CN113448173B - 一种涂布方法和涂布系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涂布方法及涂布系统，其中，所述涂布方法包括：提供一基板，在所述基板之上滴第一液体；在所述第一液体之上滴与所述第一液体不互溶且密度大于所述第一液体的第二液体；旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散。本发明的涂布方法由于在第一液体之上滴有与第一液体不互溶且密度大于所述第一液体的第二液体的第二液体，旋转基板，第一液体在离心力的作用下会向基板的边缘扩散，第二液体则会在离心力的作用下在第一液体的表面扩散，第一液体的表面由于受到第二液体的挤压作用，扩散后第一液体的中心至边缘区域的厚度将会更加的均匀。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种涂布方法及涂布系统。
背景技术
在半导体制造过程中，经常需要在基板上涂覆光刻胶，在基板上涂覆光刻胶时，先是将基板固定设置在转盘的承载面上，然后采用喷嘴将一定量的光刻胶喷涂在基板的表面的中央区域，之后控制转盘旋转，带动基板绕基板的中心旋转，在基板旋转的过程中，位于基板表面的中央区域的光刻胶在离心力的作用下向周边区域扩散，最终在基板表面上形成光刻胶层。
然而在实现光刻胶扩散的过程中，由于光刻胶的粘度通常较大，导致光刻胶在基板上的涂布后的厚度不均一，从而影响到制作的半导体产品质量。
因此，现有技术还有待于发展和改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种涂布方法及涂布系统，旨在解决现有涂布方法光刻胶涂布后厚度不均一，影响产品质量的技术问题。
一方面，本发明提供了一种涂布方法，包括：
提供一基板，在所述基板之上滴第一液体；
在所述第一液体之上滴第二液体，其中，所述第一液体与所述第二液体之间互不相溶，且所述第一液体的密度大于所述第二液体的密度；
旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散。
在上述实现过程中，由于在第一液体之上滴有与第一液体互不相溶的第二液体，且第一液体的密度大于第二液体的密度，这样第二液体就能始终处于第一液体之上,旋转基板,第一液体在离心力的作用下会向基板的边缘扩散,第二液体则会在离心力的作用下在第一液体的表面扩散,第一液体的表面由于受到第二液体的挤压作用，中心至边缘区域的厚度将会更加的均一。
可选地，所述在所述基板之上滴第一液体之后且在所述第一液体之上滴第二液体之前还包括：
旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散至第一面积。
在上述实现过程中，为了方便第二液体滴在第一液体之上，在滴第二液体之前，可以通过旋转基板使第一液体的表面扩大至第一面积，这样第一液体的表面面积更大，滴第二液体时将会更加方便。
可选地，所述涂布方法还包括：
去除所述第一液体的表面的所述第二液体。
在上述实现过程中，由于第二液体的作用就是在第一液体旋转扩散后通过重力对第一液体的表面进行挤压使第一液体的厚度均匀，所以在第一液体扩散完成之后就需要对第二液体进行去除。
可选地，所述去除所述第一液体的表面的所述第二液体包括：
对所述第一液体和所述第二液体进行烘烤，使所述第二液体从所述第一液体的表面挥发。
在上述实现过程中，在去除第一液体表面的第二液体的过程中，通过烘烤蒸发形式去除第二液体，由于第二液体位于第一液体的表面，所以在烘烤的过程中，第二液体蒸发完第一液体才会蒸发，可以通过控制蒸发时间精准的控制第二液体的去除。
可选地，所述第一液体的沸点大于所述第二液体的沸点。
在上述实现过程中，由于第一液体的沸点大于第二液体的沸点，这样可以通过控制温度大于第二液体的沸点且小于第一液体的沸点来实现第二液体的去除，过程中无需精准的控制蒸发时间，操作更加方便。
可选地，所述第一液体包括光刻胶。
在上述实现过程中，由于光刻胶的粘度较大，在基板上扩散时容易出现中心区域和边缘区域厚度不一的情况，所以需要对光刻胶扩散的厚度进行调整，从而提高产品的质量。
可选地，所述第二液体包括全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮。
在上述实现过程中，由于全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮均是半导体制造中常见的材料，容易获取，且全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮的沸点均较小，比较容易通过蒸发的方式去除。
另一方面，基于同样的发明构思，本发明还提供了一种涂布系统，包括：
基板；
第一液体注入装置，用于向所述基板之上滴第一液体；
第二液体注入装置，用于向所述基板之上滴第二液体；其中，所述第二液体与所述第一液体之间互不相溶，且所述第一液体的密度大于所述第二液体的密度；
基板旋转装置，用于驱动所述基板旋转，以使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散。
在上述实现过程中，通过第一液体注入装置向基板上滴第一液体，通过第二液体注入装置向所述基板之上滴第二液体，之后通过基板旋转装置旋转基板使第一液体在基板的表面扩散以及使第二液体在第一液体的表面扩散，通过第二液体的重力对第一液体的表面进行挤压可以使第一液体的厚度更加均匀。
可选地，所述的涂布系统还包括：
基板烘烤装置，用于对所述第一液体和所述第二液体进行烘烤。
在上述实现过程中，将第一液体和第二液体在基板上扩散后放入到基板烘烤装置进行烘烤，这样第二液体便能够从第一液体的表面蒸发去除，除去第二液体的过程方便。
可选地，所述第一液体包括光刻胶，所述第二液体包括全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮。
在上述实现过程中，涂布系统用于光刻胶涂布的厚度控制，第二液体采用全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮与光刻胶具有很好的适应性，且容易去除，能够起到很好的使光刻胶涂布更加均匀的效果。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种涂布方法的流程图；
图2为本发明一实施例的滴第一液体后的基板示意图；
图3为本发明一实施例的滴第一液体和第二液体后的基板示意图；
图4为本发明一实施例的第一液体和第二液体扩散后的基板示意图；
图5为本发明一实施例的一种涂布系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
现有光刻胶旋转涂布工艺中，首先光刻胶滴入基板上，然后以旋转匀胶，此工艺易存在中心与边缘光刻胶膜厚相差较大的情况。具体表现为：在旋转的过程中，光刻胶由于旋转离心力的作用下从基板中心向基板边缘延伸分布，但是基板中心部分由于附着的光刻胶比较多，在旋转分布过程中势必会造成基板中心区域的厚度比基板边缘大，使光刻胶在基板的分布不均匀，影响后续光刻等工艺的良率。
基于此，本发明希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
参见图1，本发明提供了一种涂布方法，包括：
S100、提供一基板，在所述基板之上滴第一液体；
S200、在所述第一液体之上滴第二液体，其中，所述第一液体与所述第二液体之间互不相溶，且所述第一液体的密度大于所述第二液体的密度；
S300、旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散，通过所述第二液体对所述第一液体的表面进行挤压使所述第一液体的厚度均匀。
本发明的涂布方法由于在第一液体之上滴有与第一液体互不相溶的第二液体，且第一液体的密度大于第二液体的密度，这样第二液体就能始终处于第一液体之上，参见图2，只在基板10上滴第一液体20，第一液体20的中心和边缘厚度不均，扩散后第一液体20在基板10也会存在边缘中心和边缘厚度不均的缺陷，参见图3，通过在第一液体20的表面在滴有与第一液体10不相容的第二液体30，滴在第一液体10表面的第二液体30通过重力的作用能够在第一液体10的表面形成部分凹陷，将降低第一液体10中心的厚度，之后，旋转基板10，第一液体10在离心力的作用下会向基板10的边缘扩散，第二液体30则会在离心力的作用下在第一液体10的表面扩散，参见图4，第一液体10的表面由于受到第二液体30的挤压作用，扩散后的第一液体10的中心至边缘区域的厚度将会更加的均一。
在某些实施方式中，所述第一液体滴在所述基板的表面的中心，这样旋转基板，第一液体从基板的中心向四周扩散，在基板上的分布更加均匀。在某些实施方式中，所述第二液体滴在所述第一液体的表面的中心，这样第二液体在第一液体分布也会更加均匀。
在某些实施方式中，旋转所述基板的方法包括先以第一速度顺时针旋转所述基板至第一预设时间，之后以第二速度逆时针旋转所述基板至第二预设时间，其中，第一速度大于第二速度。这样可以通过正反向的离心力的作用可以使第一液体的中心至边缘区域的厚度更加均衡。
在某些实施方式中，所述在所述基板之上滴第一液体之后且在所述第一液体之上滴第二液体之前还包括：
S110、旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散至第一面积。
为了方便第二液体滴在第一液体之上，在滴第二液体之前，可以通过旋转基板使第一液体的表面扩大至第一面积，这样第一液体的表面面积更大，滴第二液体时将会更加方便。
在某些实施方式中，所述第一面积的大小为基板总面积的1/3-3/3，比如1/3、2/3和3/3，本发明在此不做限定。为了第二次旋转基板时第一液体不会从基板的边缘溢出，所述第一面积的大小可以设置成基板总面积的1/3。
在某些实施方式中，所述第一面积的大小为第二液体初始面积大小的1-3倍，比如1.5倍、2倍、2.5倍和3倍，本发明在此不做限定，当然为了便于第二液体滴在第一液体上并对第一液体起到更好的挤压效果，比如第一面积的大小可以设置为第二液体初始面积大小的1.2倍。
参见图1，在某些实施方式中，所述涂布方法还包括：
S400、去除所述第一液体的表面的所述第二液体。
由于第二液体的作用就是在第一液体旋转扩散后通过重力对第一液体的表面进行挤压使第一液体的厚度均匀，所以在第一液体扩散完成之后就需要对第二液体进行去除。
在某些实施方式中，所述去除所述第一液体的表面的所述第二液体包括：
对所述第一液体和所述第二液体进行烘烤，使所述第二液体从所述第一液体的表面挥发。
在去除第一液体表面的第二液体的过程中，通过烘烤蒸发形式去除第二液体，由于第二液体位于第一液体的表面，所以在烘烤的过程中，第二液体蒸发完第一液体才会蒸发，可以通过控制蒸发时间精准的控制第二液体的去除。
在另一些实施方式中，所述去除所述第一液体的表面的所述第二液体还包括：
对所述第二液体进行吸附去除或激光烧蚀去除。比如，在第一液体在基板上扩散完成之后，可以通过吸附装置将第二液体从第一液体的表面吸走或者是可以通过激光装置对第二液体进行烧蚀剥离。
在某些实施方式中，所述第二液体包括易挥发液体。这样无需对第二液体进行处理，第二液体即可自行从第一液体的表面自动挥发，这样第二液体的去除过程更加简单。
在某些实施方式中，所述第一液体的沸点大于所述第二液体的沸点。
在上述实现过程中，由于第一液体的沸点大于第二液体的沸点，这样可以通过控制温度大于第二液体的沸点且小于第一液体的沸点来实现第二液体的去除，过程中无需精准的控制蒸发时间，操作更加方便。
在某些实施方式中，所述第一液体的表面张力小于所述基板的表面张力，所述第二液体的表面张力小于所述第一液体的表面张力，这样第一液体更加容易在基板上扩散铺展，第二液体更加容易在第一液体的表面扩散铺展。
在某些实施方式中，所述第一液体包括光刻胶。
由于光刻胶的粘度较大，在基板上扩散时容易出现中心区域和边缘区域厚度不一的情况，所以需要对光刻胶扩散的厚度进行调整，从而提高半导体产品的质量，在另一些实施方式中，所述第一液体还包括树脂等粘度较高的液体。
在某些实施方式中，所述第二液体包括全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮。
由于全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮均是半导体制造中常见的材料，容易获取，且全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮的沸点均较小，比较容易通过蒸发的方式去除。
此外，参见图5，基于同样的发明构思，本发明还提供了一种涂布系统，包括：
基板；
第一液体注入装置，用于向所述基板之上滴第一液体；
第二液体注入装置，用于向所述基板之上滴第二液体；其中，所述第二液体与所述第一液体之间互不相溶，且所述第一液体的密度大于所述第二液体的密度；
基板旋转装置，用于驱动所述基板旋转，以使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散。
本发明的涂布系统，通过第一液体注入装置向基板上滴第一液体，通过第二液体注入装置向基板之上滴第二液体，之后通过基板旋转装置旋转基板使第一液体在基板的表面扩散以及使第二液体在第一液体的表面扩散，通过第二液体的重力对第一液体的表面进行挤压可以使第一液体的厚度更加均匀。
在某些实施方式中，所述的涂布系统还包括：
基板烘烤装置，用于对所述第一液体和所述第二液体进行烘烤。
本发明的涂布系统，将第一液体和第二液体在基板上扩散后放入到基板烘烤装置进行烘烤，这样第二液体便能够从第一液体的表面蒸发去除，除去第二液体的过程方便。
在某些实施方式中，所述第一液体包括光刻胶，所述第二液体包括全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮。
本发明的涂布系统用于光刻胶涂布的厚度控制，第二液体采用全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮与光刻胶具有很好的适应性，且容易去除，能够起到很好的使光刻胶涂布更加均匀的效果。
综上所述，本发明提供了一种涂布方法及涂布系统，其中，所述涂布方法包括：提供一基板，在所述基板之上滴第一液体；在所述第一液体之上滴第二液体；旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散，本发明的涂布方法由于在第一液体之上滴有与第一液体互不相溶的第二液体，且第一液体的密度大于第二液体的密度，这样第二液体就能始终处于第一液体之上,旋转基板,第一液体在离心力的作用下会向基板的边缘扩散,第二液体则会在离心力的作用下在第一液体的表面扩散,第一液体的表面由于受到第二液体的挤压作用，扩散后第一液体的厚度将会更加的均一。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种涂布方法，其特征在于，包括：
提供一基板，在所述基板之上滴第一液体，所述第一液体包括光刻胶；
在所述第一液体之上滴第二液体，其中，所述第一液体与所述第二液体之间互不相溶，且所述第一液体的密度大于所述第二液体的密度；
旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散。
2.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述在所述基板之上滴第一液体之后且在所述第一液体之上滴第二液体之前还包括：
旋转所述基板使所述第一液体在所述基板的表面扩散至第一面积。
3.根据权利要求1或2所述的涂布方法，其特征在于，所述涂布方法还包括：
去除所述第一液体的表面的所述第二液体。
4.根据权利要求3所述的涂布方法，其特征在于，所述去除所述第一液体的表面的所述第二液体包括：
对所述第一液体和所述第二液体进行烘烤，使所述第二液体从所述第一液体的表面挥发。
5.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述第一液体的沸点大于所述第二液体的沸点。
6.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述第二液体包括全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮。
7.一种涂布系统，其特征在于，包括：
基板；
第一液体注入装置，用于向所述基板之上滴第一液体，所述第一液体包括光刻胶；
第二液体注入装置，用于向所述基板之上滴第二液体；其中，所述第二液体与所述第一液体之间互不相溶，且所述第一液体的密度大于所述第二液体的密度；
基板旋转装置，用于驱动所述基板旋转，以使所述第一液体在所述基板的表面扩散以及使所述第二液体在所述第一液体的表面扩散。
8.根据权利要求7所述的涂布系统，其特征在于，还包括：
基板烘烤装置，用于对所述第一液体和所述第二液体进行烘烤。
9.根据权利要求7所述的涂布系统，其特征在于，所述第二液体包括全氟辛烷、四氢呋喃和甲基乙基酮。
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