阅读说明：本技术 一种晶圆上动态rrc涂覆节约光刻胶的方法 (Method for saving photoresist on wafer by dynamic RRC coating ) 是由 孙洪君 张晨阳 朴勇男 蔺伟聪 关丽 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种晶圆上动态RRC涂覆节约光刻胶的方法,属于半导体光刻技术领域。该方法针对优化配方,节约光刻胶,降低工艺成本,减少显影缺陷,具有重要意义。在涂胶工艺配方,滴胶步骤前,增加动态RRC涂覆步骤,与现有技术相比,节约了光刻胶,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,并减少了后续显影缺陷,起到降本增质的作用。(The invention discloses a method for saving photoresist on a wafer by dynamic RRC coating, belonging to the technical field of semiconductor photoetching. The method has important significance in optimizing the formula, saving photoresist, reducing the process cost and reducing the development defects. Compared with the prior art, the dynamic RRC coating step is added before the glue dripping step in the glue coating process formula, so that the photoresist is saved, the process cost is reduced, the process quality is improved on the premise of ensuring the original standard requirement, the subsequent development defect is reduced, and the effects of reducing cost and improving quality are achieved.)

一种晶圆上动态RRC涂覆节约光刻胶的方法

技术领域

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***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。

发明内容

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。