专利名称：控制光刻胶分配的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造设备和方法，尤其涉及一种控制光刻胶分配的 装置和方法。
背景技术：
在半导体制造方法中，半导体材料层上，覆盖许多电路布局图形，用以
在半导体晶片上形成多个集成电路(IC)。步进电机是一般的现有机器，被使用 在许多制造工艺中，利用紫外光将光掩模或是分度线(reticle)上的电路布局图 形转移到光刻胶层上。光刻胶利用立即旋转式的涂盖模式，如:涂覆机，在半 导体材料层上分布所滴下的光刻胶，如滴下的光阻(即光刻胶)分配在多晶 硅层，或者，滴下的光刻胶分配在如氧化层的介电材料层上。涂覆机以真空吸 住置于其上的晶片，并且利用马达快速旋转晶片，晶片的转速为0 6000转/ 分钟。光刻胶均匀涂覆在晶片上。在光刻胶烘干后，步进电机将刻度线置于晶 片上，以转移电路布局图形。
在半导体制造方法中，最重要的考虑因素便是成本，而光刻胶材料又相 当昂贵。因此，需要一个能够节省制造方法中光刻胶分配量的方法，但又不会 影响制造方法结果。因此，必须要涂覆机将光刻胶的分布量均匀，否则，当光 刻胶的厚度不均匀时，将不利于后来的制造工艺。
例如现有技术通常在高分辨率的精细工艺中，使用短波长的紫外光源。 高分辨率的精细工艺中的聚焦深度比低分辨率的精细工艺浅。因此，光刻胶层 的厚度较薄。当涂覆机造成较厚或较薄的光刻胶层时，接下来，则可能无法在 光刻胶上进行曝光工艺，不能复制预期的电路布局图形。
一般的光刻胶层具有四种物理特性表面张力、比重、研磨浆成分和黏 度。其中，光刻胶材料的供货商所提供的材料规格表中，已决定光刻胶的比重、 研磨浆成分和黏度。表面张力是液体的特征，与液体表面分子的拉力相关。因 为光刻胶是具有一定黏度的液体，其分配到晶片上的分配量及其分布情况容易
受到光刻胶表面张力的影响。为了均匀地分布晶片表面上的光刻胶，涂覆机的 旋转装置必须提供足够的离心力，以破坏光刻胶的表面张力。因此，旋转装置 必须具体能够破坏光刻胶的表面张力的最小旋转速度。当然，旋转装置的旋转 速度大于上述最小旋转速度也是可以的。为了使旋转装置的旋转速度等于或大 于最小旋转速度，就应该给旋转装置提供相应的电压。根据材料规格表中提供 的光刻胶材料的各物理特性参数的数值可计算出破坏光刻胶的表面张力所需 的最小旋转控制电压。
现有技术中的涂覆机(包括光阻分配器和旋转盘)，在控制晶片上光阻分 配量时，是利用人和码表(即传统的计时器)控制涂覆机，但这种方法是相当 不精确且易受外界因素影响。
也就是说，现有技术是通过人工观察涂覆在晶片表面光刻胶的表面张力 及光刻胶的分布情况，并根据观察结果再由人工控制涂覆机以便控制旋转盘的 转速和旋转时间。可见现有技术中的控制方法不能实现精确的控制旋转盘的转 速，进而不能精确控制光刻胶的分配量及其均匀分布，进而不能达到节省光刻 胶的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制光刻胶分配的装置和方法，增加了旋转 装置控制器和中央处理器，以代替人工根据观察光刻胶涂覆结果来控制涂覆 机，从而可以更精确控制光刻胶的分配量和分配的持续时间。
有鉴于此，本发明提供一种控制光刻胶分配的装置，包括旋转装置， 用于放置晶片；光刻胶分配器，用于将光刻胶分配在所述晶片上；所述光刻胶 分配器包括一上阀门和一下阀门，以及与该上阀门和该下阀门相对应的一上传 感器和一下传感器，其中该上阀门连接于该磁性阀门，该下阀门连接于该磁性 阀门，该上传感器连接于该上阀门，该下传感器连接于该下阀门；其特征在于， 所述控制光刻胶分配的装置还包括旋转装置控制板，提供控制信号给所述旋 转装置，用于控制所述旋转装置的旋转速度和持续时间；中央处理器，连接于 旋转装置控制板上。
按照上述的控制光刻胶分配的装置，其特征在于还包括信号分析装 置，用于显示由旋转装置控制板提供给所述旋转装置的控制信号。
按照上述的控制光刻胶分配的装置，其特征在于所述信号分析装置为 一示波器。
按照上述的控制光刻胶分配的装置，其特征在于所述旋转装置控制板 通过磁性阀门连接于光刻胶分配器。
本发明还提供一种控制光刻胶分配的方法，包括下列步骤将晶片固定 在旋转装置上；光刻胶分配器在所述晶片上分配光刻胶；旋转装置控制板给放
置有晶片的旋转装置提供控制信号;所述控制信号使所述旋转装置提供能够破
坏光刻胶表面张力的旋转速度以及均匀分布光刻胶持续时间。
按照上述的控制光刻胶分配的方法，其特征在于所述控制信号为一阶 梯信号。
按照上述的控制光刻胶分配的方法，其特征在于所述控制信号使所述 旋转装置提供能够破坏光刻胶表面张力的最小旋转速度。
本发明还提供一种控制光刻胶分配的方法，包括下列步骤将晶片固定 在旋转装置上；光刻胶分配装置在所述晶片上分配光刻胶；旋转装置控制板给 放置有晶片的旋转装置提供控制信号;所述控制信号使所述旋转装置提供能够 破坏光刻胶表面张力的旋转速度;信号分析装置显示由旋转装置控制板提供给 所述旋转装置的控制信号；控制光刻胶分配的持续时间。
按照上述的控制光刻胶分配的方法，其中，所述控制信号为一阶梯信号。
按照上述的控制光刻胶分配的方法，其特征在于所述控制信号使所述 旋转装置提供能够破坏光刻胶表面张力的最小旋转速度。
通过以下结合附图对优选实施例的详细说明，本发明的上述和其它目的、 特征、和优点将被显而易见。
图1是显示按本发明第一实施例的方法的示意图。
符号说明
10~涂覆机；
12 旋转装置控制板；
14 磁性阀门；16 光刻胶分配器；
18~上阀门；
20~下阀门；
22 上传感器；
24 下传感器；
26 出料口；
28 中央处理机；
30 示波器；
32 节点。
具体实施例方式
图1是显示按本发明第一实施例的方法示意图。如图1所示，光刻胶旋
转涂覆机10包括旋转装置控制板12;磁性阀门14连接到旋转装置控制板 12;光刻胶分配器16连接至到磁性阀门14。光刻胶分配器16包括 一上阔
门18; —下阀门20; —上传感器22; —下传感器24以及一出料口 26，用以
分布光刻胶。光刻胶分配器16还包括输送管线(未图标)，旋转盘(未图标)
以及晶片处理盘(未图标)。
在本实施例中，中央处理机28连接到涂覆机10的旋转装置控制板12，
用以控制涂覆机10的操作。晶片被晶片处理盘固定，例如真空吸盘和旋转
盘使晶片在高转速下旋转。当光刻胶由出料口26所分布，并在分布工艺尾段 时，上下阀门18、 20分别控制上下传感器22、 24。光刻胶会通过输送管线和 出料口 26，形成在晶片上。光刻胶均匀地涂布在晶片上，以形成具有相同厚 度的光刻胶层。
请参考图l，定时器30，可以显示时间或是时间讯号，在本实施例中为 一示波器30，用以测量旋转装置控制板12输送到旋转盘的控制信号。示波器 30可被其它具有分析信号功能的设备代替。因此，首先测量提供控制信号给 旋转盘的节点。在本实施例中，测量旋转装置控制板12的节点32，因为它提 供对应的控制信号。而该节点32上可设有电磁阀。将旋转装置控制板12的节 点32连接至到示波器30，用以观察及测量旋转盘的控制信号。示波器30所 测量并显示控制信号，所述控制信号能够使得旋转盘提供一能破坏光刻胶表面
张力的最小旋转速度，使得光刻胶能够均匀地被分布在晶片表面上。在本实施
例中，24片晶片的平均最小转速约为2600转/分钟。当然，正如在背景技术 部分所述的，利用马达快速旋转晶片，晶片的转速为0~6000转/分钟。也就是 说，只要加大给马达提供的电压，晶片的旋转速度可超过上述最小转速2600 转/分钟。
一旦控制信号使旋转盘提供了最小的旋转速度后，便可控制透过涂覆机 IO涂覆的光刻胶，以减少光刻胶在制造方法中的用量。
一般而言，控制信号应为一阶梯信号。阶梯信号的信号长度代表光刻胶 在晶片上持续分布的时间。在上阀门18第一次被触发到使旋转盘达到必须的 旋转速度之间具有一延迟时间。同样地，在下阀门20第一次被触发到使旋转 盘停止并破坏光刻胶表面张力的旋转速度之间也有一延迟时间。使得在示波器 上显示的阶梯信号的形状可能变成梯形)。但无论如何，光刻胶分配的持续时 间仍可被识别。
能够破坏光刻胶表面张力的旋转速度即为最小旋转速度，但需考虑不同 厂商所提供的不同光刻胶的表面张力特性，并且需考虑晶片上光刻胶分配的持 续时间，因而本发明所提出的方法能够节省光刻胶的使用量。同时，本发明也 提供精确且均匀的光刻胶分配，因此，晶片上光刻胶层的厚度亦精确均匀。
利用如图1所示的控制光刻胶分配的装置，可执行如下的控制光阻分配 的方法
提供一具有旋转盘的涂覆机；
提供晶片；
将上述晶片固定在上述旋转盘上； 确认上述涂覆机的一控制板，用以控制上述旋转盘； 确认位于上述控制板上的至少一个节点，用以给上述旋转盘提供多个控 制信号；
提供一信号分析装置；
将上述信号分析装置连接到上述控制板上的节点； 在上述晶片上分布光刻胶；
控制板提供第一控制信号，以使上述旋转盘提供能够破坏光刻胶表面张 力的最小旋转速度；
测量上述第一控制信号；
在上述信号分析装置中，显示上述第一控制信号；
控制光阻分配的持续时间，用以提供均匀性的光刻胶厚度，并且节省光 刻胶的使用量。
在上述的控制光阻分配的方法中，上述持续时间为上述第一控制信号的 信号长度。
在上述的控制光阻分配的方法中，上述第一控制信号为一阶梯信号。 利用如图1所示的控制光刻胶分配的装置，还可执行如下的控制光阻分
配的方法
提供一旋转盘；
确认控制板连接到上述旋转盘，用以控制上述旋转盘；
确认上述控制板具有至少一节点，用以给上述旋转盘提供多个控制信号;
提供一示波器；
电连结上述示波器与上述控制板上的节点；
在上述示波器中，显示并测量第一控制信号，使得上述旋转盘提供能够
破坏光刻胶表面张力的最小旋转速度；
光阻分配的持续时间等于上述第一控制信号的信号长度。 在上述的控制光阻分配的方法中，其中上述第一控制信号为一阶梯信号。 在上述的控制光阻分配的方法中，其中上述第一控制信号为一梯形信号。 虽然本发明已以优选实施例进行了如上的说明，但是该实施例不用以限
定本发明，任何本行业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，
当可作某些变更与改进，因此本发明的保护范围以后附的权利要求书所界定的
范围为准。
权利要求
1.一种控制光刻胶分配的装置，包括旋转装置，用于放置晶片；光刻胶分配器，用于将光刻胶分配在所述晶片上；所述光刻胶分配器包括一上阀门和一下阀门，以及与该上阀门和该下阀门相对应的一上传感器和一下传感器，其中该上阀门连接于该磁性阀门，该下阀门连接于该磁性阀门，该上传感器连接于该上阀门，该下传感器连接于该下阀门；其特征在于，所述控制光刻胶分配的装置还包括旋转装置控制板，提供控制信号给所述旋转装置，用于控制所述旋转装置的旋转速度和持续时间；中央处理器，连接于旋转装置控制板上。
2. 如权利要求l所述的控制光刻胶分配的装置，其特征在于还包括信 号分析装置，用于显示由旋转装置控制板提供给所述旋转装置的控制信号。
3. 如权利要求2所述的控制光刻胶分配的装置，其特征在于所述信号 分析装置为一示波器。
4. 如权利要求1所述的控制光刻胶分配的装置，其特征在于所述旋转 装置控制板通过磁性阀门连接于光刻胶分配器。
5. —种控制光刻胶分配的方法，包括下列步骤-将晶片固定在旋转装置上； 光刻胶分配器在所述晶片上分配光刻胶； 旋转装置控制板给放置有晶片的旋转装置提供控制信号； 所述控制信号使所述旋转装置提供能够破坏光刻胶表面张力的旋转速度以及均匀分布光刻胶持续时间。
6. 如权利要求5所述的控制光刻胶分配的方法，其特征在于所述控制信号为一阶梯信号。
7. 如权利要求5所述的控制光刻胶分配的方法，其特征在于所述控制信号使所述旋转装置提供能够破坏光刻胶表面张力的最小旋转速度。
8. —种控制光刻胶分配的方法，包括下列步骤 将晶片固定在旋转装置上； 度;光刻胶分配装置在所述晶片上分配光刻胶；旋转装置控制板给放置有晶片的旋转装置提供控制信号；所述控制信号使所述旋转装置提供能够破坏光刻胶表面张力的旋转速信号分析装置显示由旋转装置控制板提供给所述旋转装置的控制信号； 控制光刻胶分配的持续时间。
9. 如权利要求8所述的控制光刻胶分配的方法，其中，所述控制信号为 一阶梯信号。
10. 如权利要求8所述的控制光刻胶分配的方法，其特征在于所述控 制信号使所述旋转装置提供能够破坏光刻胶表面张力的最小旋转速度。
全文摘要
一种控制光刻胶分配的装置及其方法，包括旋转装置，用于放置晶片；光刻胶分配器，用于将光刻胶分配在所述晶片上；所述光刻胶分配器包括一上阀门和一下阀门，以及与该上阀门和该下阀门相对应的一上传感器和一下传感器，其中该上阀门连接于该磁性阀门，该下阀门连接于该磁性阀门，该上传感器连接于该上阀门，该下传感器连接于该下阀门；所述控制光刻胶分配的装置还包括旋转装置控制板，提供控制信号给所述旋转装置，用于控制所述旋转装置的旋转速度和持续时间；中央处理器，连接于旋转装置控制板上。
文档编号H01L21/00GK101354536SQ20081014459
公开日2009年1月28日 申请日期2003年8月1日 优先权日2002年8月2日
发明者朱崇仁, 钱信宏 申请人:旺宏电子股份有限公司