專利名稱：提高光刻膠膜與襯底表面粘合度的裝置及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路制造過程中對襯底硅片處理的設(shè)備，尤其涉及一種在集成電路制造中提高光刻膠膜與襯底表面粘合度的裝置以及使用該裝置處理襯底硅片的方法。
背景技術(shù)：
隨著晶體管特征尺寸越做越小，光刻膠圖形和襯底表面的接觸面也越來越小，對光刻膠膜和襯底表面粘合均勻度提出了更高的要求。只有不斷提高光刻膠膜和襯底表面粘合均勻度，才能保證好的產(chǎn)品良率。集成電路生產(chǎn)工藝中的光學(xué)光刻技術(shù)是通過對涂布在襯底表面的光刻膠曝光和顯影獲得制造晶體管器件的結(jié)構(gòu)圖形。光刻膠通常是由有機(jī)高分子材料組成，其材料具有疏水特性。含硅襯底表面在接觸水或環(huán)境濕氣后會形成親水性表面。由于兩者之間具有親水和疏水屬性性質(zhì)相反的基團(tuán)，而不能很好地粘合在一起，從而會導(dǎo)致光刻膠圖形傾倒或脫離襯底表面的情況。當(dāng)光刻膠膜與襯底表面粘合度不夠時，曝光和顯影后的光刻膠圖形會發(fā)生傾倒， 嚴(yán)重時會發(fā)生光刻膠圖形從襯底表面脫離。當(dāng)光刻膠膜與襯底表面粘合度均勻度不夠好時，在硅片的局部區(qū)域會發(fā)生光刻膠圖形傾倒或從襯底表面脫離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置，使用裝置腔體內(nèi)所含的多個噴頭對襯底硅片表面進(jìn)行粘合性改性處理。通過改善襯底硅片表面粘合性的均勻度，有效地提高光刻膠膜與襯底表面之間的粘合均勻度。為了實現(xiàn)上述目的提供一種提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置，包括反應(yīng)室，在反應(yīng)室上方設(shè)有改性劑的主噴嘴，在反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有用于噴射改性劑的可以調(diào)節(jié)位置和噴嘴方向的輔助噴嘴，所述主噴嘴正下方設(shè)有放置襯底硅片的加熱臺，所述反應(yīng)室底部設(shè)有排氣口。在上述提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置中，所述主噴嘴設(shè)置在反應(yīng)室頂部正中央位置。在上述提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置中，所述輔助噴嘴在側(cè)壁上相等間隔設(shè)置。在上述提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置中，所述主噴嘴和輔助噴嘴為可調(diào)節(jié)噴嘴。在上述提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置中，所述主噴嘴和輔助噴嘴的進(jìn)料口處設(shè)有流量控制器。本發(fā)明另外一個目的在于使用上述所提供提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置對襯底硅片進(jìn)行處理以達(dá)到提高光刻膠膜與襯底表面之間的粘合均勻度效果。
為了實現(xiàn)上述目的，一種使用上述裝置處理襯底硅片的方法，包括以下步驟將襯底硅片置于反應(yīng)室的加熱臺上，在加熱臺對襯底硅片加熱的同時，通過主噴嘴和輔助噴嘴將能提供疏水基團(tuán)的改性劑噴射在反應(yīng)室中的襯底硅片的表面上；以提供具有疏水基團(tuán)的改性劑與襯底硅片表面的親水基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)后，取出反應(yīng)室內(nèi)的硅片待后處理。在整個對襯底硅片的過程中，改性劑選用三甲基硅醇。同樣，改性劑也可以選用六甲基二硅胺烷，六甲基二硅胺烷接觸與空氣接觸會分解成三甲基硅醇。本發(fā)明提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合度的裝置，在反應(yīng)室內(nèi)安裝多個可調(diào)節(jié)的噴頭，可以將粘度改性劑充分、均勻得覆蓋在整個襯底硅片表面。利用粘度改性劑，改善襯底硅片表面粘合性的均勻度，有效地提高光刻膠膜與襯底表面的粘合度。


圖1是本發(fā)明提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中采用六甲基二硅胺烷作為改性劑反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。
具體實施例方式本發(fā)明提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度裝置，包括反應(yīng)室。在反應(yīng)室上方設(shè)有改性劑的主噴嘴，在反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有用于噴射改性劑的可以調(diào)節(jié)位置和噴嘴方向的輔助噴嘴，主噴嘴正下方設(shè)有放置襯底硅片的加熱臺，反應(yīng)室底部設(shè)有排氣口。在反應(yīng)室內(nèi)安裝多個可調(diào)節(jié)的噴頭，通過這些噴嘴將能夠提供疏水基團(tuán)的改性劑均勻的噴射到襯底硅片的表面。由于常見光刻膠是由有機(jī)高分子材料組成，其材料特性是疏水性的。含硅襯底的表面在接觸水或環(huán)境濕氣后會形成親水性表面，與有機(jī)高分子材料不能很好地粘合，會出現(xiàn)光刻膠圖形傾倒或脫離襯底表面的情況。本發(fā)明對親水性的襯底表面進(jìn)行處理，使親水性變?yōu)槭杷缘谋砻?。下面對本發(fā)明做進(jìn)行詳細(xì)描述，以使更好的理解本發(fā)明創(chuàng)造，但下述描述并不限制本發(fā)明的范圍。實施例1
在提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置內(nèi)設(shè)有反應(yīng)室，在反應(yīng)室的上方設(shè)有主噴嘴1，大部分的三甲基硅醇通過該口進(jìn)入反應(yīng)室。主噴嘴1設(shè)置在反應(yīng)室頂部正中央位置，主噴嘴1正下方設(shè)有加熱臺4。在反應(yīng)室的側(cè)壁上設(shè)有輔助噴嘴21、22，小部分三甲基硅醇通過輔助噴嘴21、22進(jìn)入反應(yīng)室中，可以使得襯底硅片3邊緣部分也接觸到三甲基硅醇。主噴嘴1和輔助噴嘴21、22有調(diào)節(jié)角度的功能，可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)噴嘴噴射的角度。在主噴嘴1和輔助噴嘴21、22設(shè)置有流量控制器，用于控制進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)三甲基硅醇的進(jìn)量。在反應(yīng)室底部設(shè)有排氣口 51、52，反應(yīng)生成的氣體以及反應(yīng)中的已反應(yīng)及未反應(yīng)溶液從過該孔離開反應(yīng)室。當(dāng)需要對襯底硅片3表面進(jìn)行處理時，將襯底硅片3放在反應(yīng)室中的加熱臺4上。 加熱臺4對襯底硅片3開始加熱，同時三甲基硅醇通過主噴嘴1和輔助噴嘴21、22進(jìn)入反應(yīng)室中，均勻地散布在襯底硅片2的表面，使三甲基硅烷基在襯底硅片3表面均勻地發(fā)生置換反應(yīng)。待反應(yīng)結(jié)束后，取出反應(yīng)室中的襯底硅片3。將襯底硅片3放入光刻膠旋涂腔體，對襯底硅片3進(jìn)行旋涂光刻膠，即在襯底硅片3上形成粘合均勻的光刻膠膜。在襯底硅片3上形成的光刻膠膜與襯底硅片3有著很好粘合性，并且光刻膠膜的厚度均勻。實施例2
由于三甲基硅醇-Si—OH鍵中的羥基不穩(wěn)定，容易發(fā)生醚化反應(yīng)，因本實施例中，采用六甲基二硅胺烷作為改性劑。利用六甲基二硅胺烷(Hexamethyl disilylamine，HMDS)與空氣接觸會分解成三甲基硅醇。用接觸空氣生成的產(chǎn)物與親水性襯底硅片接觸形成疏水形襯底硅片，從而達(dá)到改變襯底硅片表面粘合性目的，經(jīng)過處理后的襯底表面可以和光刻膠膜形成良好的粘合效果。六甲基二硅胺烷與襯底硅片反應(yīng)機(jī)理如圖2所示。具體操作方法參照實施例1所述方法實施。以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置，包括反應(yīng)室，其特征在于，在反應(yīng)室上方設(shè)有改性劑的主噴嘴，在反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有用于噴射改性劑的可以調(diào)節(jié)位置和噴嘴方向的輔助噴嘴，所述主噴嘴正下方設(shè)有放置襯底硅片的加熱臺，所述反應(yīng)室底部設(shè)有排氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主噴嘴設(shè)置在反應(yīng)室頂部正中央位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輔助噴嘴在側(cè)壁上相等間隔設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主噴嘴和輔助噴嘴為角度可調(diào)節(jié)噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主噴嘴和輔助噴嘴的進(jìn)料口處設(shè)有流量控制器。
6.一種使用權(quán)利要求1所述裝置處理襯底硅片的方法，其特征在于，包括以下步驟 將襯底硅片置于反應(yīng)室的加熱臺上，在加熱臺對襯底硅片加熱的同時，通過主噴嘴和輔助噴嘴將能提供疏水基團(tuán)的改性劑噴射在反應(yīng)室中的襯底硅片的表面上；以提供具有疏水基團(tuán)的改性劑與襯底硅片表面的親水基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)后，取出反應(yīng)室內(nèi)的硅片待后處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述提供疏水基團(tuán)的改性劑為三甲基硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述提供疏水基團(tuán)的改性劑為六甲基二硅胺烷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高光刻膠膜與襯底表面粘合均勻度的裝置，包括反應(yīng)室，其特征在于，在反應(yīng)室上方設(shè)有改性劑的主噴嘴，在反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有用于噴射改性劑的可以調(diào)節(jié)位置和噴嘴方向的輔助噴嘴，所述主噴嘴正下方設(shè)有放置襯底硅片的加熱臺，所述反應(yīng)室底部設(shè)有排氣口。本發(fā)明提供的提高光刻膠膜與襯底表面粘合度的裝置，在反應(yīng)室內(nèi)安裝多個可調(diào)節(jié)的噴頭，可以將粘度改性劑充分、均勻得覆蓋在整個襯底硅片表面。利用粘度改性劑，改善襯底硅片表面粘合性的均勻度，有效地提高光刻膠膜與襯底表面的粘合度。
文檔編號B05C5/00GK102430495SQ20111020642
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者戴韞青, 毛智彪, 王劍 申請人:上海華力微電子有限公司