涂布裝置和涂布方法
【專(zhuān)利摘要】一種涂布裝置和涂布方法，其中，所述涂布裝置包括：基臺(tái)；掩模板載物臺(tái)，位于基臺(tái)上，用于裝載圓筒形掩模板，使圓筒形掩模板水平放置，并使其繞的中心軸旋轉(zhuǎn)；光刻膠噴頭，用于從圓筒形掩模板的側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光刻膠；夾持單元，位于掩模板載物臺(tái)一側(cè)，用于夾持輔助滾筒，使所述輔助滾筒水平放置，并使其繞的中心軸旋轉(zhuǎn)；其中，當(dāng)水平放置的輔助滾筒表面貼近水平放置的圓筒形掩模板表面，光刻膠噴頭從側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光刻膠時(shí)，同時(shí)圓筒形掩模板繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒也繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒擠壓圓筒形掩模板和輔助滾筒之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形掩模板表面。在圓筒形掩模板上形成厚度均勻的光刻膠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】涂布裝置和涂布方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種涂布裝置和涂布方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 光刻作為半導(dǎo)體制造過(guò)程中的一道非常重要的工序，它是將掩模板上的圖形通過(guò) 曝光轉(zhuǎn)移到晶圓上的工藝過(guò)程，被認(rèn)為是大規(guī)模集成電路制造中的核心步驟。半導(dǎo)體制造 中一系列復(fù)雜而耗時(shí)的光刻工藝主要是由相應(yīng)的曝光機(jī)來(lái)完成。而光刻技術(shù)的發(fā)展或者說(shuō) 曝光機(jī)技術(shù)的進(jìn)步主要是圍繞著線(xiàn)寬、套刻（overlay)精度和產(chǎn)量這三大指標(biāo)展開(kāi)的。
[0003] 在半導(dǎo)體制作中，曝光過(guò)程主要包括三大步驟：更換載物臺(tái)（stage)上晶圓的步 驟；對(duì)載物臺(tái)上的晶圓進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的步驟；將掩模板上的圖案轉(zhuǎn)移到晶圓上的步驟。上述三 個(gè)步驟依次反復(fù)的在同一個(gè)載物臺(tái)上進(jìn)行。
[0004] 光刻作為半導(dǎo)體制作流程中一個(gè)關(guān)鍵的步驟，因此現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中如何提高曝光裝置 的產(chǎn)量是一個(gè)很重要的課題。
[0005] 近年來(lái)，為了進(jìn)一步提高曝光裝置的產(chǎn)量，出現(xiàn)了各種具有雙載物臺(tái)的曝光裝置， 即對(duì)一個(gè)載物臺(tái)上的晶圓進(jìn)行曝光時(shí)，對(duì)另外一個(gè)載物臺(tái)上的晶圓進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，從而減少晶 圓的等待時(shí)間，提1? 了曝光效率。
[0006] 另外一種比較先進(jìn)的曝光系統(tǒng)是圓筒形掩模板系統(tǒng)，包括：基臺(tái)；晶圓載物臺(tái)組， 用于裝載晶圓，位于基臺(tái)上，所述晶圓載物臺(tái)組包括若干晶圓載物臺(tái)，若干晶圓載物臺(tái)依次 在基臺(tái)上的第一位置和第二位置之間循環(huán)移動(dòng)；對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)單元，位于基臺(tái)的第一位置上方， 用于檢測(cè)位于第一位置的晶圓載物臺(tái)上的基準(zhǔn)標(biāo)記，以及該晶圓載物臺(tái)上的晶圓上的對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記，進(jìn)行晶圓的對(duì)準(zhǔn)；掩膜板載物臺(tái)，位于基臺(tái)的第二位置上方，用于裝載圓筒形掩膜板， 并使所述圓筒形掩膜板繞掩膜板載物臺(tái)的中心軸旋轉(zhuǎn)，所述圓筒形掩模板為中空的圓柱， 所述圓筒形掩模板包括位于中間的圖像區(qū)域和位于圖像區(qū)域的兩邊的非圖像區(qū)域；曝光光 源，位于圓筒形掩模板的中空區(qū)域，用于發(fā)射曝光光線(xiàn)照射圓筒形掩模板的圖像區(qū)域；光學(xué) 投影單元，位于掩膜板載物臺(tái)和基臺(tái)之間，將透過(guò)圓筒形掩膜板的圖像區(qū)域的光投射到晶 圓載物臺(tái)上晶圓的曝光區(qū)；其中，當(dāng)晶圓載物臺(tái)從第一位置移動(dòng)到第二位置，然后沿掃描方 向的單方向掃描時(shí)，圓筒形掩膜板繞掩膜板載物臺(tái)的中心軸旋轉(zhuǎn)，透過(guò)圓筒形掩膜板的圖 像區(qū)域光投射到晶圓載物臺(tái)上的晶圓上，對(duì)晶圓上的沿掃描方向排列的某一列曝光區(qū)進(jìn)行 曝光。
[0007] 圓筒形掩模板的圖像區(qū)域包括不透光區(qū)域和透光區(qū)域，不透光區(qū)域和透光區(qū)域構(gòu) 成掩膜圖形，當(dāng)曝光光源照射圓筒形掩模板的圖像區(qū)域時(shí)，透過(guò)透光區(qū)域的光照射在晶圓 上的光刻膠層中，在光刻膠層中形成于掩膜圖形對(duì)應(yīng)的光刻膠圖形。
[0008] 圖像區(qū)域的不透光區(qū)域一般通過(guò)在圖像區(qū)域上形成不透光的材料層，然后對(duì)不透 光的材料層進(jìn)行刻蝕形成。而對(duì)不透光的材料層刻蝕時(shí)需要在不透光的材料層上形成光刻 膠掩膜，但是如何在圓筒形掩模板上形成厚度均勻的光刻膠層，仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明解決的問(wèn)題是如何在圓筒形掩模板表面形成厚度均勻的光刻膠。
[0010] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種涂布裝置，包括：基臺(tái)；掩模板載物臺(tái)，位于基 臺(tái)上，用于裝載圓筒形掩模板，使圓筒形掩模板水平放置，并使圓筒形掩模板繞圓筒形掩模 板的中心軸旋轉(zhuǎn)；光刻膠噴頭，用于從圓筒形掩模板的側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光 刻膠；夾持單元，位于掩模板載物臺(tái)一側(cè)，用于夾持輔助滾筒，使所述輔助滾筒水平放置，并 使所述輔助滾筒繞輔助滾筒的中心軸旋轉(zhuǎn)；其中，當(dāng)水平放置的輔助滾筒表面貼近水平放 置的圓筒形掩模板表面，光刻膠噴頭從側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光刻膠時(shí)時(shí)，圓筒 形掩模板繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)輔助滾筒也繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒擠壓圓筒形掩模板和輔 助滾筒之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形掩模板表面。
[0011] 可選的，所述輔助滾筒的表面為親水表面，圓筒形掩模板的表面為斥水表面。
[0012] 可選的，所述輔助滾筒的直徑小于、大于或等于圓筒形掩模板的長(zhǎng)度，輔助滾筒的 長(zhǎng)度等于圓筒形掩模板的長(zhǎng)度。
[0013] 可選的，所述輔助滾筒的材料為石英。
[0014] 可選的，當(dāng)水平放置的輔助滾筒表面貼近水平放置的圓筒形掩模板表面時(shí)，輔助 滾筒表面與圓筒形掩模板表面的距離是50?5000納米。
[0015] 可選的，還包括：輻射加熱單元，所述輻射加熱單元用于對(duì)輔助滾筒擠壓前的光刻 膠進(jìn)行加熱。
[0016] 可選的，所述輻射加熱單元包括輻射光源，輻射光源為紅外輻射光源。
[0017] 可選的，輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板表面時(shí)，輔助滾筒的中軸線(xiàn)與圓筒形掩 模板的中軸線(xiàn)相互平行，并且位于與基臺(tái)平行的一個(gè)平面內(nèi)。
[0018] 可選的，還包括：第一位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)輔助滾筒的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng) 信息。
[0019] 可選的，還包括：第二位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)圓筒形掩模板的中心軸位移信息和 轉(zhuǎn)動(dòng)信息。
[0020] 可選的，所述第一位置檢測(cè)單元和第二位置檢測(cè)單元包括光干涉計(jì)。
[0021] 本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種涂布裝置的涂布方法，包括：掩模板載物臺(tái)裝載圓 筒形掩模板，使圓筒形掩模板水平放置；夾持單元使輔助滾筒水平放置，并使輔助滾筒表面 貼近圓筒形掩模板表面；光刻膠噴頭從圓筒形掩模板的貼近輔助滾筒一側(cè)的側(cè)上方向圓筒 形掩模板表面噴灑光刻膠；輔助滾筒和圓筒形掩模板同時(shí)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒擠壓圓 筒形掩模板和輔助滾筒之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形掩模板表面。
[0022] 可選的，當(dāng)輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板表面時(shí)，輔助滾筒表面與圓筒形掩模 板表面的距離是50?5000納米。
[0023] 可選的，還包括：輔助滾筒擠壓光刻膠之前，對(duì)圓筒形掩模板表面的光刻膠進(jìn)行加 熱。
[0024] 可選的，所述加熱的溫度為80?150攝氏度。
[0025] 可選的，輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板表面時(shí)，輔助滾筒的中軸線(xiàn)與圓筒形掩 模板的中軸線(xiàn)相互平行，并且位于與基臺(tái)平行的一個(gè)平面內(nèi)。
[0026] 可選的，所述輔助滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)的表面線(xiàn)速度和所述圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn)時(shí)的表面線(xiàn) 速度相等。
[0027] 可選的，所述輔助滾筒和圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)至少大于一圈。
[0028] 可選的，所述圓筒形掩模板表面包括圖像區(qū)域和位于圖像區(qū)域兩邊的非圖像區(qū) 域，在圓筒形掩模板上形成光刻膠層后，采用紫外線(xiàn)對(duì)非圖像區(qū)域的光刻膠進(jìn)行曝光，然后 采用顯影工藝去除非圖像區(qū)域的光刻膠。
[0029] 可選的，所述光刻膠噴頭噴灑光刻膠的時(shí)間等于圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0031] 本發(fā)明的涂布裝置具有輔助滾筒，當(dāng)水平放置的輔助滾筒表面貼近水平放置的圓 筒形掩模板表面時(shí)，光刻膠噴頭從側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光刻膠時(shí)，同時(shí)圓筒形 掩模板繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒也繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒擠壓圓筒形掩模板和輔助滾筒 之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形掩模板表面。通過(guò)本發(fā)明的涂布裝置能在圓筒形掩 模板表面形成厚度較為均勻性的光刻膠。
[0032] 進(jìn)一步，輔助滾筒的表面為親水表面(或疏油表面)，當(dāng)輔助滾筒擠壓圓筒形掩模 板和輔助滾筒之間的光刻膠時(shí)，輔助滾筒對(duì)光刻膠的黏附力很小，防止圓筒形掩模板和輔 助滾筒之間的光刻膠黏附在輔助滾筒表面，相應(yīng)的所述筒形掩模板表面為斥水表面(或者 親油表面)，使得圓筒形掩模板表面具有很強(qiáng)的光刻膠黏附性，輔助滾筒表面的對(duì)光刻膠的 黏附力很小，圓筒形掩模板表面對(duì)光刻膠的黏附力較大，從而能夠使圓筒形掩模板和輔助 滾筒之間的光刻膠在輔助滾筒的擠壓下能均勻的涂覆在圓筒形掩模板表面。
[0033] 進(jìn)一步，所述涂布裝置包括第一位置檢測(cè)單元和第二位置檢測(cè)單元，第一位置檢 測(cè)單元檢測(cè)輔助滾筒的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，第二位置檢測(cè)單元檢測(cè)圓筒形掩模板 的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，從而可以精確的獲得輔助滾筒表面與圓筒形掩模板表面之 間的距離，以較精確的控制圓筒形掩模板上涂覆的光刻膠的厚度。
[0034] 本發(fā)明的涂布方法，先使圓筒形掩模板水平放置，然后使輔助滾筒水平放置，并使 輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板表面；接著，光刻膠噴頭從圓筒形掩模板的貼近輔助滾筒 一側(cè)的側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光刻膠；然后，輔助滾筒和圓筒形掩模板同時(shí)繞中 心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒擠壓圓筒形掩模板和輔助滾筒之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形 掩模板表面。
[0035] 進(jìn)一步，輔助滾筒擠壓光刻膠之前，輻射加熱單元對(duì)圓筒形掩模板表面的光刻膠 進(jìn)行加熱，蒸發(fā)光刻膠中的部分溶劑，以增加光刻膠的黏度，所述加熱的溫度為80?150攝 氏度，既使擠壓前的光刻膠的黏度增大，又使擠壓前的光刻膠層硬度不會(huì)太大，防止光刻膠 在擠壓后的變形或碎裂。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1?圖2為本發(fā)明實(shí)施例涂布裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖3?圖7為本發(fā)明實(shí)施例涂布過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 如【背景技術(shù)】所言，現(xiàn)有技術(shù)在圓筒形掩模板上形成厚度均勻的光刻膠層仍面臨巨 大的挑戰(zhàn)。
[0039] 本發(fā)明提供了一種涂布裝置和涂布方法，能在圓筒形掩模板的表面形成厚度均勻 的光刻膠層。
[0040] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，示意圖會(huì)不依一般比例 作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，在實(shí)際 制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0041] 圖1?圖2為本發(fā)明實(shí)施例涂布裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3?圖7為本發(fā)明實(shí)施例 涂布過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 參考圖1和圖2,圖2為圖1沿切割線(xiàn)AB方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述涂布裝置包 括：
[0043] 基臺(tái)（圖中未示出）；
[0044] 掩模板載物臺(tái)201，位于基臺(tái)上，用于裝載圓筒形掩模板202,使圓筒形掩模板202 水平放置（圓筒形掩模板202的中軸線(xiàn)平行xy平面)，并使圓筒形掩模板202繞圓筒形掩模 板202的中心軸(或中軸線(xiàn)）旋轉(zhuǎn)；
[0045] 光刻膠噴頭205,用于從圓筒形掩模板202的側(cè)上方向圓筒形掩模板202表面噴灑 光刻膠；
[0046] 夾持單元（圖中未示出），位于基臺(tái)上，且位于掩模板載物臺(tái)201 -側(cè)，用于夾持輔 助滾筒203,使所述輔助滾筒203水平放置，并使所述輔助滾筒203繞輔助滾筒203的中心 軸(或中軸線(xiàn)）旋轉(zhuǎn)；
[0047] 其中，當(dāng)水平放置的輔助滾筒203表面貼近水平放置的圓筒形掩模板202表面，光 刻膠噴頭205從側(cè)上方向圓筒形掩模板202表面噴灑光刻膠時(shí)，圓筒形掩模板202繞中心 軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)輔助滾筒203也繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒203擠壓圓筒形掩模板202和輔助滾 筒203之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形掩模板202表面。
[0048] 具體的，所述輔助滾筒203為中空的圓柱，輔助滾筒203的表面為親水表面(或疏 油表面)，當(dāng)輔助滾筒203擠壓圓筒形掩模板202和輔助滾筒203之間的光刻膠時(shí)，輔助滾 筒203對(duì)光刻膠的黏附力很小，防止圓筒形掩模板202和輔助滾筒203之間的光刻膠黏附 在輔助滾筒203表面，相應(yīng)的所述筒形掩模板202表面為斥水表面(或者親油表面)，使得圓 筒形掩模板202表面具有很強(qiáng)的光刻膠黏附性，輔助滾筒203表面的對(duì)光刻膠的黏附力很 小，圓筒形掩模板202表面對(duì)光刻膠的黏附力較大，使得圓筒形掩模板202和輔助滾筒203 之間的光刻膠在輔助滾筒203的擠壓下能均勻的涂覆在圓筒形掩模板202表面。
[0049] 所述輔助滾筒203的材料為石英，通過(guò)將輔助滾筒203的表面加工成光滑表面，使 輔助滾筒203的表面具有親水性能(或疏油性能)。所述輔助滾筒203表面的粗糙度Ra小 于〇. 1微米，使輔助滾筒203表面的對(duì)光刻膠的黏附力最小。所述輔助滾筒203的材料還 可以為其他合適的材料或者跟現(xiàn)有掩模板的材料相同。
[0050] 在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以在所述輔助滾筒203的表面形成一層親水材料 層(或者疏油材料層)，以使輔助滾筒203具有親水性能(或疏油性能)。
[0051] 所述圓筒形掩模板202為中空的圓柱，圓筒形掩模板202的表面包括位于中間的 圖像區(qū)域41和位于圖像區(qū)域41兩邊的非圖像區(qū)域42,所述圖像區(qū)域41上后續(xù)形成有掩 膜圖形，曝光系統(tǒng)中的曝光光源照射圖像區(qū)域41，將圖像區(qū)域41的掩膜圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠 中，所述非圖像區(qū)域42位于圖像區(qū)域41的兩邊，以方便掩模板載物臺(tái)201通過(guò)非圖像區(qū)域 42夾持(裝載）圓筒形掩模板202,而不會(huì)對(duì)圓筒形掩模板202的圖像區(qū)域41造成機(jī)械損 傷。
[0052] 圓筒形掩模板202的表面為斥水表面(或者親油表面)，在進(jìn)行涂布之前，可以采用 六甲基二硅胺（HMDS)氣體對(duì)所述圓筒形掩模板206的表面進(jìn)行熱處理以形成斥水表面(或 者親油表面)。
[0053] 所述掩模板載物臺(tái)201包括第一懸臂21和第二懸臂22,第二懸臂22的一側(cè)固定 有軸柄（圖中未標(biāo)示);軸柄上具有第一軸承和第二軸承（圖中未標(biāo)示)，第一軸承位于軸柄上 靠近第二懸臂22的一端，第二軸承位于軸柄上遠(yuǎn)離第二懸臂22的另一端，所述第一軸承和 第二軸承均包括軸承外圈、軸承內(nèi)圈和位于軸承外圈和軸承內(nèi)圈之間的滾動(dòng)體，第一軸承 和第二軸承的軸承內(nèi)圈固定于軸柄上；圓筒形掩模板202在傳送手臂的傳送下套在第一軸 承和第二軸承的軸承外圈上，圓筒形掩模202的非圖像區(qū)域42的內(nèi)表面與第一軸承和第二 軸承的軸承外圈相接觸，完成圓筒形掩模板202的裝載。圓筒形掩模202裝載完成后，當(dāng)?shù)?一軸承和第二軸承繞軸柄旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓筒形掩模板202也一起繞軸柄(或者圓筒形掩模板的 中心軸)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例中，所述第一懸臂21為可移動(dòng)懸臂，在裝載之前，第一懸臂21從與 軸柄相卡合的一端脫離，圓筒形掩模202在傳送手臂的傳送下套在第一軸承和第二軸承上 之后，第一懸臂21向軸柄方向移動(dòng)，使第二懸臂21的一端與軸柄的一端重新卡合。
[0054] 在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述第一軸承和第二軸承還可以為電磁軸承，電磁軸 承包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈和位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的線(xiàn)圈，可以通過(guò)調(diào)整線(xiàn)圈中 的電流分布來(lái)精密調(diào)整軸承外圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0055] 掩模板載物臺(tái)201包括第一驅(qū)動(dòng)單元，在第一驅(qū)動(dòng)單元的作用下，所述圓筒形掩 模202可以沿X軸、y軸、z軸方向運(yùn)動(dòng)，并可以繞圓筒形掩模202的中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0056] 所述加持單元包括第二驅(qū)動(dòng)單元，在第二驅(qū)動(dòng)單元的作用下，所述輔助滾筒203 可以沿X軸、y軸、z軸方向運(yùn)動(dòng)，并可以繞輔助滾筒203的中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0057] 所述輔助滾筒203的直徑小于、大于或等于圓筒形掩模板202的直徑，輔助滾筒 203的長(zhǎng)度等于圓筒形掩模板202的長(zhǎng)度，使得輔助滾筒203能完全的擠壓輔助滾筒203和 圓筒形掩模板202之間光刻膠，從而使的光刻膠能均勻的覆蓋圓筒形掩模板202的整個(gè)表 面。
[0058] 所述光刻膠噴頭205位于圓筒形掩模板202的側(cè)上方(側(cè)上方是指圓筒形掩模板 202與輔助滾筒203貼近一側(cè)的上方)，所述光刻膠噴頭205可以為多個(gè)，多個(gè)噴頭成行分 布，噴頭的分布方向平行于圓筒形掩模板202的中心軸，噴頭的分布寬度等于或略小于圓 筒形掩模板202的寬度(沿X軸方向的尺寸)，使得光刻膠噴頭205噴灑的光刻膠能覆蓋圓 筒形掩模板202的表面。所述光刻膠噴頭205也可以為一個(gè)，光刻膠噴頭的開(kāi)口為矩形，矩 形的寬度等于或略小于圓筒形掩模板202的寬度。
[0059] 所述涂布裝置還包括輻射加熱單元204,所述輻射加熱單元204用于對(duì)輔助滾筒 203擠壓前的光刻膠進(jìn)行加熱，以蒸發(fā)光刻膠中的部分溶劑，提高光刻膠的粘稠度。
[0060] 所述輻射加熱單元204包括輻射光源，輻射光源發(fā)射的光匯聚于圓筒形掩模板 202上的在擠壓前形成的光刻膠層中。所述輻射光源為紅外輻射光源，紅外輻射光源發(fā)出的 光的波長(zhǎng)遠(yuǎn)離光刻膠曝光光源波長(zhǎng)，防止加熱的過(guò)程中改變光刻膠的特性，所述輻射光源 為線(xiàn)狀光源，線(xiàn)狀光源與圓筒形掩模板202的中心軸平行，并且線(xiàn)狀光源的長(zhǎng)度大于等于 圓筒形掩模板202的圖像區(qū)域41的寬度，線(xiàn)狀的輻射光源發(fā)射的光呈直線(xiàn)的匯聚于圓筒形 掩模板202上的在擠壓前形成的光刻膠層中，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的對(duì)擠壓前的光刻膠的均勻加 熱，使得圓筒形掩模板202上的在擠壓前的形成的光刻膠的黏度分布均勻，使擠壓后的光 刻膠的厚度能均勻性較佳。
[0061] 在進(jìn)行光刻膠的涂布之前，水平放置的輔助滾筒203表面需要貼近水平放置的圓 筒形掩模板202表面時(shí)，輔助滾筒203的中軸線(xiàn)與圓筒形掩模板202的中軸線(xiàn)相互平行， 并且位于與基臺(tái)平行的一個(gè)平面內(nèi)，輔助滾筒203表面與圓筒形掩模板202表面的距離是 50?5000納米，輔助滾筒203表面與圓筒形掩模板表面的距離限定了圓筒形掩模板202上 形成的光刻膠層的厚度。需要說(shuō)明的是輔助滾筒203表面與圓筒形掩模板202表面的距離 滿(mǎn)足現(xiàn)有的先進(jìn)制造工藝對(duì)光刻膠厚度的要求。
[0062] 所述涂布裝置還包括第一位置檢測(cè)單元（圖中未示出），第一位置檢測(cè)單元用于檢 測(cè)輔助滾筒203的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，所述輔助滾筒203的中心軸位移信息包括 輔助滾筒203在X軸、y軸和z軸方向的位移。
[0063] 所述涂布裝置還包括第二位置檢測(cè)單元（圖中未示出），第二位置檢測(cè)單元用于檢 測(cè)圓筒形掩模板202的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，所述圓筒形掩模板202的中心軸位移 信息包括圓筒形掩模板202在X軸、y軸和z軸方向的位移。通過(guò)第一位置檢測(cè)單元檢測(cè) 輔助滾筒203的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，第二位置檢測(cè)單元檢測(cè)圓筒形掩模板202的 中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，從而可以精確的獲得輔助滾筒203表面與圓筒形掩模板202 表面之間的距離，以較精確的控制圓筒形掩模板202上涂覆的光刻膠的厚度。并且，本發(fā)明 實(shí)施例的涂布裝置在涂布的過(guò)程中，第一位置檢測(cè)單元和第二位置檢測(cè)單元可以進(jìn)行實(shí)時(shí) 的通信，當(dāng)輔助滾筒203和圓筒形掩模板202之間的距離出現(xiàn)偏差時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輔助滾 筒203和/或圓筒形掩模板202的位置，使得輔助滾筒203和圓筒形掩模板202之間的距 離處于設(shè)定距離。
[0064] 所述第一位置檢測(cè)單元和第二位置檢測(cè)單元包括光干涉計(jì)，光干涉計(jì)是利用干涉 原理測(cè)量光程之差從而測(cè)定位移的光學(xué)儀器，光干涉計(jì)的光源發(fā)出的光，由分光鏡分為兩 路，并分別從固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)會(huì)合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋，當(dāng)可動(dòng) 反射鏡移動(dòng)時(shí)，固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)的兩反射光的光程差發(fā)生變化，兩反射 光會(huì)合到分光鏡上的干涉條紋的光強(qiáng)產(chǎn)生變化，干涉條紋的光強(qiáng)變化由光干涉計(jì)的接受器 中的光電轉(zhuǎn)換元件和電子線(xiàn)路等轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，經(jīng)整形、放大后輸入可逆計(jì)數(shù)器計(jì)算 出總脈沖數(shù)，再由電子計(jì)算機(jī)精確的計(jì)算出可動(dòng)反射鏡的位移量。光干涉計(jì)的固定反射 鏡設(shè)置于固定的基座上，光干涉計(jì)的反射鏡設(shè)置于運(yùn)動(dòng)部件上(加持單元或掩模板載物臺(tái) 201)。當(dāng)需要測(cè)量多個(gè)方向的位移時(shí)，相應(yīng)的需要多個(gè)光干涉計(jì)，本實(shí)施例中，所述第一位 置檢測(cè)單元和第二位置檢測(cè)單元分別至少包括三個(gè)光干涉計(jì)。
[0065] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用上述涂布裝置的進(jìn)行涂布的方法。
[0066] 參考圖3,掩模板載物臺(tái)裝載圓筒形掩模板202,并使圓筒形掩模板水平放置；夾 持單元使輔助滾筒203水平放置，并使輔助滾筒203表面貼近圓筒形掩模板202表面。 [0067] 水平放置的輔助滾筒203表面貼近水平放置的圓筒形掩模板202表面時(shí)，輔助滾 筒203的中軸線(xiàn)與圓筒形掩模板202的中軸線(xiàn)相互平行，并且位于與基臺(tái)平行的一個(gè)平面 內(nèi)，輔助滾筒203表面與圓筒形掩模板202表面之間的距離是50?5000納米。
[0068] 在裝載所述圓筒形掩模板202之前，在所述圓筒形掩模板202表面形成待刻蝕層 (圖中未示出），后續(xù)以形成的光刻膠層為掩膜刻蝕所述待刻蝕層在圓筒形掩模板202的圖 像區(qū)域形成掩膜圖形。所述待刻蝕層材料為不透光或半透光材料，比如：金屬鉻等。
[0069] 在光刻膠噴頭205噴灑光刻膠之前，輔助滾筒203和圓筒形掩模板202可以進(jìn)行 預(yù)旋轉(zhuǎn)。
[0070] 接著，請(qǐng)參考圖4?圖6,光刻膠噴頭205從圓筒形掩模板202的貼近輔助滾筒203 一側(cè)的側(cè)上方向圓筒形掩模板205表面噴灑光刻膠，同時(shí)輔助滾筒203和圓筒形掩模板繞 202中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒203擠壓光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形掩模板202表面。
[0071] 在光刻膠噴頭205噴灑光刻膠后，光刻膠會(huì)在重力和離心力的作用下向圓筒形掩 模板202和輔助滾筒203的貼近的區(qū)域流動(dòng)，由于圓筒形掩模板202和輔助滾筒203之間 的距離較小，光刻膠會(huì)有部分聚集在圓筒形掩模板202和輔助滾筒203的貼近區(qū)域上方，然 后聚集的光刻膠經(jīng)過(guò)輔助滾筒203的擠壓，使得圓筒形掩模板202上形成的經(jīng)過(guò)輔助滾筒 203擠壓后的光刻膠具有較好的厚度均勻性。輔助滾筒擠壓光刻膠之前，輻射加熱單元204 對(duì)圓筒形掩模板202表面的光刻膠206進(jìn)行加熱，蒸發(fā)光刻膠206中的部分溶劑，以增加光 刻膠206的黏度。所述加熱的溫度為80?150攝氏度，既使擠壓前的光刻膠206的黏度增 大，又使擠壓前的光刻膠206層硬度不會(huì)太大，防止光刻膠在擠壓后的變形或碎裂。需要說(shuō) 明的是加熱的溫度可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行設(shè)定。
[0072] 在圓筒形掩模板202旋轉(zhuǎn)一圈后或者圓筒形掩模板202上光刻膠涂布一圈后，可 以增加輻射加熱單元204的加熱溫度，所述加熱溫度為120?200攝氏度，以進(jìn)一步蒸發(fā)圓 筒形掩模板202上光刻膠層中的溶劑，堅(jiān)固圓筒形掩模板202上形成的光刻膠。
[0073] 所述輔助滾筒203旋轉(zhuǎn)時(shí)的表面線(xiàn)速度和所述圓筒形掩模板202旋轉(zhuǎn)時(shí)的表面線(xiàn) 速度相等，防止輔助滾筒203和圓筒形掩模板202時(shí)的表面線(xiàn)速度不同，對(duì)擠壓的光刻膠撕 扯，提高圓筒形掩模板202上形成的光刻膠的厚度均勻性。
[0074] 所述光刻膠噴頭205噴灑光刻膠的時(shí)間等于或略大于圓筒形掩模板202旋轉(zhuǎn)一圈 的時(shí)間，即當(dāng)圓筒形掩模板202的表面一圈均涂覆光刻膠時(shí)，光刻膠噴頭停止光刻膠的噴 灑。
[0075] 涂布過(guò)程中，所述輔助滾筒203和圓筒形掩模板202旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)至少大于一圈，即 在圓筒形掩模板202旋轉(zhuǎn)一圈，圓筒形掩模板202的表面一圈均涂覆光刻膠后，所述輔助滾 筒203和圓筒形掩膜板202繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，以擠壓圓筒形掩膜板202上形成的光刻膠，使光刻膠 到達(dá)預(yù)定厚度。
[0076] 本實(shí)施例中，所述涂布過(guò)程中，輔助滾筒203表面與圓筒形掩模板202表面之間的 距離保持不變，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述涂布過(guò)程中，所述輔助滾筒203表面與圓筒 形掩模板202表面之間的距離可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0077] 最后，請(qǐng)參考圖7,在圓筒形掩模板202上形成光刻膠層后，采用紫外線(xiàn)光源207照 射圓筒形掩模板202的非圖像區(qū)域42上的光刻膠，然后采用顯影工藝去除非圖像區(qū)域42 上的光刻膠；在曝光設(shè)備中對(duì)圓筒形掩模板202的圖像區(qū)域41上的光刻膠進(jìn)行曝光，然后 采用顯影工藝對(duì)圖像區(qū)域41上經(jīng)過(guò)曝光的光刻膠進(jìn)行顯影，在圖像區(qū)域41上形成光刻膠 圖形。
[0078] 雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所 限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種涂布裝置，其特征在于，包括： 基臺(tái)； 掩模板載物臺(tái)，位于基臺(tái)上，用于裝載圓筒形掩模板，使圓筒形掩模板水平放置，并使 圓筒形掩模板繞圓筒形掩模板的中心軸旋轉(zhuǎn)； 光刻膠噴頭，用于從圓筒形掩模板的側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光刻膠； 夾持單元，位于掩模板載物臺(tái)一側(cè)，用于夾持輔助滾筒，使所述輔助滾筒水平放置，并 使所述輔助滾筒繞輔助滾筒的中心軸旋轉(zhuǎn)； 其中，當(dāng)水平放置的輔助滾筒表面貼近水平放置的圓筒形掩模板表面，光刻膠噴頭從 側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑光刻膠時(shí)，圓筒形掩模板繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)輔助滾筒也 繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒擠壓圓筒形掩模板和輔助滾筒之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓 筒形掩模板表面。
2. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，所述輔助滾筒的表面為親水表面，圓筒 形掩模板的表面為斥水表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，所述輔助滾筒的直徑小于、大于或等于 圓筒形掩模板的長(zhǎng)度，輔助滾筒的長(zhǎng)度等于圓筒形掩模板的長(zhǎng)度。
4. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，所述輔助滾筒的材料為石英。
5. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，當(dāng)水平放置的輔助滾筒表面貼近水平 放置的圓筒形掩模板表面時(shí)，輔助滾筒表面與圓筒形掩模板表面的距離是50?5000納米。
6. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，還包括：輻射加熱單元，所述輻射加熱 單元用于對(duì)輔助滾筒擠壓前的光刻膠進(jìn)行加熱。
7. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，所述輻射加熱單元包括輻射光源，輻射 光源為紅外福射光源。
8. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板表面 時(shí)，輔助滾筒的中軸線(xiàn)與圓筒形掩模板的中軸線(xiàn)相互平行，并且位于與基臺(tái)平行的一個(gè)平 面內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，還包括：第一位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè) 輔助滾筒的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息。
10. 如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于，還包括：第二位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè) 圓筒形掩模板的中心軸位移信息和轉(zhuǎn)動(dòng)信息。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的涂布裝置，其特征在于，所述第一位置檢測(cè)單元和第二位 置檢測(cè)單元包括光干涉計(jì)。
12. -種涂布裝置的涂布方法，其特征在于，包括： 掩模板載物臺(tái)裝載圓筒形掩模板，使圓筒形掩模板水平放置； 夾持單元使輔助滾筒水平放置，并使輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板表面； 光刻膠噴頭從圓筒形掩模板的貼近輔助滾筒一側(cè)的側(cè)上方向圓筒形掩模板表面噴灑 光刻膠； 輔助滾筒和圓筒形掩模板同時(shí)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，輔助滾筒擠壓圓筒形掩模板和輔助滾筒 之間的光刻膠，使光刻膠涂覆于圓筒形掩模板表面。
13. 如權(quán)利要求12所述的涂布方法，其特征在于，當(dāng)輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板 表面時(shí)，輔助滾筒表面與圓筒形掩模板表面的距離是50?5000納米。
14. 如權(quán)利要求12所述的涂布方法，其特征在于，還包括：輔助滾筒擠壓光刻膠之前， 對(duì)圓筒形掩模板表面的光刻膠進(jìn)行加熱。
15. 如權(quán)利要求14所述的涂布方法，其特征在于，所述加熱的溫度為80?150攝氏度。
16. 如權(quán)利要求12所述的涂布方法，其特征在于，輔助滾筒表面貼近圓筒形掩模板表 面時(shí)，輔助滾筒的中軸線(xiàn)與圓筒形掩模板的中軸線(xiàn)相互平行，并且位于與基臺(tái)平行的一個(gè) 平面內(nèi)。
17. 如權(quán)利要求12所述的涂布方法，其特征在于，所述輔助滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)的表面線(xiàn)速度 和所述圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn)時(shí)的表面線(xiàn)速度相等。
18. 如權(quán)利要求12所述的涂布方法，其特征在于，所述輔助滾筒和圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn) 的圈數(shù)至少大于一圈。
19. 如權(quán)利要求12所述的涂布方法，其特征在于，所述圓筒形掩模板表面包括圖像區(qū) 域和位于圖像區(qū)域兩邊的非圖像區(qū)域，在圓筒形掩模板上形成光刻膠層后，采用紫外線(xiàn)對(duì) 非圖像區(qū)域的光刻膠進(jìn)行曝光，然后采用顯影工藝去除非圖像區(qū)域的光刻膠。
20. 如權(quán)利要求12所述的涂布方法，其特征在于，所述光刻膠噴頭噴灑光刻膠的時(shí)間 等于圓筒形掩模板旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間。
【文檔編號(hào)】B05C13/02GK104216231SQ201310222183
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】劉洋, 伍強(qiáng), 胡華勇 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司