专利名称：光刻胶滴注系统、光刻胶喷嘴及其使用方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光刻胶滴注系统、光刻胶喷嘴及
其使用方法。
背景技术：
在半导体制造中，通常利用光刻步骤在晶片上形成光刻胶掩膜层，光刻胶掩膜层 将需要刻蚀的区域暴露，将不需要刻蚀的区域覆盖，从而在后续刻蚀工艺中就可以将暴露 的区域刻蚀掉，然后把光刻胶掩膜层去除就得到了所需的半导体结构。 一般来讲，在光刻 中首先要利用光刻胶涂覆装置向晶片表面滴注光刻胶，然后在将光刻胶在晶片表面均匀分 布，这样就形成了光刻胶层，然后再对光刻胶层进行曝光和显影就可以得到光刻胶掩膜层。
因为光刻胶掩膜层的质量好坏影响到半导体器件的质量，因此在半导体制造中光 刻胶涂覆装置发挥着重要的作用，例如在2008年8月14日公开的，公开号为CN101178542A 的中国专利申请中提供了 一种光刻胶涂覆装置，如图1所示，包括光刻胶喷嘴10、 RRC(Reduction Resist Consumption喷嘴20、光刻胶管道30和光刻胶加热系统40。如图 2所示，在该装置中光刻胶喷嘴10和RRC喷嘴20为上部为圆柱体，下部为椎体。这种光刻 胶涂覆装置在进行硅片喷涂光刻胶前，RRC喷嘴20先向硅片表面喷涂一层溶剂进行润湿， 然后光刻胶喷嘴10向硅片喷涂光刻胶，光刻胶喷嘴10喷涂完光刻胶之后会进行回抽，使光 刻胶喷嘴10出口处的光刻胶縮到光刻胶喷嘴内，这样可以使减少光刻胶与空气接触形成 结晶，但是因为仍然会形成结晶，因此在光刻胶喷嘴10下一次喷涂之前或者间隔一定时间 例如1800s或3600s，需要先进行一次空喷(dummy)，将光刻胶喷嘴10内与空气接触形成结 晶的部分光刻胶喷到废液里扔掉，然后再向晶片喷涂光刻胶。 上述光刻胶涂覆装置不能有效的阻止光刻胶喷嘴内的光刻胶与空气接触形成结 晶，因此在每次涂覆前都要将一些结晶的光刻胶喷到废液里，浪费了资源，成本较高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种光刻胶涂覆装置及其方法，该装置节省了 资源，降低了成本。 本发明的光刻胶滴注系统，包括光刻胶供给装置、溶剂供给装置、与所述光刻胶供 给装置相连的喷嘴，所述光刻胶喷嘴包括管状运输部件、和管状运输部件密封相连的存储 部件，以及和存储部件密封相连的喷涂部件，其中存储部件的平均流量大于管状运输部件 和喷涂部件的平均流量，当所述喷嘴回吸时，所述存储部件用于存储从所述溶剂供给装置 内吸入的溶剂。 可选的，所述喷嘴的管状运输部件、存储部件以及喷涂部件为一次成型的一个整 体。 可选的，所述喷嘴的存储部件的容积为0. 5mL-5mL。
可选的，所述存储部件沿光刻胶流向的剖面为菱形。
可选的，所述喷嘴的喷涂部件包括一椎体，所述椎体的锥顶部为喷口。 可选的，包括管状运输部件、和管状运输部件密封相连的存储部件，以及和存储部
件密封相连的喷涂部件，其中存储部件的平均流量大于管状运输部件和喷涂部件的平均流 可选的，所述喷嘴的管状运输部件、存储部件以及喷涂部件为一次成型的一个整 体。 可选的，所述喷嘴的存储部件的容积为0. 5mL-5mL。 相应的本发明的光刻胶滴注系统的使用方法，包括步骤 所述喷嘴向晶片表面喷涂所述存储部件内的溶剂； 所述喷嘴向晶片表面喷涂所述光刻胶供给装置提供的光刻胶； 所述喷嘴从所述喷涂部件回吸空气； 所述喷涂部件的喷口与所述溶剂供给装置接触； 所述喷嘴回吸所述溶剂供给装置内的溶剂，使溶剂进入所述存储部件内。
可选的，所述回吸的空气在喷嘴内沿光刻胶流向的高度为2mm。
上述技术方案的优点是 因为喷嘴设置了存储部件，因此利用存储部件存储溶剂，从而将光刻胶封闭在喷 嘴内，隔离了光刻胶和空气，减少了光刻胶和空气的接触，这样就不会形成结晶，因此本发 明就不再需要空喷(dummy)，所以大大减少了光刻胶的浪费，降低了成本。并且因为本发明 中利用在喷嘴设置存储部件，使喷嘴代替了现有技术中的RRC喷嘴和光刻胶喷嘴，因此使 得结构更加简单，操作方便。
图1为一种现有的光刻胶涂覆装置的示意图；
图2为本发明的光刻胶滴注系统一实施例的结构示意图；
图3为本发明的光刻胶滴注系统一实施例的使用方法流程图；
图4-图7为本发明的光刻胶滴注系使用方法示意图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和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。 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。 其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应 限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
在半导体制造中，怎样降低成本是人们越来越关心的问题，因此在每一步工艺中 都会尽量的降低成本将少浪费。目前的光刻步骤包括涂覆光刻胶、曝光和显影三个基本步 骤，但是在涂覆光刻胶的步骤中，由于光刻胶容易和空气形成结晶，因此为了减少结晶通常
4在完成一次滴注之后采用回抽，使喷嘴出口处的光刻胶縮到光刻胶喷嘴内，但是即便采用 这种方法还是会有结晶现象，因此必须在下一次喷涂之前或者间隔一定时间进行一次空喷 (dummy)，也就是将喷嘴内与空气接触结晶的光刻胶喷到废液里扔掉，用里面没有结晶的光 刻胶进行下一次的滴注，因此这样就造成了光刻胶的大量浪费。为了减少光刻胶的用量现 有技术中还进一步采用了 RRC技术，也就是在喷涂光刻胶之前向硅片表面喷涂一层溶剂， 这样可以减少光刻胶的用量，但是这样造成操作复杂。 发明人经过研究提供了一种光刻胶滴注系统，包括光刻胶供给装置、溶剂供给装 置、与所述光刻胶供给装置相连的喷嘴，所述光刻胶喷嘴包括管状运输部件、和管状运输部 件密封相连的存储部件，以及和存储部件密封相连的喷涂部件，其中存储部件的平均流量 大于管状运输部件和喷涂部件的平均流量，所述存储部件用于喷嘴回吸时存储从所述溶剂 供给装置内吸入的溶剂。 可选的，所述喷嘴的管状运输部件、存储部件以及喷涂部件为一次成型的一个整 体。 可选的，所述喷嘴的存储部件的容积为0. 5mL-5mL。 可选的，所述存储部件沿光刻胶流向的剖面为菱形。 可选的，所述喷嘴的喷涂部件包括一椎体，所述椎体的锥顶部为喷口。 可选的，包括管状运输部件、和管状运输部件密封相连的存储部件，以及和存储部
件密封相连的喷涂部件，其中存储部件的平均流量大于管状运输部件和喷涂部件的平均流 可选的，所述喷嘴的管状运输部件、存储部件以及喷涂部件为一次成型的一个整 体。 可选的，所述喷嘴的存储部件的容积为0. 5mL-5mL。 相应的本发明的光刻胶滴注系统的使用方法，包括步骤 所述喷嘴向晶片表面喷涂所述存储部件内的溶剂； 所述喷嘴向晶片表面喷涂所述光刻胶供给装置提供的光刻胶； 所述喷嘴从所述喷涂部件回吸空气； 所述喷涂部件的喷口与所述溶剂供给装置接触； 所述喷嘴回吸所述溶剂供给装置内的溶剂，使溶剂进入所述存储部件内。
可选的，所述回吸的空气在喷嘴内沿光刻胶流向的高度为2mm。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。 图2为本发明的光刻胶滴注系统一实施例的结构示意图。如图2所示，在本实施 例中，光刻胶滴注系统包括光刻胶供给装置110、溶剂供给装置120及喷嘴130。其中，喷 嘴130与所述光刻胶供给装置110通过管道1101相连，光刻胶供给装置110内用于存储光 刻胶，光刻胶可以通过管道1101运输到喷嘴130。喷嘴130包括依次密封相连的管状运输 部件管状运输部件1302、存储部件1304和喷涂部件1306，其中管状运输部件1302所述光 刻胶供给装置110通过管道1101相连，其中存储部件1304的平均流量大于管状运输部件 1302和喷涂部件1306的平均流量，因此存储部件1304比相同高度的管状运输部件1302或 喷涂部件1306相比，容积更大。在本实施例中管状运输部件管状运输部件1302、存储部件 1304和喷涂部件1306为一次成型的一个整体。存储部件1304的容积为0. 5mL-5mL，这样
5存储部件1304内可以存储足够一次喷到晶片表面所用的溶剂。并且存储部件1304沿光刻 胶流向的剖面为菱形，这样使得喷涂溶剂或者光刻胶时，会在重力作用下流尽，而不会因为 存在死角使得溶剂或者光刻胶残存在存储部件1304内造成浪费。 所述喷嘴130的喷涂部件1306的自由端为一倒置圆椎体，椎体的锥顶部为喷口 13060。 另外还可以包括及控制装置140，所述控制装置140可以包括控制喷嘴回吸单元 (未图示)、控制喷嘴外喷单元(未图示)和控制移动单元(未图示)，控制喷嘴回吸单元 可以控制喷嘴130外喷，具体的是从喷嘴130的喷涂部件1306的喷口 13060向喷嘴130外 喷；控制喷嘴回吸单元控制喷嘴130回吸，具体的是从喷口 13060向喷嘴130内吸。
另外控制移动单元可以控制喷嘴130移动，例如溶剂供给装置120和盛放晶片的 基台不动，控制移动单元控制喷嘴130在溶剂供给装置120和盛放晶片的基台之间移动；另 外控制移动单元也可以控制基台160和溶剂供给装置120移动，例如喷嘴130不动，控制移 动单元控制基台160和溶剂供给装置120移动。 图3为本发明的光刻胶滴注系统一实施例的使用方法流程图；图4-图7为本发明 的光刻胶滴注系使用方法示意图。下面结合图2-图7该装置对该装置的使用方法进行说 明。 在本实施例中，光刻胶滴注系统还包括基台160和控制装置140的控制移动单元 (未图示)相连。 首先，预先向喷嘴130的存储部件1304内存入溶剂，所述溶剂为0K73(PGME， PGMEN)。例如可以从溶剂供给装置120回吸入溶剂。
然后进行如图3所示的下列步骤 步骤S10 :所述喷嘴向晶片表面喷涂所述存储部件内的溶剂。 具体的，如图4所示，控制移动单元具有晶片移动手臂，其将晶片IOO移动到基台 160上，并且控制移动单元使基台160移动到光刻胶滴注系统的喷嘴130下方，然后控制喷 嘴外喷单元控制喷嘴130向晶片IOO表面喷出存储部件1304内的溶剂，溶剂从喷涂部件 1306的喷口 13060向外喷到晶片的中央，并且喷出的溶剂容量满足一片晶片表面涂覆的 量，例如为0. 5mL-5mL。并且控制移动单元控制基台160带动晶片100旋转，在离心力作用 下溶剂均匀分布到晶片100表面。晶片表面因为存在基团OH因此表现为亲水性，该溶剂 0K73(PGME，单甲基醚丙二醇或PGMEN)为憎水性，因此在晶片100表面先涂覆一层该溶剂进 行润湿，再涂覆光刻胶可以减少晶片100对光刻胶的吸收，节省光刻胶的用量。
步骤S20 :所述喷嘴向晶片表面喷涂所述光刻胶供给装置提供的光刻胶。
具体的，如图5所示，控制装置140的控制喷嘴外喷单元控制喷嘴130从喷口 13060向晶片表面喷涂光刻胶，同时光刻胶供给装置110向喷嘴130供给光刻胶，使光刻胶 通过管道1101进入喷嘴130的管状运输部件1302内，然后通过存储部件1304和喷涂部件 1306，最终通过喷涂部件1306的喷口 13060喷涂到晶片100中央。基台160带动控制晶片 100旋转，在离心力作用下光刻胶均匀分布到晶片100表面。
步骤S30 :所述喷嘴从所述喷涂部件回吸空气。 如图6所示，控制装置140的控制喷嘴回吸单元控制喷嘴130反抽，也就是将喷口 13060处的光刻胶吸向喷嘴130内，在喷嘴130的喷涂部件1306内形成一部分空腔，该空腔用来隔离喷嘴130内的光刻胶和将要吸进喷嘴130内的溶剂，回吸的空气在喷嘴130内沿
光刻胶流向的高度为2mm，该高度保证了光刻胶和溶剂不会混合。 步骤S40 :所述喷涂部件的喷口 13060与所述溶剂供给装置接触。 如图7所示，在该步骤中溶剂供给装置120被控制移动单元移动到喷嘴130的下
方，并且使喷口 13060浸入到溶剂供给装置120内的溶剂内。 步骤S50 :所述控制装置控制喷嘴回吸所述溶剂供给装置内的溶剂，使溶剂进入 所述存储部件内。 如图7所示，在该步骤中控制装置140的控制喷嘴回吸单元控制喷嘴130从喷口 13060向喷嘴130内吸入溶剂供给装置120内的溶剂，使溶剂存储在存储部件1304内，在本 实施例中回吸的溶剂量可以满足一片晶片表面涂覆的量，例如0. 5mL-5mL，而且该溶剂将光 刻胶封闭在喷嘴130内，隔离了光刻胶和空气，从而减少了光刻胶和空气的接触，这样就不 会形成结晶，因此本发明就不再需要空喷(dummy)，因此大大减少了光刻胶的浪费，降低了 成本。并且因为本发明中的喷嘴代替了现有技术中的RRC喷嘴和光刻胶喷嘴，因此使得结 构更加简单，操作方便。 上述实施例为本发明的举例说明，其中光刻胶滴注系统不限于上述实施例，并且 使用方法的具体操作也不限于上述实施例中的步骤。 在另一个实施例中，本发明还提供了一种光刻胶喷嘴130。喷嘴130包括一次密封 相连的管状运输部件管状运输部件1302、管状运输部件1302和喷涂部件1306，其中存储部 件1304平均流量大于管状运输部件1302和喷涂部件1306的平均流量，因此相同高度的存 储部件1304比管状运输部件1302或喷涂部件1306相比溶剂更大。在本实施例中管状运输 部件管状运输部件1302、管状运输部件1302和喷涂部件1306为一次成型的一个整体。存 储部件1304的容积为0. 5mL-5mL，这样存储部件1304内可以存储足够一次喷到晶片表面所 用的溶剂。并且存储部件1304沿光刻胶流向的剖面为菱形，这样使得喷涂溶剂或者光刻胶 时，会在重力作用下流尽，而不会因为存在死角使得溶剂或者光刻胶残存在存储部件1304 内造成浪费。 所述喷嘴130的喷涂部件1306的自由端为一倒置圆椎体，椎体的锥顶部为喷口 13060。 本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
一种光刻胶滴注系统，包括光刻胶供给装置、溶剂供给装置、与所述光刻胶供给装置相连的喷嘴，其特征在于，所述光刻胶喷嘴包括管状运输部件管状运输部件、和管状运输部件密封相连的存储部件，以及和存储部件密封相连的喷涂部件，其中存储部件的最大流量大于管状运输部件和喷涂部件的最大流量，所述存储部件用于喷嘴回吸时存储从所述溶剂供给装置内吸入的溶剂。
2. 根据权利要求1所述的光刻胶滴注系统，其特征在于，所述喷嘴的管状运输部件、存 储部件以及喷涂部件为一次成型的一个整体。
3. 根据权利要求2所述的光刻胶滴注系统，其特征在于，所述喷嘴的存储部件的容积 为0. 5mL-5mL。
4. 根据权利要求3所述的光刻胶滴注系统，其特征在于，所述存储部件沿光刻胶流向 的剖面为菱形。
5. 根据权利要求1所述的光刻胶滴注系统，其特征在于，所述喷嘴的喷涂部件包括一 椎体，所述椎体的锥顶部为喷口 。
6. —种光刻胶喷嘴，其特征在于，包括管状运输部件管状运输部件、和管状运输部件密 封相连的存储部件，以及和存储部件密封相连的喷涂部件，其中存储部件的平均流量大于 管状运输部件和喷涂部件的最大流量。
7. 根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴的管状运输部件、存储部件以及 喷涂部件为一次成型的一个整体。
8. 根据权利要求7所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴的存储部件的容积为 0. 5mL-5mL。
9. 一种权利要求1所述的光刻胶滴注系统的使用方法，其特征在于，包括步骤 所述喷嘴向晶片表面喷涂所述存储部件内的溶剂； 所述喷嘴向晶片表面喷涂所述光刻胶供给装置提供的光刻胶； 所述喷嘴从所述喷涂部件回吸空气； 所述喷涂部件的喷口与所述溶剂供给装置接触；所述喷嘴回吸所述溶剂供给装置内的溶剂，使溶剂进入所述存储部件内。
10. 根据权利要求9所述的滴注方法，其特征在于，所述回吸的空气在喷嘴内沿光刻胶 流向的高度为2mm。
全文摘要
本发明提供了一种光刻胶滴注系统、光刻胶喷嘴及其使用方法，该光刻胶滴注系统包括光刻胶供给装置、溶剂供给装置、与所述光刻胶供给装置相连的喷嘴，所述光刻胶喷嘴包括管状运输部件管状运输部件、和管状运输部件密封相连的存储部件，以及和存储部件密封相连的喷涂部件，其中存储部件的最大流量大于管状运输部件和喷涂部件的最大流量，所述存储部件用于喷嘴回吸时存储从所述溶剂供给装置内吸入的溶剂。该装置节省了资源，降低了成本，并且因为本发明中利用在喷嘴设置存储部件，使喷嘴代替了现有技术中的RRC喷嘴和光刻胶喷嘴，因此使得结构更加简单，操作方便。
文档编号G03F7/16GK101762984SQ200810208048
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者安辉 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司