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CN102861701B - 对基体进行旋转涂布的装置 - Google Patents

对基体进行旋转涂布的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于用液态介质对基体进行旋转涂布的装置，具有转盘(1)和覆盖单元(2)，所述覆盖单元用于在液态介质通过转盘(1)的旋转而实现的散布过程中覆盖所述基体，其中转盘(1)能够与覆盖单元(2)密封地拼装，但其中设有周围设置的通孔，通过所述通孔由覆盖单元(2)和转盘(1)构成的涂布内腔向外连通，其中基体盘(3)贴靠在转盘(1)上，其中，转盘(1)在与基体相面对的侧面上具有至少一个密封件(4)，所述密封件适于相对于转盘(1)气体密封基体盘(3)。

Description

对基体进行旋转涂布的装置
技术领域
本发明涉及一种用于对基体进行旋转涂布的装置、应用和方法。
背景技术
由现有技术已知多种不同的用于对基体进行旋转涂布的装置。特别是在半导体技术中已知用于向基体上施加光感漆(Fotolack)的旋转涂布机或旋涂机。这种旋转涂布机或旋涂机也称为“涂层机(Coater)”。晶片或玻璃片或类似部件用作基体。对于这种情况特别可以参考EP 1 743 220A1。
在现有技术中记载的用于对基体进行旋转涂布的装置描述了一种旋涂机，所述旋涂机具有可旋转的基体盘，用于水平地放置基体，还具有覆盖单元，用于在通过基体保持件的旋转来散布液态介质的过程中覆盖基体，其中，基体保持件与覆盖单元能够密封地拼装。基体保持件具有周围设置的通孔，经由所述通孔由覆盖单元和基体保持件构成的涂布内腔保持与外部连通，与周围设置的通孔间隔开地设有沿径向对置的壁段，其中在旋转涂布期间通孔相对于壁段发生相对运动。
然而，在由现有技术记载的装置中，不存在相互分离的转盘和基体盘。相反，在现有技术中，被称为基体保持件的区域一体地成形。但目前一般较为常见的是，现有技术的基体保持件分成两部分，即一个基体盘和一个转盘，以便能够响应制造过程中的不同要求。以这种方式例如可以更换基体盘，这又使得相同的装置适于制造不同尺寸的待制造的基体。然而，通过将现有技术的基体保持件分成基体盘和转盘，会出现不希望的吸入和涡流现象，这是因为在转盘下方存在的带有相应地不希望的颗粒的空气由于在转盘和基体盘之间的涂布内腔的内部中的负压而被吸入涂布内腔中。这种所不希望的空气从转盘的下部区域例如通过旋转轴进入转盘和基体盘之间的中间空间中，所述旋转轴驱动转盘，也驱动基体盘。除了旋转轴，应使得基体盘正确地在转盘上定位的所谓定位元件也会导致不希望的颗粒通过转盘和基体盘之间的中间空间被吸入涂布内腔中。当转盘和覆盖单元之间密封地封闭时，所述通孔会导致，在转盘和基体盘之间打开通路，因为基体盘在很小的范围中从转盘上松脱。由于这种松脱又会有位于转盘下方的不希望的颗粒通过旋转轴的通路或者附着在定位元件区域中的颗粒被吸入涂布内腔中。所述颗粒又沉降到液态介质上并损害所形成的产品的质量。此外，由于不希望的吸入现象会出现气流不可预测的转向，所述气流此时不再被导入通孔，而是不协调地分布在涂布内腔中。此外，在现有技术中记载的具有分开的基体盘和转盘的布置结构中会出现不利的状况，即由于不希望地引入的空气，还可能通过在涂布内腔中出现的不希望的气垫使得现有技术中已知的盖子略微抬起，这会导致附加的涡流。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于对基体进行旋转涂布的装置，该装置克服了现有技术中已知的缺点。在这种情况下特别应避免，在涂布内腔出现不希望的吸入现象。这有对基体制造的质量和成本支出起积极影响。对于具有相应较大生产率的批量制造过程特别重要的是，液态介质、例如光感漆尽可能均匀地施加到基体上。这应与基体的尺寸或直径无关地进行。由现有技术还已知旋转涂布机或旋涂机，其中使用覆盖单元。该覆盖单元下降到待涂布的基体上。由此在基体或所施加的液态介质上应产生溶剂垫，这在旋转过程中使得漆层更好地分布。没有覆盖部，会发生液体介质的不希望的“干燥”，这当然对所制造的产品的质量产生不利影响。
发明目的的解决方案
本发明所要求保护的装置、应用和方法用于实现所述目的。
根据本发明的用于对基体进行旋转涂布的装置具有转盘。所述转盘呈壳状结构。转盘的尺寸、形状、材料或布置可以由本领域技术人员选择。最后，转盘构建成一种壳体。该壳体与覆盖单元配合作用。覆盖单元适于在通过转盘的旋转而散布液态介质的过程中覆盖基体。作为基体可以考虑采用所有在半导体技术中已知的和在涂层机中使用的基体。这里只是示例性地举出晶片或玻璃片。典型地，考虑采用聚合物溶液作为液体介质。这通常是所谓的光感漆，它也称为光刻剂(photoresist)。光感漆由粘合剂、敏化剂和溶剂组成。这里粘合剂的比例约为20％。通常采用酚醛清漆作为粘合剂。酚醛清漆可以是酚醛树脂如合成树脂，或者是塑料，其主要确定漆的热特性。敏化剂的比例占整个化学组成的约10％。敏化剂确定漆的光敏感性。敏化剂由这样的分子组成，即这种分子在用能量射线照射时改变漆的可溶性。在正性漆中，通过曝光由敏化剂形成碳酸。为了使漆不会由于制造车间中的光而曝光，光技术处理在黄光下进行，所述漆对于黄光是不敏感的。溶剂的比例占整个化学组成的70％。溶剂确定漆的粘度。通过溶剂在加热板上的蒸发，漆稳定化并可耐受后面的处理。通常由制造商提供的漆具有确定的表面张力和密度，以及确定的固体含量和确定的粘度。由此在芯片制造的涂布工艺中光感漆厚度主要取决于涂布设备的转速。在这种情况下还需要指出，各个组成成分所给定的百分比数值可能发生大的波动。这主要取决于对相应的漆所提出的要求。
根据本发明的转盘具有周围设置的通孔。这些通孔导致所谓的喷射泵效应。这有利地用于通过通孔导出多余的液态介质。
根据本发明的装置的特别有利的实施方式设计成，使得转盘在与基体相对的侧面上是气体密封的。这意味着，转盘朝向基体盘是密封的。这例如可以这样来实现，即在转盘和基体盘之间设置密封件。这种密封件适于相对于转盘气体密封基体盘。通常这种密封件是O形密封件。在另一个实施方式中，密封也可以这样来实现，即转盘由自密封的材料制成。另一个可能的实施方式可以这样设计，即使得密封件作为转盘或基体盘的一部分成形。最后，这里特别重要的是，转盘在与基体盘相面对的侧面上是气体密封的。各技术特征的实施是本领域技术人员的责任。通过这种密封有利地实现了，涂布内腔内部的气体状态重新按希望的参数起作用。多余的液态介质此时相应地通过所设置的通孔导出。在批量制造中可以确保通孔的质量。
根据本发明的装置具有旋转轴。所述旋转轴穿过转盘并伸入基体盘。也可以设定旋转轴穿过基体盘。旋转轴用于使转盘和基体盘旋转运动。在这种情况下，旋转轴例如通过螺栓或螺母或其他连接元件与基体盘连接。在这种连接中，转盘和基体盘相互压紧。此外，在穿过旋转轴进入涂布内腔的通路上施加负压，从而使得放置在基体盘上的基体被吸附在基体盘上。为了能够产生有效的负压，在一个实施方式中在基体盘和转盘之间设置独立的密封件。通过吸附基体还有利地防止通常只重几克的基体由于基体盘的旋转被甩出。接着，通过旋转运动有利地以希望的方式将液态介质散布到基体上。除此以外，通过这种布置有利地实现了，转盘在与基体相对置的侧面上的密封通过对基体的吸附和旋转轴与基体盘的固定而得到附加的辅助。
旋转轴通过驱动装置驱动。所述驱动装置通常是电驱动装置。但同样也可以设想其他形式的驱动装置。相应驱动装置形式的选择可以由本领域技术人员完成。对于所述驱动装置有利的是这样的情况，即转盘和/或基体盘的旋转的速度能够无级地按希望的方式调整。
此外，根据本发明的装置的一个优选的实施方式具有定位元件。所述定位元件用于使基体盘和转盘能够相互定位。这具体是指，使用者在将基体盘安装到转盘中时，能够通过例如设置在转盘上的定位元件和成形在基体盘上的凹口之间的相互配合自动实现最佳的位置。但点位元件也可以设置在基体盘上。相应地，则凹口设置在转盘上。这里有利的是，相应的使用者总是通过将基体盘齿合到转盘上就可以实现基体盘和转盘的相互间最佳的位置。
此外，根据本发明的装置优选具有升降装置。所述升降装置设计成，使得该升降装置杆状地设置在转盘下方。所述升降装置则通过升高装置实现穿过旋转盘和基体盘。所述升降装置用于将基体从基体盘上抬起或取下。在将具有所施加的液体介质的基体从所述装置中取出后，升降装置重新移动回到其初始的、在转盘下方的位置。这里有利的是，可以实现全自动的制造，因为不需要手动抬起相应地带有液态介质的基体。由此很少在基体或所施加的液态介质上出现污染。
特别优选这样安装根据本发明的密封件，使得升降装置或其通孔和/或定位元件和/或旋转轴被包围。这具体是指，在转盘和基体盘之间的中间区域中不会有来自升降装置和/或定位元件和/或旋转轴的污物进入涂布内腔。所述密封件优选安装在转盘上。但所述密封件也可以安装在基体盘上。最后特别要注意的是，密封件在安装在基体盘上时应尽可能远离中心而设置在圆半径的外边缘上。如果密封件设置在转盘上，则至少应注意，升降装置和/或定位元件和/或旋转轴通过密封件至少这样被包围，即使得这些元件都没有位于密封件之外。如果这样又会导致，转盘和基体盘之间的污染的空气可能会进入涂布内腔中。但这正是要防止发生的。所制造的产品的质量有利地得到了改进。
所述密封件优选设计成O形圈的形式，因为这种直接由塑料或橡胶制成的O形圈具有吸振的功能。这种吸振功能对于旋转速度同样有利实现所制造晶片等的良好的质量。
此外，优选应这样使用这种装置的应用，即所述装置用于半导体制造。特别是在批量制造时，根据本发明的装置特别有利。
在用于运行根据本发明的装置的方法中，覆盖单元和转盘之间的密封连接在整个制造持续时间的后2％至25％，优选5％至15％，更为优选地10％中完全密封。这里整个制造持续时间是指，从装入基体和施加液态介质直至通过升降装置抬起带有液态介质的基体所需要的持续时间。这里有利地需要指出，在所述方法期间逐渐形成密封导致液态介质的流动特性的有利的改变。会出现在基体上改进的分布，并且接着更好地从基体的棱边导出到预设的通孔中。
附图说明
本发明其他的优点、特征和细节由下面对优选实施方式的描述以及根据附图得出；其中：
图1示出根据本发明的装置的俯视图；
图2示出图1的视图的侧视剖视图；
图3示出图2的一个局部的放大的部分视图。
具体实施方式
图1中示出根据本发明的装置的俯视图。这里可以看到覆盖单元2。覆盖单元2在图1中下降到不可见的转盘上。此外，在图1中还示出了涂布单元10。涂布单元10在覆盖单元打开时摆动到在图1中没有示出的转盘的上方，以便相应地将液态介质施加到同样没有示出的基体9上。此外在图1中可以看到剖切线A-A。
图2示出图1的剖切线A-A上的略微放大的剖切的侧视图。这里也示出覆盖单元2，以及覆盖单元如何下降到转盘1上。覆盖单元2由头部12、包封盖13和转盘盖14组成。在覆盖单元的头部12中可以看到弹簧元件15。该弹簧元件15使得在转盘3的旋转运动期间，液池盖13和转盘盖14通过相应的压力支承在转盘3或液池7上。此外通过离心力形成的不圆度通过弹簧元件15补偿，从而实现自动平衡的作用。
此外，在图2中还示出基体盘3。基体盘3设置在转盘1和基体9之间。在转盘1的下方示出驱动装置5，所述驱动装置经由旋转轴使转盘1和基体盘3旋转运动。通过基体盘3的旋转运动还实现了，使基体9旋转。旋转轴6凸出穿过转盘1并伸入基体盘3中。此外，在图2中可以看到定位元件11.1、11.2。所述定位元件11.1、11.2设计成，使得所述定位元件独立地伸入转盘1和基体盘3的没有详细说明的凹口中。但所述定位元件也可以设计成，使得定位元件11.1、11.2构成为转盘1或基体盘3的一部分。在这种情况下，则在转盘1或基体盘3中设置相应的凹口，从而定位元件可以相应地嵌接。定位元件11.1、11.2用于简单且精确地使基体盘3固定和定位在转盘1上。此外，在转盘1的下方示出升降装置8。所述升降装置8这样设计成杆状的，使得升降装置通过升降装置驱动装置16穿过转盘1和基体盘3，并从基体盘3上顶起基体9。此外，在转盘1和基体盘3之间还示出O形圈形式的密封件4。该密封件4设置成，使得该密封件包围定位元件11.1、11.2和旋转轴6。此外，在该优选的实施方式中示出这样的密封件4.1，该密封件只包围旋转轴6并防止来自转盘1下方的区域的，即在驱动装置5的区域中的颗粒能够通过旋转轴6的未详细描述的通路进入转盘3和基体盘1之间中间区域。但该实施方式只是多个不同的实施方式中的一个。
此外，在图3中进一步放大地示出图2的放大的部分视图，即局部17的部分视图。这里可以特别好地看到，在转盘1的圆周上形成不同的通孔18。此外再次示出，密封件4圆形地包围定位元件的区域。以及密封件4.1包围在图3中未示出的旋转轴6，以便防止在转盘1和基体盘3之间颗粒进入涂布内腔19。
附图标记列表

Claims (9)

1.一种用于用液态介质对基体进行旋转涂布的装置，具有转盘(1)和覆盖单元(2)，该覆盖单元用于在液态介质通过所述转盘(1)的旋转而实现的散布过程中覆盖所述基体(9)，其中所述转盘(1)能够与所述覆盖单元(2)密封地拼装，但其中设有周围设置的通孔，通过所述通孔由所述覆盖单元(2)和所述转盘(1)构成的涂布内腔向外连通，其中基体盘(3)贴靠在所述转盘(1)上，
其特征在于，
在所述基体盘(3)与所述转盘(1)之间设有第一O形密封件(4)及第二密封件(4.1)，所述装置的升降装置(8)设置成能穿过所述转盘(1)和所述基体盘(3)以便将所述基体(9)从所述基体盘(3)上抬起，其中所述升降装置(8)由所述第一O形密封件(4)包围，旋转轴(6)由所述第二密封件(4.1)包围，从而所述基体盘(3)相对于所述转盘(1)气体密封。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转盘(1)和所述基体盘(3)通过旋转轴(6)驱动。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述旋转轴(6)具有驱动装置(5)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述旋转轴(6)由所述第一O形密封件(4)包围。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转盘(1)和所述基体盘(3)通过定位元件(11)相互定位，其中所述基体盘(3)是可取下的。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述定位元件(11)由所述第一O形密封件(4)包围。
7.一种对根据权利要求1至6中任一项所述的装置的应用，其特征在于，用于制造适用于半导体制造的基体。
8.一种用于运行根据权利要求1至6中任一项所述的装置的方法，其特征在于，覆盖单元(2)和转盘(1)之间的密封连接在制造结束前在基体(9)的整个制造持续时间的后2％至25％中是完全密封的。
9.根据权利要求8中所述的方法，其特征在于，所述覆盖单元(2)和所述转盘(1)之间的密封连接在制造结束前在基体(9)的整个制造持续时间的后5％至15％中是完全密封的。
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