专利名称：喷涂光刻胶的方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造加工领域，特别涉及一种在半导体衬底上均勻喷涂光刻胶的方法。
背景技术：
通常，在制造半导体器件时，半导体衬底上光刻胶的均勻性是非常关键的质量参数。如果所述光刻胶没有被均勻涂覆，则在后续工艺中会导致分辨率差等问题，从而直接影响光刻效果。用来均勻涂覆光刻胶的方法包括旋涂(Spin Coating)法，旋涂法是在圆盘形支撑体上放置晶圆，并在所述晶圆中央滴落光刻胶之后使基板旋转，从而在离心力的作用下使光刻胶平铺晶圆表面。现有技术中，通常采用两种涂胶方式，静态涂胶和动态涂胶。其中，静态涂胶是指， 光刻胶在硅片静止时被滴在硅片中央，静止滴胶后，硅片首先低速旋转，使光刻胶均勻铺开，一旦光刻胶到达硅片边缘，转速被加速到设定的转动速度。另一种方法，动态涂胶是在硅片慢速旋转(例如100-200rpm)时滴胶，这是为了均勻覆盖硅片，然后加速到设定的转速。如公开号为CN1206933A的中国专利申请，其公开了光刻胶通过固定在晶片上方一特定位置的喷嘴喷出，而晶片安装在旋转卡具上并以一额定转速旋转。不管上述的何种涂胶方式，滴胶喷嘴都是固定位于晶圆的中心位置处喷胶，以离心力平铺晶圆表面。如图1所示的光刻胶喷涂方法示意图。然而，随着生产工艺进步，光刻胶均勻性指标需要进一步提高，配套的光刻胶喷涂工艺技术参数需要更加细化。尤其对于大尺寸晶圆，现有的固定喷嘴喷涂光刻胶的方法已完全不能满足均勻涂覆光刻胶的需求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种喷涂光刻胶的方法，解决现有技术中存在的光刻胶喷涂时易出现图形不完全填充的问题。为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种喷涂光刻胶的方法，包括提供待喷涂加工的晶圆；提供喷嘴，用于将光刻胶喷洒在所述晶圆表面上；将喷嘴沿晶圆半径方向水平移动并喷洒光刻胶，所述喷嘴从晶圆边缘的起始位置上方水平移动至晶圆的中心位置上方。可选的，所述晶圆边缘的起始位置是距圆周至之间区域的任一位置，所述R 是晶圆半径。可选的，在喷嘴从晶圆边缘的起始位置上方水平移动至晶圆的中心位置上方之后，晶圆加速至设定转动速度转动，对喷涂的光刻胶甩胶。可选的，所述晶圆的设定转动速度为1500-4000转/分钟。
可选的，所述喷嘴在晶圆边缘的起始位置上方与晶圆的中心位置上方悬停预定时间。可选的，所述悬停预定时间为0. 5s Is。可选的，所述喷嘴沿晶圆半径方向水平移动过程中，晶圆转动。可选的，所述喷嘴以恒定速度沿晶圆半径方向水平移动，晶圆以恒定转动速度转动。可选的，所述喷嘴沿半径方向的水平移动速度为30-100毫米/秒。可选的，所述晶圆的恒定转动速度为500-1000转/分钟。可选的，所述喷嘴以恒定速度沿晶圆半径方向水平移动，所述喷嘴在晶圆边缘的起始位置上方时，晶圆的起始转动速度为rl ；之后，晶圆加速至r2，并以恒定转速r2转动； 当所述喷嘴移动至晶圆的中心位置上方时，晶圆减速至终止转动速度r3，所述终止转动速度r3小于r2，所述rl小于r2。可选的，所述晶圆的转动速度rl、r2、r3为500-1000转/分钟，所述晶圆的起始转动速度rl <r2，所述晶圆的终止转动速度r3 <r2。可选的，所述喷嘴距离晶圆的高度为4mm-8mm，所述喷嘴的内径为0. 5mm-4mm，所述光刻胶的流速为lml/s-anl/s。与现有技术相比，本发明具有以下技术效果1、本发明通过滴胶喷嘴沿晶圆半径方向水平移动并喷洒光刻胶，晶圆的转动速度与喷嘴的水平移动速度按照既定工艺参数来执行，解决了光刻胶喷涂时晶圆上图形(沟槽、孔等)不完全填充的问题，从而保证了晶圆上光刻胶喷涂的均勻性。2、本发明喷涂光刻胶的方法，喷嘴的移动路径只需要从晶圆边缘的起始位置至晶圆的中心位置上方，移动路径短，节省了喷涂光刻胶的时间，尤其适用于大尺寸的晶圆。3、本发明喷涂光刻胶的方法，使喷嘴在起始位置和终止位置时悬停在晶圆上方喷洒光刻胶，在其他位置则以恒定速度从起始位置向终止位置水平移动，这样既保证了晶圆边缘处光刻胶的完全填充，又避免了边缘光刻胶的浪费，提高了光刻胶的利用率。4、本发明通过对晶圆的转动速度进行动态调整，可以灵活应对不同尺寸图形，进一步提高光刻胶涂覆的均勻性，尤其适合大尺寸的晶圆。
图1是现有技术中光刻胶喷涂方法示意图；图2是本发明喷涂光刻胶方法的流程示意图；图3是本发明实施方式的喷涂光刻胶方法的示意图；图4是本发明滴胶喷嘴位于晶圆边缘起始位置的示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式
的限制。发明人经过长期实践发现，在喷涂光刻胶的过程中，由于晶片上每一点的转动速度、离心力、表面张力等因素的影响，晶片上经常存在涂层不均勻的情况。实际上，微观状态下，待喷涂光刻胶的晶圆一般是表面有图形的，特别是对于具有纵宽比很深的图形的晶圆，若仍然采用现有技术中滴胶喷嘴固定于晶圆的中心位置处喷洒光刻胶的技术，那么，喷洒到晶圆边缘处图形的沟槽(trench)、孔(hole)内的光刻胶，还未及完全填充该沟槽、孔，就可能因后续高速旋转甩胶而将该沟槽、孔内的光刻胶甩出去，导致不完全填充光刻胶的现象。对于大尺寸的晶圆，这种不完全填充的现象尤其突出。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种喷涂光刻胶的方法，如图2所示， 包括步骤Si，提供待喷涂加工的晶圆；步骤S2，提供喷嘴，用于将光刻胶喷洒在所述晶圆表面上；步骤S3，将喷嘴沿晶圆半径方向水平移动并喷洒光刻胶，所述喷嘴从晶圆边缘的起始位置上方水平移动至晶圆的中心位置上方。本发明通过动态控制滴胶喷嘴，使滴胶喷嘴沿晶圆半径方向从起始位置上方向终止位置上方移动并喷洒光刻胶。其中，起始位置为靠近晶圆边缘的一位置，终止位置为晶圆的中心位置。下面，结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。参见图3和图4，待喷涂加工的晶圆1被放置在转台上，其中该晶圆半径为R，晶圆中心位置为0。滴胶喷嘴2沿晶圆半径方向水平移动喷洒光刻胶，此时，滴胶喷嘴以一个恒定速度ν水平移动。所述喷嘴沿晶圆半径方向水平移动喷洒光刻胶，是指喷嘴从晶圆边缘的起始位置上方水平移动至晶圆的中心位置0的上方。由于本发明滴胶喷嘴沿半径方向水平移动喷洒光刻胶，因此滴胶喷嘴只需要移动将近晶圆半径R的距离，就完成了晶圆表面光刻胶的涂覆。相对于喷嘴固定于晶圆上方喷洒光刻胶，尤其是大尺寸晶圆，本发明节省了喷涂光刻胶的时间，提高了生产效率。所述滴胶喷嘴的起始位置位于靠近晶圆边缘一位置的上方，本实施例中，所述靠近晶圆边缘一位置指的是距晶圆圆周约至约之间区域的任一位置，其中R是晶圆圆
周。如图4所示，位置A为晶圆半径上距圆周约处，位置B为晶圆半径上距圆周约处，
所述靠近晶圆边缘一位置指的是位置A至B的环状区域中任一位置。所述滴胶喷嘴的终止位置位于晶圆中心0的上方。所述喷嘴在起始位置与终止位置均要悬停一定时间，即，喷嘴在喷洒光刻胶的过程中，在晶圆边缘的起始位置上方与晶圆的中心位置上方悬停一定时间，在起始位置与终止位置之间则以恒定速度水平移动。结合上述滴胶喷嘴移动路径的选择，本发明喷涂光刻胶的方法，使喷嘴在起始位置和终止位置时悬停在晶圆上方并喷洒光刻胶，在其他位置则以恒定速度从起始位置向终止位置水平移动，这样既保证了晶圆边缘处图形光刻胶的完全填充，又避免了边缘光刻胶的浪费，提高了光刻胶的利用率。
以下将提供两个具体实施例进一步说明本发明喷涂光刻胶的方法，其中，晶圆转动的同时，所述喷嘴沿晶圆半径方向水平移动喷洒光刻胶时，晶圆的转动速度为r。当然，本领域人员应该了解的，喷嘴沿半径方向水平移动时，晶圆的转动方式并非用以限定本发明。实施例1 滴胶喷嘴以一个恒定速度ν从起始位置沿晶圆半径方向水平移动时，晶圆的转动速度r维持不变。其中喷嘴在起始与结束位置悬停预定时间，其他时间以恒定速度ν水平移动。本实施例中，滴胶喷嘴从晶圆的A至B的环状区域中任一位置的正上方沿半径方向水平移动，至晶圆中心位置0的上方停止，此时晶圆的转动速度为r。在上述移动路径喷涂光刻胶的过程中，喷嘴首先在起始位置悬停预定时间，然后以恒定速度ν沿半径方向水平移动，至晶圆中心位置0上方时再悬停预定时间，整个喷涂光刻胶(涂胶)的过程结束。 此时，喷涂的光刻胶覆盖整个晶圆表面。之后，晶圆的转动速度被瞬时加速至一甩胶设定转动速度S，在晶圆上获得均勻的光刻胶胶膜覆盖层，并甩去多余的光刻胶。本实施例中，滴胶喷嘴在起始位置与终止位置的悬停预定时间为0. 5s-ls0本实施例中，滴胶喷嘴的水平移动速度为30-100毫米/秒。本实施例中，晶圆的转动速度r为500-1000转/分钟。本实施例中，晶圆的甩胶设定转动速度s为1500-4000转/分钟。本实施例中，滴胶喷嘴距离晶圆的高度为4mm-8mm，喷嘴的内径为0. 5mm-4mm，光刻胶的流速为lml/s-anl/s，喷涂光刻胶的时间为30s-40s。本发明尤其适合大尺寸晶圆，例如是8寸、12寸，甚至是更大尺寸，例如是20寸的大尺寸晶圆。本实施以8寸晶圆为例，即直径为200mm的晶圆为例，对该8寸晶圆进行喷涂光刻胶的操作，优选的，滴胶喷嘴的水平移动速度为50毫米/秒，晶圆的转动速度r为 1000转/分钟，晶圆的甩胶设定转动速度S为1500转/分钟。实施例2 与实施例1不同之处在于，在滴胶喷嘴水平移动的同时，晶圆的转动速度可根据晶圆的尺寸以及晶圆上所形成的图形尺寸进行动态调整。所述喷嘴以恒定速度水平移动，所述喷嘴在晶圆边缘的起始位置上方时，晶圆的起始转动速度为rl ；之后，晶圆加速至r2，并以恒定转速r2旋转；当所述喷嘴沿晶圆半径方向水平移动至晶圆的中心位置上方时，晶圆减速至终止转动速度r3。当滴胶喷嘴以一个恒定速度ν从起始位置沿晶圆半径方向水平移动时，本实施例中，滴胶喷嘴从晶圆的A至B的环状区域中任一位置的正上方沿半径方向水平移动，至晶圆中心位置0的上方停止。喷嘴在上述移动路径喷涂光刻胶的过程中，喷嘴首先在起始位置上方悬停预定时间，此时晶圆的起始转动速度为rl，在喷嘴起始位置悬停之后，晶圆的转动速度瞬时增速至 r2，随着滴胶喷嘴水平移动，到达晶圆中心位置之后，晶圆的转动速度又降低，此时晶圆的终止转动速度为r3，然后喷嘴在终止位置悬停预定时间。经过上述步骤之后，滴胶喷嘴从晶圆的边缘水平移动至晶圆的中心位置上方，整个喷涂光刻胶(涂胶)的过程结束，此时喷涂的光刻胶平铺晶圆表面。
之后，晶圆由终止转动速度r3瞬时加速至一甩胶设定转动速度s，在晶圆上获得均勻的光刻胶胶膜覆盖层，并甩去多余的光刻胶。上述晶圆转动速度rl、r2、r3的设置，是根据晶圆的尺寸以及晶圆上所形成的图形尺寸进行动态调整，使晶圆的起始转动速度rl与晶圆的终止转动速度r3相对于r2较低，即晶圆的转速r2最大，所述晶圆的起始转动速度rl小于r2，所述晶圆的终止转动速度 r3小于r2。并且，对于边缘具有纵宽比很深的图形的晶圆，可以使起始转动速度rl相对r2 更低，这样可以获得更好的晶圆边缘图形(沟槽、孔)的光刻胶填充效果。本实施例中，滴胶喷嘴在起始位置与终止位置的悬停预定时间为0. 5s Is。喷嘴在晶圆起始位置上方悬停0. 5s Is之后，晶圆由起始转动速度rl加速至r2。本实施例中，滴胶喷嘴的水平移动速度为30-100毫米/秒。本实施例中，所述晶圆的转动速度rl、r2、r3为500-1000转/分钟。本实施例中，晶圆的甩胶设定转动速度s为1500-4000转/分钟。本实施例中，滴胶喷嘴距离晶圆的高度为4-8mm，喷嘴的内径为0. 5_4mm，光刻胶的流速为1-anl/s，晶圆的直径为200mm，喷涂光刻胶的时间为30_40s。本发明尤其适合大尺寸晶圆，例如是8寸、12寸，甚至是更大尺寸，例如是20寸的大尺寸晶圆。本实施以8寸晶圆为例，优选的，晶圆的起始转动速度rl为600转/分钟，晶圆的转动速度r2为1000转/分钟，晶圆的终止转动速度r3为800转/分钟。本发明通过对晶圆的转动速度进行动态调整，可以灵活应对不同尺寸图形，进一步提高光刻胶涂覆的均勻度，尤其适合大尺寸的晶圆。且滴胶喷嘴的移动路径短，仅约为晶圆半径R的距离，这样，可节约喷涂光刻胶的时间，以及节约光刻胶材料。以上实施例所提供的工艺方法，是以目前的主流半导体晶圆生产线给出的优选实施方式，并非用以限定本发明。本领域技术人员可以了解的是，可根据不同生产线的需要， 使用不同的材料、工艺参数实现本发明。采用本发明实施例的上述方法，在喷洒光刻胶时，通过将滴胶喷嘴从晶圆的边缘位置处向晶圆中心移动，可有效保证位于晶圆边缘处图形(如沟槽、孔等)获得充分的光刻胶填充，解决了现有技术中存在的光刻胶填充不完全的问题。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.喷涂光刻胶的方法，其特征在于 提供待喷涂加工的晶圆；提供喷嘴，用于将光刻胶喷洒在所述晶圆表面上；将喷嘴沿晶圆半径方向水平移动并喷洒光刻胶，所述喷嘴从晶圆边缘的起始位置上方水平移动至晶圆的中心位置上方。
2.如权利要求1所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述晶圆边缘的起始位置是距圆周至IA之间区域的任一位置，所述R是晶圆半径。
3.如权利要求1所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，在喷嘴从晶圆边缘的起始位置上方水平移动至晶圆的中心位置上方之后，晶圆加速至设定转动速度转动，对喷涂的光刻胶甩胶。
4.如权利要求3所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述晶圆的设定转动速度为 1500-4000 转 / 分钟。
5.如权利要求1所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述喷嘴在晶圆边缘的起始位置上方与晶圆的中心位置上方悬停预定时间。
6.如权利要求5所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述悬停预定时间为0.5s Is0
7.如权利要求1 6中任一项所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述喷嘴沿晶圆半径方向水平移动过程中，晶圆转动。
8.如权利要求7所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述喷嘴以恒定速度沿半径方向水平移动，晶圆以恒定转动速度转动。
9.如权利要求8所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述喷嘴沿半径方向的水平移动速度为30-100毫米/秒。
10.如权利要求8所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述晶圆的恒定转动速度为 500-1000 转 / 分钟。
11.如权利要求1-6任一项所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述喷嘴以恒定速度沿半径方向水平移动，所述喷嘴在晶圆边缘的起始位置上方时，晶圆的起始转动速度为 Π ；之后，晶圆加速至r2，并以恒定转速r2转动；当所述喷嘴移动至晶圆的中心位置上方时，晶圆减速至终止转动速度r3，所述终止转动速度r3小于r2，所述rl小于r2。
12.如权利要求11所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述晶圆的转动速度rl、 r2、r3 为 500-1000 转 / 分钟。
13.如权利要求1所述的喷涂光刻胶的方法，其特征在于，所述喷嘴距离晶圆的高度为 4mm-8mm，所述喷嘴的内径为0. 5mm-4mm，所述光刻胶的流速为lml/s-anl/s。
全文摘要
本发明提供喷涂光刻胶的方法，提供待喷涂加工的晶圆；提供喷嘴，用于将光刻胶喷洒在所述晶圆表面上；将喷嘴沿晶圆半径方向水平移动并喷洒光刻胶，所述喷嘴从晶圆边缘的起始位置上方水平移动至晶圆的中心位置上方。本发明通过滴胶喷嘴沿晶圆半径方向水平移动喷洒光刻胶，晶圆的转动速度与喷嘴的水平移动速度按照既定工艺参数来执行，解决光刻胶喷涂时晶圆上图形不完全填充的问题。
文档编号G03F7/16GK102360164SQ201110298508
公开日2012年2月22日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者钟政 申请人:上海宏力半导体制造有限公司