TW201903530A - 旋轉塗膠裝置和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種旋轉塗膠裝置和方法，旋轉塗膠裝置包括一自身可旋轉的轉軸和一固定在轉軸端部的吸盤，吸盤下方設置有電磁感應裝置，這樣吸盤在旋轉時若由於離心力導致吸盤上受力不均勻時，吸盤的盤面與水平面相交時，吸盤與下方電磁感應裝置的位置關係發生變化，則導致電磁感應裝置的電磁力發生變化，對吸盤不同部分排斥力和吸引力也發生變化，從而對不平衡的離心力造成了力學補償，維持了吸盤的平衡。本發明提供的旋轉塗膠裝置和方法，僅需設置電磁感應裝置，無需人力對其進行操控，該裝置和方法會自動調控排斥力和吸引力，因此具有使吸盤更加平穩、減少振動對設備損傷、提高旋塗光刻膠效果的同時且省時省力的優點。

Description

旋轉塗膠裝置和方法
本發明有關於半導體製造設備領域，特別有關於一種旋轉塗膠裝置和方法。
目前在晶片製造業，包括LED晶片領域普遍採用高速旋轉塗膠方式在樣品表面塗敷一層光刻膠，然後利用光刻和顯影技術形成特定的微小圖形，用於後續加工製程的保護層。
晶片及LED晶片製造，在直徑小於200mm的樣品中普遍採用“Flat”形式用於對準。“Flat”形式是指圓形物料沿著小於直徑的弦切削下一小塊，在切口處形成一個平邊，由此會使得物料的幾何中心和重心分離。
塗膠顯影製程需要以幾何中心為旋轉中心進行高速旋轉，由於重心的偏移，導致以幾何中心為旋轉中心的物料在不同方向上產生不同的離心力。不平衡的離心力將傳遞到提供轉動的系統上，一般是電機的軸。不平衡的離心力將引起旋轉系統不穩定，引起振動。塗膠過程中，振動對塗敷的膜厚有負面影響，尤其當基片的質量較大，特別是6寸藍寶石片，藍寶石重心偏移過大，所以在旋轉時會產生強烈的振動，可能會導致物料破碎或者旋轉系統損壞。
為解決上述問題，本發明提出了一種旋轉塗膠裝置和方法，在裝置中設置電磁感應裝置，對傾斜的吸盤產生可變化的電磁力，使其維持平衡。
為達到上述目的，本發明提供一種旋轉塗膠裝置，包括一自身可旋轉的轉軸和一固定在轉軸端部的吸盤，轉軸旋轉時帶動吸盤轉動，吸盤下方設置有跟隨吸盤轉動的電磁感應裝置，使得吸盤在旋轉時產生的離心力與電磁感應裝置產生的磁力相互平衡以調整吸盤盤面的水平度。
較佳地，電磁感應裝置包括一固定在吸盤底面的環形磁鐵、一個或多個固定在轉軸處的條形磁鐵和位於環形磁鐵和條形磁鐵之間的一個或多個線圈組。
較佳地，線圈組設置有至少兩組，各線圈組圍繞轉軸均勻分佈。
較佳地，線圈組包括通電後可產生與環形磁鐵相互作用的磁力的第一線圈和與條形磁鐵產生電磁感應的第二線圈，每一組線圈中的第一線圈與第二線圈之間電性連接。
較佳地，至少一組線圈組與放置在吸盤上的具有切口的基底的切口處對應，與切口處對應的線圈組中的第一線圈和對應的環形磁鐵極性相反，與切口對應的線圈組中的第二線圈和對應的條形磁鐵極性相反。
較佳地，線圈組固定在支架上。
較佳地，線圈組設置有八組，各線圈組圍繞轉軸均勻分佈。
本發明更提供一種使用如上所述的旋轉塗膠裝置的旋轉塗膠方法，提供一待塗膠的基底放置在吸盤上，當轉軸帶動吸盤旋轉時，若離心力使得吸盤上的點高度不相同時，電磁感應裝置與吸盤上高度較低的部分產生斥力，與吸盤上高度較高的部分產生引力以調整吸盤盤面的水平度。
與習知技術相比，本發明的功效是：本發明提供一種旋轉塗膠裝置和方法，旋轉塗膠裝置包括一自身可旋轉的轉軸和一固定在轉軸端部的吸盤，吸盤下方設置有電磁感應裝置，這樣吸盤在旋轉時若由於離心力導致吸盤上受力不均勻，吸盤的盤面與水平面相交時，吸盤與下方電磁感應裝置的位置關係發生變化，則導致電磁感應裝置的電磁力發生變化，對吸盤不同部分排斥力和吸引力也發生變化，從而對不平衡的離心力造成了力學補償，維持了吸盤的平衡。本發明提供的旋轉塗膠裝置和方法，僅需設置電磁感應裝置，無需人力對其進行操控，該裝置和方法會自動調控排斥力和吸引力，因此具有使吸盤更加平穩、減少振動對設備損傷、提高旋塗光刻膠效果的同時且省時省力的優點。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合圖式對本發明的實施方式做詳細的說明。
請參照第1圖，本發明提供一種旋轉塗膠裝置，包括一自身可旋轉的轉軸3和一固定在所述轉軸3端部的吸盤2，轉軸3一般與電機等驅動裝置連接，驅動裝置驅動轉軸3圍繞自身的軸旋轉，轉軸3旋轉時帶動吸盤2旋轉。
結合參考第2圖，吸盤2上放置有基底1，通常的，所述吸盤2和所述基底1均為圓形結構。若該基底1的重心與圓心並不重合，例如為用於製作LED的藍寶石片，一般為平片缺口設計，但安裝至吸盤2時，需將基底1的圓心與吸盤2的圓心重合放置，這樣該基底1放置在吸盤2上旋轉時，吸盤2與基底1共同的重心則偏離轉軸3的軸心，那麼旋轉時必然產生不平衡的離心力F1，吸盤2上重量大的一處產生較強的離心力，重量小的一處產生較弱的離心力，使得吸盤2產生晃動，重量大的一處向下沉，重量小的一處往上翹曲。
在本發明提供的旋轉裝置中，設置了電磁感應裝置，分別包括一個或多個磁生電裝置和一個或多個電生磁裝置，所述磁生電裝置利用磁鐵與線圈相對運動產生電動勢，所述電生磁裝置通過電流後產生相應磁場；
該電磁感應裝置從上至下包括：
固定在吸盤2下方的環形磁鐵4，所述環形磁鐵4可以沿吸盤2圓周方向連續設置或者不連續設置，即所述環形磁鐵4可以分成多段，所述環形磁鐵4的多段較佳為沿吸盤2圓周方向均勻分佈；
線圈組，從上至下分別為第一線圈5和與所述第一線圈5電性連接的第二線圈6；
固定在轉軸3處的條形磁鐵7，該條形磁鐵7可固定在轉軸3的圓周面，或者可橫向貫穿轉軸3。當所述條形磁鐵7固定在所述轉軸3的圓周面時，所述條形磁鐵7的兩端部可連接呈一圍繞所述轉軸3的環形結構；當所述條形磁鐵7橫向貫穿所述轉軸3（露出所述條形磁鐵7的兩個端部）時，可在所述轉軸3的同一高度位置佈置多個橫向貫穿所述轉軸3的條形磁鐵7，以使得所述轉軸3的同一高度位置的圓周面上均勻的分佈有多個條形磁鐵7的端部。
其中由上述條形磁鐵7與第二線圈6構成磁生電裝置，所述第一線圈5構成電生磁裝置。進一步的，所述第一線圈5對著所述環形磁鐵4（的部分表面），所述第二線圈6對著所述條形磁鐵7（的部分表面）。
請參照第3圖，在上述電磁感應裝置中，可設置多組線圈組，並且圍繞轉軸3均勻分佈。所述第一線圈5通電後可產生磁場，所述第一線圈5通電後在端面產生的磁場的極性可以通過線圈的繞組方向控制。
結合參考第1至3圖，在吸盤2上重力小的一處，也即切口對應之處，環形磁鐵4與該處下方第一線圈5兩相對表面的極性相反，該第一線圈5對應的第二線圈6與其所對應的條形磁鐵7的端部的兩相對表面的極性也相反。即使得切口對應之處的所述環形磁鐵4和該處下方第一線圈5之間產生吸力F3，從而使得吸盤2往上翹的部分向下沉以趨於水平。
在吸盤2上重力大的一處，環形磁鐵4與該處下方第一線圈5兩相對表面的極性相同，該第一線圈5對應的第二線圈6與其所對應的條形磁鐵7的端部的兩相對表面的極性也相同。即使得重力大的一處的環形磁鐵4和該處下方第一線圈5之間產生斥力F2，從而使得吸盤2往下沉的部分往上翹以趨於水平。
上述線圈組中線圈的極性可通過線圈繞組的方向來設置，線圈組可固定在周向支架上，與轉軸3和吸盤2並不發生物理接觸。例如，多個線圈組均固定在一環形支架上，所述環形支架圍繞所述轉軸3，進一步的，所述環形支架與所述轉軸3同軸佈置。
結合參考第1及2圖，本發明更提供一種使用上述旋轉塗膠裝置的旋轉塗膠方法，具體為：
在吸盤2上放置具有切口的待塗膠的基底1，該基底1具有切口（未圖示），在轉軸3帶動吸盤2旋轉時，吸盤2上重力大之處高度下降，使得此處與對應的第一線圈5的距離減小（如圖所示，距離從d11減小為d21），而隨著吸盤2的上述形變，轉軸3必然也發生形變，使得轉軸3向吸盤2上重力大之處傾斜，那麼該處條形磁鐵7與第二線圈6之間的距離減小（如圖所示，距離從d13減小為d23），此時第二線圈6的電動勢增大，則內部電流增大，而該處第一線圈5和第二線圈6電性連接，則第一線圈5的電流也增大，第一線圈5與該處環形磁鐵4之間的磁場也增大，導致第一線圈5與該處環形磁鐵4之間的磁力增大，由於第一線圈5和此處的環形磁鐵4的兩相對表面的極性相同，則第一線圈5對此處環形磁鐵4的排斥力增大，對吸盤2此處產生向上托舉的力。
相應地，在吸盤2上重力小之處高度上升，使得此處與對應的第一線圈5的距離增大（如圖所示，距離從d12增大為d22），此處的第一線圈5和其對應的環形磁鐵4之間的兩相對表面的極性相反，則產生相互吸引的磁力，雖然該處吸盤2向上翹起，但吸引力會將該處吸盤2向下吸附，最終使得所述吸盤2維持平衡。
綜上所示，本發明提供的電磁感應裝置在吸盤2上重力大之處產生向上托舉的力，在重力小之處產生向下吸附的力，使得吸盤2在旋轉過程中，保持力學平衡，減少了吸盤2振動的可能性，更加降低了吸盤2的振動對設備造成的損傷風險。
請參照第4圖，由於線圈的感性阻抗，磁場會發生一個時間延誤，可以減小第二線圈6與第一線圈5的距離或減小第二線圈6與條形磁鐵7的距離，消除遲滯效應。
本發明提供一種旋轉塗膠裝置和方法，旋轉塗膠裝置包括一自身可旋轉的轉軸3和一固定在所述轉軸3端部的吸盤2，吸盤2下方設置有電磁感應裝置，這樣吸盤2在旋轉時若由於離心力導致吸盤2上受力不均勻，導致吸盤2的盤面與水平面相交（即與水平面不平行）時，吸盤2與下方電磁感應裝置的位置關係發生變化，則導致電磁感應裝置的電磁力發生變化，對吸盤2不同部分排斥力和吸引力也發生變化，從而對不平衡的離心力實現了力學補償，維持了吸盤2的平衡。本發明提供的旋轉塗膠裝置和方法，僅需設置電磁感應裝置，無需人力對其進行操控，該裝置和方法會自動調控排斥力和吸引力，因此具有使吸盤2更加平穩、減少振動對設備損傷、提高旋塗光刻膠效果的同時且省時省力的優點。
本發明對上述實施例進行了描述，但本發明不僅限於上述實施例。顯然本領域的具通常知識者可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變形屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變形在內。
1‧‧‧基底
2‧‧‧吸盤
3‧‧‧轉軸
4‧‧‧環形磁鐵
5‧‧‧第一線圈
6‧‧‧第二線圈
7‧‧‧條形磁鐵
第1圖為本發明實施例提供的旋轉塗膠裝置結構示意圖 第2圖為本發明實施例提供的旋轉塗膠裝置維持平衡的過程示意圖。 第3圖為第1圖的俯視圖。 第4圖為本發明實施例提供的線圈組的結構示意圖。

Claims (10)

  1. 一種旋轉塗膠裝置，包括自身可旋轉的一轉軸和固定在該轉軸端部的一吸盤，該轉軸旋轉時帶動該吸盤轉動，該吸盤下方設有電磁感應裝置，使得該吸盤在旋轉時產生的離心力與該電磁感應裝置產生的磁力相互平衡以調整該吸盤盤面的水平度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉塗膠裝置，其中該電磁感應裝置包括一個或多個電生磁裝置和與該電生磁裝置對應連接的一個或多個磁生電裝置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之旋轉塗膠裝置，其中該電生磁裝置包括與固定在該吸盤底面的一環形磁鐵及與該環形磁鐵對應的一個或多個第一線圈，該磁生電裝置包括固定在該轉軸處的一個或多個條形磁鐵及與該條形磁鐵對應的一個或多個第二線圈。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉塗膠裝置，其中該電磁感應裝置包括固定在該吸盤底面的一環形磁鐵、固定在該轉軸處的一個或多個條形磁鐵和位於該環形磁鐵和該條形磁鐵之間的一個或多個線圈組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之旋轉塗膠裝置，其中該線圈組設置有至少兩組，各該線圈組圍繞該轉軸均勻分佈。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之旋轉塗膠裝置，其中該線圈組包括通電後可產生與該環形磁鐵相互作用的磁力的第一線圈和與該條形磁鐵產生電磁感應的第二線圈，每一該線圈組中的該第一線圈與該第二線圈之間電性連接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之旋轉塗膠裝置，其中至少一組該線圈組與放置在該吸盤上的具有切口的基底的切口處對應，與該切口處對應的該線圈組中的該第一線圈和對應的該環形磁鐵極性相反，與該切口對應的該線圈組中的該第二線圈和對應的該條形磁鐵極性相反。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之旋轉塗膠裝置，其中該線圈組固定在支架上。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之旋轉塗膠裝置，其中該線圈組設置有八組，八組該線圈組圍繞該轉軸均勻分佈。
  10. 一種使用如申請專利範圍第1至9項中之任意一項所述之旋轉塗膠裝置的旋轉塗膠方法，包含下列步驟：提供待塗膠的基底放置在該吸盤上，當該轉軸帶動該吸盤旋轉時，若離心力使得該吸盤上的點高度不相同時，該電磁感應裝置與該吸盤上高度較低的部分產生斥力，與該吸盤上高度較高的部分產生引力以調整該吸盤盤面的水平度。
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