本發(fā)明屬于光刻工藝，涉及一種利用超聲波優(yōu)化光刻膠均勻性的涂膠方法。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造中，光刻工藝是集成電路平面工藝的核心，而作為光刻的子工藝勻膠工藝，其均勻性將影響關(guān)鍵線寬均一性、線寬粗糙度均一性和套刻精度等，從而進(jìn)一步影響芯片的良率。光刻膠的均勻性對于圖案的清晰度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要，因?yàn)椴痪鶆虻墓饪棠z涂層可能導(dǎo)致圖案失真或誤差。比如，勻膠不均勻?qū)⒂绊懫毓獾膶R，導(dǎo)致缺陷和色差的產(chǎn)生。

2、光刻膠涂敷是一個(gè)沉積過程，沉積過程中光刻膠膠層將被涂在晶圓表面。其中旋涂法是一種被廣泛應(yīng)用的光刻膠薄膜制備方法，旋涂法利用晶圓旋轉(zhuǎn)時(shí)形成的離心力將光刻膠散布到整個(gè)晶圓表面。當(dāng)少量液體被施加到旋轉(zhuǎn)的圓盤上時(shí)，大部分液體被離心力掃出圓盤。一些液體留在圓盤上，由于粘性力和離心力的相互作用，其厚度變薄。最終，一個(gè)非常薄，均勻的薄膜被生產(chǎn)出來。這一過程便被稱為旋涂法鍍膜，已廣泛應(yīng)用于制造微電子器件。

3、這種方法對于具有低表面張力的溶液相當(dāng)有效，但當(dāng)涂層材料具有高表面張力時(shí)，旋涂法制備的薄膜會(huì)出現(xiàn)不良問題。例如：具有高表面張力的溶液通常在涂層過程中形成大液滴，導(dǎo)致液體在基片表面形成不均勻的涂層，例如形成環(huán)狀沉積或中央凸起；表面張力較大的液體在旋涂過程中更容易形成露珠并回流，這會(huì)導(dǎo)致涂覆速度的不均勻性和涂層的厚度波動(dòng)；高表面張力會(huì)導(dǎo)致液體在基片邊緣處出現(xiàn)較大的張力差異，邊緣部分的液體往往會(huì)收縮并形成較高的涂層。這可能導(dǎo)致涂層邊緣的不均勻性。

4、針對上述問題，目前調(diào)整光刻膠表面張力方式主要有：控制溶劑選擇和比例和添加表面活性劑等。但這些方法可能會(huì)改變光刻膠的化學(xué)性質(zhì)、黏度或固化特性，從而影響其在光刻過程中的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一種利用超聲波優(yōu)化光刻膠均勻性的涂膠方法。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種利用超聲波優(yōu)化光刻膠均勻性的涂膠方法，所述方法包括以下步驟：

3、步驟s1：晶圓預(yù)處理；

4、步驟s2：滴加光刻膠；

5、步驟s3：超聲波輔助旋轉(zhuǎn)勻膠

6、s3-1：將超聲波振動(dòng)器置于距離晶圓上表面中心λ/2處，其中λ為超聲波波長；

7、s3-2：開打超聲波振動(dòng)器，產(chǎn)生超聲波照射光刻膠，同時(shí)將步驟s2已完成光刻膠滴加的晶圓的轉(zhuǎn)速提高，并保持勻速旋轉(zhuǎn)，利用超聲波振動(dòng)將光刻膠材料的大液滴局部分解成微小的液滴，并在離心力的作用下滲透到基底上的狹窄區(qū)域，同時(shí)晶圓的旋轉(zhuǎn)使其擴(kuò)展成為均勻的薄膜；

8、s3-3：調(diào)整超聲波振動(dòng)器朝向，使超聲波與初步擴(kuò)散完成的光刻膠薄膜平行，此時(shí)超聲波振動(dòng)器產(chǎn)生的行波傳播方向與光刻膠的運(yùn)動(dòng)方向垂直，將3-2步驟中的晶圓轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高，并保持勻速旋轉(zhuǎn)，利用超聲波的輻射力推動(dòng)光刻膠表面，幫助光刻膠形成更加平整的薄膜；

9、s3-4：關(guān)閉超聲波振動(dòng)器，晶圓繼續(xù)保持轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)，利用勻速旋轉(zhuǎn)持續(xù)蒸發(fā)光刻膠中的剩余溶劑，使光刻膠減薄且更加牢固；

10、步驟s4：晶圓邊緣與背面沖洗；

11、步驟s6：后處理。

12、本發(fā)明的有益效果是：

13、本發(fā)明在光刻膠旋涂過程中加入超聲波輔助，超聲波能夠產(chǎn)生高頻振動(dòng)提供外部能量，并傳遞給液體溶液，將涂層材料的大液滴局部分解成微小的液滴，幫助它們注入基材上存在的小孔隙中，還可以通過液體內(nèi)部的微流動(dòng)，有效消除涂膠液體中的氣泡、流動(dòng)層和結(jié)塊，使涂膠液體均勻分布。這樣可以獲得更均勻的涂層，減少涂層厚度的變異性，提高涂層品質(zhì)。超聲波的能量作用可以將光刻膠材料的大液滴局部分解成微小的液滴使涂膠液體在旋涂過程中更容易滲透到被涂物表面和細(xì)小縫隙中，提高涂覆的覆蓋率，而且加速涂膠液體的滲透和擴(kuò)散過程，使涂覆速度增加，從而提高涂裝效率。

技術(shù)特征：

1.一種利用超聲波優(yōu)化光刻膠均勻性的涂膠方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟s1是對晶圓進(jìn)行預(yù)烘烤，預(yù)烘烤過程中，通過六甲基二硅氮烷hmds蒸汽；預(yù)烘烤結(jié)束后將晶圓溫度降到室溫。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于步驟s1六甲基二硅氮烷hmds蒸汽的沉積時(shí)間為30s。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于步驟s1預(yù)烘烤溫度為150℃，烘烤時(shí)間至少為60s。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于步驟s1預(yù)烘烤結(jié)束后將晶圓溫度降到室溫后冷卻時(shí)間大于等于45s。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟s2具體是在步驟s1預(yù)處理后的晶圓上表面中心滴加光刻膠，加入過程保持轉(zhuǎn)速2000rpm-3000rpm，滴加時(shí)間控制在7s-8s；然后降低轉(zhuǎn)速至100rpm以下后并保持旋轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)長控制在0.01s-1s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟s3-2中將步驟s2已完成光刻膠滴加的晶圓的轉(zhuǎn)速提高至900rpm，此過程持續(xù)5s。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟s3-3中將3-2步驟中的晶圓轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高至1100rpm，并保持勻速旋轉(zhuǎn)，持續(xù)時(shí)間為5s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟s3-4中晶圓轉(zhuǎn)速保持1100rpm，持續(xù)時(shí)間為10s。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述方法，其特征在于步驟s3-4處理后晶圓上附著的光刻膠厚度達(dá)到t+δ；其中t表示光刻膠的目標(biāo)厚度，δ表示冗余厚度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種利用超聲波優(yōu)化光刻膠均勻性的涂膠方法。本發(fā)明在光刻膠旋涂過程中加入超聲波輔助，超聲波能夠產(chǎn)生高頻振動(dòng)提供外部能量，并傳遞給液體溶液，將涂層材料的大液滴局部分解成微小的液滴，幫助它們注入基材上存在的小孔隙中，還可以通過液體內(nèi)部的微流動(dòng)，有效消除涂膠液體中的氣泡、流動(dòng)層和結(jié)塊，使涂膠液體均勻分布。這樣可以獲得更均勻的涂層，減少涂層厚度的變異性，提高涂層品質(zhì)。超聲波的能量作用可以將光刻膠材料的大液滴局部分解成微小的液滴使涂膠液體在旋涂過程中更容易滲透到被涂物表面和細(xì)小縫隙中，提高涂覆的覆蓋率，而且加速涂膠液體的滲透和擴(kuò)散過程，使涂覆速度增加，從而提高涂裝效率。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭超怡,周國棟,黃烈杰,黃天昊,楊佳斐,倪東,高大為
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29