一种具有曝光功能的涂胶显影的制造方法
【专利摘要】一种具有曝光功能的涂胶显影机，集涂胶、曝光和显影功能于一体，至少包括涂胶单元、曝光单元、显影单元以及晶片承载装置，所述涂胶单元、曝光单元和显影单元通过具有固定、加热和旋转晶片功能的晶片承载装置作为载体，进行涂胶、曝光和显影的循环操作。所述具有曝光功能的涂胶显影机为一体机，提高了晶片生产的自动化程度，其可同时作业多片晶片，提高了晶片的生产效率。
【专利说明】一种具有曝光功能的涂胶显影机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体晶片制造领域，尤其涉及一种具有曝光功能的涂胶显影机。
【背景技术】
[0002]目前，在半导体晶片的光刻工艺制程中，一般需多次进行涂胶、曝光、显影的工艺操作，比如Mesa涂胶-曝光-显影、CB涂胶-曝光-显影、ITO涂胶-曝光-显影、Pad涂胶-曝光-显影、PV涂胶-曝光-显影等，每一次涂胶、曝光、显影的工艺操作需要由涂胶机、曝光机、显影机配合完成。
[0003]涂胶机的涂胶过程包括前烘和前处理(粘附促进剂涂层)、涂胶、涂胶后烘过程，具体包括:首先将一片晶圆安置于涂胶机上进行前烘，涂胶机的光刻胶喷嘴将光刻胶喷吐在晶片的中心位置，涂胶机驱动晶片旋转，从而将光刻胶均匀地涂布在晶片上；然后，覆盖有光刻胶的晶片需从涂胶机上转移到烘箱中或者加热-冷却板上进行涂胶后烘(硬软烤)，以蒸发光刻胶中的水分，固定光刻胶。显影机的工作原理与涂胶机类似，包括显影旋涂和显影后烘两个步骤，区别在于:将所使用的光刻胶替换为显影液。因此，涂胶机和显影机常常组合为一个涂胶显影机台。
[0004]曝光的制程包括对准和曝光两个步骤，具体过程是:紫外光透过光罩板上的图形照射到涂有光刻胶的晶片表面，受紫外光照射后光刻胶变性，光刻胶被显影液腐蚀，经过清洗后，留下和光罩板上一致或互补的图形，从而完成光刻的步骤。在LED芯片制程中，除了第一次Mesa曝光无需对准定位，其余后续曝光步骤都需精准定位。
[0005]目前的涂胶、硬软烤、曝光、显影制程，都是单片独立机台作业，每次操作一片晶片，生产效率低；并且单独机台作业占用厂房面积大；晶片转移过程中，容易造成污染、破片等导致产品良率降低；另外，需多人操作，浪费人力。
[0006]鉴于此，有必要设计一种单次多片作业且集涂胶、曝光、显影功能为一体的多功能机台，以提高半导体芯片的生产效率和自动化程度。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于:提供一种具有曝光功能的涂胶显影机，用于解决现有技术中，单片式多机台作业占地面积大、良率低、效率低的不足问题。
[0008]本实用新型的主要技术方案为:一种具有曝光功能的涂胶显影机，至少包括涂胶单元、曝光单元、显影单元以及晶片承载装置，所述涂胶单元、曝光单元和显影单元通过具有固定、加热和旋转晶片功能的晶片承载装置作为载体，进行涂胶、曝光和显影的循环操作，实现集涂胶、曝光和显影功能于一体。
[0009]优选的，所述晶片承载装置的数目大于等于2，且其呈线性或圆周排列；
[0010]优选的，所述晶片承载装置进一步包括T型载盘、热盘、真空装置以及驱动T型载盘升降和旋转的驱动装置；
[0011]优选的，所述T型载盘上设置有多个放置晶片的晶片凹槽且其底部中心具有多个真空孔；
[0012]优选的，所述晶片凹槽的数目大于等于4个；
[0013]优选的，所述热盘中心具有通孔，其内置有加热装置；
[0014]优选的，所述T型载盘的垂直部穿过所述通孔与驱动装置连接；
[0015]优选的，所述真空装置包括真空管及与所述真空管一端连接的抽真空装置，并且所述抽真空装置与T型载盘的垂直部连接；
[0016]优选的，所述真空管对应于所述晶片凹槽背面，且其包围在所述真空孔的下端；
[0017]优选的，所述曝光单元进一步包括曝光用光源、位于光源下方的光罩板以及连接件。
[0018]如上所述，本实用新型提供的具有曝光功能的涂胶显影机，是集涂胶机、曝光机和显影机功能为一体的组合机台，并且改进了传统机台的单片式作业模式为多片式作业模式，在半导体芯片的光刻工艺制程中，尤其是在第一次光刻制程，即Mesa涂胶-曝光-显影，由于曝光过程无需精确对准定位，因此，可将曝光机与涂胶显影机整合使用。本实用新型的有益效果是，一体机操作，节省了机台占用厂房的面积，节省了操作多机台运作的人力，降低了人工操作机台时出错的概率；同时，晶片无需在多机台中转移的操作，也节省了人力，降低了晶片在转移过程中破片的概率，从而提高了生产良率；一体机的多片式作业模式提高了生产效率。总之，通过本实用新型提供的多片式作业一体机，可提高半导体芯片制造的自动化程度、生产效率和良率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为实施例1的机台俯视图。
[0020]图2为实施例1的机台侧视图。
[0021]图3为实施例1的机台内部剖面图。
[0022]图4为图1中的晶片承载装置侧视图。
[0023]图5为图4中的T型载盘俯视图。
[0024]图6为实施例2的机台俯视图。
[0025]其中，1:晶片承载装置；11:T型载盘；111:晶片凹槽；112:真空孔；12:热盘；121:加热装置；122:通孔；13:真空装置；131:真空管；132:抽真空装置；14:驱动装置；15:回收装置；2:涂胶单元；21:光刻胶喷嘴；3:显影单元；31:显影液喷嘴；22、32:直线轨道；4:曝光单兀；41:光源；42:光罩板；5:机架；6:控制单兀；7:上片区；8:下片区。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。须知，本说明书所附图式为示意图，不用于限定本实用新型可实施的限定条件。
[0027]实施例1
[0028]请参阅图1和图2，本实施例提供了一种具有曝光功能的涂胶显影机，具有机架5，机架5上设置有多个晶片承载装置1、涂胶单元2、显影单元3、曝光单元4、上片区7、下片区8、回收装置15以及与其连接并控制其正常运行的控制单元6。
[0029]其中，所述晶片承载装置I位于涂胶单元2和显影单元3中间，呈线性排列，用于固定、加热和旋转晶片，本实施例晶片承载装置I的数目优选为4个；曝光单元4与涂胶单元2通过连接件43连接，也可以是曝光单元4与显影单元3通过连接件43连接，并受控制单元6的控制可进行多方位移动，本实施例优选曝光单元4与涂胶单元2连接；上片区7和下片区8分别位于涂胶单元2和显影单元3的两端，用于暂存和取放晶片。
[0030]涂胶单元2和显影单元3进一步还包括直线轨道22和23，以及安装在其上并可直线移动的光刻胶喷嘴21和显影液喷嘴31。曝光单元4还包括提供紫外光的光源41、具有图形的光罩板42，该曝光单元4可对芯片制程中无需定位对准的曝光工序进行处理。
[0031]请参阅图3至图5，晶片承载装置I进一步包括T型载盘11、热盘12、真空装置13和驱动装置14。其中，T型载盘11的水平部设置有盛放晶片的多个晶片凹槽111，其底部中心具有多个真空孔112，本实施例优选4个晶片凹槽111 ;热盘12中心具有通孔122，且热盘12内置有用于加热热盘的加热装置121 ;真空装置13包括真空管131和抽真空装置132，真空管131对应于晶片凹槽111背面，包围在真空孔112下端，且其一端与抽真空装置132连接，所述抽真空装置132与T型载盘11的垂直部连接，用于抽去真空管131和晶片与真空孔112之间的空气，形成真空环境以固定晶片；驱动装置14，用于驱动T型载盘11的升降和旋转，T型载盘11的垂直部穿过热盘通孔122与驱动装置14连接；回收装置15围绕于T型载盘11和热盘12的外周，用于回收T型载盘11在高速旋转过程中甩出的液体。
[0032]在机台运作的过程中，晶片进入上片区7准备涂胶，驱动装置14驱动T型载盘11由起始位置(T型载盘与热盘接触)上升到设定高度，机械手(图中未显示)将4个晶片分别放置于T型载盘11的4个晶片凹槽113内，抽真空装置132抽真空，将晶片固定在T型载盘11上。然后，光刻胶喷嘴21移动到晶片承载装置I上方，将光刻胶喷吐在晶片承载装置I的中心位置，随后，驱动装置14驱动T型载盘11旋转，将光刻胶均匀地旋涂在4个晶片上，完成晶片的涂胶制程。晶片涂胶结束后，驱动装置14驱动T型载盘11下降恢复到起始位置，加热装置121加热热盘12到设定的温度，通过T型载盘11将温度传递给晶片，进而对晶片进行加热，蒸发光刻胶中的残余水分，使光刻胶凝固固定，完成晶片硬烤的工序。晶片加热后，冷却到设定的时间，曝光单元4移动到晶片承载装置I上方，对其进行曝光处理。晶片曝光后，显影液喷嘴31移动到晶片承载装置I的上方，T型载盘11和驱动装置14重复晶片的涂胶操作，将显影液均匀地旋涂在4个晶片上，完成晶片的显影制程。
[0033]在T型载盘11旋转过程中，真空装置13和热盘12均固定不动，而驱动装置14随着T型载盘11的旋转而旋转，旋转甩出的光刻胶和显影液进入回收装置15内进行回收处理。涂胶单元2、显影单元3、曝光单元4在4个晶片承载装置I之间循环进行涂胶、曝光、显影的操作，从而在整个机台上，可同时对16个晶片进行处理，大大提高了晶片在涂胶、曝光、显影制程中的作业效率，同时，也降低了晶片在转移过程中导致的破片率，可以节省常规多机台的占地面积和人力成本。
[0034]实施例2
[0035]请参阅图6，本实施例与实施例1的区别在于:涂胶单元2与显影单元3相对设置，曝光单元4位置固定且与上片区7和下片区8相对设置，上片区7和下片区8相邻设置，因此，涂胶单元2和显影单元3中省去直线轨道，光刻胶喷嘴21和显影液喷嘴31分别固定在涂胶单元2和显影单元3上，多个晶片承载装置I在涂胶单元2、显影单元3、曝光单元4及上片区7和下片区8之间作圆周移动，如此实现循环式地对晶片进行涂胶、曝光和显影，减少机台各工作单元的工作距离，提高工作效率。
[0036]应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有曝光功能的涂胶显影机，至少包括涂胶单元、曝光单元、显影单元以及晶片承载装置，所述涂胶单元、曝光单元和显影单元通过具有固定、加热和旋转晶片功能的晶片承载装置作为载体，进行涂胶、曝光和显影的循环操作，实现集涂胶、曝光和显影功能于一体。
2.根据权利要求1所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述晶片承载装置的数目大于等于2。
3.根据权利要求2所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述晶片承载装置呈线性或圆周排列。
4.根据权利要求1所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述晶片承载装置包括T型载盘、热盘、真空装置以及驱动T型载盘升降和旋转的驱动装置。
5.根据权利要求4所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述T型载盘的水平部设置有多个放置晶片的晶片凹槽且其底部中心具有多个真空孔。
6.根据权利要求5所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述晶片凹槽的数目大于等于4。
7.根据权利要求4所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述T型载盘的垂直部穿过所述热盘中心的通孔，并与所述驱动装置连接。
8.根据权利要求4所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述真空装置包括真空管与抽真空装置，且所述抽真空装置与T型载盘的垂直部相连接。
9.根据权利要求8所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述真空管设置于所述晶片凹槽背面且环绕于所述真空孔的下端。
10.根据权利要求1所述的一种具有曝光功能的涂胶显影机，其特征在于:所述曝光单元包括曝光用光源、位于光源下方的光罩板以及连接件。
【文档编号】G03F7/30GK204155062SQ201420652598
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】蔡家豪, 王兵, 陈松, 吕荣英, 段伟 申请人:安徽三安光电有限公司