TW201116339A - Spray coating system and method - Google Patents

Description

201116339 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種喷塗系統，且特別有關於一種具 有喷射氣流的喷塗系統，此氣流可防止基板的污染。 【先前技術】 半導體產品的製程中，例如半導體晶圓、半導體基 板、平板顯示器、光碟片及其他類似物件，通常需要至少 一塗佈程式，以在元件的表面上形成一均勻的薄膜。例如， 在積體電路的製備中，包括在一矽晶圓或基板上形成一均 勻的光阻層。在傳統的塗佈技術中，包括喷塗一光阻材料 至旋轉中的晶圓上，此旋轉的晶圓可產生離心力，藉此分 散晶圓上的光阻。 傳統的喷塗系統包括一抽吸式旋轉支持構件，用以支 持及旋轉基板，且基板支持構件上實質保持水平狀態，一 喷嘴由上方提供一塗佈材料至基板上，一杯狀結構圍繞旋 轉支持構件的側邊及底部區域以避免塗佈材料的飛散，以 及一沖洗裝置，提供一溶劑至基板背面。 然而，傳統的喷塗系統仍具有缺點。當塗佈材料由喷 嘴噴灑至基板的上表面時，多餘的塗佈材料會溢漏至基板 背面而造成污染。雖然可使用沖洗裝置的溶劑來清潔污染 的基板背面，但由於基板的旋轉速度過慢，因此在清洗程 式之後，溶劑通常會滯留在基板背面。也就是說，基板的 旋轉速度不足以移除溶劑。 在傳統的喷塗系統中，由於塗佈材料的污染及/或清洗 0978-A34408TWF 2009-015 4 201116339 溶劑的殘留，使得基板必須進一步以人工程式進行清潔， 導致傳銖喷塗系統的產量及效率不佳。 因此’半導體業界亟需一種新穎之喷塗系統及方法以 克服上述問題。 【發明内容】 本發明係提供一種噴塗(spray coating)系統，包括一旋 轉支持構件’用以支持及旋轉基板，一喷塗器（sprayer)， φ 用以塗佈一材料至基板的上表面；一杯狀結構，圍繞此旋 轉支持構件的側邊及底部區域’且此杯狀結構的頂部具有 一開口； 一氣體供應裝置’用以提供複數個氣流至基板的 下表面以防止材料附著至基板的下表面，以及一排氣裝 置，設置於杯狀結構的一傾斜表面下方，以排除氣流及材 料。 本發明另提供一種喷塗(spray coating)系統，包括一旋 轉支持構件，用以支持及旋轉基板；一喷塗器（sprayer)， # 用以塗佈一材料至基板的上表面；一杯狀結構，圍繞此旋 轉支持構件的侧邊及底部區域’此杯狀結構的頂部具有一 開口 ；複數個氣孔，設置於一氣流通道的頂部且圍繞旋轉 支援構件，且氣孔的開口朝向該基板的下表面；一氣體供 應裝置’用以提供複數個氣流至基板的下表面以防止材料 附著至基板的下表面，以及一排氣裝置，設置於杯狀結構 的一傾斜表面下方，以排除氣流及材料。 本發明更提供一種噴塗方法，包括將一基板置於一旋 轉支持構件上；噴塗(spraying)一材料至基板的上表面，以 0978-A34408TWF_2009-015 201116339 及喷射複數個氣流至基板的下表面，以防止材 板的I表面及/或移除附著至基板下表面的材料。基 _二讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點H 明顯易t重，下文特舉較 货.名把更 細說明如下： 碰請例，並配合所附圖示，作詳 【實施方式】 ^ 1圖顯示本發明噴塗系統之 本發明之圖示= 同的需求増加或修改此構此技藝人士可依不 第1圖顯不一 ^ 持構件卜用以旋轉及^ ’―般來說包括—旋轉支 持於-水平狀態。旋且基板”質上維 轉，且旋轉軸u連接轉轴1a進行旋 1C所支持。應注专^ 基板评被―支持部 低，且所產4m:、疋’通常旋轉支持構件1的轉速非常 ' 生的離心力不足以移除吸附於基板w背面 表面）的溶液或液體。 （下 θ喷塗益的噴嘴2設置於旋轉支援構件1的上方，用以 提供塗佈材料’例如，光阻或顯影劑，至基板W的 面。在本發财’㈣支持構件丨為喷㈣統巾的 轉支持裝置。基板w可為―晶圓、半導體基板、破璃灰 金屬基板或其類似物。 — 走轉支持構件1被-杯狀結構3的側邊及底部區域 圍、v〇以避免塗佈材料飛散。杯狀結構3的頂部包括二開 0978-A34408TWF_2009-015 6 201116339 π 3a ° 杯狀結構3更包括一排氣區3b，排氣區3b位於杯狀 結構3的傾斜表面。排氣區3b可收集塗佈程式時所產生的 塗佈材料及/或氣流F。因此，杯狀結構3中的塗佈材料及 其他懸浮微粒可藉由由開口 3a進入的氣流移除。 氣流通道4圍繞旋轉軸la，且氣流通道4包括氣孔 4a。氣孔4a的直徑並無特別限制。氣孔4a設置於氣流通 道4的上方部份（頂部）。氣流通道4接受一適當的氣流F， φ 且可藉由一壓力控制器V來調整（增加）氣流F的壓力。 氣流F由氣流調整單元5所產生，並提供至氣流通道 4中，氣流調整單元5接受由無塵室（未圖示）提供的氣流 A。氣流調整單元5受一控制器6所調控，此控制器6同 樣也可控制馬達lb的旋轉以及喷嘴2對塗佈材料的噴射。 氣流A或F包括，但不限於，大氣、氮氣、氫氣、清潔乾 燥氣體（CDA)、惰性氣體、或上述組合。熟悉此技術領域 人士自可根據不同的塗佈材料選擇一適當的氣流。 • 氣流F可經由一輸送管（未圖示）傳送至氣流通道4的 入口 4b。傳送至氣流通道4的氣流F藉由氣孔4a喷射至 基板W的背面（下表面）。在此實施中，控制器6可控制一 位於入口 4b的壓力控制器V，以改變氣流F的壓力。 壓力控制器V，例如，幫浦，設置於入口 4b中。壓力 控制器V可調控及控制氣流F的壓力，使氣流F具有一適 當的壓力。一般來說，氣流F的壓力應大到足以移除基板 W背面多餘的塗佈材料。 本發明喷塗系統的操件情況如第2圖所示。第2圖顯 0978-A34408TWF 2009-015 7 201116339 示在進行塗佈程式時，氣流的流動情形。 第2圖顯示氣流F經由氣孔4a向外喷射至基板…的 背面，氣孔4a位於氣流通道4的上方部份（頂部）。氣孔 的尺寸並無特別限制。 應注意的是，氣流F可避免多餘的塗佈材料溢出至基 板W的背面。因此，喷嘴2所產生的塗佈材料僅存在於基 板W的上表面’而不會附著至基板W的背面。接著，氣 流F及多餘的塗佈材料可透過排氣區3b被一真空幫浦（未 圖示）所吸收(排除）。 第3圖為本發明喷塗糸統的上視圖。參照第3圖，氣 孔4a位於氣流通道4的上方部份’且圍繞旋轉軸u。氣孔 4a的排列方式包括’但不限於，環形、矩形、橢圓形、三 角形、多邊形、或其他適合的排列形狀，較佳排列為一同 心圓。在一實施例中，氣孔4a排列出的同心圓直徑最好不 大於基板W的直径，使氣孔4a的氣流可喷射至基板w的 背面。熟悉此技術領域人士自可根據不同的應用情況來排 列氣孔4a。 氣孔4a的排列較佳不影響基板w在旋轉支持構件} 的平衡。氣孔4a的數S並無特別限制，通常大於2個。一 般來說’氣孔4a的數目應多到足以提供足夠的氣流以保護 基板W的背面。 此外’本發明更提供-種喷塗方法，包括將一基板置 於-旋轉支持構件上；喷塗(spraying)_材料至基板的上表 面，以及喷射複數個氣流至基板的背面（下表面），以防止 材料附著至該基板的下表面及/或移除附著至基板下表面 0978-A34408TWF_2009-015 〇 201116339 的材料。 拉*在;^"r佈程式時，基板置於—旋轉支援構件上，且 ==持構件來進行旋轉。基板的上表面被塗佈- ^ ^ 例如，光阻或或顯影劑。為了避免多餘的 r材料：至基板背面，係提供-或複數個=基板 月面此氣"U_均勻地嘴射於基板的背面，不會影響基板的 平衡。 氣机包括，但不限於，大氣、氮氣、氫氣、清潔乾燥 •氣體（CDA)、惰性氣體、或上述組合。熟悉此技術領域人 士自可根據塗佈材料選擇一適當的氣體。此外，氣流應具 有足夠的壓力以移除基板背面的塗佈材料。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内’當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明噴塗系統之剖面圖。 第2圖顯示本發明喷塗系統在操作時，氣流的流動情 形。 第3圖為本發明喷塗系統之上視圖。 【主要元件符號說明】 100〜喷塗系统； 1〜旋轉支持構件； 0978-A34408TWF_20〇9-〇 ] 5 9 201116339 la〜旋轉轴； 1 b〜馬達； lc〜支持部； 2〜噴嘴； 3〜杯狀結構； 3 a〜開口； 3b〜排氣區； 4〜氣流通道； 4a〜氣孔； 4b〜入口； 5〜氣流調整單元； 6〜控制器； W〜基板； A、F〜氣流； V〜壓力控制器。 0978-A34408TWF 2009-015

Claims (1)

1. 201116339 七、申請專利範圍： 1. 一種喷塗（spray coating)系統，包括： 一旋轉支持構件，用以支持及旋轉一基板； 一喷塗器（sprayer)，用以塗佈一材料至該基板的上表 面； 一杯狀結構，圍繞該旋轉支持構件的側邊及底部區 域，其中該杯狀結構的頂部具有一開口； 一氣體供應裝置，用以提供複數個氣流至該基板的下 φ 表面以防止該材料附著至該基板的下表面，以及 一排氣裝置，設置於該杯狀結構的一傾斜表面下方， 用以排除該些氣流及材料。 2. 如申請專利範圍第1項所述之喷塗系統，更包括複 數個氣孔設置於一氣流通道的頂部，且該些氣孔的開口朝 向該基板的下表面，其中該些氣流經由該些氣孔喷射至該 基板的下表面。 3. 如申請專利範圍第2項所述之喷塗系統，其中該些 • 氣孔以同心圓環狀圍繞該旋轉支援構件。 4. 如申請專利範圍第1項所述之喷塗系統，更包括一 壓力裝置用以調整該氣流的壓力。 5. —種噴塗（spray coating)系統，包括： 一旋轉支持構件，用以支持及旋轉該基板； 一噴塗器（sprayer)，用以塗佈一材料至該基板的上表 面； 一杯狀結構，圍繞該旋轉支持構件的側邊及底部區 域，其中該杯狀結構的頂部具有一開口； 0978-A34408TWF 2009-015 11 201116339 複數個氣孔，設置於一氣流通道的頂部且圍繞該旋轉 支持構件，該些氣孔的開口朝向該基板的下表面； 一氣體供應裝置，用以提供複數個氣流至該基板的下 表面以防止該材料附著至該基板的下表面，以及 一排氣裝置，設置於該杯狀結構的一傾斜表面下方以 排除該些氣流及材料。 6. 如申請專利範圍第5項所述之喷塗系統，其中該些 氣孔以同心圓環狀排列，且該同心圓的直徑不大於該基板 的直徑。 7. 如申請專利範圍第5項所述之喷塗系統，其中該旋 轉支援構件包括一旋轉軸、一馬達、以及一支持部，且該 旋轉轴係受該氣流通道圍繞。 8. 如申請專利範圍第5項所述之喷塗系統，更包括一 壓力裝置用以調整該氣流的壓力。 9. 一種喷塗方法，包括： 將一基板置於一旋轉支持構件上； 喷塗（spraying) —材料至該基板的上表面，以及 喷射複數個氣流至該基板的下表面，以防止該材料附 著至該基板的下表面及/或移除附著至該基板下表面的材 料。 10. 如申請專利範圍第9項所述之喷塗方法，其中該些 氣流均勻地喷射至該基板的下表面。 0978-A34408TWF 2009-015 12