CN217699884U - 晶圆肥边去除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种晶圆肥边去除装置，包括：一工作平台，其表面定位有一晶圆；至少一推移装置，其初始位置在于该工作平台一侧的一清洗区，该推移装置包括有一抵持板且于该抵持板一侧设有连接于一预设动力装置的一推杆，该抵持板另一侧凹设有一抵持弧边，该预设动力装置驱动该推杆，使该抵持板移动至该工作平台，进而将该抵持弧边抵靠于该晶圆一侧；一涂刀，设于该抵持板上方，并朝向该晶圆远离该抵持板一侧移动，直到该涂布液覆盖于该抵持板的部分区域及该晶圆表面后停止，该推移装置自该晶圆处退回该清洗区利用预设溶剂进行该涂布液的清除并进行干燥作业，该晶圆表面的该涂布液干燥硬化后形成一涂布层后，使该晶圆表面的肥边现象大幅降低。

Description

晶圆肥边去除装置

技术领域

本实用新型涉及一种晶圆肥边去除装置，尤指一种于晶圆边缘设置有推移装置，可使涂布作业于晶圆前方提前涂布，并在超过晶圆位置后方结束，而使涂布不稳定区落于晶圆外侧，即可防止晶圆表面的肥边现象。

背景技术

晶圆上薄膜涂布常见技术为旋转涂布(Spin Coating)，而旋转涂布优点在于：可以得到极薄且膜厚均匀度极佳的涂布层。但旋转涂布也存在有其缺点：在于难以制作出厚膜。而原因在于旋转时中心处与外圈的旋转速度差异颇大，故导致难以得到厚且均匀的涂布膜层。更进一步来了解，于涂料涂布尚薄时，涂料层大部分都会通过表面张力与晶圆表面紧密粘着；但于涂料涂布形成厚膜时，虽然涂料底层同样受到表面张力与晶圆表面紧密粘着，但涂料上层将受到离心力而向外滑动。因此，晶圆采用旋转涂布时，因中心与外圈的离心力不同，故随着旋转速度的变化，导致难以得到均匀的厚膜。

承上述，涂料在晶圆最外圈边缘受到的表面张力影响尤为严重，已经甩到最外圈位置涂料受到晶圆边缘表面张力影响而不易被离心力甩掉，所以涂料堆积在晶圆外圈边缘效应会更加严重。为了得到较厚且均匀的涂层，需要预涂更多的涂料在晶圆上并慢速旋转，以达到预期的膜厚均匀度，甚至需要通过复数次的旋转涂布制程来达到较厚且均匀的涂层的目的，但是于制程中所浪费的材料会更为增加。

关于上述晶圆采用旋转涂布制程的种种缺失，有待从事此行业者加以研发改进。

实用新型内容

因此，本实用新型人有鉴于上述的问题与缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考量，始设计出此种晶圆肥边去除装置诞生。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种晶圆肥边去除装置，其特征在于，包括：

一工作平台，在其表面定位有一晶圆；

至少一推移装置，其初始位置位于该工作平台一侧的一清洗区，而该推移装置包括有一抵持板且在该抵持板一侧设有连接于一预设动力装置的一推杆，该抵持板另一侧凹设有一抵持弧边，该预设动力装置驱动该推杆，使该抵持板移动至该工作平台，进而将该抵持弧边抵靠于该晶圆一侧；以及

一涂刀，其具有供一涂布液流出的一喷嘴，且初始位置位于已抵持于该晶圆的该抵持板上方且具有一垂向距离处，并能够朝向该晶圆远离该抵持板一侧移动。

所述的晶圆肥边去除装置，其中：该预设动力装置是指具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且在该气压缸、该油压缸或该马达中设有能够做往复伸缩的该推杆。

所述的晶圆肥边去除装置，其中：该垂向距离范围介于10～15微米。

所述的晶圆肥边去除装置，其中：该抵持板是外观呈U字型的一金属板材，且该金属板材是一不锈钢板材。

本实用新型的主要优点在于提供一种晶圆肥边去除装置，因晶圆为圆型构造，在涂布起始与结束位置趋近极小点状面积，在此种状况下膜厚的均匀度极不易控制，故在晶圆边缘设置推移装置可有效改善此现象，可使涂布作业于晶圆前方提前涂布，并在超过晶圆位置后方结束，而使涂布不稳定区落于晶圆外侧，即可防止晶圆表面的肥边现象。

附图说明

图1是本实用新型推移装置未抵持晶圆边缘的示意图。

图2是本实用新型推移装置已抵持晶圆边缘的示意图。

图3是本实用新型涂刀位于晶圆与推移装置上方的第一位置示意图。

图4是本实用新型涂刀位于晶圆与推移装置上方的侧视图。

图5是本实用新型涂刀完成涂布后的第二位置示意图。

图6是本实用新型推移装置退回清洗区的示意图。

图7是本实用新型涂刀于晶圆上单位面积累积涂布量的分布图。

图8是本实用新型涂刀、晶圆与推移装置于第一位置侧视图。

图9是本实用新型涂刀、晶圆与推移装置于第二位置侧视图。

图10是本实用新型晶圆肥边去除方法的流程图。

附图标记说：1-晶圆；11-肥边区域；2-工作平台；3-推移装置；31-抵持板；32-推杆；33-抵持弧边；4-清洗区；5-涂刀；51-喷嘴；52-涂布液；53-涂布层；d-垂向距离；61-提供定位于一工作平台上的一晶圆，并在该工作平台一侧的一清洗区提供有一推移装置，该推移装置包括一抵持板及连接于该抵持板的一推杆；62-利用一预设动力装置驱动该推杆并移动该抵持板至该工作平台，并使该推移装置的一抵持弧边抵靠于该晶圆一侧；63-驱动位于已抵持于该晶圆的该抵持板上方的一涂刀朝向该晶圆远离该抵持板一侧移动，直到该涂刀所流出的一涂布液覆盖于该抵持板的部分区域及该晶圆表面后停止；64-驱动该推移装置自该晶圆处退回该清洗区利用预设溶剂进行该涂布液的清除；65-在该晶圆表面的该涂布液干燥硬化后形成一涂布层。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本实用新型的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。

请参阅图1～图6、图8、图9所示，各为本实用新型推移装置未抵持晶圆边缘的示意图、推移装置已抵持晶圆边缘的示意图、涂刀位于晶圆与推移装置上方的第一位置示意图、涂刀位于晶圆与推移装置上方的侧视图、涂刀完成涂布后的第二位置示意图、推移装置退回清洗区的示意图及涂刀、晶圆与推移装置于第一、二位置侧视图，由图中可清楚看出本实用新型晶圆肥边去除装置主要包括：晶圆1、工作平台2、至少一推移装置3、清洗区4、涂刀5，而各组件的连接关系与详细结构如下：

该工作平台2，于其表面定位有一晶圆1。

该推移装置3初始位置在于该工作平台2一侧的该清洗区4，而该推移装置3包括有一抵持板31且于该抵持板31一侧设有连接于一预设动力装置(图中未示)的一推杆32，该抵持板31另一侧凹设有一抵持弧边33，该预设动力装置驱动该推杆32，使该抵持板31移动至该工作平台2，进而将该抵持弧边33抵靠于该晶圆1一侧。而本领域技术人员，也可于工作平台2的二侧都设置有推移装置3，并使二推移装置3同时朝着中心处的晶圆1抵靠形成定位，而此种实施态样也在本实用新型的保护范围内。

该涂刀5具有供一涂布液52流出的一喷嘴51，且该涂刀5与其喷嘴51系呈一字型外观，且涂布液52也以一字型朝向一预定方向移动进行涂布，而较佳的实施例为一字型的涂布液52的长度略大于晶圆1的圆形直径，且初始位置在于已抵持于该晶圆1的该抵持板31上方且具有一垂向距离d处，该垂向距离d范围介于10～15微米(μm)，并朝向该晶圆1远离该抵持板31一侧移动，直到该涂布液52覆盖于该抵持板31的部分区域及该晶圆1表面后停止，而该推移装置3自该晶圆1处退回该清洗区4利用预设溶剂(图中未示)进行该涂布液52的清除并进行干燥作业，且该晶圆1表面的该涂布液52干燥硬化后形成一涂布层53后，于该工作平台2处也利用预设溶剂清洗该晶圆1的垂直边缘，以形成该晶圆1表面的肥边现象大幅降低构造，而晶圆1经过清洗边缘后即可移至下一个加工站进行下一个处理工序，而工作平台2即可置入下一片待处理晶圆1而重复上述所有作业，而前述利用预设溶剂清洗该晶圆1的垂直边缘非为必要制程，本实用新型不以此自限。

上述该预设动力装置系指具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且于该气压缸、该油压缸或该马达中设有可做往复伸缩的该推杆32，但前述气压缸、油压缸或马达的动力装置仅为举例，而其他形式可配合推杆32产生往复动作的动力装置，也在本实用新型的保护范围内。

上述该晶圆1表面所形成的该涂布层53系指可借由紫外线照射固化的一光阻层或一绝缘层，而构成该绝缘层材料是一聚酰亚胺(Polymide，PI)。

上述该抵持板31是外观呈U字型的一金属板材所构成，且该金属板材系指一不锈钢板材，由不锈钢板材所构成的抵持板31具有不易磨损及清洗容易的优点。此外，根据多次实验后了解，涂刀5的涂布液52移动涂布至晶圆1一半处后，会大幅降低于晶圆1周缘所累积涂布液52且不会形成肥边现象，故本实用新型仅于涂刀5初始位置至晶圆1一半处设有抵持板31，过了晶圆1一半处后就未设任何抵持于晶圆1边缘的抵持物件，而此种晶圆肥边去除治具除了结构较为简洁之外，并可于涂布作业时可做快速移动操作，具有节省工时的功效。

根据上述图1～图6、图8～图9所揭示晶圆肥边去除装置，并请参阅图10所示，是本实用新型晶圆肥边去除方法的流程图，包括有下列步骤：

步骤61:提供定位于一工作平台上的一晶圆，并在该工作平台一侧的一清洗区提供有一推移装置，该推移装置包括一抵持板及连接于该抵持板的一推杆。

步骤62:利用一预设动力装置驱动该推杆并移动该抵持板至该工作平台，并使该推移装置的一抵持弧边抵靠于该晶圆一侧。

步骤63:驱动位于已抵持于该晶圆的该抵持板上方的一涂刀朝向该晶圆远离该抵持板一侧移动，直到该涂刀所流出的一涂布液覆盖于该抵持板的部分区域及该晶圆表面后停止。

步骤64:驱动该推移装置自该晶圆处退回该清洗区利用预设溶剂进行该涂布液的清除。

步骤65:在该晶圆表面的该涂布液干燥硬化后形成一涂布层。

上述步骤63的较为详细运作原理在于：涂刀5于起始位置开始挤出涂布液52，涂刀5底侧中央位置设有供涂布液52流出的喷嘴51，且涂布液52可以根据预定涂布量(湿膜厚度×涂布速度)均匀涂布在晶圆1上。请参阅图7所示，是本实用新型涂刀于晶圆上单位面积累积涂布量的分布图，其中预定涂布量以1单位面积表示，当数值大于1表示单位面积累积涂布量大于预定涂布量。当涂刀5于起始位置处时晶圆1边缘的涂料累积量将大于预定涂布量，也代表单位面积累积涂布量大于1，由图中可看出位于晶圆1的肥边区域11的累积涂布量分布于〔1〕～〔1+4.5〕之间，而使肥边问题开始产生并逐渐严重，直到涂刀5移动接近晶圆1半径处，肥边问题会开始减缓；涂刀5移动过了晶圆1半径后理当减缓，但并非为绝对，当涂布液52厚度太厚、粘度太粘时，就算过了晶圆1半径位置，肥边不但不会产生减缓，甚至于逐渐增加厚度直到晶圆1涂布结束位置。其原因在于高粘度涂布液52会受到粘滞力影响，而使位于晶圆1外部的多余涂布液52，持续沾粘到晶圆1边缘，于晶圆1边缘设置推移装置3，即可将晶圆1外侧多余涂布液52留在推移装置3上，使晶圆1边缘与其内部得到一致的涂布厚度。

由于推移装置3与晶圆1的距离很小，其范围仅为0～2mm(毫米)，因为涂布时涂布液52会同时存在晶圆1与推移装置3上，通过晶圆1与推移装置3的分离动作，本领域技术人员可能利用预设治具使晶圆1向上与工作平台2脱离，或使推移装置3向下脱离，使涂布液52于未干燥固化时受到拉扯及表面张力破坏，将晶圆1边缘的涂布液52拉薄(可影响肥边距离根据实验约为1～5mm)。通过前述动作也可增加涂布液52在晶圆1边缘的包覆效果，于涂布液52干燥后可以增强涂布层在晶圆1上的附着能力。

借由上述图1至图10揭示，即可了解本实用新型为一种晶圆肥边去除装置，包括：一工作平台，于其表面定位有一晶圆；一推移装置，其初始位置在于该工作平台一侧的一清洗区，而该推移装置包括有一抵持板且于该抵持板一侧设有连接于一预设动力装置的一推杆，该抵持板另一侧凹设有一抵持弧边，该预设动力装置驱动该推杆，使该抵持板移动至该工作平台，进而将该抵持弧边抵靠于该晶圆一侧；一涂刀，其设于该抵持板上方，并朝向该晶圆远离该抵持板一侧移动，直到该涂布液覆盖于该抵持板的部分区域及该晶圆表面后停止，而该推移装置自该晶圆处退回该清洗区利用预设溶剂进行该涂布液的清除并进行干燥作业，且该晶圆表面的该涂布液干燥硬化后形成一涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。因晶圆为圆型构造，在涂布起始与结束位置趋近极小点状面积，于此种状况下膜厚的均匀度极不易控制，故于晶圆边缘设置推移装置可有效改善此现象，可使涂布作业于晶圆前方提前涂布，并在超过晶圆位置后方结束，而使涂布不稳定区落于晶圆外侧，即可防止晶圆表面的肥边现象。本实用新型应用于晶圆加工制造领域中，具有极佳的实用性。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种晶圆肥边去除装置，其特征在于，包括：

一工作平台，在其表面定位有一晶圆；

至少一推移装置，其初始位置位于该工作平台一侧的一清洗区，而该推移装置包括有一抵持板且在该抵持板一侧设有连接于一预设动力装置的一推杆，该抵持板另一侧凹设有一抵持弧边，该预设动力装置驱动该推杆，使该抵持板移动至该工作平台，进而将该抵持弧边抵靠于该晶圆一侧；以及

一涂刀，其具有供一涂布液流出的一喷嘴，且初始位置位于已抵持于该晶圆的该抵持板上方且具有一垂向距离处，并能够朝向该晶圆远离该抵持板一侧移动。

2.如权利要求1所述的晶圆肥边去除装置，其特征在于：该预设动力装置是具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且在该气压缸、该油压缸或该马达中设有能够做往复伸缩的该推杆。

3.如权利要求1所述的晶圆肥边去除装置，其特征在于：该垂向距离范围介于10～15微米。

4.如权利要求1所述的晶圆肥边去除装置，其特征在于：该抵持板是外观呈U字型的一金属板材，且该金属板材是一不锈钢板材。

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