CN110787967A - 光刻胶涂布***及涂布方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光刻胶涂布***，包括：供胶机构；过滤机构，与供胶机构连接；脱泡机构，包括脱泡容器、抽真空装置及抽真空管路，脱泡容器与过滤机构连接，脱泡容器内设有容腔，脱泡容器与抽真空装置通过抽真空管路连接，抽真空管路伸入容腔内，以配合抽真空装置抽真空去除光刻胶的气泡；以及刮涂机构，与脱泡容器连接。一种光刻胶涂布方法，包括以下步骤：光刻胶储存于供胶机构中；将光刻胶由供胶机构压入过滤机构，以滤除光刻胶中的杂质；光刻胶流入脱泡容器，并通过抽真空装置将光刻胶的气泡去除；光刻胶被输送至刮涂机构均匀涂布。上述的光刻胶涂布***，光刻胶涂布膜层更均匀；上述的光刻胶涂布方法，避免杂质及气泡影响光刻胶涂布质量。

Description

光刻胶涂布***及涂布方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种光刻胶涂布***及涂布方法。

背景技术

在半导体制造过程中，需要多次使用光刻工艺，光刻工艺的本质是把电路结构以图形的形式复制到以后要进行刻蚀和离子注入的晶圆上，主要包括如下步骤：首先利用光刻胶涂布***在晶圆上形成一层光刻胶薄层，再将平行光经过掩膜版照射在光刻胶薄层上使其曝光而变质，最后利用显影液进行显影完成图形转移。但在光刻胶涂布时，由于光刻胶含有杂质或含有气泡，易造成光刻胶涂布膜层不均匀，使光刻胶膜层厚度出现偏差或膜层报废，影响后续相关工艺的进行。

发明内容

基于此，有必要针对光刻胶涂布膜层不均匀的问题，提供一种光刻胶涂布***及涂布方法。

一种光刻胶涂布***，包括：

供胶机构；

过滤机构，与所述供胶机构连接；

脱泡机构，包括脱泡容器、抽真空装置及抽真空管路，所述脱泡容器与所述过滤机构连接，所述脱泡容器内设有容腔，所述脱泡容器与所述抽真空装置通过所述抽真空管路连接，所述抽真空管路伸入所述容腔内，以便于配合所述抽真空装置抽真空去除所述容腔内光刻胶的气泡；以及

刮涂机构，与所述脱泡容器连接。

上述的光刻胶涂布***，通过过滤机构过滤光刻胶中的杂质，脱泡机构消除光刻胶中的气泡，使光刻胶涂布质量更好，光刻胶涂布膜层更均匀。

在其中一实施例中，所述供胶机构包括供气装置、贮存罐及第一管路，所述贮存罐与所述过滤机构通过所述第一管路连接，所述供气装置与所述贮存罐连接，以使得所述供气装置向所述贮存罐内供给气体时，所述贮存罐内的光刻胶能够被依次压入所述第一管路及过滤机构内。

在其中一实施例中，至少包括以下一项：

电子秤或称重传感器，设于所述贮存罐下方，以用于实时监测光刻胶的重量；

所述第一管路上设有第一阀门，以用于控制所述第一管路的开启和关闭；

所述第一管路上设有检测装置，以用于检测光刻胶的流量。

在其中一实施例中，所述过滤机构包括本体及滤芯，所述滤芯设于所述本体内，所述本体与所述脱泡机构连接。

在其中一实施例中，所述脱泡机构还包括出胶管路，所述出胶管路上设有机械泵，以将所述脱泡容器中的光刻胶抽取至所述刮涂机构。

在其中一实施例中，还包括回收机构，所述回收机构包括回收槽、汇流板及回收罐，所述回收槽设于所述刮涂机构下方，所述回收槽与所述汇流板连接，所述汇流板与所述回收罐连接，以使所述刮涂机构上的废液依次流经所述回收槽、汇流板至所述回收罐内。

在其中一实施例中，所述回收槽及汇流板均沿轴向呈渐缩状。

在其中一实施例中，还包括清洗管路，所述清洗管路包括两条支路且分别与所述刮涂机构、所述汇流板连接，以用于清洗废液残渣。

在其中一实施例中，所述过滤机构还包括第二管路，所述第二管路的一端与所述过滤机构连接且另一端与所述汇流板连接，以排出过滤机构内储存的杂质。

一种光刻胶涂布方法，包括以下步骤：

将光刻胶储存于供胶机构中；

将上述光刻胶由供胶机构压入过滤机构，以滤除上述光刻胶中的杂质；

已滤除杂质的光刻胶流入脱泡容器，并通过抽真空装置将所述脱泡容器内光刻胶的气泡去除；

已去除气泡的光刻胶被输送至刮涂机构均匀涂布在半导体晶圆上。

上述的光刻胶涂布方法，光刻胶滤除杂质后，通过抽真空方式去除气泡，不会引入新的杂质，能够避免杂质及气泡影响光刻胶涂布质量，使光刻胶涂布膜层更均匀。

附图说明

图1为本实施例的光刻胶涂布***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对光刻胶涂布***及涂布方法做进一步说明。

请参考图1，一实施例的光刻胶涂布***包括供胶机构100、过滤机构200、脱泡机构300、刮涂机构400及回收机构500，光刻胶储存于供胶机构100，被依次输送至过滤机构200滤除杂质、脱泡机构300去除气泡后，被输送至刮涂机构400均匀刮涂于待涂胶的晶圆上(未在图中示出)。

请参考图1，供胶机构100包括供气装置(未在图中标示)、贮存罐110及第一管路120，供气装置与贮存罐110连接且使连接处密封不漏气，第一管路120的一端伸入贮存罐110内且接触到贮存罐110内的光刻胶，第一管路120的另一端与过滤机构200连接，通过供气装置向贮存罐110内加注气体时，贮存罐110内由于气压增大而使光刻胶被压出，被压出的光刻胶经第一管路120流至过滤机构200。进一步地，供气装置上设有压力计、调压阀及泄压阀(未在图中示出)，压力计用于实时监测压力值，调压阀用于调节输入气体时的压力大小，泄压阀便于在涂胶结束后卸掉压力，防止由于长时间供给压力使气体溶解于光刻胶中造成气泡。具体地，气体为洁净压缩空气或氮气。为了精确地控制光刻胶的用量，第一管路120上还设有第一阀门121及检测装置122，第一阀门121用于控制第一管路120的开启及关闭，检测装置122用于实时监测光刻胶的流量。具体地，第一阀门121为机械阀，检测装置122为流量计。

更进一步地，本实施方式中，供胶机构100还包括设于贮存罐110下方的电子秤130，以便于实时监测贮存罐110内光刻胶的重量，电子秤130上能够设定报警限值，当光刻胶使用至接近报警限值时能够报警提示，便于及时更换光刻胶。在其他实施方式中，电子秤130还可以替换为称重传感器，也能够实时监测贮存罐110内光刻胶的重量。

请参考图1，过滤机构200与供胶机构100连接。具体地，过滤机构200包括本体及滤芯(未在图中示出)，滤芯设于本体内，供胶机构100中的第一管路120的一端伸入贮存罐110内，第一管路120的另一端与本体连接，光刻胶由供胶机构100经第一管路120被输送至过滤机构200，以滤除光刻胶中的碎渣等杂质。本实施方式中，滤芯的过滤精度为1.5微米，即滤芯上有多个滤孔且孔径为1.5微米，尺寸大于1.5微米的杂质会被滤芯拦截，以避免影响光刻胶的涂布效果。在其他实施方式中，滤芯的过滤精度还可以大于或小于1.5微米，根据实际需要调整。本实施方式中，滤芯为单层结构。在其他实施方式中，滤芯还可以为多层层压结构，扩大杂质过滤范围，提高过滤精度。本实施方式中，滤芯材质为聚四氟乙烯。在其他实施方式中，滤芯材质还可以为聚丙烯或玻璃纤维。

请参考图1，脱泡机构300与过滤机构200连接。具体地，脱泡机构300包括脱泡容器310、抽真空装置320、进胶管路330、抽真空管路340及出胶管路350，脱泡容器310包括罐体及罐盖(未在图中示出)，罐体内设有容腔，罐盖上设有第一孔、第二孔及第三孔(未在图中示出)，进胶管路330的一端与过滤机构200的本体连接，进胶管路330的另一端通过第一孔伸入脱泡容器310的容腔内，过滤机构200内的光刻胶经进胶管路330输送至脱泡容器310的容腔内。脱泡容器310与抽真空装置320通过抽真空管路340连接，且抽真空管路340通过脱泡容器310的第二孔连通罐体的容腔，以配合抽真空装置320对罐体进行抽真空，形成真空环境，以使光刻胶内的气泡在浮力作用下脱离光刻胶并通过抽真空装置320排到脱泡容器310外。具体地，抽真空装置320为真空泵。

进一步地，本实施方式中，进胶管路330上还设有第二阀门331及第三阀门332，以便于较好地控制进胶管路330的开启和关闭。具体地，第二阀门331为机械阀，第三阀门332为气动阀，当刮胶需要打开进胶管路330时，需要先手动打开第二阀门331后，第三阀门332由于接收到压力信号才会开启；当需要关闭进胶管路330时，第三阀门332由于压力信号减弱至无而逐渐关闭，同时手动关闭第二阀门331，以避免由于第三阀门332故障未完全关闭，造成进胶管路330未完全关闭的情况。在其他实施方式中，进胶管路330还可以仅设置第二阀门331或第三阀门332，也能控制进胶管路330的开启和关闭。

请参考图1，刮涂机构400与脱泡机构300连接。具体地，脱泡机构300的出胶管路350的一端通过第三孔伸入脱泡容器310内，出胶管路350的另一端与刮涂机构400连接，出胶管路350上设有机械泵351，当供胶机构100中的供气装置供给气体，将贮存罐110内的光刻胶依次压入过滤机构200、脱泡机构300时，机械泵351可以精确地控制注胶量，将脱泡容器300中的光刻胶抽取至刮涂机构400。本实施方式中，机械泵351为伺服泵。在其他实施方式中，机械泵351还可以为步进泵。本实施方式中，刮涂机构400为刮刀且数量为一。在其他实施方式中，刮涂机构400为刮刀且数量可以为多个，多个刮刀间隔并排设置，以提高刮涂效率及刮涂效果。

请参考图1，回收机构500包括回收槽510、汇流板520及回收罐530，回收槽510设于刮涂机构400的下方，回收槽510与汇流板520连接，汇流板520与回收罐530连接，以使刮涂机构400上的废液流入回收罐530内。回收槽510及汇流板520均沿轴向呈渐缩状，以便于废液流至回收槽510及汇流板520底部。

为了排出过滤机构200内储存的杂质，过滤机构200还包括设于本体底部的一第二管路210，第二管路210上设有一第四阀门211以控制第二管路210的开启及关闭，第二管路210的另一端汇流后与汇流板520连接，当过滤机构200内的杂质较多时，打开第二管路210将杂质排出至汇流板520。

进一步地，为了排出过滤机构200内储存的气体，过滤机构200还包括设于本体顶部的另一第二管路210a，第二管路210a上设有一第四阀门211a以控制第二管路210a的开启及关闭，第二管路210a的另一端汇流后与汇流板520连接，当过滤机构200内的气体较多时，打开第二管路210a将气体排出。

更进一步地，在涂胶结束后便于清洗刮涂机构400及汇流板520，还设有清洗管路600，清洗管路600包括清洗主路610、第一清洗支路620及第二清洗支路630，清洗主路610与第一清洗支路620及第二清洗支路630通过三通(未在图中示出)连接，第一清洗支路620的数量为二且与刮涂机构400的两端连接，以便于清洗刮涂机构400，第二清洗支路630与汇流板520连接。进一步地，清洗主路610上设有第五阀门611，第一清洗支路620上设有第六阀门621，第二清洗支路630上设有第七阀门631，以用于控制清洗管路600的开闭及清洗管路600中的清洗液用量。具体地，第四阀门611、第五阀门621及第六阀门631为机械阀或气动阀。

上述的光刻胶涂布***，通过过滤机构200过滤光刻胶中的杂质，脱泡机构300消除光刻胶中的气泡，使光刻胶涂布质量更好，光刻胶涂布膜层更均匀；管路上均设有阀门，以便于控制管路的开闭及光刻胶的用量；设有回收机构500，有效对废液的回收利用，避免资源浪费，有利于环保。

本发明还提供一种光刻胶涂布方法，包括以下步骤：

将光刻胶储存于供胶机构100中；

将上述光刻胶由供胶机构压入过滤机构200，以滤除上述光刻胶中的杂质。具体地，第一管路120的两端分别与贮存罐110、过滤机构200连接，供气装置与贮存罐110连接且使连接处密封不漏气，通过供气装置向贮存罐110内加注气体时，贮存罐110内由于气压增大而使光刻胶被压出，被压出的光刻胶经第一管路120流至过滤机构200，过滤机构200的滤芯滤除光刻胶中的碎渣等杂质；

已滤除杂质的光刻胶流入脱泡容器300，并通过抽真空装置320将所述脱泡容器300内光刻胶的气泡去除。具体地，过滤机构200内的光刻胶经进胶管路330输送至脱泡容器310的容腔内，脱泡容器310与抽真空装置320通过抽真空管路340连接，且抽真空管路340通过脱泡容器310的第二孔连通罐体的容腔，以配合抽真空装置320对罐体进行抽真空，形成真空环境，以使光刻胶内的气泡在浮力作用下脱离光刻胶并通过抽真空装置320排到脱泡容器310外；

已去除气泡的光刻胶被输送至刮涂机构，并均匀涂布。具体地，脱泡容器310内的光刻胶经出胶管路350，通过机械泵341的辅助被输送至刮涂机构400，刮涂机构400将光刻胶均匀涂布于待刮胶的晶圆上，刮胶完成后通过回收机构500回收废液，并通过清洗管路600清洗刮涂机构400及汇流板520。

上述的光刻胶涂布方法，光刻胶滤除杂质后，通过抽真空方式去除气泡，不会引入新的杂质，能够避免杂质及气泡影响光刻胶涂布质量，使光刻胶涂布膜层更均匀。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光刻胶涂布***，其特征在于，包括：

供胶机构；

过滤机构，与所述供胶机构连接；

脱泡机构，包括脱泡容器、抽真空装置及抽真空管路，所述脱泡容器与所述过滤机构连接，所述脱泡容器内设有容腔，所述脱泡容器与所述抽真空装置通过所述抽真空管路连接，所述抽真空管路伸入所述容腔内，以便于配合所述抽真空装置抽真空去除所述容腔内光刻胶的气泡；以及

刮涂机构，与所述脱泡容器连接。

2.根据权利要求1所述的光刻胶涂布***，其特征在于，所述供胶机构包括供气装置、贮存罐及第一管路，所述贮存罐与所述过滤机构通过所述第一管路连接，所述供气装置与所述贮存罐连接，以使得所述供气装置向所述贮存罐内供给气体时，所述贮存罐内的光刻胶能够被依次压入所述第一管路及过滤机构内。

3.根据权利要求2所述的光刻胶涂布***，其特征在于，至少包括以下一项：

电子秤或称重传感器，设于所述贮存罐下方，以用于实时监测光刻胶的重量；

所述第一管路上设有第一阀门，以用于控制所述第一管路的开启和关闭；

所述第一管路上设有检测装置，以用于检测光刻胶的流量。

4.根据权利要求1所述的光刻胶涂布***，其特征在于，所述过滤机构包括本体及滤芯，所述滤芯设于所述本体内，所述本体与所述脱泡机构连接。

5.根据权利要求1所述的光刻胶涂布***，其特征在于，所述脱泡机构还包括出胶管路，所述出胶管路上设有机械泵，以将所述脱泡容器中的光刻胶抽取至所述刮涂机构。

6.根据权利要求1所述的光刻胶涂布***，其特征在于，还包括回收机构，所述回收机构包括回收槽、汇流板及回收罐，所述回收槽设于所述刮涂机构下方，所述回收槽与所述汇流板连接，所述汇流板与所述回收罐连接，以使所述刮涂机构上的废液依次流经所述回收槽、汇流板至所述回收罐内。

7.根据权利要求6所述的光刻胶涂布***，其特征在于，所述回收槽及汇流板均沿轴向呈渐缩状。

8.根据权利要求6所述的光刻胶涂布***，其特征在于，还包括清洗管路，所述清洗管路包括两条支路且分别与所述刮涂机构、所述汇流板连接，以用于清洗废液残渣。

9.根据权利要求7所述的光刻胶涂布***，其特征在于，所述过滤机构还包括第二管路，所述第二管路的一端与所述过滤机构连接且另一端与所述汇流板连接，以排出所述过滤机构内储存的杂质。

10.一种光刻胶涂布方法，其特征在于，包括以下步骤：

将光刻胶储存于供胶机构中；

将上述光刻胶由供胶机构压入过滤机构，以滤除上述光刻胶中的杂质；

已滤除杂质的光刻胶流入脱泡容器，并通过抽真空装置将所述脱泡容器内光刻胶的气泡去除；

已去除气泡的光刻胶被输送至刮涂机构均匀涂布在半导体晶圆上。

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