CN109856914A - 涂胶装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涂胶装置和方法，所述涂胶装置包括承载台和吹气机构，所述承载台用于承载基底，涂胶时，所述吹气机构移动至所述承载台的上方并向所述承载台吹气，以使光刻胶涂布于所述基底表面。本发明采用吹气机构向承载台吹气的方式，与现有技术相比提高了光刻胶的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体涉及一种涂胶装置及方法。
背景技术
在半导体器件制造和先进封装工艺中，光刻是至关重要的步骤。光刻是指在基板(如半导体基底)上经过光刻胶涂敷、曝光、显影等处理，将光刻掩模板(MASK)上设计好的图案转移到基板表面的膜层中的过程。在光刻胶涂敷工艺中，一般是将基板(如半导体基底)放入专门的涂胶装置中，采用旋涂胶法(spin coating)或者喷涂胶法(spray coating)。
旋涂胶法是在基板上点特定量的经过稀释的光刻胶，然后旋转基板，通过高速旋转时的离心力将光刻胶均匀的分布在基板上，多余的胶被甩出基板之外。喷涂胶法是将光刻胶雾化成微小颗粒，然后喷涂到基板表面。
发明人研究发现，无论是旋涂胶法还是喷涂胶法，光刻胶的损失率都比较高。另外，这两种方法都需要稀释光刻胶，光刻胶经过稀释后，其粘度将会降低，光刻胶本身的特性也发生了变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种涂胶装置，以提高光刻胶的利用率。
本发明的另一目的是提供一种涂胶装置，无需稀释光刻胶，确保光刻胶的粘度，避免光刻胶特性发生变化。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种涂胶装置，包括承载台和吹气机构，所述承载台用于承载基底，所述吹气机构在基底点胶后移动至所述承载台的上方并向所述承载台吹气，以使光刻胶均匀涂布于所述基底表面。
可选的，所述吹气机构包括供气单元以及喷气单元，所述供气单元与所述喷气单元连接并用于向所述喷气单元供气，所述喷气单元面向所述承载台并向所述承载台吹气。
可选的，所述喷气单元面向所述承载台的一侧具有多个通气孔，通过所述通气孔向所述承载台吹气。
可选的，所述多个通气孔均匀分布，所述多个通气孔的孔径小于或等于1mm。
可选的，所述喷气单元面向所述承载台的一侧具有一个条状缝隙；或者，所述喷气单元面向所述承载台的一侧设置有两个相互垂直的条状缝隙。
可选的，所述基底为圆形基底，所述条状缝隙的长度直径大于或等于所述圆形基底的直径，所述条状缝隙的宽度在0.5mm～5mm之间。
可选的，所述喷气单元由多孔介质材料制成，通过所述多孔介质材料的孔隙向所述承载台吹气。
可选的，所述喷气单元为圆盘状结构或圆锥状结构。
可选的，所述基底为圆形基底，所述喷气单元面向所述承载台的表面的直径大于或等于所述圆形基底的直径。
可选的，所述吹气机构面向所述承载台的表面与所述承载台的距离在0.1mm～2mm之间。
可选的，还包括一吹气机构驱动单元，所述吹气机构驱动单元与所述吹气机构连接并用于驱动所述吹气机构移动。
可选的，所述承载台包括支撑盘、支撑柱和承载台驱动单元，所述支撑盘与支撑柱固定连接，所述承载台驱动单元用于驱动所述支撑柱和支撑盘旋转。
可选的，所述支撑盘侧面设置有斜向上或水平吹气的支撑盘喷气单元。
可选的，所述支撑盘的直径小于承载的基底的直径。
本发明的第二方面提供一种涂胶方法，包括：向位于承载台上的基底点胶；以及吹气机构移动至所述承载台的上方并向所述承载台吹气以使光刻胶涂布于所述基底表面。
可选的，所述吹气机构向所述承载台吹气时，所述承载台静止或以小于100转/分钟的速度旋转。
可选的，所述基底为圆形基底；向所述基底的中心位置点胶，或者，向所述基底的多个位置点胶且所述多个位置对称分布于与所述基底同心的圆周上。
本发明提供的涂胶装置，具有一吹气机构，涂胶时所述吹气机构可移动至所述承载台的上方并向承载台上的基底吹气，以此使光刻胶均匀的分布在基底上，这样，涂胶时所述承载台无需进行高速旋转，比如静止或低速旋转(转速小于100转/分钟)即可实现光刻胶的涂覆，可以有效的减少涂胶过程中光刻胶的浪费，提高了光刻胶的利用率。
另外，由于所述吹气机构可向承载台上的基底吹气，利用气流形成气膜从而使光刻胶涂布在基底上，可以不必稀释光刻胶，光刻胶本身在光刻胶的相关特性上得以保留，光刻胶的粘度没有被降低，因此光刻胶的选择范围大大增加，间接降低了成本。
附图说明
图1是本发明第一实施例的涂胶装置均匀吹胶的示意图；
图2a是本发明第二实施例的涂胶装置一条气刀刮胶的示意图；
图2b是本发明第二实施例的涂胶装置的一条气刀刮胶俯视图；
图2c是本发明第二实施例的涂胶装置的两条气刀刮胶俯视图；
图3是本发明第三实施例的涂胶方法的工作流程图。
具体实施方式
如前所述，现有涂胶方式都需要稀释光刻胶，使得光刻胶的损失率很高，为了改善涂胶过程中光刻胶不必要的损失，本发明利用吹气机构向承载台上的基底吹气，从而使光刻胶均匀的涂覆在基底上，减少光刻胶损失率。进一步的，由于所述吹气机构可向承载台上的基底吹气，利用气流形成气膜从而使光刻胶涂布在基底上，可以不必稀释光刻胶，即，可直接向承载台上的基底点未稀释的光刻胶，可以避免光刻胶的特性发生变化，确保光刻胶的粘度。
以下结合附图和具体实施对本发明的涂胶装置及涂胶方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚，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，达到在知悉本发明内容的情况下重复实现所述技术方案的程度。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
第一实施例
图1为本实施例的涂胶装置均匀吹胶的示意图。
如图1所示，本实施例公开了一种涂胶装置，所述装置包括一承载台200，用于承载基底300。
所述承载台200例如是包括支撑盘210、支撑柱220和承载台驱动单元(图中未示出)，所述支撑盘210与支撑柱220固定连接，所述承载台驱动单元用于驱动所述支撑柱220和支撑盘210旋转。较佳的，所述支撑盘210(例如是圆盘状结构)侧面设置可斜向上或水平吹气的支撑盘喷气单元213，用于向基底300的下表面302提供防沾污气流，防止基底300上光刻胶流到基底300下表面302。所述支撑盘210的直径优选的是小于其承载的基底300(例如是圆形基底，如晶圆)的直径。本实施例中，支撑盘210直径是7寸，基底300直径是8寸，支撑盘210直径明显小于基底300直径，有利于防止基底300上表面301的光刻胶500溢出污染承载台200。
所述涂胶装置还包括一吹气机构100，所述吹气机构100可在涂胶时移动至所述承载台200的上方，并用于向所述承载台200吹气，以使光刻胶500均匀涂布于所述基底表面301。
所述吹气机构100例如是包括供气单元(图中未示出)以及喷气单元102。所述供气单元与所述喷气单元102连接并向所述喷气单102元供气，所述喷气单元102面向所述承载台200并向所述承载台200上吹气。
喷气单元100面向所述承载台的表面102的直径优选是大于或等于所述圆形基底300的直径，以使基底300表面均能接受到气流。本实施例中，喷气单元为圆盘状结构且直径为9寸。
所述喷气单元102可以为圆盘状结构、圆锥状结构或大致为圆锥状的结构(例如是莲蓬头结构)，所述喷气单元102面向所述承载台200的一侧具有多个通气孔，所述喷气单元102通过所述通气孔向所述承载台200吹气，其中，所述多个通气孔的孔径例如是小于或等于1mm。所述通气孔优选是均匀的分布于所述喷气单元102上，从而向基底提供均匀的气流。
所述喷气单元102还可以是由多孔介质材料例如是金属铝泡沫多孔介质材料、陶瓷多孔材料、炭泡沫多孔材料等制成，通过多孔介质材料的孔隙喷气。
所述吹气机构100面向所述承载台200的表面与所述承载台200的距离优选是在0.1mm～2mm之间，例如，所述吹气机构100面向承载台200的表面(即下表面)与承载台200的距离是0.5mm。
所述涂胶装置还包括一吹气机构驱动单元(图中未示出)，所述吹气机构驱动单元与所述吹气机构100连接并用于驱动所述吹气机构100移动。涂胶时，所述吹气机构驱动单元可驱动所述吹气机构100移动至承载台200的正上方。涂胶结束后，所述吹气机构驱动单元可驱动所述吹气机构100移动至其他位置。
所述涂胶装置还包括残胶收集器400。所述残胶收集器400用于收集残胶，防止意外溢胶污染。整个涂胶工艺过程均在残胶收集器400中进行。所述承载台200设置于残胶收集器400内侧。
虽然本实施例中采用吹气机构面向承载台的表面(即下表面)与承载台的距离是0.5mm，但实际上只要满足距离是在0.1mm～2mm之间时效果均较为理想，或者，由于吹气机构面向承载台的表面(即下表面)与承载台的距离与气流压力、所需涂布的光刻胶厚度有关，比如当所需厚度一定时，压力越大，距离可以越远，因此吹气机构面向承载台的表面(即下表面)与承载台的距离，也可以大于2mm。
由上所述，所述吹气机构100可移动至所述承载台200的上方并向所述承载台200吹气，以使光刻胶500涂布于所述基底表面301上，从而完成涂胶的工艺。整个过程中承载台200无需高速转动，大大减少了因离心力作用光刻胶被甩出基底上表面，降低了光刻胶的损失率。
本实施例中，可以在圆形的基底300的中心位置点胶，也可以在向基底300的多个位置点胶，这多个位置可以是对称分布，且这些位置位于与基底同心的圆周上。
需要说明的是，本实施例中涂胶过程中承载台可以是静止不动，也可以是低速旋转例如是采用以小于100转/分钟的速度旋转。相较与现有技术中承载台的高速旋转(转速大于1000转/分钟)，承载台的低速旋转(转速小于100转/分钟)时，可降低光刻胶的损失率。
第二实施例
如图2a-2c所示，本实施例与第一实施例的区别在于，所述喷气单元100面向所述承载台200的一侧设置有一个和两个条状缝隙，通过所述条状缝隙形成气刀，向所述承载台200吹气，以使光刻胶500涂布于所述基底表面。所述承载台以小于100转/分钟的速度旋转。
具体的，如图2b所示，所述吹气机构100设置成一条狭缝形成一条气刀601向承载台吹气，将基底300上表面301中心点位置的光刻胶500均匀的平铺在基底上表面，完成基底涂胶的工艺。本实施例中吹气机构100设置成一条狭缝的宽度是1mm。
整个过程中吹气机构形成气刀刮胶，同时承载台进行低速旋转，大大减少了因离心力作用光刻胶被甩出基底上表面，降低了光刻胶的损失率。另外，相较于第一实施例的静止不动，承载台低速运转加快了涂胶工艺时间，刮胶过程可以将光刻胶在基底上全面上更均匀的分布开。
另外，如图2c所示，喷气单元102面向所述承载台200的一侧也可以设置有两个相互垂直的条状缝隙，以向承载台200上吹气。
优选的，为了增加气刀的力度以便于更好的刮胶，可以在吹气机构中设置增压组件，增加吹气机构的喷气气压。
第三实施例
本实施例提供了一种涂胶方法，包括以下步骤：
首先，向位于承载台上的基底点胶；
其中，可以在圆形基底中心位置点胶，也可以在向基底的多个位置点胶且多个位置对称分布于与基底同心的圆周上。
其次，吹气机构移动至所述承载台的上方并向所述承载台吹气，以使光刻胶涂布于所述基底表面。
其中，向所述承载台吹气时，所述承载台静止，或着，所述承载台以小于100转/分钟的速度旋转。
下面结合图3更详细的介绍本实施例的涂胶方法。
步骤1：系统设置，可根据基底面积和需要涂布光刻胶的厚度设定定量的光刻胶和吹气机构到承载台的距离，还可设定承载台静止或运转速度，还可设定吹气机构的吹气方式以及吹气机构的喷气气压，可设定点胶位置在基底中心位置还是基底上的多个特定位置。
步骤2：加载基底，将基底放置在承载台上。
步骤3：点胶，通过点胶装置在基底上点胶。
步骤4：吹气机构下降并吹气。吹气机构在下降过程中，吹气机构吹气使气流强度达到稳定状态，下降到预定位置后，可使吹气机构对基底吹气，使得基底上的光刻胶向基底上表面全面分布。
步骤5：承载台静止或旋转。
步骤6：承载台吹气，承载台的支撑盘喷气单元斜向上均匀的吹气，用于向基底下表面提供防沾污气流。
步骤7：卸载基底，涂胶结束。
需要说明的是，本实施例中采用先加载基底再点胶的步骤，还可以先点胶再加载基底，即增加点胶工位点胶后再加载基底。还需要说明的是，吹气机构吹气、承载台吹气、吹气机构下降、承载台静止或旋转等在本实施例中所采用的步骤，可以先后进行，还可以同步运行。例如，可以先吹气机构吹气和吹气机构下降同步运行，再承载台吹气、承载台静止或旋转同步运行。当然，还可以有更多的变化形式，在此不一一列举。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (17)
1.一种涂胶装置，其特征在于，包括承载台和吹气机构，所述承载台用于承载基底，所述吹气机构在基底点胶后移动至所述承载台的上方并向所述承载台吹气，以使光刻胶均匀涂布于所述基底表面。
2.如权利要求1所述的涂胶装置，其特征在于，所述吹气机构包括供气单元以及喷气单元，所述供气单元与所述喷气单元连接并用于向所述喷气单元供气，所述喷气单元面向所述承载台并向所述承载台吹气。
3.如权利要求2所述的涂胶装置，其特征在于，所述喷气单元面向所述承载台的一侧具有多个通气孔，通过所述通气孔向所述承载台吹气。
4.如权利要求3所述的涂胶装置，其特征在于，所述多个通气孔均匀分布，所述多个通气孔的孔径小于或等于1mm。
5.如权利要求2所述的涂胶装置，其特征在于，所述喷气单元面向所述承载台的一侧具有一个条状缝隙；或者，所述喷气单元面向所述承载台的一侧设置有两个相互垂直的条状缝隙。
6.如权利要求5所述的涂胶装置，其特征在于，所述基底为圆形基底，所述条状缝隙的长度大于或等于所述圆形基底的直径，所述条状缝隙的宽度在0.5mm～5mm之间。
7.如权利要求2所述的涂胶装置，其特征在于，所述喷气单元由多孔介质材料制成，通过所述多孔介质材料的孔隙向所述承载台吹气。
8.如权利要求2所述的涂胶装置，其特征在于，所述喷气单元为圆盘状结构或圆锥状结构。
9.如权利要求8所述的涂胶装置，其特征在于，所述基底为圆形基底，所述喷气单元面向所述承载台的表面的直径大于或等于所述圆形基底的直径。
10.如权利要求1至9中任一项所述的涂胶装置，其特征在于，所述吹气机构面向所述承载台的表面与所述承载台的距离在0.1mm～2mm之间。
11.如权利要求1至9中任一项所述的涂胶装置，其特征在于，还包括一吹气机构驱动单元，所述吹气机构驱动单元与所述吹气机构连接并用于驱动所述吹气机构移动。
12.如权利要求1所述的涂胶装置，其特征在于，所述承载台包括支撑盘、支撑柱和承载台驱动单元，所述支撑盘与支撑柱固定连接，所述承载台驱动单元用于驱动所述支撑柱和支撑盘旋转。
13.如权利要求12所述的涂胶装置，其特征在于，所述支撑盘侧面设置有斜向上或水平吹气的支撑盘喷气单元。
14.如权利要求12所述的涂胶装置，其特征在于，所述支撑盘的直径小于承载的基底的直径。
15.一种涂胶方法，采用如权利要求1至14中任一项所述的涂胶装置，其特征在于，包括：
向位于承载台上的基底点胶；以及
吹气机构移动至所述承载台的上方并向所述承载台吹气，以使光刻胶涂布于所述基底表面。
16.如权利要求15所述的涂胶方法，其特征在于，所述吹气机构向所述承载台吹气时，所述承载台静止或以小于100转/分钟的速度旋转。
17.如权利要求15所述的涂胶方法，其特征在于，所述基底为圆形基底；向所述基底的中心位置点胶，或者，向所述基底的多个位置点胶且所述多个位置对称分布于与所述基底同心的圆周上。
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