晶圆承载装置及涂胶显影设备的制作方法

本实用新型属于集成电路技术领域，特别是涉及一种晶圆承载装置及涂胶显影设备。

背景技术：

在现有的涂胶显影设备中，一般使用3个顶针11来支撑晶圆，如图1所示；当所述晶圆12被传送至所述晶圆承载盘10上涂覆光刻胶层13或涂覆显影液进行显影时，所述顶针11处于归位状态，位于所述晶圆承载盘10的下方，如图2所示；对所述晶圆12处理完毕后，所述顶针11升起，使得所述晶圆12从所述晶圆承载盘10上被顶起来，以便于被机械手臂抓取走，如图3所示。

现有的所述顶针11如图4所示，所述顶针11包括顶针主体111及位于所述顶针主体111顶部的顶针帽112，所述顶针主体111的材料一般为不锈钢(SUS)，而所述顶针帽112的材料一般为含氟塑料。在多次重复使用的过程中，所述顶针帽112很容易破损，如图5所示，此时，若使用具有破损的顶针帽112的所述顶针11继续工作，很容易刮伤所述晶圆12的底面，造成所述底面凹凸不平。当所述晶圆在进行曝光时，由于所述底面的凹凸不平，造成晶圆表面的图形化光刻胶层131离焦，形成图案缺陷14，如图6所示。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆承载装置及涂胶显影设备，用于解决现有技术中由于顶针顶部的顶针帽容易破损，从而在使用顶针的升降来实现晶圆的升降而存在的容易在晶圆上形成图案缺陷的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆承载装置，包括：

用于承载晶圆的晶圆承载盘；

升降驱动装置，位于所述晶圆承载盘的下方；所述升降驱动装置包括用于带动所述晶圆承载盘上下运动的升降杆及用于驱动所述升降杆升降的升降驱动马达；其中，所述升降杆一端与所述晶圆承载盘的底部相连接，另一端与所述升降驱动马达相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述晶圆承载装置还包括用于驱动所述晶圆承载盘旋转的旋转驱动装置，位于所述晶圆承载盘与所述升降驱动装置之间，所述旋转驱动装置一端与所述晶圆承载盘的底部相连接，另一端与所述升降杆的顶部相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述旋转驱动装置包括：

基座，所述基座的底部与所述升降杆的顶部相连接；

旋转驱动马达，所述驱动马达位于所述基座的上表面，与所述晶圆承载盘的底部相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述晶圆承载装置还包括容纳箱，位于所述晶圆承载盘的下方，所述容纳箱包括：

所述升降杆归位时容纳放置所述旋转驱动马达的箱体，所述箱体的底部设有可供所述基座及所述升降杆穿过的第一开口；

盖板，扣置于所述箱体的顶部，所述盖板上设有供所述旋转驱动马达穿过的第二开口。

作为本实用新型的一种优选方案，所述升降驱动马达的宽度介于10厘米～50厘米之间，所述升降杆的长度介于15厘米～40厘米之间。

本实用新型还提供一种涂胶显影设备，包括晶圆承载装置，所述晶圆承载装置包括：

用于承载晶圆的晶圆承载盘；

升降驱动装置，位于所述晶圆承载盘的下方；所述升降驱动装置包括用于带动所述晶圆承载盘上下运动的升降杆及用于驱动所述升降杆升降的升降驱动马达；其中，所述升降杆一端与所述晶圆承载盘的底部相连接，另一端与所述升降驱动马达相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述晶圆承载装置还包括用于驱动所述晶圆承载盘旋转的旋转驱动装置，位于所述晶圆承载盘与所述升降驱动装置之间，所述旋转驱动装置一端与所述晶圆承载盘的底部相连接，另一端与所述升降杆的顶部相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述旋转驱动装置包括：

基座，所述基座的底部与所述升降杆的顶部相连接；

旋转驱动马达，所述驱动马达位于所述基座的上表面，与所述晶圆承载盘的底部相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述晶圆承载装置还包括容纳箱，位于所述晶圆承载盘的下方，所述容纳箱包括：

所述升降杆归位时容纳放置所述旋转驱动马达的箱体，所述箱体的底部设有可供所述基座及所述升降杆穿过的第一开口；

盖板，扣置于所述箱体的顶部，所述盖板上设有供所述旋转驱动马达穿过的第二开口。

作为本实用新型的一种优选方案，所述升降驱动马达的宽度介于10厘米～50厘米之间，所述升降杆的长度介于15厘米～40厘米之间。

作为本实用新型的一种优选方案，所述涂胶显影设备还包括：

环形集液槽，位于所述晶圆承载盘外围，所述环形集液槽顶部包括集液口，所述集液口的直径大于所述晶圆的直径；

排液管路，位于所述环形集液槽的下方，经由所述环形集液槽的底部与所述环形集液槽内部相连通。

本实用新型还提供一种涂胶显影方法，所述涂胶显影方法包括如下步骤：

1)将晶圆承载盘升至预定位置；

2)将所述晶圆传送并吸附于所述晶圆承载盘上；

3)将吸附有所述晶圆的所述晶圆承载盘下降归位；

4)对所述晶圆进行涂胶显影处理。

作为本实用新型的一种优选方案，步骤1)之前还包括提供如上述任一方案中所述的涂胶显影设备的步骤；步骤1)中，使用所述升降驱动装置将所述晶圆承载盘升至所述预定位置；步骤3)，使用所述升降驱动装置将所述晶圆承载台下降归位。

如上所述，本实用新型晶圆承载装置及涂胶显影设备，具有以下有益效果：本实用新型的晶圆承载装置可以通过升降驱动装置驱动晶圆承载盘带动晶圆一起升降运动，不需要顶针，从而解决了现有技术中使用顶针过程中容易在晶圆上造成图案缺陷问题。

附图说明

图1显示为现有技术中的晶圆承载盘及顶针的立体结构示意图。

图2显示为现有技术中顶针归位时晶圆位于晶圆承载盘上进行光刻胶涂覆的截面结构示意图。

图3显示为现有技术中顶针将晶圆顶起的截面结构示意图。

图4显示为现有技术中未破损的顶针的截面结构示意图。

图5显示为现有技术中破损的顶针的截面结构示意图。

图6显示为现有技术中晶圆表面形成的图形化光刻胶层内存在图案缺陷的截面结构示意图。

图7至图9显示为本实用新型实施例一中提供的不同工作状态的晶圆承载装置的截面结构示意图；其中，图7为升降驱动装置将晶圆承载盘顶起承接晶圆的截面结构示意图，图8为升降驱动装置归位后在晶圆表面涂覆光刻胶的截面结构示意图，图9显示为升降驱动装置将晶圆承载盘顶起以将处理完毕的晶圆升起的截面结构示意图。

图10至图12显示为本实用新型实施例二中提供的涂胶显影设备中晶圆承载装置处于不同工作状态时的截面结构示意图；其中，图10为升降驱动装置将晶圆承载盘顶起承接晶圆的截面结构示意图，图11为升降驱动装置归位后在晶圆表面涂覆光刻胶的截面结构示意图，图12显示为升降驱动装置将晶圆承载盘顶起以将处理完毕的晶圆升起的截面结构示意图。

图13显示为本实用新型实施例三中提供的涂胶显影方法的流程图。

元件标号说明

10 晶圆承载盘

11 顶针

111 顶针主体

112 顶针帽

12 晶圆

13 光刻胶层

131 图形化光刻胶层

14 图案缺陷

20 晶圆承载盘

21 晶圆

22 升降驱动装置

221 升降杆

222 升降驱动马达

23 旋转驱动装置

231 基座

232 旋转驱动马达

24 容纳箱

241 箱体

242 盖板

25 环形集液槽

26 集液口

27 排液管路

28 光刻胶层

d 升降驱动马达的宽度

h 升降杆的长度

具体实施方式

以下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。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图7至图13。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图7至图9，本实用新型提供一种晶圆承载装置，所述晶圆承载装置包括：

用于承载晶圆21的晶圆承载盘20；

升降驱动装置22，所述升降驱动装置22位于所述晶圆承载盘20的下方；所述升降驱动装置22包括用于带动所述晶圆承载盘20上下运动的升降杆221及用于驱动所述升降杆221升降的升降驱动马达222；其中，所述升降杆221一端与所述晶圆承载盘20的底部相连接，另一端与所述升降驱动马达222相连接。

本实用新型通过设置与所述晶圆承载盘20的底部相连接的所述升降驱动装置22，所述升降驱动装置22可以通过所述升降杆221的升降带动所述晶圆承载盘20上下升降运动，从而将所述晶圆21升降移动至所需的位置。本实用新型的所述晶圆承载装置不适用现有技术中的顶针，可以避免由于顶针损坏而造成晶圆上图案缺陷的产生。

作为示例，所述晶圆承载盘20不但可以起到支撑所述晶圆21的作用，还起到将所述晶圆21临时固定的作用，以确保所述晶圆承载盘20旋转时所述晶圆21不会自所述晶圆承载盘20上滑落。所述晶圆承载盘20可以包括但不仅限于真空吸盘或静电吸盘。

作为示例，所述升降杆221可以为但不仅限于液压杆。

作为示例，所述晶圆承载装置还包括用于驱动所述晶圆承载盘20旋转的旋转驱动装置23，所述旋转驱动装置23位于所述晶圆承载盘20与所述升降驱动装置22之间，所述旋转驱动装置23一端与所述晶圆承载盘20的底部相连接，另一端与所述升降杆221的顶部相连接，即所述升降杆221经由所述旋转驱动装置23与所述晶圆承载盘20的底部相连接。所述旋转驱动装置23可以带动所述晶圆承载盘20旋转，从而带动位于所述晶圆承载盘20上的所述晶圆21旋转。

作为示例，所述旋转驱动装置23包括：

基座231，所述基座231的底部与所述升降杆221的顶部相连接；

旋转驱动马达232，所述驱动马达232位于所述基座231的上表面，与所述晶圆承载盘20的底部相连接。

作为示例，所述晶圆承载装置还包括容纳箱24，所述容纳箱24位于所述晶圆承载盘20的下方，所述容纳箱24包括：

所述升降杆221归位时容纳放置所述旋转驱动马达232的箱体241，所述箱体241的底部设有可供所述基座231及所述升降杆221穿过的第一开口(未示出)；

盖板242，所述盖板242扣置于所述箱体241的顶部，所述盖板242上设有供所述旋转驱动马达232穿过的第二开口(未示出)。

所述箱体24为所述旋转驱动马达232提供容纳空间，且在所述升降杆221归位时在容纳所述旋转驱动马达232的同时起到对所述旋转驱动马达232保护的作用。

作为示例，所述升降杆221的长度可以根据实际所述晶圆21需要升降的距离设定，优选地，本实施例中，所述升降杆221的长度可以包括但不仅限于15厘米～40厘米之间。所述升降驱动马达222的宽度可以根据实际容纳空间设定，优选地，本实施例中，所述升降驱动马达222的宽度可以包括但不仅限于10厘米～50厘米之间。

作为示例，为了在所述晶圆承载盘20在所述升降驱动装置22的驱动下升起后承接或呈送所述晶圆21时便于机械手臂放置或抓取所述晶圆21，所述晶圆承载盘20的直径小于所述晶圆21的直径。

本实用新型所述的晶圆承载装置的工作原理为：当需要将所述晶圆21传送至所述晶圆承载盘20上时，所述升降驱动装置22中的所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221升起，所述升降杆221升起的同时带动所述晶圆承载盘20升至预定位置后，机械手臂将所述晶圆21传送至所述晶圆承载盘20上，如图7所示；所述晶圆21放置于所述晶圆承载盘20上后，所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221下降归位，所述晶圆承载盘20真空吸附或静电吸附所述晶圆21并承载着所述晶圆21下降归位后，使用光刻胶喷涂系统向所述晶圆21上旋涂光刻胶以在所述晶圆21的表面形成光刻胶层28，或向所述晶圆21上喷涂显影液，如图8所示；在所述晶圆21上旋涂所述光刻胶或显影液之后，所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221升起，所述升降杆221升起的同时带动所述晶圆承载盘20升至预定位置后，机械手臂将所述晶圆21从所述晶圆承载盘20上抓取起来，如图9所示。

实施例二

请参阅图10至图12，本实用新型还提供一种涂胶显影设备，所述涂胶显影设备包括：包括晶圆承载装置，所述晶圆承载装置包括：

用于承载晶圆21的晶圆承载盘20；

升降驱动装置22，所述升降驱动装置22位于所述晶圆承载盘20的下方；所述升降驱动装置22包括用于带动所述晶圆承载盘20上下运动的升降杆221及用于驱动所述升降杆221升降的升降驱动马达222；其中，所述升降杆221一端与所述晶圆承载盘20的底部相连接，另一端与所述升降驱动马达222相连接。

本实用新型通过设置与所述晶圆承载盘20的底部相连接的所述升降驱动装置22，所述升降驱动装置22可以通过所述升降杆221的升降带动所述晶圆承载盘20上下升降运动，从而将所述晶圆21升降移动至所需的位置。本实用新型的所述晶圆承载装置不适用现有技术中的顶针，可以避免由于顶针损坏而造成晶圆上图案缺陷的发生。

作为示例，所述晶圆承载盘20不但可以起到支撑所述晶圆21的作用，还起到将所述晶圆21临时固定的作用，以确保所述晶圆承载盘20旋转时所述晶圆21不会自所述晶圆承载盘20上滑落。所述晶圆承载盘20可以包括但不仅限于真空吸盘或静电吸盘。

作为示例，所述升降杆221可以为但不仅限于液压杆。

作为示例，所述晶圆承载装置还包括用于驱动所述晶圆承载盘20旋转的旋转驱动装置23，所述旋转驱动装置23位于所述晶圆承载盘20与所述升降驱动装置22之间，所述旋转驱动装置23一端与所述晶圆承载盘20的底部相连接，另一端与所述升降杆221的顶部相连接，即所述升降杆221经由所述旋转驱动装置23与所述晶圆承载盘20的底部相连接。所述旋转驱动装置23可以带动所述晶圆承载盘20旋转，从而带动位于所述晶圆承载盘20上的所述晶圆21旋转。

作为示例，所述旋转驱动装置23包括：

基座231，所述基座231的底部与所述升降杆221的顶部相连接；

旋转驱动马达232，所述驱动马达232位于所述基座231的上表面，与所述晶圆承载盘20的底部相连接。

作为示例，所述晶圆承载装置还包括容纳箱24，所述容纳箱24位于所述晶圆承载盘20的下方，所述容纳箱24包括：

所述升降杆221归位时容纳放置所述旋转驱动马达232的箱体241，所述箱体241的底部设有可供所述基座231及所述升降杆221穿过的第一开口(未示出)；

盖板242，所述盖板242扣置于所述箱体241的顶部，所述盖板242上设有供所述旋转驱动马达232穿过的第二开口(未示出)。

所述箱体24为所述旋转驱动马达232提供容纳空间，且在所述升降杆221归位时在容纳所述旋转驱动马达232的同时起到对所述旋转驱动马达232保护的作用。

作为示例，所述升降杆221的长度可以根据实际所述晶圆21需要升降的距离设定，优选地，本实施例中，所述升降杆221的长度可以包括但不仅限于15厘米～40厘米之间。所述升降驱动马达222的宽度可以根据实际容纳空间设定，优选地，本实施例中，所述升降驱动马达222的宽度可以包括但不仅限于10厘米～50厘米之间。

作为示例，为了在所述晶圆承载盘20在所述升降驱动装置22的驱动下升起后承接或呈送所述晶圆21时便于机械手臂放置或抓取所述晶圆21，所述晶圆承载盘20的直径小于所述晶圆21的直径。

作为示例，所述涂胶显影设备还包括：

环形集液槽25，所述环形集液槽25位于所述晶圆承载盘20外围，所述环形集液槽25顶部包括集液口26，所述集液口26的直径大于所述晶圆21的直径；

排液管路27，所述排液管路27位于所述环形集液槽26的下方，经由所述环形集液槽26的底部与所述环形集液槽26内部相连通。

需要说明的是，所述涂胶显影设备还包括一处理腔室(未示出)，所述晶圆承载装置、所述环形接液槽25及所述排液管路27均位于所述处理腔室内，且所述排液管路27一端延伸至所述处理腔室外。

本实用新型所述的涂胶显影设备的工作原理为：当需要将所述晶圆21传送至所述晶圆承载盘20上时，所述升降驱动装置22中的所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221升起，所述升降杆221升起的同时带动所述晶圆承载盘20升至预定位置后，机械手臂将所述晶圆21传送至所述晶圆承载盘20上，如图10所示；所述晶圆21放置于所述晶圆承载盘20上后，所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221下降归位，所述晶圆承载盘20真空吸附或静电吸附所述晶圆21并承载着所述晶圆21下降归位后，使用光刻胶喷涂系统向所述晶圆21上旋涂光刻胶以在所述晶圆21表面形成光刻胶层28，或向所述晶圆21上喷涂显影液，如图11所示，在喷涂所述光刻胶或所述显影液时，使用旋转驱动装置23旋转所述晶圆，将多余所述光刻胶或所述显影液甩出至所述集液口26流入到所述环形集液槽25内，并经由所述排液管路27排出；在所述晶圆21上旋涂所述光刻胶或显影液之后，所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221升起，所述升降杆221升起的同时带动所述晶圆承载盘20升至预定位置后，机械手臂将所述晶圆21从所述晶圆承载盘20上抓取起来，如图12所示。

实施例三

请参阅图13，本实用新型还提供一种涂胶显影方法，所述涂胶显影方法包括如下步骤：

1)将晶圆承载盘升至预定位置；

2)将晶圆传送并吸附于所述晶圆承载盘上；

3)将吸附有所述晶圆的所述晶圆承载盘下降归位；

4)对所述晶圆进行涂胶显影处理。

作为示例，请结合图10至图12参阅图13，步骤1)之间还可以包括提供如实施例二中所述的涂胶显影设备的步骤。步骤1)中，使用所述升降驱动装置22将所述晶圆承载盘20升至所述预定位置；具体的，使用所述升降驱动装置22中的所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221升起，所述升降杆221升起的同时带动所述晶圆承载盘20升至所述预定位置，如图10所示；步骤2)中，可以使用机械手臂将所述晶圆21传送至所述晶圆承载盘20上，所述晶圆承载盘20将所述晶圆21吸附；步骤3)，使用所述升降驱动装置22将所述晶圆承载台20下降归位；具体的，使用所述升降驱动装置22中的所述升降驱动马达222驱动所述升降杆221下降，所述升降杆221下降的同时带动所述晶圆承载盘20下降直至所述晶圆承载盘20归位。

综上所述，本实用新型提供一种晶圆承载装置及涂胶显影设备，所述晶圆承载装置包括：用于承载晶圆的晶圆承载盘；升降驱动装置，位于所述晶圆承载盘的下方；所述升降驱动装置包括用于带动所述晶圆承载盘上下运动的升降杆及用于驱动所述升降杆升降的升降驱动马达；其中，所述升降杆一端与所述晶圆承载盘的底部相连接，另一端与所述升降驱动马达相连接。本实用新型的晶圆承载装置可以通过升降驱动装置驱动晶圆承载盘带动晶圆一起升降运动，不需要顶针，从而解决了现有技术中使用顶针过程中容易在晶圆上造成图案缺陷问题。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。