CN213069478U - 一种晶圆烘干装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆烘干装置，该晶圆烘干装置包括底座、烘干组件和温度检测件，烘干组件为多个，多个烘干组件依次套设，且每个烘干组件可升降地设在底座上，烘干组件能够支撑晶圆，温度检测件设在底座上方，温度检测件用于检测晶圆的温度。该晶圆烘干装置，由于具有多个套设的烘干组件，使得多个烘干组件对晶圆进行不均匀烘干，实现对涂胶过程中边缘效应的补偿，改善了晶圆边缘膜厚较厚的现象，从而保证了晶圆上的薄膜层的厚度较为均匀。

Description

一种晶圆烘干装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆加工设备技术领域，尤其涉及一种晶圆烘干装置。

背景技术

光刻工艺作为半导体制造的关键步骤，决定后续工艺加工精度。简单来说，光刻工艺是采取涂胶、曝光、显影等系列步骤将所需图形转移至待加工晶圆表面的“复制”过程。在光刻工艺中，晶圆表面光刻胶的厚度和均匀性会直接影响到后续光刻工艺的质量，进而对产品的性能、合格率及可靠性产生影响。通常要求“光阻”薄膜材料的厚度为0.5μm-5μm不等，同时均匀性须达到整体膜厚的误差为±1％。

常见的涂胶工艺有旋转法、喷涂法、电沉积法等。旋转法因其简单、高效、光阻匹配性好等特点被广泛应用，主要过程包括：滴胶、铺展、稳膜、固化等阶段。而旋涂的边缘效应是影响最终膜厚均匀性分布的关键性因素，边缘膜厚堆积导致曝光和刻蚀后图形畸变，对产品的性能产生了极大的损害。研究表明，边缘效应与流体表面张力密切相关，边缘处较大的表面张力会引薄膜形成隆起，拉普拉斯力的存在对流体轮廓起到了光滑的作用。

针对旋转涂胶的“边缘效应”，传统方式采用喷洒方式在晶圆正面、背面溶剂喷洒，这会导致边缘薄膜过度溶解，飞溅的溶剂会影响晶圆内膜厚。因此需要一种既能保证边缘膜厚不受破坏，同时对其整体均匀性改善的方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种晶圆烘干装置，该晶圆烘干装置能够在保证晶圆内膜厚度一致的同时保证晶圆边缘膜厚不受到破坏。

为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型公开了一种晶圆烘干装置，包括：底座；烘干组件，所述烘干组件为多个，多个所述烘干组件依次套设，且每个所述烘干组件可升降地设在所述底座上，所述烘干组件能够支撑晶圆；温度检测件，所述温度检测件设在所述底座上方，所述温度检测件用于检测晶圆的温度。

在一些实施例中，每个所述烘干组件包括：导热环，所述导热环可升降地设在所述底座上；驱动件，所述驱动件与所述导热环相连以驱动所述导热环相对所述底座升降；加热件，所述加热件设在所述导热环上以加热所述导热环。

在一些可选的实施例中，所述导热环为圆环，所述导热环的外径为5mm-155mm，所述导热环的宽度为2mm-5mm。

在一些可选的实施例中，所述导热环的温度为25℃-200℃。

在一些可选的实施例中，所述导热环为铜环、铝环或者银环中的任何一种。

在一些可选的实施例中，所述导热环的升降行程为0-50mm。

在一些可选的实施例中，所述加热件为贴合在所述导热环上的电阻丝或者半导体制热片。

在一些可选的实施例中，所述驱动件包括驱动源和联轴器，多个所述烘干组件的联轴器依次套设，所述驱动件为电机、电动推杆或者气缸中的任何一种。

在一些实施例中，所述的晶圆烘干装置，所述晶圆烘干装置还包括支架，所述支架连接在所述底座上，所述温度检测件可滑动地设在所述支架上。

在一些具体的实施例中，所述支架包括：纵杆，所述纵杆为两个，两个所述纵杆分别位于所述烘干组件的两端，且所述纵杆的一端与所述底座相连；横杆，所述横杆的两端与两个所述纵杆的另一端相连，所述横杆上设有滑槽，所述温度检测件的一端配合在所述滑槽内。

本实用新型的晶圆烘干装置，由于具有多个套设的烘干组件，使得多个烘干组件对晶圆进行不均匀烘干，实现对涂胶过程中边缘效应的补偿，改善了晶圆边缘膜厚较厚的现象，从而保证了晶圆上的薄膜层的厚度较为均匀。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例的晶圆烘干装置的结构示意图。

附图标记：

1、底座；

21、导热环；

3、温度检测件；

4、支架；41、纵杆；42、横杆；

100、晶圆。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1描述本实用新型实施例的晶圆烘干装置。

如图1所示，本实用新型实施例的晶圆烘干装置包括底座1、烘干组件和温度检测件3，烘干组件为多个，多个烘干组件依次套设，且每个烘干组件可升降地设在底座1上，烘干组件能够支撑晶圆100，温度检测件3设在底座1上方，温度检测件3用于检测晶圆100的温度。

可以理解的是，在实际烘干过程中，在晶圆100上进行旋转涂胶后，将晶圆100放置在烘干组件上，通过调整不同烘干组件的温度和高度，使得一部分烘干组件与晶圆100接触，另一部分烘干组件与晶圆100间隔，使得多个烘干组件形成为一定的温度场，从而使得多个烘干组件对晶圆100的不均匀烘干，而涂胶后的晶圆100会因受热不均导致晶圆100内膜厚烘烤不一致，实现对边缘效应补偿，改善了晶圆100边缘膜厚较厚的现象，从而保证了晶圆100上的薄膜层的厚度较为均匀。

此外，由于底座1上方设有温度检测件3，温度检测件3能够较好地监控多个烘干组件行程的温度场，使得多个烘干组件始终处于较为适宜的烘干温度，保证了本实施例的晶圆烘干装置的烘干效果。

本实用新型实施例的晶圆烘干装置，由于具有多个套设的烘干组件，使得多个烘干组件对晶圆100进行不均匀烘干，实现对涂胶过程中边缘效应的补偿，改善了晶圆100边缘膜厚较厚的现象，从而保证了晶圆100上的薄膜层的厚度较为均匀。

在一些实施例中，每个烘干组件包括导热环21、驱动件和加热件，导热环21可升降地设在底座1上，驱动件与导热环21相连以驱动导热环21相对底座1升降，加热件设在导热环21上以加热导热环21。可以理解的是，驱动件能够实现对导热环21的高度控制，而加热件能够实现对导热环21的温度控制，这样在实际使用过程中，只需要在本实施例的晶圆烘干装置的控制面板输入相应的参数即可实现对多个烘干组件的自动控制，方便了晶圆100的烘干操作。

在一些可选的实施例中，导热环21为圆环，导热环21的外径为5mm-155mm，导热环21的宽度为2mm-5mm。可以理解的是，导热环21的外径及宽度过大或者过小都会影响到多个烘干组件产生的温度场，从而降低对晶圆100的烘干效果。在本实施例中，将导热环21的外径控制在5mm到155mm之间，宽度控制在2mm到5mm之间，保证了多个烘干组件能够产生较为合适的温度场，从而有利于晶圆100烘干。当然，需要额外说明的是，在本实用新型的其他实施例中，导热环21的形状及尺寸可以根据实际晶圆100的大小和形状选择，并不限于上述限定。

在一些可选的实施例中，导热环21的温度为25℃-200℃。可以理解的是，导热环21的温度过低会影响本实施例的晶圆烘干装置对晶圆100的正常烘干，而导热环21的温度过高又可能损坏晶圆100上的薄膜层。在本实施例中，将导热环21的温度控制在25℃至200℃之间，既能保证晶圆100的烘干速度，又可以避免晶圆100上薄膜层被破坏。当然，在本实用新型的其他实施例中，导热环21的温度可以根据实际烘干需要设置。

在一些可选的实施例中，导热环21为铜环、铝环或者银环中的任何一种。当然，在本实用新型的其他实施例中，导热环21还可以采用其他材料制成。

在一些可选的实施例中，导热环21的升降行程为0-50mm。可以理解的是，导热环21的行程过大会导致温度场的温差过大，从而不利于晶圆100烘干。导热环21的升降行程小于50mm能够避免多个烘干组件产生的温度场出现温差过大的现象，从而确保本实施例的晶圆烘干装置对晶圆100的烘干效果。当然，在本实用新型的其他实施例中，导热环21的升降行程可以根据实际需要选择，并不限于上述限定。

在一些可选的实施例中，加热件为贴合在导热环21上的电阻丝或者半导体制热片。由此，一方面能够较好地控制导热环21的温度，另一方面能够降低加热件的热量损失。当然，在本实用新型的其他实施例中，加热件还可以形成为其他能够起到加热导热环21作用的加热结构。

在一些可选的实施例中，驱动件包括驱动源和联轴器，多个烘干组件的联轴器依次套设，驱动件为电机、电动推杆或者气缸中的任何一种。可以理解的是，联轴器能够确保多个烘干组件的驱动件不会出现相互干涉的情况，方便了多个驱动源的排布，从而方便了晶圆烘干装置的制造。

在一些实施例中，如图1所示，晶圆烘干装置还包括支架4，支架4连接在底座1上，温度检测件3可滑动地设在支架4上。由此，能够确保温度检测件3的稳定性，从而确保对多个烘干组件产生的温度场的监控。

在一些具体的实施例中，如图1所示，支架4包括纵杆41和横杆42，纵杆41为两个，两个纵杆41分别位于烘干组件的两端，且纵杆41的一端与底座1相连，横杆42的两端与两个纵杆41的另一端相连，横杆42上设有滑槽，温度检测件3的一端配合在滑槽内。由此，在实际使用过程中，可以调整温度检测件3相对横杆42的位置，从而进一步提升温度检测件3对多个烘干组件产生的温度场的精准监控。

需要补充说明的是，在本实施例中，温度检测件3为红外温度探测仪，当然，在本实用新型的其他实施例中，温度检测件3可以形成为其他能够检测温度的仪表，并不限于本实施例的温度检测件3。

实施例：

下面参考图1描述本实用新型一个具体实施例的晶圆烘干装置。

如图1所示，该晶圆烘干装置包括底座1、烘干组件、支架4温度检测件3，烘干组件为十七个，十七个烘干组件依次套设，且每个烘干组件可升降地设在底座1上，烘干组件能够支撑晶圆100，支架4包括纵杆41和横杆42，纵杆41为两个，两个纵杆41分别位于烘干组件的两端，且纵杆41的一端与底座1相连，横杆42的两端与两个纵杆41的另一端相连，横杆42上设有滑槽，温度检测件3的一端配合在滑槽内。每个烘干组件包括导热环21、驱动件和加热件，导热环21可升降地设在底座1上，驱动件与导热环21相连以驱动导热环21相对底座1升降，加热件设在导热环21上以加热导热环21。

本实施例的晶圆烘干装置的使用过程如下：

单个作业时，在晶圆烘干装置的控制面板上对晶圆100的膜厚参数进行预设(包括厚度、误差值及晶圆100尺寸等)；晶圆烘干装置的控制模组通过输入的相关信息进行分析，会对涂胶的有关参数进行预设定，包括胶量、转速、风速、温湿度、烘干组件的高度、温度等参数；对放置烘干组件上的晶圆100进行旋转涂胶，设置在支架4上的膜厚检测仪对膜厚监测将数据信息将被反馈控制模组，控制模组处理后将实际膜厚与设定参数进行对比，同时设在支架4上的温度检测件3将所探测的晶片表面的温度信息反馈控制模组；控制模组通过对数据信息处理分析后，对烘干组件进行微调(修改导热环21的温度、高度)；

批量作业时，膜厚监测仪定期(定时或定数)对所监测的膜厚数据进行反馈，且温度检测件3通过移动红外探测仪定期(定时或定数)对晶片径向温度的测量，所测数据被传输至控制模组；获得温度、膜厚数据的控制模组机经过分析处理，对烘干组件的加热件和驱动件相应调整。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种晶圆烘干装置，其特征在于，包括：

底座(1)；

烘干组件，所述烘干组件为多个，多个所述烘干组件依次套设，且每个所述烘干组件可升降地设在所述底座(1)上，所述烘干组件能够支撑晶圆(100)；

温度检测件(3)，所述温度检测件(3)设在所述底座(1)上方，所述温度检测件(3)用于检测晶圆(100)的温度。

2.根据权利要求1所述的晶圆烘干装置，其特征在于，每个所述烘干组件包括：

导热环(21)，所述导热环(21)可升降地设在所述底座(1)上；

驱动件，所述驱动件与所述导热环(21)相连以驱动所述导热环(21)相对所述底座(1)升降；

加热件，所述加热件设在所述导热环(21)上以加热所述导热环(21)。

3.根据权利要求2所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述导热环(21)为圆环，所述导热环(21)的外径为5mm-155mm，所述导热环(21)的宽度为2mm-5mm。

4.根据权利要求2所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述导热环(21)的温度为25℃-200℃。

5.根据权利要求2所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述导热环(21)为铜环、铝环或者银环中的任何一种。

6.根据权利要求2所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述导热环(21)的升降行程为0-50mm。

7.根据权利要求2所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述加热件为贴合在所述导热环(21)上的电阻丝或者半导体制热片。

8.根据权利要求2所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述驱动件包括驱动源和联轴器，多个所述烘干组件的联轴器依次套设，所述驱动件为电机、电动推杆或者气缸中的任何一种。

9.根据权利要求1所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述晶圆烘干装置还包括支架(4)，所述支架(4)连接在所述底座(1)上，所述温度检测件(3)可滑动地设在所述支架(4)上。

10.根据权利要求9所述的晶圆烘干装置，其特征在于，所述支架(4)包括：

纵杆(41)，所述纵杆(41)为两个，两个所述纵杆(41)分别位于所述烘干组件的两端，且所述纵杆(41)的一端与所述底座(1)相连；

横杆(42)，所述横杆(42)的两端与两个所述纵杆(41)的另一端相连，所述横杆(42)上设有滑槽，所述温度检测件(3)的一端配合在所述滑槽内。

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