一种晶圆上动态RRC涂覆节约光刻胶的方法与流程

本发明涉及半导体光刻技术领域，具体涉及一种晶圆上动态rrc涂覆节约光刻胶的方法。

背景技术：

随着制造半导体集成电路和器件技术不断发展和进步，半导体光刻工艺也不断地提升。伴随着器件关键尺寸越来越小，工艺成本也不断的增加，所以降低工艺成本，减少光刻胶用量也变得更加重要。原因包括但不限于以下几点：1.生产更小、更高密度的电路，需要在12寸(300mm)的晶圆上多层光刻胶叠加涂覆，所需光刻胶量多，且每一层光刻胶的价格都比较昂贵，这使得生产芯片的成本价格也越来越高；2.在生产过程中，一些光刻胶cp值较大，旋涂时不易均匀铺开到整个晶圆表面，造成部分区域光刻胶堆积，这些堆积对后续的刻蚀等工艺会造成严重影响；3.晶圆涂覆过程中，光刻胶存在肉眼不可见的微小气泡，这对后续的刻蚀等工艺会造成影响。

由以上原因可知，晶圆上多层光刻胶叠加涂覆，所需光刻胶量多，且每一层光刻胶的价格都比较昂贵，所以减少光刻胶用量是重要的。rrc作为光刻胶溶剂，在工艺涂覆过程中(见图1)，不仅可以减少光刻胶的使用量，还可以对光刻胶进行稀释，增加光刻胶的流动性，减少其包含的微观气泡，使其均匀涂敷在晶圆表面(见图2)，对后续的显影、刻蚀等工艺具有明显的优化作用。

目前，在晶圆上光刻胶涂覆的工艺方法中，很少有增加动态rrc涂覆步骤的，其优缺点在于：

涂覆过程中，无rrc涂覆步骤的优点是：1、可以节省工艺时间，相对提高产能；2、无rrc涂覆会使得涂胶设备机械结构及控制程序相对简单，可以相对减少设备故障率，节约设备成本。缺点是：1、需消耗的光刻胶的量相对较大，提高了生产工艺成本；2、后续的显影、刻蚀等工艺缺陷较多，工艺良品率较低，无法满足高性能集成电路器件的需求。

技术实现要素：

为了解决现有技术中光刻胶的消耗量大，成本提高，后续工艺缺陷较多，工艺良品率较低的问题，本发明的目的在于提供一种晶圆上动态rrc涂覆节约光刻胶的方法，通过采用特定工艺手法并选择合适的工艺参数，在滴胶步骤前，增加动态rrc涂覆步骤，实现化学品消耗减少，生产工艺成本降低，在保证原有标准要求的前提下，提高工艺质量，同时减少后续显影缺陷，提高工艺良品率的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种晶圆上动态rrc涂覆节约光刻胶的方法，该方法是针对晶圆进行光刻胶的涂覆，具体包括如下步骤：

(1)将待涂胶的12寸晶圆送入涂胶单元；

(2)进行动态光刻胶稀释剂rrc涂覆；rrc涂覆时间2-10s，晶圆转速20-50rpm。

(3)进行光刻胶涂覆，光刻胶消耗量为2-5ml；

(4)根据对膜厚的要求调整晶圆转速；

(5)晶圆在涂胶单元完成涂覆后，经机器人取出，经过烘烤，送入曝光，然后显影，最终将已工艺完毕的晶圆传送回片盒。

步骤(2)中，动态rrc涂过程中，根据晶圆上旋涂的光刻胶的厚度、特性等确定rrc涂覆时间。

步骤(3)中，根据晶圆上旋涂的光刻胶的厚度、特性等确定光刻胶的消耗量。

本发明的优点和有益效果如下：

1、本发明方法利用在涂胶工艺配方，滴胶步骤前增加动态rrc涂覆，大大减少了光刻胶的使用量，降低了工艺成本，在保证原有标准要求的前提下，提高了工艺质量，同时减少了后续显影缺陷，提高了工艺良品率。

2、工艺质量提升：rrc作为光刻胶溶剂，增加了光刻胶的流动性，溶解了光刻胶包含的微观气泡，使光刻胶能够更加均匀的涂覆在晶圆表面，对后续的显影、刻蚀等工艺具有明显的优化作用，使得工艺良品率提高，可以满足高性能集成电路器件的需求。

3、针对不同组分、不同厚度的光刻胶，可以通过增大或减小rrc涂覆步骤时长、rrc供给流量、压力等参数进行调整，寻找实现最佳涂覆效果的条件(通过涂覆后光学膜厚仪测量得到的光刻胶膜厚变化曲线观察)。

附图说明

图1为本发明工艺涂覆过程示意图。

图2为涂覆过程中，rrc与光刻胶在晶圆表面分布示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详述本发明。

本发明提供的晶圆上动态rrc涂覆节约光刻胶的方法，该方法具体过程如下：

第一步，将待涂胶的12寸晶圆，从片盒中取出，传送至冷盘23℃冷却，再送入涂胶单元进行涂胶工艺，选择涂胶配方准备涂覆光刻胶，未加rrc步骤前，所需光刻胶消耗量10-20ml；

第二步，修改涂胶配方，在滴胶步骤前，增加动态rrc涂覆步骤，设置rrc涂覆时间2-10s，转速一般为20-50rpm(根据晶圆上旋涂的光刻胶的厚度、特性等确定rrc具体涂覆时间)；

第三步，进行光刻胶涂覆，此时光刻胶消耗量为2-5ml，远远小于未加rrc步骤前所使用的光刻胶的量(根据晶圆上旋涂的光刻胶的厚度、特性等确定光刻胶的具体消耗量)；

第四步，后续涂胶单元内的工艺步骤基本不变，rrc涂覆完，再进行光刻胶涂覆，再经主转速调整膜厚；

第五步，晶圆在涂胶单元完成涂覆工艺后，经机器人取出，经过烘烤，送入曝光，然后显影，最终将已工艺完毕的晶圆传送回片盒。

实施例1：

在12寸晶圆上做薄膜工艺，采用某种光刻胶，涂胶厚度为0.2μm。首先，将待涂胶晶圆从片盒中取出，送入冷盘单元进行23℃冷却60s，稳定晶圆温度；然后将稳定温度后的晶圆送入涂胶单元，准备进行涂胶工艺，选定涂胶工艺配方，未加rrc前，所需光刻胶消耗量为10ml，在原有配方基础上，在滴胶步骤前，增加动态rrc涂覆步骤，设置rrc涂覆时间5s，转速为30rpm，化学品柜rrc的供给所需消耗量为20ml；随后进行滴胶，此时所需光刻胶消耗量为1.5ml，经主转速调整膜厚及其均匀性；晶圆在涂胶单元完成涂覆工艺后，经机器人取出，经过热盘110℃烘烤90s，送入曝光，然后显影，最终晶圆完成整个薄膜工艺过程，传送回片盒。

从上述工艺过程可以得知，未加rrc前，所需消耗量为10ml，该光刻胶价格为5万元/加仑，则一次工艺成本约为125元；增加rrc步骤后，rrc设定时间为5s，所需消耗量为20ml，rrc价格为300元/加仑，为光刻胶所需消耗量为1.5ml，则一次工艺成本合计约为20元。

通过数据对比我们可以发现，增加rrc前后，一次工艺成本降低了6倍之多。采用本发明方法成效明显，大大减少了光刻胶的使用消耗量，降低了生产工艺成本。

实施例2：

在12寸晶圆上做薄膜工艺，采用某种光刻胶，涂胶厚度为15μm。首先，将待涂胶晶圆从片盒中取出，送入冷盘单元进行23℃冷却60s，稳定晶圆温度；然后将稳定温度后的晶圆送入涂胶单元，准备进行涂胶工艺，选定涂胶工艺配方，未加rrc前，所需光刻胶消耗量为15ml，在原有配方基础上，在滴胶步骤前，增加动态rrc涂覆步骤，设置rrc涂覆时间10s，转速为20rpm，化学品柜rrc的供给所需消耗量为15ml；随后进行滴胶，此时所需光刻胶消耗量为3ml，经主转速调整膜厚及其均匀性；晶圆在涂胶单元完成涂覆工艺后，经机器人取出，经过热盘150℃烘烤90s，送入曝光，然后显影，最终晶圆完成整个薄膜工艺过程，传送回片盒。

从上述工艺过程可以得知，未加rrc前，所需消耗量为15ml，该光刻胶价格为5万元/加仑，则一次工艺成本约为187.5元；增加rrc步骤后，rrc设定时间为10s，所需消耗量为15ml，rrc价格为300元/加仑，光刻胶所需消耗量为3ml，则一次工艺成本约为39元。此外，经后续工艺流程得出结果，未加rrc前，显影后defect数量为2000左右，加rrc后，显影后defect数量减低到500左右。

通过数据对比我们可以发现，增加rrc前后，一次工艺成本降低了4.5倍左右。同时，增加rrc后，减少了后续显影缺陷defect，提高了工艺良品率。采用本发明方法成效明显，大大减少了光刻胶的使用消耗量，降低了工艺成本，同时在保证原有标准要求的前提下，提高了工艺质量，减少了后续显影缺陷，提高了工艺良品率。

通过上述实施例，可证明本发明方法，效果良好，且具有节约光刻胶，降低工艺成本，在保证原有标准要求的前提下，提高工艺质量，并减少后续显影缺陷，起到降本增质的作用。