圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法。
【背景技术】
[0002]光刻作为半导体制造过程中的一道非常重要的工序，它是将掩模板上的图形通过曝光转移到晶圆上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。半导体制造中一系列复杂而耗时的光刻工艺主要是由相应的曝光机来完成。而光刻技术的发展或者说曝光机技术的进步主要是围绕着线宽、套刻(overlay)精度和产量这三大指标展开的。
[0003]参考图1所示，现有的光刻工艺包括:由一光源10产生照射光线；照射光穿过光栅狭缝11 (narrow slit)后，由平面光转为线性光线，线性光线穿过开设有图案的掩膜板12，并经过透镜13，将缩放后的掩膜板12上的图像转移至晶圆14上。
[0004]结合参考图2所示，在半导体制作过程中，一个晶圆14包括多个芯片衬底141。在光刻工艺中，需要对各个芯片衬底141进行逐一光刻。为此，继续结合参考图1和图2所示，在光刻工艺中，承载掩膜板12和晶圆14的部件需要沿相反的方向作折返的移动，从而对晶圆14上相邻的芯片衬底141进行逐一光刻。
[0005]其中，在由一个芯片衬底转向另一芯片衬底的光刻过程中，承载掩膜板12和晶圆14的部件的移动过程中，不断出现降速和加速工序，晶圆光刻工艺实际所占时间大约只是整个光刻工艺整体的20%，其大大降低了光刻工艺的产量。而且持续的降速和加速工序容易造成各芯片衬底光刻图案的位置偏移，以及会在光刻设备的各部件间产生大量热量，这些热量转移至晶圆上，降低晶圆质量。
[0006]此外，为了提高在晶圆光刻图像的线宽以及刻套精度，通过透镜13转移至晶圆14上的掩膜板12的图案的成像比例不断增大，因而掩膜板12以及承载掩膜板12的部件尺寸不断增大，设备的尺寸增大，更是增加了控制承载掩膜板12和晶圆14的部件折返移动过程中移动精度的难度。
[0007]为此，曾有人尝试减轻承载掩膜板12和晶圆14的部件的质量以提高承载掩膜板12和晶圆14的部件移动的精度，但该种尝试直接降低了光刻设备的运行稳定性。
[0008]现有一种圆筒形掩模板系统的曝光系统，参考图3所不,所述圆筒形掩模板系统包括:基台；晶圆承载台，位于基台上，用于装载晶圆23，并在基台上的第一位置和第二位置之间往返移动；掩膜板承载台，位于基台的第一位置或第二位置上方，用于装载圆筒形掩膜板20，并控制所述圆筒形掩膜板20绕圆筒形掩膜板的中心轴旋转，所述圆筒形掩模板20为中空的圆柱，且所述圆筒形掩膜板20的中心轴垂直于所述第一位置和第二位置的连线，所述圆筒形掩模板20包括由不透光部分和透光部分构成的图像区域；曝光光源21，位于圆筒形掩模板内，用于发射曝光光线照射圆筒形掩模板20的图像区域；光学投影单元22，位于掩膜板承载台和基台之间，将透过圆筒形掩膜板20的图像区域的光投射到晶圆承载台上晶圆23的曝光区；其中，当晶圆承载台从第一位置移动到第二位置，然后沿扫描方向的单方向扫描时，圆筒形掩膜板20绕掩膜板承载台的中心轴旋转，透过圆筒形掩膜板20的图像区域光投射到晶圆承载台上的晶圆23上，对晶圆23上的沿扫描方向排列的某一列芯片衬底231 (参考图4所示)进行曝光。
[0009]相比于图1所示的光刻工艺，圆筒形掩模板系统的圆筒形掩膜板20单向旋转，通过圆筒形掩膜板20内的曝光光源21将圆筒形掩膜板20上的图像区域投射至晶圆23上，且避免了图1所示的光刻工艺中，掩膜板12反复移动，从而降低了对于光刻设备的控制难度，同时提高光刻效率，以及光刻晶圆的产量。
[0010]在圆筒形掩模板系统的使用过程中，当曝光光源照射圆筒形掩模板的图像区域时，透过透光区域的光照射在晶圆上的光刻胶层中，在光刻胶层中形成于掩膜图形对应的光刻胶图形。
[0011]现有的图像区域通过在图像区域上形成不透光的材料层，然后对不透光的材料层进行刻蚀，从而形成包括不透光部分和透光部分构成的图像区域。
[0012]而对不透光的材料层刻蚀时需要在不透光的材料层上形成光刻胶掩膜，之后对光刻胶掩膜进行曝光工艺，从而形成图案，期间，如何在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶层，并对光刻胶进行曝光、显影处理，从而获得精确的图案仍然面临巨大的挑战。
【发明内容】
[0013]本发明解决的问题提供一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法，从而圆筒形掩模板系统的圆筒形掩膜板上形成厚度均匀，且具有高精度图案的光刻胶层。
[0014]为解决上述问题，本发明提供一种圆筒形掩模板的涂布装置，
[0015]基台；
[0016]位移控制平台，位于基台上，所述位移控制平台在基台上沿扫描方向往返直线移动；
[0017]压印模板，位于所述位移控制平台上；所述压印模板的上表面开设有凹槽；在所述凹槽内，设有图案印章；
[0018]光刻胶喷头，位于压印模板上方，用于向凹槽内喷吐光刻胶；
[0019]掩模板承载台，固定于所述基台上，用于装载圆筒形掩模板，并控制所述圆筒形掩模板绕中心轴旋转；所述圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面。
[0020]可选地,所述圆筒形掩膜板的中心轴的轴向垂直于所述扫描方向。
[0021]可选地，所述图案印章的上表面与所述压印模板的上表面齐平。
[0022]可选地，所述压印模板的上表面、凹槽的侧壁和底部表面，以及图案印章的侧壁和上表面为亲水表面,所述圆筒形掩模板表面为斥水表面。
[0023]可选地，所述压印模板和图案印章的材料为石英。
[0024]可选地，所述凹槽的延伸方向与所述扫描方向一致，且所述凹槽上垂直于所述扫描方向上的宽度小于所述圆筒形掩模板沿中心轴向的宽度。
[0025]可选地，在所述压印模板上，位于所述凹槽的两侧开设有刻槽，所述刻槽的一端与凹槽相通，另一端贯穿压印模板的端面。
[0026]可选地，所述圆筒形掩模板为中空的圆柱；所述中空的圆柱表面包括沿所述圆筒形掩模板的中心轴轴向，位于中间部分的图像区域和位于图像区域的两侧的非图像区域；压印模板的凹槽上垂直于所述扫描方向上的宽度等于图像区域沿所述圆筒形掩模板轴向的宽度，当圆筒形掩模板表面贴合压印模板的上表面时，所述图像区域的位置与压印模板的凹槽的位置相对应。
[0027]可选地，所述掩模板承载台包括第一驱动单元，用于驱动所述圆筒形掩模板绕中心轴旋转。
[0028]可选地，所述掩模板承载台包括第二驱动单元，用于调节所述圆筒形掩模板的高度，使得所述圆筒形掩模板的图像区域贴合压印模板的上表面或者远离压印模板的上表面。
[0029]可选地，所述基台包括减震平台和水平调节平台，所述水平调节平台位于减震平台上，位移控制平台位于水平调节平台上。
[0030]可选地，所述水平调节平台和位移控制平台通过直线导轨连接，直线导轨的排布方向与扫描方向平行。
[0031]可选地，所述位移控制平台包括第三驱动单元，用于驱动所述位移控制平台在水平调节平台上沿扫描方向直线往返移动。
[0032]可选地，所述位移控制平台包括:相互平行的上平板和下平板、以及位于上平板和下平板之间且连接上平板和下平板相邻的两个端部的连接板；所述上平板和下平板与所述水平调节平台平行，压印模板位于位移控制平台的上平板的上表面，水平调节平台位于位移控制平台的下平板下方。
[0033]可选地，所述位移控制平台的上平板和下平板之间还设有压力检测单元，用于检测位移控制平台的上平板受到的压力。
[0034]可选地，所述压力检测单元与第二驱动单元进行通信，当压力检测单元检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，压力检测单元给第二驱动单元发送调节信号，第二驱动单元根据调节信号调节圆筒形掩模板的高度。
[0035]可选地，所述压力检测单元包括压力传感器和压力施加器，压力传感器位于上平板的底部表面，压力施加器位于下平板的上表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触。
[0036]可选地，所述水平调节平台上设有辐射装置，且所述辐射装置位于圆筒形掩模板与压印模板贴合位置的正下方，用于对圆筒形掩模板上涂覆的光刻胶进行辐射。
[0037]可选地，所述辐射装置用于发射红外线和紫外线。
[0038]可选地，还包括位置检测单元，位置检测单元用于检测位移控制平台的位移。
[0039]可选地，所述位置检测单元包括:在所述圆筒形掩模板上设置的旋转基准线，和在压印模板上沿所述扫描方向的两端分别设置的一条位移基准线；所述圆筒形掩模板的表面周长等于所述压印模板上所述两条位移基准线间的长度。
[0040]本发明还提供了一种采用上述圆筒形掩模板的涂布装置进行光刻胶涂布的涂布方法，包括:
[0041]在掩模板承载台上装载圆筒形掩模板；
[0042]在所述压印模板的凹槽内喷吐满光刻胶；
[0043]使圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面