半导体晶片的旋转涂胶方法技术

本发明专利技术涉及半导体生产和加工领域。本发明专利技术提出了一种半导体晶片的涂胶方法，采用晶片旋转的方式，由涂胶头向晶片表面涂敷胶液，该方法包括：首次涂胶工序，在首次涂胶工序中，涂胶头偏离晶片的中心O，涂胶头与晶片的中心O之间的水平距离为r1，r1为定值小于晶片的半径R，涂胶头在晶片表面涂敷形成第一胶层；再次涂胶工序，涂胶头偏离晶片的中心O，涂胶头与晶片的中心O之间的水平距离为r2，r2为定值小于晶片的半径R，涂胶头在第一胶层表面涂敷形成第二胶层；其中，第一胶层的胶液和第二胶层的胶液通过晶片的旋转作用摊开并铺满晶片表面。通过该方法涂胶所得的晶片，胶层表面平整均匀，无凸起或凹陷，不会出现“W”形貌。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体生产和加工领域，尤其涉及半导体集成电路和先进封装领域中，一种用以在半导体晶片上获得均匀胶膜的旋转涂胶方法。
技术介绍
在半导体生产领域，涂胶是在半导体晶片上涂敷胶液或镀薄膜的一种工艺，这种工艺常见于半导体晶片加工的光刻环节，光刻处理时需要在晶片表面涂敷光刻胶，理想的要求是表面的光刻胶液应当厚度均匀、表面平整，这是后续曝光以及显影处理得以顺利进打的基础。目前公知的，采用旋转涂胶法获得的光刻胶表面基本能够满足传统工艺对胶膜厚度及均匀性的要求，但随着摩尔定律的持续应验，现有的涂胶方法在日益严苛的工艺要求面前显得越来越力不从心了。其最大的问题之一在于，通过传统涂胶方法获得的胶膜表面呈现出明显的“W”形貌，即位于晶片中心区域以及边缘区域的胶膜厚度比位于中心和边缘之间区域的胶膜厚度厚，导致胶膜整体厚度均匀性差。参考图1能够对此有更深刻的理解:晶片101经过传统涂胶方法涂胶后，在表面形成了一层“W”型胶膜102，中心和两边的胶液堆积较多，而其他区域相对平整。中心位置的胶液隆起是由于，传统的旋转涂胶方法，涂胶头往往对准晶片101的中心进行涂敷，典型的如日本东京毅力株式会社在中国申请的专利CN20091025219.1，在其附图8中详尽的揭示了这种中心滴胶的涂胶方法，而晶片101在旋转时中心位置线速度低，离心力小，造成晶片101的中心位置处堆积的高粘度光刻胶不易被甩开，最终导致涂敷结束后晶片101中心位置处的胶膜102高于周边；而造成晶片101边缘区域处的胶膜102变厚的原因是，大量的光刻胶最终被甩至晶片101的边缘，高速旋转造成边缘的气流流速很大，加上光刻胶溶剂挥发等其他因素的共同作用，使边缘的胶液越聚越多，导致涂胶过程结束后晶片101边缘位置处的胶膜102高企。在上述两方面原因的综合作用下，侧视晶片101即可看到胶膜102所呈现出的“W”形貌。“W”形貌的出现说明晶片涂胶厚度不均匀，如果置之不理，随着加工工序的推进，不仅会严重影响终端产品的质量，对加工设备自身的损伤也同样不可小觑！
技术实现思路
本专利技术即是鉴于上述现有技术导致的缺陷提出的，其目的在于，使晶片在经过涂胶工艺处理后不会在晶片中心和晶片边缘处形成高企的胶峰导致胶层“W”形貌的出现，最终获得胶层表面平坦、各处胶层厚度均一的晶片。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种改进的涂胶方法，具体如下:一种半导体晶片的涂胶方法，采用晶片旋转的方式，由涂胶头向晶片表面涂敷胶液，包括:首次涂胶工序，在所述首次涂胶工序中，所述涂胶头偏离所述晶片的中心0，所述涂胶头与所述晶片的中心0之间的水平距离为rl，所述rl为定值且小于所述晶片的半径R，所述涂胶头在所述晶片表面涂敷形成第一胶层；再次涂胶工序，在所述再次涂胶工序中，所述涂胶头偏离所述晶片的中心0，所述涂胶头与所述晶片的中心0之间的水平距离为r2，所述r2为定值且小于所述晶片的半径R，所述涂胶头在所述第一胶层表面涂敷形成第二胶层；其中，所述第一胶层的胶液和所述第二胶层的胶液通过所述晶片的旋转作用摊开并铺满晶片表面。进一步地，在所述首次涂胶工序和所述再次涂胶工序之间，对所述第一胶层进行减薄处理，所述第一胶层在经过所述减薄处理后在晶片边缘形成圆环形凹陷的形貌，所述第一胶层在晶片边缘位置处的厚度比其他位置处的厚度薄。进一步地，所述第二胶层在晶片边缘位置处的厚度比其他位置处的厚度厚，所述第二胶层与所述第一胶层互补，所述第二胶层的表面为平整均一的水平面。可选地，所述减薄处理通过使用洗边喷嘴向所述第一胶层喷射洗边液的洗边工艺来实现，所述洗边液溶解所述第一胶层的胶液或与所述第一胶层的胶液发生化学反应从而形成所述第一胶层的圆环形凹陷的形貌。进一步地，所述涂胶头涂敷至晶片表面的、作为第一胶层的胶液的形状由中间厚、两边薄的环形带状扩散并摊平为圆形；所述涂胶头涂敷至第一胶层表面的、作为第二胶层的胶液的形状由中间厚、两边薄的环形带状扩散并摊平为圆形。进一步地,所述rl的范围为1_ < rl < 50mm,所述r2的范围为1_ < r2 < 50mm,所述rl和r2的大小由所述胶液的粘度、所述涂胶头的出胶流速以及所述晶片的转速决定，以保证所述胶液的形状由中间厚、两边薄的环形带状扩散并摊平为圆形。进一步地,所述涂胶头的口径为X,所述X的范围为3mm彡X彡10mm ;所述涂胶头与所述晶片的垂直距离为H，所述Η的范围为5_ < Η < 30_。进一步地，所述洗边喷嘴的喷射速度为15ml/min — 50ml/min，所述洗边喷嘴喷射出的洗边液的形状为细长条形的液柱，所述液柱的直径为0.2mm—0.5_。进一步地，所述首次涂胶工序进一步包括涂胶过程和甩胶过程；在所述涂胶过程中，所述晶片的转速为20RPM — 300RPM;在所述甩胶过程中，所述晶片的转速为100RPM—7000RPM。进一步地，所述再次涂胶工序进一步包括涂胶过程和甩胶过程；在所述涂胶过程中，所述晶片的转速为20RPM — 300RPM;在所述甩胶过程中，所述晶片的转速为100RPM—7000RPM。进一步地，在所述减薄处理的过程中，所述晶片的转速为300RPM — 1500RPM。本专利技术在现有旋转涂胶法的基础上，采用二次涂胶工艺，将原有的对心涂胶方式改变为偏心涂胶，从而消除了 “W”形貌在晶片中心位置处的胶峰；另外，本专利技术所述方法进一步通过洗边工艺使两次涂胶所形成的胶层实现了互补，从而消除了 “W”形貌在晶片边缘位置处的胶峰，最终在涂胶工艺完成后获得了胶层表面平整、厚度均匀晶片。【附图说明】图1是采用传统旋转涂胶法获得的晶片表面的胶层“W”形貌的示意图；图2是本专利技术所述涂胶方法涉及到的一种涂胶装置的结构示意图；图3是本专利技术所述涂胶方法进行涂胶时晶片的中心0与涂胶头之间位置关系的示意图；图4是本专利技术所述涂胶方法进行减薄处理时的工作示意图；图5是本专利技术所述涂胶方法在【具体实施方式】中进行首次涂胶工序时的工作示意图；图6是本专利技术所述涂胶方法在【具体实施方式】中进行减薄处理时的工作示意图；图7是本专利技术所述涂胶方法在【具体实施方式】中进行再次涂胶工序时的工作示意图。【具体实施方式】以下将结合附图和【具体实施方式】对本专利技术提出的涂胶方法作进一步地说明。根据下述说明，本专利技术相对于现有技术的优势将更加明显并具体化。需要说明的是，附图虽然有所简化，但直观明了，仅用以辅助说明本专利技术技术方案的目。图2是实施本专利技术的涂胶方法时，涉及到的一种涂胶装置的示意图。涂胶环境通常是封闭的，因此该装置应该放入一个密闭的腔室之中进行涂胶，图中没有画出该腔室。该涂胶装置具有一个支撑基座201，支撑基座201的上方设置有固定和承载晶片203的晶片固持件，具体来说可以是一个真空吸盘202，该真空吸盘202能够带动晶片203绕着旋转轴206旋转。当晶片203按要求固定在真空吸盘202上之后，旋转轴206将穿过晶片203的中心0，应当注意的是，该旋转轴206是一条虚拟的轴。在晶片203的上方设置有涂胶头204和洗边喷嘴205。进行涂胶时，涂胶头204的位置并不是如传统的旋转涂胶法那样，设置在晶片203的中心0的正上方，而是会在水平方向上偏离于晶片203的中心0 —段距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体晶片的涂胶方法，采用晶片旋转的方式，由涂胶头向晶片表面涂敷胶液，其特征在于，包括：首次涂胶工序，在所述首次涂胶工序中，所述涂胶头偏离所述晶片的中心O，所述涂胶头与所述晶片的中心O之间的水平距离为r1，所述r1为定值且小于所述晶片的半径R，所述涂胶头在所述晶片表面涂敷形成第一胶层；再次涂胶工序，在所述再次涂胶工序中，所述涂胶头偏离所述晶片的中心O，所述涂胶头与所述晶片的中心O之间的水平距离为r2，所述r2为定值且小于所述晶片的半径R，所述涂胶头在所述第一胶层表面涂敷形成第二胶层；其中，所述第一胶层的胶液和所述第二胶层的胶液通过所述晶片的旋转作用摊开并铺满晶片表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王文军，王晖，陈福平，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31