CN111739823A - 光刻胶涂布喷嘴及具有其的光刻胶涂布设备 - Google Patents
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Abstract
本申请属于光刻胶涂布技术领域，具体涉及一种光刻胶涂布喷嘴及具有其的光刻胶涂布设备，该光刻胶涂布喷嘴包括喷嘴本体，喷嘴本体内设置有彼此隔开的有机溶剂管路和光刻胶管路，有机溶剂管路与有机溶剂罐连通，用于向待涂件上喷涂有机溶剂，光刻胶管路与光刻胶瓶连通，用于在有机溶剂喷涂至待涂件上后向待涂件上喷涂光刻胶。根据本申请的光刻胶涂布喷嘴，通过在喷嘴本体内集成有彼此隔开的有机溶剂管路和光刻胶管路，光刻胶涂布喷嘴首先通过有机溶剂管路向待涂件喷涂有机溶剂，然后在原地通过光刻胶管路向待涂件喷涂光刻胶，在喷涂过程中不需要移动光刻胶涂布喷嘴，以此减少光刻胶涂布喷嘴在移动过程中出现光刻胶液滴滴落在待涂件上的现象。
Description
技术领域
本申请属于光刻胶涂布技术领域，具体涉及一种光刻胶涂布喷嘴及具有其的光刻胶涂布设备。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
如图1和图2所示，光刻胶涂布工艺是半导体硅片制造过程中的重要工艺，传统光刻胶喷涂工艺采用RRC(Reduced Resist Consumption)光刻胶涂布工艺：先将硅片放置于夹具40’上，在喷涂光刻胶前先在硅片30’上喷涂与光刻胶的稀释剂成分类似的有机溶剂，有机溶剂在硅片上形成溶剂层11’，然后再将光刻胶喷涂在硅片30’上，由于有机溶剂的润滑作用，光刻胶可以迅速铺满硅片30’表面形成光刻胶层21’，以此达到理想的喷涂效果。
RRC光刻胶涂布工艺虽然可以达到理想的喷涂效果，但是，RRC光刻胶涂布工艺需要安装有有机溶剂喷涂嘴10’和光刻胶喷涂嘴20’的RRC光刻胶涂布设备来完成。现有的RRC光刻胶涂布设备上一般设置有专门的有机溶剂喷涂嘴10’和光刻胶喷涂嘴20’，有机溶剂喷涂嘴10’在硅片30’上喷洒完有机溶剂后，RRC光刻胶涂布设备将有机溶剂喷涂嘴10’移开硅片30’,然后将光刻胶喷涂嘴20’移动至硅片30’的上方喷洒光刻胶，RRC光刻胶涂布设备在移动过程中有可能使光刻胶喷涂嘴20’产生光刻胶液滴22’，光刻胶液滴22’滴在硅片30’上会导致RRC光刻胶涂布工艺的不良发生率提高。
另外，由于RRC光刻胶涂布设备上能够安装有机溶剂喷涂嘴10’的数量只有两个，无法匹配所有的光刻胶。
发明内容
本申请的目的是至少解决移动光刻胶涂布喷嘴导致光刻胶液滴滴落在待涂件上的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本申请的第一方面提供了一种光刻胶涂布喷嘴，光刻胶涂布喷嘴用于喷涂光刻胶以及与光刻胶匹配的有机溶剂,光刻胶涂布喷嘴包括：
喷嘴本体，喷嘴本体内设置有彼此隔开的有机溶剂管路和光刻胶管路，有机溶剂管路与有机溶剂罐连通，用于向待涂件上喷涂有机溶剂，光刻胶管路与光刻胶瓶连通，用于在有机溶剂喷涂至待涂件上后向待涂件上喷涂光刻胶。
根据本申请实施例的光刻胶涂布喷嘴，通过在喷嘴本体内集成有彼此隔开的有机溶剂管路和光刻胶管路，光刻胶涂布喷嘴通过有机溶剂管路向待涂件喷涂有机溶剂，在喷涂完有机溶剂后可以在原地通过光刻胶管路喷涂光刻胶，从而不需要移动光刻胶涂布喷嘴，以此减少在移动光刻胶涂布喷嘴出现光刻胶液滴滴落在待涂件上的现象。
本申请的第二方面还提出了一种光刻胶涂布设备，光刻胶涂布设备包括多个光刻胶涂布喷嘴，光刻胶涂布喷嘴为根据本申请的第一方面的光刻胶涂布喷嘴。
根据本申请实施例的光刻胶涂布设备不仅可以减少在移动光刻胶涂布喷嘴出现光刻胶液滴滴落在待涂件上的现象，提高光刻胶涂布喷嘴的工作效率，以及增加有机溶剂管路的数量，通过较多的有机溶剂管路生成与光刻胶稀释剂成分类似的有机溶剂，以此降低光刻胶的用量，提高光刻胶的喷涂效果。
附图说明
通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：
图1为现有技术中RRC光刻胶涂布设备处于喷涂有机溶剂状态的结构示意图；
图2为图1所示RRC光刻胶涂布设备处于喷涂光刻胶状态的结构示意图；
图3为本申请实施例的光刻胶涂布喷嘴的结构示意图；
图4为图3所示光刻胶涂布喷嘴处于喷涂有机溶剂状态的结构示意图；
图5为图3所示光刻胶涂布喷嘴处于喷涂光刻胶状态的结构示意图；
图6为本申请实施例的光刻胶涂布设备的结构示意图；
图7为本申请实施例的多个光刻胶涂布喷嘴的分布结构示意图。
附图标记：
10’、有机溶剂喷涂嘴；11’、溶剂层；
20’、光刻胶喷涂嘴；21’、光刻胶层；22’、光刻胶液滴；
30’、硅片；
40’、夹具；
100、光刻胶涂布喷嘴；101、喷口；
10、有机溶剂管路；11、有机溶剂涂层；
20、光刻胶管路；21、光刻胶涂层；
30、待涂件；
40、待涂件夹具；
50、光刻胶瓶；51、光刻胶管；
60、溶剂泵；61、有机溶剂管。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施方式。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施方式的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
光刻胶喷涂工艺采用RRC(Reduced Resist Consumption)光刻胶涂布工艺，在向硅片等待涂件上喷涂光刻胶前先在待涂件上喷涂与光刻胶的稀释剂成分类似的有机溶剂，然后再将光刻胶喷涂在待涂件上，由于有机溶剂的润滑作用，光刻胶可以迅速铺满待涂件的表面，以此达到理想的喷涂效果，具体地，RRC光刻胶涂布工艺需要光刻胶涂布设备来完成，光刻胶涂布设备依次向待涂件上喷涂有机溶剂和光刻胶。需要说明的是，待涂件可以应用于半导体器件、显示器、存储器、处理器和半导体设备，下面为了方便描述，以硅片为例阐述本申请实施例的待涂件。
如图3所示，为了使光刻胶涂布设备能够向待涂件30上喷涂有机溶剂和光刻胶，本申请提供了一种光刻胶涂布喷嘴100，光刻胶涂布喷嘴100用于喷涂光刻胶以及与光刻胶匹配的有机溶剂,光刻胶涂布喷嘴100包括喷嘴本体，喷嘴本体内设置有彼此隔开的有机溶剂管路10和光刻胶管路20，有机溶剂管路10与有机溶剂罐连通，用于向待涂件30上喷涂有机溶剂，光刻胶管路20与光刻胶瓶50连通，用于在有机溶剂喷涂至待涂件30上后向待涂件30上喷涂光刻胶。如图4所示，通过在喷嘴本体内集成有彼此隔开的有机溶剂管路10和光刻胶管路20，光刻胶涂布设备通过光刻胶涂布喷嘴100内的有机溶剂管路10向待涂件30喷涂有机溶剂，使待涂件30的表面形成有机溶剂涂层11，如图5所示，光刻胶涂布喷嘴100在喷涂完有机溶剂后可以在原地通过光刻胶管路20向待涂件30喷涂光刻胶，使待涂件30的表面形成光刻胶涂层21，从而不需要移动光刻胶涂布喷嘴100，以此减少在移动光刻胶涂布喷嘴100出现光刻胶液滴滴落在待涂件30上的现象。
需要说明的是，有机溶剂管路10和光刻胶管路20可以为并列分布于喷嘴本体内的两条相同的管路，还可以为一个管路沿喷嘴本体的轴心分布，另一个管路围绕于喷嘴本体的轴心分布，下面对有机溶剂管路10和光刻胶管路20在喷嘴本体内的具体分布方式进行详细阐述。
具体地，如图3所示，在本申请的一些实施例中，喷嘴本体内设置有沿轴心分布的第一管路以及环绕第一管路分布的第二管路，光刻胶管路20形成于第一管路内，有机溶剂管路10形成于第二管路内。第一管路可以为光刻胶涂布喷嘴100内的原有管路，通过在第一管路的周边加工形成第二管路，进一步地，喷嘴本体的顶部设置有与第一管路连通的第一接口(图中未示出)以及与第二管路连通的第二接口(图中未示出)，第一管路通过第一接口与光刻胶瓶50连通，第二管路通过第二接口与有机溶剂罐连通，在对待涂件30进行喷涂时，光刻胶涂布喷嘴100首先通过第二管路向待涂件30上喷涂有机溶剂，使得待涂件30的表面形成有机溶剂涂层11，然后光刻胶涂布喷嘴100通过第一管路向待涂件30上喷涂光刻胶，使得待涂件30的表面形成有光刻胶涂层21。
在本申请的另一些实施例中，喷嘴本体内设置有沿轴心分布的第一管路以及环绕第一管路分布的第二管路，有机溶剂管路10形成于第一管路内，光刻胶管路20形成于第二管路内。将有机溶剂管路10形成于第一管路内，并将光刻胶管路20形成于第二管路内，同样可以实现光刻胶涂布喷嘴100喷涂有机溶剂和光刻胶的效果，因此，这种结构上的调整属于本申请实施例的保护范围。
在本申请的一些实施例中，喷嘴本体的底部设置有位于轴心处的喷口101，第二管路汇集于喷口101处，第一管路和第二管路均通过喷口101喷射有机溶剂和光刻胶。通过将第一管路与第二管路共用一个喷口101，从而在不移动光刻胶涂布喷嘴100的同时，能够将有机溶剂和光刻胶喷涂至待涂件30的同一位置，以此减少有机溶剂和光刻胶在待涂件30上出现喷涂错位的现象。具体地，第二管路围绕于第一管路的周边，且第二管路在光刻胶涂布喷嘴100的底部向光刻胶涂布喷嘴100的轴心处延伸，最终汇聚于第一管路的下方，并与第一管路共用一个喷口101。
进一步地，在本申请的一些实施例中，参考图3中所示的光刻胶涂布喷嘴100，光刻胶管路20形成于第一管路内，有机溶剂管路10形成于第二管路内，喷嘴本体的底部设置有位于轴心处的喷口101，第二管路的出口沿竖直方向高于喷口101，第一管路的出口沿竖直方向高于第二管路的出口。通过将第二管路的出口设置为沿竖直方向高于喷口101，可以减少喷口101处的有机溶剂或光刻胶反吸至第二管路内，同样的，将第一管路的出口沿竖直方向高于第二管路的出口，可以减少喷口101处的有机溶剂或光刻胶反吸至第一管路内，同时，还可以减少通过第一管路喷出的有机溶剂和光刻胶反吸至第二管路内。
如图6所示，本申请还提供了一种光刻胶涂布设备，光刻胶涂布设备包括多个光刻胶涂布喷嘴100，光刻胶涂布喷嘴100为根据本申请的第一方面的光刻胶涂布喷嘴100。根据本申请实施例的光刻胶涂布设备不仅可以减少在移动光刻胶涂布喷嘴100出现光刻胶液滴滴落在待涂件30上的现象，还可以增加有机溶剂管路10的数量，从而不需要频繁地将光刻胶涂布喷嘴100移动至待涂件30的不同位置，进一步地，通过较多的有机溶剂管路10生成与光刻胶的稀释剂的成分类似的有机溶剂，以此降低光刻胶的用量，提高光刻胶的喷涂效果。
具体地，如图7所示，在本申请的一些实施例中，光刻胶涂布喷嘴100的数量可以根据待涂件30的面积进行灵活设置，多个光刻胶涂布喷嘴100的覆盖区域可以在长度方向覆盖待涂件30，例如，根据本申请的优选实施例，光刻胶涂布喷嘴100的数量可以为12个，多个光刻胶涂布喷嘴100沿直线分布，每个光刻胶涂布喷嘴100内均设置有光刻胶管路20和有机溶剂管路10。如图7所示，在向待涂件30上喷涂有机溶剂和光刻胶时，首先将待涂件30安装至待涂件夹具40上，光刻胶涂布喷嘴100通过有机溶剂管路10向待涂件30上喷涂有机溶剂的过程中，待涂件夹具40驱动待涂件30旋转，以此使有机溶剂喷涂至整个待涂件30的表面，从而使整个待涂件30的表面形成有机溶剂涂层11，然后光刻胶涂布喷嘴100通过光刻胶管路20向待涂件30上喷涂光刻胶，待涂件夹具40驱动待涂件30持续旋转，以此使光刻胶涂布喷嘴100能够将光刻胶喷涂至整个待涂件30的表面，从而使整个待涂件30的表面形成光刻胶涂层21。
进一步，通过旋转待涂件夹具40的方式能够使在不移动光刻胶涂布喷嘴100的情况下将有机溶剂和光刻胶喷涂至待涂件30的整个表面，以此减少在移动光刻胶涂布喷嘴100的过程中出现光刻胶液滴滴落在待涂件30上的现象。
如图6所示，在本申请的一些实施例中，光刻胶涂布设备还包括多个光刻胶瓶50，多个光刻胶瓶50分别与多个光刻胶涂布喷嘴100内的多个光刻胶管路20一一连通，每个光刻胶瓶50上设置有与对应的光刻胶涂布喷嘴100内的光刻胶管路20连通的光刻胶管51，多个光刻胶瓶50内的光刻胶可以为不同成分的光刻胶，通过多个光刻胶瓶50能够向多个光刻胶涂布喷嘴100内的多个光刻胶管路20内通入不同成分的光刻胶。进一步地，光刻胶瓶50通过光刻胶泵(图中未示出)与光刻胶管路20连通，且光刻胶泵与光刻胶涂布设备的控制器连接，光刻胶涂布设备的控制器通过光刻胶泵控制有光刻胶管51的开关，以此控制光刻胶瓶50向待涂件30喷涂光刻胶。
如图6所示，在本申请的一些实施例中，光刻胶涂布设备还包括多个有机溶剂罐(图中未示出)，多个有机溶剂罐分别与多个光刻胶涂布喷嘴100内的多个有机溶剂管路10一一连通。多个有机溶剂罐内的溶剂可以为不同成分的有机溶剂，通过多个有机溶剂罐向多个光刻胶涂布喷嘴100内的多个有机溶剂管路10通入不同成分的有机溶剂，从而在待涂件30的表面生成与光刻胶的稀释剂的成分类似的有机溶剂，以此降低光刻胶的用量，提高光刻胶的喷涂效果。具体地，有机溶剂可以使用符合光刻胶要求的具备γ-丁内酯、环己烷、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、正丁醇、二甲基甲醇等成分的化合物。
进一步地，如图6所示，在本申请的一些实施例中，每个有机溶剂罐通过溶剂泵60与对应的有机溶剂管路10连通，且溶剂泵60与光刻胶涂布设备的控制器连接，光刻胶涂布设备的控制器通过溶剂泵60控制有机溶剂管61的开关，以此控制有机溶剂罐向待涂件30喷涂有机溶剂。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。为了实现相同的目的，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (10)
1.一种光刻胶涂布喷嘴，其特征在于，所述光刻胶涂布喷嘴用于喷涂光刻胶以及与光刻胶匹配的有机溶剂,所述光刻胶涂布喷嘴包括：
喷嘴本体，所述喷嘴本体内设置有彼此隔开的有机溶剂管路和光刻胶管路，所述有机溶剂管路与有机溶剂罐连通，用于向待涂件上喷涂有机溶剂，所述光刻胶管路与光刻胶瓶连通，用于在有机溶剂喷涂至所述待涂件上后向所述待涂件上喷涂光刻胶。
2.根据权利要求1所述的光刻胶涂布喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体内设置有沿轴心分布的第一管路以及环绕所述第一管路分布的第二管路，所述光刻胶管路形成于所述第一管路内，所述有机溶剂管路形成于所述第二管路内。
3.根据权利要求1所述的光刻胶涂布喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体内设置有沿轴心分布的第一管路以及环绕所述第一管路分布的第二管路，所述有机溶剂管路形成于所述第一管路内，所述光刻胶管路形成于所述第二管路内。
4.根据权利要求2或3所述的光刻胶涂布喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体的底部设置有位于轴心处的喷口，所述第二管路汇集于所述喷口处，所述第一管路和所述第二管路均通过所述喷口喷射有机溶剂和光刻胶。
5.根据权利要求2或3所述的光刻胶涂布喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体的顶部设置有与所述第一管路连通的第一接口以及与所述第二管路连通的第二接口。
6.根据权利要求2或3所述的光刻胶涂布喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体的底部设置有位于轴心处的喷口，所述第二管路的出口沿竖直方向高于所述喷口。
7.根据权利要求6所述的光刻胶涂布喷嘴，其特征在于，所述第一管路的出口沿竖直方向高于所述第二管路的出口。
8.一种光刻胶涂布设备，其特征在于，所述光刻胶涂布设备包括多个光刻胶涂布喷嘴，所述光刻胶涂布喷嘴为根据权利要求1至7中任一项所述的光刻胶涂布喷嘴。
9.根据权利要求8所述的光刻胶涂布设备，其特征在于，所述多个光刻胶涂布喷嘴沿直线分布。
10.根据权利要求8所述的光刻胶涂布设备，其特征在于，所述光刻胶涂布设备还包括多个光刻胶瓶，所述多个光刻胶瓶分别与所述多个光刻胶涂布喷嘴内的多个光刻胶管路一一连通；
并且/或者，所述光刻胶涂布设备还包括多个有机溶剂罐，所述多个有机溶剂罐分别与所述多个光刻胶涂布喷嘴内的多个有机溶剂管路一一连通。
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