晶圆涂胶装置及方法与流程

本发明涉及半导体光刻工艺，尤其涉及一种晶圆涂胶装置及方法。

背景技术：

1、在半导体光刻工艺中，需要在晶圆表面涂覆光刻胶。晶圆在涂胶成膜过程中，边缘胶膜会产生凸起，其状态难以控制，会导致其他传送部分的污染，因此需要将边缘胶膜清洗切除(edgebeadremoval，ebr)。

2、在浸没式及一些特殊光刻工艺中，需要涂覆防反射层、光阻层、疏水层等多层光刻胶，进行多次ebr处理，控制好每一层胶膜的切边宽度及精度，避免出现切边宽度不均，可以保证在光刻镜头扫描时曝光时胶膜的稳定，防止不均匀的胶膜边缘受水的张力带动导致边缘破损，产生颗粒移动、胶膜剥落等缺陷，影响产品良率。

3、而ebr工艺的步骤一般是在涂覆胶膜形成之后，晶圆传送出涂胶单元之前进行，由一套运动系统夹持一喷嘴到晶圆边缘上方指定位置，由一套液体供应系统供应液体在喷嘴处的喷出，在晶圆以一定速度旋转时喷洒溶剂，使溶剂溶解接触到的胶膜，达到去除边缘胶膜即切边的目的。

4、为了控制ebr工艺的精度，通常需要控制喷嘴及晶圆精准到达指定位置。一般情况下每个涂胶单元配置一套运动系统用于喷嘴移动，喷嘴的定位精度一般较高；而晶圆需要由多套搬送系统传送到机台内各个位置，所以在涂胶单元中晶圆的定位精度难以控制，其实质是晶圆的物理中心能够与旋转中心重合的精度控制较困难。

5、目前控制晶圆物理中心与旋转中心重合的方式大致有两种：一种是在晶圆传送至涂胶单元之前进行一次对中，使其处于当前搬送系统的中心位，在此前已经校准搬送系统的中心位与旋转中心的重合度，然后由搬送系统将晶圆送进涂胶单元进行旋涂。这种方法需要搬送系统的额外步骤，并且搬送系统中心与旋转中心重合度最高只能到±0.2mm的范围内，存在产能低精度差的缺点；另一种是在搬送系统上带有传感器，通过搬送系统取晶圆时扫描晶圆边缘的位置，判定晶圆在搬送系统的位置，然后与搬送系统将晶圆要送达的位置做对比，在放晶圆进涂胶单元时进行位置补偿，使晶圆中心与旋转中心重合；但是这种方法中传感器在晶圆运动过程中扫描晶圆的边缘，读值存在一定误差，并且需要先确定送达位置与旋转中心的重合度，这个校准过程也存在一定误差，整体能使晶圆中心与旋转中心的重合度只能达到±0.1mm的范围内，同样存在精度不够高的缺点。

6、因此，有必要提供一种新型的晶圆涂胶装置及方法以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种晶圆涂胶装置及方法，能够完成晶圆的自动校准处理，并提高了切边精度。

2、为实现上述目的，本发明的所述一种晶圆涂胶装置，包括：

3、涂胶腔体；

4、旋转固定部，设置所述涂胶腔体内部，用于固定晶圆并旋转以完成涂胶；

5、位置检测部，设置于所述涂胶腔体，用于获取所述旋转固定部的第一位置信息和被涂胶后的所述晶圆的第二位置信息；

6、位置调整部，设置于所述涂胶腔体，用于根据所述第一位置信息和所述第二位置信息对所述晶圆的位置进行调整以将所述晶圆的中心位置调整至与所述旋转固定部的中心位置对齐；

7、溶剂喷洒部，设置于所述涂胶腔体，用于对涂胶后的所述晶圆喷洒溶剂；

8、第一运动部，与所述位置监测部连接，用于调节所述位置监测部的位置；

9、第二运动部，与所述溶剂喷洒部连接，用于调节所述溶剂喷洒部的位置。

10、本发明所述晶圆涂胶装置的有益效果在于：通过胶嘴监测部获取旋转固定部的第一位置信息和晶圆的第二位置信息，以便于根据第一位置信息和第二位置信息获取旋转固定部中心位置和晶圆中心位置的差异，校准顶针部根据计算的差异对晶圆的位置进行调整，以将晶圆的中心位置与旋转固定部的中心位置对齐，从而完成晶圆涂胶和后续切边处理过程的校准，而且整个校准过程通过校准顶针部自动完成，不需要占用搬送机械手的产能，提高了加工效率。

11、可选的，所述位置检测部包括胶嘴监测部，所述胶嘴监测部包括与所述第一运动部连接的胶臂固定件，所述胶臂固定件一端安装有喷嘴组件和监测组件，所述喷嘴组件用于喷洒光刻胶，所述监测组件用于获取所述旋转固定部的第一位置信息和所述晶圆的第二位置信息，并根据所述第一位置信息和所述第二位置信息计算出所述晶圆的中心位置和所述旋转固定部中心位置之间的差异量，所述位置调整部根据所述差异量对所述晶圆进行调整，以将所述晶圆的中心位置调整至所述旋转固定部的中心位置。

12、可选的，所述胶臂固定件一端安装有循环密封盒体，所述喷嘴组件的输入端连接有输送管，所述输送管的部分管道设置在所述循环密封盒体内部，以通过所述循环密封盒体对所述输送管内的光刻胶进行保温。

13、可选的，所述监测组件包括高精度摄像头，所述高精度摄像头的拍摄精度不低于0.001mm。

14、可选的，所述溶剂喷洒部包括连接臂、溶剂供应管和溶剂喷嘴，所述连接臂与所述第二运动部连接，所述溶剂供应管和所述溶剂喷嘴均安装在所述连接臂上，所述溶剂供应管与所述溶剂喷嘴连接以提供溶剂。

15、可选的，所述位置调整部包括校准顶针部，所述校准顶针部包括移动平台、若干个升降组件和若干个顶针组件，所述顶针组件通过所述升降组件与所述移动平台连接，所述顶针组件用于对所述晶圆进行托举，所述移动平台根据所述差异量对所述晶圆的位置进行调整，以将所述晶圆的中心位置与所述旋转固定部的中心位置对齐。

16、可选的，所述移动平台为多轴移动平台或者单轴移动平台。

17、可选的，所述旋转固定部包括旋转吸盘和旋转电机，所述旋转吸盘安装在所述旋转电机上，每一个所述顶针组件均环绕所述旋转吸盘设置，所述移动平台根据所述差异量将所述晶圆的中心位置调整至与所述旋转吸盘的中心位置对齐。

18、可选的，所述旋转固定部还包括安装在所述旋转电机底端的电机调平底座，以将所述旋转电机调整至水平状态。

19、可选的，所述旋转固定部包括电机隔热件，所述电机隔热件设置在所述旋转电机和所述旋转吸盘之间。

20、可选的，所述晶圆涂胶装置还包括与所述第二运动部连接的废液盒组件，所述废液盒组件设置在所述溶剂喷嘴下方，用于对所述溶剂喷嘴喷出的溶剂进行废液收集。

21、可选的，所述晶圆涂胶装置还包括保湿组件，所述保湿组件设置在所述喷嘴组件正下方，用于对所述喷嘴组件进行保湿。

22、可选的，所述涂胶腔体的数量为多个，且所述晶圆通过搬运机械手搬运移动到不同的所述涂胶腔体内部。

23、本发明还提供了一种晶圆涂胶方法，包括：

24、将位置监测部移动至涂胶腔体上方，以获取所述涂胶腔体内部旋转固定部的第一位置信息；

25、将晶圆移动至位置调整部，并通过所述位置监测部获取所述晶圆的第二位置信息；

26、根据所述第一位置信息和所述第二位置信息计算出所述晶圆的中心位置和所述旋转固定部中心位置之间的差异量；

27、所述位置调整部根据所述差异量将所述晶圆的中心位置调整至与所述旋转固定部的中心位置对齐，并将所述晶圆放置在所述旋转固定部；

28、启动所述旋转固定部以旋转所述晶圆，通过所述位置监测部对所述晶圆喷洒光刻胶；

29、形成胶膜之后，通过第二运动部将溶剂喷洒部移动至所述晶圆边缘位置后，通过所述溶剂喷洒部喷洒溶剂以对所述晶圆进行切边处理，直至完成切边处理。

30、本发明所述晶圆涂胶方法的有益效果在于：通过胶嘴监测部获取旋转固定部的第一位置信息和晶圆的第二位置信息，以便于根据第一位置信息和第二位置信息获取旋转固定部中心位置和晶圆中心位置的差异，校准顶针部根据计算的差异对晶圆的位置进行水平面中x轴方向和y轴方向的位置调整，以将晶圆的中心位置与旋转固定部的中心位置对齐，从而完成晶圆涂胶和后续切边处理过程的校准，而且整个校准过程通过校准顶针部自动完成，不需要占用搬送机械手的产能，提高了加工效率。

31、可选的，所述并将所述晶圆放置在所述旋转固定部，包括：

32、通过升降组件降低顶针组件的高度，直至所述晶圆与旋转吸盘贴合在一起后关闭所述升降组件。

33、可选的，在降低所述顶针组件的高度的过程中，所述升降组件的下降速度随着所述晶圆所处高度减小而减小。

34、可选的，所述方法还包括：

35、关闭所述溶剂喷洒部，通过所述旋转固定部甩干所述晶圆后停止所述旋转固定部；

36、通过升降组件提高所述顶针组件的高度，直至将所述晶圆提升到送片位置。

37、可选的，所述升降组件在脱离所述旋转吸盘之前的上升速度小于脱离所述旋转吸盘之后的上升速度。

38、可选的，所述送片位置为搬运机械手的搬运位置。

39、可选的，所述通过所述溶剂喷洒部喷洒溶剂以对所述晶圆进行切边处理，包括：

40、开启溶剂喷嘴以向所述晶圆周边位置喷洒溶剂；

41、在所述溶剂喷嘴喷洒溶剂的过程中，通过第二运动部移动所述溶剂喷嘴至指定切边位置，持续预设时间后完成切边处理。