CN220239014U - 一种旋涂辅助装置和旋涂设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋涂辅助装置和旋涂设备，属于半导体技术领域。所述旋涂辅助装置包括：底座；电磁搅拌机构，设置在所述底座上；溶液存储泵室，设置在所述电磁搅拌机构上；溶液管道，所述溶液管道的输入端与所述溶液存储泵室连通；雾化喷头，与所述溶液管道的输出端连接；以及滴定喷头，与所述溶液管道的另一输出端连接。通过本实用新型提供的一种旋涂辅助装置，改善了溶液进行旋涂时的效果。

Description

一种旋涂辅助装置和旋涂设备

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，特别涉及一种旋涂辅助装置和旋涂设备。

背景技术

在半导体的黄光制程中，为了实现光阻涂布、降低基底反射率和减少光阻用量等目的，需要用到包括光刻胶和抗反射涂层(Anti-Reflection Coating，ARC)等溶液材料。这些溶液材料包括有机溶剂和溶质，且主要通过旋转式涂布机在基底上进行旋涂溶液材料。但溶液在静置过程中容易形成浓度梯度和胶体沉淀，影响涂胶质量。而且，喷涂时由于溶液与基底表面的接触性和流动性差，导致溶液的耗费量高。并且，溶液的低流量会导致涂布不均匀，溶液的高流量会导致材料浪费，因而在制程中还存在膜厚控制能力差和溶液材料耗损量高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋涂辅助装置和旋涂设备，通过本实用新型提供的旋涂辅助装置，可以改善溶液进行旋涂时的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种旋涂辅助装置，其至少包括：

底座；

电磁搅拌机构，设置在所述底座上；

溶液存储泵室，设置在所述电磁搅拌机构上；

溶液管道，所述溶液管道的输入端与所述溶液存储泵室连通；

雾化喷头，与所述溶液管道的输出端连接；以及

滴定喷头，与所述溶液管道的另一输出端连接。

优选的，所述旋涂辅助装置还包括清洗液存储泵室，所述清洗液存储泵室设置在所述电磁搅拌机构上。

优选的，所述溶液管道包括多个溶液缓冲管道，多个所述溶液缓冲管道的输入端与所述清洗液存储泵室以及所述溶液存储泵室连通。

优选的，所述溶液管道还包括第一溶液输出管道，在所述第一溶液输出管道上设置多个输入孔。

优选的，多个所述溶液缓管道的输出端与多个所述输入孔连通。

优选的，所述溶液管道还包括第二溶液输出管道，所述第一溶液输出管道的输出端与所述第二溶液输出管道的输入端连接。

优选的，所述溶液管道还包括雾化溶液管道，所述雾化溶液管道设置在所述第二溶液输出管道的一端，且所述雾化溶液管道与所述雾化喷头连接。

优选的，所述溶液管道还包括滴定溶液管道，所述滴定溶液管道设置在所述第二溶液输出管道的另一端。

优选的，所述滴定喷头与所述滴定溶液管道连接。

本实用新型提供还一种旋涂设备，所述旋涂设备包括上述任一项的所述旋涂辅助装置。

本实用新型提供的一种旋涂辅助装置，本实用新型意想不到的效果是：通过电磁搅拌机构对溶液进行电磁搅拌，不仅提高了溶液成分的分布均匀性，也避免了因机械搅动使得溶液中产生气泡，提高了溶液涂布的质量，并且采用雾化喷头通过喷雾的方式对基底进行预润湿，提高了基体的润湿性和附着性，减少了溶液的损耗量，并通过雾化喷头辅助旋涂，提高了溶液涂布的均匀性，且提高了涂布厚度调整的可控性。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中旋涂辅助装置的结构示意图。

图2为一实施例中旋涂辅助装置的应用结构示意图。

标号说明：

110、底座；120、电磁搅拌机构；130、清洗液存储泵室；140、溶液存储泵室；151、溶液缓冲管道；152、第一溶液输出管道；153、第二溶液输出管道；154、雾化溶液管道；155、滴定溶液管道；160、缓冲止流阀；161、输出止流阀；170、雾化喷头；180、滴定喷头；200、晶圆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在本实用新型中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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申请和简化描述，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申请的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”仅用于描述和区分目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型提供的一种旋涂辅助装置可应用在半导体芯片的制程领域，例如应用在本申请提供的一种旋涂设备中。其中，本申请提供的一种旋涂设备例如包括旋转机构、旋转台和旋涂辅助装置。旋转台设置在旋转机构上，且旋转机构可带动旋转台轴向旋转。旋涂辅助装置设置在旋转机构一侧，且旋转辅助装置的喷头设置旋转台一侧。在对晶圆进行旋涂时，将晶圆固定在旋转台上，旋转机构带动旋转台以及晶圆高速旋转。旋转辅助装置的喷头向晶圆上滴加溶液材料，高速旋转的晶圆利用离心力将表面的溶液材料均匀的涂布在晶圆表面。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，本申请提供的一种旋涂辅助装置包括底座110、电磁搅拌机构120、清洗液存储泵室130、多个溶液存储泵室140、溶液管道、雾化喷头170和滴定喷头180。电磁搅拌机构120设置在底座110上，清洗液存储泵室130和多个溶液存储泵室140并排设置在电磁搅拌机构120上。溶液管道的输入端与清洗液存储泵室130以及多个溶液存储泵室140连通，溶液管道的输出端与雾化喷头170和滴定喷头180连接。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，底座110例如为圆盘或长方体，本申请不对底座110的具体形状加以限制。底座110例如为可移动式底座，可根据待涂布的物品的位置来确定底座110设置的位置。电磁搅拌机构120固定设置在底座110上，且电磁搅拌机构120根据是否对溶液进行搅拌而决定是否启动。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，清洗液存储泵室130和多个溶液存储泵室140并排设置在电磁搅拌机构120上。电磁搅拌机构120启动时，可对多个溶液存储泵室140中的溶液进行搅拌。电磁搅拌机构120主要用于在利用溶液进行涂布前或涂布过程中对溶液进行辅助搅拌，使得溶液始终处于动态中，避免了溶液在静置过程中形成浓度梯度和胶体沉淀，提高了溶液成分的均匀性，也避免了因机械扰动导致气泡的产生，有利于提高溶液涂布的质量和工作效率。其中，清洗液存储泵室130存储着清洗溶液，清洗溶液例如为去离子水等干净清洗液。多个溶液存储泵室140存储着涂布溶液，涂布溶液例如为光刻胶溶液或ARC溶液等，本申请不仅用于单一溶液的旋涂，还可以在多个溶液存储泵室140中存储多种类型的溶液，并根据晶圆的旋涂要求进行旋涂。本申请对溶液存储泵室140的数量以及溶液存储泵室140中的溶液的种类不加以限制，可根据晶圆的涂布要求添加对应的溶液。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，溶液管道包括多个溶液缓冲管道151、第一溶液输出管道152、第二溶液输出管道153、雾化溶液管道154和滴定溶液管道155。多个溶液缓冲管道151分别与清洗液存储泵室130和溶液存储泵室140连通。在本申请的实施例中，溶液缓冲管道151的数量例如为4个，清洗液存储泵室130的数量例如为1个，溶液存储泵室140的数量例如为3个。在第一溶液输出管道152表面依次设置多个输入孔，溶液缓冲管道151的输出端与第一溶液输出管道152上的多个输入孔连通。在溶液缓冲管道151上靠近第一溶液输出管道152的一端设置有多个缓冲止流阀160，通过打开缓冲止流阀160可实现溶液缓冲管道151内的溶液流入第一溶液输出管道152。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，在第二溶液输出管道153表面设置有溶液输入孔，第一溶液输出管道152通过溶液输入孔与第二溶液输出管道153连通。雾化溶液管道154和滴定溶液管道155分别设置在第二溶液输出管道153的两端，且雾化溶液管道154和滴定溶液管道155平行设置。在第二溶液输出管道153上设置有输出止流阀161，且输出止流阀161设置在第一溶液输出管道152两侧。通过打开输出止流阀161，可实现第二溶液输出管道153中的溶液流入雾化溶液管道154或滴定溶液管道155。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，本申请提供的一种旋涂辅助装置还包括雾化喷头170和滴定喷头180。雾化喷头170与雾化溶液管道154连接，滴定喷头180与滴定溶液管道155连接。当第二溶液输出管道153上靠近雾化溶液管道154的输出止流阀161打开时，溶液流入雾化喷头170，雾化喷头170将溶液雾化并以喷雾的形式将溶液喷发。当打开第二溶液输出管道153靠近滴定溶液管道155的输出止流阀161的时候，溶液流入滴定喷头180，滴定喷头180将溶液以液滴的形式自由滴落。在本申请中，雾化喷头170向晶圆的表面喷发雾化溶液，不是代替滴定喷头180进行滴定旋涂，而是利用雾化喷头170辅助滴定喷头180进行旋涂，以实现在不影响产能的前提下，减少溶液的损耗量，提高了溶液涂布的均匀性，且提高了涂布厚度调整的可控性。在本申请中，雾化喷头170例如为气压式雾化喷头，气压式雾化喷头与超声雾化喷头相比，具有雾化速度更快，雾粒尺寸更大且雾化的溶液易形成水珠的优点。所以气压式雾化喷头形成的超细雾粒可以更好的附着在晶圆表面，避免在晶圆表面结成液珠，从而影响晶圆的涂布质量，并可以减少溶液的浪费。

请参阅图1和图2所示，在本实用新型一实施例中，当使用旋涂辅助装置对例如8寸或12寸的晶圆200进行涂布时，在溶液存储泵室140中放入待涂布的溶液，在清洗液存储泵室130中加入清洗溶液，并组装好其他部件和关闭所有的缓冲止水阀160和输出止水阀161。再打开与清洗液存储泵室130连通的溶液缓冲管道151上的缓冲止流阀160，并打开第二溶液输出管道154上的输出止流阀161。通过清洁液冲洗溶液管道、雾化喷头170和滴定喷头180内的杂质，再关闭所有的缓冲止流阀160和输出止流阀161。且通过调节底座110与晶圆200的位置，使得雾化喷头170和滴定喷头180设置在晶圆200的正上方。开启电磁搅拌机构120均匀搅拌溶液存储泵室140内的溶液，提高了溶液成分的均匀性。

请参阅图1和图2所示，在本实用新型一实施例中，当电磁搅拌机构120启动后，打开与溶液存储泵室140连通的溶液缓冲管道151上的缓冲止流阀160，并打开靠近雾化溶液管道154的输出止流阀161。溶液通过溶液管道并经过雾化喷头170雾化后，将溶液以喷雾的方式对晶圆200进行预润湿。再关闭靠近雾化溶液管道154的输出止流阀161，并打开靠近滴定溶液管道155的输出止流阀161，让溶液不断通过滴定喷头180滴加在晶圆200上。晶圆200保持高速轴向旋转，并将晶圆200上滴加的溶液均匀的涂布在晶圆200表面，且可利用雾化喷头180对溶液涂布的厚度进行微调，直到晶圆200表面上的涂布厚度到达预设的厚度后，关闭所有的缓冲止流阀160和输出止流阀161。这时，便完成了对晶圆200的涂布。在完成晶圆200的涂布后，可利用溶液管道内的负气压，将涂布溶液存储在喷头和溶液管道中，避免因涂布溶液干燥形成胶粒等附着物，造成涂布溶液污染或溶液管道堵塞。

综上所述，本实用新型提供一种旋涂辅助装置和旋涂设备，本实用新型意想不到的效果是：通过电磁搅拌机构对溶液存储泵室内的溶液进行搅拌，不仅提高了溶液成分的分布均匀性，也避免了因机械搅动使得溶液中产生气泡，提高了溶液涂布的质量。并采用雾化喷头通过喷雾的方式对晶圆进行预润湿，提高了晶圆的润湿性和溶液在晶圆上的附着性，减少了溶液的损耗量。且通过雾化喷头辅助旋涂，提高了溶液涂布的均匀性，且提高了涂布厚度调整的可控性，提高了产品的良率。

以上公开的本实用新型实施例只是用于帮助阐述本实用新型。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种旋涂辅助装置，其特征在于，包括：

底座；

电磁搅拌机构，设置在所述底座上；

溶液存储泵室，设置在所述电磁搅拌机构上；

溶液管道，所述溶液管道的输入端与所述溶液存储泵室连通；

雾化喷头，与所述溶液管道的输出端连接；以及

滴定喷头，与所述溶液管道的另一输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，所述旋涂辅助装置还包括清洗液存储泵室，所述清洗液存储泵室设置在所述电磁搅拌机构上。

3.根据权利要求2所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，所述溶液管道包括多个溶液缓冲管道，多个所述溶液缓冲管道的输入端与所述清洗液存储泵室以及所述溶液存储泵室连通。

4.根据权利要求3所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，所述溶液管道还包括第一溶液输出管道，在所述第一溶液输出管道上设置多个输入孔。

5.根据权利要求4所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，多个所述溶液缓冲管道的输出端与多个所述输入孔连通。

6.根据权利要求4所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，所述溶液管道还包括第二溶液输出管道，所述第一溶液输出管道的输出端与所述第二溶液输出管道的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，所述溶液管道还包括雾化溶液管道，所述雾化溶液管道设置在所述第二溶液输出管道的一端，且所述雾化溶液管道与所述雾化喷头连接。

8.根据权利要求6所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，所述溶液管道还包括滴定溶液管道，所述滴定溶液管道设置在所述第二溶液输出管道的另一端。

9.根据权利要求8所述的一种旋涂辅助装置，其特征在于，所述滴定喷头与所述滴定溶液管道连接。

10.一种旋涂设备，其特征在于，所述旋涂设备包括权利要求1至权利要求9任一项的所述旋涂辅助装置。