CN107275263A - 能够消除厚边效应的匀胶装置 - Google Patents

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舒平
富松
张洪波
华勇
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Abstract

本发明公开了一种能够消除厚边效应的匀胶装置，包括匀胶盘，匀胶盘上端面上设置有凹槽，凹槽的轮廓与所述晶圆片的轮廓匹配；凹槽的槽底中部设置有凸台，凸台的上端面上设置有用于实现真空吸附的沟槽，沟槽底部设置有轴向贯通匀胶盘的通孔；所述匀胶盘上端面上凹槽以外的区域形成导流面，导流面在匀胶盘轴向上的高度高于凸台上端面，导流面和凸台上端面之间的高度差等于晶圆片的厚度。本发明的有益技术效果是：提出了一种能够消除厚边效应的匀胶装置，该匀胶装置中的匀胶盘的结构不同于现有技术，本发明的匀胶盘可以将扩散至晶圆片边缘的光刻胶继续向外导出，从而避免光刻胶在晶圆片边缘形成厚边。

Description

能够消除厚边效应的匀胶装置
技术领域
本发明涉及一种晶圆片加工技术，尤其涉及一种能够消除厚边效应的匀胶装置。
背景技术
光刻工艺是微电子领域中十分重要的工艺，随着微电子技术的发展，高速、高保真、低损耗的信息交换需求推动着器件逐渐向高速和高集成化方向发展，这就对光刻图形的线宽均匀性提出了更高的要求；总体来说，越细的线宽需要越薄的光刻胶膜来产生，但是，在MEMS等器件的制作过程中，须制备足够厚的光刻胶膜来实现阻挡功能，这就使得制作具有良好厚度一致性的厚胶膜成为当前需要关注的一个问题。
为了保证胶膜的均匀性，在涂光刻胶时，一般还要同步采用匀胶工艺来对胶膜厚度均匀性进行控制，目前应用较为广泛的匀胶设备多采用旋转式机构，其原理如图1所示，晶圆片放置在匀胶盘上，匀胶盘中部设置有沟槽，沟槽底部与抽真空设备连通，通过真空负压使晶圆片紧贴在匀胶盘上，匀胶盘下部与传动装置连接；涂胶时，光刻胶以手动或自动的方式从上方喷洒到晶圆片上，喷洒光刻胶的过程中，通过传动装置驱动匀胶盘加速旋转，在离心力作用下，晶圆片表面的光刻胶逐渐向晶圆片边缘扩散并甩走多余的光刻胶，最终就能在晶圆片表面形成厚度均匀的光刻胶薄膜。前述方案在实际操作中存在的问题是：由于光刻胶为液态，当光刻胶扩散至晶圆片边缘时，在液体表面张力的作用下，光刻胶就会在晶圆片边缘出现堆积，而且光刻胶的黏度越大，光刻胶堆积现象也越明显，业内一般将其称为“厚边效应”，这种厚边效应将导致光刻版与胶层不能紧密接触，曝光操作时就会发生衍射，从而造成胶条图形陡直度差，甚至出现变形，使光刻图形的分辨率变差。
现有技术中，解决厚边效应的常见手段有两种，其一是在匀胶工艺完成后再增加一道去除厚边的工艺，用化学方法来去除厚边，其二是在匀胶盘边沿再设置一根管路用于喷洒去胶溶剂，在匀胶盘转动过程中喷洒去胶溶剂来去除厚边；对于第一种手段，一般先要对晶圆片进行扫描以确定晶圆片及胶层的外部形貌，然后根据形貌，精确控制机器手喷洒去胶溶剂，这种工艺设备造价昂贵，操作效率很低，通常仅限于加工高端产品；对于第二种手段，由于该方法实施过程中，匀胶盘处于旋转状态，因此只能对形状为完整圆形的晶圆片进行操作，而在实际生产中，大多数晶圆片都有定向切边，而且有的晶圆片形状还是方形、半圆形等不规则的形状，这时，就无法采用该方案来去除厚边。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种能够消除厚边效应的匀胶装置，包括用于放置晶圆片的匀胶盘，其创新在于：所述匀胶盘上端面上设置有凹槽，凹槽的轮廓与所述晶圆片的轮廓匹配；凹槽的槽底中部设置有凸台，凸台的上端面上设置有用于实现真空吸附的沟槽，沟槽底部设置有轴向贯通匀胶盘的通孔；所述匀胶盘上端面上凹槽以外的区域形成导流面，导流面在匀胶盘轴向上的高度高于凸台上端面，导流面和凸台上端面之间的高度差等于晶圆片的厚度。
具体实施本发明时，匀胶盘下部仍然需要连接传动装置，同时，通孔也与抽真空设备连通；操作时，将晶圆片放置在凹槽内，晶圆片下端面与凸台的上端面接触，启动抽真空设备，使晶圆片紧紧地吸附在凸台上，由于导流面和凸台上端面之间的高度差等于晶圆片的厚度，晶圆片放置好后，晶圆片的上端面就与导流面齐平；开始涂胶后，仍然从上方向晶圆片表面喷洒光刻胶并驱动匀胶盘加速旋转，喷洒到晶圆片表面光刻胶就会在离心力的作用下向晶圆片边缘扩散，当光刻胶到达晶圆片边缘后，由于晶圆片的上端面与导流面齐平，光刻胶就会在导流面的导向作用下继续向外扩散，这就能够有效避免光刻胶在晶圆片边缘堆积；与现有技术相比，采用本发明进行涂胶操作，可以有效避免晶圆片边缘形成厚边，对硬件要求很低，无需另外设置厚边去除工艺，而且操作简单，十分适合规模化生产。
优选地，所述导流面的径向外部设置有向下倾斜的锥面。所述锥面有利于将多余的光刻胶甩出匀胶盘。
优选地，所述匀胶盘的边沿设置有多个定位缺口，多个定位缺口沿匀胶盘周向均匀分布。定位缺口用于将匀胶盘定位在传动装置中的传动盘上。
优选地，所述沟槽由多个环形槽和一个十字槽组成，多个环形槽同圆心，十字槽的中心与环形槽的圆心重叠，所述通孔与环形槽的圆心同轴。
本发明的有益技术效果是：提出了一种能够消除厚边效应的匀胶装置，该匀胶装置中的匀胶盘的结构不同于现有技术，本发明的匀胶盘可以将扩散至晶圆片边缘的光刻胶继续向外导出，从而避免光刻胶在晶圆片边缘形成厚边。
附图说明
图1、现有技术的原理示意图；
图2、本发明的匀胶盘的立体结构示意图；
图3、本发明的匀胶盘的俯视图；
图4、图3中A-A位置处的剖面视图；
图中各个标记所对应的名称分别为：匀胶盘1、凹槽1-1、凸台1-2、环形槽1-3、十字槽1-4、导流面1-5、锥面1-6、通孔1-7、定位缺口1-8。
具体实施方式
一种能够消除厚边效应的匀胶装置，包括用于放置晶圆片的匀胶盘1，其创新在于：所述匀胶盘1上端面上设置有凹槽1-1，凹槽1-1的轮廓与所述晶圆片的轮廓匹配；凹槽1-1的槽底中部设置有凸台1-2，凸台1-2的上端面上设置有用于实现真空吸附的沟槽，沟槽底部设置有轴向贯通匀胶盘1的通孔1-7；所述匀胶盘1上端面上凹槽1-1以外的区域形成导流面1-5，导流面1-5在匀胶盘1轴向上的高度高于凸台1-2上端面，导流面1-5和凸台1-2上端面之间的高度差等于晶圆片的厚度。
进一步地，所述导流面1-5的径向外部设置有向下倾斜的锥面1-6。
进一步地，所述匀胶盘1的边沿设置有多个定位缺口1-8，多个定位缺口1-8沿匀胶盘1周向均匀分布。
进一步地，所述沟槽由多个环形槽1-3和一个十字槽1-4组成，多个环形槽1-3同圆心，十字槽1-4的中心与环形槽1-3的圆心重叠，所述通孔1-7与环形槽1-3的圆心同轴。

Claims (4)

1.一种能够消除厚边效应的匀胶装置，包括用于放置晶圆片的匀胶盘(1)，其特征在于：所述匀胶盘(1)上端面上设置有凹槽(1-1)，凹槽(1-1)的轮廓与所述晶圆片的轮廓匹配；凹槽(1-1)的槽底中部设置有凸台(1-2)，凸台(1-2)的上端面上设置有用于实现真空吸附的沟槽，沟槽底部设置有轴向贯通匀胶盘(1)的通孔(1-7)；所述匀胶盘(1)上端面上凹槽(1-1)以外的区域形成导流面(1-5)，导流面(1-5)在匀胶盘(1)轴向上的高度高于凸台(1-2)上端面，导流面(1-5)和凸台(1-2)上端面之间的高度差等于晶圆片的厚度。
2.根据权利要求1所述的能够消除厚边效应的匀胶装置，其特征在于：所述导流面(1-5)的径向外部设置有向下倾斜的锥面(1-6)。
3.根据权利要求1或2所述的能够消除厚边效应的匀胶装置，其特征在于：所述匀胶盘(1)的边沿设置有多个定位缺口(1-8)，多个定位缺口(1-8)沿匀胶盘(1)周向均匀分布。
4.根据权利要求1或2所述的能够消除厚边效应的匀胶装置，其特征在于：所述沟槽由多个环形槽(1-3)和一个十字槽(1-4)组成，多个环形槽(1-3)同圆心，十字槽(1-4)的中心与环形槽(1-3)的圆心重叠，所述通孔(1-7)与环形槽(1-3)的圆心同轴。
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