徵和第二特徵可以不直接接觸。此外，本公開可以在各種示例中重複附圖標記和/或字母。這種重複是為了簡單和清晰的目的，其本身並不指示所討論的各種實施例和/或配置之間的關係。
此外，為了便於描述，可以在本文中使用空間相關術語，例如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」等，來描述如圖中所示的一個元素或特徵與另一個(或多個)元素或特徵的關係。除了圖中所描繪的定向之外，空 間相關術語還旨在包含正在使用或操作的元件的不同定向。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他定向上)，並且本文使用的空間相對描述符也可以被相應地解釋。
例如，沿著塗佈裝置內的塗佈成分流動路徑在第二元件之前或之後放置第一元件的描述應理解為包括第一元件和第二元件的放置被反轉和/或夾雜有其他功能元件的實施例，只要與第一元件和第二元件相關聯的(一個或多個)效果和/或(一個或多個)功能基本上保留在替代配置中。
然而，在加壓氣體下將一些體積的光阻劑成分保持在容器中會傾向於增加加壓光阻劑的氣體含量。結果，當加壓的光阻劑被分配到基材上並暴露在大氣壓下時，降低的壓力降低了溶解在光阻劑成分中的氣體的溶解度。如果氣體的溶解度降低到低於光阻劑成分內的實際溶解氣體含量，則過量的氣體傾向於在施加時在光阻劑中形成氣泡。此外，由於光阻劑成分在加壓氣體下的駐留時間以及加壓氣體和光阻劑組分的相對量可以有很大的變化，所以(一種或多種)溶解氣體的量也有很大的變化。
除了由於將光阻劑保持在壓力下而導致溶解氣體體積增加之外，用於在光阻劑容器中建立和保持壓力的(一種或多種)氣體還可能以顆粒和/或水分的形式引入其他污染物。此外，光阻劑容器內的正壓力損失潛在地允許存在於潔淨室內的環境氣體被拉入光阻劑容器和存在於其中的任何光阻劑中。圖1是根據一些實施例的光阻劑分配系統 100的示意圖。光阻劑分配系統100包括加壓氣體源102，該加壓氣體源102通過控制閥104連接到壓力器皿106，以用於將加壓氣體(例如空氣、O2、N2、其他氣體或氣體混合物)提供到壓力器皿106所限定的內部容積108。柔性光阻劑容器110(其非限制性實施例在下面參照圖4A-B描述)佈置在壓力器皿內，由此壓力器皿內的加壓氣體將壓縮柔性光阻劑容器110以迫使一定量的光阻劑進入出口管線112。在一些實施例中，出口管線112將包括：用於保持光阻劑的單一流動方向的一個或多個止回閥114、一個或多個篩檢程式(未示出)、存水彎(trap)或微型存水彎(未示出)和/或控制閥116。
在圖1中，在一些實施例中，流過出口管線112的光阻劑被用於用第一體積的光阻劑至少部分地填充中間光阻劑貯存器118，以用於塗佈多個半導體基材。在一些實施例中，中間光阻劑貯存器118設置有熱交換器117和/或泵119，以用於控制中間光阻劑貯存器118中的光阻劑的溫度和/或施加到光阻劑的壓力。光阻劑將從中間貯存器通過計量泵120、一個或多個控制閥122和/或一個或多個篩檢程式124到達分配噴嘴126。在一些實施例中，省略了計量泵120、一個或多個控制閥122和/或一個或多個篩檢程式124中的一個或多個。
然後通過分配噴嘴126將第二體積的光阻劑作為流或噴霧128分配到半導體基材132的表面上，以結合分配噴嘴的橫向和/或弧形運動和/或卡盤134的橫向和/或 旋轉運動來形成光阻劑膜130。在一些實施例中，第一體積的光阻劑和第二體積的光阻劑之比將至少為5：1，使得中間光阻劑貯存器118包含足夠的光阻劑來塗佈多個半導體基材132，而無需從保持在柔性光阻劑容器110中的一定體積的光阻劑補充光阻劑。在一些實施例中，卡盤134包括熱交換器136，熱交換器136被佈置和配置用於控制卡盤溫度。如將理解的，在一些實施例中，分配操作還包括將一種或多種溶劑和/或溶液施加到裸露基材表面和/或施加到一定量的先前分配的光阻劑，以獲得具有所需量的光阻劑膜。
因此，根據圖1的光阻劑分配系統100的實施例允許光阻劑的加壓，而不允許光阻劑和加壓氣體之間的直接接觸。通過避免光阻劑與加壓氣體之間的直接接觸，溶解在光阻劑中的氣體量(如果有的話)不會隨著時間的推移而增加；並且減少或避免了光阻劑中溶解氣體含量的變化。通過避免在光阻劑中引入額外的溶解氣體，減少或消除了在施加工藝期間釋放施加到光阻劑的壓力時由於放氣而形成的氣泡。通過減少或消除光阻劑層內的氣泡形成，根據圖1的光阻劑分配系統提供對所產生的光阻劑層的改進的均勻性。此外，通過從壓力器皿內部隔離光阻劑，根據圖1的光阻劑分配系統在壓力器皿相對於光阻劑分配系統所在的製造區域失去正壓力的情況下，降低了污染被引入光阻劑的可能性。圖2是根據一些實施例的光阻劑分配系統200的示意圖。光阻劑分配系統200包括由壓力感測 器202P監測的加壓氣體源202，加壓氣體源202通過控制閥204和流量計202F連接到壓力器皿206，以用於向由壓力器皿限定、並由壓力感測器208P監測的內部容積208提供加壓氣體(例如N2或其他氣體)。
柔性光阻劑容器210佈置在壓力器皿206內，由此壓力器皿內的加壓氣體傾向於壓縮柔性光阻劑容器210的側部，以迫使一定量的光阻劑進入出口管線212。保持在柔性光阻劑容器210內的光阻劑的狀況由溫度感測器210T和/或壓力感測器(未示出)監測。出口管線212包括用於保持光阻劑的單一流動方向的一個或多個止回閥214、一個或多個篩檢程式(未示出)、存水彎或微型存水彎(未示出)、流量計212F和/或控制閥216。在一個或多個實施例中，出口管線212省略了一個或多個止回閥214、一個或多個篩檢程式、存水彎或微型存水彎和/或控制閥216中的一者或多者。
在圖2中，在一些實施例中，流過出口管線212的光阻劑被用於至少部分地用第一體積的光阻劑填充中間光阻劑貯存器218，該第一體積的光阻劑的大小被設置以用於用第二體積的光阻劑塗佈一個或多個半導體基材232。在一些實施例中，第一體積和第二體積之比將至少為5：1，使得中間光阻劑貯存器218包含足夠的光阻劑，以在不需要補充的情況下塗佈若干半導體基材232。中間光阻劑貯存器218設置有熱交換器217和/或泵219，以用於控制中間光阻劑貯存器218中的光阻劑的溫度和/或施加到光 阻劑的壓力。在一些實施例中，從中間光阻劑貯存器218中省略熱交換器217和/或泵219。在一些實施例中，保持在中間光阻劑貯存器218內的光阻劑的狀況由壓力感測器218P和/或溫度感測器218T監測。在一些實施例中，將對中間光阻劑貯存器218中的光阻劑進行附加處理，以進一步減少光阻劑成分中的(一種或多種)氣體量和/或調整光阻劑成分的粘度。
在一些實施例中，在將光阻劑裝入柔性光阻劑容器210之前未進行脫氣的情況下，將保持在中間光阻劑貯存器218內的光阻劑成分進行減壓處理足夠長的時間，以從光阻劑成分中除去一部分溶解氣體。雖然柔性光阻劑容器210將光阻劑與保持在內部容積208中的加壓氣體隔離，以避免增加光阻劑中溶解氣體的體積，但是除非在載入之前脫氣，否則柔性光阻劑容器210中的光阻劑包括基本水準的溶解氣體。在一些實施例中，泵219將用於在中間光阻劑貯存器218中產生減壓。除了降低的壓力外，在一些實施例中，保持在中間光阻劑貯存器中的光阻劑將經受升高的溫度，以降低光阻劑中的(一種或多種)溶解氣體的溶解度和/或降低光阻劑成分的粘度。在一些實施例中，在離開中間貯存器之後，光阻劑將通過計量泵220、一個或多個控制閥222和/或一個或多個篩檢程式224以到達分配噴嘴226，該分配噴嘴226將光阻劑228施加於半導體基材232表面。
在一些實施例中，計量泵220的輸出由流量感測 器218F和/或壓力感測器224P監測。在一些實施例中，除了壓力感測器224P之外，還將在篩檢程式224的下游提供另一個壓力感測器224P’，以評估通過篩檢程式的壓降，作為篩檢程式狀況的度量。在一些實施例中，壓力感測器224P’將用於監測進入分配噴嘴226的光阻劑的壓力。
然後通過分配噴嘴226將光阻劑228分配到半導體基材232的表面上，以結合分配噴嘴226的橫向和/或弧形運動和/或卡盤234的橫向和/或旋轉運動來在半導體基材232的表面上形成光阻劑膜230。除了控制卡盤234的運動之外，在一些實施例中，溫度感測器232T監測卡盤的溫度，並且與熱交換器236相結合以用於調整和/或保持卡盤的溫度在目標溫度範圍內，以改進在連續的半導體基材232上形成的光阻劑膜230的均勻性。如將理解的，在一些實施例中，分配操作還包括將一種或多種溶劑和/或調節溶液施加到裸露半導體基材表面和/或施加到一定量的先前分配的光阻劑，以獲得具有期望參數(例如厚度、均勻性和附著力)的光阻劑膜。
因此，根據圖2的光阻劑分配系統200的實施例允許在光阻劑和加壓氣體之間沒有任何直接接觸的情況下對光阻劑進行加壓。由於光阻劑與加壓氣體之間沒有直接接觸，因此溶解在光阻劑中的氣體量(如果有的話)不會隨著光阻劑被保持在系統中的可變時間而增加，並且減少或避免了光阻劑中溶解氣體含量的變化。通過避免在光阻 劑中引入額外的溶解氣體，減少或消除了在施加工藝期間釋放施加到光阻劑的壓力時由於放氣而形成的氣泡。通過減少或消除光阻劑層內的氣泡形成，根據圖2的光阻劑分配系統提供所產生的光阻劑層的改進的均勻性。此外，通過將光阻劑與壓力器皿內部隔離，根據圖2的光阻劑分配系統在壓力器皿相對於光阻劑分配系統所在的製造區域失去正壓力的情況下，降低了污染被引入光阻劑的可能性。
圖3是根據一些實施例的用於操作光阻劑分配系統的控制系統300的示意圖。控制系統300的描述基於來自光阻劑分配系統200的元件。在一些實施例中，控制系統300適用於其他光阻劑分配系統。在一些實施例中，用於光阻劑分配系統的控制系統300包括控制器302，控制器302被配置為從整個光阻劑分配系統200中的壓力感測器、溫度感測器、流量感測器和其他感測器中的一個或多個接收輸入信號。在一些實施例中，控制器302被配置為作為電子程序控制(electronic process control，EPC)系統的一部分通過匯流排304通信。
在一些實施例中，控制器被配置為訪問一個或多個記憶體模組，所述一個或多個記憶體模組維持用於光阻劑分配系統的操作的控制指令和目標參數範圍。在一些實施例中，控制器302是電子程序控制(EPC)系統中的元件。在一些實施例中，EPC系統是根據圖7的EPC系統組態的。在一些實施例中，控制器被配置為將操作資訊輸出到一個或多個顯示器以供操作員參考、確認和/或調整。在一 些實施例中，控制器被配置為通過一個或多個輸入/輸出模組從操作員和/或其他設備接收輸入，該輸入/輸出模組將用於在光阻劑分配系統的操作中調整一個或多個參數。在一些實施例中，控制器被配置為向其他設備和/或操作員輸出預定資訊和/或警報，以協調光阻劑分配系統與其他設備的操作和/或防止超出範圍的操作。
在一些實施例中，控制器302使用來自各種感測器、閥、泵、熱交換器、記憶體模組和/或輸入/輸出模組的輸入來確定是否調整光阻劑分配系統內的壓力、溫度和/或光阻劑流動，以維持光阻劑分配系統200的期望操作條件。在控制器進行一次或多次調整的情況下，控制器被配置為輸出控制信號，以修改光阻劑分配系統內的閥、泵、加熱器、冷卻器、熱交換器和/或其他活性元件中一者或多者的操作，以保持滿意的操作。
在一些實施例中，電子程序控制(EPC)系統700用於：通過控制將額外的加壓氣體引入所監測的加壓內部容積208的流量(flowrate)，來監測在壓力器皿206和柔性光阻劑容器210之間限定的加壓內部容積208內的壓力(PV)，以使工作壓力保持在目標壓力低(Target Pressure Low，TPL)和目標壓力高(Target Pressure High，TPH)之間。在一些實施例中，電子程序控制(EPC)系統700用於監測進入中間貯存器的光阻劑的流量FR，並且控制將加壓氣體引入加壓內部容積108、208的流量，以將所監測的流量保持在較低的目標流量低(Target Flowrate Low，TFL)和較高的目標流量高(Target Flowrate High，TFH)之間。
在一些實施例中，通過在接合泵119、219時在中間光阻劑貯存器118、218內隔離一定體積的塗佈成分來進一步降低光阻劑中溶解的氣體的量，以在固定或可變處理週期內將施加到該一定體積的塗佈成分的壓力降低至1atm以下，以獲得脫氣光阻劑成分。在一些實施例中，除了低壓處理之外或代替低壓處理，熱交換器117、217被用於提高光阻劑的溫度，從而降低(一種或多種)氣體在光阻劑中的溶解度。然後，使用泵119、219釋放或排出從光阻劑釋放的(一種或多種)氣體，以獲得脫氣光阻劑成分。脫氣光阻劑成分隨後從中間光阻劑貯存器118、218釋放以施加於半導體基材132、232上。
在一些實施例中，在將塗佈成分引入柔性光阻劑容器110之前，通過製備或獲得塗佈成分、並然後在處理週期內將塗佈成分保持在真空下(使溶解在塗佈成分中的氣體體積的降低至少20%)來對塗佈成分進行脫氣，以獲得經處理的塗佈成分。在一些實施例中，然後將經處理的塗佈成分引入柔性容器中，第一體積的經處理的成分對應於柔性容器的填充體積，填充體積由柔性容器的內表面限定，其中填充體積大於初始體積。
在一些實施例中，在將塗佈成分引入柔性容器之前，通過製備或獲得塗佈成分、並然後在處理週期內將塗佈成分保持在升高的溫度下(使溶解在塗佈成分中的N2、O2、 CO2及其混合物的體積降低至少20%)來對塗佈成分進行脫氣，以獲得經處理的塗佈成分。在一些實施例中，然後將經處理的塗佈成分引入柔性容器中，第一體積的經處理的成分對應於柔性容器的填充體積，填充體積由柔性容器的內表面限定，其中填充體積大於初始體積。
在一些實施例中，在用光阻劑填充柔性容器之前，從柔性容器去除殘餘氣體的一部分。在一些實施例中，超過柔性容器的填充體積的一定體積的光阻劑被用於產生多餘光阻劑的淨化流，以從柔性容器內去除殘餘氣體(如果有的話)。
圖4A是根據一些實施例的柔性光阻劑容器400的圖示。柔性光阻劑容器400包括主存儲貯存器402，主存儲貯存器402附接到附接元件404，並與附接元件404形成封閉的存儲體積。主存儲貯存器402可以由具有如下強度和柔性組合的任何材料製成：其強度足以在被加壓時保持結構完整性，其柔性足以在從容器中取出光阻劑時塌陷(collapse)。實施例可以由一系列聚合物類型製成，例如聚醯胺(polyamides，PA)、聚乙烯(polyethylenes，PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚丙烯(polypropylenes，PP)、聚氯乙烯(polyvinyl chlorides，PVC)、聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chlorides，PVDC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)，並且 可以包括單個聚合物的多於一種分子結構和/或組合的兩種或兩種以上的聚合物。柔性光阻劑容器400可通過埠406a、406b被填充。在一些實施例中，埠406a、406b中的一個或多個被配置用於建立到光阻劑分配系統的填充線(填充操作期間，通過填充線將光阻劑注入柔性光阻劑容器400)和輸出線(操作期間)的可移動連接。
根據任何止回閥或其他硬體的位置，與在柔性光阻劑容器上提供的埠406a、406b建立適當的連接，允許塗佈系統正常運行。此外，由於入口埠和/或出口埠的使用提供了密封的柔性光阻劑容器，因此在一些實施例中容器的定向不太重要。事實上，在一些實施例中，把柔性光阻劑容器定向或製造成使出口埠設在鄰近容器的最低部分，這將有助於用一個或多個泵而不是外部施加的壓力來去除內容物。
在一些實施例中，主存儲貯存器402的壁包括增強材料410的至少一個區域，該區域增加了主存儲貯存器402的強度和/或維度穩定性。
在一些實施例中，柔性光阻劑容器400將包括單個埠406a，並且填充線和輸出線都配置有互補附接元件，以確保在相關操作期間保持連接。在一些實施例中，多個埠406a、406b被使用並且將包括專用的輸入和輸出埠，這些埠被不同地配置，以確保在相關操作的持續時間內建立和維持適當的連接。
圖4B是根據一些實施例的柔性光阻劑容器400 的圖示。與圖4A中的柔性光阻劑容器400相比，初始光阻劑體積的一部分已通過埠406a、406b中的一個或多個從主存儲貯存器402’去除，並且柔性光阻劑容器400的壁也相應收縮。在一些實施例中，主存儲貯存器402的壁由柔性和耐用材料製成，這些柔性和耐用材料通常不受光阻劑和在製造、封裝、運輸和半導體元件製造環境中會出現(或可能出現)的預期環境狀況和污染物的影響。主存儲貯存器402的壁由一系列聚合材料製成，包括但不限於聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。
當從主存儲貯存器402去除光阻劑時，主存儲貯存器402的壁收縮以符合剩餘光阻劑體積的封閉存儲體積。通過確保柔性光阻劑容器400在寬體積範圍內保持完全充滿光阻劑，柔性光阻劑容器的收縮壁有助於防止外部氣體和/或污染物進入柔性光阻劑容器。在一些實施例中，主存儲貯存器402的壁將包括增強材料410和/或附加結構，例如褶皺、折疊和/或偏置裝置，這有助於控制壁回應於壓力器皿內壓力的變化和/或主存儲貯存器402內光阻劑的體積而收縮或膨脹的方式。
例如，在一些實施例中，主存儲貯存器402的壁將包括週邊增強材料410的帶，例如，由具有更強(更高密度)、更厚和/或更不柔性類型的材料、聚合物及其組合製成的纖維、條帶和/或其他區域佈置形式，以增加主存儲貯存器的結構完整性，其中由更柔性的材料製成的一個或多個薄片或區域與增強材料410的組合使用以形成主存儲 貯存器的(一個或多個)壁。在一些實施例中，主存儲貯存器的壁可以包括兩個柔性薄片，它們沿著邊緣粘合或以其他方式接合以形成更厚的增強材料410。通過這樣的佈置，即使在主存儲貯存器402的體積隨著光阻劑的消耗而減小的情況下，增強材料410也有助於在一個或多個維度上保持維度穩定性。類似地，在一些實施例中，垂直或水準褶皺將用於控制柔性光阻劑容器400的「塌陷」以避免鬆弛(sagging)，和/或在主存儲貯存器402被外部壓力壓縮時增加從柔性光阻劑容器400去除的光阻劑或其他塗佈成分的體積。
儘管主存儲貯存器402的體積隨著光阻劑的消耗而減小，附接元件404被配置和構造為提供在維度上更穩定的附接結構，通過該附接結構，柔性光阻劑容器被附接到光阻劑分配系統的光阻劑填充元件(未示出)上，直接附接到不包括單獨的壓力器皿的光阻劑塗佈設備(該設備使用泵而不是壓力器皿從柔性光阻劑容器中提取光阻劑)，和/或附接到用於向柔性光阻劑容器施加外部壓力的壓力器皿。由於不需要給每個柔性光阻劑容器單獨提供壓力器皿，同時在將光阻劑分配到基材上時仍然抑制或消除了氣泡的形成，對柔性光阻劑容器400(其被配置為附接到在光阻劑塗佈設備內保持固定的壓力器皿上)的使用減少了製造成本和所需的存儲體積。
圖5A示出了用於實踐所公開的方法的光阻劑容器500的實施例，其中，包括主存儲貯存器502的柔性光 阻劑容器被併入壓力器皿508中，以形成比圖4A所示的更完整或整體的元件。在一些實施例中，封閉的存儲體積限定在主存儲貯存器502和附接元件504之間。光阻劑容器500將設置有埠506a、506b，通過這些埠506a、506b將填充和/或清空主存儲貯存器502。在一些實施例中，一個或多個埠506a、506b將被配置以建立到光阻劑分配系統的填充線(用於將光阻劑引入主存儲貯存器502)和輸出線(在操作期間)二者的可移動連接。在一些實施例中，一個埠506a將被配置用於建立到光阻劑分配系統的填充線的第一可移動連接(用於將光阻劑引入主存儲貯存器502)，並且另一個埠506b被配置用於建立到光阻劑分配系統的輸出線的第二可移動連接(在操作期間)，以避免在填充線、輸出線和埠506a、506b之間的交叉連接。
在一些實施例中，壓力器皿508將設置有互補的第二附接元件510，該第二附接元件510將與第一附接元件504協作，以將主存儲貯存器502定位在壓力器皿508內，並限定壓力器皿508的內表面和柔性光阻劑容器502的外表面之間的加壓空間。在一些實施例中，主存儲貯存器502上的第一附接元件504與壓力器皿508上的第二附接元件510接合，以在柔性容器之間形成臨時附接，該臨時附接密封並限定初始加壓容積。在一些實施例中，壓縮氣體將通過埠512被引入該加壓空間，以在該加壓空間內保持目標或工作壓力範圍，其傾向於迫使光阻劑成分離開柔性光阻劑容器並通過埠506a、506b。
在一些實施例中，柔性光阻劑容器將僅包括單個埠，其中填充線和輸出線兩者都配置有互補附接元件，以確保在相關操作的持續時間內保持連接。在一些實施例中，多個埠(未示出)被使用並且將包括專用輸入和輸出埠，這些埠被不同地配置(未示出)，以確保在相關操作的持續時間內建立和維持適當的連接。
圖5B示出了根據圖5A的光阻劑容器500的實施例，其中初始光阻劑體積的一部分已從主存儲貯存器502’中去除，並且柔性光阻劑容器的壁已相應地收縮，同時將額外的壓縮氣體通過埠512引入壓力器皿508以保持壓力器皿內的目標壓力或工作壓力。保持在壓力器皿內的壓力將繼續壓縮柔性光阻劑容器，並繼續通過埠506a、506b將光阻劑成分推進到塗佈裝置中，在該塗佈裝置中將進行一些額外的處理。在一些實施例中，主存儲貯存器502’的壁由柔性和耐用材料製成，這些柔性和耐用材料通常不受將在製造、封裝、運輸和製造環境中出現的光阻劑和預期環境流體及污染物的影響。
當從主存儲貯存器502’中去除光阻劑時，主存儲貯存器的壁將收縮，以使封閉的貯存器體積與剩餘體積的光阻劑相匹配。通過確保柔性光阻劑容器在較大體積範圍內保持「滿」狀態，柔性光阻劑容器的壁防止任何外部氣體和/或污染物進入柔性光阻劑容器。在一些實施例中，主存儲貯存器502’的壁將包括增強和/或附加結構，例如褶皺、折疊和/或偏置裝置，其將控制壁在壓力下收縮的方 式。
例如，主存儲貯存器502’的壁將包括週邊增強材料帶514或其他內部結構(未示出)，更柔性的材料的一個或多個薄片附接到這些內部結構以形成主存儲貯存器。對於這樣的實施例，增強材料有助於在一個或多個平面中保持維度穩定性，即使主存儲貯存器502’的體積隨著光阻劑的消耗和更靈活的材料的收縮而減小。類似地，在一些實施例中，垂直褶皺將用於控制柔性光阻劑容器的「塌陷」或「收縮」以避免鬆弛膜，和/或在由壓力器皿內建立和/或維持的外部壓力壓縮容器時增加從容器中去除的光阻劑或其他塗佈成分的體積。
儘管主存儲貯存器502的體積隨著光阻劑的消耗而減小，但是附接元件504被配置和構造為提供在維度上更穩定的附接結構，通過該附接結構，柔性光阻劑容器將附接到光阻劑填充組件(未示出)，直接附接到光阻劑塗佈設備(未示出)，和/或附接到將用於向柔性光阻劑容器施加外部壓力的壓力器皿508。通過無需操作員或技術員去除用過的柔性光阻劑容器並將新的柔性光阻劑容器附接到單獨的壓力器皿，同時在將光阻劑分配到基材上時仍然抑制或消除了氣泡形成，把一體的柔性光阻劑容器/壓力器皿光阻劑容器500用於安裝在光阻劑分配系統100內降低了製造成本、洩漏和/或維護時間。
儘管裝置、系統和方法的實施例不限於任何特定類型或粘度的光阻劑成分，微氣泡的形成和保持通常與高粘 度的光阻劑成分相關。一系列化學成分和粘度的各種光阻劑可用於工藝工程師。聚醯亞胺光阻劑通常是較粘性的光阻劑成分之一，通常具有至少50厘泊的粘度。為了改進對高粘度光阻劑成分的施加，已經開發了包括連續施加低粘度塗佈成分的方法，例如來自與主要光阻劑成分源分離的源的減少抗蝕劑消耗(reducing resist consumption，RRC)材料。
在一些實施例中，主要光阻劑成分源和RRC材料源都包括分別用於順序分配光阻劑塗佈和(一個或多個)RRC塗佈的單獨的泵和/或噴嘴。在其他實施例中，光阻劑成分和RRC材料都通過單個泵引導並通過單個噴嘴順序分配。在一些實施例中，RRC材料包括至少一種能夠溶解包含光阻劑成分的(一種或多種)聚合物的溶劑。
光阻劑成分聚合物可以是各種材料中的任何一種。在一些實施例中，(一種或多種)聚合物(即光阻劑成分)的粘度至少為50厘泊(centipoise，cps)，在一些實施例中，粘度在1500厘泊到3000厘泊之間，而在一些實施例中，粘度將達到或超過10000厘泊。
光阻劑成分可從多種配方中選擇，例如，聚醯亞胺或聚苯並惡唑(polybenzoxazole，PBO)薄膜；聚醯亞胺前體、聚醯亞胺或PBO前體；或聚醯亞胺基質樹脂。
圖6是根據一些實施例的用於製備柔性光阻劑容器的方法的流程圖。該方法可用於實踐本文所公開的方法和/或配置本文所公開的系統，以用於提高施加到基材的光 阻劑膜的品質。在一些實施例中，在可選操作602中，將製造光阻劑成分。在一些實施例中，省略操作602，因為通過購買一個或多個合適的光阻劑成分獲得光阻劑成分。
在該方法的一些實施例中，在可選步驟604中，將通過施加減小的壓力和/或增加整體光阻劑溫度來去除光阻劑中的氣體成分。在(一個或多個)脫氣操作期間使用的處理時間取決於許多因素，包括例如：(一種或多種)溶解氣體的性質、(一種或多種)溶解氣體的濃度、正在處理的光阻劑成分的表面積、減小的壓力的幅度、和/或增加的光阻劑溫度的幅度。脫氣操作在填充柔性容器之前降低了光阻劑成分中(一種或多種)溶解氣體的濃度，以輔助確保隨後在光阻劑施加操作期間暴露在大氣壓力下不會在光阻劑成分中產生氣泡。
在一些實施例中，一旦原始光阻劑成分被處理以去除(一種或多種)溶解氣體的一部分，則在步驟606中，經處理的光阻劑成分將被裝載到柔性光阻劑容器中。此填充操作應在(一個或多個)脫氣操作完成後不久進行，以限制一種或多種氣體溶解在經處理的光阻劑成分中的機會。引入柔性光阻劑容器中的經處理的光阻劑成分的體積應足以提供目標填充體積並排出柔性光阻劑容器中的任何(一種或多種)殘餘氣體。對於那些使用具有入口埠和出口埠二者的柔性光阻劑容器的填充操作，在一些實施例中，填充操作可以包括故意的過量填充以產生通過出口埠的淨化流，從而確保經處理的光阻劑成分基本上填充所有柔性光 阻劑容器。
在一些實施例中，一旦柔性光阻劑容器已填充有經處理的光阻劑成分，在步驟608中，柔性光阻劑容器將被放置和/或連接到壓力器皿中。在一些實施例中，該操作將與柔性光阻劑容器的製造和填充一起完成。然後，包括柔性光阻劑容器和壓力器皿的複合或整體組件將可用於安裝在光阻劑分配裝置中。在一些實施例中，經填充的柔性光阻劑容器將由操作員或技術人員根據需要安裝在壓力器皿中。
在一些實施例中，一旦經填充的柔性光阻劑容器和壓力器皿被安裝在塗佈設備中並連接到塗佈設備，則可以在壓力器皿的內表面和柔性光阻劑容器的外表面之間的加壓空間中填充一定體積的壓縮氣體，該一定體積的壓縮氣體足以向柔性光阻劑容器的外表面施加目標或工作壓力，從而在可選步驟610中，傾向於迫使光阻劑成分從柔性光阻劑容器經由出口埠進入塗佈設備的下游部分。
圖7是根據一些實施例的電子程序控制(EPC)系統700的框圖。本文描述的根據一個或多個實施例的生成單元佈局圖的方法可以例如使用根據一些實施例的EPC系統700來實現。在一些實施例中，EPC系統700是包括硬體處理器702和非暫態電腦可讀存儲介質704的通用計算設備。除其他以外，非暫態電腦可讀存儲介質704編碼有電腦程式代碼(或指令)706(即一組可執行指令)。由硬體處理器702執行電腦程式代碼706表示(至少部分 地)EPC工具，其根據一個或多個(在下文中，所述過程和/或方法)來實現例如本文所述方法的一部分或全部。
硬體處理器702經由匯流排718電耦合到非暫態電腦可讀存儲介質704。硬體處理器702還通過匯流排718電耦合到I/O介面712。網路介面714也經由匯流排718電連接到處理器702。網路介面714連接到網路716，使得硬體處理器702和非暫態電腦可讀存儲介質704能夠經由網路716連接到外部元件。硬體處理器702被配置為執行在電腦可讀非暫態電腦可讀存儲介質704中編碼的電腦程式代碼706，以使系統700可用於執行所述過程和/或方法中的部分或全部。在一個或多個實施例中，硬體處理器702是中央處理單元(central processing unit，CPU)、多處理器、分散式處理系統、專用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)和/或合適的處理單元。
在一個或多個實施例中，非暫態電腦可讀存儲介質704是電子、磁性、光學、電磁、紅外和/或半導體系統(或裝置或設備)。例如，非暫態電腦可讀存儲介質704包括半導體或固態記憶體、磁帶、可移動電腦磁片、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、剛性磁片和/或光碟。在使用光碟的一個或多個實施例中，非暫態電腦可讀存儲介質704包括光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、光碟讀/寫(CD-R/W)和/或數位視訊光碟(DVD)。
在一個或多個實施例中非暫態電腦可讀存儲介質 704存儲電腦程式代碼706，電腦程式代碼706被配置為使得EPC系統700(其中，這樣的執行表示(至少部分地)EPC工具)可用於執行所述過程和/或方法中的部分或全部。在一個或多個實施例中，非暫態電腦可讀存儲介質704還存儲有利於執行所述過程和/或方法中的部分或全部的資訊。在一個或多個實施例中，非暫態電腦可讀存儲介質704存儲程序控制資料708，在一些實施例中，程序控制資料708包括控制演算法、過程變數和常數、目標範圍、設定點和用於實現基於統計程序控制(statistical process control，SPC)和/或模型預測控制(model predictive control，MPC)的各種程序控制的代碼。
EPC系統700包括I/O介面712。I/O介面712耦合到外部電路。在一個或多個實施例中，I/O介面712包括鍵盤、按鍵、滑鼠、軌跡球、軌跡板、觸控式螢幕和/或游標方向鍵，以用於向硬體處理器702傳送資訊和命令。
EPC系統700還包括耦合到硬體處理器702的網路介面714。網路介面714允許EPC系統700與一個或多個其他電腦系統所連接的網路716通信。網路介面714包括無線網路介面，例如藍牙、WIFI、WIMAX、GPRS或WCDMA；或有線網路介面，例如乙太網、USB或IEEE-1364。在一個或多個實施例中，在兩個或更多個EPC系統700中實現所述過程和/或方法的一部分或全部。
EPC系統700被配置為通過I/O介面712接收資訊。通過I/O介面712接收的資訊包括指令、資料、設計規則、過程性能歷史、目標範圍、設定點和/或其他參數中的一者或多者，以供硬體處理器702處理。資訊經由匯流排718傳送到硬體處理器702。EPC系統700被配置為通過I/O介面712接收與使用者介面(user interface，UI)相關的資訊。該資訊存儲在非暫態電腦可讀存儲介質704中作為使用者介面(UI)710。
在一些實施例中，所述過程和/或方法中的一部分或全部被實現為供處理器執行的獨立軟體應用。在一些實施例中，所述過程和/或方法中的一部分或全部被實現為作為附加軟體應用的一部分的軟體應用。在一些實施例中，所述過程和/或方法中的一部分或全部被實現為軟體應用的外掛程式。在一些實施例中，所述過程和/或方法中的至少一個被實現為作為EPC工具的一部分的軟體應用。在一些實施例中，所述過程和/或方法中的一部分或全部被實現為EPC系統700所使用的軟體應用。
在一些實施例中，這些過程被實現為存儲在非暫態電腦可讀存儲介質中的程式的功能。非暫態電腦可讀存儲介質的示例包括但不限於外部/可移動和/或內部/內置存儲或記憶體單元，例如，光碟(例如DVD)、磁片(例如硬碟)、半導體記憶體(例如ROM)、RAM、存儲卡等中一者或多者。
在一些實施例中，塗佈系統包括器皿、器皿內的柔 性容器、包括出口埠的柔性容器，其中柔性容器被配置為回應於器皿內的壓力增加而收縮，柔性容器被配置為回應於收縮而通過出口埠輸出塗佈成分；以及用於從出口埠接收塗佈成分的塗佈裝置。在一些實施例中，塗佈成分是光阻劑。在一些實施例中，塗佈系統包括中間貯存器，包括第一體積的塗佈成分，其中第二體積的塗佈成分被施加到一基材，第一體積和第二體積之比至少為5：1。在一些實施例中，塗佈系統還包含控制器來控制器皿內的壓力。在一些實施例中，塗佈成分通過該壓力到達分配噴嘴。在一些實施例中，塗佈系統還包含位於柔性容器與分配噴嘴之間的篩檢程式。在一些實施例中，塗佈系統還包含柔性容器和分配噴嘴之間的中間貯存器，中間貯存器的大小被設置以接收第一體積的塗佈成分。
在一些實施例中，柔性容器包括增強區域，增強區域具有內表面積並連接到第一附接裝置。在一些實施例中，柔性區域具有可變的內表面積並連接到增強區域，其中增強區域、第一附接裝置和柔性區域它們的內表面共同限定可變的容器體積。
在一些實施例中，第一附接裝置包含入口埠。在一些實施例中，第一附接裝置包括多個埠，該多個埠包括出口埠和入口埠。在一些實施例中，出口埠具有第一配置，可用於與出口管線建立流體連接；入口埠具有第二配置，可用於防止與出口管線建立流體連接。
在一些實施例中，一種用於在基材上形成塗佈層的 塗佈方法包括：在壓力器皿內佈置柔性容器，柔性容器包含初始體積的塗佈成分，初始體積足以將柔性容器填充至全體積，以及在柔性容器上提供的出口埠；將加壓氣體引入柔性容器的外表面和壓力器皿的內表面之間限定的加壓容積中，加壓氣體傾向於迫使塗佈成分通過出口埠，並且最後到噴嘴，在該噴嘴中將光阻劑施加到基材上以形成塗佈成分層。
在一些實施例中，一種基材的塗佈方法，包括將加壓氣體引入加壓容積中，加壓容積限定在柔性容器的外表面與壓力器皿的內表面之間，其中，加壓氣體將迫使塗佈成分從柔性容器中排出並通過出口埠。接著將塗佈成分施加到基材。
在一些實施例中，塗佈方法還包括將柔性容器佈置在壓力器皿內，其中柔性容器包括初始體積的塗佈成分，將柔性容器上的第一附接元件與壓力器皿上的第二附接元件接合，以形成臨時附接並限定初始加壓體積。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括將柔性容器上的第一附接元件與壓力器皿上的第二附接元件接合，以形成臨時附接並限定初始加壓容積。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括監測加壓容積內的壓力；控制將額外加壓氣體引入加壓容積的流量，以將工作壓力保持在目標壓力低和目標壓力高之間。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括監測光阻劑進入中間貯存器的第一流量；控制將加壓氣體引入加壓 容積的第二流量，以使第一流量保持在較低目標流量低和較高目標流量高之間。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括：在中間貯存器內隔離第一體積的塗佈成分；在處理週期內將施加到第一體積的塗佈成分的壓力降低到低於1atm的壓力，以獲得脫氣的塗佈成分；以及從中間貯存器釋放脫氣塗佈成分，以用於施加到基材。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括製備包括柔性容器和壓力器皿的整體組件；將加壓氣體連接至壓力器皿上提供的埠；以及將出口埠連接到出口管線。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括：在中間貯存器內隔離第一體積的塗佈成分；監測第一體積的塗佈成分的溫度；調整第一體積的塗佈成分的溫度，以獲得預定粘度範圍內的塗佈成分粘度；以及將經調整的第一體積的塗佈成分從中間貯存器釋放以施加到基材。塗佈成分是光阻劑。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括：製備柔性容器，柔性容器具有初始體積；製備塗佈成分；在處理週期將塗佈成分保持在真空下，以使溶解在塗佈成分中的氣體(O2、N2、CO2或其混合物)的體積降低至少20%以獲得經處理的塗佈成分；將第一體積的經處理的塗佈成分引入柔性容器，該第一體積的經處理的成分對應於柔性容器的填充體積，填充體積由柔性容器的內表面限定，填充體積大於初始體積。
在一些實施例中，一種製備塗佈成分的方法，包括在處理週期內將塗佈成分保持在真空下，以使溶解在塗佈成分中的氣體的體積降低至少20%，以獲得經處理的塗佈成分，以及將第一體積的經處理的塗佈成分引入柔性容器中。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括在處理週期內將塗佈成分加熱至處理溫度，以使針對至少一種氣體的氣體溶解度降低至少20%，該至少一種氣體選自於包括N2、O2、CO2及其混合物的組合。
在一些實施例中，所使用的塗佈方法包括從柔性容器中排出殘餘氣體；以及將第二體積的經處理的塗佈成分引入柔性容器中，以生成通過出口埠的經處理的塗佈成分的淨化流。
儘管已經根據示例性實施例描述了主題，但並不限於此。因此，所附申請專利範圍應當被廣泛地解釋，並且被發現包括本領域技術人員可以作出的其他變化和實施例。
以上概述了若干實施例的特徵，以便本領域技術人員可以更好地理解本公開的各個方面。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地使用本公開作為設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現相同的目的和/或實現本文介紹的實施例的相同優點。本領域技術人員還應當認識到，這樣的等效結構不背離本公開的精神和範圍，並且它們可以在不背離本公開的精神和範圍的情況下在本公開中進行各 種改變、替換和更改。
400:柔性光阻劑容器
402,402’:主存儲貯存器
404:附接元件
406a,406b:埠
410:增強材料

Claims (10)

  1. 一種塗佈系統，包括：一器皿；一柔性容器，位於該器皿內，該柔性容器包括一出口埠，其中，該柔性容器被配置為回應於該器皿內的壓力增加而收縮，並且該柔性容器被配置為回應於收縮而通過該出口埠輸出一塗佈成分；一中間貯存器，配置以從該出口埠接收且隔離一第一體積的該塗佈成分，並在一處理週期內將施加到該塗佈成分的壓力降低至低於1atm的壓力，以獲得一脫氣塗佈成分；以及一塗佈裝置，用於接收該脫氣塗佈成分。
  2. 如請求項1所述之塗佈系統，其中一第二體積的該脫氣塗佈成分經由該塗佈裝置被施加到一基材，該第一體積與該第二體積之比至少為5：1。
  3. 如請求項1所述之塗佈系統，其中：該柔性容器包括：一增強區域，該增強區域具有一內表面積並且連接至一第一附接裝置。
  4. 如請求項3所述之塗佈系統，其中：該柔性容器包括： 一柔性區域，該柔性區域具有一可變的內表面積並連接到該增強區域，並且其中，該增強區域、該柔性區域、以及該第一附接裝置的內表面共同限定一可變的容器體積。
  5. 一種基材的塗佈方法，包括：將一加壓氣體引入一加壓容積中，該加壓容積限定在一柔性容器的外表面與一壓力器皿的內表面之間，其中，該加壓氣體將迫使一塗佈成分從該柔性容器中排出並通過一出口埠而進入一中間貯存器；在該中間貯存器內隔離一第一體積的該塗佈成分；在一處理週期內將施加到該第一體積的該塗佈成分的壓力降低至低於1atm的壓力，以獲得一脫氣塗佈成分；以及將該脫氣塗佈成分施加到一基材。
  6. 如請求項5所述之塗佈方法，還包括：將該柔性容器佈置在該壓力器皿內，其中，該柔性容器包括一初始體積的該塗佈成分；以及將該柔性容器上的一第一附接元件與該壓力器皿上的一第二附接元件接合，以形成臨時附接並限定一初始加壓體積。
  7. 如請求項5所述之塗佈方法，還包括： 監測該加壓容積內的壓力；以及控制將一額外加壓氣體引入該加壓容積的流量，以將一工作壓力保持在目標壓力低和目標壓力高之間。
  8. 如請求項5所述之塗佈方法，還包括：監測該第一體積的該塗佈成分的溫度；以及調整該第一體積的該塗佈成分的溫度，以獲得預定粘度範圍內的塗佈成分粘度其中，該塗佈成分是光阻劑。
  9. 一種製備塗佈成分的方法，包括：在一處理週期內將一塗佈成分保持在真空下，以使溶解在該塗佈成分中的氣體的體積降低至少20%，以獲得經處理的該塗佈成分；以及將一第一體積的經處理的該塗佈成分引入一柔性容器中，其中該柔性容器位於一器皿內，該柔性容器包括一出口埠，其中，該柔性容器被配置為回應於該器皿內的壓力增加而收縮，並且該柔性容器被配置為回應於收縮而通過該出口埠輸出經處理的該塗佈成分。
  10. 如請求項9所述之製備塗佈成分的方法，包括：從該柔性容器中排出殘餘氣體；以及將一第二體積的經處理的該塗佈成分引入該柔性容器中，以生成通過該出口埠的經處理的該塗佈成分的淨化流。
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