一种晶圆涂胶预处理方法及晶圆涂胶方法与流程

1.本发明涉及半导体工艺技术领域，具体涉及一种晶圆涂胶预处理方法及晶圆涂胶方法。


背景技术：

2.随着半导体工艺及技术的不断发展，人们对芯片尺寸的要求越来越高，在芯片朝向更小尺寸的设计中，光刻工艺的改进为整个芯片制造中尤为重要的步骤，光刻工艺是将所需的各种结构及图形复刻至芯片上，再通过其他工艺处理形成所需的结构及图形。在光刻工艺中，涂胶的主要材料为光刻胶，涂胶方法直接影响光刻工艺的质量，因此，涂胶的方法在芯片工艺中至关重要。
3.目前比较常见的涂胶方法为将液态的光刻胶均匀的滴在旋转的晶圆中心，从而得到均匀性、厚度符合工艺要求的光刻胶层。但是在旋涂过程中，大部分光刻胶由于离心力的作用，被甩到光刻胶收集杯中，进一步排至废液桶作为危废液处理，无法再次使用，由于光刻胶成本较高，消耗量较大，导致芯片成本的增加；如若降低光刻胶的用量，存在光刻胶无法完全覆盖晶圆表面，光刻胶层的均匀性及厚度达不到工艺要求，影响晶圆的各项性能。
4.因此，现有的晶圆涂胶方法普遍存在光刻胶用量大，成本高的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种晶圆涂胶预处理方法及晶圆旋涂方法，旨在解决现有技术中光刻胶用量大，成本高的技术问题。
6.本发明的一方面在于提供一种晶圆涂胶预处理方法，所述晶圆涂胶预处理方法包括：
7.提供待预处理的晶圆；
8.驱动所述晶圆以预设转速旋转，并将稀释剂通过稀释剂管路旋涂至所述晶圆表面，以增加所述晶圆表面的润湿性，其中，所述稀释剂为丙二醇甲醚醋酸酯；
9.驱动所述晶圆以所述预设转速旋转，以去除表面多余的所述稀释剂。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过本发明提供的一种晶圆涂胶预处理方法，采用稀释剂对晶圆表面进行预处理，增加晶圆表面的湿润性，具体为，在预设转速下旋涂稀释剂，使稀释剂均匀的平铺于晶圆表面，增加晶圆表面的润湿性，继续在预设转速下去除多余稀释剂，以使晶圆表面形成均匀且较薄的稀释剂，以使少量的光刻胶能快速轻松的在晶圆表面铺开，提高了光刻胶的均匀性，大大降低光刻胶的用量，大大节省成本，从而解决了普遍存在光刻胶用量大，成本高的技术问题。
11.根据上述技术方案的一方面，所述稀释剂的流量值为25-35ml/min。
12.根据上述技术方案的一方面，所述稀释剂的纯度为99％-100％。
13.根据上述技术方案的一方面，所述稀释剂旋涂时间为0.1-1s。
14.根据上述技术方案的一方面，所述预设转速为1000-3000rpm。
15.根据上述技术方案的一方面，所述晶圆去除表面多余的所述稀释剂的旋转时间为1-3s。
16.根据上述技术方案的一方面，所述稀释剂管路直径为3-5mm。
17.根据上述技术方案的一方面，所述稀释剂管路的出口端靠近所述晶圆的中心位置。
18.根据上述技术方案的一方面，提供待预处理的晶圆的步骤之后，还包括：
19.驱动所述晶圆以100-1000rpm的低转速旋转0.1-2s。
20.本发明的另一方面在于提供一种晶圆涂胶方法，在对所述晶圆进行涂胶之前，所述晶圆通过上述技术方案所述的晶圆涂胶预处理方法进行预处理，所述晶圆涂胶方法包括以下步骤：
21.驱动预处理后的晶圆旋转，并将光刻胶旋涂于所述晶圆表面；
22.驱动所述晶圆旋转，用溶剂背洗所述晶圆边缘。
附图说明
23.本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：
24.图1为本发明第一实施例中的晶圆涂胶预处理方法的流程图；
25.图2为本发明第二实施例中的晶圆涂胶装置结构示意图；
26.图3为本发明第二实施例中的晶圆涂胶方法的流程图；
27.附图元器件符号说明：
28.晶圆10，稀释剂管路20，光刻胶管路30。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、特征与优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
30.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造与操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明中，除非另有明确的规定与限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的与所有的组合。
32.实施例一
33.请参阅图1，所示为本发明第一实施例提供的一种晶圆涂胶预处理方法，所述晶圆涂胶预处理方法包括步骤s10-s12：
34.步骤s10，提供待预处理的晶圆；
35.其中，提供待预处理的晶圆的步骤之后，还包括：
36.驱动所述晶圆以100-1000rpm的低转速旋转0.1-2s。驱动待预处理的晶圆低转速旋转，为后续预设旋涂稀释剂做准备，防止晶圆直接采用预设转速旋转，造成晶圆不平稳直接旋转出去，导致晶圆破碎。
37.步骤s11，驱动所述晶圆以预设转速旋转，并将稀释剂通过稀释剂管路旋涂至所述晶圆表面，以增加所述晶圆表面的润湿性，其中，所述稀释剂为丙二醇甲醚醋酸酯；
38.其中，稀释剂为丙二醇甲醚醋酸酯(pgmea),是一种具有多官能团高级溶剂，对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力，被广泛应用于高档涂料、油墨各种聚合物的溶剂。由于光刻胶的溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯，即为预处理的稀释剂，其中，光刻胶的溶剂占比为60％-90％之间，因此，本实例采用丙二醇甲醚醋酸酯作为稀释剂，对待预处理的晶圆进行表面处理，在晶圆表面形成轻薄且均匀的稀释剂层，增加晶圆表面对光刻胶的润湿性，以使少量的光刻胶能快速在晶圆表面铺开，大大降低光刻胶的用量，减少成本。在本实施例中，丙二醇甲醚醋酸酯的纯度为99％-100％，稀释剂的纯度越高，溶液中含有的杂质越少，不会引入新的杂质于晶圆表面，造成污染；同时稀释剂纯度高会增加晶圆表面的润湿性，从而提高后续光刻胶的均匀旋涂。
39.具体为，驱动晶圆以预设转速为1000-3000rpm旋转，并将稀释剂通过稀释剂管路以流量为25-35ml/min旋涂至晶圆表面，其中，旋涂时间为0.1-1s。
40.在本实施例中，采用旋转喷涂稀释剂，以使稀释剂在喷涂最初达到较好的扩散，形成更均匀的稀释剂膜，避免静态喷涂稀释剂时造成稀释剂堆积，导致稀释剂在晶圆表面涂布不均匀。
41.其中，旋涂稀释剂采用预设转速1000-3000rpm旋转，以旋涂出均匀轻薄的稀释剂膜，当转速超过该预设转速范围时，转速过快，将会导致稀释剂在晶圆表面涂覆的不均匀，影响后续光刻胶旋涂的均匀性。当转速低于预设转速范围时，转速过慢，将会导致晶圆边缘区域未涂覆，影响稀释剂对晶圆表面的润湿性。
42.另外，稀释剂以流量为25-35ml/min旋涂至晶圆表面，以使晶圆表面的稀释剂更加均匀轻薄，同样的，当稀释剂的流量超过25-35ml/min时，稀释剂过多，在晶圆表面涂覆就不均匀，影响后续光刻胶旋涂的均匀性。当稀释剂的流量低于25-35ml/min时，稀释剂过少，在晶圆表面涂覆不完全，影响晶圆的湿润作用。
43.同样的，稀释剂旋涂时间0.1-1s，为了形成适合光刻胶快速铺展的晶圆表面，当旋涂时间超过0.1-1s时，晶圆表面涂覆的稀释剂过多且不均匀，影响后续光刻胶旋涂的均匀性。当旋涂时间低于0.1-1s时，在晶圆表面涂覆的稀释剂涂覆不到边缘，影响晶圆的湿润作用。
44.需要说明的是，稀释剂管路的直径为3-5mm，以达到最优效果喷涂，当稀释剂管路的直径超过3-5mm时，将会导致稀释剂管路回吸效果差，即稀释剂在停止喷涂的时候，无法迅速停止稀释剂的流出。当稀释管路的之间小于3-5mm时，将会导致所需喷涂时间过长，影响设备的产能，从而影响生产效率。
45.除此之外，稀释剂管路设于靠近晶圆中心位置，以使稀释剂能快速地旋转涂覆到晶圆的边缘，提高涂覆的均匀性。
46.步骤s12，驱动所述晶圆以所述预设转速旋转，以去除表面多余的所述稀释剂。
47.具体为，驱动旋涂完稀释剂的晶圆以预设转速为1000-3000rpm旋转1-3s，以去除表面多余的稀释剂，将晶圆表面稀释剂继续旋转，去除晶圆表面过多的稀释剂，以形成较轻薄且更均匀的稀释剂膜，进一步提高光刻胶的均匀性。
48.在本实施例中，在晶圆表面喷涂稀释剂，少量的光刻胶能快速在晶圆表面铺开，提高了光刻胶的均匀性，将光刻胶的用量降低了15％-30％，大大减少了光刻胶的用量，从而大大降低了光刻胶的成本，进一步降低了芯片的成本。
49.相比于现有技术，本实施例提供的一种晶圆涂胶预处理方法，有益效果在于：通过本发明提供的晶圆涂胶预处理方法，采用稀释剂对晶圆表面进行预处理，增加晶圆表面的湿润性，具体为，在预设转速下旋涂稀释剂，使稀释剂均匀的平铺于晶圆表面，增加晶圆表面的润湿性，继续在预设转速下去除多余稀释剂，以使晶圆表面形成均匀且较薄的稀释剂，以使少量的光刻胶能快速轻松的在晶圆表面铺开，提高了光刻胶的均匀性，大大降低光刻胶的用量，大大节省成本，从而解决了普遍存在光刻胶用量大，成本高的技术问题。
50.实施例二
51.请参阅图2-图3，本发明第二实施例提供的一种晶圆涂胶方法，在对晶圆进行涂胶之前，晶圆通过上述实施例中晶圆涂胶预处理方法进行预处理，该晶圆涂胶方法包括步骤s20-s21：
52.步骤s20，驱动预处理后的晶圆旋转，并将光刻胶旋涂于所述晶圆表面；
53.在本实施例中，晶圆涂胶预处理为通过稀释剂管路20旋涂稀释剂，以增加晶圆10表面润湿性；然后，对预处理后的晶圆10进行旋涂光刻胶，旋涂光刻胶包括：
54.驱动预处理后的晶圆10以转速为2000-4000rpm旋转，通过光刻胶管路30在预处理后的晶圆10表面旋涂光刻胶2-4s，以将该光刻胶均匀的涂覆于预处理后的晶圆10表面，相对于旋涂未预处理的晶圆10，光刻胶的用量降低了15％-30％，大大降低了光刻胶的用量，降低了成本。
55.驱动旋涂光刻胶的晶圆10依次进行两次旋转，第一次旋转为以转速为50-150rpm旋转0.5-1.5s，第二次旋转为以转速为2500-3500rpm旋转10-30s，此为匀胶过程，以得到一个均匀且厚度符合工艺需求的光刻胶膜。
56.步骤s21，驱动所述晶圆旋转，用溶剂背洗所述晶圆边缘。
57.具体为，驱动晶圆10以转速1000-3000rpm旋转4-6s，用溶剂溶解去除晶圆10边缘处的光刻胶，由于光刻胶旋涂于晶圆10上时，会在晶圆10边缘处形成较厚的膜，会影响到后续光刻图形的精度，因此需要背洗去边，以提高光刻的图形精度。
58.驱动晶圆10以转速1000-3000rpm旋转3-5s，以甩干去除晶圆10边缘处溶剂。去除溶剂之后，将晶圆10以转速100-1000rpm旋转0.1-2s，以缓冲去除溶剂时的高转速，保护旋转马达性能，延长旋转马达使用寿命，最后将转速设置为0，背洗结束。
59.相比于现有技术，本实施例提供的一种晶圆涂胶方法，有益效果在于：通过本发明提供的晶圆涂胶方法，在涂胶预处理后的晶圆上旋涂光刻胶，提高了光刻胶的均匀性，以使少量光刻胶能迅速在晶圆表面铺开，大大降低了光刻胶的用量，节省成本，从而解决了普遍
存在光刻胶用量大，成本高的技术问题。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
61.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本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与改进，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。