[發明專利]用于高深寬比深孔結構晶圓或薄膠噴涂晶圓的噴嘴裝置和噴涂方法

有效

• 申請號: 202010589829.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111804498B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 邢栗;陳興隆;張懷東;童宇波;孫會權
• 申請（專利權）人: 沈陽芯源微電子設備股份有限公司
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06;B05B15/55;H01L21/67;B81C1/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發明公開了一種用于高深寬比深孔結構晶圓或薄膠噴涂晶圓的噴嘴裝置和噴涂方法，屬于集成電路制造晶圓工藝中的噴膠處理技術領域。該噴嘴裝置包括液體輸送管、霧化裝置和除灰化裝置，所述液體輸送管與所述霧化裝置相連接，所述霧化裝置與所述除灰化裝置相連接；所述霧化裝置用于將所述液體輸送管輸送的噴膠用光刻膠光刻膠或保護隔離層霧化成液滴，并將小尺寸液滴作用于晶圓表面，通過調節霧化裝置中電壓以及共振頻率即可調節噴膠速率，以滿足不同工藝需求。該噴嘴針對帶有深孔結構的晶圓噴涂光刻膠或保護隔離層，以及需噴涂薄膠(2μm以下)工藝的晶圓同，能夠解決常規噴膠方式難以滿足工藝需求如高深寬比深孔結構晶圓以及薄膠噴涂晶圓噴涂。

技術領域

本發明涉及集成電路制造晶圓工藝中的噴膠處理技術領域，具體涉及一種用于高深寬比深孔結構晶圓或薄膠噴涂晶圓的噴嘴裝置和噴涂方法，該裝置與方法用于晶圓表面均勻噴涂光刻膠或保護隔離層，適用于半導體領域上的三維(3D)封裝，尤其是TSV(硅通孔)制程、MEMS(微機電系統)制程等噴膠工藝處理。

背景技術

三維疊層封裝、微機電系統(MEMS)封裝、垂直集成傳感器陣列以及臺面MOS功率器件倒裝焊技術等IC集成封裝技術從2D向3D的轉變開發，要求在高深寬比深孔結構晶圓表面，或需要噴涂一層薄膠的晶圓表面均勻涂布光刻膠或保護隔離層，傳統的噴膠方式為采用超聲波霧化噴嘴，霧化液滴尺寸18μm以上，對于高深寬比(深寬比＞2:1，或寬度窄，寬度＜30μm)深孔結構如30μm寬、100μm深的深孔結構，無法將光刻膠或保護隔離層均勻噴涂至深孔頂部、拐角處、側壁、底部各處，或無法將光刻膠或保護隔離層在深孔中填滿，甚至在深孔開口處光刻膠或保護隔離層黏附在一起，將深孔開口堵死，導致晶圓在后續加工工藝中出現缺陷，無法滿足制程要求。

傳統超聲波霧化噴嘴，霧化液滴尺寸18μm以上，針對厚度2μm以下的薄膠工藝噴涂也存在很多弊端，表面均勻性差，甚至部分晶圓存在無涂敷情況。針對以上情況，亟待開發一種適用于高深寬比深孔結構晶圓或薄膠噴涂晶圓的噴涂工藝。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述不足之處，本發明的目的在于提供一種用于高深寬比深孔結構晶圓或薄膠噴涂晶圓的噴嘴裝置和噴涂方法，該裝置及其方法能夠實現晶圓上深孔頂部(T1-1、T1-2)、上拐角處(T2-1、T2-2)、側壁(T3-1、T3-2、T4-1、T4-2)、下拐角(T5-1、T5-2、)和底部(T6)的光刻膠或保護隔離層的均勻涂敷，或能夠實現將深孔均勻填滿，以及薄膠均勻涂敷。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種用于高深寬比深孔結構晶圓或薄膠噴涂晶圓的噴嘴裝置，包括液體輸送管、霧化裝置和除灰化裝置，所述液體輸送管與所述霧化裝置相連接，所述霧化裝置與所述除灰化裝置相連接；其中：

液體輸送管：用于將噴膠用光刻膠或保護隔離層輸送至所述霧化裝置；

霧化裝置：用于將所述液體輸送管輸送的噴膠用光刻膠或保護隔離層霧化成液滴，并將液滴直接作用于晶圓表面；所述霧化裝置包括霧化片；

除灰化裝置：用于將灰化后的小液滴吸附出去，或者溶解噴灑時產生的微小液滴，以達到理想凈化效果。

該噴嘴裝置還包括外殼和密封蓋，密封蓋設于外殼頂部，外殼與密封蓋形成一個密閉空間，外殼高度范圍0.5-30mm；所述霧化裝置設于該密閉空間內。

所述液體輸送管伸入所述密封蓋后連接臨時儲液槽，臨時儲液槽位于所述霧化片上方；所述霧化片上設有多個通孔，通孔的排布方式為環形排布、圓形排布、蜂窩排布或線性排布；霧化片上通孔大小范圍為1-20μm，根據不同工藝需求設計通孔的排布方式、通孔數量和通孔大小。

所述霧化片上具有震蕩片(壓電陶瓷片)，可通過調節震蕩片電壓的大小以及共振頻率的大小，即可調節噴膠速率與出液狀態，以滿足不同工藝需求；電壓范圍為20-60V，共振頻率50-130KHZ。