边缘涂布装置和光刻胶涂布设备的制作方法

本实用新型涉及半导体制造设备，尤其涉及一种边缘涂布装置和光刻胶涂布设备。

背景技术：

在半导体集成电路制造工艺中，通过一系列的工序，例如淀积、光刻、刻蚀、平坦化等工艺在半导体衬底上形成半导体结构。其中，光刻工艺用于形成掩膜图案，定义出待刻蚀区域，而刻蚀工艺用于将光刻定义的图案转移至材料(金属、介质层或硅)上，以形成所需结构，现在的半导体工艺中，为了增强图形的转移精确，一般采用先将光刻定义的图案转移至硬掩膜上，然后利用图案化的硬掩膜为掩膜，将图案再转移至材料(金属、介质层或硅)。

由于集成电路的复杂性，在进行集成电路的制作时，通常需要在晶圆上制作多层金属布线将若干半导体器件电连接，在制作每一层布线时均需要形成相应的介质层和金属层以及对应的掩膜层，而现有的掩膜层(比如光刻胶层或硬掩膜)只能形成在晶圆表面上的待刻蚀材料层表面，晶圆边缘上的待刻蚀材料层的侧壁以及待刻蚀材料层底部已经形成的各膜层的侧壁不会被掩膜层所覆盖，在进行刻蚀(特别是湿法刻蚀)时，刻蚀溶液会从晶圆的边缘对待刻蚀材料层的侧壁以及待刻蚀材料层底部各膜层的侧壁造成不必要的刻蚀，形成晶圆边缘缺陷，进而造成边缘区域的器件的失效。

为了避免上述缺陷的产生，现有通常采用边缘涂布工艺在晶圆的边缘形成一层光刻胶层，但是现有形成边缘光刻胶层的方式效率较低，光刻胶浪费比较严重。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是怎样提高边缘光刻胶层的形成效率，减少光刻胶的浪费。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种边缘涂布装置，包括：

吸附单元，所述吸附单元用于吸附晶圆并控制所述晶圆旋转，所述晶圆的边缘包括第一位置和第一位置相对的第二位置；

第一喷吐单元，所述第一喷吐单元包括第一喷嘴，所述第一喷吐单元控制第一喷嘴喷吐光刻胶；

第二喷吐单元，所述第二喷吐单元包括第二喷嘴，所述第二喷吐单元控制第二喷嘴喷吐光刻胶；

驱动单元，在进行边缘涂布时，所述吸附单元控制晶圆旋转，所述驱动单元控制所述第一喷吐单元和第二喷吐单元移动到晶圆上方，使得第一喷嘴位于晶圆边缘的第一位置上方，第二喷嘴位于晶圆边缘的第二位置上方，第一喷吐单元和第二喷吐单元控制所述第一喷嘴和第二喷嘴同时向旋转的晶圆的边缘喷吐光刻胶。

可选的，所述第一喷吐单元还包括第一连杆、第一光刻胶管道和第一控制阀，所述第一连杆的前端固定第一喷嘴，所述第一喷嘴与第一光刻胶管道连接，所述第一控制阀设置于第一光刻胶管道上，用于控制第一喷嘴的喷吐和关闭。

可选的，所述第二喷吐单元还包括第二连杆、第二光刻胶管道和第二控制阀，所述第二连杆的前端固定第二喷嘴，所述第二喷嘴与第二光刻胶管道连接，所述第二控制阀设置于第二光刻胶管道上，用于控制第二喷嘴的喷吐和关闭。

可选的，所述第一连杆的长度小于第二连杆的长度，所述驱动单元位于吸附单元一侧，所述驱动单元包括一电机，所述电机的转轴上固定有第一齿轮和第二齿轮，所述第一连杆的后端固定有第三齿轮，所述第三齿轮与第一齿轮咬合，所述第二连杆的后端固定有第四齿轮，第四齿轮与第二齿轮咬合，在进行边缘涂布时，当电机的转轴旋转到某个角度时，带动第一齿轮和第三齿轮转动使得第一连杆的前端的第一喷嘴移动到晶圆边缘的第一位置上方，同时带动第二齿轮和第四齿轮转动使得第二连杆的前端的第二喷嘴移动到晶圆边缘的第二位置上方。

可选的，所述驱动单元包括第一电机和第二电机，第一电机的转轴与第一连杆的后端连接，第二电机的转轴与第二连杆的后端连接，在进行边缘涂布时，第一电机驱动第一连杆旋转，使得第一连杆上的第一喷嘴移动到晶圆边缘的第一位置上方，第二电机驱动第二连杆旋转，使得第二连杆上的第二喷嘴移动到晶圆边缘的第二位置上方。

可选的，所述第一喷吐单元的第一喷嘴和第二喷吐单元的第二喷嘴固定在同一连杆上，所述第二喷嘴固定于连杆的前端，所述第一喷嘴固定于连杆的中部区域，第一喷嘴和第二喷嘴之间的直线距离等于第一位置和第二位置之间的直线距离。

可选的，所述驱动单元包括一电机，所述电机位于吸附单元一侧，所述电机的转轴与连杆的后端连接，在进行边缘涂布时，所述电机驱动连杆旋转，使得连杆上的第一喷嘴移动到晶圆边缘的第一位置上方，连杆上的第二喷嘴移动到晶圆边缘的第二位置上方。

可选的，所述驱动单元包括一横向导轨和一电机，横向导轨上具有滑块，所述滑块与连杆固定连接，所述滑块还与电机的转轴连接，在进行边缘涂布时，电机的转轴转动，带动滑块在导轨上横向移动，从而使得连杆横向移动到晶圆上方，使连杆上的第一喷嘴位于晶圆边缘的第一位置上方，连杆上的第二喷嘴位于晶圆边缘的第二位置上方。

可选的，在进行边缘涂布时，从第一喷嘴和第二喷嘴喷吐光刻胶的时刻开始，所述晶圆旋转至少一圈，以在晶圆的边缘表面形成光刻胶层。

本发明还提供一种光刻胶涂布设备，所述光刻胶涂布设备包括涂布腔室，所述涂布腔室中包括前述所述的边缘涂布装置。

与现有技术相比，本实用新型技术方案具有以下优点：

本实施例中的边缘涂布装置，由于第一喷吐单元和第二喷吐单元驱动单元的控制下能移动到晶圆上方，使得第一喷嘴位于晶圆边缘的第一位置上方，第二喷嘴位于晶圆边缘的第二位置上方，第一喷吐单元和第二喷吐单元控制所述第一喷嘴和第二喷嘴同时向旋转的晶圆的边缘喷吐光刻胶，因而本申请的边缘涂布装置在晶圆边缘涂布光刻胶层时，能在晶圆边缘的两个相对的位置(第一位置和相对的第二位置)同时喷吐光刻胶，晶圆只需旋转半圈即可使晶圆的边缘全部有光刻胶覆盖，因而在晶圆边缘形成一定厚度的边缘光刻胶层晶圆需要旋转的时间更短，极大的提高了涂布的效率，并且两个喷嘴同时喷吐时，晶圆边缘上先涂覆的光刻胶能很快的被后涂覆的光刻胶覆盖，使得被离心力甩出去的光刻胶较少，从而节省了光刻胶用量，并且，两个喷嘴在晶圆边缘的相对两个位置同时喷吐光刻胶，还能提高光刻胶的厚度均匀性。

进一步，所述第一喷吐单元的第一喷嘴和第二喷吐单元的第二喷嘴固定在同一连杆上，所述第二喷嘴固定于连杆的前端，所述第一喷嘴固定于连杆的中部区域，第一喷嘴和第二喷嘴之间的直线距离等于第一位置和第二位置之间的直线距离；所述驱动单元包括一电机，所述电机位于吸附单元一侧，所述电机的转轴与连杆的后端连接，在进行边缘涂布时，所述电机驱动连杆旋转，使得连杆上的第一喷嘴移动到晶圆边缘的第一位置上方，连杆上的第二喷嘴移动到晶圆边缘的第二位置上方，或者所述驱动单元包括一横向导轨和一电机，横向导轨上具有滑块，所述滑块与连杆固定连接，所述滑块还与电机的转轴连接，在进行边缘涂布时，电机的转轴转动，带动滑块在导轨上横向移动，从而使得连杆横向移动到晶圆上方，使连杆上的第一喷嘴位于晶圆边缘的第一位置上方，连杆上的第二喷嘴位于晶圆边缘的第二位置上方。使得驱动单元的结构以及第一喷吐单元和第二喷吐单元的结构相对简单，并且旋转过程更好控制并且位置精度较高。

进一步，在进行边缘涂布时，从第一喷嘴和第二喷嘴喷吐光刻胶的时刻开始，所述晶圆旋转至少一圈，以在晶圆的边缘表面形成光刻胶层，以使形成的光刻胶层厚度精确性更高，厚度的均匀性更好。

附图说明

图1-2为本实用新型第一实施例边缘涂布装置的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例边缘涂布装置的结构示意图；

图4为本实用新型第三实施例边缘涂布装置的结构示意图；

图5为本实用新型第四实施例边缘涂布装置的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所言，现有形成边缘光刻胶层的方式效率较低。

研究发现，现有形成边缘光刻胶层时，通常是通过一个喷头在晶圆的边缘喷吐光刻胶，在形成边缘的光刻胶层时，晶圆需要旋转很多圈，喷头也需要一直喷吐光刻胶，使得形成边缘光刻胶的效率很低，并且造成光刻胶层的极大浪费。此外，这种形成边缘光刻胶层的方式，难以保证形成的边缘光刻胶层的厚度的均匀性。

为此，本实用新型提供了一种边缘涂布装置和光刻胶涂布设备，其中所述边缘涂布装置由于第一喷吐单元和第二喷吐单元驱动单元的控制下能移动到晶圆上方，使得第一喷嘴位于晶圆边缘的第一位置上方，第二喷嘴位于晶圆边缘的第二位置上方，第一喷吐单元和第二喷吐单元控制所述第一喷嘴和第二喷嘴同时向旋转的晶圆的边缘喷吐光刻胶，因而本申请的边缘涂布装置在晶圆边缘涂布光刻胶层时，能在晶圆边缘的两个相对的位置同时喷吐光刻胶，晶圆只需旋转半圈即可使晶圆的边缘全部有光刻胶覆盖，因而在晶圆边缘形成一定厚度的边缘光刻胶层晶圆需要旋转的时间更短，极大的提高了涂布的效率，并且两个喷嘴同时喷吐时，晶圆边缘上先涂覆的光刻胶能很快的被后涂覆的光刻胶覆盖，使得被离心力甩出去的光刻胶较少，从而节省了光刻胶用量，并且，两个喷嘴在晶圆边缘的相对两个位置同时喷吐光刻胶，还能提高光刻胶的厚度均匀性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在详述本实用新型实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

第一实施例

图1-2为本实用新型第一实施例边缘涂布装置的结构示意图。

请结合参考图1和图2，所述边缘涂布装置，包括：

吸附单元200(参考图2)，所述吸附单元200用于吸附晶圆20并控制所述晶圆20旋转，所述晶圆20的边缘包括第一位置21和第一位置21相对的第二位置22(参考图1)；

第一喷吐单元203，所述第一喷吐单元203包括第一喷嘴201，所述第一喷吐单元203控制第一喷嘴201喷吐光刻胶；

第二喷吐单元204，所述第二喷吐单元204包括第二喷嘴202，所述第二喷吐单元204控制第二喷嘴202喷吐光刻胶；

驱动单元213，在进行边缘涂布时，所述吸附单元200控制晶圆20旋转，所述驱动单元213控制所述第一喷吐单元203和第二喷吐单元204移动到晶圆20上方，使得第一喷嘴201位于晶圆20边缘的第一位置21上方，第二喷嘴202位于晶圆20边缘的第二位置22上方，第一喷吐单元203和第二喷吐单元204控制所述第一喷嘴201和第二喷嘴202同时向旋转的晶圆20的边缘喷吐光刻胶。

所述吸附单元200包括吸盘和与吸盘连接的电机，所述吸盘用于支撑和吸附晶圆20，所述电机用于驱动吸盘旋转。

本实施例中，所述第一喷吐单元203还包括第一连杆211、第一光刻胶管道(图中未示出)和第一控制阀(图中未示出)，所述第一连杆211的前端固定第一喷嘴201，所述第一喷嘴201与第一光刻胶管道连接，所述第一控制阀设置于第一光刻胶管道上，用于控制第一喷嘴201的喷吐和关闭。具体的，所述第一光刻胶管道用于容纳光刻胶，第一光刻胶管道中的光刻胶可以从而第一喷嘴201喷出，第一控制阀可以控制第一光刻胶管道中光刻胶的通断，即第一控制阀打开时，第一光刻胶管道中的光刻胶能从第一喷嘴201喷出，第一控制阀关闭时，第一光刻胶管道中的光刻胶不能从第一喷嘴201喷出。在具体的实施例中，所述第一控制阀可以为气动阀。

所述第二喷吐单元204还包括第二连杆212、第二光刻胶管道(图中未示出)和第二控制阀(图中未示出)，所述第二连杆212的前端固定第二喷嘴202，所述第二喷嘴202与第二光刻胶管道连接，所述第二控制阀设置于第二光刻胶管道上，用于控制第二喷嘴202的喷吐和关闭。具体的，所述第二光刻胶管道用于容纳光刻胶，第二光刻胶管道中的光刻胶可以从第二喷嘴202喷出，第二控制阀可以控制第二光刻胶管道中光刻胶的通断，即第二控制阀打开时，第二光刻胶管道中的光刻胶能从第二喷嘴202喷出，第二控制阀关闭时，第二光刻胶管道中的光刻胶不能从第二喷嘴202喷出。在具体的实施例中，所述第二控制阀可以为气动阀。

本实施例中，请参考图2，所述第一连杆211的长度小于第二连杆212的长度，所述驱动单元213位于吸附单元200一侧，所述驱动单元213包括一电机205，所述电机205的转轴206上固定有第一齿轮207和第二齿轮209，所述第一连杆211的后端固定有第三齿轮208，所述第三齿轮208与第一齿轮207咬合，所述第二连杆212的后端固定有第四齿轮210，第四齿轮210与第二齿轮209咬合，在进行边缘涂布时，当电机205的转轴旋转到某个角度时，带动第一齿轮207和第三齿轮208转动使得第一连杆211的前端的第一喷嘴201移动到晶圆20边缘的第一位置21上方，同时带动第二齿轮209和第四齿轮210转动使得第二连杆212的前端的第二喷嘴202移动到晶圆20边缘的第二位置22上方(具体请参考图1中虚线所示位置)。

所述第一齿轮207和第三齿轮208中至少一个与第二齿轮209和第四齿轮210中至少一个在齿轮直径、齿距和/或齿数上存在不同，以使得电机205转动一定角度时，第一连杆211的转动角度大于第二连杆212的转动角度，使得第一连杆211的前端的第一喷嘴201移动到晶圆20边缘的第一位置21上方，同时第二连杆212的前端的第二喷嘴202移动到晶圆20边缘的第二位置22上方。

本实施例中，所述第一连杆211位于第二连杆212下方，相应的转轴206上的第一齿轮207也设置于第二齿轮209下方。在其他实施例中，所述第一连杆211位于第二连杆上方，相应的第一齿轮207也位于第二齿轮209上方。

所述边缘涂布装置还可以包括控制单元，所述控制单元与吸附单元200、第一喷吐单元203、第二喷吐单元204、驱动单元213之间进行通信，所述控制单元向各单元发送控制信号，各单元在接收到相应的控制信号时进行相应的动作，比如控制单元向吸附单元200发送控制信号，吸附单元200在接收到控制信号时吸附晶圆20以及使吸附的晶圆20旋转，控制单元向第一喷吐单元203和第二喷吐单元204发送控制信号时，第一喷吐单元203和第二喷吐单元204在接收到控制信号时，相应的第一喷嘴201喷吐光刻胶，第二喷嘴202喷吐光刻胶，控制单元向驱动单元213发送控制信号，驱动单元213在接收到控制信号时控制所述第一喷吐单元203和第二喷吐单元204移动。

本实施例中的边缘涂布装置，由于第一喷吐单元203和第二喷吐单元204驱动单元213的控制下能移动到晶圆20上方，使得第一喷嘴201位于晶圆边缘的第一位置21上方，第二喷嘴202位于晶圆边缘的第二位置22上方，第一喷吐单元203和第二喷吐单元204控制所述第一喷嘴201和第二喷嘴202同时向旋转的晶圆20的边缘喷吐光刻胶，因而本申请的边缘涂布装置在晶圆20边缘涂布光刻胶层时，能在晶圆20边缘的两个相对的位置(第一位置21和相对的第二位置22)同时喷吐光刻胶，晶圆20只需旋转半圈即可使晶圆20的边缘全部有光刻胶覆盖，因而在晶圆20边缘形成一定厚度的边缘光刻胶层晶圆需要旋转的时间更短，极大的提高了涂布的效率，并且两个喷嘴同时喷吐时，晶圆20边缘上先涂覆的光刻胶能很快的被后涂覆的光刻胶覆盖，使得被离心力甩出去的光刻胶较少，从而节省了光刻胶用量，并且，两个喷嘴在晶圆20边缘的相对两个位置同时喷吐光刻胶，还能提高光刻胶的厚度均匀性。

在一实施例中，在进行边缘涂布时，从第一喷嘴201和第二喷嘴喷202吐光刻胶的时刻开始，所述晶圆20旋转至少一圈，以在晶圆20的边缘表面形成光刻胶层，以使形成的光刻胶层厚度精确性更高，厚度的均匀性更好。

第二实施例

图3为本实用新型第二实施例边缘涂布装置的结构示意图。第二实施例与第一实施例的区别在于驱动单元的结构以及驱动单元与第一连杆和第二连杆的连接方式不同。

参考图3，本实施例中，所述驱动单元213包括第一电机220和第二电机221，第一电机220的转轴223与第一连杆211的后端连接，第二电机221的转轴224与第二连杆212的后端连接，在进行边缘涂布时，第一电机220驱动第一连杆211旋转，使得第一连杆211上的第一喷嘴201移动到晶圆20边缘的第一位置21上方，第二电机221驱动第二连杆212旋转，使得第二连杆212上的第二喷嘴202移动到晶圆20边缘的第二位置22上方。

本实施例中，所述第一电机220和第二电机221可以位于吸附单元200的同一侧，也可以位于吸附单元200不同侧。

需要说明的是，本实施例中与前述实施例中相同或相似结构的限定和描述，在本实施例中不再赘述，具体请参考前述实施例中相应部分的限定或描述。

第三实施例

图4为本实用新型第三实施例边缘涂布装置的结构示意图。第三实施例与前述实施例的区别在于驱动单元的结构以及第一喷吐单元和第二喷吐单元的结构不同、驱动单元与第一喷吐单元和第二喷吐单元的连接方式不同。

参考图4，本实施例中，所述第一喷吐单元203的第一喷嘴201和第二喷吐单元204的第二喷嘴202固定在同一连杆230上，所述第二喷嘴202固定于连杆230的前端，所述第一喷嘴201固定于连杆230的中部区域，第一喷嘴21和第二喷嘴22之间的直线距离等于第一位置21和第二位置22之间的直线距离，或者第一喷嘴21和第二喷嘴22之间的直线距离等于晶圆的直径。

所述驱动单元213包括一电机，所述电机位于吸附单元一侧，所述电机的转轴与连杆230的后端连接，在进行边缘涂布时，所述电机驱动连杆230旋转，使得连杆230上的第一喷嘴201移动到晶圆20边缘的第一位置21上方，连杆上的第二喷嘴202移动到晶圆20边缘的第二位置22上方(具体请参考图4中虚线所示位置)。

本实施例中的前述驱动单元的结构以及第一喷吐单元和第二喷吐单元的结构相对简单，并且旋转过程更好控制并且位置精度较高。

需要说明的是，本实施例中与前述实施例中相同或相似结构的限定和描述，在本实施例中不再赘述，具体请参考前述实施例中相应部分的限定或描述。

第四实施例

图5为本实用新型第四实施例边缘涂布装置的结构示意图。第四实施例与第五实施例的区别在于驱动单元的结构，驱动单元与连杆230的连接方式不同。

参考图5，本实施例中，所述驱动单元213包括一横向导轨242和一电机245，横向导轨242上具有滑块243，所述滑块243与连杆230固定连接，所述滑块243还与电机245的转轴246连接，在进行边缘涂布时，电机245的转轴246转动，带动滑块243在导轨243上横向移动，从而使得连杆230横向移动到晶圆20上方，使连杆230上的第一喷嘴201位于晶圆20边缘的第一位置21上方，连杆230上的第二喷嘴202位于晶圆20边缘的第二位置22上方(具体请参考图5中虚线所示位置)。

在一具体的实施例中，滑块243与电机245的转轴246连接的具体方式可以为：设置一固定不动的转轴247，通过一皮带248将固定不动的转轴247和电机245的转轴246连接，通过一固定块249将滑块243和皮带248固定连接。

本实施例中的前述驱动单元的结构以及第一喷吐单元和第二喷吐单元的结构相对简单，并且旋转过程更好控制并且位置精度较高。

需要说明的是，本实施例中与前述实施例中相同或相似结构的限定和描述，在本实施例中不再赘述，具体请参考前述实施例中相应部分的限定或描述。

第五实施例

本实施例还提供各类一种光刻胶涂布设备，所述光刻胶涂布设备包括涂布腔室，所述涂布腔室中设施有前述实施例中所示的边缘涂布装置。

关于边缘涂布装置具体限定和描述请参考前述实施，在本实施例中不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。