一种方片边缘堆胶的去除方法

技术领域

本发明涉及半导体光刻技术领域，具体涉及一种方片边缘堆胶的去除方法。

背景技术

在显示器领域，CRT显示器、LCD显示器、PDP显示器、OLED显示器各种显示器产品市场需求潜力巨大，而玻璃基板是显示面板重要的原材料。其中，玻璃基板中方形基片占据了很大份额，如何提高方片利用率成为方片基板的使用瓶颈，也是决定显示面板产能及效益的重要因素。

光刻是集成电路制造流程中最关键的步骤之一，光刻工艺主要包括涂胶、曝光与显影等，其中，涂胶工艺表面均匀性对后续的曝光显影及整个最终产品的性能都有非常重要的影响。

经生产实践经验发现，方片的表面涂胶均匀性主要受边缘堆胶影响，边缘堆胶极易引发风纹等问题，边缘堆胶主要与方片玻璃基底四周所受离心力不同有关。

目前边缘光刻胶去除的方法分为化学去除和边缘曝光两种方式，各有优缺点：

边缘曝光的优点是生产效率高、装置成本低、过程易于控制、边缘轮廓整齐，缺点是由于光的散射会导致轮廓存在斜坡。对于方片来说，因为片子四周点距中心距离不一致，难以通过晶圆曝光的方式实现方片四周的曝光。

化学去除过程如下：化学去边针头与晶圆表面呈一定角度，至指定位置进行化学液喷洒，喷洒过程中晶圆旋转，从而实现晶圆边缘去除。化学去除较边缘曝光的优点是没有斜坡，缺点是耗时长、溶剂耗材成本高、去除区域的轮廓不平滑。

发明内容

为了克服现有技术中方片涂胶存在边缘堆胶、去除效果差的问题，本发明的目的在于提供一种方片边缘堆胶的去除方法，该方法通过化学方式去除涂胶过程中方片边缘的堆胶，再通过后续的旋转使边缘涂胶均匀性得到明显改善，可使方片边缘堆胶区域由42mm处降到7mm以内，方片利用面积可提高至98％以上。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种方片边缘堆胶的去除方法，该方法是针对方片上涂覆的光刻胶进行边缘堆胶去除，具体包括如下步骤：

(1)方片传送至涂胶单元涂覆光刻胶；

(2)在光刻胶涂覆时，采用化学方式对方片边缘区域胶膜进行部分去除，即减薄晶圆边缘区域胶膜厚度，并控制减薄区域的大小；

(3)将方片边缘减薄后，将方片的旋转转速调整至1200r-1400r，旋转5s，使方片减薄的边缘部分重新挂胶，且使减薄区域的胶膜与中心光刻胶厚度一致；

(4)涂覆光刻胶后的方片传送至热板进行后烘处理。

上述步骤(1)中，涂覆的光刻胶粘度为10-30cp，玻璃基底方片上所形成胶膜的厚度为1μm-5μm。

上述步骤(2)中，采用化学方式对方片进行边缘堆胶的去除时：目标去除宽度为W1，设POS1为方片对角线上一点，则W1为POS1到方片外角的距离，设置POS2为在方片对角线上且在方片边缘外侧的点(在方片对角线外)，喷洒化学品(去除液)的针头在POS1和POS2之间进行往复扫描，通过控制化学品流量、针头角度、扫描速度和扫描时间，使方片边缘的光刻胶减薄至其初始厚度的50％～60％。

上述步骤(2)中，POS1与POS2之间的距离为2-4mm；采用化学方式(EBR)喷酒化学品时，化学品流量、针头角度、扫面速度以及扫描时间，需要根据方片上的胶膜厚度、特性等确定。方片边缘的光刻胶减薄的厚度为0.5-2μm。

上述步骤(4)中，所述后烘处理的烘烤温度110-130℃，烘烤时间90-180s。

本发明方法利用胶膜边缘去除装置进行，所述胶膜边缘去除装置包括硅片存储单元、涂胶单元、热板、边缘曝光单元和显影单元，其中：硅片存储单元用于储存硅片，涂胶单元用于光刻胶的旋涂，热板用于硅片的后烘处理，边缘曝光单元用于硅片边缘曝光，显影单元用于显影。

本发明的优点和有益效果如下：

1、产品利用率提高：未经过化学去边的玻璃基底方片，边缘区域由42mm处均有不同程度的堆胶，堆胶对于后续产品的曝光刻蚀等影响巨大，对于8寸方片来说，严重影响了方片的有效利用空间。经过化学方式去除边缘后的方片，堆胶宽度可缩减至7mm，极大提升了方片的产品利用率。

2、产能提升：本发明方法中，化学边缘去除过程与涂胶过程是同时进行的，而且化学剪薄边缘后，还会有相应的光刻胶旋转甩开过程，相比于没有化学去除边缘的涂胶过程，发明的涂胶时间并无太大延长，对于4μm厚的光刻胶涂覆，仅增加了5s的涂胶时间。但省去了后续对边缘堆胶的处理工序，极大提升了产能。

3、边缘去除效果的精准控制：化学去除过程中，将固定针头在POS1位置进行长时间冲洗去改为针头在POS1-POS2-POS1-POS2进行短时间来回扫描进行化学去除，POS1、POS2位置见图2。通过扫描次数、扫描速度、POS1&POS2位置设置，化学清洗液流量等参数控制可以更精准的控制边缘去除效果，提高涂胶后边缘及中心的涂胶均匀性。

附图说明

图1是本发明所用的涂胶单元示意图。

图2是本发明所用的化学去边示意图。

图3为对比例1边缘去除的结果示意图。

图4为实施例1化学去除的旋涂结果示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详述本发明。

本发明提供一种方片边缘堆胶问题的去除方法，该方法具体过程如下：

第一步，方片由储存单元经机器人传送进冷板冷却，冷却时间一般为45s，再传送至涂胶单元，旋转涂胶，涂胶示意图如图1；

第二步，涂胶的同时进行化学去除，去除宽度W1设置为方片内环线POS1距离方片边缘的距离，方片边缘外环线POS2位置要求超出方片最外缘处。去除过程中针头在POS1-POS2之间反复扫描喷洒化学品，扫描速度及化学品流量视具体情况进行调整。化学品一般选用AZ EBR7030，生产厂家为默克电子材料(苏州)有限公司，流量20-30ml/min，扫描速度5-25mm/s。化学减薄除后通过旋涂使边缘与中心处光刻胶均匀分布；

第三步，晶圆进入热板进行后烘处理，烘烤温度为110-130℃，烘烤时间90-180s。

实施例1：

第一步：方片随承片台进行转动，涂胶喷头移动至方片中心位置正上方，开始旋涂光刻胶；涂覆的光刻胶粘度为10-30cp，胶量为3.2ml，涂胶速率为0.8ml/s，承片台转速500～3500r/min，涂胶厚度3μm。在涂胶过程中使用针头在POS1(距离边缘43mm)-POS2(方片外侧2mm)之间反复扫描3次喷洒化学品进行边缘剪薄，减薄至初始厚度的50％～60％。

第二步：将方片边缘减薄后，将方片的旋转转速调整至1300r，旋转5s，使方片减薄的边缘部分重新挂胶，且使减薄区域的胶膜与中心光刻胶厚度一致，使边缘与中心处光刻胶均匀分布。如图2所示。

第三步：涂胶完成后，将方片送入热板烘烤，烘烤温度为110℃，烘烤时间为80s。

本实施例中，对于3μm厚度的光刻胶，在减少方片边缘处堆胶、改善方片表面均匀性方面，具有优异的作用效果，如图4所示。相较于对比例，堆胶宽度可减少至7mm内，去边7mm外的膜厚均匀性为3μm±5％。8英寸方片利用率面积可达98％以上；

对比例1：

本例中采用传统工艺方式，并进行边缘检测，具体实施方式如下：

第一步：方片随承片台进行转动，涂胶喷头移动至方片中心位置正上方，开始旋涂光刻胶；胶量为3.2ml，涂胶速率为0.8ml/s，承片台转速500～3500r/min，光刻胶可完全涂满方片。如图3所示。

第二步：涂胶完成后，将方片送入热板烘烤，烘烤温度为110℃，烘烤时间为80s。

在对比例中，使用相同的涂胶配方，堆胶宽度约42mm，8英寸方片利用率面积仅为80％左右，去边7mm膜厚均匀性为3μm±18％。结果如图3所示。

另外，关于旋转速度及时间、打胶量及打胶速率，去边针头的流量、角度与扫描次数可根据光刻胶的粘性系数、膜厚等，存在与上述参数不同的情况，但在上述的本发明的技术框架范围内可以进行变更。