CN210514932U - 一种光刻胶涂覆机构 - Google Patents

Abstract

一种光刻胶涂覆机构，涉及半导体制造领域，包括底板，底板上固定连接有主气管，底板上方还设有转盘，转盘套设在主气管上并与主气管转动连接，转盘的背面均布设有四个扇形板，相邻两扇形板之间形成滑槽，每个扇形板上方均设有与转盘边缘固定连接的弧形板，转盘内还设有转轴，转轴上固定连接有拨盘和连杆，连杆的端部还固定设有拨块，拨盘与弧形板滑动配合，拨块与滑槽滑动配合，转盘上均布固定设有四个托盘，主气管上端固定连接有安装块，安装块的底面固定连接有雾化喷头。本实用新型省去了软烘过程，且雾化光刻胶液滴能均匀地喷洒到晶圆表面，不存在边缘光刻胶堆积的情况，简化晶圆制作工艺流程。

Description

一种光刻胶涂覆机构

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其是一种光刻胶涂覆机构。

背景技术

晶圆在进行光刻之间需要进行光刻胶涂覆，光刻胶普遍采用旋转涂覆的方式，旋转涂胶又分为静态涂胶和动态涂胶，静态涂胶是在晶圆静止状态下进行滴胶，然后快速旋转让光刻胶在离心力下均匀涂覆满整个晶圆面，动态涂胶是在晶圆低速转动时滴胶然后快速转动甩胶、挥发溶剂。

在旋转涂覆光刻胶的过程中会出现两个普遍存在的问题：首先，两种方式都是依靠离心力使光刻胶散开，晶圆边缘处会聚集光刻胶，容易剥落，为了让光刻胶的整体厚度均匀需要去除边缘过厚的光刻胶；其次，光刻胶的有效成分是树脂、光引发剂和添加剂，为了让光刻胶具有更好的流动性、易挥发，添加了溶剂，溶剂仅增加光刻胶的流动性，对胶体的化学性质基本没有影响，在滴胶时溶剂含量约占光刻胶整体的65-85%，旋转涂胶完成后还剩余少量的溶剂，需要对晶圆进行软烘去除溶剂以增加光刻胶的粘附力，软烘时间在30-60s不等。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种光刻胶涂覆机构，将低溶剂含量的光刻胶进行雾化后喷涂，喷出的胶体更均匀地附着在在晶圆表面并且溶剂很快挥发，省去了软烘过程和边缘除胶过程。

其解决方案是，一种光刻胶涂覆机构，包括底板，其特征在于，所述底板上固定连接有竖直的主气管，底板上方还设有底部开放的圆柱形的转盘，转盘套设在主气管上并与主气管转动连接，所述转盘的背面均布设有四个扇形板，相邻两扇形板之间形成滑槽，每个扇形板上方均设有与转盘边缘固定连接的弧形板，所述转盘内还设有转轴，转轴上固定连接有拨盘和位于拨盘上方的连杆，连杆的端部还固定设有拨块，所述拨盘与弧形板的凹弧面滑动配合，拨块与滑槽滑动配合，所述转轴一端向下穿过底板并固定连接有电机，所述转盘上表面上均布固定设有四个托盘，所述主气管上端固定连接有安装块，安装块内部开设有光刻胶通道、氮气通道，安装块的底面固定连接有与光刻胶通道和氮气通道相连通的雾化喷头。

优选地，所述安装块内部设有压缩空气通道，压缩空气通道与主气管连通，主气管中均布开设有四条支管，四个所述托盘上均嵌设有密封圈，托盘中心开设有气孔，转盘内部开设有连通气孔和支管的通道。

优选地，所述托盘与转盘之间嵌设有布在气孔周围的密封圈，转盘与主气管之间也设有位于支管上、下两侧的密封圈。

优选地，所述安装块的上表面上安装有与光刻胶通道连通的光刻胶管、与氮气通道连通的氮气管、与压缩空气通道连通的管接头。

优选地，所述雾化喷头包括安装在安装板下表面上的嘴芯，嘴芯外套固有壳体，壳体下端固定设有喷嘴，喷嘴与嘴芯之间形成环形的空腔，喷嘴端部内凹，且凹面上开设有若干氮气喷口，氮气通道通过管道与壳体内部的空腔连通，所述嘴芯中间开设有连通外界的光刻胶喷口，光刻胶通道与嘴芯上的光刻胶喷口连通。

优选地，所述雾化喷头的喷洒范围大于托盘直径。

本实用新型的有益效果：对比现有技术将光刻胶雾化后再喷射到晶圆上的创新点，雾化后的光刻胶中的溶剂在常态下即可挥发，相比旋转涂胶的方式省去了软烘的过程，且雾化光刻胶液滴能均匀地喷洒到晶圆表面，不存在边缘光刻胶堆积的情况，具有简化晶圆制作工艺流程的优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图槽轮的结构示意图，图中未显示底板；

图3为本实用新型侧面剖视图；

图4为图3中I的放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-4给出，一种光刻胶涂覆机构，包括底板1，其特征在于，所述底板1上固定连接有竖直的主气管2，底板1上方还设有底部开放的圆柱形的转盘3，转盘3套设在主气管2上并与主气管2转动连接，所述转盘3的背面均布设有四个扇形板4，相邻两扇形板4之间形成滑槽5，每个扇形板4上方均设有与转盘3边缘固定连接的弧形板6，所述转盘3内还设有转轴7，转轴7上固定连接有拨盘8和位于拨盘8上方的连杆9，连杆9的端部还固定设有拨块10，所述拨盘8与弧形板6的凹弧面滑动配合，拨块10与滑槽5滑动配合，所述转轴7一端向下穿过底板1并固定连接有电机，电机带动转轴7转动，拨块10在转轴7的带动下逐渐滑入滑槽5中，带动转盘3一起转动，拨块10逐渐滑出滑槽5时拨盘8逐渐滑入弧形板6的凹弧面内，限制了转盘3的转动，等拨块10再次滑入下一个滑槽5中时转盘3才会继续转动，以此循环，转盘3每次转动四分之一圈，所述转盘3上表面上均布固定设有四个托盘11，所述主气管2上端固定连接有安装块14，安装块14内部开设有光刻胶通道141、氮气通道142，安装块14的底面固定连接有与光刻胶通道141和氮气通道142相连通的雾化喷头15。将晶圆放置在托盘11上，雾化喷头15位于托盘11的正上方，光刻胶从光刻胶通道141进入雾化喷头15中被喷出，当转轴7转动使托盘11进行带有停歇的单向周期性转动，晶圆停留在雾化喷头15下方时被喷出的雾化的光刻胶均匀涂布，晶圆被涂布满后下一个晶圆转至雾化喷头15下方进行涂胶，经过雾化的光刻胶更容易挥发，也更容易均匀覆盖到晶圆表面，不会产生局部堆积的情况。

所述安装块14内部设有压缩空气通道143，压缩空气通道143与主气管2连通，主气管2中均布开设有四条支管19，四个所述托盘11上均嵌设有密封圈12，托盘11中心开设有气孔13，转盘3内部开设有连通气孔13和支管19的通道。晶圆放在托盘11上后，抽去主气管2中的空气，晶圆与托盘11之间的气体通过气孔13、支管19被抽走形成负压状态，使晶圆被牢固地吸在托盘11上。

所述托盘11与转盘3之间嵌设有布在气孔13周围的密封圈12，转盘3与主气管2之间也设有位于支管19上、下两侧的密封圈12。当转盘3没转动一次，支管19与转盘3中的管道会经历“对接、分离、与下一个管道对接”的过程，为了防止在此过程中支管19与气孔13之间漏气，在支管19的上下侧设置密封圈12，在气孔13的周围也设置密封圈12，防止转盘3转动过程中漏气导致晶圆脱落。

所述安装块14的上表面上安装有与光刻胶通道141连通的光刻胶管、与氮气通道142连通的氮气管17、与压缩空气通道143连通的管接头18。光刻胶通过光刻胶管进入安装块14中的光刻胶通道141，高压氮气通过氮气管17进入安装块14的氮气通道142中，管接头18连接气动控制回路，控制压缩气体进入、抽离主气管2。

所述雾化喷头15包括安装在安装板下表面上的嘴芯151，嘴芯151外套固有壳体152，壳体152下端固定设有喷嘴153，喷嘴153与嘴芯151之间形成环形的空腔，喷嘴153端部内凹，且凹面上开设有若干氮气喷口154，氮气通道142通过管道与壳体152内部的空腔连通，所述嘴芯151中间开设有连通外界的光刻胶喷口155，光刻胶通道141与嘴芯151上的光刻胶喷口155连通。光刻胶从光刻胶通道141进入雾化喷头15，从光刻胶喷嘴153中喷出，高压氮气经过壳体152内部的空腔从氮气喷口154喷出，由于氮气喷嘴153开设在凹面上，所有氮气喷嘴153的射流线与光刻胶喷嘴153的射流线在一点交汇，即高速喷射的氮气直接作用于光刻胶射流表面，光刻胶被冲击碎裂成为片状液体，片状液体继续被高速气流冲击碎裂成细小的雾化液滴。

所述雾化喷头15的喷洒范围大于托盘11直径。雾化喷头15喷出的雾滴全面覆盖托盘11上的晶圆，以保证晶圆被均匀涂覆。

本实用新型在使用时，使用溶剂含量为30-40%的光刻胶，让溶剂只起到促进光刻胶溶质流动和雾化成滴的作用，低溶剂含量的光刻胶在喷涂后更容易挥发，低溶剂含量的光刻胶从光刻胶通道141进入雾化喷头15内，高压氮气从氮气通道142进入雾化喷头15，光刻胶在高压氮气的作用下形成雾化液滴；将晶圆放置在托盘11上，电机控制转轴7带动拨盘8和拨块10动作，转盘3在拨盘8和拨块10的共同作用下做有停歇的单向周期性转动，每次停歇都有托盘11位于雾化喷头15的正下方，电机转速控制托盘11的停留时间，停留时间以晶圆被完全涂覆时间为准。

为了节省光刻胶，设置控制光刻胶的阀间歇开启，让光刻胶在托盘11处于正下方时喷出，托盘11转动时停止喷胶；氮气一直喷射，在光刻胶停止喷射时氮气起到吹扫清洁晶圆表面的作用，在光刻胶喷射时氮气起到雾化光刻胶的作用。

本实用新型的有益效果：对比现有技术将光刻胶雾化后再喷射到晶圆上的创新点，雾化后的光刻胶中的溶剂在常态下即可挥发，相比旋转涂胶的方式省去了软烘的过程，且雾化光刻胶液滴能均匀地喷洒到晶圆表面，不存在边缘光刻胶堆积的情况，具有简化晶圆制作工艺流程的优点。

以上所述的实施例并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域所属技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应纳入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光刻胶涂覆机构，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）上固定连接有竖直的主气管（2），底板（1）上方还设有底部开放的圆柱形的转盘（3），转盘（3）套设在主气管（2）上并与主气管（2）转动连接，所述转盘（3）的背面均布设有四个扇形板（4），相邻两扇形板（4）之间形成滑槽（5），每个扇形板（4）上方均设有与转盘（3）边缘固定连接的弧形板（6），所述转盘（3）内还设有转轴（7），转轴（7）上固定连接有拨盘（8）和位于拨盘（8）上方的连杆（9），连杆（9）的端部还固定设有拨块（10），所述拨盘（8）与弧形板（6）的凹弧面滑动配合，拨块（10）与滑槽（5）滑动配合，所述转轴（7）一端向下穿过底板（1）并固定连接有电机，所述转盘（3）上表面上均布固定设有四个托盘（11），所述主气管（2）上端固定连接有安装块（14），安装块（14）内部开设有光刻胶通道（141）、氮气通道（142），安装块（14）的底面固定连接有与光刻胶通道（141）和氮气通道（142）相连通的雾化喷头（15）。

2.根据权利要求1所述的光刻胶涂覆机构，其特征在于，所述安装块（14）内部设有压缩空气通道（143），压缩空气通道（143）与主气管（2）连通，主气管（2）中均布开设有四条支管（19），四个所述托盘（11）上均嵌设有密封圈（12），托盘（11）中心开设有气孔（13），转盘（3）内部开设有连通气孔（13）和支管（19）的通道。

3.根据权利要求1所述的光刻胶涂覆机构，其特征在于，所述托盘（11）与转盘（3）之间嵌设有布在气孔（13）周围的密封圈（12），转盘（3）与主气管（2）之间也设有位于支管（19）上、下两侧的密封圈（12）。

4.根据权利要求1或2所述的光刻胶涂覆机构，其特征在于，所述安装块（14）的上表面上安装有与光刻胶通道（141）连通的光刻胶管、与氮气通道（142）连通的氮气管（17）、与压缩空气通道（143）连通的管接头（18）。

5.根据权利要求1所述的光刻胶涂覆机构，其特征在于，所述雾化喷头（15）包括安装在安装板下表面上的嘴芯（151），嘴芯（151）外套固有壳体（152），壳体（152）下端固定设有喷嘴（153），喷嘴（153）与嘴芯（151）之间形成环形的空腔，喷嘴（153）端部内凹，且凹面上开设有若干氮气喷口（154），氮气通道（142）通过管道与壳体（152）内部的空腔连通，所述嘴芯（151）中间开设有连通外界的光刻胶喷口（155），光刻胶通道（141）与嘴芯（151）上的光刻胶喷口（155）连通。

6.根据权利要求1或5所述的光刻胶涂覆机构，其特征在于，所述雾化喷头（15）的喷洒范围大于托盘（11）直径。

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