CN103199032A - 一种集束式结构的涂胶显影设备 - Google Patents

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胡延兵
宗润福
大谷正美
王继周
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Shenyang Solidtool Co Ltd
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Abstract

本发明涉及在集成电路制造光刻工艺制程中，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设备的结构。本发明包括片盒站、工艺站和接口站，片盒站与工艺站通过卸/载料机器人传送晶片，工艺站与接口站通过接口机器人传送晶片，工艺站包括涂光刻胶站和显影站，所述涂光刻胶站和显影站与片盒站和接口站呈一字排列，站内的工艺处理模块呈集束型分布，集束原点分别是用于站内传片的工艺机器人CR和工艺机器人DR。本发明实现整机设备占地面积减小，工艺站内工艺模块技术拓展性强，便于标准化模块装载及拆卸，使得不同功能的模块搭配组合简单，不同的生产工艺均可在此设备上实施。

Description

一种集束式结构的涂胶显影设备
技术领域
本发明涉及在集成电路制造光刻工艺制程中，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设备的结构。
背景技术
目前，半导体晶片的光刻工艺制程是由光刻胶涂布机、曝光机、显影机配合完成的，技术先进的设备商将光刻胶涂布机和显影机进行技术整合为一台涂胶显影设备。
该涂胶显影设备主要由片盒站、工艺站和接口站等组成，其中片盒站负责该设备晶片上料、向工艺站喂料、从工艺站收料并送回到片盒工作，工艺站负责对晶片进行涂光刻胶处理及对曝光后的晶片进行显影处理工作，接口站涂胶显影设备与光刻机之间的晶片转送及涂胶后晶片边缘光刻胶的曝光处理工作。
涂胶显影设备的片盒站和接口站的内部工艺模块配置与排布简单，而工艺站内的工艺模块配置与排布较为复杂。工艺站主要是由增粘模块、涂胶模块、坚膜模块、曝光后热处理模块、显影模块、后烘模块组成；按照既定工艺流程，晶片在上述工艺模块中顺序等处理，每种工艺模块处理晶片的工艺时间是不同的。在约束的设备产能条件下，工艺模块的配置数量、在设备中排布位置成为该设备结构设计的核心内容，不同的工艺站结构设计形成不同的专利产品。
对于产能为150-180片/小时的8-12英寸晶片涂胶显影设备，目前只有国外的两家公司产品。其工艺站结构设计布局见图1、图2所示。
图1工艺站的结构特点：围绕工艺机器人的4个方向排布4个工艺处理塔。其中3个是热处理塔，内部可叠层安置增粘模块、热板模块、冷板模块等，每层1个工艺模块；另1个塔作为涂胶工艺塔或显影工艺塔，内部可叠层安置涂胶模块或显影模块，每层并列排布2个涂胶模块或显影模块。
图2工艺站的结构特点：工艺机器人的2侧排布8个工艺处理模块/塔。其中下层是4个涂胶显影模块，可以全部为涂胶模块，也可以全部为显影模块，还可以是涂胶、显影混合搭配模块；上层是4个热处理塔，安置在涂胶/显影模块上，每个塔内部可叠层安置增粘模块、热板模块、冷板模块等。
该类设备工艺站的结构设计需要满足占地面积小、适应高产能、有工艺技术拓展性、维护方便等几方面生产要求。以上两种结构设备在占地面积、工艺技术拓展性方面仍有不足，需要进一步开拓。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供一种产能为150-180片/小时的8-12英寸晶片涂胶显影设备，该涂胶显影设备实现整机设备占地面积减小，技术应用可向先进封装工艺及LED产品涂胶显影方向拓展。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种集束式结构的涂胶显影设备，包括片盒站、工艺站和接口站，片盒站与工艺站通过卸/载料机器人传送晶片，工艺站与接口站通过接口机器人传送晶片，工艺站包括涂光刻胶站和显影站，所述涂光刻胶站和显影站与片盒站和接口站呈一字排列，站内的工艺处理模块呈集束型分布，集束原点分别是用于站内传片的工艺机器人CR和工艺机器人DR；涂光刻胶站的四个方向排布4个热处理塔，按逆时针顺序为：热处理塔1、热处理塔2、热处理塔3和热处理塔4，热处理塔1和热处理塔2紧邻卸/载料机器人，热处理塔1和热处理塔4之间置有匀胶显影塔1，热处理塔2和热处理塔3之间置有匀胶显影塔2；显影站的四个方向排布4个热处理塔，按顺时针顺序为：热处理塔3、热处理塔4、热处理塔5和热处理塔6，热处理塔5和热处理塔6紧邻接口机器人，热处理塔4和热处理塔5之间置有匀胶显影塔3，热处理塔3和热处理塔6之间置有匀胶显影塔4。
所述热处理塔1和热处理塔2相连，塔内安置增粘模块和精密致冷模块，各模块叠层安置，每塔每层排布1个模块。
所述匀胶显影塔1和匀胶显影塔2为叠层安置的涂胶模块，每塔每层排布1个模块。
所述热处理塔3和热处理塔4相连，塔内安置低温加热模块，各模块叠层安置，每塔每层排布1个模块。
所述匀胶显影塔3和匀胶显影塔4为叠层安置的显影模块，每塔每层排布1个模块。
所述热处理塔5和热处理塔6相连，塔内安置增粘模块和精密致冷模块，各模块叠层安置，每塔每层排布1个模块。
本发明具有以下优点：
1、应用本发明的结构设备，各工艺模块堆叠放置，几个堆叠后的模块组成工艺塔，使得机器占地面积减小，有效地减少了工厂建立的投资成本。
2、本发明的工艺站内工艺模块技术拓展性强，便于标准化模块装载及拆卸，使得不同功能的模块搭配组合简单，不同的生产工艺均可在此设备上实施。
附图说明
图1是国外一种涂胶显影设备的结构示意图；
图2是国外另一种涂胶显影设备的结构示意图；
图3是本发明集束式涂胶显影设备的结构示意图；
图4是本发明集束式涂胶显影设备的结构排布图；
图5是本发明集束式涂胶显影设备的平面结构排布图。
图4和图5的代号说明如下：
  缩写代号   中文含义
  1   CST (CaSsette sTation)   片盒站
  2   SCT (Spin Coating sTation)   涂光刻胶站
  3   SDT (Spin Develop sTation)   显影站
  4   IFT (InterFace Station)   接口站
  5   CSR (Cassette Station Robot)   片盒站机器人
  6  CR (Coating Resist station Robot)   涂光刻胶站机器人
  7   DR (Developing station Robot)   显影站机器人
  8   IFR (InterFace station Robot)   接口站机器人
  9   LP (Loadport)   上料下料模块
  10   SCR (Spin Coat Resist)   涂胶模块
  11   SDC (Spin Developer Chamber)   显影模块
  12   ADB (Adhesion Bake)   增粘模块
  13   LTB (Low Temperature Bake)   低温加热模块
  14   AEB (After Expose Bake)   曝光后加热速冷模块
  15   CPC (Cooling Plate Chamber)   精密致冷模块
  16   TU (Transfer Unit)   晶片转运模块
  17   EE (Edge Exposure)   晶片边缘光学曝光模块
  18   BF (Buffer cassette)   晶片缓存模块
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明的结构如图3所示，包括片盒站、工艺站和接口站，片盒站与工艺站通过卸/载料机器人传送晶片，工艺站与接口站通过接口机器人传送晶片，工艺站包括涂光刻胶站和显影站，所述涂光刻胶站和显影站与片盒站和接口站呈一字排列，站内的工艺处理模块呈集束型分布，集束原点分别是用于站内传片的工艺机器人CR和工艺机器人DR；涂光刻胶站的四个方向排布4个热处理塔，按逆时针顺序为：热处理塔1、热处理塔2、热处理塔3和热处理塔4，热处理塔1和热处理塔2紧邻卸/载料机器人，热处理塔1和热处理塔4之间置有匀胶显影塔1，热处理塔2和热处理塔3之间置有匀胶显影塔2；显影站的四个方向排布4个热处理塔，按顺时针顺序为：热处理塔3、热处理塔4、热处理塔5和热处理塔6，热处理塔5和热处理塔6紧邻接口机器人，热处理塔4和热处理塔5之间置有匀胶显影塔3，热处理塔3和热处理塔6之间置有匀胶显影塔4。
如图4、图5所示，集束式结构的涂胶显影设备是由工艺处理部分和工艺辅助部分组成，工艺处理部分是由涂光刻胶站和显影站组成，工艺辅助部分是由片盒站和接口站组成。通过片盒站机器人(CSR)将晶片从4个片盒(LP1-4)中取出，送入涂光刻胶站(SCT)内的4个增粘模块(ADB1-4)进行加热增粘处理；涂光刻胶站机器人(CR)分别将晶片从4个增粘模块中取出，送入3个精密致冷模块(CPC1-3)中处理，再将晶片分别取出送入4个涂胶模块(SCR1-4)中处理，再将晶片分别取出送入7个低温加热模块(LTB1-7)中处理；显影站机器人(DR)分别将晶片从7个低温加热模块中取出，送入3个精密致冷模块(CPC4-6)中处理，完成在半导体晶片上获得均布光刻胶工艺过程；接口站机器人(IFR)分别将晶片从3个精密致冷模块中取出，送入1个晶片边缘光学曝光(EE)中处理，再将晶片分别取出送入2个精密致冷模块(CPC7-8)中处理，再将晶片分别取出放在光刻机内的1个晶片转运模块(TU1)上等待曝光处理；曝光后的晶片在另1个晶片转运模块(TU2)上，接口站机器人将晶片从晶片转运模块中取出，送入6个曝光后加热速冷模块(AEB)中处理；显影站机器人(DR)分别将晶片从6个曝光后加热速冷模块中取出，送入2个精密致冷模块(CPC9-10)中处理，再将晶片分别取出送入6个显影模块(SDC)中处理，再将晶片分别取出送入6个低温加热模块(LTB8-13)中处理，完成在半导体晶片上获得光刻胶图形工艺过程；涂光刻胶站机器人分别将晶片从6个低温加热模块中取出，送入2个精密致冷模块(CPC11-12)中处理；片盒站机器人将晶片从2个精密致冷模块(CPC11-12)中取出，送回4个片盒(LP1-4)，完成整个涂胶显影工艺过程。

Claims (6)

1.一种集束式结构的涂胶显影设备，包括片盒站、工艺站和接口站，片盒站与工艺站通过卸/载料机器人传送晶片，工艺站与接口站通过接口机器人传送晶片，工艺站包括涂光刻胶站和显影站，其特征在于，所述涂光刻胶站和显影站与片盒站和接口站呈一字排列，站内的工艺处理模块呈集束型分布，集束原点分别是用于站内传片的工艺机器人CR和工艺机器人DR；涂光刻胶站的四个方向排布4个热处理塔，按逆时针顺序为：热处理塔1、热处理塔2、热处理塔3和热处理塔4，热处理塔1和热处理塔2紧邻卸/载料机器人，热处理塔1和热处理塔4之间置有匀胶显影塔1，热处理塔2和热处理塔3之间置有匀胶显影塔2；显影站的四个方向排布4个热处理塔，按顺时针顺序为：热处理塔3、热处理塔4、热处理塔5和热处理塔6，热处理塔5和热处理塔6紧邻接口机器人，热处理塔4和热处理塔5之间置有匀胶显影塔3，热处理塔3和热处理塔6之间置有匀胶显影塔4。
2.根据权利要求1所述的一种集束式结构的涂胶显影设备，其特征在于，所述热处理塔1和热处理塔2相连，塔内安置增粘模块和精密致冷模块，各模块叠层安置，每塔每层排布1个模块。
3.根据权利要求1所述的一种集束式结构的涂胶显影设备，其特征在于，所述匀胶显影塔1和匀胶显影塔2为叠层安置的涂胶模块，每塔每层排布1个模块。
4.根据权利要求1所述的一种集束式结构的涂胶显影设备，其特征在于，所述热处理塔3和热处理塔4相连，塔内安置低温加热模块，各模块叠层安置，每塔每层排布1个模块。
5.根据权利要求1所述的一种集束式结构的涂胶显影设备，其特征在于，所述匀胶显影塔3和匀胶显影塔4为叠层安置的显影模块，每塔每层排布1个模块。
6.根据权利要求1所述的一种集束式结构的涂胶显影设备，其特征在于，所述热处理塔5和热处理塔6相连，塔内安置增粘模块和精密致冷模块，各模块叠层安置，每塔每层排布1个模块。
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