[發明專利]高通量光刻膠配膠曝光一體化設備及光刻工藝

在審

• 申請號: 202110673445.6
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN115487998A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 李衛民;施勝華;黃嘉曄;俞文杰
• 申請（專利權）人: 上海集成電路材料研究院有限公司
• 主分類號: B05C5/02
• 分類號: B05C5/02;B05C11/10;B05C13/02;B05C9/14;B05D3/04;G03F7/16;G03F7/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 盧炳瓊

本發明提供一種高通量光刻膠配膠曝光一體化設備及光刻工藝。設備包括配膠系統、涂膠腔室、傳送腔室及曝光腔室；配膠系統包括2套以上配膠裝置，各配膠裝置均包括配膠釜、壓濾機和精濾釜，光刻膠原料在配膠釜中完成混合調配后被輸送至壓濾機過濾，之后轉入精濾釜進行超凈過濾以得到光刻膠；涂膠腔室包括涂膠腔體、載臺及噴嘴，載臺及噴嘴均位于涂膠腔體內，噴嘴一端經雙極泵與各配膠裝置的精濾釜相連接，另一端延伸到載臺上方；傳送腔室連接于涂膠腔室和曝光腔室之間，傳送腔室包括傳送腔體及位于傳送腔體內的傳送裝置。本發明可實現光刻膠的自動加料和自動配置，且配方高通量，曝光高通量，可降低光刻成本和提高光刻良率。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體涉及一種半導體設備，特別是涉及一種高通量光刻膠配膠曝光一體化設備，以及依該設備進行的光刻工藝。

背景技術

光刻是將光刻膠涂布于晶圓表面，然后經曝光顯影刻蝕等工序形成所需的圖形，是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。光刻質量決定了器件生產的良率，光刻工序是芯片制造過程中的瓶頸工序，同時光刻工藝也是唯一可以返工(rework)的工藝，因而提高光刻良率及生產效率是半導體廠增產增效的關鍵。

目前在半導體行業內，光刻膠配膠、涂膠和曝光的設備是分開的，而沒有一個專門針對光刻膠研發的高通量自動配膠和高通量曝光一體化的設備。光刻膠在生產廠家處完成生產和灌裝，然后被安裝(根據需要可能還要進行二次分裝)至半導體廠的涂膠設備上。完成涂膠工藝的晶圓被傳送至曝光設備進行曝光。這樣的方式存在不少問題。比如，由于光刻膠生產廠家(目前高端光刻膠廠家基本都在日本等境外國家)和半導體芯片制造廠的物理距離比較遠，使得光刻膠需經長途運輸，而光刻膠本身是對光和溫度等外界條件非常敏感的物質，經長途運輸后性狀可能發生改變，影響光刻品質；而光刻膠對運輸條件的苛刻要求導致運輸成本增大，也進一步增加了半導體廠的制造成本。且光刻膠通常是小瓶裝，使用完后需停機更換，導致設備產出率的下降和人工更換導致的人力成本增加。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種高通量光刻膠配膠曝光一體化設備及光刻工藝，用于解決現有技術中沒有專門針對光刻膠研發的高通量自動配膠和高通量曝光一體化的設備，使得光刻膠的配膠和涂布曝光工藝在不同的設備上進行，導致半導體制造廠的生產成本上升和設備產出率下降等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種高通量光刻膠配膠曝光一體化設備，所述高通量光刻膠配膠曝光一體化設備包括配膠系統、涂膠腔室、傳送腔室及曝光腔室；所述配膠系統包括2套以上配膠裝置，各配膠裝置均包括配膠釜、壓濾機和精濾釜，光刻膠原料在配膠釜中完成混合調配后被輸送至壓濾機過濾，之后轉入精濾釜進行超凈過濾以得到光刻膠；所述涂膠腔室包括涂膠腔體、載臺及噴嘴，載臺及噴嘴均位于涂膠腔體內，噴嘴一端經雙極泵與各配膠裝置的精濾釜相連接，另一端延伸到載臺上方；所述傳送腔室連接于涂膠腔室和曝光腔室之間，所述傳送腔室包括傳送腔體及位于傳送腔體內的傳送裝置，用于將在所述涂膠腔室內完成涂膠的晶圓傳送至所述曝光腔室內進行曝光。

可選地，所述涂膠腔室還包括旋轉裝置，與所述載臺相連接，用于驅動所述載臺旋轉。

可選地，所述涂膠腔室還包括加熱裝置，位于所述載臺的底部和/或所述載臺的外圍，用于對位于載臺上的晶圓進行加熱。

可選地，所述涂膠腔室還包括膜厚測量裝置，位于所述涂膠腔體內，且位于載臺上方，用于計量涂布的光刻膠厚度。

可選地，所述涂膠腔室的噴嘴為多個，各噴嘴連接至不同的精濾釜。

可選地，所述涂膠腔室的噴嘴為4個，所述配膠裝置為4個。

可選地，所述傳送腔室還包括烘干裝置，用于對位于所述傳送腔室內的晶圓進行冷卻烘干。

可選地，所述烘干裝置包括惰性氣體輸送管路，所述惰性氣體輸送管路與所述傳送腔室相連通，以向所述傳送腔室內輸送惰性氣體，從而對晶圓進行冷卻烘干。