光刻胶涂布方法与流程

专利2026-07-01  0


本发明涉及半导体集成电路制造,特别是涉及一种光刻胶涂布方法。


背景技术:

1、光刻是利用光化学反应原理把事先制备在掩模板上的图形转移到衬底上的过程。在光刻工艺中,光刻胶涂布质量的优劣直接影响光刻的质量。常用的光刻胶涂布方法有:旋涂法、喷涂法、滚涂法、浸入提拉法等。光刻工艺旋涂法就是通过向晶圆中心喷涂光刻胶及晶圆的高速旋转,实现光刻胶在晶圆表面成膜的旋涂工艺。

2、在集成电路制造的完整流程中,需要进行多层光刻,每层光刻的图形及衬底都不同,由于多层衬底叠加以及图形疏密分布不均导致靠后的膜层在光刻胶涂布时衬底表面形貌有高低差异,特别是高低差异达到3μm以上时,光刻胶容易沿高台阶边缘形成斜纹,但此现象肉眼不易分辨,只有在目标器件进行棋盘格图案(cp,checkerboard pattern)电性测试对电性进行可视化分析时,较易发现由此导致的斜纹现象,极大地降低器件的制备效率,且影响器件的性能和良率。此外,光刻胶涂布到晶圆的衬底上时,会根据晶圆表面形貌高低差异不均匀分布,造成光刻胶中心厚,边缘薄的现象,由于驻波效应(standing wave)和体效应(bulk effect)的存在,设计线宽一样的图形在不同厚度的光刻胶上曝出的线宽会有差异,因此曝光面内表面形貌不平整会影响晶圆上曝光图形线宽均匀度,影响器件的性能和良率。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种光刻胶涂布方法,用于解决现有技术中由于多层衬底叠加以及图形疏密分布而使衬底表面形貌有高低差异时,光刻胶容易沿高台阶边缘形成斜纹,且容易使光刻胶涂布不均,导致曝光图形线宽不均,降低器件的制备效率、影响器件的性能和良率的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种光刻胶涂布方法,所述涂布方法包括:

3、s1、控制晶圆以第一转速旋转,同时将喷头置于所述晶圆表面中心位置上第一预设高度开始喷涂光刻胶,且在喷涂过程中使所述喷头保持所述第一预设高度并沿所述晶圆径向匀速移动至所述晶圆表面目标位置上方停止;其中,此过程中所述喷头以第一预设剂量喷涂所述光刻胶,所述目标位置位于所述晶圆中心位置与所述晶圆边缘位置之间;

4、s2、控制所述晶圆以第二转速旋转,同时保持所述喷头位于所述目标位置静止并以第二预设剂量继续喷涂所述光刻胶;

5、s3、关闭所述喷头以停止所述光刻胶的喷涂,同时保持所述晶圆以所述第二转速继续旋转,此过程中将所述喷头自所述目标位置移动至所述晶圆表面中心位置上的所述第一预设高度处;

6、s4、控制所述晶圆以第三转速旋转,打开所述喷头开始并以第三预设剂量喷涂所述光刻胶;其中所述第三预设剂量大于所述第一预设剂量及所述第二预设剂量,且所述第三转速大于所述第一转速及所述第二转速。

7、可选地,所述喷头设置在喷胶手臂上,通过所述喷胶手臂控制所述喷头的移动,步骤s3中将所述喷头自所述目标位置移动至所述晶圆表面中心位置上的移动过程为:抬起所述喷胶手臂将所述喷头置于所述晶圆上方的第二预设高度,然后控制所述喷胶手臂带动所述喷头从所述目标位置上方的所述第二预设高度移动到所述晶圆中心位置上方,随后控制所述喷胶手臂将所述喷头置于所述第一预设高度,其中所述第二预设高度大于所述第一预设高度。

8、可选地,所述第二预设剂量大于所述第一预设剂量。

9、可选地,在于所述晶圆表面喷涂所述第一预设剂量的光刻胶之前,还包括以下步骤:

10、确定所述光刻胶的喷涂总量;

11、根据所述喷涂总量及所述第一预设剂量、所述第二预设剂量及所述第三预设剂量的喷涂比例,确定所述第一预设量、所述第二预设量及所述第三预设剂量。

12、可选地,所述第一预设剂量、所述第二预设剂量及所述第三预设剂量的喷涂比例为(0.8~1.2):(2.5~3.5):(5.5~6.5)。

13、可选地,所述第一转速大于所述第二转速。

14、进一步地,所述第一转速为1000rpm/s~1300rpm/s,所述第二转速为600rpm/s~800rpm/s,所述第三转速为3500rpm/s~4500rpm/s。

15、可选地,所述目标位置为所述晶圆径向的三分之一至三分之二半径所在的晶圆表面圆环区域。

16、可选地,喷涂所述第一预设剂量、所述第二预设剂量及所述第三预设剂量的光刻胶时,保持所述喷嘴的喷胶速度不变。

17、可选地,步骤s3中所述晶圆以所述第二转速旋转的时间为2s~3s。

18、如上所述,本发明的光刻胶涂布方法在向晶圆的中心位置喷涂光刻胶之前,选取位于晶圆中心与晶圆边缘之间的目标位置,先对晶圆中心与晶圆目标位置之间喷涂光刻胶,并继续对晶圆目标位置单独喷涂光刻胶,并控制晶圆的转速防止光刻胶聚集,同时防止光刻胶被甩出晶圆表面造成浪费,使得在高低差异的晶圆表面形成均匀的光刻胶膜厚,降低甚至避免光刻胶沿高台阶边缘形成斜纹,提高器件的制备效率,同时可以降低甚至避免由于光刻胶厚度不均导致曝光图形线宽不均匀,进而降低甚至避免由此引起的对器件的性能和良率的影响。



技术特征:

1.一种光刻胶涂布方法,其特征在于,所述涂布方法包括:

2.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:所述喷头设置在喷胶手臂上,通过所述喷胶手臂控制所述喷头的移动,步骤s3中将所述喷头自所述目标位置移动至所述晶圆表面中心位置上的移动过程为:抬起所述喷胶手臂将所述喷头置于所述晶圆上方的第二预设高度,然后控制所述喷胶手臂带动所述喷头从所述目标位置上方的所述第二预设高度移动到所述晶圆中心位置上方,随后控制所述喷胶手臂将所述喷头置于所述第一预设高度,其中所述第二预设高度大于所述第一预设高度。

3.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:所述第二预设剂量大于所述第一预设剂量。

4.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:在于所述晶圆表面喷涂所述第一预设剂量的光刻胶之前,还包括以下步骤:

5.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:所述第一预设剂量、所述第二预设剂量及所述第三预设剂量的喷涂比例为(0.8~1.2):(2.5~3.5):(5.5~6.5)。

6.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:所述第一转速大于所述第二转速。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:所述第一转速为1000rpm/s~1300rpm/s,所述第二转速为600rpm/s~800rpm/s,所述第三转速为3500rpm/s~4500rpm/s。

8.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:所述目标位置位于所述晶圆径向的三分之一至三分之二半径所在的晶圆表面圆环区域。

9.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:喷涂所述第一预设剂量、所述第二预设剂量及所述第三预设剂量的光刻胶时,保持所述喷嘴的喷胶速度不变。

10.根据权利要求1所述的光刻胶涂布方法,其特征在于:步骤s3中所述晶圆以所述第二转速旋转的时间为2s~3s。


技术总结
本发明提供一种光刻胶涂布方法,在向晶圆的中心位置喷涂光刻胶之前,选取位于晶圆中心与晶圆边缘之间的目标位置,先对晶圆中心与晶圆目标位置之间喷涂光刻胶,并继续对晶圆目标位置单独喷涂光刻胶,并控制晶圆的转速防止光刻胶聚集,同时防止光刻胶被甩出晶圆表面造成浪费,使得在高低差异的晶圆表面形成均匀的光刻胶膜厚,降低甚至避免光刻胶沿高台阶边缘形成斜纹,提高器件的制备效率,同时可以降低甚至避免由于光刻胶厚度不均导致曝光图形线宽不均匀,进而降低甚至避免由此引起的对器件的性能和良率的影响。

技术研发人员:周顺杰,田亮亮,龚燕飞
受保护的技术使用者:上海新微技术研发中心有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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