CN216500377U - 具有除边机构的晶圆涂布设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述一种具有除边机构的晶圆涂布设备，其包括支承晶圆的支承机构、向晶圆供应浆料的供料机构、驱动供料机构的驱动机构、以及对晶圆的边缘进行清除的除边机构，支承机构包括承载晶圆的托盘、以及驱动托盘转动的转动部，供料机构具有容纳浆料的腔室、以及连通于腔室的料口，料口的长度不小于晶圆的直径，驱动机构以使料口沿着规定方向由支承机构的一侧移动到相对的另一侧的方式驱动供料机构，除边机构具有位移部、以及连接于位移部的清除部，位移部驱使清除部抵接于承载在托盘上的晶圆的边缘。根据本实用新型，能够便于对晶圆的边缘进行清除。

Description

具有除边机构的晶圆涂布设备

技术领域

本实用新型大体涉及芯片制造领域，具体涉及一种具有除边机构的晶圆涂布设备。

背景技术

目前，随着电子核心产业的高速发展，在半导体集成电路制造过程中在晶圆片的表面形成涂膜的技术越来越得到发展。例如，在晶圆级封装(Wafer-level Packaging)、晶圆片材表面膜层涂敷、生物医用芯片、微流控芯片等领域，在生产、制造、加工芯片的过程中，可能需要在晶圆片的表面上涂布规定溶液以形成涂膜，而后再对晶圆片进行后续处理。

在现有技术中，通常使用微流控涂布工艺等在晶圆片的表面形成涂膜。具体而言，以预定速率将规定溶液输出至晶圆片的表面，待晶圆片表面的规定溶液干燥后即形成涂膜。

然而，在上述现有技术中，当对晶圆片进行涂布后，溶液可能出现不期望的附着，例如不期望地附着于晶圆片的边缘。因此，需要提供一种能够便于对晶圆片的边缘进行清除的涂布设备。

发明内容

本实用新型是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够对晶圆片的边缘进行清除的具有除边机构的涂布设备。

为此，本实用新型提供一种具有除边机构的涂布设备，其包括支承晶圆的支承机构、向晶圆供应浆料的供料机构、驱动所述供料机构的驱动机构、以及对晶圆的边缘进行清除的除边机构，所述支承机构包括承载晶圆的托盘、以及驱动所述托盘转动的转动部，所述供料机构具有容纳浆料的腔室、以及连通于所述腔室的料口，所述料口的长度不小于晶圆的直径，所述驱动机构以使所述料口沿着规定方向由所述支承机构的一侧移动到相对的另一侧的方式驱动所述供料机构，所述除边机构具有位移部、以及连接于所述位移部的清除部，所述位移部驱使所述清除部抵接于承载在所述托盘上的晶圆的边缘。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，当所述清除部抵接于承载在所述托盘上的晶圆的边缘时，所述转动部驱动所述托盘进行转动以使所述清除部对沾附在晶圆的边缘上的浆料进行清除。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述位移部具有呈拱状的支架、以及可移动地设置在所述支架上的电机组，所述电机组驱使所述清除部进行移动。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述电机组包括沿着所述支架的宽度方向移动的第一电机、以及沿着所述支架的矢高方向移动的第二电机。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述托盘包括承载晶圆的内托盘、以及布置在所述内托盘外围且呈环状的外托盘，所述内托盘的直径不大于晶圆的直径，并且所述外托盘的内径不小于晶圆的直径。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述支承机构还包括沿着与所述内托盘的上表面正交的方向驱动所述内托盘的升降部，当晶圆承载于所述内托盘并对晶圆进行涂布时，所述升降部驱动所述内托盘以使晶圆的上表面与所述外托盘的上表面共面，并且当对晶圆进行涂布后，所述升降部向上驱动所述内托盘以使晶圆的边缘暴露于所述除边机构。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述内托盘还具有穿过所述承载面的气体通路，并且所述支承机构还包括连通于所述气体通路且配置为经由所述气体通路抽吸气体的吸附部，当晶圆承载于所述内托盘的上表面时，所述吸附部抽吸气体以在晶圆的下表面与所述内托盘的上表面之间形成负压以使晶圆被吸附于所述内托盘。在这种情况下，通过吸附部经由气体通路抽吸气体，由此能够便于提供一种作用在内托盘的负压吸附机制。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述料口呈狭缝状。

另外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述料口沿着规定方向由所述支承机构的一侧移动到相对的另一侧时所形成的涂布区覆盖晶圆。在这种情况下，通过将晶圆内嵌于外托盘并使料口移动所形成的方形涂布区覆盖晶圆，由此能够提供一种适用于对圆盘状的晶圆进行涂布的涂布机制。

此外，在本实用新型所涉及的晶圆涂布设备中，可选地，所述供料机构还包括布置在所述料口的下方且位于所述料口朝向所述支承机构的移动路径上的预涂部，所述供料机构在经由所述料口向晶圆供应浆料之前预先向所述预涂部供应浆料。在这种情况下，在向晶圆供给浆料之前，通过预先向预涂部供给浆料以将料口中的气体排出并充盈浆料，由此能够有利于更均匀地进行涂布。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本实用新型，其中：

图1是示出本实施方式示例所涉及的晶圆的示意图。

图2是示出本实施方式示例所涉及的晶圆涂布设备的整体示意图。

图3是示出本实施方式示例所涉及的支承机构的示意图。

图4是示出本实施方式示例所涉及的支承机构支承晶圆时的剖面示意图。

图5是示出本实施方式示例所涉及的供料机构和驱动机构的示意图。

图6A是示出本实施方式示例所涉及的供料机构供给浆料之前的示意图；图6B是示出本实施方式示例所涉及供料机构供给浆料之后的示意图。

图7是示出本实施方式示例所涉及的除边机构对晶圆进行除边的示意图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本实用新型的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本实用新型中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实施方式涉及一种晶圆涂布设备，是用于在片式材料表面涂布浆料以在表面形成膜的涂布设备。本实施方式所涉及的晶圆涂布设备，能够适用于对晶圆进行涂布并且能够方便地对承载晶圆的机构进行清洁。

需要说明的是，在本实用新型中，“一侧”、“相对的另一侧”、“向上”、“向下”、“上表面”、“下表面”、“水平”、“竖直”等相对方位术语或方位术语，是参考通常操作姿态，并且不应当被理解为限定性的。

图1是示出本实施方式示例所涉及的晶圆900的示意图。在一些示例中，晶圆900可以呈圆饼状，并且晶圆900可以具有相对的上表面901和下表面902(参见图1)。在一些示例中，晶圆900的直径可以为10mm-2000mm。在一些示例中，晶圆900的直径可以为75mm-450mm。

图2是示出本实施方式示例所涉及的涂布设备100的整体示意图。在本实施方式中，如上所述，涂布设备100可以对晶圆900进行涂布。

在本实施方式中，涂布设备100可以包括支承机构10、供料机构20、以及驱动机构30(参见图1)。在一些示例中，支承机构10可以用于支承晶圆900，供料机构20可以用于向晶圆900供给浆料，并且驱动机构30可以用于使支承机构10与供料机构20相对移动。在一些示例中，驱动机构30可以驱动供料机构20沿着规定方向(即，图1中D1所指示的方向)由支承机构10的一侧移动至相对的另一侧。

在一些示例中，浆料的粘度范围可以为0-30000cps。在一些示例中，浆料的粘度范围可以为1-10000cps。另外，在一些示例中，浆料在晶圆900的表面所形成的膜厚可以为10nm-450μm。在一些示例中，浆料在晶圆900的表面所形成的膜厚可以为10nm-100μm。

图3是示出本实施方式示例所涉及的支承机构10的示意图。图4是示出本实施方式示例所涉及的支承机构10支承晶圆900时的剖面示意图。

在一些示例中，支承机构10可以包括托盘11(参见图3)。托盘11可以承载晶圆900。在一些示例中，托盘11可以包括内托盘110、以及布置在内托盘110外围且呈环状的外托盘120。在一些示例中，内托盘110与外托盘120可以彼此相互独立。在一些示例中，内托盘110的直径可以不大于晶圆900的直径，并且外托盘120的内径可以不小于晶圆900的直径。

在一些示例中，内托盘110可以具有穿过上表面111的气体通路112(参见图3)。另外，在一些示例中，支承机构10还可以包括吸附部13(参见图3)。在这种情况下，通过吸附部13经由气体通路112抽吸气体，由此能够提供一种负压吸附机制以便于更稳固地承载晶圆900。具体而言，当晶圆900承载于内托盘110的上表面111时，通过吸附部13经由气体通路112抽吸气体，由此能够在晶圆900的下表面902与内托盘110的上表面111之间形成负压，从而通过负压吸附而将晶圆900固定于内托盘110。

在这种情况下，通过吸附部13在晶圆900的下表面902与内托盘110的上表面111之间形成负压以使晶圆900被吸附于内托盘110的上表面111，由此能够有效减少晶圆900被承载时受到不期望的损伤或污染。

在一些示例中，内托盘110还可以具有由上表面111内凹而形成的凹部113(参见图3)。在这种情况下，当晶圆900承载于上表面111并且吸附部13抽吸气体时，通过凹部113能够形成更大面积的负压区域，从而更稳固地对晶圆900进行承载。在一些示例中，凹部113可以包括形成在上表面111上的多个点状凹部。在另一些示例中，凹部113也可以包括形成在上表面111上的多个沟槽状凹部。在一些示例中，凹部113可以均匀分布于内托盘110的上表面111。由此，能够在内托盘110的上表面111上形成更均匀的负压。

在一些示例中，外托盘120可以呈环状(参见图3)。在一些示例中，外托盘120的内径可以不小于晶圆900的直径。在一些示例中，外托盘120的内轮廓与晶圆900可以相匹配，例如，外托盘120的内轮廓所形成的图形与晶圆的外轮廓所形成的图形可以为相似图形。在一些示例中，外托盘120的内轮廓可以呈圆形。在一些示例中，外托盘120的内径与晶圆900的直径可以大致相等。

在一些示例中，当晶圆900承载于内托盘110的上表面111时，晶圆900的上表面901与外托盘120的上表面121可以大致共面(参见图4)。在这种情况下，晶圆900的上表面901可以通过应用狭缝涂布工艺、微流控涂布工艺、或帘式涂布工艺等涂布工艺而被涂布，并且当对晶圆900进行涂布时，由于晶圆900的上表面901与外托盘120的上表面121大致共面，当供料机构20由支承机构10的一侧移动至相对的另一侧时，能够有利于均匀地将浆料涂敷于晶圆900的上表面901和外托盘120的上表面121，由此能够有利于提高晶圆900的上表面901上的膜厚的一致性。

在一些示例中，当晶圆900承载于上表面111时，晶圆900可以以内嵌的方式而位于外托盘120的中空部分(参见图4)。在这种情况下，晶圆900的上表面901可以通过应用狭缝涂布工艺、微流控涂布工艺、或帘式涂布工艺等涂布工艺而被涂布，并且当对晶圆900的上表面901进行涂布时，由于晶圆900内嵌于外托盘120的中空部分，由此能够使得晶圆900的上表面901暴露于供料机构20，并且晶圆900的其他区域能够与晶圆900的上表面901在一定程度上相互隔离，由此能够有效抑止浆料被分布至不期望的位置。

在一些示例中，内托盘110与外托盘120可沿着与上表面111正交的方向(即，图3中D2所指示的方向)相对移动。在这种情况下，内托盘110的直径不大于晶圆900、晶圆900的直径不大于外托盘120的内径，当对晶圆900进行涂布后，通过向上顶升内托盘110能够便于将内嵌于外托盘120的晶圆900与外托盘120分离。

在一些示例中，外托盘120可以具有设置在其上表面121上的垫片(未图示)。当在外托盘120的上表面121上设有垫片时且晶圆900承载于上表面111时，垫片的上表面与晶圆900的上表面901可以大致共面。

在一些示例中，支承机构10还可以包括升降部14(参见图3)。在一些示例中，升降部14可以配置为可以沿着与上表面111正交的方向(即，图3中D₂所指示的方向)驱动内托盘110。在这种情况下，通过升降部14沿着与上表面111正交的方向驱动内托盘110，由此能够提供一种便于使内托盘110与外托盘120沿着与上表面111正交的方向相对移动的机制。

在一些示例中，升降部14可以驱动内托盘110而使内托盘110沿着与上表面111正交的方向移动。在一些示例中，升降部14可以驱动内托盘110向上移动。

另外，在一些示例中，当晶圆900承载于内托盘110的上表面111并对晶圆900进行涂布时，升降部14可以驱动内托盘110以使晶圆900的上表面901与外托盘120的上表面121大致共面。在这种情况下，当对晶圆900进行涂布时将晶圆900承载于上表面111并使晶圆900的上表面901与外托盘120的上表面121大致共面以使晶圆900内嵌于外托盘120，由此在晶圆900的上表面901涂布浆料时能够有效抑止浆料被涂布于不期望的区域。

另外，在一些示例中，支承机构10还可以包括转动部15(参见图3)。在一些示例中，转动部15可以配置为驱动内托盘110进行转动。

图5是示出本实施方式示例所涉及的供料机构20和驱动机构30的示意图。

在本实施方式中，如上所述，供料机构20可以用于向晶圆900供给浆料。在一些示例中，供料机构20可以具有容纳浆料的腔室(未图示)、以及与腔室连通的料口22(参见图5)。在一些示例中，供料机构20可以具有供料泵(未图示)，供料泵可以向腔室和/或料口22供给浆料。在一些示例中，料口22可以呈狭缝状。在一些示例中，料口22的长度可以不小于晶圆900的直径。在一些示例中，料口22的长度可以大致等于晶圆900的直径。在另一些示例中，料口22的长度也可以大于晶圆900的直径。

在一些示例中，料口22沿着规定方向D₁由支承机构10的一侧移动到相对的另一侧时所形成的方形涂布区可以覆盖晶圆900。也就是说，在料口22由支承机构10的一侧移动到相对的另一侧的过程中，料口22在支承机构10上所形成的投影面可以覆盖晶圆900。在这种情况下，通过将晶圆900内嵌于外托盘120并使料口22移动所形成的方形涂布区覆盖晶圆900，由此能够提供一种适用于对圆饼状的晶圆900进行涂布的涂布机制。

另外，在一些示例中，供料机构20还可以包括预涂部23(参见图5)。在一些示例中，预涂部23可以布置在料口22的下方且位于料口22朝向支承机构10的移动路径上(参见图5)。在一些示例中，供料机构20在经由料口22向晶圆900供给浆料之前可以预先向预涂部23供给浆料。在这种情况下，在向晶圆900供给浆料之前，通过预先向预涂部23供给浆料以将料口22中的气体排出并充盈浆料，由此能够有利于更均匀地进行涂布。

在一些示例中，预涂部23的上表面与外托盘120的上表面121可以大致位于同一水平面。

在本实施方式中，如上所述，驱动机构30可以用于使支承机构10与供料机构20相对移动。在一些示例中，驱动机构30可以以使料口22沿着规定方向D₁由支承机构10的一侧移动到相对的另一侧的方式驱动供料机构20。

在一些示例中，料口22可以设置于驱动机构30(参见图5)。在一些示例中，驱动机构30可以沿着规定方向D₁移动。在这种情况下，驱动机构30能够使料口22沿着规定方向D₁由支承机构10的一侧移动到相对的另一侧。

另外，在一些示例中，驱动机构30可以呈拱状(参见图5)。也就是说，驱动机构30可以具有与龙门架结构相同或相似的支架。在一些示例中，供料机构20的料口22可以通过电机(未图示)而连接于驱动机构30的龙门架，并且电机可以驱动料口22沿着上下方向移动，从而调节料口22与晶圆900之间的竖直距离。在一些示例中，驱动机构30的跨度可以大于支承机构10的宽度，并且驱动机构30的矢高可以大于支承机构10的高度。由此，能够有利于驱动机构30驱动供料机构20由支承机构10的一侧移动至相对的另一侧。

另外，在一些示例中，涂布设备1还可以包括基座50(参见图2)。在一些示例中，基座50可以由大理石、不锈钢、铝合金、或多孔陶瓷等材料制备而成。支承机构10、供料机构20、以及驱动机构30可以直接或间接地设置在基座50上。在一些示例中，支承机构10可以固定设置于基座50上，驱动机构30可以可移动地设置在基座50上。在一些示例中，驱动机构30可以沿着规定方向进行移动。

图6A是示出本实施方式示例所涉及的供料机构20供给浆料之前的示意图；图6B是示出本实施方式示例所涉及供料机构20供给浆料之后的示意图。

在本实施方式中，晶圆900以与外托盘120的上表面121大致共面的方式内嵌于外托盘120，驱动机构30驱动料口22由支承机构10的一侧移动至相对的另一侧，并且狭缝状的料口22向晶圆900供给浆料。在上述过程中，料口22在支承机构10上形成方形涂布区，并且该方形涂布区覆盖晶圆900。完成涂布后，通过升降部14驱动内托盘110向上移动以使晶圆900与外托盘120分离，再对晶圆900执行后续操作。

在这种情况下，若使用上述方形涂布区的面积来表示一次涂布操作所使用的浆料的量，则晶圆900的上表面901的面积可以表示在一次涂布操作中被有效使用的浆料的量。通过本实施方式所涉及的涂布设备100对晶圆900进行涂布，浆料的利用率理论上可以达到PIE/4。

在本实施方式中，如上所述，涂布设备100还可以包括除边机构40。在一些示例中，除边机构40可以具有位移部41、以及与位移部41连接的清除部42(参见图7)。在一些示例中，位移部41可以驱使清除部42抵接于承载在托盘11上的晶圆900的边缘。在一些示例中，当清除部42抵接于承载在托盘11上的晶圆900的边缘时，转动部15可以驱动内托盘110进行转动以使清除部42对沾附在晶圆900的边缘上的浆料进行清除。

在一些示例中，位移部41可以具有呈拱状的支架411、以及可移动地设置在支架411上的电机组412。在一些示例中，电机组412可以驱使清除部42进行移动。

在一些示例中，电机组412可以包括沿着支架411的宽度方向移动的第一电机413、以及沿着支架411的矢高方向移动的第二电机414(参见图7)。

在一些示例中，当晶圆900承载于内托盘110并对晶圆900进行涂布时，升降部14可以驱动内托盘110以使晶圆900的上表面901与外托盘120的上表面121共面，并且当对晶圆900进行涂布后，升降部14可以向上驱动内托盘110以使晶圆900的边缘暴露于除边机构40。另外，清除部42可以通过支架411、第一电机413、以及第二电机414之间的配合而抵接于晶圆900的边缘，转动部15驱使内托盘110进行转动，以使清除部42对晶圆900的边缘进行清除。

虽然以上结合附图和示例对本实用新型进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本实用新型。本领域技术人员在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本实用新型进行变形和变化，这些变形和变化均落入本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种具有除边机构的晶圆涂布设备，其特征在于，

包括支承晶圆的支承机构、向晶圆供应浆料的供料机构、驱动所述供料机构的驱动机构、以及对晶圆的边缘进行清除的除边机构，所述支承机构包括承载晶圆的托盘、以及驱动所述托盘转动的转动部，所述供料机构具有容纳浆料的腔室、以及连通于所述腔室的料口，所述料口的长度不小于晶圆的直径，所述驱动机构以使所述料口沿着规定方向由所述支承机构的一侧移动到相对的另一侧的方式驱动所述供料机构，所述除边机构具有位移部、以及连接于所述位移部的清除部，所述位移部驱使所述清除部抵接于承载在所述托盘上的晶圆的边缘。

2.根据权利要求1所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

当所述清除部抵接于承载在所述托盘上的晶圆的边缘时，所述转动部驱动所述托盘进行转动以使所述清除部对沾附在晶圆的边缘上的浆料进行清除。

3.根据权利要求1所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述位移部具有呈拱状的支架、以及可移动地设置在所述支架上的电机组，所述电机组驱使所述清除部进行移动。

4.根据权利要求3所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述电机组包括沿着所述支架的宽度方向移动的第一电机、以及沿着所述支架的矢高方向移动的第二电机。

5.根据权利要求1所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述托盘包括承载晶圆的内托盘、以及布置在所述内托盘外围且呈环状的外托盘，所述内托盘的直径不大于晶圆的直径，并且所述外托盘的内径不小于晶圆的直径。

6.根据权利要求5所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述支承机构还包括沿着与所述内托盘的上表面正交的方向驱动所述内托盘的升降部，当晶圆承载于所述内托盘并对晶圆进行涂布时，所述升降部驱动所述内托盘以使晶圆的上表面与所述外托盘的上表面共面，并且当对晶圆进行涂布后，所述升降部向上驱动所述内托盘以使晶圆的边缘暴露于所述除边机构。

7.根据权利要求5所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述内托盘具有穿过所述内托盘的上表面的气体通路，并且所述支承机构还包括连通于所述气体通路且配置为经由所述气体通路抽吸气体的吸附部，当晶圆承载于所述内托盘的上表面时，所述吸附部抽吸气体以在晶圆的下表面与所述内托盘的上表面之间形成负压以使晶圆被吸附于所述内托盘。

8.根据权利要求7所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述料口呈狭缝状。

9.根据权利要求1所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述料口沿着规定方向由所述支承机构的一侧移动到相对的另一侧时所形成的涂布区覆盖晶圆。

10.根据权利要求1所述的晶圆涂布设备，其特征在于，

所述供料机构还包括布置在所述料口的下方且位于所述料口朝向所述支承机构的移动路径上的预涂部，所述供料机构在经由所述料口向晶圆供应浆料之前预先向所述预涂部供应浆料。

Images