CN114918053B - 一种光刻胶喷涂设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻胶喷涂设备,涉及半导体生产领域,该喷涂设备包括喷涂机架、托盘和喷涂组件;所述喷涂组件包括喷涂头组件、料箱、料泵和承托驱动机构,所述喷涂头组件包括外壳体、旋转雾化件和导液细管,所述承托驱动机构包括支托架、支托滑轨、六棱柱和驱动件,所述支托架固定在喷涂机架上且六棱柱转动设在支托架上,六棱柱的外壁上设置有多组齿条且每组齿条的齿间距不同,所述支托滑轨设在支托架侧部且支托滑轨上设有在其上滑动的承托件,所述旋转雾化件的外壁上具有与其中一组齿条相啮合的外齿轮。本发明结构简单,能够雾化光刻胶喷涂并调节光刻胶的雾化及喷涂速度,喷涂均匀且便于操作。

Description

一种光刻胶喷涂设备
技术领域
本发明涉及半导体生产领域,具体是一种光刻胶喷涂设备。
背景技术
光刻工艺是半导体制造技术中使用的最频繁、最关键的技术之一,凡是半导体元件、光电器件等,都需要光刻工艺将所需元件的基本组成单元和线路的掩膜图形转移到衬底表面的光刻胶图形上,例如圆片或玻璃基板上。通常光刻的基本工艺包括涂胶、曝光和显影等三大步骤。涂胶工艺的目的是在圆片表面建立薄而均匀并且没有缺陷的光刻胶膜。
在半导体制作中,需要通过在半导体元件上喷涂光刻胶以为下一步刻蚀做好工艺准备。在光刻工艺中,需要在硅片表面涂覆一层粘附性好、厚度适当、厚薄均匀的光刻胶。现有的光刻胶喷涂是通过旋转的喷嘴将光刻胶直接喷涂在晶圆片上,但是喷嘴在移动过程中会形成狭缝状喷涂,容易导致光刻胶在晶圆片产生不均匀性效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光刻胶喷涂设备,以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种光刻胶喷涂设备,包括喷涂机架、托盘和喷涂组件,所述托盘用于承托并安装晶圆片,托盘底部具有旋转件且旋转件驱使托盘旋转,所述喷涂机架设在托盘侧部且喷涂组件设在喷涂机架上;所述喷涂组件包括喷涂头组件、料箱、料泵和承托驱动机构,所述喷涂头组件包括外壳体、旋转雾化件和导液细管,外壳体设在承托驱动机构上且旋转雾化件设在外壳体内部并与承托驱动机构相连接,所述导液细管一端与外壳体内部相连通且导液细管另一端连接料泵的出料端,料泵的进料端与料箱相连通,所述承托驱动机构包括支托架、支托滑轨、六棱柱和驱动件,所述支托架固定在喷涂机架上且六棱柱转动设在支托架上,六棱柱的外壁上设置有多组齿条且每组齿条的齿间距不同,所述支托滑轨设在支托架侧部且支托滑轨上设有在其上滑动的承托件,所述外壳体安装在承托件上,所述旋转雾化件的外壁上具有与其中一组齿条相啮合的外齿轮,所述驱动件设在支托架上并驱动承托件在支托滑轨上往复性滑动。
在上述技术方案的基础上,本发明还提供以下可选技术方案:
在一种可选方案中:所述旋转雾化件包括中空旋转体和导气端,所述中空旋转体插接至外壳体内部且中空旋转体外壁与外壳体内壁之间形成一个旋转腔体,所述导液细管一端穿插中空旋转体内部且与中空旋转体转动配合且另一端连接料泵,所述中空旋转体侧壁上具有与旋转腔体相连通的导孔;外齿轮设在中空旋转体的外壁上;导气端设在外壳体外壁上并与旋转腔体相连通,导气端连接外部的雾化气流设备。
在一种可选方案中:外壳体底部为椎体结构,所述中空旋转体底部具有旋转锥头且旋转锥头能够适配外壳体的底端部,所述旋转腔体的直径由上至下逐渐变下,所述旋转锥头的外环壁上还具有凸起。
在一种可选方案中:所述喷涂头组件还包括连接凸缘,所述连接凸缘设在外壳体的外壁上,所述承托件包括滑座和承托支臂,滑座滑动卡套在支托滑轨上并与驱动件相连接,所述承托支臂固定在滑座侧部且承托支臂和连接凸缘上均具有通孔。
在一种可选方案中:所述驱动件包括丝杆、连接螺套和驱动电机,所述丝杆端部通过支座与支托滑轨转动连接,驱动电机设在支托架上并用于驱动丝杆旋转,所述连接螺套设在丝杆上并与之螺旋配合;连接螺套侧部与承托件相连接。
在一种可选方案中:所述托盘的外侧设有集料槽且托盘位于集料槽内部,集料槽内部设有隔板且驱动件包括旋转电机和旋转盘,所述旋转电机设在集料槽内部且旋转电机的输出端转动穿过隔板,旋转盘设在托盘底壁上且底面中心处与旋转电机输出端固定连接。
在一种可选方案中:所述托盘表面上还设有加热片且托盘底部具有静电发生器,所述加热片能够加热托盘上的晶圆片,所述静电发生器能够通电使得晶圆片产生静电。
在一种可选方案中:托盘的表面上具有多个以托盘圆心为中心的环形凹槽,相邻的两个环形凹槽之间通过导流孔相连通,所述托盘外壁上设有排流管体且排流管体与最边缘的环形凹槽相连通。
相较于现有技术,本发明的有益效果如下:
1、本发明通过旋转雾化件的设置能够使得喷涂的光刻胶配合空气进行雾化,气体和液体颗粒撞击,进行破碎,并保持旋转,使雾滴形成所需的圆锥形喷雾形态,可有效提高喷涂均匀性效果;
2、本发明通过六棱柱和齿条的设置能够喷涂头组件移动过程中驱使旋转雾化件旋转,并且通过转动六棱柱可实现齿条与齿轮的啮合转换,进而调节旋转雾化件旋转转速;进而调节光刻胶的雾化及喷涂速度;
3、本发明结构简单,能够雾化光刻胶喷涂并调节光刻胶的雾化及喷涂速度,喷涂均匀且便于操作。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中的该设备整体结构示意图。
图2为本发明的一个实施例中的承托驱动机构结构示意图。
图3为本发明的一个实施例中的喷涂头组件结构示意图。
图4为本发明的一个实施例中的托盘结构示意图。
附图标记注释:集料槽1、喷涂机架2、喷涂头组件3、外壳体31、中空旋转体32、旋转腔体33、旋转锥头34、导气端35、连接凸缘36、外齿轮37、导孔38、导液细管39、托盘4、环形凹槽41、导流孔42、排流管体43、料箱5、料泵6、承托驱动机构7、支托架71、支托滑轨72、滑座73、承托支臂74、丝杆75、连接螺套76、驱动电机77、六棱柱78、支撑轴杆781、齿条782、隔板8、旋转电机9、旋转盘91、加热片10、静电发生器11。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明;在附图或说明中,相似或相同的部分使用相同的标号,并且在实际应用中,各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明,并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
在一个实施例中,如图1-图3所示,一种光刻胶喷涂设备,包括喷涂机架2、托盘4和喷涂组件,所述托盘4用于承托并安装晶圆片,托盘4底部具有旋转件且旋转件驱使托盘4旋转,所述喷涂机架2设在托盘4侧部且喷涂组件设在喷涂机架2上;所述喷涂组件包括喷涂头组件3、料箱5、料泵6和承托驱动机构7,所述喷涂头组件3包括外壳体31、旋转雾化件和导液细管39,外壳体31设在承托驱动机构7上且旋转雾化件设在外壳体31内部并与承托驱动机构7相连接,所述导液细管39一端与外壳体31内部相连通且导液细管39另一端连接料泵6的出料端,料泵6的进料端与料箱5相连通,所述承托驱动机构7包括支托架71、支托滑轨72、六棱柱78和驱动件,所述支托架71固定在喷涂机架2上且六棱柱78转动设在支托架71上,六棱柱78的外壁上设置有多组齿条782且每组齿条782的齿间距不同,所述支托滑轨72设在支托架71侧部且支托滑轨72上设有在其上滑动的承托件,所述外壳体31安装在承托件上,所述旋转雾化件的外壁上具有与其中一组齿条782相啮合的外齿轮37,所述驱动件设在支托架71上并驱动承托件在支托滑轨72上往复性滑动;
在本实施例的实施过程中,将晶圆片置于托盘4上并利用旋转件驱使托盘4旋转;而喷涂头组件3安装在承托驱动机构7上,其中,驱动件驱使承托件沿着支托滑轨72往复移动,使得喷涂头组件3能够沿着支托滑轨72往复移动,从而喷涂头组件3的底端部沿着托盘4的直径方向往复移动,料泵6将料箱5内存储的光刻胶抽送至喷涂头组件3内部,并由喷涂头组件3底部喷出,从而喷涂在晶圆片表面上并且托盘4在旋转件的驱动下转动,从而光刻胶可均匀喷涂于晶圆片表面;并喷涂头组件3在往复移动过程中,由于喷涂头组件3中的外齿轮37与其中一个支托滑轨72啮合,可实现旋转雾化件能够在外壳体31内部自转,从而配合外壳体31内部通入的气流,将外壳体31内部的气流以及光刻胶进行混合而雾化;雾化的光刻胶经外壳体31底部喷出,可提高喷涂在晶圆片面积;通过旋转六棱柱78,使得另外的齿条782与更换后的外齿轮37相啮合,从而可调节旋转雾化件的转速,从而便于调节光刻胶的雾化及喷涂速度;实现均匀化喷涂;晶圆片随着托盘4的旋转,其上的光刻胶在离心作用下向边缘扩散,从而光刻胶能够扩散至未喷涂的区域,进一步实现均匀喷涂;
在一个实施例中,如图2所示,所述旋转雾化件包括中空旋转体32和导气端35,所述中空旋转体32插接至外壳体31内部且中空旋转体32外壁与外壳体31内壁之间形成一个旋转腔体33,所述导液细管39一端穿插中空旋转体32内部且与中空旋转体32转动配合且另一端连接料泵6,所述中空旋转体32侧壁上具有与旋转腔体33相连通的导孔38;外齿轮37设在中空旋转体32的外壁上;导气端35设在外壳体31外壁上并与旋转腔体33相连通,导气端35连接外部的雾化气流设备;在本实施例中;料泵6将料箱5内的光刻胶经导液细管39导入中空旋转体32内部,中空旋转体32的旋转将光刻胶经导孔38导入旋转腔体33内部,并且经导气端35内导入的气流与光刻胶混合;并在中空旋转体32的带动下经外壳体31底部旋转式喷出;可实现雾化喷出;
在一个实施例中,如图2所示,外壳体31底部为椎体结构,所述中空旋转体32底部具有旋转锥头34且旋转锥头34能够适配外壳体31的底端部,所述旋转腔体33的直径由上至下逐渐变下,从而形成所需的圆锥形喷雾形态,所述旋转锥头34的外环壁上还具有凸起;凸起的设置能够对旋转腔体33内部光刻胶的颗粒进行碾碎,避免颗粒喷涂在晶圆片上而影响喷涂效果。
在一个实施例中,如图2和图3所示,所述喷涂头组件3还包括连接凸缘36,所述连接凸缘36设在外壳体31的外壁上,所述承托件包括滑座73和承托支臂74,滑座73滑动卡套在支托滑轨72上并与驱动件相连接,所述承托支臂74固定在滑座73侧部且承托支臂74和连接凸缘36上均具有通孔;在本实施例中,通过承托支臂74和连接凸缘36上的通孔配合螺栓能够将喷涂头组件3从环形凹槽41上拆卸,便于更换。
在一个实施例中,如图2和图3所示,所述驱动件包括丝杆75、连接螺套76和驱动电机77,所述丝杆75端部通过支座与支托滑轨72转动连接,驱动电机77设在支托架71上并用于驱动丝杆75旋转,所述连接螺套76设在丝杆75上并与之螺旋配合;连接螺套76侧部与承托件相连接(具体是连接螺套76连接滑座73);在本实施例中,驱动电机77能够驱动丝杆75正反旋转,丝杆75通过与连接螺套76的螺旋连接使得连接螺套76沿着支托架71往复移动,从而实现承托件和喷涂头组件3往复移动;
在一个实施例中,如图2所示,所述六棱柱78的端部具有支撑轴杆781,支撑轴杆781阻尼转动连接在支托架71上且支撑轴杆781端部具有手轮;通过旋转手轮而带动支撑轴杆781及六棱柱78旋转,可实现转换六棱柱78上的齿条782朝向喷涂头组件3,从而可实现快速转换齿条782和外齿轮37的啮合;
在一个实施例中,如图1所示,所述托盘4的外侧设有集料槽1且托盘4位于集料槽1内部,集料槽1内部设有隔板8且驱动件包括旋转电机9和旋转盘91,所述旋转电机9设在集料槽1内部且旋转电机9的输出端转动穿过隔板8,旋转盘91设在托盘4底壁上且底面中心处与旋转电机9输出端固定连接;在本实施例中,通过旋转电机9驱动旋转盘91转动并带动托盘4旋转,从而托盘4上的晶圆片旋转,晶圆片边缘的光刻胶会摔落至集料槽1内部并置于隔板8上收集,避免可光刻胶散落而不便于收集;
在一个实施例中,如图1所示,所述托盘4表面上还设有加热片10且托盘4底部具有静电发生器11,所述加热片10能够加热托盘4上的晶圆片,所述静电发生器11能够通电使得晶圆片产生静电;在胶粒到达晶圆片表面时,晶圆片利用静电力来吸附胶粒,避免了胶粒过强的流动性造成的覆盖不良,加热后的晶圆片在静电力的作用下可以更好而发挥固定胶粒的作用;
在一个实施例中,如图4所示,托盘4的表面上具有多个以托盘4圆心为中心的环形凹槽41,相邻的两个环形凹槽41之间通过导流孔42相连通,所述托盘4外壁上设有排流管体43且排流管体43与最边缘的环形凹槽41相连通;在本实施例中,晶圆片的边缘可卡扣在环形凹槽41内部,实现固定;晶圆片上的多余的胶粒在旋转时被甩落在环形凹槽41内部,并由导流孔42及排流管体43导出;避免胶液滞留在托盘4表面上。
上述实施例公布了一种将晶圆片置于托盘4上并利用旋转件驱使托盘4旋转;而喷涂头组件3安装在承托驱动机构7上,其中,驱动件驱使承托件沿着支托滑轨72往复移动,使得喷涂头组件3能够沿着支托滑轨72往复移动,从而喷涂头组件3的底端部沿着托盘4的直径方向往复移动,料泵6将料箱5内存储的光刻胶抽送至喷涂头组件3内部,并由喷涂头组件3底部喷出,从而喷涂在晶圆片表面上并且托盘4在旋转件的驱动下转动,从而光刻胶可均匀喷涂于晶圆片表面;并喷涂头组件3在往复移动过程中,由于喷涂头组件3中的外齿轮37与其中一个支托滑轨72啮合,可实现旋转雾化件能够在外壳体31内部自转,将外壳体31内部的气流以及光刻胶进行混合而雾化;雾化的光刻胶经外壳体31底部喷出,可提高喷涂在晶圆片面积;通过旋转六棱柱78,使得另外的齿条782与更换后的外齿轮37相啮合,从而可调节旋转雾化件的转速,从而便于调节光刻胶的雾化及喷涂速度;实现均匀化喷涂;晶圆片随着托盘4的旋转,其上的光刻胶在离心作用下向边缘扩散,从而光刻胶能够扩散至未喷涂的区域,进一步实现均匀喷涂。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种光刻胶喷涂设备,包括喷涂机架、托盘和喷涂组件,所述托盘用于承托并安装晶圆片,托盘底部具有旋转件且旋转件驱使托盘旋转,所述喷涂机架设在托盘侧部且喷涂组件设在喷涂机架上;其特征在于,所述喷涂组件包括喷涂头组件、料箱、料泵和承托驱动机构,所述喷涂头组件包括外壳体、旋转雾化件和导液细管,外壳体设在承托驱动机构上且旋转雾化件设在外壳体内部并与承托驱动机构相连接,所述导液细管一端与外壳体内部相连通且导液细管另一端连接料泵的出料端,料泵的进料端与料箱相连通,所述承托驱动机构包括支托架、支托滑轨、六棱柱和驱动件,所述支托架固定在喷涂机架上且六棱柱转动设在支托架上,六棱柱的外壁上设置有多组齿条且每组齿条的齿间距不同,所述支托滑轨设在支托架侧部且支托滑轨上设有在其上滑动的承托件,所述外壳体安装在承托件上,所述旋转雾化件的外壁上具有与其中一组齿条相啮合的外齿轮,所述驱动件设在支托架上并驱动承托件在支托滑轨上往复性滑动;
所述旋转雾化件包括中空旋转体和导气端;
所述中空旋转体插接至外壳体内部且中空旋转体外壁与外壳体内壁之间形成一个旋转腔体;
所述导液细管一端穿插中空旋转体内部且与中空旋转体转动配合且另一端连接料泵,所述中空旋转体侧壁上具有与旋转腔体相连通的导孔;
外齿轮设在中空旋转体的外壁上;
导气端设在外壳体外壁上并与旋转腔体相连通,导气端连接外部的雾化气流设备;
外壳体底部为椎体结构,所述中空旋转体底部具有旋转锥头且旋转锥头能够适配外壳体的底端部;
所述旋转腔体的直径由上至下逐渐变下,所述旋转锥头的外环壁上还具有凸起;
所述喷涂头组件还包括连接凸缘,所述连接凸缘设在外壳体的外壁上;
所述承托件包括滑座和承托支臂,滑座滑动卡套在支托滑轨上并与驱动件相连接;
所述承托支臂固定在滑座侧部且承托支臂和连接凸缘上均具有通孔。
2.根据权利要求1所述的光刻胶喷涂设备,其特征在于,所述驱动件包括
丝杆、连接螺套和驱动电机;
所述丝杆端部通过支座与支托滑轨转动连接,驱动电机设在支托架上并用于驱动丝杆旋转,所述连接螺套设在丝杆上并与之螺旋配合;连接螺套侧部与承托件相连接。
3.根据权利要求1所述的光刻胶喷涂设备,其特征在于,所述托盘的外侧设有集料槽且托盘位于集料槽内部;集料槽内部设有隔板且驱动件包括旋转电机和旋转盘;
所述旋转电机设在集料槽内部且旋转电机的输出端转动穿过隔板,旋转盘设在托盘底壁上且底面中心处与旋转电机输出端固定连接。
4.根据权利要求1所述的光刻胶喷涂设备,其特征在于,所述托盘表面上还设有加热片且托盘底部具有静电发生器;所述加热片能够加热托盘上的晶圆片,所述静电发生器能够通电使得晶圆片产生静电。
5.根据权利要求4所述的光刻胶喷涂设备,其特征在于,托盘的表面上
具有多个以托盘圆心为中心的环形凹槽,相邻的两个环形凹槽之间通过导流孔相连通,所述托盘外壁上设有排流管体且排流管体与最边缘的环形凹槽相连通。
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