CN218631981U - 用于晶圆双面匀胶的载具及晶圆匀胶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于晶圆双面匀胶的载具及晶圆匀胶装置。所述载具包括：载具主体，所述载具主体具有背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一区域和第二区域，所述第一区域环绕第二区域设置，所述第一区域设置有一吸附槽结构，所述第二区域设置有用于避免第二区域与晶圆功能区接触的避让槽，所述第二表面具有彼此独立的第三区域和第四区域，所述第三区域设置有一真空气口，所述真空气口与所述吸附槽结构相连通，所述第四区域设置有通气孔，所述通气孔与所述避让槽的槽底面相连通。本实用新型提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具，结构更加简单，安装、拆卸更加方便。

Description

用于晶圆双面匀胶的载具及晶圆匀胶装置

技术领域

本实用新型特别涉及一种用于晶圆双面匀胶的载具及晶圆匀胶装置，属于半导体制造技术领域。

背景技术

晶圆在光刻前，需要将光刻胶均匀涂敷在晶圆表面，即匀胶。一个典型的匀胶过程，需要首先将光刻胶滴在晶圆上，其后高速旋转晶圆使光刻胶铺展在晶圆表面形成薄层，最后加热晶圆从而除去胶层中多余的溶剂。晶圆的双面光刻需要将晶圆的上下表面都进行匀胶后，才可开始光刻。使用原有匀胶托盘进行双面匀胶，由于其吸附面接触晶圆光刻区域，会影响已完成匀胶的单面的胶层均匀性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于晶圆双面匀胶的载具及晶圆匀胶装置，用于芯片制造中的光刻工艺，使用该载具进行晶圆的双面匀胶，实现晶圆的双面光刻工艺，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型提供了一种用于晶圆双面匀胶的载具，包括：载具主体，所述载具主体具有背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一区域和第二区域，所述第一区域环绕第二区域设置，所述第一区域设置有一吸附槽结构，所述第二区域设置有用于避免第二区域与晶圆功能区接触的避让槽，

所述第二表面具有彼此独立的第三区域和第四区域，所述第三区域设置有一真空气口，所述真空气口与所述吸附槽结构相连通，所述第四区域设置有通气孔，所述通气孔与所述避让槽的槽底面相连通。

进一步的，所述吸附槽结构包括至少一吸附槽，所述吸附槽是自第一表面沿载具主体的厚度方向凹陷形成的。

进一步的，所述吸附槽的横截面面积沿远离槽口的方向逐渐减小。

进一步的，所述吸附槽为沿载具主体的周向连续延伸的形成的环形槽结构，所述吸附槽结构包括两个以上所述的吸附槽，两个以上所述的吸附槽沿载具主体的径向方向依次设置。

进一步的，相邻两个所述的吸附槽之间还相互连通。

进一步的，所述吸附槽沿载具主体的径向方向形成的截面形状为三角形。

进一步的，所述载具主体内部设置有一导气通道，所述真空气口经所述导气通道与所述吸附槽结构相连通，其中，两个以上所述的吸附槽分别与所述导气通道相连通，或者，两个以上所述的吸附槽中的一者与所述导气通道相连通，两个以上所述的吸附槽之间还相互连通。

进一步的，两个所述吸附槽沿载具主体的径向方向相对设置在导气通道与吸附槽结构之间的连通口的两侧。

进一步的，所述导气通道包括依次连通的第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与所述吸附槽结构相连通，所述第三通道与载具主体的第二表面相连通，其中，所述第一通道和第三通道均是沿第一方向延伸的，所述第二通道是沿第二方向延伸的，第一方向与第二方向交叉设置，该两个以上所述的吸附槽相对设置在所述第一通道的两侧。

进一步的，所述第一方向与载具主体的轴向平行，第二方向与载具主体的径向平行。

进一步的，所述第二表面的第三区域还设置有一定位槽，匀胶机构的主轴能够固定嵌入所述定位槽内，所述真空气口设置在所述定位槽的槽底面，同时，所述真空气口还能够与嵌入所述匀胶机构的主轴内部的真空管路相连通。

进一步的，所述定位槽的槽底面还设置有密封圈，所述密封圈环绕所述真空气口设置，当所述匀胶机构的主轴固定嵌入所述定位槽内时，所述密封圈被夹紧固定在主轴与定位槽的槽底面之间且分别与主轴、定位槽的槽底面密封配合。

进一步的，所述定位槽的槽底面还设置有限位槽，所述限位槽环绕所述真空气口设置，所述密封圈的局部嵌设在所述限位槽内。

进一步的，所述密封圈为能够在外力压迫下发生可恢复形变的柔性构件。

进一步的，所述第一表面还具有第五区域，所述第五区域环绕第一区域设置，所述第五区域设置有多个定位销，多个定位销沿所述载具主体的周向依次间隔分布并围合形成用于定位晶圆放置位置的定位结构。

本实用新型还提供了一种晶圆匀胶装置，包括：匀胶机构、抽真空机构以及所述的用于晶圆双面匀胶的载具，所述匀胶机构的主轴与所述载具主体固定连接并能够与载具主体一起以自身轴线为轴转动，所述抽真空机构与所述主轴内部的真空管路相连通，所述真空管路还与所述载具主体上的真空气口相连通。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

1)本实用新型提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具，结构更加简单，安装、拆卸更加方便；

2)本实用新型提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具在保证对晶圆稳定固定的前提下，不会损伤晶圆的功能区域，且可在不影响光刻胶层均匀性的前提下完成双面匀胶；

3)本实用新型提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具，通过设置的通气孔可以在保证晶圆稳定固定的前提下，可以避免晶圆完成匀胶后难以被取下的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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申请中记载的一些实施例，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是本实用新型一典型实施案例中提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具第一表面的结构示意图；

图2是本实用新型一典型实施案例中提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具第二表面的结构示意图；

图3是图1中沿A-A处的一种截面结构示意图；

图4是图3中结构I处的放大图；

图5是图1中沿A-A处的另一种截面结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，需要说明的是，本实用新型实施例意在解释和说明一种用于晶圆双面匀胶的载具及晶圆匀胶装置的结构构成，其中所采用的载具主体、销钉、密封圈、匀胶机构、真空泵等均可以是本领域技术人员已知的，且均可以通过市购获得，在此不对其具体的型号和结构进行限定。

请参阅图1-图4，在一较为典型的实施案例中，一种用于晶圆双面匀胶的载具，包括载具主体100，所述载具主体100具有沿自身轴向背对设置的第一表面101和第二表面102，所述第一表面101用于固定吸附晶圆400，所述第二表面102与匀胶机构或抽真空机构连接。

在本实施例中，所述第一表面101具有第一区域、第二区域和第五区域，所述第一区域环绕第二区域设置，第五区域环绕第一区域设置，其中，所述第五区域设置有多个定位销200，多个定位销200沿第五区域或载具主体100的周向依次间隔设置并围合形成环绕第一区域设置的定位结构，所述定位结构用于定位晶圆的放置位置，所述第一区域设置有一吸附槽结构110，所述第二区域设置有用于避免第二区域与晶圆功能区接触的避让槽120，

所述第二表面102具有彼此独立的第三区域和第四区域，所述第三区域设置有一真空气口140，所述真空气口140与所述吸附槽结构110相连通，所述第四区域设置有通气孔150，所述通气孔150与所述避让槽120的槽底面相连通。

可以理解的，所述第一表面的第一区域、第三区域均为沿载具主体的周向连续设置的环形区域。

在本实施例中，所述定位销200可以是直接一体固定设置在载具主体100的第一表面，或者，所述定位销200可以是可拆卸地固定在载具主体100的第一表面，例如，所述定位销可以通过螺纹连接、吸附固定、胶粘固定等方式与载具主体实现可拆卸地固定连接；通过使定位销200与载具主体100可拆卸的配合，从而可以使该载具能够被用于多种尺寸晶圆的固定。

在本实施例中，所述真空气口140用于与抽真空机构连接，以此在吸附槽结构110处形成负压环境，进而在晶圆两侧的气压差的作用下将晶圆吸附固定在载具主体的第一表面的第一区域。

在本实施例中，所述抽真空机构可以是真空泵等。

在本实施例中，所述吸附槽结构110和避让槽120均是自第一表面沿载具主体100的轴向或厚度方向向内凹陷形成的，具体的，所述避让槽120是由第一表面的第二区域整体沿载具主体100的轴向或厚度方向向内凹陷形成的，所述吸附槽结构110是由第一区域内的一环形区域(该环形区域是沿第一区域的周向连续延伸的)沿载具主体100的轴向或厚度方向向内凹陷形成的，且所述第一区域整体的水平高度高于第二区域的水平高度，从而在第一区域和第二区域之间台阶结构，当晶圆被置于第一表面上时，所述晶圆的非功能区域与载具主体的第一表面的第一区域接触并被吸附固定在第一区域，而晶圆的功能区域(可以理解为光刻区域)对应于第一表面的第二区域，且由于第二区域整体向内凹陷，晶圆不会与第二区域接触，从而避免对晶圆的功能区域造成损伤，可以理解的，晶圆的非功能区域设置在晶圆的外缘，即晶圆的非功能区域环绕功能区域设置。

在本实施例中，所述吸附槽结构110可以包括两个吸附槽111，每一所述吸附槽111均是自第一表面101沿载具主体100的厚度方向凹陷形成的环形槽，并且，相邻两个吸附槽111之间还可以相互连通，以此提高吸附槽结构110的体积，进而提高对晶圆的吸附效率，可以理解的，每一吸附槽111均与真空气口140连通并形成一个能够吸附晶圆的吸盘结构，而多个吸盘结构又组合形成一个更大的吸盘结构，如此可以增加在对晶圆吸附时的作用点，从而提高对晶圆的吸附强度，进而将晶圆牢固吸附。

在本实施例中，请参阅图3，所述吸附槽111的横截面面积沿远离自身槽口的方向逐渐减小，可以理解的，所述吸附槽111沿载具主体的径向方向形成的截面可以是三角形或者理解为喇叭形，以此提高对晶圆吸附时的吸附固定的强度和稳定性。

在本实施例中，每一所述吸附槽111具有沿载具主体径向方向相对设置的第一侧壁和第二侧壁，其中，所述第一侧壁位于两个吸附槽111靠近彼此的一侧，所述第二侧壁位于两个吸附槽远离彼此的一侧，并且，所述第一侧壁的水平高度低于第二侧壁的水平高度，或者，可以理解为，当晶圆被置于第一表面时，第二侧壁的顶部与晶圆接触，而第一侧壁的顶部不与晶圆接触，从而在第一侧壁的顶部与晶圆之间形成可供两个吸附槽相连通的间隙，以此使两个吸附槽形成的吸盘结构相连通并可以协同作用。

在本实施例中，两个所述的吸附槽111的结构和参数均可以是相同的。

在本实施例中，所述载具主体100内部设置有一导气通道160，所述真空气口140经所述导气通道160与所述吸附槽结构110相连通，其中，两个所述吸附槽111分别单独与所述导气通道160相连通，两个所述吸附槽111沿载具主体的径向方向相对设置在所述导气通道160与吸附槽结构110之间的连通口的两侧，在对晶圆进行吸附时，两者的作用点也是对称的，这可以进一步提高对晶圆吸附的稳定性。

在本实施例中，所述通气孔150是沿载具主体100的厚度方向贯穿载具主体的孔结构，通过设置该通气孔150可以使晶圆与第二区域对应的两侧保持相同气压，以避免晶圆整体被吸附在第一表面的第一区域后难以被取下的问题；具体的，若不设置该通气孔，当晶圆整体被吸附在第一表面的第一区域后，晶圆与第二区域的避让槽120之间围合形成一密闭的腔室，这类似吸盘的结构，且当抽真空机构停止工作后，晶圆也会被紧密的吸附在第一表面上难以被取下；而通过设置该通气孔，可以避免第二区域的避让槽形成该吸盘结构。

在本实施例中，所述载具主体100的第二表面的第三区域与匀胶机构的主轴固定结合，所述载具主体100能够与匀胶机构的主轴一起以自身轴线为轴高速转动，由匀胶机构提供的光刻胶可以铺展在晶圆表面形成薄层，从而实现匀胶；可以理解的，所述匀胶机构为本领域技术人员已知的，在此不对其具体的结构进行限定，当然，所述匀胶机构可以包括驱使主轴高速旋转的驱动电机，所述抽真空机构可以是与匀胶机构一体设置的，即可以作为匀胶机构的一部分，所述抽真空机构的真空管路可以设置在所述主轴内部，或者，所述主轴为中空的管状结构，所述主轴内部的中空结构即所述抽真空机构的真空管路。

在本实施例中，所述真空气口140用于与抽真空机构连接，以此在吸附槽结构110处形成负压环境，进而在晶圆两侧的气压差的作用下将晶圆吸附固定在载具主体的第一表面。

在本实施例中，所述载具主体100的材质可以是尼龙等材料，所述定位销的材质可以是铝合金等金属材料。

以本实施例提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具对晶圆进行固定、匀胶的过程包括：

将载具主体100的第二表面面向匀胶机构并将载具主体安装在匀胶机构(包含匀胶桶)的主轴上，使载具主体100第二表面的真空气口140与匀胶机构的主轴上的真空管路对接；

操作人员将晶圆放置在载具主体100的第一表面上由多个销钉围合形成的定位结构内，并在晶圆吸附面上并施加定量的光刻胶，按下匀胶机构上的“开始”按钮；此时真空管路上的前级阀打开，真空泵通过真空气口140持续抽取导气通道160及载具主体第一表面上吸附槽结构110内的空气，从而在晶圆两侧形成气压差，进而将晶圆牢固吸附在载具主体的第一表面的第一区域；

当导气通道内的真空度到达设定值后，载具主体在匀胶结构的主轴的带动下高速旋转，晶圆表面的光刻胶即铺展在晶圆表面形成薄层；

单次匀胶完成后，将晶圆取下进行加热；其后将晶圆翻面重复前述步骤，即完成一次双面匀胶。

实施例2

本实施例中的一种用于晶圆双面匀胶的载具的结构与实施例1中的基本相同，不同之处在于：

请一并参阅图5，在本实施例中，所述导气通道160包括依次连通的第一通道161、第二通道162和第三通道163，所述第一通道161与所述吸附槽结构110相连通，所述第三通道163与载具主体100的第二表面102相连通，其中，所述第一通道161和第三通道163均是沿载具主体100的轴向延伸的，所述第二通道162是沿载具主体100的径向延伸的，两个吸附槽111沿载具主体的径向相对设置在所述第一通道161的两侧。

在本实施例中，所述第二表面102的第三区域还设置有一定位槽170，匀胶机构的主轴能够固定嵌入所述定位槽170内，所述真空气口140设置在所述定位槽170的槽底面，同时，所述真空气口140还能够与嵌入所述匀胶机构的主轴内部的真空管路相连通。

在本实施例中，所述第一通道161、第二通道162和第三通道163均为孔道结构，所述第一通道161、第二通道162和第三通道163可以是以3D打印等工艺制作载具主体时直接制作形成的，也可以是通过后续加工工艺再次形成的，具体的，当采用后续加工工艺形成所述导气通道时，可以自载具主体的周缘部沿自身径向方向打孔形成所述的第二通道162，自载具主体的第一表面、第二表面沿载具主体的轴向打孔形成所述的第一通道161和第三通道163，且使所述的第一通道161和第三通道163与第二通道162相连通，通过该工艺形成的导气通道需要在第二通道的一端设置螺栓等密封构件将第二通道162位于载具主体的周缘部上的开口进行密封。

在本实施例中，所述定位槽170的槽底面还设置有密封圈300，所述密封圈300环绕所述真空气口140设置，当所述匀胶机构的主轴固定嵌入所述定位槽170内时，所述密封圈300被夹紧固定在主轴与定位槽170的槽底面之间且分别与主轴、定位槽170的槽底面密封配合。

在本实施例中，所述定位槽170的槽底面还设置有限位槽，所述限位槽环绕所述真空气口140设置，所述密封圈300的一部分嵌设在所述限位槽内，其余部分设置在定位槽170的槽底面以上，其中，所述密封圈300为能够在外力压迫下发生可恢复形变的柔性构件，例如，所述密封圈300可以是橡胶圈等。

本实用新型提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具，结构更加简单，安装、拆卸更加方便；以及，本实用新型提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具在保证对晶圆稳定固定的前提下，不会损伤晶圆的功能区域，且可在不影响光刻胶层均匀性的前提下完成双面匀胶；另外，本实用新型提供的一种用于晶圆双面匀胶的载具，通过设置的通气孔可以在保证晶圆稳定固定的前提下，可以避免晶圆完成匀胶后难以被取下的问题。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于包括：载具主体，所述载具主体具有背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一区域和第二区域，所述第一区域环绕第二区域设置，所述第一区域设置有一吸附槽结构，所述第二区域设置有用于避免第二区域与晶圆功能区接触的避让槽，

所述第二表面具有彼此独立的第三区域和第四区域，所述第三区域设置有一真空气口，所述真空气口与所述吸附槽结构相连通，所述第四区域设置有通气孔，所述通气孔与所述避让槽的槽底面相连通。

2.根据权利要求1所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述吸附槽结构包括至少一吸附槽，所述吸附槽是自第一表面沿载具主体的厚度方向凹陷形成的。

3.根据权利要求1或2所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述吸附槽的横截面面积沿远离槽口的方向逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述吸附槽为沿载具主体的周向连续延伸的形成的环形槽结构，所述吸附槽结构包括两个以上所述的吸附槽，两个以上所述的吸附槽沿载具主体的径向方向依次设置；

和/或，相邻两个所述的吸附槽之间还相互连通；

和/或，所述吸附槽沿载具主体的径向方向形成的截面形状为三角形。

5.根据权利要求4所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述载具主体内部设置有导气通道，所述真空气口经所述导气通道与所述吸附槽结构相连通，其中，两个以上所述的吸附槽分别与所述导气通道相连通，或者，两个以上所述的吸附槽中的一者与所述导气通道相连通，两个以上所述的吸附槽之间还相互连通；

和/或，两个所述吸附槽沿载具主体的径向方向相对设置在导气通道与吸附槽结构之间的连通口的两侧。

6.根据权利要求5所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述导气通道包括依次连通的第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与所述吸附槽结构相连通，所述第三通道与载具主体的第二表面相连通，其中，所述第一通道和第三通道均是沿第一方向延伸的，所述第二通道是沿第二方向延伸的，第一方向与第二方向交叉设置，该两个以上吸附槽相对设置在所述第一通道的两侧；

和/或，所述第一方向与载具主体的轴向平行，第二方向与载具主体的径向平行。

7.根据权利要求1所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述第二表面的第三区域还设置有一定位槽，匀胶机构的主轴能够固定嵌入所述定位槽内，所述真空气口设置在所述定位槽的槽底面，同时，所述真空气口还能够与嵌入所述匀胶机构的主轴内部的真空管路相连通。

8.根据权利要求7所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述定位槽的槽底面还设置有密封圈，所述密封圈环绕所述真空气口设置，当所述匀胶机构的主轴固定嵌入所述定位槽内时，所述密封圈被夹紧固定在主轴与定位槽的槽底面之间且分别与主轴、定位槽的槽底面密封配合；

和/或，所述定位槽的槽底面还设置有限位槽，所述限位槽环绕所述真空气口设置，所述密封圈的局部嵌设在所述限位槽内；

和/或，所述密封圈为能够在外力压迫下发生可恢复形变的柔性构件。

9.根据权利要求1所述的用于晶圆双面匀胶的载具，其特征在于：所述第一表面还具有第五区域，所述第五区域环绕第一区域设置，所述第五区域设置有多个定位销，多个定位销沿所述载具主体的周向依次间隔分布并围合形成用于定位晶圆放置位置的定位结构。

10.一种晶圆匀胶装置，其特征在于包括：匀胶机构、抽真空机构以及权利要求1-9中任一项所述的用于晶圆双面匀胶的载具，所述匀胶机构的主轴与所述载具主体固定连接并能够与载具主体一起以自身轴线为轴转动，所述抽真空机构与所述主轴内部的真空管路相连通，所述真空管路还与所述载具主体上的真空气口相连通。

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