CN102937779A - 一种显影液喷涂轨道机及其喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显影液喷涂轨道机及其喷涂方法。所述显影液喷涂轨道机包括至少两个互不交叠的显影槽、以及设置在显影槽上方的显影液喷涂装置，所述显影液喷涂装置包括喷嘴、与喷嘴连接的用于输送显影液的管路、固定喷嘴的机械臂，以及控制喷嘴和机械臂动作的控制单元，所述控制单元还包括定位模块，所述定位模块控制所述显影液喷涂装置在所述互不交叠的显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂工艺本发明可以降低成本、改善硅片良率、减少显影液浪费、提高硅片之间线宽均齐度。

Description

一种显影液喷涂轨道机及其喷涂方法

技术领域

本发明涉及集成电路装备制造技术领域，更具体的说，涉及一种显影液喷涂轨道机及其喷涂方法。

背景技术

集成电路的成型需要用到化学显影工艺，这就需要采用显影液喷涂轨道机。现有的主流轨道机中，一般有四个显影槽，上面两个，下面两个，如图1所示，位于同一层的两个显影槽11在同一水平面平行放置，每个显影槽内设置有冲洗模块14并放置有硅片12。每个显影槽各自使用自己的一套显影液喷涂装置13。现有的轨道机成本高昂；每个喷嘴处容易出现结晶状物质影响硅片良率；另外每个显影液喷涂装置定期需要喷吐冲洗（dummy dispense），显影液浪费比较严重；而且不同显影喷涂装置加工出来的硅片之间的线宽不一致，均匀度不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可降低成本、改善硅片良率、减少显影液浪费、提高硅片之间线宽均齐度的显影液喷涂轨道机及其喷涂方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种显影液喷涂轨道机，包括至少两个互不交叠的显影槽、以及设置在显影槽上方的显影液喷涂装置，所述显影液喷涂装置包括喷嘴、与喷嘴连接的用于输送显影液的管路、固定喷嘴的机械臂，以及控制喷嘴和机械臂动作的控制单元，所述控制单元还包括定位模块，所述定位模块控制所述显影液喷涂装置在所述互不交叠的显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂工艺。

进一步的，所述至少两个互不交叠的显影槽处于同一水平面。在同一水平面，喷涂装置的喷头距离每个显影槽之间的距离可以保持一定，这样每个显影槽喷涂后的一致性较好。

进一步的，所述显影液喷涂装置的初始位置对应设置在两个相邻的互不交叠的显影槽中间。这样显影液喷涂装置距离两个显影槽中硅片的距离之和最短，即显影液喷涂装置在工作过程中往返于两个显影槽的路径最短，可以提高显影液喷涂装置的加工效率。

进一步的，进一步的，所述相邻两个显影槽中间设有隔板，所述隔板在所述显影液喷涂装置的避让位置设有窗口，所述控制单元还包括开关模块，所述开关模块控制所述窗口在所述显影液喷涂装置偏离隔板的时候关闭，并控制所述窗口在所述显影液喷涂装置通过的时候打开。硅片显影工艺包括冲洗、负压吸气等过程，气体和液体的流动会影响到相邻的显影槽，因此本技术方案在两个显影槽中间加设隔板进行隔离，进一步提高硅片的良品率。而窗口的存在也能有效避让显影液喷涂装置。

进一步的，所述显影液喷涂装置的初始位置对应设置在的任意一个显影槽上方。本技术方案中，由于显影液喷涂装置在其中一个显影槽的上方，这样两个显影槽中间就可以加设隔板进行隔离，只有在显影液喷涂装置要移动到另一个显影槽的时候才需要打开隔板的窗口避让，这样两个显影槽在绝大部分时间是相互隔离的，各自的制程不会影响到对方，进一步提高隔离效果，有利于提高硅片的良品率。

进一步的，所述显影液喷涂轨道机至少有两层轨道，每一层轨道至少包括两个互不交叠的显影槽。

进一步的，所述每个显影槽内还设有清洗模块。此为一种具体的显影液喷涂轨道机结构，增加清洗模块可以在显影工艺完成以后将残留的显影液冲洗干净，方便后续的加工工序。

一种显影液喷涂轨道机的喷涂方法，包括步骤：

A、在至少两个互不交叠的相邻显影槽上方架设一套设有控制单元的显影液喷涂装置；

B、采用控制单元中的定位模块控制所述显影液喷涂装置在两个相邻显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂作业。

进一步的，所述显影液喷涂轨道机至少包括两层显影槽，每一层设有两个在同一水平面平行放置的显影槽，所述两个显影槽中间的间壁具有相通结合部，所述步骤A中，将显影液喷涂装置的初始位置设置在两个显影槽的中间；所述步骤B包括：

B1、控制单元中的定位模块控制显影液喷涂装置从初始位置移动到其中一个显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

B2、定位模块控制显影液喷涂装置返回初始位置；

B3、定位模块控制显影液喷涂装置从初始位置移动到另一个显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

B4、定位模块控制显影液喷涂装置返回初始位置；

B5、返回步骤B1。

这样显影液喷涂装置距离两个显影槽中硅片的距离之和最短，即显影液喷涂装置在工作过程中往返于两个显影槽的路径最短，可以提高显影液喷涂装置的加工效率。

进一步的，所述步骤A中还包括在两个互不交叠的显影槽中间设置带窗口的隔板；打开窗口，将显影液喷涂装置的初始位置设置在两个显影槽的中间；所述步骤B包括：

B1、控制单元的定位模块控制所述显影液喷涂装置移动到其中一个显影槽的硅片上方位置，采用控制单元的开关模块控制所述窗口关闭后进行喷涂作业；

B2、所述开关模块控制打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置移回初始位置； 

B3、所述定位模块将显影液喷涂装置移动到另一个显影槽的硅片上方位置，所述开关模块关闭窗口后进行喷涂作业；

B4、所述开关模块打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置返回初始位置；

B5、返回步骤B1。

硅片显影工艺包括冲洗、负压吸气等过程，气体和液体的流动会影响到相邻的显影槽，因此本技术方案在两个显影槽中间加设隔板进行隔离，进一步提高硅片的良品率。而窗口的存在也能有效避让显影液喷涂装置。

进一步的，所述显影液喷涂轨道机至少包括两层显影槽，每一层设有两个在同一水平面平行放置的显影槽，所述步骤A中还包括在两个显影槽中间设置带窗口的隔板；将显影液喷涂装置的初始位置对应设置在任意一个显影槽的上方，窗口保持关闭状态；所述步骤B包括：

B1、控制单元的定位模块控制所述显影液喷涂装置在其初始位置所在的显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

B2、采用控制单元的开关模块控制所述窗口打开，所述定位模块将显影液喷涂装置移动到另一个显影槽的硅片上方位置，然后所述开关模块关闭窗口进行喷涂作业；

B3、所述开关模块打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置返回初始位置，然后所述开关模块关闭窗口。

B4、返回步骤B1。

本技术方案中，由于显影液喷涂装置在其中一个显影槽的上方，这样两个显影槽中间就可以加设隔板进行隔离，只有在显影液喷涂装置要移动到另一个显影槽的时候才需要打开隔板的窗口避让，这样两个显影槽在绝大部分时间是相互隔离的，各自的制程不会影响到对方，进一步提高隔离效果，有利于提高硅片的良品率。

进一步的，所述步骤B还包括，在每个显影槽内设置清洗模块，在所述显影液喷涂装置移动到另一个显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业后，进行硅片的清洗工作。增加清洗模块可以在显影工艺完成以后将残留的显影液冲洗干净，方便后续的加工工序。

发明人研究发现随着显影液喷涂轨道机的改进，特别是显影液喷嘴的改进使得显影液的喷涂时间大大缩短，新型的喷嘴（如GP nozzle和LD nozzle）对每一片硅片的显影工艺的喷涂时间只需要10几秒，而每一片硅片显影工艺的总时间为50秒左右。因此，大部分时间硅片都是在喷涂后的静止（puddle）或者冲洗（rinse）过程中，这就说明显影液喷涂装置的使用时间超过一大半都是在闲置状态。

基于上述研究，发明人只用一套显影液喷涂装置，分别对至少两个互不交叠的显影槽进行喷涂作业，这样就至少节省了至少一套显影液喷涂装置，这样可以在维持现有的加工效率降低的前提下，降低设备的成本。

一套显影液喷涂装置同时服务多个显影槽，也缩短了工作间隙的闲置时间，这样显影液也不容易产生结晶状物质，从而改善了硅片的良率。

由于减少了显影液喷涂装置的数量，这样在定期喷吐冲洗的过程中，需要冲洗喷嘴的次数也相应减少，自然也就减少了显影液的浪费。

虽然同一轨道机都会选用同一型号的显影液喷涂装置，但不同的设备之间不可避免存在误差，而集成电路属于精密器件，细微的误差都会造成硅片的线宽变化。因此，不同显影液喷涂装置制作的硅片，线宽之间总会有些差异，造成均匀度下降。本发明由于缩减了显影液喷涂装置的数量，可以采用同一台显影液喷涂装置加工更多的硅片，这样就减少了硅片之间的差异，提高了同硅片之间的线宽均匀度。

附图说明

图1是现有的一种轨道机示意图；

图2为本发明原理示意框图；

图3是本发明实施例一的轨道机的示意图；

图4是本发明实施例二的轨道机的示意图；

图5是本发明实施例三的轨道机的示意图。

其中：11、显影槽；12、硅片；13、显影液喷涂装置；14、冲洗模块；15、隔板；16、窗口。

具体实施方式

如图2所示，本发明公开了一种显影液喷涂轨道机，包括至少两个互不交叠的显影槽、以及设置在显影槽上方的显影液喷涂装置，显影液喷涂装置包括喷涂模块、固定喷涂模块的机械臂，以及控制喷涂模块和机械臂动作的控制单元，控制单元还包括定位模块，定位模块控制显影液喷涂装置在两个相邻显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂工艺。

发明人研究发现随着显影液喷涂轨道机的改进，特别是显影液喷嘴的改进使得显影液的喷涂时间大大缩短，新型的喷嘴（如GP nozzle和LD nozzle）对每一片硅片的显影工艺的喷涂时间只需要10几秒，而每一片硅片显影工艺的总时间为50秒左右。因此，大部分时间硅片都是在喷涂后的静止（puddle）或者冲洗（rinse）过程中，这就说明显影液喷涂装置的使用时间超过一大半都是在闲置状态。

基于上述研究，发明人只用一套显影液喷涂装置，分别对至少两个互不交叠的显影槽进行喷涂作业，这样就至少节省了至少一套显影液喷涂装置，这样可以在维持现有的加工效率降低的前提下，降低设备的成本。

一套显影液喷涂装置同时服务多个显影槽，也缩短了工作间隙的闲置时间，这样显影液也不容易产生结晶状物质，从而改善了硅片的良率。

由于减少了显影液喷涂装置的数量，这样在定期喷吐冲洗的过程中，需要冲洗喷嘴的次数也相应减少，自然也就减少了显影液的浪费。

虽然同一轨道机都会选用同一型号的显影液喷涂装置，但不同的设备之间不可避免存在误差，而集成电路属于精密器件，细微的误差都会造成硅片的线宽变化。因此，不同显影液喷涂装置制作的硅片，线宽之间总会有些差异，造成均匀度下降。本发明由于缩减了显影液喷涂装置的数量，可以采用同一台显影液喷涂装置加工更多的硅片，这样就减少了硅片之间的差异，提高了同硅片之间的线宽均匀度。

下面以两层结构、每一层有两个显影槽的显影液喷涂轨道机为例，结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

如图3所示，所述轨道机每一层都有两个显影槽11，两个显影槽11在同一水平面平行放置，在每个显影槽11内的中间放置有硅片12，并在角落对应位置设有冲洗模块14。

两个显影槽11中间的上方位置对应设置有显影液喷涂装置13。显影液喷涂装置13包括喷嘴，固定喷嘴的机械臂，与喷嘴连接的显影液管路，以及控制喷嘴和机械臂动作的控制单元，控制单元还包括定位模块，定位模块控制显影液喷涂装置在两个相邻显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂工艺。为了进一步避让显影液喷涂装置13，两个显影槽11的冲洗模块14可以设置在远离显影液喷涂装置13的一角。

采用本实施例技术方案的显影液喷涂方法，包括步骤：

a、在两个互不交叠的显影槽11上方架设一套设有控制单元的显影液喷涂装置13；将显影液喷涂装置13的初始位置设置在两个显影槽11的中间；

b、控制单元的定位模块控制显影液喷涂装置从初始位置移动到其中一个显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

c、定位模块控制显影液喷涂装置返回初始位置；

d、定位模块控制显影液喷涂装置从初始位置移动到另一个显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

e、定位模块控制显影液喷涂装置返回初始位置；

f、返回步骤B1。

本实施例中，显影液喷涂装置的初始位置对应设置在两个显影槽的中间，显影液喷涂装置距离两个显影槽中硅片的距离之和最短，即显影液喷涂装置在工作过程中往返于两个显影槽的路径最短，可以提高显影液喷涂装置的加工效率。

 实施例二

如图4所示，轨道机每一层都有两个显影槽11，两个显影槽11在同一水平面平行放置，在每个显影槽11内的中间放置有硅片12，并在角落对应位置设有冲洗模块14。

两个显影槽11中间的上方位置对应设置有显影液喷涂装置13。显影液喷涂装置13包括喷嘴，固定喷嘴的机械臂，与喷嘴连接的显影液管路，以及控制喷嘴和机械臂动作的控制单元，控制单元还包括定位模块，定位模块控制显影液喷涂装置在两个相邻显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂工艺。为了进一步避让显影液喷涂装置13，两个显影槽11的冲洗模块14可以设置在远离显影液喷涂装置13的一角。

两个显影槽11中间还设有隔板15，隔板15在显影液喷涂装置13的避让位置设有窗口16，该窗口16在显影液喷涂装置13偏离隔板15的时候关闭。

采用本实施例技术方案的显影液喷涂方法，包括步骤：

a、在两个互不交叠的显影槽11上方架设一套设有控制单元的显影液喷涂装置13；在两个互不交叠的显影槽11中间设置带窗口16的隔板15；打开窗口16，将显影液喷涂装置13的初始位置设置在两个显影槽11的中间；  

b、控制单元的定位模块控制所述显影液喷涂装置移动到其中一个显影槽的硅片上方位置，采用控制单元的开关模块控制所述窗口关闭后进行喷涂作业；

c、所述开关模块控制打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置移回初始位置； 

d、所述定位模块将显影液喷涂装置移动到另一个显影槽的硅片上方位置，所述开关模块关闭窗口后进行喷涂作业；

e、所述开关模块打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置返回初始位置；

f、返回步骤B1。

硅片显影工艺包括冲洗、负压吸气等过程，气体和液体的流动会影响到相邻的显影槽。因此，本实施例在实施例一的基础上，在两个显影槽中间加设隔板进行隔离，进一步提高硅片的良品率。而窗口的存在也能有效避让显影液喷涂装置。

 实施例三

如图5所示，轨道机每一层都有两个显影槽11，两个显影槽11在同一水平面平行放置，在每个显影槽11内的中间放置有硅片12，并在角落对应位置设有冲洗模块14。

其中一个显影槽11的上方位置对应设置有显影液喷涂装置13。显影液喷涂装置13包括喷嘴，固定喷嘴的机械臂，与喷嘴连接的显影液管路，以及控制喷嘴和机械臂动作的控制单元，控制单元还包括定位模块，定位模块控制显影液喷涂装置在两个相邻显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂工艺。为了进一步避让显影液喷涂装置13，两个显影槽11的冲洗模块14可以设置在远离显影液喷涂装置13的一角。

两个显影槽11之间设有隔板15，隔板15设有避让显影液喷涂装置13的窗口16，窗口16在所述显影液喷涂装置13通过的时候打开。

采用本实施例技术方案的显影液喷涂方法，包括步骤：

a、在两个互不交叠的显影槽11上方架设一套设有控制单元的显影液喷涂装置13；在两个互不交叠的显影槽11中间设置带窗口16的隔板15；将显影液喷涂装置13的初始位置对应设置在任意一个显影槽11的上方，窗口16保持关闭状态； 

b、控制单元的定位模块控制所述显影液喷涂装置在其初始位置所在的显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

c、采用控制单元的开关模块控制所述窗口打开，所述定位模块将显影液喷涂装置移动到另一个显影槽的硅片上方位置，然后所述开关模块关闭窗口进行喷涂作业；

d、所述开关模块打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置返回初始位置，然后所述开关模块关闭窗口。

e、返回步骤B1。

本实施例中，由于显影液喷涂装置在其中一个显影槽的上方，这样两个显影槽中间就可以加设隔板进行隔离，只有在显影液喷涂装置要移动到另一个显影槽的时候才需要打开隔板的窗口避让，这样两个显影槽在绝大部分时间是相互隔离的，各自的制程不会影响到对方，进一步提高隔离效果，有利于提高硅片的良品率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显影液喷涂轨道机，包括至少两个互不交叠的显影槽、以及设置在显影槽上方的显影液喷涂装置，所述显影液喷涂装置包括喷嘴、与喷嘴连接的用于输送显影液的管路、固定喷嘴的机械臂，以及控制喷嘴和机械臂动作的控制单元，其特征在于：

所述控制单元还包括定位模块，所述定位模块控制所述显影液喷涂装置在所述互不交叠的显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂工艺。

2.如权利要求1所述的一种显影液喷涂轨道机，其特征在于，所述至少两个互不交叠的显影槽处于同一水平面。

3.如权利要求1或2所述的一种显影液喷涂轨道机，其特征在于，所述显影液喷涂装置的初始位置对应设置在两个相邻的互不交叠的显影槽中间。

4.如权利要求1或2所述的一种显影液喷涂轨道机，其特征在于，所述相邻两个显影槽中间设有隔板，所述隔板在所述显影液喷涂装置的避让位置设有窗口，所述控制单元还包括开关模块，所述开关模块控制所述窗口在所述显影液喷涂装置偏离隔板的时候关闭，并控制所述窗口在所述显影液喷涂装置通过的时候打开。

5.如权利要求4所述的一种显影液喷涂轨道机，其特征在于，所述显影液喷涂装置的初始位置对应设置在任意一个显影槽上方。

6.如权利要求1或2所述的一种显影液喷涂轨道机，其特征在于，所述显影液喷涂轨道机至少有两层轨道，每一层轨道至少包括两个互不交叠的显影槽。

7.如权利要求1或2所述的一种显影液喷涂轨道机，其特征在于，所述每个显影槽内还设有清洗模块。

8.一种显影液喷涂轨道机的喷涂方法，包括步骤：

A、在至少两个互不交叠的相邻显影槽上方架设一套设有控制单元的显影液喷涂装置；

B、采用控制单元中的定位模块控制所述显影液喷涂装置在两个相邻显影槽之间移动，并交替定位于其中一个显影槽中，进行显影液喷涂作业。

9.如权利要求8所述的一种显影液喷涂轨道机的喷涂方法，其特征在于，所述显影液喷涂轨道机至少包括两层显影槽，每一层设有两个在同一水平面平行放置的显影槽，所述两个显影槽中间的间壁具有相通结合部，所述步骤A中，将显影液喷涂装置的初始位置设置在两个显影槽的中间；所述步骤B包括：

B1、所述控制单元中的定位模块控制显影液喷涂装置从初始位置移动到其中一个显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

B2、定位模块控制显影液喷涂装置返回初始位置；

B3、定位模块控制显影液喷涂装置从初始位置移动到另一个显影槽的硅片上方位置进行喷涂作业；

B4、定位模块控制显影液喷涂装置返回初始位置；

B5、返回步骤B1。

10.如权利要求8所述的一种显影液喷涂轨道机的喷涂方法，其特征在于，所述步骤A中还包括在两个互不交叠的显影槽中间设置带窗口的隔板；打开窗口，将显影液喷涂装置的初始位置设置在两个显影槽的中间；所述步骤B包括：

B1、控制单元的定位模块控制所述显影液喷涂装置移动到其中一个显影槽的硅片上方位置，采用控制单元的开关模块控制所述窗口关闭后进行喷涂作业；

B2、所述开关模块控制打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置移回初始位置； 

B3、所述定位模块将显影液喷涂装置移动到另一个显影槽的硅片上方位置，所述开关模块关闭窗口后进行喷涂作业；

B4、所述开关模块打开窗口，所述定位模块将显影液喷涂装置返回初始位置；

B5、返回步骤B1。

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