[发明专利]圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法

说明书

一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法，所述圆筒形掩膜板的涂布装置包括基台，位于基台上且沿扫描面方向移动的压印模板，所述压印模板上开设有凹槽，且所述凹槽内设有图案印章；在所述压印模板的凹槽上方设有向所述凹槽内喷吐光刻胶的光刻胶喷头，所述光刻胶喷头用于向所述凹槽内喷涂光刻胶；在所述压印模板上方设有圆筒形掩膜板，所述圆筒形掩膜板表面贴合压印模板的上表面转动，从而将凹槽内的光刻胶涂覆于圆筒形掩膜板表面，形成厚度均匀的光刻胶层；同时，在所述圆筒形掩膜板表面的光刻胶层上形成与所述图案印章对应的光刻胶图案。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法。

背景技术

光刻作为半导体制造过程中的一道非常重要的工序，它是将掩模板上的图形通过曝光转移到晶圆上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。半导体制造中一系列复杂而耗时的光刻工艺主要是由相应的曝光机来完成。而光刻技术的发展或者说曝光机技术的进步主要是围绕着线宽、套刻(overlay)精度和产量这三大指标展开的。

参考图1所示，现有的光刻工艺包括：由一光源10产生照射光线；照射光穿过光栅狭缝11（narrow slit）后，由平面光转为线性光线，线性光线穿过开设有图案的掩膜板12，并经过透镜13，将缩放后的掩膜板12上的图像转移至晶圆14上。

结合参考图2所示，在半导体制作过程中，一个晶圆14包括多个芯片衬底141。在光刻工艺中，需要对各个芯片衬底141进行逐一光刻。为此，继续结合参考图1和图2所示，在光刻工艺中，承载掩膜板12和晶圆14的部件需要沿相反的方向作折返的移动，从而对晶圆14上相邻的芯片衬底141进行逐一光刻。

其中，在由一个芯片衬底转向另一芯片衬底的光刻过程中，承载掩膜板12和晶圆14的部件的移动过程中，不断出现降速和加速工序，晶圆光刻工艺实际所占时间大约只是整个光刻工艺整体的20%，其大大降低了光刻工艺的产量。而且持续的降速和加速工序容易造成各芯片衬底光刻图案的位置偏移，以及会在光刻设备的各部件间产生大量热量，这些热量转移至晶圆上，降低晶圆质量。

此外，为了提高在晶圆光刻图像的线宽以及刻套精度，通过透镜13转移至晶圆14上的掩膜板12的图案的成像比例不断增大，因而掩膜板12以及承载掩膜板12的部件尺寸不断增大，设备的尺寸增大，更是增加了控制承载掩膜板12和晶圆14的部件折返移动过程中移动精度的难度。

为此，曾有人尝试减轻承载掩膜板12和晶圆14的部件的质量以提高承载掩膜板12和晶圆14的部件移动的精度，但该种尝试直接降低了光刻设备的运行稳定性。

现有一种圆筒形掩模板系统的曝光系统，参考图3所示，所述圆筒形掩模板系统包括：基台；晶圆承载台，位于基台上，用于装载晶圆23，并在基台上的第一位置和第二位置之间往返移动；掩膜板承载台，位于基台的第一位置或第二位置上方，用于装载圆筒形掩膜板20，并控制所述圆筒形掩膜板20绕圆筒形掩膜板的中心轴旋转，所述圆筒形掩模板20为中空的圆柱，且所述圆筒形掩膜板20的中心轴垂直于所述第一位置和第二位置的连线，所述圆筒形掩模板20包括由不透光部分和透光部分构成的图像区域；曝光光源21，位于圆筒形掩模板内，用于发射曝光光线照射圆筒形掩模板20的图像区域；光学投影单元22，位于掩膜板承载台和基台之间，将透过圆筒形掩膜板20的图像区域的光投射到晶圆承载台上晶圆23的曝光区；其中，当晶圆承载台从第一位置移动到第二位置，然后沿扫描方向的单方向扫描时，圆筒形掩膜板20绕掩膜板承载台的中心轴旋转，透过圆筒形掩膜板20的图像区域光投射到晶圆承载台上的晶圆23上，对晶圆23上的沿扫描方向排列的某一列芯片衬底231（参考图4所示）进行曝光。

相比于图1所示的光刻工艺，圆筒形掩模板系统的圆筒形掩膜板20单向旋转，通过圆筒形掩膜板20内的曝光光源21将圆筒形掩膜板20上的图像区域投射至晶圆23上，且避免了图1所示的光刻工艺中，掩膜板12反复移动，从而降低了对于光刻设备的控制难度，同时提高光刻效率，以及光刻晶圆的产量。