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涂胶设备

2021-02-01 07:14:41

涂胶设备

  技术领域

  本实用新型实施例涉及涂胶技术,尤其涉及一种涂胶设备。

  背景技术

  在半导体工艺中,在晶圆板上涂胶、刻蚀电路是非常重要的工序。一般都需要刻蚀多层电路才能完成刻蚀操作,在刻蚀一层电路时,需要先在晶圆板上先涂覆光刻胶并盖上掩膜板进行曝光处理,然后再做刻蚀处理。因此,刻蚀每一层电路,都对应需要进行一次涂胶操作,现有技术中涂胶工艺是通过光刻胶分配器在晶圆板的圆心位置滴3-5ml的液态光刻胶,再由电机带动真空吸盘及晶圆板转动,通过离心力将圆心处的光刻胶平铺在晶圆表面。但是现有涂胶工艺中,晶圆板的转速不能太低,否则产生的离心力不足以将圆心处的光刻胶铺开,转速一般达到3000rpm左右,并且随着晶圆尺寸越大,转速要求也越快。晶圆板高速旋转时,约99%的光刻胶被甩出晶圆板表面,这些光刻胶因为被污染也不能回收再利用,导致大部分光刻胶被浪费,若叠加多次刻蚀操作,则光刻胶的成本浪费就更为明显。

  实用新型内容

  本实用新型提供一种涂胶设备,以实现节约光刻胶的目的。

  本实用新型实施例提供了一种涂胶设备,包括:

  可转动的真空吸盘,所述真空吸盘用于放置所述晶圆。

  喷淋头,位于所述真空吸盘的上方,所述喷淋头上设置有多个喷洒孔,所述多个喷洒孔用于向真空吸盘的方向喷洒光刻胶。

  可选的,所述喷淋头还包括:

  长度调节片,所述长度调节片用于调节所述多个喷洒孔的喷洒状态。

  可选的,所述涂胶设备还包括:

  光刻胶容器,用于盛放光刻胶;

  进液管,所述进液管一端伸入所述光刻胶容器内,所述进液管的另一端与所述喷淋头相连,用于将光刻胶输送至所述喷淋头。

  可选的,所述多个喷洒孔呈扇形或三角形分布,所述扇形的圆心角或所述三角形的顶角与所述真空吸盘的圆心对应。

  可选的,所述喷洒孔越远离所述真空吸盘圆心处的密度越大。

  可选的,所述喷淋头的长度大于或等于所述真空吸盘的半径。

  可选的,所述涂胶设备还包括:旋转驱动,与所述真空吸盘连接,用于驱动所述真空吸盘转动。

  可选的,所述真空吸盘包括有承载吸板和壳体,所述壳体和所述承载吸板构成所述真空吸盘的腔体,所述承载吸板还设有贯通所述腔体的至少一个通孔。

  可选的,所述喷淋头外部还设置有拨动开关,所述长度调节片与拨动开关相连,所述拨动开关用于推动所述长度调节片移动。

  可选的,所述长度调节片为筒状长度调节片,所述筒状长度调节片滑动嵌套在所述喷淋头上。

  本实用新型的技术方案,通过在设置多个喷洒孔的方式以将光刻胶从喷洒孔中喷出,可以使光刻胶可以更加均匀的喷洒在晶圆上,由于光刻胶在喷涂时就喷涂的比较均匀,在悬涂时还可以相对降低悬涂时的转速,可以减少光刻胶在悬涂时的浪费,解决了悬涂时光刻胶用量大易浪费的问题,达到了节约光刻胶的目的。

  附图说明

  图1是本实用新型实施例一中的涂胶设备的示意图;

  图2是本实用新型实施例一中的涂胶设备的示意图;

  图3是本实用新型实施例一中的涂胶设备的示意图;

  图4是本实用新型实施例一中的涂胶设备的示意图;

  图5(a)是本实用新型实施例一中替代实施例的涂胶设备的示意图;

  图5(b)是本实用新型实施例一中替代实施例的涂胶设备的示意图;

  图5(c)是本实用新型实施例一中替代实施例的涂胶设备的示意图;

  图6是本实用新型实施例二中的涂胶方法的流程图。

  具体实施方式

  下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对实用新型的限定。另外还需要说明的是,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

  在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理,但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。

  实施例一

  图1为本实用新型实施例一提供的一种涂胶设备的示意图,本实施例中的涂胶设备包括可转动的真空吸盘1和设置在所述真空吸盘1上方的喷淋头2。

  可转动的真空吸盘1用于放置所述晶圆,示例性的,所述真空吸盘1包括有承载吸板11和壳体(位于所述承载吸板下方,图中未示出),所述壳体和承载吸板11构成所述真空吸盘的腔体,所述承载吸板11还设有贯通所述腔体的至少一个通孔112,所述承载吸板11用于放置所述晶圆。具体的,真空吸盘1的承载吸板11垂直于重力方向朝上安装,真空吸盘1的壳体安装于承载吸板11的下方,至少一个贯通腔体的通孔112均匀分布于承载吸板11上;涂胶设备还包括:旋转驱动,与所述真空吸盘连接,用于驱动真空吸盘转动以同时带动晶圆旋转。

  一些实施例中,参见图2,所述涂胶设备还包括:真空泵13,通过抽气管12与所述真空吸盘1的腔体相连,用于对所述真空吸盘1的腔体进行抽气以通过所述承载吸板11的至少一个通孔112吸附所述晶圆;真空阀121,设置于所述抽气管12上,用于控制抽气流量。具体的,真空泵13包括开启状态或关闭状态,真空阀121包括开启状态(例如,全开、半开)或关闭状态。示例性的真空泵13为机械泵,使用时,将晶圆放置在真空吸盘1的承载吸板11上;待晶圆放置在承载吸板11之后,开启真空泵13,真空泵13对真空吸盘进行抽气以通过承载吸板11的至少一个通孔112吸附晶圆。

  喷淋头2,位于所述真空吸盘1的上方,一并参见图3和图1,所述喷淋头2上设置有多个喷洒孔21(喷洒孔朝向真空吸盘1设置,图中用虚线表示),所述多个喷洒孔21用于向真空吸盘1的方向喷洒光刻胶3,所述胶喷淋头2的长度大于或等于所述真空吸盘1的半径。具体的,喷淋头2平行设置于真空吸盘1上方,喷淋头2的所述多个喷洒孔21呈扇形或三角形分布,所述扇形的圆心角或所述三角形的顶角与所述真空吸盘1的圆心对应,具体的,喷洒头上的喷洒孔分布的区域在可转动真空吸盘上的投影为扇形,且该扇形投影的圆心角与真空吸盘的圆心重合,若喷洒孔21呈扇形分布,则扇形区域的圆心角的顶点与真空吸盘1的主轴0位于同一直线内,其中,主轴为贯穿真空吸盘圆心的轴,且扇形区域的半径大于或等于真空吸盘1的半径;若喷洒孔21呈三角形分布,三角形区域的形状优选为等腰三角形,三角形区域的顶角与真空吸盘1的主轴0位于同一直线内,其中,主轴为贯穿真空吸盘圆心的轴,且三角形的高大于或等于真空吸盘1的半径,三角形的两腰的延伸方向与真空吸盘1半径的延伸方向相同。

  本实施例中,喷洒孔既可以是均匀分布的,也可以是不均匀分布的,优选的,所述喷洒孔越远离所述真空吸盘圆心处的密度越大,所述喷洒孔的密度越靠近所述真空吸盘圆心处的密度越小。示例性的,当喷淋头的所述多个喷洒孔呈扇形分布或三角形分布时,喷洒孔的密度越靠近所述扇形区域的圆心角的区域或越靠近所述三角形区域的顶角区域越小。当真空吸盘1静止时,喷洒孔21喷出的光刻胶3在真空吸盘1或晶圆上呈扇形分布,其中,真空吸盘1或晶圆上被喷洒光刻胶3的扇形区域的顶角与晶圆的圆心重叠,扇形区域的圆弧与真空吸盘或晶圆的外侧边的一部分重叠对应。将喷洒孔设置为扇形或三角形可以在真空吸盘旋转时使光刻胶可以更加均匀的分布在晶圆上,不易造成光刻胶的浪费;所述喷洒孔的密度越远离所述真空吸盘圆心处越大,可以是光刻胶更加均匀的喷涂在所述晶圆上。

  替代实施例中,参见图4,所述涂胶设备还包括光刻胶容器4和进液管22,光刻胶容器4用于盛放光刻胶;进液管22一端伸入光刻胶容器4内,所述进液管22的另一端与所述喷淋头2相连,用于将光刻胶3输送至所述喷淋头2。一些实施方式中,进液管上还设置有阀门221,用于控制光刻胶的喷洒流量;光刻胶容器4是密封的,光刻胶容器4还包括加压阀门(图中未示出),用于给光刻胶容器4加压以将光刻胶压入进液管22中。

  示例性的,当需要对晶圆进行涂胶时,将晶圆放置在真空吸盘1的承载吸板11上;待晶圆吸附于承载吸板11上之后,通过旋转驱动带动真空吸盘1以预设的速度进行转动,并控制喷淋头2喷出光刻胶。当真空吸盘1静止时,由于喷淋头2上设置有多个喷洒孔21,对晶圆进行涂胶时,晶圆从圆心开始到最外侧的扇形区域都可以喷涂上光刻胶,当真空吸盘1以预设的速度进行转动时,晶圆也随之转动,随着晶圆的转动,晶圆的整个表面均可被喷涂上光刻胶,并且在旋转中,光刻胶还可以被均匀喷洒在晶圆表面。

  本实施例的技术方案,通过在设置多个喷洒孔21的方式以将光刻胶从喷洒孔21中喷出,可以使光刻胶可以更加均匀的喷洒在晶圆上,由于光刻胶在喷涂时就喷涂的比较均匀,在悬涂时还可以相对降低悬涂时的转速,可以减少光刻胶在悬涂时的浪费,解决了悬涂时光刻胶用量大易浪费的问题,达到了节约光刻胶的目的。

  替代实施例中,所述涂胶设备还包括:喷洒孔开关,用于控制预设分布位置和预设数量的喷洒孔21的工作状态。用于控制处于工作状态的至少一个喷洒孔21的数量和分布位置。具体的,喷洒孔21的数量和分布位置根据晶圆在真空吸盘1上的位置以及晶圆自身的尺寸进行设定。示例性的,当晶圆半径为7厘米时,开启的喷洒头上在前端7.5厘米长度的喷洒孔21即可,当晶圆半径为9厘米时,开启的喷洒头上在前端9.5厘米长度的喷洒孔21即可,可以根据晶圆的大小开启指定的喷洒孔21,不需要将所有的喷洒孔21开启,可以避免光刻胶的浪费。

  示例性的,参见喷淋头的剖面图图5(a),还可以在喷淋头2上设置一个长度调节片23来调节喷洒孔21的喷洒状态,在实际使用时,一并参见图5(b),当晶圆尺寸较小时,可以通过将长度调节片23向喷淋头的前端移动以遮挡喷淋头后端的喷洒孔,可以达到控制喷洒孔的实际使用长度(即扇形喷洒区域的半径或三角形喷洒区域的高)的效果,避免浪费,具体的,长度调节片可与拨动开关相连,通过调节拨动开关推动长度调节片移动。在其他实施方式中,参见图5(c),长度调节片24设置在喷淋头的外侧,示例性的,长度调节片24还可以是筒状,筒状长度调节片24滑动嵌套在喷淋头上,在需要调节喷洒孔的喷洒范围时,可以通过滑动筒状长度调节片24以调整喷洒孔的有效喷洒长度(即扇形喷洒区域的半径或三角形喷洒区域的高)。替代实施例中,真空压力传感器,设置于真空吸盘1的腔体内,用于检测真空吸盘1的腔体的真空压力。真空压力传感器还可以安装于承载吸板11上的贯通腔体的至少一个通孔中。可以通过检测真空压力判断晶圆是否已经吸附在真空吸盘1上。

  替代实施例中,承载吸板11还包括重量传感器,用于检测放置于承载吸板11上的晶圆的重量。示例性的,当晶圆放置在承载吸板11上之后,重量传感器检测到晶圆的重量信号,根据重量传感器检测到晶圆的重量信号可以确认晶圆是否已经放置在承载吸板11上,当检测到晶圆已经放置在承载吸板11上,即可操作打开真空泵吸附晶圆。其他实施例中还可以由上位机根据晶圆的重量判断晶圆的面积或尺寸类型,进而控制预设分布位置和预设数量的喷洒孔21的工作状态,使得处于喷淋状态的喷洒孔21和晶圆的面积相互匹配,以最大程度节省喷淋液体的使用。

  替代实施例中,涂胶设备还包括机械臂,用于将晶圆转移至承载吸板11上,本替代实施例通过设置机械臂,可以更加准确将晶圆移动到承载吸板11上,减少了人工劳动产生的误差。

  实施例二

  图6为本实用新型实施例二提供的一种涂胶方法的流程图,本实施例中的涂胶设备为实施例一中的任一涂胶设备,本实施例中的涂胶方法,包括:

  步骤110、将晶圆吸附在真空吸盘上。

  本实施例中,示例性的,真空吸盘还包括壳体,壳体和载吸板构成真空吸盘的腔体,至少一个通孔设置于承载吸板上并贯通真空吸盘的腔体,具体的,真空吸盘的承载吸板垂直于重力方向朝上安装。在晶圆放置在承载吸板上之后,即可开启真空泵对真空吸盘进行抽气以吸附晶圆。

  本实施例中,在将晶圆吸附在真空吸盘上之前还可以通过设置在承载吸板上的重力传感器检测的重量信号判断晶圆是否已经放置在真空吸盘上,若晶圆已经放置在真空吸盘上再开启真空泵通过以将晶圆吸附在真空吸盘的承载吸板上。

  本实施例中,在将晶圆吸附在真空吸盘上之时,还可以通过设置在至少一个通孔内的真空压力传感器判断晶圆是否已经牢固的吸附在承载吸板上。

  步骤120、控制旋转驱动以第一转速带动真空吸盘转动;

  本实施例中,所述第一转速为50-70rpm,优选为60rpm。

  步骤130、控制喷洒孔喷洒目标体积的光刻胶;

  本实施例中,控制喷洒孔喷洒目标体积的光刻胶时,光刻胶均匀喷洒在所述晶圆上。采用第一转速下控制喷洒孔喷洒目标体积的光刻胶,所述目标体积小于1ml,优选的目标体积为0.1ml,在第一速度下带动晶圆转动并向晶圆喷洒光刻胶可以防止光刻胶还未均匀喷涂在晶圆上就被甩出,导致涂胶质量差。

  本实施例中,喷淋头,位于所述真空吸盘的上方,所述喷淋头上设置有多个喷洒孔,所述多个喷洒孔用于向真空吸盘的方向喷洒光刻胶,所述喷淋头的长度大于或等于所述真空吸盘的半径。具体的,参见图2和图1,喷淋头2平行设置于真空吸盘1上方,喷淋头2的所述多个喷洒孔21呈扇形或三角形分布,所述扇形的圆心角或所述三角形的顶角与所述真空吸盘1的圆心对应,具体的,喷洒头上的喷洒孔分布的区域在可转动真空吸盘上的投影为扇形,且该扇形投影的圆心角与真空吸盘的圆心重合,若喷洒孔21呈扇形分布,则扇形区域的圆心角的顶点与真空吸盘1的主轴0位于同一直线内,其中,主轴为贯穿真空吸盘圆心的轴,且扇形区域的半径大于或等于真空吸盘1的半径;若喷洒孔21呈三角形分布,三角形区域的形状优选为等腰三角形,三角形区域的顶角与真空吸盘1的主轴0位于同一直线内,其中,主轴为贯穿真空吸盘圆心的轴,且三角形的高大于或等于真空吸盘1的半径,三角形的两腰的延伸方向与真空吸盘1半径的延伸方向相同。当真空吸盘1静止时,喷洒孔21喷出的光刻胶3在真空吸盘1或晶圆上呈扇形分布,其中,真空吸盘1或晶圆上被喷洒光刻胶3的扇形区域的顶角与晶圆的圆心重叠,扇形区域的圆弧与真空吸盘或晶圆的外侧边的一部分重叠对应。将喷洒孔设置为扇形或三角形可以在真空吸盘旋转时和更好的与圆形的晶圆对应,使光刻胶可以更加均匀的分布在晶圆上,不易造成光刻胶的浪费。

  步骤140、待所述光刻胶喷洒完毕,控制旋转驱动以第二转速带动真空吸盘转动以将光刻胶在所述晶圆上铺开。

  本实施例中,所述第二转速为400-600rpm,优选为500rpm。由于光刻胶已经被均匀的喷洒在晶圆表面,采用交底的转速即可将光刻胶均匀铺开在晶圆上,在500rpm转速下,可以使约50%左右的光刻胶最终均匀铺开在晶圆板上,由于喷洒光刻胶时光刻胶已经较为均匀地分布在晶圆板表面,所以将光刻胶完全均匀铺开所需的离心力较小,晶圆的转速要求也更低,光刻胶被浪费的量也更少。

  本实施例的技术方案,通过在设置多个喷洒孔的方式以将光刻胶从喷洒孔中喷出,并且通过第一转速配合光刻胶喷洒,通过第二转速配合光刻胶铺平,可以使光刻胶可以更加均匀的喷洒在晶圆上,由于光刻胶在喷涂时就喷涂的比较均匀,在悬涂时还可以相对降低悬涂时的转速,可以减少光刻胶在悬涂时的浪费,解决了悬涂时光刻胶用量大易浪费的问题,达到了节约光刻胶的目的。

  替代实施例中,步骤130之前还包括:根据晶圆的大小控制目标喷洒孔开启,示例性的,当晶圆半径为7厘米时,开启的喷洒头上在前端7.5厘米长度的喷洒孔即可,不需要将所有的喷洒孔开启,可以避免光刻胶的浪费。

  替代实施例中,步骤110之前还包括:控制机械臂将晶圆转移至承载吸板上。通过设置机械臂,可以更加准确将晶圆移动到承载吸板上,减少了人工劳动产生的误差。

  注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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