CN111708259A - 一种匀胶显影机增粘单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种匀胶显影机增粘单元，属于光刻设备技术领域，包括底盘、上盖、喷淋装置以及支撑盘，所述底盘和上盖上均设置有加热装置，所述上盖位于底盘的上端且与底盘配合形成真空腔，所述底盘的底部设置有真空泵接口，所述喷淋装置设置在上盖内，所述支撑盘设置在底盘内用于支撑晶圆，所述支撑盘与底盘转动连接且通过电机驱动转动，所述喷淋装置包括整流板、喷管、喷头和连接管，所述喷管在水平面内呈螺旋形布置。本发明装置可以解决现有技术中采用液态引入HMDS时，增粘效果差的问题。
Description
技术领域
本发明属于光刻设备技术领域，具体涉及一种匀胶显影机增粘单元。
背景技术
现有技术中，根据半导体制造工艺要求，晶圆在送进匀胶腔体之前，首先需要送进增粘单元进行处理，利用HMDS(六甲基二矽烷，英文全名叫Hexamethyldisilazane)将晶圆表面亲水性改为疏水性，这种增粘处理的效果对后期匀胶工艺影响巨大。HMDS的引入需要在真空腔内进行，可以通过气相引入，也可以通过液相引入使其与晶圆表面结合，让晶圆变得更疏水，采用气相引入相比于液相引入的方式来说，时间间隔较长且工艺更为复杂，现有技术中，大多直接采用喷淋的方式进行液相的引入，采用此种方式，由于受到液体表面张力的影响，使得在晶圆表面HMDS的覆盖均匀性较差，导致增粘效果有限。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种匀胶显影机增粘单元，可以解决现有技术中采用液态引入HMDS时，增粘效果差的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明一种匀胶显影机增粘单元，包括底盘、上盖、喷淋装置以及支撑盘，所述底盘和上盖上均设置有加热装置，所述上盖位于底盘的上端且与底盘配合形成真空腔，所述底盘的底部设置有真空泵接口，所述喷淋装置设置在上盖内，所述支撑盘设置在底盘内用于支撑晶圆，所述支撑盘与底盘转动连接且通过电机驱动转动，所述喷淋装置包括整流板、喷管、喷头和连接管，所述喷管在水平面内呈螺旋形布置，所述喷管位于晶圆的正上方，所述整流板设置在晶圆和喷管之间，所述喷管的外端通过连接管连接至HMDS储存罐，所述上盖上开设有用于连接管配合的过孔，所述喷管的内端封闭，所述喷头呈水平布置，且所述喷头间隔布置在喷管的外侧以及内侧，所述喷管的外侧设置有螺旋挡板，所述螺旋挡板的上端固设有一顶板，所述螺旋挡板形成用于安装所述喷管的通道，所述螺旋挡板用于将喷管外侧和内侧喷淋的HMDS液体引导至整流板。
进一步，所述喷管外缠绕设置有电阻丝，所述电阻丝沿喷管的外端向内端延伸用于对喷管进行预热。
进一步，所述喷管和螺旋挡板均通过支撑架固定于整流板，所述支撑架包括支柱以及横筋，所述横筋的宽度大于所述通道的宽度用于对通道内的喷管进行限位，所述横筋通过支柱连接至整流板。
进一步，所述底盘和上盖均呈圆形，所述底盘和上盖的同侧边缘处通过一转轴枢接，所述底盘的一侧设置有弧形的限位挡板，所述上盖转动到位后，所述底盘和上盖密封配合。
进一步，所述支撑盘包括传动轴、转动平台以及顶针，所述转动平台的底部通过传动轴连接至电机，所述传动轴与所述底盘转动密封配合，所述顶针为三根，所述顶针均布在所述转动平台上用于对晶圆进行支撑。
进一步，所述底盘的底部以及上盖的顶部均开设有用于容纳所述加热装置的容纳腔，所述加热装置正对晶圆设置。
进一步，所述整流板包括内板，所述内板上均布设置有若干过液孔，所述过液孔为上端较小的锥形结构。
进一步，所述过液孔内填充有过滤介质，所述整流板的下端过盈配合有一槽盖，所述槽盖的上部形成有用于安装所述内板的凹槽，所述槽盖上均匀设置有若干通孔，所述通孔与所述过液孔一一对应，所述通孔的直径小于过液孔的下端直径，所述槽盖用于所述过滤介质进行限位。
本发明的有益效果在于：
本发明一种匀胶显影机增粘单元，所述喷淋装置设置在上盖内，所述支撑盘设置在底盘内用于支撑晶圆，通过将喷淋装置设置在上盖与底盘内的晶圆分开，可以在喷淋结束后，水平错开上盖与底盘，直接通过机械手取出晶圆，随后进行下一步的匀胶工艺，上盖与底盘之间互不影响，操作一气呵成，能大大节省晶圆的转移时间，提高了工作效率，同时节省晶圆在空气中的暴露时间，减少了晶圆表面HMDS的水解率，相比于以前的操作工艺来说，提升了增粘效果。
本发明装置，通过将支撑盘与底盘转动连接且通过电机驱动转动，可以让晶圆在进行喷淋时通过电机驱动转动，在离心力的作用下，提高HMDS在晶圆表面在周向的覆盖均匀性，从而提升晶圆的增粘效果。由于受到液体表面张力的作用，位于晶圆外缘的液态HMDS受到的离心力较大，位于中心的液态HMDS受到的离心力较小，因此以往的设备会导致位于中心的液态HMDS覆盖厚度较高，导致覆盖不均匀。因此本发明装置将所述喷管在水平面内呈螺旋形布置，喷管的外侧设置有喷头，通过连接管恒压供液，随着液体沿着喷管流动，使得喷管上位于外侧的喷头压力较大，喷淋量较多，位于喷管内侧(即晶圆中心)的喷头压力较小，喷淋量相对较少，与晶圆转动时的离心力相配合，从而提高了液态HMDS在径向的覆盖均匀性。
本发明装置中，所述喷管的外侧设置有螺旋挡板，所述螺旋挡板用于将喷管外侧和内侧喷淋的HMDS液体引导至整流板，通过螺旋挡板抵消了HMDS横向喷出的压力，使其从竖向掉落，使各个方向的喷出压力更为均匀，所述螺旋挡板形成用于安装所述喷管的通道，方便了喷管的安装。
本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为上盖和底盘的配合示意图；
图3为图1在A处的放大图；
图4为喷管的结构示意图；
图5为螺旋挡板的结构示意图；
图6为横筋的位置示意图。
附图中标记如下：底盘1、上盖2、喷淋装置3、整流板31、内板311、过液孔312、过滤介质313、槽盖314、通孔315、喷管32、喷头33、连接管34、螺旋挡板35、顶板36、支撑盘4、传动轴41、转动平台42、顶针43、加热装置5、真空泵接口6、晶圆7、电机8、过孔9、电阻丝10、支柱11、横筋12、转轴13、限位挡板14、容纳腔15。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所描述的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1～6所示，本发明一种匀胶显影机增粘单元，包括底盘1、上盖2、喷淋装置3以及支撑盘4，所述底盘1和上盖2上均设置有加热装置5，所述上盖2位于底盘1的上端且与底盘1配合形成真空腔，所述底盘1的底部设置有真空泵接口6，所述喷淋装置3设置在上盖2内，所述支撑盘4设置在底盘1内用于支撑晶圆7，所述支撑盘4与底盘1转动连接且通过电机8驱动转动，所述喷淋装置3包括整流板31、喷管32、喷头33和连接管34，所述喷管32在水平面内呈螺旋形布置，所述喷管32位于晶圆7的正上方，所述整流板31设置在晶圆7和喷管32之间，所述喷管32的外端通过连接管34连接至HMDS储存罐，所述上盖2上开设有用于连接管34配合的过孔9，所述喷管32的内端封闭，所述喷头33呈水平布置，且所述喷头33间隔布置在喷管32的外侧以及内侧，所述喷管32的外侧设置有螺旋挡板35，所述螺旋挡板35的上端固设有一顶板36，所述螺旋挡板35形成用于安装所述喷管32的通道，所述螺旋挡板35用于将喷管32外侧和内侧喷淋的HMDS液体引导至整流板31。本发明一种匀胶显影机增粘单元，所述喷淋装置3设置在上盖2内，所述支撑盘4设置在底盘1内用于支撑晶圆7，通过将喷淋装置3设置在上盖2与底盘1内的晶圆7分开，可以在喷淋结束后，水平错开上盖2与底盘1，直接通过机械手取出晶圆7，随后进行下一步的匀胶工艺，上盖2与底盘1之间互不影响，操作一气呵成，能大大节省晶圆7的转移时间，提高了工作效率，同时节省晶圆7在空气中的暴露时间，减少了晶圆7表面HMDS的水解率，相比于以前的操作工艺来说，提升了增粘效果。
本发明装置，通过将支撑盘4与底盘1转动连接且通过电机8驱动转动，可以让晶圆7在进行喷淋时通过电机8驱动转动，在离心力的作用下，提高HMDS在晶圆7表面在周向的覆盖均匀性，从而提升晶圆7的增粘效果。由于受到液体表面张力的作用，位于晶圆7外缘的液态HMDS受到的离心力较大，位于中心的液态HMDS受到的离心力较小，因此以往的设备会导致位于中心的液态HMDS覆盖厚度较高，导致覆盖不均匀。因此本发明装置将所述喷管32在水平面内呈螺旋形布置，喷管32的外侧设置有喷头33，通过连接管34恒压供液，随着液体沿着喷管32流动，使得喷管32上位于外侧的喷头33压力较大，喷淋量较多，位于喷管32内侧(即晶圆7中心)的喷头33压力较小，喷淋量相对较少，与晶圆7转动时的离心力相配合，从而提高了液态HMDS在径向的覆盖均匀性。本发明装置中，所述喷管32的外侧设置有螺旋挡板35，所述螺旋挡板35用于将喷管32外侧和内侧喷淋的HMDS液体引导至整流板31，通过螺旋挡板35抵消了HMDS横向喷出的压力，使其从竖向掉落，使各个方向的喷出压力更为均匀，所述螺旋挡板35形成用于安装所述喷管32的通道，方便了喷管32的安装。
本实施例中，所述喷管32外缠绕设置有电阻丝10，所述电阻丝10沿喷管32的外端向内端延伸用于对喷管32进行预热，为了增加增粘效果，需要保证晶圆7处于温度50～180°之间，晶圆7表面上的温度起伏不能超过2°，常规的喷淋防止采用直接在晶圆7表面直接喷淋，由于HMDS液体的温度过低，与晶圆7之间存在一定的温差，导致晶圆7表面上的温度起伏过大，直接影响晶圆7的增粘效果，HMDS储存罐也不适用直接加热，容易影响压力阀的精度，因此，本发明装置通过在HMDS储存罐外部，即在喷管32表面设置电阻丝10对HMDS液体进行预热，可以减少HMDS液体与晶圆7之间的温差，保证后期处理后晶圆7表面的疏水性。
本实施例中，所述喷管32和螺旋挡板35均通过支撑架固定于整流板31，所述支撑架包括支柱11以及横筋12，所述横筋12的宽度大于所述通道的宽度用于对通道内的喷管32进行限位，所述横筋12通过支柱11连接至整流板31。通过采用横筋12，在对喷管32和螺旋挡板35进行支撑的同时，能比较稳定地对喷管32进行固定，减少了喷管32在喷淋时的晃动。
本实施例中，所述底盘1和上盖2均呈圆形，所述底盘1和上盖2的同侧边缘处通过一转轴13枢接，所述底盘1的一侧设置有弧形的限位挡板14，所述上盖2转动到位后，所述底盘1和上盖2密封配合。通过转动配合，可以使上盖2和底盘1可以更为平稳地配合，通过将喷淋装置3设置在上盖2与底盘1内的晶圆7分开，可以在喷淋结束后，直接水平错开上盖2与底盘1，直接通过机械手取放晶圆7，随后进行下一步的匀胶工艺，上盖2与底盘1之间滑动配合互不影响，操作一气呵成，能大大节省晶圆7的转移时间，提高了工作效率。
本实施例中，所述支撑盘4包括传动轴41、转动平台42以及顶针43，所述转动平台42的底部通过传动轴41连接至电机8，所述传动轴41与所述底盘1转动密封配合，所述顶针43为三根，所述顶针43均布在所述转动平台42上用于对晶圆7进行支撑。通过设置顶针43，可以方便机械手对晶圆7的取放，使其自动化操作程度更高，操作效率更高。
本实施例中，所述底盘1的底部以及上盖2的顶部均开设有用于容纳所述加热装置5的容纳腔15，所述加热装置5正对晶圆7设置，方便对晶圆7进行加热处理。
本实施例中，所述整流板31包括内板311，所述内板311上均布设置有若干过液孔312，所述过液孔312为上端较小的锥形结构。所述过液孔312内填充有过滤介质313，所述整流板31的下端过盈配合有一槽盖314，所述槽盖314的上部形成有用于安装所述内板311的凹槽，所述槽盖314上均匀设置有若干通孔315，所述通孔315与所述过液孔312一一对应，所述通孔315的直径小于过液孔312的下端直径，所述槽盖314用于所述过滤介质313进行限位，过滤介质313可用于对HMDS液体水解后的物质进行过滤，保证HMDS液体喷淋在晶圆7表面的纯洁度，通过将过液孔312设置为倒锥形，可以方便更换过滤介质313，还能防止过滤介质313在过液孔312内脱落，防止脱落后的过滤介质313影响腔内的正常工作，本实施例中，过滤介质313采用多孔性固体，例如素瓷、烧结金属或玻璃等。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.一种匀胶显影机增粘单元，其特征在于：包括底盘、上盖、喷淋装置以及支撑盘，所述底盘和上盖上均设置有加热装置，所述上盖位于底盘的上端且与底盘配合形成真空腔，所述底盘的底部设置有真空泵接口，所述喷淋装置设置在上盖内，所述支撑盘设置在底盘内用于支撑晶圆，所述支撑盘与底盘转动连接且通过电机驱动转动，所述喷淋装置包括整流板、喷管、喷头和连接管，所述喷管在水平面内呈螺旋形布置，所述喷管位于晶圆的正上方，所述整流板设置在晶圆和喷管之间，所述喷管的外端通过连接管连接至HMDS储存罐，所述上盖上开设有用于连接管配合的过孔，所述喷管的内端封闭，所述喷头呈水平布置，且所述喷头间隔布置在喷管的外侧以及内侧，所述喷管的外侧设置有螺旋挡板，所述螺旋挡板的上端固设有一顶板，所述螺旋挡板形成用于安装所述喷管的通道，所述螺旋挡板用于将喷管外侧和内侧喷淋的HMDS液体引导至整流板。
2.根据权利要求1所述的匀胶显影机增粘单元，其特征在于：所述喷管外缠绕设置有电阻丝，所述电阻丝沿喷管的外端向内端延伸用于对喷管进行预热。
3.根据权利要求1所述的匀胶显影机增粘单元，其特征在于：所述喷管和螺旋挡板均通过支撑架固定于整流板，所述支撑架包括支柱以及横筋，所述横筋的宽度大于所述通道的宽度用于对通道内的喷管进行限位，所述横筋通过支柱连接至整流板。
4.根据权利要求1所述的匀胶显影机增粘单元，其特征在于：所述底盘和上盖均呈圆形，所述底盘和上盖的同侧边缘处通过一转轴枢接，所述底盘的一侧设置有弧形的限位挡板，所述上盖转动到位后，所述底盘和上盖密封配合。
5.根据权利要求1所述的匀胶显影机增粘单元，其特征在于：所述支撑盘包括传动轴、转动平台以及顶针，所述转动平台的底部通过传动轴连接至电机，所述传动轴与所述底盘转动密封配合，所述顶针为三根，所述顶针均布在所述转动平台上用于对晶圆进行支撑。
6.根据权利要求1所述的匀胶显影机增粘单元，其特征在于：所述底盘的底部以及上盖的顶部均开设有用于容纳所述加热装置的容纳腔，所述加热装置正对晶圆设置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的匀胶显影机增粘单元，其特征在于：所述整流板包括内板，所述内板上均布设置有若干过液孔，所述过液孔为上端较小的锥形结构。
8.根据权利要求7所述的匀胶显影机增粘单元，其特征在于：所述过液孔内填充有过滤介质，所述整流板的下端过盈配合有一槽盖，所述槽盖的上部形成有用于安装所述内板的凹槽，所述槽盖上均匀设置有若干通孔，所述通孔与所述过液孔一一对应，所述通孔的直径小于过液孔的下端直径，所述槽盖用于所述过滤介质进行限位。
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