TWI684224B

TWI684224B - 塗膠裝置及方法

Info

Publication number: TWI684224B
Application number: TW107143042A
Authority: TW
Inventors: 趙濱; 陳勇輝
Original assignee: 大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-02-01
Also published as: WO2019105405A1; CN109856914A; CN109856914B; TW201926490A

Abstract

一種塗膠裝置和方法，該塗膠裝置用於將光蝕刻膠塗佈於基板上，包括承載台和吹氣機構，該承載台用於承載表面施加有光蝕刻膠的基板，該吹氣機構可移動至該承載台的上方並用於向該承載台的方向吹氣，以使光蝕刻膠均勻塗佈於該基板的表面。本發明採用吹氣機構向承載台吹氣的方式，與現有技術相比提高光蝕刻膠的利用率。

Description

塗膠裝置及方法

本發明有關於半導體領域，特別有關於一種塗膠裝置及方法。

在半導體設備製造和先進封裝工藝中，光蝕刻是至關重要的步驟。光蝕刻是指在基板(如半導體基板)上經過光蝕刻膠塗敷、曝光、顯影等處理，將光蝕刻光罩(photomask)上設計好的圖案轉移到基板表面的膜層中的過程。光蝕刻膠塗敷工藝一般是將基板(如半導體基板)放入專門的塗膠裝置中，採用旋塗法(spin coating)或者噴塗法(spray coating)實現。

旋塗法是在基板上施加特定量的經過稀釋的光蝕刻膠，然後旋轉基板，藉由高速旋轉時的離心力將光蝕刻膠均勻的分佈在基板上，多餘的膠被甩出基板之外。噴塗法是將光蝕刻膠霧化成微小顆粒，然後噴塗到基板表面。

發明人研究發現，無論是旋塗法還是噴塗法，光蝕刻膠的損失率都比較高。另外，這兩種方法都需要稀釋光蝕刻膠，光蝕刻膠經過稀釋後，其黏度將會降低，光蝕刻膠本身的特性也發生變化。

本發明的目的是提供一種塗膠裝置，以提高光蝕刻膠的利用率。

本發明的另一目的是提供一種塗膠裝置，無需稀釋光蝕刻膠，確保光蝕刻膠的黏度，避免光蝕刻膠特性發生變化。

為了實現上述目的，本發明的第一態樣提供一種塗膠裝置，用於將光蝕刻膠塗佈於基板上，包括承載台和吹氣機構，該承載台用於承載表面施加有光蝕刻膠的基板，該吹氣機構可移動至該承載台的上方並用於向該承載台的方向吹氣，以使光蝕刻膠均勻塗佈於該基板的表面。

可選的，該吹氣機構包括供氣單元以及噴氣單元，該供氣單元與該噴氣單元連接並用於向該噴氣單元供氣，該噴氣單元面向該承載台設置並用於向該承載台的方向吹氣。

可選的，該噴氣單元面向該承載台的一側具有多個通氣孔，藉由該多個通氣孔向該承載台的方向吹氣。

可選的，該多個通氣孔均勻分佈，每一個通氣孔的孔徑小於或等於1mm。

可選的，該噴氣單元面向該承載台的一側具有一個條狀縫隙；或者，該噴氣單元面向該承載台的一側設置有兩個相互垂直的條狀縫隙。

可選的，該基板為圓形基板，該條狀縫隙的長度直徑大於或等於該圓形基板的直徑，該條狀縫隙的寬度在0.5mm~5mm之間。

可選的，該噴氣單元由多孔介質材料製成，藉由該多孔介質材料的孔隙向該承載台的方向吹氣。

可選的，該噴氣單元為圓盤狀結構或圓錐狀結構。

可選的，該基板為圓形基板，該噴氣單元面向該承載台的表面的直徑大於或等於該圓形基板的直徑。

可選的，該吹氣機構面向該承載台的表面與該承載台的距離在0.1mm~2mm之間。

可選的，還包括一吹氣機構驅動單元，該吹氣機構驅動單元與該吹氣機構連接並用於驅動該吹氣機構移動。

可選的，該承載台包括支撐盤、支撐柱和承載台驅動單元，該支撐盤與該支撐柱固定連接，該承載台驅動單元用於驅動該支撐柱和該支撐盤旋轉。

可選的，該支撐盤側面設置有斜向上或水平吹氣的支撐盤噴氣單元。

可選的，該支撐盤的直徑小於承載的基板的直徑。

可選的，該吹氣機構在該基板施加光蝕刻膠後移動至該承載台的正上方並用於向該承載台上的該基板吹氣。

本發明的第二態樣提供一種塗膠方法，包括：向位於承載台上的基板施加光蝕刻膠；以及吹氣機構移動至該承載台的上方並向該承載台上所承載的基板吹氣，以使光蝕刻膠塗佈於該基板的表面。

可選的，該吹氣機構向該基板吹氣時，該承載台靜止或以小於100轉/分鐘的速度旋轉。

可選的，該基板為圓形基板；向該圓形基板的中心位置施加光蝕刻膠，或者，向該圓形基板的多個位置施加光蝕刻膠且該多個位置對稱分佈於與該圓形基板同心的圓周上。

本發明提供的塗膠裝置，具有一吹氣機構，塗膠時該吹氣機構可移動至該承載台的上方並向承載台上的基板吹氣，以此使光蝕刻膠均勻的分佈在基板上，這樣，塗膠時該承載台無需進行高速旋轉，比如靜止或低速旋轉(轉速小於100轉/分鐘)即可實現光蝕刻膠的塗覆，可以有效的減少塗膠過程中光蝕刻膠的浪費，提高光蝕刻膠的利用率。

另外，由於該吹氣機構可向承載台上的基板吹氣，利用氣流形成氣膜從而使光蝕刻膠塗佈在基板上，可以不必稀釋光蝕刻膠，光蝕刻膠本身在光蝕刻膠的相關特性上得以保留，光蝕刻膠的黏度沒有被降低，因此光蝕刻膠的選擇範圍大大增加，間接降低成本。

100‧‧‧吹氣機構

102‧‧‧噴氣單元

200‧‧‧承載台

210‧‧‧支撐盤

213‧‧‧支撐盤噴氣單元

220‧‧‧支撐柱

300‧‧‧基板

301‧‧‧上表面

302‧‧‧下表面

400‧‧‧殘膠收集器

500‧‧‧光蝕刻膠

601‧‧‧氣刀

圖1是本發明第一實施例的塗膠裝置均勻吹膠的示意圖；圖2a是本發明第二實施例的塗膠裝置一條氣刀刮膠的示意圖；圖2b是本發明第二實施例的塗膠裝置的一條氣刀刮膠俯視圖；圖2c是本發明第二實施例的塗膠裝置的兩條氣刀刮膠俯視圖；圖3是本發明第三實施例的塗膠方法的工作流程圖。

如前所述，現有塗膠方式都需要稀釋光蝕刻膠，使得光蝕刻膠的損失率很高，為了改善塗膠過程中光蝕刻膠不必要的損失，本發明利用吹氣機構向承載台上的基板吹氣，從而使光蝕刻膠均勻的塗覆在基板上，減少光蝕刻膠的損失率。進一步的，由於該吹氣機構可向承載台上的基板吹氣，利用氣流形成氣膜從而使光蝕刻膠塗佈在基板上，可以不必稀釋光蝕刻膠，即，可直接向承載台上的基板點未稀釋的光蝕刻膠，可以避免光蝕刻膠的特性發生變化，確保光蝕刻膠的黏度。

以下結合附圖和具體實施對本發明的塗膠裝置及塗膠方法作進一步詳細說明。根據下面說明，本發明的優點和特徵將更清楚，能夠幫助本領域技術人員全面、有效地瞭解本發明的實質內容，達到在知悉本發明內容的情況下重複實現所述技術方案的程度。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、清晰地輔助說明本發明實施例的目的。

[第一實施例]

圖1為本實施例的塗膠裝置均勻吹膠的示意圖。

如圖1所示，本實施例公開一種塗膠裝置，該裝置包括一承載台200，用於承載基板300。

該承載台200例如是包括支撐盤210、支撐柱220和承載台驅動單元(圖中未示出)，該支撐盤210與支撐柱220固定連接，該承載台驅動單元用於驅動該支撐柱220和支撐盤210旋轉。較佳的，該支撐盤210(例如是圓盤狀結構)側面設置可斜向上或水平吹氣的支撐盤噴氣單元213，用於向基板300的下表面302提供防沾污氣流，防止基板300上光蝕刻膠流到基板300的下表面302。該支撐盤210的直徑較佳的是小於其承載的基板300(例如是圓形基板，如晶圓)的直徑。本實施例中，支撐盤210的直徑是7吋，基板300的直徑是8吋，支撐盤210的直徑明顯小於基板300的直徑，有利於防止基板300的上表面301的光蝕刻膠500溢出污染承載台200。

該塗膠裝置還包括一吹氣機構100，該吹氣機構100 可在塗膠時移動至該承載台200的上方，並用於向該承載台200吹氣，以使光蝕刻膠500均勻塗佈於該基板300的上表面301。

該吹氣機構100例如是包括供氣單元(圖中未示出)以及噴氣單元102。該供氣單元與該噴氣單元102連接並向該噴氣單元102供氣，該噴氣單元102面向該承載台200設置並向該承載台200吹氣。

噴氣單元102面向該承載台200的表面的直徑較佳是大於或等於該圓形基板300的直徑，以使基板300表面均能接收到氣流。本實施例中，噴氣單元102為圓盤狀結構且直徑為9吋。

該噴氣單元102可以為圓盤狀結構、圓錐狀結構或大致為圓錐狀的結構(例如是蓮蓬頭結構)，該噴氣單元102面向該承載台200的一側具有多個通氣孔，該噴氣單元102藉由該多個通氣孔向該承載台200吹氣，其中，該多個通氣孔的孔徑例如是小於或等於1mm。該多個通氣孔較佳是均勻的分佈於該噴氣單元102上，從而向基板提供均勻的氣流。

該噴氣單元102還可以是由多孔介質材料例如是金屬鋁泡沫多孔介質材料、陶瓷多孔材料、炭泡沫多孔材料等製成，通過多孔介質材料的孔隙噴氣。

該吹氣機構100面向該承載台200的表面與該承載台200的距離較佳是在0.1mm~2mm之間，例如，該吹氣機構100面向承載台200的表面(即下表面)與承載台200的距離是0.5mm。

該塗膠裝置還包括一吹氣機構驅動單元(圖中未示出)，該吹氣機構驅動單元與該吹氣機構100連接並用於驅動該吹氣機構100移動。塗膠時，該吹氣機構驅動單元可驅動該吹氣機構 100移動至承載台200的正上方。塗膠結束後，該吹氣機構驅動單元可驅動該吹氣機構100移動至其他位置。

該塗膠裝置還包括殘膠收集器400。該殘膠收集器400用於收集殘膠，防止意外溢膠污染。整個塗膠工藝過程均在殘膠收集器400中進行。該承載台200設置於殘膠收集器400內側。

雖然本實施例中採用吹氣機構100面向承載台的表面(即下表面)與承載台的距離是0.5mm，但實際上只要滿足距離是在0.1mm~2mm之間時效果均較為理想，或者，由於吹氣機構面向承載台的表面(即下表面)與承載台的距離與氣流壓力、所需塗佈的光蝕刻膠厚度有關，比如當所需厚度一定時，壓力越大，距離可以越遠，因此吹氣機構面向承載台的表面(即下表面)與承載台的距離，也可以大於2mm。

由上所述，該吹氣機構100可移動至該承載台200的上方並向該承載台200吹氣，以使光蝕刻膠500塗佈於該基板300上表面301上，從而完成塗膠的工藝。整個過程中承載台200無需高速轉動，大大減少因離心力作用光蝕刻膠被甩出基板上表面，降低光蝕刻膠的損失率。

本實施例中，可以在圓形的基板300的中心位置點膠(施加光蝕刻膠)，也可以在向基板300的多個位置點膠，這多個位置可以是對稱分佈，且這些位置位於與基板同心的圓周上。

需要說明的是，本實施例中塗膠過程中承載台200可以是靜止不動，也可以是低速旋轉例如是採用以小於100轉/分鐘的速度旋轉。相較與現有技術中承載台的高速旋轉(轉速大於1000轉/分鐘)，承載台的低速旋轉(轉速小於100轉/分鐘)時，可降低光蝕刻膠的損失率。

[第二實施例]

如圖2a-2c所示，本實施例與第一實施例的區別在於，該噴氣單元102面向該承載台200的一側設置有一個和兩個條狀縫隙，藉由該條狀縫隙形成氣刀，向該承載台200吹氣，以使光蝕刻膠500塗佈於該基板表面。該承載台200以小於100轉/分鐘的速度旋轉。

具體的，如圖2b所示，該吹氣機構100設置成一條狹縫形成一條氣刀601向承載台吹氣，將基板300上表面301中心點位置的光蝕刻膠500均勻的平鋪在基板上表面，完成基板塗膠的工藝。本實施例中吹氣機構100設置成一條狹縫的寬度是1mm。

整個過程中吹氣機構形成氣刀刮膠，同時承載台進行低速旋轉，大大減少因離心力作用光蝕刻膠被甩出基板上表面，降低光蝕刻膠的損失率。另外，相較於第一實施例的靜止不動，承載台低速運轉加快塗膠工藝時間，刮膠過程可以將光蝕刻膠在基板上全面上更均勻的分佈開。

另外，如圖2c所示，噴氣單元102面向該承載台200的一側也可以設置有兩個相互垂直的條狀縫隙，以向承載台200上吹氣。

較佳的，為了增加氣刀的力度以便於更好的刮膠，可以在吹氣機構中設置增壓元件，增加吹氣機構的噴氣氣壓。

[第三實施例]

本實施例提供了一種塗膠方法，包括以下步驟：首先，向位於承載台上的基板點膠；其中，可以在圓形基板中心位置點膠，也可以在向基板的多個位置點膠且多個位置對稱分佈於與基板同心的圓周上。

其次，吹氣機構移動至該承載台的上方並向該承載台吹氣，以使光蝕刻膠塗佈於該基板的表面。

其中，向該承載台吹氣時，該承載台靜止，或著，該承載台以小於100轉/分鐘的速度旋轉。

下面結合圖3更詳細的介紹本實施例的塗膠方法。

步驟1：系統設置，可根據基板面積和需要塗佈光蝕刻膠的厚度設定定量的光蝕刻膠和吹氣機構到承載台的距離，還可設定承載台靜止或運轉速度，還可設定吹氣機構的吹氣方式以及吹氣機構的噴氣氣壓，可設定點膠位置在基板中心位置還是基板上的多個特定位置。

步驟2：載入基板，將基板放置在承載台上。

步驟3：點膠，藉由點膠裝置在基板上點膠。

步驟4：吹氣機構下降並吹氣。吹氣機構在下降過程中，吹氣機構吹氣使氣流強度達到穩定狀態，下降到預定位置後，可使吹氣機構對基板吹氣，使得基板上的光蝕刻膠向基板上表面全面分佈。

步驟5：承載台靜止或旋轉。

步驟6：向承載台吹氣，承載台的支撐盤噴氣單元斜向上均勻的吹氣，用於向基板下表面提供防沾污氣流。

步驟7：卸載基板，塗膠結束。

需要說明的是，本實施例中採用先載入基板再點膠的步驟，還可以先點膠再載入基板，即增加點膠工位點膠後再載入基板。還需要說明的是，吹氣機構向承載台吹氣、吹氣機構下降、承載台靜止或旋轉等在本實施例中所採用的步驟，可以先後進行，還可以同步運行。例如，可以先吹氣機構吹氣和吹氣機構下降同步運行，再向承載台吹氣、承載台靜止或旋轉同步運行。當然，還可以有更多的變化形式，在此不一一列舉。

顯然，本領域的技術人員可以對本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型屬於本發明請求項及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。