[發明專利]光刻膠氣泡排除系統及排除方法

有效

• 申請號: 200710037437.2
• 申請日: 2007-02-12
• 公開（公告）號: CN101246311A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 胡習虎
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G03F7/16
• 分類號: G03F7/16;B05C11/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及光刻膠氣泡排除系統及排除方法。

背景技術

半導體制造工藝中，光刻工藝一直被認為是集成電路制造中關鍵的步驟，在整個工藝過程中需要被多次使用，其穩定性及可靠性對產品的質量、良率和成本有著重要的影響。光刻工藝是一個復雜的過程，其本質是把電路結構以圖形的形式復制到以后要進行刻蝕和離子注入的晶圓上：首先利用光刻膠涂布系統在晶圓上形成一層感光材料——光刻膠薄層，再將平行光經過掩膜版照射在光刻膠薄層上使其曝光而變質，最后利用顯影液進行顯影完成圖形轉移。其中，若形成的光刻膠薄層厚度出現了偏差，會直接影響到后面相關工藝的進行，如光刻膠厚度超過預計厚度，可能造成曝光、顯影不充分，得不到正常的光刻圖形；而光刻膠厚度小于預計厚度，除曝光顯影不正常導致的圖形變形外，還可能會造成光刻膠對晶圓的保護失敗，晶圓在經過刻蝕工藝后報廢。故而在光刻膠的涂布工藝中，實現對光刻膠厚度的良好控制非常關鍵。

申請號為03153892.4的中國申請專利公開了一種光刻膠涂布偵測系統，該系統利用多個繼電器與電磁閥相配合，檢測涂膠系統的各組件開關狀態，實現對光刻膠涂布過程的監控。但是，該方法中只是監控了各組件的開關狀態，防止因機械故障而導致光刻膠涂布失敗。然而，在實踐中發現，導致光刻膠的涂布量發生偏離的除了各組件的機械開關狀態外，還有其它幾個原因：如氣泡問題，雖然在光刻膠的涂布過程中會經過氣泡排除系統，但由于氣泡排除次數少，使最終噴出的光刻膠中仍可能會存在氣泡，而當光刻膠薄層中含有氣泡時，不僅會使得光刻膠噴涂不均勻，成品率下降，還會導致光刻膠的實際涂布量變少，形成的光刻膠薄層的厚度變薄。因此，在更換光刻膠過濾器或者上新光刻膠時，需要做氣泡移除的動作，將留在過濾器、電機驅動泵以及光刻膠運送管路中的氣泡排出，避免氣泡通過光刻膠運送管路到達晶圓表面，形成缺陷。

圖1為現有帶有光刻膠氣泡排除系統的光刻膠涂布系統示意圖。如圖1所示，光刻膠涂布系統包括：光刻膠存儲系統102，用于存儲光刻膠；光刻膠氣泡排除系統104，用于排除光刻膠中的氣泡；第一光刻膠運送管路100，用于連通光刻膠存儲系統102與氣泡排除系統104，將光刻膠從光刻膠存儲系統102輸出到氣泡排除系統104；光刻膠回吸系統106，用以控制光刻膠正確的分布體積，使得光刻膠噴出平順，防止氣泡進入光刻膠內及防止光刻膠在晶圓上旋涂時，殘留光刻膠材料滴入；第四光刻膠運送管路118，用于連通光刻膠氣泡排除系統104與光刻膠回吸系統106，將光刻膠從光刻膠氣泡排除系統104輸出到光刻膠回吸系統106；光刻膠噴出系統108，將光刻膠噴出涂布在晶圓上；第五光刻膠運送管路120，用于連通光刻膠回吸系統106與光刻膠噴出系統108，將光刻膠從光刻膠回吸系統106輸出到光刻膠噴出系統108。