涂布光刻胶的方法和半导体器件的制造方法

技术领域

本申请涉及半导体集成电路工艺制造领域，特别涉及一种涂布光刻胶的方法和半导体器件的制造方法。

背景技术

旋转(Spin)涂胶方法广泛运用于半导体集成电路制造的光刻工艺中。Spin涂胶方法一般分为动态涂胶和静态涂胶。

动态涂胶是指：晶圆传输进涂胶机的涂布单元后，先通过溶剂的预润湿处理，在晶圆的高速旋转过程中，光刻胶喷嘴向晶圆中心位置喷出光刻胶，利用晶圆旋转产生的离心力将光刻胶均匀的分布在晶圆上。动态涂胶是指：晶圆传输进涂胶机的涂布单元后，一般不做溶剂的预润湿处理，在低速旋转或静止状态下，光刻胶喷嘴向晶圆中心位置喷出光刻胶，逐步提高晶圆的转速从而将光刻胶覆盖在晶圆表面。

一般来说，动态涂胶适用于低粘度光刻胶，静态涂胶适用于高粘度光刻胶。其中，低粘度光刻胶的粘度例如在100厘泊(cp)以下，高粘度光刻胶的粘度例如大于100厘泊(cp)。

通常，动态涂胶的均一性小于1％，静态涂胶的均一性小于5％。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，利用静态涂胶过程涂覆光刻胶时，晶圆中心的离心力较小，因而晶圆中心的光刻胶偏厚从而光刻胶厚度的均一性较差。

例如，图1是静态涂胶后晶圆表面光刻胶厚度分布的一个示意图，如图1所示，位置1至位置9是晶圆直径上的多个位置，位置5对应于晶圆的中心，位置1和位置9对应于晶圆的边缘。如图1所示，位置5(即，晶圆的中心)处的光刻胶厚度较厚，因此，光刻胶厚度的均一性较差。

本申请实施例提供一种涂布光刻胶的方法和半导体器件的制造方法，通过在基板的径向的不同位置喷涂光刻胶，能够提高光刻胶的均一性。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种涂布光刻胶的方法，所述方法包括：

在以第一转速旋转的基板的第一位置处喷涂光刻胶；

在所述基板的第二位置处喷涂光刻胶，在所述基板的径向上，所述第二位置和所述第一位置到所述基板边缘的距离不同；以及

使所述基板以第二转速旋转第一预定时间。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，第一位置到所述基板边缘的距离为所述基板的半径的2/5至3/5。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述第一位置到所述基板边缘的距离为所述基板的半径的1/2。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述第二位置是所述基板的中心。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述第二转速高于所述第一转速。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述第一转速为40转每分钟至60转每分钟。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，在向所述第一位置处喷涂光刻胶的过程中，所述基板旋转的角度至少为720度。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述光刻胶的粘度大于100厘泊(cp)。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种半导体器件的制造方法，所述制造方法包括：

使用上述实施例的任一方面所述的方法在基板上涂布光刻胶；以及

对光刻胶进行曝光和显影。

本申请的有益效果在于：通过在基板的径向的不同位置喷涂光刻胶，能够提高光刻胶的均一性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是静态涂胶后晶圆表面光刻胶厚度分布的一个示意图；

图2是本申请实施例1的涂布光刻胶的方法的一个示意图；

图3是基板的一个示意图；

图4是向第一位置处喷涂光刻胶后的一个示意图；

图5是向第二位置处喷涂光刻胶后的一个示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本申请各实施例的说明中，为描述方便，将平行于基板表面的方向称为“横向”，将垂直于基板表面的方向称为“纵向”，其中，各部件的“厚度”是指该部件在“纵向”上的尺寸；将经过基板的中心的直线方向成为“径向”。

实施例1

本申请实施例1提供一种涂布光刻胶的方法。

图2是本申请实施例1的涂布光刻胶的方法的一个示意图，如图2所示，该方法包括：

操作21、在以第一转速旋转的基板的第一位置处喷涂光刻胶；

操作22、在所述基板的第二位置处喷涂光刻胶，在所述基板的径向上，所述第二位置和所述第一位置到所述基板边缘的距离不同；以及

操作23、使所述基板以第二转速旋转预定时间。

根据本申请的实施例1，在基板的径向的不同位置喷涂光刻胶，能够提高光刻胶的均一性。

在本实施例中，基板可以是半导体制造领域中常用的晶圆，例如硅晶圆、绝缘体上的硅(SOI:Silicon On Insulator)晶圆、锗硅晶圆、锗晶圆或氮化镓晶圆、碳化硅(SiC)晶圆等，也可以是石英、蓝宝石、玻璃等绝缘性晶圆。另外，在基板的表面上可以进一步具有半导体器件和/或微机电系统(MEMS)器件所需的各种薄膜以及各种构造。本实施例对此并不限制。

图3是基板的一个示意图。如图3所示，基板3的半径为R。在图3中，基板3是圆形，此外，基板3也可以是其它形状，例如，多边形等。

在操作21中，第一位置D1到基板3边缘的距离L1为基板3的半径R的2/5至3/5，例如，L1为基板3的半径R的1/2。

在向第一位置喷涂光刻胶时，基板3可以处于旋转(例如，以基板3的几何中心作为旋转中心)的状态，基板3的转速可以是第一转速。第一转速可以是40转每分钟至60转每分钟，例如，50转每分钟。

在向第一位置D1处喷涂光刻胶的过程中，在第一转速下，基板3旋转预定时间，从而能够使在第一位置D1上喷涂的光刻胶被摊开。其中，在该预定时间内，基板3旋转至少n周，n可以是大于零的数值，例如，n＝2，即，基板3在预定时间内至少旋转720度。由此，使得光刻胶被喷涂在到基板3边缘的距离为L1的整周上。

在操作21中，向第一位置处喷涂的光刻胶的量可以是基板3上需要的光刻胶的总量的一部分，该一部分例如是总量的1/2左右。

图4是向第一位置处喷涂光刻胶后的一个示意图。如图4所示，光刻胶4被喷涂在到基板3边缘的距离为L1的整周上。

在本申请的操作22中，第二位置可以是基板3的中心O的位置，即，第二位置距离基板3的边缘的距离等于半径R。由此，第二位置与第一位置在径向上离基板3的边缘的距离不同。

在操作22中，向第二位置处喷涂的光刻胶的量可以是基板3上需要的光刻胶的总量的另一部分，该另一部分例如是总量的1/2左右。

图5是向第二位置处喷涂光刻胶后的一个示意图。如图5所示，光刻胶5被喷涂在基板3的中心O处。

在操作23中，基板3以第二转速旋转第一预定时间。该第二转速可以高于上述的第一转速。

在上述操作21至操作23中，通过在径向的不同位置上进行两次光刻胶的喷涂，能够提高光刻胶的厚度均一性。

本申请的喷涂光刻胶的方法能够改善高粘度光刻胶的厚度均一性，例如，高粘度光刻胶的粘度大于100厘泊(cp)，比如，PI光刻胶或SU8光刻胶等。尤其是，当基板是大尺寸晶圆时，对于光刻胶的厚度均一性的提高有明显效果，因而提高了工艺窗口。此外，本申请的喷涂光刻胶的方法也能够改善低粘度光刻胶的厚度均一性，例如，低粘度光刻胶的粘度小于或等于100厘泊(cp)。

下面以一个具体的实例来说明本申请的涂布光刻胶的方法。该实例包括如下步骤：

步骤1、将光刻胶喷嘴移动到基板上方，并且在径向上距基板边缘的距离为基板的半径的1/2，在基板(例如，晶圆)保持低速旋转(例如，50转每分钟)时，向基板的表面喷涂光刻胶，在喷涂光刻胶的过程中，基板转动两圈以上，保证基板的一圈都涂布上光刻胶；

步骤2、基板保持低速转动(例如，50转每分钟)，光刻胶喷嘴移动到基板中心的上方，向基板的中心喷出光刻胶；

步骤3、在完成步骤2之后，将基板的转速提高，将基板3表面的光刻胶均匀地涂开，以得到膜厚均一性较好的光刻胶。

实施例2

本申请实施例2提供一种半导体器件的制造方法。

该半导体器件的制造方法包括：

步骤1、采用实施例1的涂布光刻胶的方法；以及

步骤2、对光刻胶进行曝光和显影。

通过本申请的实施例2，由于光刻胶在基板上的厚度均一性被提高，因而能够提高制造出的半导体器件的性能和可靠性。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。