[发明专利]用于流体分配和覆盖控制的系统和方法

说明书

本文的技术包括用于在实时覆盖控制和去除控制下在衬底上分配液体的系统和方法。技术还包含对分配系统的质量控制。系统和方法使得能够视觉检查在衬底的表面上的液体进展。这包括捕获和/或检查给定液体在衬底的工作表面上的移动的频闪图像，以及然后生成反馈数据以用于修改对应的分配。分配可以通过增大/减小分配速率和增大/减小衬底的旋转速度来修改。反馈可以通过对实时进展进行自动和/或手动分析并且对图像的集合进行后处理分析来生成。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月15日提交的名称为“System and Method for FluidDispense and Coverage Control[用于流体分配和覆盖控制的系统和方法]”的美国临时专利申请号62/617,345的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用以其全文结合在此。

背景技术

本披露涉及半导体制造，并且具体地涉及在衬底上分配材料。

半导体制造包括涉及在衬底上沉积液体或流体的多个处理步骤。这些处理步骤除其他外还包括：涂覆晶片、显影潜在图案、在晶片上蚀刻材料、以及清洁/冲洗晶片。

在常规微细加工过程中，将诸如光刻胶等光敏材料的薄层涂覆在衬底的工作表面(上表面)上。随后，经由光刻法对光敏材料进行图案化来限定掩模图案，通过将被图案化的抗蚀剂用作蚀刻掩膜进行蚀刻将该掩模图案转移到底层。光敏材料的图案化通常涉及涂覆步骤、曝光步骤和显影步骤。衬底的工作表面涂覆有光敏材料薄膜。使用例如微光刻系统，将该光敏材料薄膜通过光罩(和相关的光学器件)曝光于辐射源。图案化的曝光之后是显影过程，在该显影过程期间，使用显影溶剂来去除光敏材料的可溶性区域。取决于所使用的光刻胶和显影剂的色调，可溶性区域可以是辐照区域或非辐照区域。

在涂覆过程期间，将衬底定位在衬底固持器上并以高速旋转，同时在该衬底的上表面上分配抗蚀剂溶液。高转速可以是数千或数万的每分钟转数(rpm)。例如，当抗蚀剂溶液被分配在衬底的中央时，由于衬底旋转所施加的离心力，抗蚀剂溶液会在衬底上径向地扩散。湿法蚀刻和清洁工艺可以类似地执行。在显影过程中，在高速旋转的衬底上沉积溶剂显影剂。溶剂显影剂会溶解光刻胶的可溶性部分，并且然后由于离心力，显影剂和已溶解的光刻胶会在衬底上被径向地去除。湿法蚀刻过程、清洁过程和冲洗过程与显影过程类似地执行，其中液体被沉积在旋转的晶片上并且通过离心力被去除，从而清除或除去特定的材料或残留物。

发明内容

在给定分配过程(诸如，涂覆、显影、蚀刻、清洁等)期间，通常要分配的材料比完成给定过程所需的材料更多。换句话说，替代分配针对给定过程的最小量的液体，会分配过剩的材料。例如，在用光刻胶涂覆衬底的情况下，通常会沉积过剩的光刻胶以确保衬底的整个表面被完全涂覆或覆盖。存在影响实现完全覆盖所需的光刻胶的量的多种因素。为了考虑影响完全覆盖的变量，会沉积一定附加量(被称为“安全库存”)只为确保完全覆盖。此安全库存可以比完全覆盖所需的最小体积大从2倍到10倍范围内。

如可以理解的，所使用的额外安全库存表示所浪费的材料。所分配的这种额外材料可能会对环境造成影响，因为各种化学物质在离开衬底边缘后需要被正确处理和安排。将所使用的液体减少到完全覆盖(或完全显影、清洁等)所需的最小量可以使得减少对环境的影响，并且因此为制造商所期望的。某些旋转沉积的化学物质可能在经济上也很昂贵，并且因此减少每次操作所分配的材料的量可以降低材料成本，这也可以具有一些有益效用。