CN105289923A - 一种晶圆涂胶机和涂胶方法 - Google Patents

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CN105289923A
CN105289923A CN201410235641.5A CN201410235641A CN105289923A CN 105289923 A CN105289923 A CN 105289923A CN 201410235641 A CN201410235641 A CN 201410235641A CN 105289923 A CN105289923 A CN 105289923A
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photoresist
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cup cover
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王文军
王晖
陈福平
张怀东
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Abstract

本发明涉及晶圆涂胶机和涂胶方法。本发明提供了一种晶圆涂胶机,能够对不同尺寸的晶圆进行涂胶,该晶圆涂胶机至少具有一个工艺腔体,在工艺腔体的顶部设置有腔体清洁喷嘴,能够在不打开机器的情况下对晶圆涂胶机进行自动清洁,大幅度节约了机台清洁所消耗的时间成本和人力成本。本发明还提供了适用于该晶圆涂胶机的涂胶方法,具有良好的涂胶效果。

Description

一种晶圆涂胶机和涂胶方法
技术领域
本发明涉及半导体生产和制造领域,尤其涉及一种晶圆涂胶机和涂胶方法。
背景技术
在半导体器件制造和先进封装工艺中,光刻工艺是指在基板上,如半导体晶圆上依次经过光刻胶涂敷、曝光、显影等处理,将光刻掩膜板(MASK)上设计好的图案转移到基板表面的膜层中的过程。光刻胶涂敷过程中,通过在基板表面涂敷光刻胶液并对所涂敷的光刻胶液进行加热处理形成光刻胶膜层,然后再通过曝光显影工艺在基板表面的光刻胶层中形成规定的图案结构。在上述的光刻胶涂敷工艺中,一般都是将晶圆放入专门的涂胶机中,采用旋转涂胶法完成的。
传统的涂胶机往往过于关注机器的使用性能,从业者们侧重于提高涂胶机的涂胶效率、均匀性和稳定性等硬性指标,却忽略了涂胶机自身作为一种工艺设备,在使用过程中长期接触各种粘稠的有机溶剂,如果久不清理,机器的腔室内废液和废气成分大量增多,最终将在涂胶工艺过程中严重影响到晶圆的洁净度。然而现有的涂胶机设计,通常缺少能够自动清洗机器的机构,要想清洗涂胶机内部的腔体,不得不每隔一段时间就拆开机器,人工对涂胶机内部及各个部件进行清洁,这种方式不仅费时费力,增加了工作人员的负担,更重要的是频繁的拆卸往往容易对精密的晶圆涂胶机造成损害,大大降低了涂胶设备的使用寿命。
除此之外,半导体领域中涉及到的晶圆尺寸并不唯一,目前较为流行的有8英寸晶圆和12英寸晶圆,并且晶圆还有向着更大尺寸的规格发展的趋势。所以,一台涂胶机器如果不局限于某一特定尺寸的晶圆,而是能够兼容尽可能多的不同尺寸的晶圆,比如既能对8英寸晶圆进行涂胶,又能对12英寸晶圆进行涂胶,那么对于商家来说,其生产的晶圆涂胶机无疑将很容易在激烈的竞争中占有更大的市场份额。而现有的行业格局中,鲜有商家能够生产出能够同时兼容不同尺寸的晶圆且涂胶过程中彼此互不影响的涂胶机器。
发明内容
因此,本发明的目的就在于,填补市场空白,提供一种带有自清洁功能的晶圆涂胶机,该晶圆涂胶机能够对至少两种尺寸规格的晶圆进行涂胶处理。同时,本发明还揭示了一种适用于所述晶圆涂胶机的涂胶方法。
为了达到上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种晶圆涂胶机,至少具有一个工艺腔体,所述工艺腔体中包括:
工作平台,所述工作平台上设置有支撑盘,所述工作平台上设置有至少两个背面清洗喷嘴,所述支撑盘用于承载并固定晶圆,所述背面清洗喷嘴分别用于清洗晶圆的背面;
旋转臂,所述旋转臂上搭载有若干工艺喷嘴,所述旋转臂在所述支撑盘的上方垂直升降或水平转动;
升降杯罩,所述升降杯罩可拆卸更换;
基座,所述基座用于支撑所述工作平台、所述旋转臂以及所述升降杯罩。
所述工艺腔体中还设置有若干腔体清洁喷嘴,所述腔体清洁喷嘴的喷射范围覆盖所述整个工艺腔体或覆盖所述工艺腔体的局部区域。
优选地,所述工作平台上的所述支撑盘承载并固定不同尺寸的晶圆,所述升降杯罩的尺寸有一种及一种以上,所述升降杯罩的尺寸与不同尺寸的晶圆对应,所述工艺腔体中还包括:
探测器,所述探测器用于监控所述升降杯罩的尺寸。
优选地,所述腔体清洁喷嘴位于所述工艺腔体的顶部,所述腔体清洁喷嘴为圆锥形喷嘴,所述腔体清洁喷嘴喷射清洗液或去离子水,所述腔体清洁喷嘴喷出的液体分布在所述腔体清洁喷嘴下方的圆形区域内。
进一步地,所述升降杯罩分为固定部和活动部,所述固定部为所述升降杯罩的下半部分,所述活动部为所述升降杯罩的上半部分。
可选地,所述升降杯罩的固定部固定连接在所述基座上,所述固定部的底端设置有排放口,所述排放口用于对外排放所述工艺腔体内的废气和废液。
优选地,所述升降杯罩的活动部具有至少两个横臂,所述横臂的末端连接有驱动装置,所述驱动装置通过所述横臂带动所述升降杯罩在竖直方向上下移动,所述至少一个横臂上安装有至少一个所述的探测器。
优选地,所述支撑盘为圆形吸盘,所述支撑盘带动晶圆旋转,所述支撑盘的尺寸小于不同尺寸晶圆中最小晶圆的尺寸。
优选地,所述旋转臂的数目为一个或多个,所述旋转臂分为水平臂和垂直臂,所述水平臂的一端连接至所述垂直臂顶端,所述垂直臂的底端连接有气缸和马达,所述垂直臂带动所述旋转臂水平旋转或垂直升降。
优选地,所述工艺喷嘴至少包括光刻胶喷嘴、去胶液喷嘴和洗边喷嘴。
优选地,所述基座上安装有接漏盘,所述接漏盘位于所述工艺喷嘴的下方,所述接漏盘上开设有隔离槽,所述隔离槽内设置有雾化喷嘴。
优选地,所述晶圆涂胶机还设置有控制系统、供液系统和风机过滤单元,所述控制系统控制所述晶圆涂胶机的涂胶过程和清洁过程,所述风机过滤单元位于所述工作平台中央的正上方,所述风机过滤单元过滤进入所述晶圆涂胶机的气流并调节所述晶圆涂胶机内的气流分布。
一种适用于所述晶圆涂胶机的涂胶方法,包括:
步骤1:所述晶圆涂胶机中的升降杯罩下降至最低位置,外界工艺机器人将需要处理的晶圆传送至所述工作平台的支撑盘上,所述支撑盘吸附晶圆后,所述升降杯罩升起;
步骤2:所述支撑盘带动晶圆旋转。搭载有光刻胶喷嘴和去胶液喷嘴的旋转臂为第一旋转臂,所述第一旋转臂升起并旋转至晶圆中心位置上方,再由所述气缸驱动所述第一旋转臂下降,所述光刻胶喷嘴喷出光刻胶至晶圆中心;
步骤3:所述光刻胶喷嘴停止喷出光刻胶,所述第一旋转臂升起,旋转回到初始位置。所述支撑盘带动晶圆按预先设定好的涂覆程序旋转,光刻胶液扩散至整个晶圆表面并干燥,形成均匀的膜层;
步骤4:搭载有洗边喷嘴的旋转臂为第二旋转臂,所述第二旋转臂升起并旋转至晶圆边缘的上方位置后,由所述气缸驱动所述第二旋转臂下降,所述支撑盘带动晶圆旋转,所述洗边喷嘴喷出去胶液至晶圆边缘,清洗晶圆边缘厚度不均匀的光刻胶;
步骤5:所述第二旋转臂升起,旋转回到初始位置。晶圆停止旋转后,所述升降杯罩降下,外界工艺机器人将涂敷完成的晶圆取出,传送至下一道工序,光刻胶涂敷工艺完成。
进一步地,步骤2中包括:所述光刻胶喷嘴喷出光刻胶至晶圆中心之前,所述去胶液喷嘴喷出去胶液至晶圆中心,所述去胶液扩散至晶圆边缘并润湿晶圆表面。
进一步地,步骤4中包括:所述支撑盘带动晶圆旋转的同时,对应于所述晶圆尺寸的设置在所述工作平台上的背面清洗喷嘴喷出清洗液至所述晶圆的背面。
进一步地,步骤2-4中所述晶圆的旋转速度及加速度由所述控制系统调控。
本发明所提供的晶圆涂胶机由于在工艺腔体内设置有腔体清洁喷嘴,且用于防护溅射的杯罩是可升降的,所以在兼顾涂胶性能的同时也成功的解决了机器自身的清洁问题,更难能可贵的是,该晶圆涂胶机还能够兼容不同尺寸的晶圆,大大拓宽了涂胶机可处理对象的范围。
附图说明
图1是本发明所述晶圆涂胶机具体实施例的立体示意图;
图2是本发明所述晶圆涂胶机具体实施例顶部的透视图;
图3是本发明所述晶圆涂胶机具体实施例一个侧面的剖视图;
图4是本发明所述晶圆涂胶机具体实施例的药剂供给系统的示意图;
图5是本发明所述晶圆涂胶机具体实施例腔体清洁喷嘴的分布及喷射范围示意图;
图6是本发明所述晶圆涂胶机具体实施例中工艺喷嘴及接漏盘的示意图。
具体实施方式
下述结合附图对具体实施例及实施方式作出的进一步描述,能够帮助本领域技术人员全面、有效地了解本发明的实质内容,达到在知悉本发明专利内容的情况下重复实现所述技术方案的程度。
参阅附图1-3,将获知本发明所述晶圆涂胶机的结构信息并了解各个部件之间的连接关系。
其中,图1对所述晶圆涂胶机作出了整体性的展示,图2和图3分别从上方和侧方两个不同的维度给出了所述晶圆涂胶机的结构特征。
具体地,该晶圆涂胶机具有一个工艺腔体100,该工艺腔体100构成一个密闭的工艺空间,四面具有密闭性良好的侧壁,当然地,所述工艺腔体100也具有顶壁和底面的壁,而且顶壁上具有可以打开的上盖的。为了清楚的展示晶圆涂胶机更为重要的内部结构,各附图中并没有涉及到工艺腔体100的各个面的壁。
在工艺腔体100的内部,主要包括一个方形的基座101,两个旋转臂,一个升降杯罩102以及工作平台301。所述旋转臂进一步区分为第一旋转臂103和第二旋转臂104。在图1和图2中,工作平台301被升降杯罩102遮挡而不可见。所述基座101起到了支撑作用,两个旋转臂、升降杯罩102以及工作平台301都安装在所述基座101上。所述工作平台301上还放置了一个规格为8英寸的晶圆105,当然地,由于该实施例中的晶圆涂胶机被设计为兼容8英寸和12英寸晶圆,所以该8英寸晶圆105也可被替换为一个12英寸的晶圆。
进一步地,所述两个旋转臂上均搭载有工艺喷嘴,在基座101对应于两个旋转臂的初始位置的下方,分别设置有一个接漏盘106,用于收集工艺喷嘴上留下的残液。所述旋转臂又可分为水平臂107和垂直臂108,水平臂107的末端与垂直臂108的顶端相连。另外,所述升降杯罩102呈一个中空的圆形,将晶圆105及工作平台301包围。在升降杯罩102一个直径的方向上,设置有两个横臂109,其中一个横臂109上设置有一探测器110,能够探测升降杯罩102的尺寸。由于升降杯罩102是可拆卸更换的,如果探测器110探测到升降杯罩102的尺寸与晶圆105不匹配,将会反馈信号至控制系统并报警。根据晶圆尺寸的不同,升降杯罩102也具有不同的尺寸规格,操作人员可以根据需求进行更换。比如,在对8英寸晶圆涂胶时,可以预先安装尺寸较小的升降杯罩102;而对12寸晶圆涂胶时,则拆下原来较小的升降杯罩102,换用更大尺寸的升降杯罩102,从而可以保证针对不同尺寸晶圆的涂胶工艺的顺利进行。
如图2中所示,所述旋转臂分为两个,分别为第一旋转臂103和第二旋转臂104。所述第一旋转臂103上共搭载了三个喷嘴,分别为并列的两个光刻胶喷嘴201和一个去胶液喷嘴202。所述第二旋转臂104上共搭载了两个喷嘴,这两个喷嘴均为洗边喷嘴203。在工艺过程中,所述第一旋转臂103可以到达晶圆105中心的上方位置,光刻胶喷嘴201和去胶液喷嘴202喷出相应的药液至晶圆105的中心,晶圆105通过旋转时的离心力作用将药液向外铺展晶圆105的边缘。而所述第二旋转臂104则能够旋转至晶圆105边缘的上方位置,洗边喷嘴203将去胶液喷至晶圆105边缘,去除不需要的光刻胶,达到洗边作用。所述基座101的一侧、靠近升降杯罩102底端的位置设置有排放口204。所述排放口204为整个腔体的排气和排液公用的排出口,该排放口204具有气液分离功能,能够将进入排放口204的废气和废液相互分离并分别排出至连接在排放口204末端的外界排气和排液系统。优选地,在基座101的一侧还可以设置一台具有透明护罩的CCD摄像机,用于记录和追踪工艺过程。所述透明护罩能够保证CCD摄像机不被各种药液污染或腐蚀。
在所述工艺腔体100顶部分别安装有4个腔体清洁喷嘴302和一个风机滤网单元303。所述风机滤网单元303位于工作平台301的正上方,该风机滤网单元303为一正方形的网状结构,其大小基本上完全覆盖升降杯罩102中央的开口。另外,该风机滤网单元303也可设计成其他形状的网状结构,例如圆形。所述风机滤网单元303能够过滤进入晶圆涂胶机腔室内的气体,维持工艺微环境的洁净并控制工作平台301周边的气流分布。在方形风机滤网单元303外侧的四个角上,对称地分布有4个腔体清洁喷嘴302,所述腔体清洁喷嘴302用于晶圆涂胶机的自动清洗,能够喷洒出相应的清洗液或去离子水对机器的整个腔室或局部区域或部分构件进行清洗。
所述工作平台301被升降杯罩102所环绕保护,在对晶圆105进行涂胶的过程中,晶圆105可能会高速旋转,涂覆在晶圆105表面的各种有机溶剂很容易受离心力作用而向四周溅射,有了升降杯罩102的保护,药剂打在升降杯罩102后自然下落,最后能够通过排放口204排出机器,对保持腔室内的清洁有很大的帮助。当然地,也可以想见,在长期的使用过程中,升降杯罩102的内壁将沾染、凝结有各类药液,使用一段时间后对其进行清理是非常必要的;同时,由于有机溶剂的挥发性等其他因素的影响,随着使用时间的增加,工艺腔室100内也将积累大量悬浮的废气和废液颗粒,会对涂胶机内的洁净度造成不利影响,这也要求工作人员需要经常的对机器进行清洗,以保证良好的涂胶环境。而以往涂胶机的清洗,都必须拆开涂胶机,人工对机器内部各个部件进行清洁的。
所述工作平台301上设置有一个支撑盘。所述支撑盘更具体地说,是一个圆形的真空吸盘304。所述真空吸盘304也可由其他具有吸附功能的吸盘替换,例如可以是一种打有多个通孔的陶瓷吸盘。由于该晶圆涂胶机需要设计为兼容8英寸和12英寸晶圆,所以对真空吸盘304的尺寸有一定要求,其直径选择范围在80-120mm,优选90mm。显然地,即使选取直径为120mm的晶圆吸盘304,其尺寸也明显小于该涂胶机所要处理的最小晶圆的尺寸,即小于8英寸晶圆的尺寸。由于目前的晶圆涂胶机通常采用旋转涂胶法对晶圆进行涂胶,所以该真空吸盘304有必要带动晶圆105旋转。为了满足旋转的需要,真空吸盘304通过一支撑杆连接至工作平台301下方的一个旋转马达305上。所述旋转马达305受控制系统控制,其在工艺过程中按照何种规律旋转已由程序预先设定。所述旋转马达305的转速在0—8000RPM,旋转加速度在0—50000RPM/s。更进一步地,所述工作平台301在真空吸盘304的下方位置的两侧设置有两个背面清洗喷嘴306,用于在涂胶过程中,向晶圆105的背面喷射清洗液,对晶圆105的背面进行清洁,防止光刻胶滑落至晶圆105的背面从而污染晶圆105。所述两个背面清洗喷嘴306的位置可以手动调节,一般在出厂设置时就将其喷射的落点调节至两种不同尺寸晶圆的对应位置处。对于本实施例中所述的晶圆涂胶机,两个背面清洗喷嘴306一个距离晶圆105的中心较近,另一个较远;其中距离晶圆中心较近的背面清洗喷嘴306用于8英寸晶圆的涂胶过程,距离晶圆中心较远的背面清洗喷嘴用于12英寸晶圆的涂胶过程。当然地,所述背面清洗喷嘴306的个数也可根据工艺的需求增加。在工作平台301的下方和基座101上方之间的位置还设置有一个排气腔307,所述排气腔307为一圈圆环形的腔室,排气腔307的底部与3个呈120度角分布的排放口204连通。由于所述排气腔307在晶圆105下方环形分布,优化了晶圆105表面及周边的气流流动,提高了光刻胶涂覆的均匀性。
安装在基座101上的第一旋转臂103和第二旋转臂104,均由水平臂107和垂直臂108两部分组成。所述垂直臂108的底端连接有气缸和步进马达。所述气缸能够控制垂直臂108在竖直方向上升或下降;所述步进马达能够通过扭动垂直臂108内的丝杆,控制水平臂107在真空吸盘304上方的水平面内自由转动。所述升降杯罩102也分为两部分:活动部308和固定部309。所述活动部308为升降杯罩102的上半部分,相反地,所述固定部构成所述升降杯罩102的下半部分。所述横臂109连接在升降杯罩102的活动部308上,横臂109的末端连接有驱动装置,所述驱动装置能够通过横臂109带动所述升降杯罩102的活动部308在竖直方向上升或下降。而所述固定部309则固定安装在基座101上。所述驱动装置更具体地说,可以是马达。将杯罩102设计为可升降的主要有两个好处:首先,在工艺过程中可以控制升降杯罩102在工艺开始之前降下,露出真空吸盘304,方便外界机器人放置晶圆105,工艺开始后再升起升降杯罩102,起到防溅射的作用;其次,在该晶圆涂胶机的自动清洗过程中,可以通过调节升降杯罩102的不同位置,来控制腔体清洁喷嘴302喷射出的清洗液及去离子水的落点及范围,从而全面的清洗晶圆涂胶机内部的各个区域和部件,而不是仅对工艺腔体100内某一固定位置进行清洁,因而该晶圆涂胶机能够达到良好的自清洁效果。
图4对本发明所述晶圆涂胶机具体实施例的药剂供给系统进行了展示。本实施例中的晶圆涂胶机的化学品药液以1种去胶液、1种清洗液、2种光刻胶液为例。去胶液贮存在压力罐401中,清洗液贮存在压力罐402中,压力罐的下方具有称重器403,可以监控罐中的去胶液存量。压力罐连接装置外部的氮气,维持压力罐中的压力。去胶液通过管路分别输送至晶圆涂胶及的洗边喷嘴203和去胶液喷嘴202,每个管路中分别具有开关阀404和回吸阀405,开关阀404控制液体喷出和停止,回吸阀405防止液体停止喷出时滴落。清洗液通过管路输送至装置中的背面清洗喷嘴306,2个背面清洗喷嘴306分别由相应的开关阀404控制清洗液的喷出与停止。光刻胶液分存贮在两个光刻胶瓶406中,通过管路连接独立的光刻胶泵407输送至光刻胶喷嘴201,光刻胶泵407可以精确控制光刻胶的喷吐容量和喷吐速度,光刻胶泵407由控制器控制,按预先设定好的喷吐程序输送光刻胶液至相应的喷嘴。喷吐程序一般存在在光刻胶泵407的控制器中,设备控制系统发送指令给胶泵控制器,控制器按系统指令控制胶泵按激活的喷吐程序喷吐光刻胶。光刻胶泵407具有回吸功能,在喷吐停止时能回吸喷嘴中的光刻胶液至喷嘴末端上方1~5mm,避免喷吐停止时光刻胶液自喷嘴末端滴落影响造成工艺不良。光刻胶瓶406的底部分别具有称重器403,可以实时监控光刻胶瓶中的光刻胶液存量。装置的杯罩底部具有三个的排放口204,排放口204的下侧末端连接管路将涂胶时产生的废液排放至装置下方的废液桶408,废液桶408中具有液位探测器409,当液面高出设定值时,探测器409输送信号至设备控制系统,设备控制系统给出报警提示用户更换新的废液桶408。可选的,在光刻胶液粘度较低且流动性较好的情况下,排放口204也可以连接至装置外部的排液系统。
图5展示了该实施例所述晶圆涂胶机的腔体清洁喷嘴302的水平分布位置及喷射范围。该晶圆涂胶机在工艺腔体100的顶部设置共设置了4个腔体清洁喷嘴302,所述4个腔体清洁喷嘴302a-d分布在风机过滤单元303的周围,并对称排布。所述腔体清洁喷嘴302为上窄下宽的圆锥形喷嘴,其内部连接两套管路,一套接能够溶解有机溶剂的清洗液,另一套接去离子水。所述两套管路分别由各自的开关阀404控制。另外,所述腔体清洁喷嘴302喷出的液体将以一个圆形的区域覆盖对应的腔体清洁喷嘴302的下方空间。其中圆形区域501为腔体清洁喷嘴302a的喷射覆盖面积,502为腔体清洁喷嘴302b的喷射覆盖面积,依次类推。四个圆形区域501-504相互重叠,从而保证了腔体清洁喷嘴302的清洗范围覆盖了整个晶圆涂胶机的内部,而不存在盲区。当然,只要能够保证腔体清洁喷嘴302的喷射范围能够覆盖晶圆涂胶机内部尽可能大的区域,所述腔体清洁喷嘴302的个数、规格型号以及在工艺腔体100内的分布位置均是可以视情况作出调整的。在执行自动清洗时,通过相应的开关阀404可以控制腔体清洗喷嘴302喷出清洗液或去离子水。一般的首先腔体清洗喷嘴302喷洒清洗液至涂胶机的升降杯罩102和各部件表面,等待部件表面的光刻胶液残留物溶解后,再喷洒去离子水至涂胶机内的各部件表面冲洗溶解后的残留物。自动清洗功能提高了装置清洁维护的便捷性,可以在设备保养时使用,也可以在设备系统软件的控制下定期执行自动清洗。
图6单独对本实施例中的工艺喷嘴及接漏盘作出了相应的展示。一般的,晶圆涂胶机在长期空闲的时候,光刻胶喷嘴201末端内的光刻胶液因为溶剂挥发或其它因素容易凝结在光刻胶喷嘴201的末端周边,从而造成光刻胶液涂敷时的工艺不良。本实施例中提供了一种技术方案,能够解决上述问题。具体地,在光刻胶喷嘴201的下方设置有接漏盘106,用于接收涂胶过程完成后的漏液。所述接漏盘106对应于每个喷嘴开设有隔离槽602,图中的接漏盘106共设置了3个隔离槽602,能够有效的防止光刻胶喷嘴201的交叉污染。除此之外,隔离槽中还安装有雾化喷嘴601,能够正对光刻胶喷嘴201的末端喷出去胶液,洗去残留的光刻胶。清洁光刻胶喷嘴201的一般过程包括:一般在光刻胶液喷嘴201前方和后方的雾化喷嘴601同时喷出雾化后的去胶液至光刻胶液喷嘴201的末端,溶解清洗喷嘴末端凝结沾附的光刻胶液,接收盘106的下方具有排放口204排出清洗中产生的废液至涂胶机外界的排液系统,然后光刻胶喷嘴201再喷出一定容量的光刻胶液,保证下一步喷至晶圆中心的光刻胶液为新鲜的光刻胶液。光刻胶喷嘴201的自动清洁功能可以在设备系统软件的控制下按一定的周期执行,有效的减少了涂胶不良现象,提升了光刻胶涂覆的良率。
上述说明书中对具体实施例和实施方式的描述详实、确切,本领域技术人员结合说明书及附图能够轻易并重复多次地实现本专利的技术方案。发明人及申请人已经极其负责地尽到了充分公开义务,所以,根据权利和义务相对等的法律原则,本专利所述发明内容理应取得相应的最大保护范围。

Claims (15)

1.一种晶圆涂胶机,至少具有一个工艺腔体,其特征在于,所述工艺腔体中包括:
工作平台,所述工作平台上设置有支撑盘,所述工作平台上设置有至少两个背面清洗喷嘴,所述支撑盘用于承载并固定晶圆,所述背面清洗喷嘴分别用于清洗晶圆的背面;
旋转臂,所述旋转臂上搭载有若干工艺喷嘴,所述旋转臂在所述支撑盘的上方垂直升降或水平转动;
升降杯罩,所述升降杯罩可拆卸更换;
基座,所述基座用于支撑所述工作平台、所述旋转臂以及所述升降杯罩。
所述工艺腔体中还设置有若干腔体清洁喷嘴,所述腔体清洁喷嘴的喷射范围覆盖所述整个工艺腔体或覆盖所述工艺腔体的局部区域。
2.根据权利要求1所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述工作平台上的所述支撑盘承载并固定不同尺寸的晶圆,所述升降杯罩的尺寸有一种及一种以上,所述升降杯罩的尺寸与不同尺寸的晶圆对应,所述工艺腔体中还包括:
探测器,所述探测器用于监控所述升降杯罩的尺寸。
3.根据权利要求2所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述腔体清洁喷嘴位于所述工艺腔体的顶部,所述腔体清洁喷嘴为圆锥形喷嘴,所述腔体清洁喷嘴喷射清洗液或去离子水,所述腔体清洁喷嘴喷出的液体分布在所述腔体清洁喷嘴下方的圆形区域内。
4.根据权利要求2所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述升降杯罩分为固定部和活动部,所述固定部为所述升降杯罩的下半部分,所述活动部为所述升降杯罩的上半部分。
5.根据权利要求4所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述升降杯罩的固定部固定连接在所述基座上,所述固定部的底端设置有排放口,所述排放口用于对外排放所述工艺腔体内的废气和废液。
6.根据权利要求4所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述升降杯罩的活动部具有至少两个横臂,所述横臂的末端连接有驱动装置,所述驱动装置通过所述横臂带动所述升降杯罩在竖直方向上下移动,所述至少一个横臂上安装有至少一个所述的探测器。
7.根据权利要求2所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述支撑盘为圆形吸盘,所述支撑盘带动晶圆旋转,所述支撑盘的尺寸小于不同尺寸晶圆中最小晶圆的尺寸。
8.根据权利要求2所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述旋转臂的数目为一个或多个,所述旋转臂分为水平臂和垂直臂,所述水平臂的一端连接至所述垂直臂顶端,所述垂直臂的底端连接有气缸和马达,所述垂直臂带动所述旋转臂水平旋转或垂直升降。
9.根据权利要求2所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述工艺喷嘴至少包括光刻胶喷嘴、去胶液喷嘴和洗边喷嘴。
10.根据权利要求2所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述基座上安装有接漏盘,所述接漏盘位于所述工艺喷嘴的下方,所述接漏盘上开设有隔离槽,所述隔离槽内设置有雾化喷嘴。
11.根据权利要求2所述的晶圆涂胶机,其特征在于,所述晶圆涂胶机还设置有控制系统、供液系统和风机过滤单元,所述控制系统控制所述晶圆涂胶机的涂胶过程和清洁过程,所述风机过滤单元位于所述工作平台中央的正上方,所述风机过滤单元过滤进入所述晶圆涂胶机的气流并调节所述晶圆涂胶机内的气流分布。
12.一种适用于权利要求1中所述晶圆涂胶机的涂胶方法,其特征在于,包括:
步骤1:晶圆涂胶机中的升降杯罩下降至最低位置,外界工艺机器人将需要处理的晶圆传送至工作平台的支撑盘上,所述支撑盘吸附晶圆后,所述升降杯罩升起;
步骤2:所述支撑盘带动晶圆旋转,搭载有光刻胶喷嘴和去胶液喷嘴的旋转臂为第一旋转臂,所述第一旋转臂升起并旋转至晶圆中心位置上方,再由气缸驱动所述第一旋转臂下降,所述光刻胶喷嘴喷出光刻胶至晶圆中心;
步骤3:所述光刻胶喷嘴停止喷出光刻胶,所述第一旋转臂升起,旋转回到初始位置,所述支撑盘带动晶圆按预先设定好的涂覆程序旋转,光刻胶液扩散至整个晶圆表面并干燥,形成均匀的膜层;
步骤4:搭载有洗边喷嘴的旋转臂为第二旋转臂,所述第二旋转臂升起并旋转至晶圆边缘的上方位置后,由所述气缸驱动所述第二旋转臂下降,所述支撑盘带动晶圆旋转,所述洗边喷嘴喷出去胶液至晶圆边缘,清洗晶圆边缘厚度不均匀的光刻胶;
步骤5:所述第二旋转臂升起,旋转回到初始位置。晶圆停止旋转后,所述升降杯罩降下,外界工艺机器人将涂敷完成的晶圆取出,传送至下一道工序,光刻胶涂敷工艺完成。
13.根据权利要求12所述的涂胶方法,其特征在于,步骤2中进一步包括:所述光刻胶喷嘴喷出光刻胶至晶圆中心之前,所述去胶液喷嘴喷出去胶液至晶圆中心,所述去胶液扩散至晶圆边缘并润湿晶圆表面。
14.根据权利要求12所述的涂胶方法,其特征在于,步骤4中进一步包括:所述支撑盘带动晶圆旋转的同时,对应于所述晶圆尺寸的设置在所述工作平台上的背面清洗喷嘴喷出清洗液至所述晶圆的背面。
15.根据权利要求12所述的涂胶方法,其特征在于,步骤2-4中所述晶圆的旋转速度及加速度由控制系统调控。
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