CN103365100A - 光刻工艺分配系统及分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光刻工艺分配系统及分配方法，通过温度监测模块精确获取烘干模块温度变化所需的时间，并将其传输给分配模块，由此，分配模块在将等待的晶圆传输至工作模块时，便可将该温度变化所需的时间予以考虑，即可以在温度变化所需的时间内安排等待的晶圆进行其他工艺，由此便可提高光刻工艺生产线的生产效率。

Description

光刻工艺分配系统及分配方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺技术领域，特别涉及一种光刻工艺分配系统及分配方法。

背景技术

集成电路的制造需要在半导体(如硅)衬底上进行多种不同的物理和化学工艺。通常将制造集成电路的工艺分成三类：薄膜淀积、图案成型和半导体掺杂。导体(如多晶硅、铝、新近的工艺多用铜)和绝缘体(各种硅的氧化物、氮化硅及其他绝缘物质)的薄膜通常起到连接或隔离晶体管及其组成部分的作用。在晶圆上的不同区域选择性地掺杂可以使硅的电导率随电压变化。通过创造这些不同组成和功能的结构，可以制造出数百万个晶体管并且将它们连接起来，从而形成一个现代微电子复杂电路。

光刻是半导体制造的基础，可以把光刻看成是在衬底上建立三维图形的过程。一般的，完整的光刻工艺通常包括如下几个工艺步骤：涂胶(Coating)、前烘干(也称为软烘干，Soft Bake)、曝光(Exposure)、后烘干(也称为曝光后烘烤，PEB)、显影(Development)，此外，还可包括硬烘干(Hard Bake)、底部抗反射膜烘干(BARC Bake)等。相应地，光刻工艺生产线包括多个实现上述工艺步骤的机台或者模块，即包括涂胶模块、烘干模块、曝光模块、显影模块等，当然，通常厂房中包括多个光刻工艺生产线。其中，前烘干、后烘干、硬烘干及底部抗反射膜烘干均可使用烘干模块，只是由于各烘干工艺的条件不同(主要指烘干的温度不相同)，在各烘干工艺的转换之间，需要做相应的温度调节，在做温度条件时，将占用一定的工艺时间。

现有工艺中，不能精确获知该温度调节所占用的工艺时间，由此往往导致需要做烘干工艺的晶圆批次等待，从而降低了生产效率。此外，现有工艺中对于等待的晶圆没有很好的监控，往往等到其报废(需要重新执行之前一步/多步工艺步骤)的时候才发出警报，由此将提高生产成本，降低生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光刻工艺分配系统及分配方法，以解决现有工艺中光刻工艺生产线生产效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻工艺分配系统，包括：

多个涂胶模块，用以对晶圆执行涂胶工艺；

多个烘干模块，用以对晶圆执行烘干工艺；

多个曝光模块，用以对晶圆执行曝光工艺；

多个显影模块，用以对晶圆执行显影工艺；

温度监测模块，用以监测所述烘干模块温度变化所需的时间，并将该结果传输至一分配模块；

分配模块，用以根据上述各个模块的状态以及所述烘干模块温度变化所需的时间将等待的晶圆传输至上述各个模块。

可选的，在所述的光刻工艺分配系统中，所述各个模块的状态包括：工作状态及空闲状态。

可选的，在所述的光刻工艺分配系统中，所述工作状态的信息包括：当前所进行的工艺以及完成该工艺所需的时间。

可选的，在所述的光刻工艺分配系统中，所述空闲状态的信息包括：最近完成的工艺。

可选的，在所述的光刻工艺分配系统中，所述温度监测模块监测所述烘干模块温度每变化一度所需的时间。

可选的，在所述的光刻工艺分配系统中，还包括：等待监测模块，用以监测等待的晶圆已经等待的时间，并将该结果传输至所述分配模块。

可选的，在所述的光刻工艺分配系统中，还包括：光罩转换监测模块，用以监测所述曝光模块更换掩模板所需的时间，并将该结果传输至所述分配模块。

可选的，在所述的光刻工艺分配系统中，所述烘干模块执行的工艺步骤包括：前烘干、后烘干、硬烘干及底部抗反射膜烘干中的一种或多种。

本发明还提供一种光刻工艺分配方法，其利用了上述的光刻工艺分配系统，该方法包括：

分配模块获取涂胶模块、烘干模块、曝光模块及显影模块的状态；

所述分配模块通过温度监测模块获取所述烘干模块温度变化所需的时间；

所述分配模块根据上述各个模块的状态以及所述烘干模块温度变化所需的时间将等待的晶圆传输至所述涂胶模块、烘干模块、曝光模块或者显影模块。

可选的，在所述的光刻工艺分配方法中，所述涂胶模块、烘干模块、曝光模块及显影模块的状态分别包括：工作状态及空闲状态。

可选的，在所述的光刻工艺分配方法中，在所述分配模块将等待的晶圆传输至所述涂胶模块、烘干模块、曝光模块及显影模块之前，还包括：

所述分配模块通过一等待监测模块获取等待的晶圆已经等待的时间；

所述分配模块通过一光罩转换监测模块获取所述曝光模块更换掩模板所需的时间。

在本发明提供的光刻工艺分配系统及分配方法中，通过温度监测模块精确获取烘干模块温度变化所需的时间，并将其传输给分配模块，由此，分配模块在将等待的晶圆传输至工作模块时，便可将该温度变化所需的时间予以考虑，即可以在温度变化所需的时间内安排等待的晶圆进行其他工艺，由此便可提高光刻工艺生产线的生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例的光刻工艺分配系统的模块示意图；

图2是本发明实施例的光刻工艺分配方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的光刻工艺分配系统及分配方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1，其为本发明实施例的光刻工艺分配系统的模块示意图。如图1所示，所述光刻工艺分配系统1包括：多个涂胶模块10、多个烘干模块11、多个曝光模块12、多个显影模块13、温度监测模块14、等待监测模块15、光罩转换监测模块16及分配模块17，其中，

涂胶模块10，用以对晶圆执行涂胶工艺；

烘干模块11，用以对晶圆执行烘干工艺；

曝光模块12，用以对晶圆执行曝光工艺；

显影模块13，用以对晶圆执行显影工艺；

温度监测模块14，用以监测烘干模块温度变化所需的时间，并将该结果传输至分配模块；

等待监测模块15，用以监测等待的晶圆已经等待的时间，并将该结果传输至分配模块；

光罩转换监测模块16，用以监测曝光模块更换掩模板所需的时间，并将该结果传输至分配模块；

分配模块17，用以根据烘干模块温度变化所需的时间、等待的晶圆已经等待的时间、更换掩模板所需的时间及各工作模块的状态将等待的晶圆传输至工作模块，所述工作模块包括涂胶模块10、烘干模块11、曝光模块12、显影模块13，所述工作模块的状态包括：工作状态及空闲状态。

相应的，本实施例还提供一种利用上述光刻工艺分配系统的光刻工艺分配方法，请参考图2，其为本发明实施例的光刻工艺分配方法的流程示意图。如图2所示，所述光刻工艺分配方法包括：

S20：分配模块获取各工作模块的状态，所述工作模块包括涂胶模块、烘干模块、曝光模块、显影模块，所述工作模块的状态包括工作状态及空闲状态；

S21：分配模块通过温度监测模块获取烘干模块温度变化所需的时间；

S22：分配模块通过等待监测模块获取等待的晶圆已经等待的时间；

S23：分配模块通过光罩转换监测模块获取曝光模块更换掩模板所需的时间；

S24：分配模块将等待的晶圆传输至工作模块。

具体的，首先分配模块17获取各工作模块的状态，在此，包括多个涂胶模块10、多个烘干模块11、多个曝光模块12及多个显影模块13中每一个工作模块的状态，在此，所述工作模块的状态包括：工作状态及空闲状态，即获取每一工作模块是正在工作还是处于空闲中。

在本实施例中，工作状态的信息包括：当前所进行的工艺以及完成该工艺所需的时间。例如，获知某一烘干模块11的状态是工作状态，则进一步获取该烘干模块11当前正在执行前烘干、后烘干、硬烘干及底部抗反射膜烘干中的何种烘干工艺以及完成该步骤工艺还需要多少时间，例如，还需要1分钟。由此，可准确获知何时起可对该烘干模块11分配等待的晶圆(批次)以及较佳的，分配需要进行何种工艺的等待的晶圆(批次)。例如，当前正在执行前烘干，则较佳的，下一次同样执行前烘干，由此便可避免该烘干模块11进行温度调节。其它模块亦基于相同的考虑。

在本实施例中，空闲状态的信息包括：最近完成的工艺。例如，获知某一烘干模块11的状态是空闲状态，则进一步获取该烘干模块11最后所执行的是前烘干、后烘干、硬烘干及底部抗反射膜烘干中的何种烘干工艺。由此，可尽可能分配需要进行同样工艺的等待的晶圆(批次)，以避免该烘干模块11进行温度调节。其它模块亦基于相同的考虑。

接着，分配模块17通过温度监测模块14获取烘干模块11温度变化所需的时间。具体的，温度监测模块14监测烘干模块11温度变化所需的时间，并将该结果传输至分配模块17，由此，分配模块便可得到烘干模块11温度变化所需的时间。在此，所述温度监测模块14监测烘干模块11温度每变化一度所需的时间。具体的，所述温度监测模块14可以利用温度传感器、计时器等设备获取烘干模块11温度每变化一度所需的时间。

当分配模块17获知了该烘干模块11温度每变化一度所需的时间时，在进行等待的晶圆(批次)分配时，可以将该时间考虑进去。假设分配模块17准备将等待的晶圆(批次)分配给该烘干模块11，同时，该烘干模块11进行温度更换需要10分钟，则在该等待的晶圆(批)执行前一步骤(例如涂胶工艺)还需要10分钟完成时，即可使得该烘干模块11进行温度更换，则该等待的晶圆(批次)便可无缝(无浪费时间)的过渡到该烘干模块11执行烘干工艺。由此，便可提高光刻工艺生产线的生产效率。

在本实施例中，还包括分配模块17通过等待监测模块15获取等待的晶圆已经等待的时间的工艺步骤。通常，当完成某一工艺的晶圆等待的时间过长，将导致该等待的晶圆报废(需要重新执行之前一步/多步工艺步骤)的问题，而这个报废的时间通常是已知的或者可以得到的。则当分配模块17获取了等待的晶圆已经等待的时间时，若该时间已很接近其报废的时间时，分配模块17便可即刻安排该等待的晶圆(批次)执行下一工艺步骤，由此，可避免该等待的晶圆(批次)报废，从而降低生产成本，提高生产效率。

在本实施例中，还包括分配模块17通过光罩转换监测模块16获取曝光模块12更换掩模板所需的时间的工艺步骤。由此，在进行等待的晶圆(批次)分配时，分配模块17便可选取多个曝光模块12中更换掩模板所需的时间最短的一个曝光模块12对该等待的晶圆(批次)执行曝光工艺，由此，便可减少工艺时间的浪费，提高生产效率，降低成本。

最终，分配模块17将等待的晶圆传输至工作模块，由相应的涂胶模块10、烘干模块11、曝光模块12或显影模块13对该晶圆执行相应的工艺步骤即可。

在本实施例提供的光刻工艺分配系统1及分配方法中，不仅通过温度监测模块14精确获取烘干模块温度变化所需的时间，并将其传输给分配模块17，由此，分配模块17在将等待的晶圆传输至工作模块时，便可将该温度变化所需的时间予以考虑，即可以在温度变化所需的时间内安排等待的晶圆进行其他工艺，由此便可提高光刻工艺生产线的生产效率。

还进一步通过等待监测模块15获取等待的晶圆已经等待的时间，避免该等待的晶圆(批次)报废，从而降低生产成本，提高生产效率。

还进一步通过光罩转换监测模块16获取曝光模块12更换掩模板所需的时间由此，分配模块17在将等待的晶圆传输至工作模块时，便可选择最优的曝光模块12，从而降低生产成本，提高生产效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种光刻工艺分配系统，其特征在于，包括：

多个涂胶模块，用以对晶圆执行涂胶工艺；

多个烘干模块，用以对晶圆执行烘干工艺；

多个曝光模块，用以对晶圆执行曝光工艺；

多个显影模块，用以对晶圆执行显影工艺；

温度监测模块，用以监测所述烘干模块温度变化所需的时间，并将该结果传输至一分配模块；

分配模块，用以根据上述各个模块的状态以及所述烘干模块温度变化所需的时间将等待的晶圆传输至上述各个模块。

2.如权利要求1所述的光刻工艺分配系统，其特征在于，所述各个模块的状态包括：工作状态及空闲状态。

3.如权利要求2所述的光刻工艺分配系统，其特征在于，所述工作状态的信息包括：当前所进行的工艺以及完成该工艺所需的时间。

4.如权利要求2所述的光刻工艺分配系统，其特征在于，所述空闲状态的信息包括：最近完成的工艺。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的光刻工艺分配系统，其特征在于，所述温度监测模块监测所述烘干模块温度每变化一度所需的时间。

6.如权利要求1至4中的任一项所述的光刻工艺分配系统，其特征在于，还包括：

等待监测模块，用以监测等待的晶圆已经等待的时间，并将该结果传输至所述分配模块。

7.如权利要求1至4中的任一项所述的光刻工艺分配系统，其特征在于，还包括：

光罩转换监测模块，用以监测所述曝光模块更换掩模板所需的时间，并将该结果传输至所述分配模块。

8.如权利要求1至4中的任一项所述的光刻工艺分配系统，其特征在于，所述烘干模块执行的工艺步骤包括：前烘干、后烘干、硬烘干及底部抗反射膜烘干中的一种或多种。

9.一种使用如权利要求1所述的光刻工艺分配系统执行的光刻工艺分配方法，其特征在于，包括：

分配模块获取涂胶模块、烘干模块、曝光模块及显影模块的状态；

所述分配模块通过温度监测模块获取所述烘干模块温度变化所需的时间；

所述分配模块根据上述各个模块的状态以及所述烘干模块温度变化所需的时间将等待的晶圆传输至所述涂胶模块、烘干模块、曝光模块或者显影模块。

10.如权利要求9所述的光刻工艺分配方法，其特征在于，所述涂胶模块、烘干模块、曝光模块及显影模块的状态分别包括：工作状态及空闲状态。

11.如权利要求9所述的光刻工艺分配方法，其特征在于，在所述分配模块将等待的晶圆传输至所述涂胶模块、烘干模块、曝光模块及显影模块之前，还包括：

所述分配模块通过一等待监测模块获取等待的晶圆已经等待的时间；

所述分配模块通过一光罩转换监测模块获取所述曝光模块更换掩模板所需的时间。

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