CN111299070A - 消除扰流的液气分离式涂布机结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种消除扰流的液气分离式涂布机结构，其包括：杯体，其为杯底部及环绕杯壁，又杯底部包括：第一凹部，其由环绕杯壁、第一环绕内壁、及第一底部所形成，又第一底部与液体回收管相连通；及第二凹部，其由第一环绕内壁、第二环绕内壁、及第二底部所形成，又第二底部与至少一个排气管相连通；涂布模块，其包括：旋转驱动单元，其具有旋转轴心；至少一个升降驱动单元；及载盘；第一杯罩；以及第二杯罩。藉由本发明的实施，可以达成消除沉流气体的扰流并使气体压力均匀分布的功效。

Description

消除扰流的液气分离式涂布机结构

技术领域

本发明为一种消除扰流的液气分离式涂布机结构，特别为一种应用半导体晶圆片进行光阻剂…等涂布部的消除扰流的液气分离式涂布机结构。

背景技术

如美国专利US5,962,193所示，其揭露了一种用于通过提供可调节壳体来控制液体涂布设备中的空气流动的方法和设备，所述可调节壳体包括上隔室和下隔室，使得可以调节容纳在其中腔室的高度。随后，可以适当地调节待涂覆的基材和上隔室的内壁之间的间隔，以允许所需量的空气流过。可以防止在旋涂过程中从基板表面抛出的液体涂层颗粒再沉积，然后从上隔室的内壁反弹回到基板表面上。

如US6,165,267所示，揭露了一种比现有的旋涂设备需要更少的洁净室空气流的旋转涂布设备，以使洁净室污染最小化。当洁净室空气流的需求降低时，旋转涂布机成形的排气管维持了制程质量。排气管可以降低从晶圆片所延伸的扰流并最小化气流漩涡的形成。排气管道可以符合夹带流线，以使涡流的形成最小化，并在最小的洁净室空气流速下减少过程间污染，在最小洁净室空气流量下减少过程间污染。

发明内容

本发明为一种消除扰流的液气分离式涂布机结构，其主要是要解决半导体晶圆片进行光阻剂涂布时，因为下降气流的扰流及气体压力不均匀造成涂布不佳，以致影响后续半导体组件制作质量不佳的问题。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供一种消除扰流的液气分离式涂布机结构，其包括：杯体，其为杯底部及由杯底部端部向上延伸的环绕杯壁所形成，其中杯底部包括：第一凹部，其是由环绕杯壁、位于环绕杯壁内侧的第一环绕内壁、及连接于环绕杯壁底部及第一环绕内壁底部的第一底部所形成，又第一底部与液体回收管相连通；及第二凹部，其是由第一环绕内壁、位于第一环绕内壁内侧的第二环绕内壁、及连接于第一环绕内壁底部及第二环绕内壁底部的第二底部所形成，又第二底部与至少一个排气管相连通；涂布模块，其包括：旋转驱动单元，其具有旋转轴心，又旋转轴心贯穿第二环绕内壁所形成的中央穿孔；至少一个升降驱动单元，其驱动旋转驱动单元进行升降动作；及载盘，结合于旋转轴心的顶部，又载盘用以承载待涂布件；第一杯罩，其具有第一开口，第一杯罩的端部与环绕杯壁结合为一体；以及第二杯罩，其具有第二开口，第二杯罩位于第二开口侧的端部结合于第二环绕内壁上，又第二杯罩跨越第一环绕内壁后形成于环绕杯壁与第一环绕内壁间；其中第一底部的位置低于第二底部的水平高度。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。

所述的液气分离式涂布机结构，其设置于涂布机腔室中，该涂布机腔室进气端，在第一控制器的调节控制下，提供下降气流；又于该至少一个排气管端，在第二控制器的调节控制下，排出腔室内的气体。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该第一底部为斜面，又该液体回收管设置于该斜面的最低处。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该至少一个排气管为多个排气管且彼此等间距排列。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该第一杯罩具有第一斜面及第一垂直面，由该第一斜面向外延伸形成。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该第二杯罩具有第二斜面及第二垂直面，由该第二斜面向外延伸形成。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该第二垂直面的底部低于该第一环绕内壁的顶部，又该第二垂直面的底部与该第一底部间形成有排气间隙。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该第二杯罩于该第二开口壁设有向上延伸的环绕凸缘，且该载盘的顶面高于该环绕凸缘。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该第一开口的直径大于该第二开口的直径。

所述的液气分离式涂布机结构，其中该杯底部下方设有多个结合插销。

藉由本发明的实施，至少可以达成下列的进步功效：

一、可以有效消除下降气流的扰流现象。

二、可以使涂布腔室的气体压力或气流均匀。

三、可以提升光阻涂布的均匀性。

为了使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易的理解本发明相关的目的及优点，因此将在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点。

附图说明

图1为本发明的一种消除扰流的液气分离式涂布机结构分解实施例图；

图2为本发明液气分离式涂布机结构设置于涂布机腔室实施例图；

图3A为本发明的一种杯体实施例图；

图3B为本发明的一种第一底部为斜面的实施例图；

图3C为本发明的一种排气管配置的实施例图；

图4A为本发明的一种涂布模块顶升状态实施例图；

图4B为本发明的一种涂布模块下降状态实施例图；以及

图5为本发明的一种液气分离式涂布机结构剖视实施例图。

【主要元件符号说明】

100：消除扰流的液气分离式涂布机结构

10：杯体

101：杯底部

102：环绕杯壁

103：第一凹部

104：第二凹部

111：第一环绕内壁

112：第一底部

113：液体回收管

121：第二环绕内壁

122：第二底部

123：排气管

20：涂布模块

210：旋转驱动单元

211：旋转轴心

220：升降驱动单元

230：载盘

30：第一杯罩

310：第一开口

311：第一斜面

312：第一垂直面

40：第二杯罩哀甩

410：第二开口

420：环绕凸缘

431：第二斜面

432：第二垂直面

510：排气间隙

520：结合插销

900：涂布机腔室

910：第一控制器

920：第二控制器

L1：气体流

L2：液体流

具体实施方式

如图1所示，本实施例为一种消除扰流的液气分离式涂布机结构100，其包括：杯体10；涂布模块20；第一杯罩30；以及第二杯罩40。

如图2所示，液气分离式涂布机结构100设置于涂布机腔室900中，涂布机腔室900进气端，在第一控制器910的调节控制下，提供下降气流；又于至少一个排气管123端，在第二控制器920的调节控制下，控制排出涂布机腔室900内的气体。藉由第一控制器910及第二控制器920的制器，可以有效的调节涂布机腔室900内的气体流速及压力。

如图3所示，杯体10，其为消除扰流的液气分离式涂布机结构100的基座。为了符合旋转运作的特性，因此杯体10为杯底部101及由杯底部101端部向上延伸的环绕杯壁102所形成。又有关杯底部101的设计，其包括了第一凹部103及第二凹部104。

第一凹部103，其为环绕状沟槽。具体而言、第一凹部103是由环绕杯壁102、位于环绕杯壁102内侧的第一环绕内壁111、及连接于环绕杯壁102底部及第一环绕内壁111底部的第一底部112所形成。

如图3B所示，为了有效的回收光阻剂，因此将第一底部112与液体回收管113相连通，如此光阻剂就可以藉由液体回收管113进行回收；又为了使光阻剂能够有效的集中，因此可以将第一底部112设计成为斜面；又为了使光阻剂能有效的被回收，因此可以将液体回收管113设置于上述斜面的最低处。

又如图3A所示，第二凹部104，其亦为环状沟槽。第二凹部104是由第一环绕内壁111、位于第一环绕内壁111内侧的第二环绕内壁121、及连接于第一环绕内壁111底部及第二环绕内壁121底部的第二底部122所形成。

如图3C所示，为了有效的调节下降气流，因此将第二底部122与至少一个排气管123相连通；又上述的至少一个排气管123可以为多个排气管123且彼此等间距排列，如此可以避免气流过于集中，造成气流或气压分布不均匀的问题。

如图4A及图4B所示，涂布模块20，其主要是要使晶圆片能有效的完成取、放，然后再完成旋转涂布，因此涂布模块20包括：旋转驱动单元210；至少一个升降驱动单元220；及载盘230。

旋转驱动单元210，其可以为马达的驱动单元，因此旋转驱动单元210具有旋转轴心211，又旋转轴心211贯穿第二环绕内壁121所形成的中央穿孔。又旋转驱动单元210可以有效的支撑载盘230并提供载盘230旋转的动能。

升降驱动单元220，其是在旋转驱动单元210停止驱动的请况下，用以驱动旋转驱动单元210进行升、降动作。藉此、可以有效的对载盘230进行顶升及下降动作。当载盘230顶升时，可以配合机械牙叉臂进行置片或取片的动作，又置片后，载盘230下降至定位，接着可以进行旋转涂布动作。

载盘230，结合于旋转轴心211的顶部，又载盘230用以承载待涂布件，例如承载晶圆片。除了承载外，载盘230也要在旋转状态下，使晶圆片获得稳固的支撑。

第一杯罩30，除了用以避免光阻剂四处的喷溅，以便有效回收光阻剂，另外也具有引导下降气流的功效。此外、为了使晶圆片能完成升降的动作，又为了能有效的引入下降气流，因此第一杯罩30具有第一开口310。

如图5所示，设置时，第一杯罩30的端部与环绕杯壁102结合为一体，形成气密及防水渗透的水密结构；又为了引导下降气流，第一杯罩30设计成具有第一斜面311及第一垂直面312，又第一垂直面312由第一斜面311向外延伸形成，且第一斜面311及第一垂直面312结合处形成弧状结构。

第二杯罩40，为了使旋转轴心211能进行上升及下降动作，因此第二杯罩40具有第二开口410。又第二杯罩40可用以避免被光阻剂渗入旋转驱动单元210及升降驱动单元220。为了增加防渗入的效果，于第二开口410的开口壁，可进一步设有向上延伸的环绕凸缘420。

又为了不妨碍晶圆片的选转，因此设置时将载盘230的顶面高于第二杯罩40的顶端也就是环绕凸缘420的顶端，此外，载盘230的外围与第二开口410的壁面间形成有间隙。

除了用以保护旋转驱动单元210及升降驱动单元220，第二杯罩40也与第一杯罩30相互作用形成气体及液体流道。第二杯罩40亦可设计成具有第二斜面431及第二垂直面432，又第二垂直面432由第二斜面431向外延伸形成。同样的，第二斜面431及第二垂直面432的结合处亦可以为弧状结构，以有效引导下降气流及光阻剂。

设置时，第二杯罩40将位于第二开口410侧的端部结合于第二环绕内壁121上，以使第二杯罩40获得支撑，又为了形成气体流L1与液体流L2分离的液、气分离的流道，因此第二杯罩40在非接触的跨越第一环绕内壁111后，悬空的形成于环绕杯壁102与第一环绕内壁111间。

为了产生液、气分离，杯体10中的第一底部112设置的位置低于第二底部122的水平高度，又搭配第二杯罩40其第二垂直面432的底部低于第一环绕内壁111的顶部，使得第二垂直面432的底部与第一底部112间形成有气体流通排气间隙510。

具体使用方式，当光阻剂及下降气体在第一杯罩30及第二杯罩40的引导下往下流动时，光阻剂流入第一凹部103后，接着就会通过液体回收管113被回收，但此时，下降气体将经由光阻剂的液面，通过排气间隙510进入第二凹部104，最后再通过至少一各排气管123将气体排出。

为了方便液气分离式涂布机结构100的清洗，因此可于杯底部101下方可设有多个结合插销520，藉由结合插销520的设置，可以插拔方式使杯体10与涂布机基座快速的结合或分离，如此当要进行清洗或维修作业时，可以更有效的完成组装或分离。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种消除扰流的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其包括：

杯体，其为杯底部及由该杯底部端部向上延伸的环绕杯壁所形成，其中该杯底部包括：

第一凹部，其是由该环绕杯壁、位于该环绕杯壁内侧的第一环绕内壁、及连接于该环绕杯壁底部及该第一环绕内壁底部的第一底部所形成，又该第一底部与液体回收管相连通；及

第二凹部，其是由该第一环绕内壁、位于该第一环绕内壁内侧的第二环绕内壁、及连接于该第一环绕内壁底部及该第二环绕内壁底部的第二底部所形成，又该第二底部与至少一个排气管相连通；

涂布模块，其包括：

旋转驱动单元，其具有旋转轴心，又该旋转轴心贯穿该第二环绕内壁所形成的中央穿孔；

至少一个升降驱动单元，其驱动该旋转驱动单元进行升降动作；及

载盘，结合于该旋转轴心的顶部，又该载盘用以承载待涂布件；

第一杯罩，其具有第一开口，该第一杯罩的端部与该环绕杯壁结合为一体；以及

第二杯罩，其具有第二开口，该第二杯罩位于该第二开口侧的端部结合于该第二环绕内壁上，又该第二杯罩跨越该第一环绕内壁后形成于该环绕杯壁与该第一环绕内壁间；

其中该第一底部的位置低于该第二底部的水平高度。

2.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其设置于涂布机腔室中，该涂布机腔室进气端，在第一控制器的调节控制下，提供下降气流；又于该至少一个排气管端，在第二控制器的调节控制下，排出腔室内的气体。

3.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该第一底部为斜面，又该液体回收管设置于该斜面的最低处。

4.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该至少一个排气管为多个排气管且彼此等间距排列。

5.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该第一杯罩具有第一斜面及第一垂直面，由该第一斜面向外延伸形成。

6.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该第二杯罩具有第二斜面及第二垂直面，由该第二斜面向外延伸形成。

7.如权利要求6所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该第二垂直面的底部低于该第一环绕内壁的顶部，又该第二垂直面的底部与该第一底部间形成有排气间隙。

8.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该第二杯罩于该第二开口壁设有向上延伸的环绕凸缘，且该载盘的顶面高于该环绕凸缘。

9.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该第一开口的直径大于该第二开口的直径。

10.如权利要求1所述的液气分离式涂布机结构，其特征在于，其中该杯底部下方设有多个结合插销。

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