CN101740343B - 高精复合盘结构及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体晶片涂胶显影技术领域，具体为一种用以在半导体晶片上获得均布光刻胶及光刻胶图形的涂胶显影过程的设备的工艺墙中的高精复合盘结构及其应用。高精复合热盘结构由冷盘单元、热盘单元组成，热盘单元安装在主框架托板上，冷盘单元安装在与托板平行的主框架下基板上的两条滑动导轨的滑块上。晶片放置于热盘单元上加热，达到规定时间后，晶片由支撑杆抬起，冷盘单元由后向前滑入晶片下部，支撑杆降下晶片放置于冷盘单元上降温，达到温度要求时，支撑杆升起抬起晶片，冷盘单元向后滑动离开晶片，机器人取走晶片。本发明是用以在半导体晶片上获得均布光刻胶及光刻胶图形的涂胶显影过程的处理设备，具有使晶片快速加热或者冷却的功能。

Description

高精复合盘结构及其应用

技术领域

本发明属于半导体晶片涂胶显影技术领域，具体为一种用以在半导体晶片上获得均布光刻胶及光刻胶图形的涂胶显影过程的设备的工艺墙中的高精复合盘结构及其应用。

背景技术

目前，技术先进的涂胶显影(TRACK)设备主要由上下料组块、工艺组块(工艺组块I和工艺组块II)、接口组块等三种组块构成，其中上下料组块主要是由上下料盒、盒站机器人(或称CS-R)、架体等组成；工艺组块I和工艺组块II内含工艺模块有所不同，工艺模块主要有覆涂单元(或称COT/BAC/TAC)和/或显影单元(或称DEV)、工艺机器人(或称PS-R)、工艺热处理塔(或称OVENRACK)、架体等组成，工艺热处理塔内装载了冷盘(或称CP)、热盘(或称HP及HHP)、增粘单元(或称AD)、高精复合盘、其它功能单元等；接口组块主要是由接口进出料载体(或称IFS)、接口机器人(或称IF-R)、边部曝光装置(或称WEE)、进出料缓冲装置(或称IFB)、架体等组成。

根据生产工艺需求及制造商技术不同，机台内各组块、模块、单元的配置与排布有所不同，其中上下料组块、接口组块区别不大，工艺组块内的模块及单元的配置与排布各有不同的技术支持，基本出发点有四个：一是保证良好的高质量的生产技术节点，二是满足高生产产能的需求，三是具有良好的可维护性，四是性价比晶片通过盒站机器人从晶片盒传送到对中单元或中间载体，再由工艺机器人从对中单元或中间载体中取出后送到各工艺单元；经工艺处理后的晶片由工艺机器人传送到对中单元或中间载体，再由盒站机器人从对中单元或中间载体中取出后送回到晶片盒。

随着产能加大特别是65纳米技术的要求，TRACK设备的离心单元(或称SPIN)要增加，烘炉单元的冷盘(或称CP)、热盘(或称HP及HHP)、增粘单元(或称AD)也须相应增加，晶片进出的对中单元及工艺机器人工作量加大。

现在，要满足加大产能和质量提高的要求，方法一是增加TRACK设备；方法二是设备结构调整，在工艺段使用增加工艺机器人数量，或应用新型高效工艺机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精复合盘结构及其应用，对设备结构进行了调整，主要是将热盘与冷盘结合为一体，满足加大产能和质量提高的需要。

本发明的技术方案是：

一种高精复合盘结构，该复合盘结构设有热盘单元、冷盘单元、热盘盖、主框架，热盘单元和冷盘单元设置在同一主框架内，热盘单元上方设置热盘盖，冷盘单元为可以前后滑动至热盘单元和热盘盖之间的活动单元。

所述的高精复合盘结构，主框架内设置可以在热盘单元或冷盘单元上升降的支撑杆。

所述的高精复合盘结构，热盘单元和热盘盖一侧为进出晶片部分，进出晶片部分采用弧型结构，热盘单元进出晶片部分的边线与主框架弧型面同心。

所述的高精复合盘结构，热盘单元安装在主框架内的托板上，冷盘单元安装在与主框架内托板平行的主框架下基板上的两条滑动导轨的滑块上。

所述的高精复合盘结构的应用，热盘单元和冷盘单元集成在同一框架内，冷盘单元根据工艺需要前后滑动，晶片在支撑杆的升降作用下选择热盘单元或冷盘单元，热盘盖在晶片于热盘单元上加热时密封热盘单元。

所述的高精复合盘结构的应用，具体步骤如下：

(1)工艺机器人将晶片由某个单元中取出，放入复合盘的支撑杆上，完成进片过程；

(2)支撑杆下降，将晶片放置于热盘单元上，热盘盖下降密封热盘单元开始加热；

(3)达到加热时间后，热盘盖上升，同时支撑杆开始上升将晶片抬起，冷盘单元沿着轨道向前运动到达晶片下方，支撑杆下降将晶片放置于冷盘单元上开始制冷；

(4)达到制冷时间后支撑杆上升将晶片抬起，冷盘单元沿着轨道向后回到初始位置，工艺机器人将晶片取走，完成整个复合盘的工艺过程。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明的冷热盘复合方式，晶片放置于热盘上加热，达到规定时间后，晶片由支撑杆抬起冷盘由后向前滑入晶片下部，支撑杆降下晶片放置于冷盘上降温，达到温度要求时支撑杆升起抬起晶片，冷盘向后滑动离开晶片，机器人取走晶片。从而，突破了涂胶显影设备传统的晶片在冷盘与热盘之间传输方式，减少了晶片传输路径中的瓶颈，也减少了工艺段机器人的工作工位，使得各工艺单元有效利用率得以提高。

2、本发明采用冷热盘复合带来了设备结构的飞跃，其设备结构满足了大规模、高产能涂胶显影工艺的生产要求。

3、应用本发明的结构设备，占地面积小，有效地减少了环境对晶片在传输过程中的污染；冷热盘复合方式的实施对于多轨道叠加生产注入了强心剂，有效地减少了设备的投资成本，生产效率得以提高。

4、本发明高精复合盘结构中的“高精”，主要体现在控温精度上，主要标准为：50-120℃温度均匀性在±1.0℃；120-150℃温度均匀性在±1.5℃；150-200℃温度均匀性在±2.0℃；200-300℃温度均匀性在±3.0℃；300-350℃温度均匀性在±5.0℃。

附图说明

图1是本发明的设备结构示意图。

图2是本发明的工艺流程示意图。其中，(a)进片；(b)加热；(c)制冷；(d)取片。

图3是本发明整体图。

图中，1晶片(wafer)；2热盘单元；3冷盘单元；4热盘盖；5主框架；6支撑杆；7托板；8下基板；9滑动导轨；10滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

图1-图3是以单个复合盘模式为例进行描述，本发明涂胶显影设备的高精复合盘结构(CHP)为热盘单元2(HP，一个)、冷盘单元3(CP，一个)、热盘盖4、主框架5和支撑杆6等组成，其他公知的设备操作台、各种控制系统装置、设备附件及工艺生产附件等未列在图中。结构如下：

热盘单元2和冷盘单元3设置在同一主框架5内，热盘单元2可以安装在主框架5内的托板7上，热盘单元2的边线与主框架5弧型面同心，热盘单元2上方设置热盘盖4，冷盘单元3为可以前后滑动至热盘单元2和热盘盖4之间的活动单元，冷盘单元3可以安装在与主框架5内托板7平行的主框架下基板8上的两条滑动导轨9的滑块10上，主框架5内设置可以在热盘单元2或冷盘单元3上升降的支撑杆6，支撑杆6用于放置晶片1，支撑杆6可沿冷盘单元3或热盘单元2上开的孔升降。热盘盖4在晶片1于热盘单元2上加热时密封热盘单元2，冷盘单元3根据工艺需要前后滑动，晶片在PIN(支撑杆)的升降作用下选择热盘单元2或冷盘单元3。热盘单元2和热盘盖4一侧为进出晶片部分，进出晶片部分采用弧型结构，并且周边在一定角度(角度范围为180度)内具有通透性，由于进口部分采用弧型结构，可以实现晶片的多角度传入传出，盒站机器人与工艺机器人可同时在其上取出或放入晶片。半导体晶片可以通过高精复合盘结构快速加热与冷却，晶片可以根据工艺需要制定在冷热盘上的停留时间。

如图1-图2所示，当进行涂胶工艺加工时，工艺机器人(PS-R)将晶片1由某个单元中取出，放入复合盘结构的支撑杆(PIN)6上，完成附图2之(a)所示的进片过程；支撑杆(PIN)6下降，将晶片1放置于热盘单元2上，热盘盖4下降密封热盘单元2开始加热，见附图2之(b)；达到加热时间后，热盘盖4上升，同时支撑杆(PIN)6开始上升将晶片1抬起，冷盘单元3沿着轨道向前运动到达晶片1下方，支撑杆(PIN)6下降将晶片1放置于冷盘单元3上开始制冷，见附图2之(c)；达到制冷时间后，支撑杆(PIN)6上升将晶片1抬起，冷盘单元3沿着轨道向后回到初始位置，工艺机器人将晶片1取走，见附图2之(d)，完成整个复合盘结构的工艺过程。当进行显影工艺加工时，同上一流程只是根据工艺线路的不同送达的工艺单元各有不同。

晶片放置于热盘单元上加热，达到规定时间后，晶片由支撑杆抬起，冷盘单元由后向前滑入晶片下部，支撑杆降下晶片放置于冷盘单元上降温，达到温度要求时，支撑杆升起抬起晶片，冷盘单元向后滑动离开晶片，机器人取走晶片。晶片通过盒站机器人从晶片盒站中取出后，传递到高精复合盘结构单元或其它工艺单元中，再由工艺机器人将晶片分别取出，送往其它工艺单元进行工艺处理。

以上的工艺路线作为例子来说明本发明的设备机构与传输工艺，实际工艺路线可能有所不同。

由于各半导体生产厂的涂胶显影设备选型及工艺不同，那么加工工艺路线就不同，产能也就有所不同，这与设备的结构、工艺路线、物流配送管理等因素有关。因此，为满足高产能的需求，考虑半导体厂净化区域的限制，减少晶片在非工艺处理时的污染，集多轨设备于一体的大型设备就有所需要。本发明所提及的设备结构与加工工艺路线是解决该问题的方案之一，本发明不仅适于涂胶与显影混合加工的工艺设备，还适于单一涂胶工艺的多轨道设备与单一显影工艺的多轨道设备。

Claims (5)

1.一种高精复合盘结构，其特征在于：该复合盘结构设有热盘单元(2)、冷盘单元(3)、热盘盖(4)、主框架(5)，热盘单元(2)和冷盘单元(3)设置在同一主框架(5)内，热盘单元(2)上方设置热盘盖(4)，冷盘单元(3)为可以前后滑动至热盘单元(2)和热盘盖(4)之间的活动单元；所述主框架(5)内设置可以在热盘单元(2)或冷盘单元(3)上升降的支撑杆(6)。

2.按照权利要求1所述的高精复合盘结构，其特征在于：热盘单元(2)和热盘盖(4)一侧为进出晶片部分，进出晶片部分采用弧型结构，热盘单元(2)进出晶片部分的边线与主框架(5)弧型面同心。

3.按照权利要求1所述的高精复合盘结构，其特征在于：热盘单元(2)安装在主框架(5)内的托板上，冷盘单元(3)安装在与主框架(5)内托板平行的主框架(5)下基板上的两条滑动导轨的滑块上。

4.按照权利要求1所述的高精复合盘结构的应用，其特征在于，热盘单元和冷盘单元集成在同一框架内，冷盘单元根据工艺需要前后滑动，晶片在支撑杆的升降作用下选择热盘单元或冷盘单元，热盘盖在晶片于热盘单元上加热时密封热盘单元。

5.按照权利要求4所述的高精复合盘结构的应用，其特征在于，具体步骤如下：

(1)工艺机器人将晶片由某个单元中取出，放入复合盘的支撑杆上，完成进片过程；

(2)支撑杆下降，将晶片放置于热盘单元上，热盘盖下降密封热盘单元开始加热；

(3)达到加热时间后，热盘盖上升，同时支撑杆开始上升将晶片抬起，冷盘单元沿着轨道向前运动到达晶片下方，支撑杆下降将晶片放置于冷盘单元上开始制冷；

(4)达到制冷时间后支撑杆上升将晶片抬起，冷盘单元沿着轨道向后回到初始位置，工艺机器人将晶片取走，完成整个复合盘的工艺过程。

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