專利名稱：控制光刻膠分配的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造設(shè)備和方法，尤其涉及一種控制光刻膠分配的 裝置和方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造方法中，半導(dǎo)體材料層上，覆蓋許多電路布局圖形，用以
在半導(dǎo)體晶片上形成多個集成電路(IC)。步進(jìn)電機(jī)是一般的現(xiàn)有機(jī)器，被使用 在許多制造工藝中，利用紫外光將光掩模或是分度線(reticle)上的電路布局圖 形轉(zhuǎn)移到光刻膠層上。光刻膠利用立即旋轉(zhuǎn)式的涂蓋模式，如:涂覆機(jī)，在半 導(dǎo)體材料層上分布所滴下的光刻膠，如滴下的光阻(即光刻膠)分配在多晶 硅層，或者，滴下的光刻膠分配在如氧化層的介電材料層上。涂覆機(jī)以真空吸 住置于其上的晶片，并且利用馬達(dá)快速旋轉(zhuǎn)晶片，晶片的轉(zhuǎn)速為0 6000轉(zhuǎn)/ 分鐘。光刻膠均勻涂覆在晶片上。在光刻膠烘干后，步進(jìn)電機(jī)將刻度線置于晶 片上，以轉(zhuǎn)移電路布局圖形。
在半導(dǎo)體制造方法中，最重要的考慮因素便是成本，而光刻膠材料又相 當(dāng)昂貴。因此，需要一個能夠節(jié)省制造方法中光刻膠分配量的方法，但又不會 影響制造方法結(jié)果。因此，必須要涂覆機(jī)將光刻膠的分布量均勻，否則，當(dāng)光 刻膠的厚度不均勻時，將不利于后來的制造工藝。
例如現(xiàn)有技術(shù)通常在高分辨率的精細(xì)工藝中，使用短波長的紫外光源。 高分辨率的精細(xì)工藝中的聚焦深度比低分辨率的精細(xì)工藝淺。因此，光刻膠層 的厚度較薄。當(dāng)涂覆機(jī)造成較厚或較薄的光刻膠層時，接下來，則可能無法在 光刻膠上進(jìn)行曝光工藝，不能復(fù)制預(yù)期的電路布局圖形。
一般的光刻膠層具有四種物理特性表面張力、比重、研磨漿成分和黏 度。其中，光刻膠材料的供貨商所提供的材料規(guī)格表中，已決定光刻膠的比重、 研磨漿成分和黏度。表面張力是液體的特征，與液體表面分子的拉力相關(guān)。因 為光刻膠是具有一定黏度的液體，其分配到晶片上的分配量及其分布情況容易
受到光刻膠表面張力的影響。為了均勻地分布晶片表面上的光刻膠，涂覆機(jī)的 旋轉(zhuǎn)裝置必須提供足夠的離心力，以破壞光刻膠的表面張力。因此，旋轉(zhuǎn)裝置 必須具體能夠破壞光刻膠的表面張力的最小旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn) 速度大于上述最小旋轉(zhuǎn)速度也是可以的。為了使旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度等于或大 于最小旋轉(zhuǎn)速度，就應(yīng)該給旋轉(zhuǎn)裝置提供相應(yīng)的電壓。根據(jù)材料規(guī)格表中提供 的光刻膠材料的各物理特性參數(shù)的數(shù)值可計(jì)算出破壞光刻膠的表面張力所需 的最小旋轉(zhuǎn)控制電壓。
現(xiàn)有技術(shù)中的涂覆機(jī)(包括光阻分配器和旋轉(zhuǎn)盤)，在控制晶片上光阻分 配量時，是利用人和碼表(即傳統(tǒng)的計(jì)時器)控制涂覆機(jī)，但這種方法是相當(dāng) 不精確且易受外界因素影響。
也就是說，現(xiàn)有技術(shù)是通過人工觀察涂覆在晶片表面光刻膠的表面張力 及光刻膠的分布情況，并根據(jù)觀察結(jié)果再由人工控制涂覆機(jī)以便控制旋轉(zhuǎn)盤的 轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時間?？梢姮F(xiàn)有技術(shù)中的控制方法不能實(shí)現(xiàn)精確的控制旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn) 速，進(jìn)而不能精確控制光刻膠的分配量及其均勻分布，進(jìn)而不能達(dá)到節(jié)省光刻 膠的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種控制光刻膠分配的裝置和方法，增加了旋轉(zhuǎn) 裝置控制器和中央處理器，以代替人工根據(jù)觀察光刻膠涂覆結(jié)果來控制涂覆 機(jī)，從而可以更精確控制光刻膠的分配量和分配的持續(xù)時間。
有鑒于此，本發(fā)明提供一種控制光刻膠分配的裝置，包括旋轉(zhuǎn)裝置， 用于放置晶片；光刻膠分配器，用于將光刻膠分配在所述晶片上；所述光刻膠 分配器包括一上閥門和一下閥門，以及與該上閥門和該下閥門相對應(yīng)的一上傳 感器和一下傳感器，其中該上閥門連接于該磁性閥門，該下閥門連接于該磁性 閥門，該上傳感器連接于該上閥門，該下傳感器連接于該下閥門；其特征在于， 所述控制光刻膠分配的裝置還包括旋轉(zhuǎn)裝置控制板，提供控制信號給所述旋 轉(zhuǎn)裝置，用于控制所述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和持續(xù)時間；中央處理器，連接于 旋轉(zhuǎn)裝置控制板上。
按照上述的控制光刻膠分配的裝置，其特征在于還包括信號分析裝 置，用于顯示由旋轉(zhuǎn)裝置控制板提供給所述旋轉(zhuǎn)裝置的控制信號。
按照上述的控制光刻膠分配的裝置，其特征在于所述信號分析裝置為 一示波器。
按照上述的控制光刻膠分配的裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)裝置控制板 通過磁性閥門連接于光刻膠分配器。
本發(fā)明還提供一種控制光刻膠分配的方法，包括下列步驟將晶片固定 在旋轉(zhuǎn)裝置上；光刻膠分配器在所述晶片上分配光刻膠；旋轉(zhuǎn)裝置控制板給放
置有晶片的旋轉(zhuǎn)裝置提供控制信號;所述控制信號使所述旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠破
壞光刻膠表面張力的旋轉(zhuǎn)速度以及均勻分布光刻膠持續(xù)時間。
按照上述的控制光刻膠分配的方法，其特征在于所述控制信號為一階 梯信號。
按照上述的控制光刻膠分配的方法，其特征在于所述控制信號使所述 旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠破壞光刻膠表面張力的最小旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明還提供一種控制光刻膠分配的方法，包括下列步驟將晶片固定 在旋轉(zhuǎn)裝置上；光刻膠分配裝置在所述晶片上分配光刻膠；旋轉(zhuǎn)裝置控制板給 放置有晶片的旋轉(zhuǎn)裝置提供控制信號;所述控制信號使所述旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠 破壞光刻膠表面張力的旋轉(zhuǎn)速度;信號分析裝置顯示由旋轉(zhuǎn)裝置控制板提供給 所述旋轉(zhuǎn)裝置的控制信號；控制光刻膠分配的持續(xù)時間。
按照上述的控制光刻膠分配的方法，其中，所述控制信號為一階梯信號。
按照上述的控制光刻膠分配的方法，其特征在于所述控制信號使所述 旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠破壞光刻膠表面張力的最小旋轉(zhuǎn)速度。
通過以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述和其它目的、 特征、和優(yōu)點(diǎn)將被顯而易見。


圖1是顯示按本發(fā)明第一實(shí)施例的方法的示意圖。
符號說明
10~涂覆機(jī)；
12 旋轉(zhuǎn)裝置控制板；
14 磁性閥門；16 光刻膠分配器；
18~上閥門；
20~下閥門；
22 上傳感器；
24 下傳感器；
26 出料口；
28 中央處理機(jī)；
30 示波器；
32 節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
圖1是顯示按本發(fā)明第一實(shí)施例的方法示意圖。如圖1所示，光刻膠旋
轉(zhuǎn)涂覆機(jī)10包括旋轉(zhuǎn)裝置控制板12;磁性閥門14連接到旋轉(zhuǎn)裝置控制板 12;光刻膠分配器16連接至到磁性閥門14。光刻膠分配器16包括 一上闊
門18; —下閥門20; —上傳感器22; —下傳感器24以及一出料口 26，用以
分布光刻膠。光刻膠分配器16還包括輸送管線(未圖標(biāo))，旋轉(zhuǎn)盤(未圖標(biāo))
以及晶片處理盤(未圖標(biāo))。
在本實(shí)施例中，中央處理機(jī)28連接到涂覆機(jī)10的旋轉(zhuǎn)裝置控制板12，
用以控制涂覆機(jī)10的操作。晶片被晶片處理盤固定，例如真空吸盤和旋轉(zhuǎn)
盤使晶片在高轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)光刻膠由出料口26所分布，并在分布工藝尾段 時，上下閥門18、 20分別控制上下傳感器22、 24。光刻膠會通過輸送管線和 出料口 26，形成在晶片上。光刻膠均勻地涂布在晶片上，以形成具有相同厚 度的光刻膠層。
請參考圖l，定時器30，可以顯示時間或是時間訊號，在本實(shí)施例中為 一示波器30，用以測量旋轉(zhuǎn)裝置控制板12輸送到旋轉(zhuǎn)盤的控制信號。示波器 30可被其它具有分析信號功能的設(shè)備代替。因此，首先測量提供控制信號給 旋轉(zhuǎn)盤的節(jié)點(diǎn)。在本實(shí)施例中，測量旋轉(zhuǎn)裝置控制板12的節(jié)點(diǎn)32，因?yàn)樗?供對應(yīng)的控制信號。而該節(jié)點(diǎn)32上可設(shè)有電磁閥。將旋轉(zhuǎn)裝置控制板12的節(jié) 點(diǎn)32連接至到示波器30，用以觀察及測量旋轉(zhuǎn)盤的控制信號。示波器30所 測量并顯示控制信號，所述控制信號能夠使得旋轉(zhuǎn)盤提供一能破壞光刻膠表面
張力的最小旋轉(zhuǎn)速度，使得光刻膠能夠均勻地被分布在晶片表面上。在本實(shí)施
例中，24片晶片的平均最小轉(zhuǎn)速約為2600轉(zhuǎn)/分鐘。當(dāng)然，正如在背景技術(shù) 部分所述的，利用馬達(dá)快速旋轉(zhuǎn)晶片，晶片的轉(zhuǎn)速為0~6000轉(zhuǎn)/分鐘。也就是 說，只要加大給馬達(dá)提供的電壓，晶片的旋轉(zhuǎn)速度可超過上述最小轉(zhuǎn)速2600 轉(zhuǎn)/分鐘。
一旦控制信號使旋轉(zhuǎn)盤提供了最小的旋轉(zhuǎn)速度后，便可控制透過涂覆機(jī) IO涂覆的光刻膠，以減少光刻膠在制造方法中的用量。
一般而言，控制信號應(yīng)為一階梯信號。階梯信號的信號長度代表光刻膠 在晶片上持續(xù)分布的時間。在上閥門18第一次被觸發(fā)到使旋轉(zhuǎn)盤達(dá)到必須的 旋轉(zhuǎn)速度之間具有一延遲時間。同樣地，在下閥門20第一次被觸發(fā)到使旋轉(zhuǎn) 盤停止并破壞光刻膠表面張力的旋轉(zhuǎn)速度之間也有一延遲時間。使得在示波器 上顯示的階梯信號的形狀可能變成梯形)。但無論如何，光刻膠分配的持續(xù)時 間仍可被識別。
能夠破壞光刻膠表面張力的旋轉(zhuǎn)速度即為最小旋轉(zhuǎn)速度，但需考慮不同 廠商所提供的不同光刻膠的表面張力特性，并且需考慮晶片上光刻膠分配的持 續(xù)時間，因而本發(fā)明所提出的方法能夠節(jié)省光刻膠的使用量。同時，本發(fā)明也 提供精確且均勻的光刻膠分配，因此，晶片上光刻膠層的厚度亦精確均勻。
利用如圖1所示的控制光刻膠分配的裝置，可執(zhí)行如下的控制光阻分配 的方法
提供一具有旋轉(zhuǎn)盤的涂覆機(jī)；
提供晶片；
將上述晶片固定在上述旋轉(zhuǎn)盤上； 確認(rèn)上述涂覆機(jī)的一控制板，用以控制上述旋轉(zhuǎn)盤； 確認(rèn)位于上述控制板上的至少一個節(jié)點(diǎn)，用以給上述旋轉(zhuǎn)盤提供多個控 制信號；
提供一信號分析裝置；
將上述信號分析裝置連接到上述控制板上的節(jié)點(diǎn)； 在上述晶片上分布光刻膠；
控制板提供第一控制信號，以使上述旋轉(zhuǎn)盤提供能夠破壞光刻膠表面張 力的最小旋轉(zhuǎn)速度；
測量上述第一控制信號；
在上述信號分析裝置中，顯示上述第一控制信號；
控制光阻分配的持續(xù)時間，用以提供均勻性的光刻膠厚度，并且節(jié)省光 刻膠的使用量。
在上述的控制光阻分配的方法中，上述持續(xù)時間為上述第一控制信號的 信號長度。
在上述的控制光阻分配的方法中，上述第一控制信號為一階梯信號。 利用如圖1所示的控制光刻膠分配的裝置，還可執(zhí)行如下的控制光阻分
配的方法
提供一旋轉(zhuǎn)盤；
確認(rèn)控制板連接到上述旋轉(zhuǎn)盤，用以控制上述旋轉(zhuǎn)盤；
確認(rèn)上述控制板具有至少一節(jié)點(diǎn)，用以給上述旋轉(zhuǎn)盤提供多個控制信號;
提供一示波器；
電連結(jié)上述示波器與上述控制板上的節(jié)點(diǎn)；
在上述示波器中，顯示并測量第一控制信號，使得上述旋轉(zhuǎn)盤提供能夠
破壞光刻膠表面張力的最小旋轉(zhuǎn)速度；
光阻分配的持續(xù)時間等于上述第一控制信號的信號長度。 在上述的控制光阻分配的方法中，其中上述第一控制信號為一階梯信號。 在上述的控制光阻分配的方法中，其中上述第一控制信號為一梯形信號。 雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了如上的說明，但是該實(shí)施例不用以限
定本發(fā)明，任何本行業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，
當(dāng)可作某些變更與改進(jìn)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以后附的權(quán)利要求書所界定的
范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種控制光刻膠分配的裝置，包括旋轉(zhuǎn)裝置，用于放置晶片；光刻膠分配器，用于將光刻膠分配在所述晶片上；所述光刻膠分配器包括一上閥門和一下閥門，以及與該上閥門和該下閥門相對應(yīng)的一上傳感器和一下傳感器，其中該上閥門連接于該磁性閥門，該下閥門連接于該磁性閥門，該上傳感器連接于該上閥門，該下傳感器連接于該下閥門；其特征在于，所述控制光刻膠分配的裝置還包括旋轉(zhuǎn)裝置控制板，提供控制信號給所述旋轉(zhuǎn)裝置，用于控制所述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和持續(xù)時間；中央處理器，連接于旋轉(zhuǎn)裝置控制板上。
2. 如權(quán)利要求l所述的控制光刻膠分配的裝置，其特征在于還包括信 號分析裝置，用于顯示由旋轉(zhuǎn)裝置控制板提供給所述旋轉(zhuǎn)裝置的控制信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的控制光刻膠分配的裝置，其特征在于所述信號 分析裝置為一示波器。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制光刻膠分配的裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn) 裝置控制板通過磁性閥門連接于光刻膠分配器。
5. —種控制光刻膠分配的方法，包括下列步驟-將晶片固定在旋轉(zhuǎn)裝置上； 光刻膠分配器在所述晶片上分配光刻膠； 旋轉(zhuǎn)裝置控制板給放置有晶片的旋轉(zhuǎn)裝置提供控制信號； 所述控制信號使所述旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠破壞光刻膠表面張力的旋轉(zhuǎn)速度以及均勻分布光刻膠持續(xù)時間。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制光刻膠分配的方法，其特征在于所述控制信號為一階梯信號。
7. 如權(quán)利要求5所述的控制光刻膠分配的方法，其特征在于所述控制信號使所述旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠破壞光刻膠表面張力的最小旋轉(zhuǎn)速度。
8. —種控制光刻膠分配的方法，包括下列步驟 將晶片固定在旋轉(zhuǎn)裝置上； 度;光刻膠分配裝置在所述晶片上分配光刻膠；旋轉(zhuǎn)裝置控制板給放置有晶片的旋轉(zhuǎn)裝置提供控制信號；所述控制信號使所述旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠破壞光刻膠表面張力的旋轉(zhuǎn)速信號分析裝置顯示由旋轉(zhuǎn)裝置控制板提供給所述旋轉(zhuǎn)裝置的控制信號； 控制光刻膠分配的持續(xù)時間。
9. 如權(quán)利要求8所述的控制光刻膠分配的方法，其中，所述控制信號為 一階梯信號。
10. 如權(quán)利要求8所述的控制光刻膠分配的方法，其特征在于所述控 制信號使所述旋轉(zhuǎn)裝置提供能夠破壞光刻膠表面張力的最小旋轉(zhuǎn)速度。
全文摘要
一種控制光刻膠分配的裝置及其方法，包括旋轉(zhuǎn)裝置，用于放置晶片；光刻膠分配器，用于將光刻膠分配在所述晶片上；所述光刻膠分配器包括一上閥門和一下閥門，以及與該上閥門和該下閥門相對應(yīng)的一上傳感器和一下傳感器，其中該上閥門連接于該磁性閥門，該下閥門連接于該磁性閥門，該上傳感器連接于該上閥門，該下傳感器連接于該下閥門；所述控制光刻膠分配的裝置還包括旋轉(zhuǎn)裝置控制板，提供控制信號給所述旋轉(zhuǎn)裝置，用于控制所述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和持續(xù)時間；中央處理器，連接于旋轉(zhuǎn)裝置控制板上。
文檔編號H01L21/00GK101354536SQ20081014459
公開日2009年1月28日 申請日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者朱崇仁, 錢信宏 申請人:旺宏電子股份有限公司