CN106610568A - 一种涂胶显影工艺模块及该模块内环境参数的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体技术领域，具体的说是一种涂胶显影工艺模块及该模块内环境参数的控制方法。包括涂胶显影工艺模块箱体、离心涂胶显影工艺腔体，其中涂胶显影工艺模块箱体为封闭式，其内部设有离心涂胶显影工艺腔体，涂胶显影工艺模块箱体的顶部设有与供风系统连接的大截面气流导入口，底部设有多个与排风系统连接的离心腔体周边小截面气流导出口和离心腔体小截面气流导出口，涂胶显影工艺模块箱体内的气流呈现由上向下的流动状态，导入气流的流速、颗粒度、氨含量及温度和湿度参数均可控。本发明保障大规模集成电路生产线上涂胶显影机的高工艺性能指标的实现。

Description

一种涂胶显影工艺模块及该模块内环境参数的控制方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体的说是一种涂胶显影工艺模块及该模块内环境参数的控制方法。

背景技术

目前，大规模集成电路生产线上，涂胶显影机的工艺性能指标较高，要实现高工艺性能的技术指标，需要多方面控制各种技术参数，其中工艺模块内环境参数的控制是一个重要的方法。

涂胶显影工艺模块内环境参数主要包括内环境的气流温度、湿度，内环境的气流结构、速度，内环境的气流中颗粒度指标及氨含量指标等。

大规模集成电路生产线上的涂胶显影机是针对KrF及ArF光刻胶进行离心涂覆及显影工艺的实施，KrF及ArF光刻胶对于周围环境的温度、湿度极为敏感，风流会对光刻胶离心成型产生影响，颗粒度影响胶膜电路的合格率，氨含量影响胶膜电路的成型质量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种涂胶显影工艺模块及该模块内环境参数的控制方法。该控制方法保障大规模集成电路生产线上涂胶显影机的高工艺性能指标的实现。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种涂胶显影工艺模块，包括涂胶显影工艺模块箱体、离心涂胶显影工艺腔体、供风系统及排风系统，其中涂胶显影工艺模块箱体为封闭式结构，其内部设有所述离心涂胶显影工艺腔体，所述涂胶显影工艺模块箱体的顶部设有大截面气流导入口，底部设有多个离心腔体周边小截面气流导出口，所述离心涂胶显影工艺腔体的底部设有多个离心腔体小截面气流导出口，所述大截面气流导入口与供风系统连接，所述离心腔体周边小截面气流导出口和离心腔体小截面气流导出口均与排风系统连接，所述涂胶显影工艺模块箱体内的气流呈现由上向下的流动状态。

所述大截面气流导入口处设有颗粒过滤网，所述颗粒过滤网的下方设有位于所述涂胶显影工艺模块箱体内的温湿度检测元件，所述温湿度检测元件与所述供风系统电连接。

所述供风系统包括温湿度风供应装置、气流导入管道及化学品过滤网，其中温湿度风供应装置通过气流导入管道与所述大截面气流导入口连接，所述所述温湿度风供应装置与所述温湿度检测元件电连接，所述温湿度风供应装置的供风口处设有化学品过滤网。

所述排风系统包括吸抽风装置、吸抽风管道开关阀门、离心腔体内气流导出管道及离心腔体周边气流导出管道，其中吸抽风装置通过离心腔体内气流导出管道和离心腔体周边气流导出管道分别与所述离心腔体小截面气流导出口和所述离心腔体周边小截面气流导出口连接，所述离心腔体内气流导出管道和离心腔体周边气流导出管道上均设有吸抽风管道开关阀门。

所述离心腔体内气流导出管道和离心腔体周边气流导出管道上均设有气流节流调整装置。

一种涂胶显影工艺模块内环境参数的控制方法，封闭的涂胶显影工艺模块箱体的顶部设有大截面气流导入口，底部设有多个离心腔体周边小截面气流导出口和多个离心腔体小截面气流导出口，流进涂胶显影工艺模块箱体内的气流流量大于流出涂胶显影工艺模块箱体的气流流量，气流呈现由上向下的流动状态，通过控制导入气流的流速、颗粒度、氨含量及温度和湿度参数，实现涂胶显影工艺的性能指标。

所述涂胶显影工艺模块箱体上部的大截面气流导入口下方设有温湿度检测元件，所述温湿度检测元件与供风系统的控制模块形成闭环控制，实现气流的温度和湿度参数的闭环控制。

所述涂胶显影工艺模块箱体内导入气流的流速控制通过调整供风系统的供风流量来实现，导入气流的颗粒度控制通过调整大截面气流导入口处的颗粒过滤网的网孔尺寸规格来实现，导入气流的氨含量控制通过调整温湿度风供应装置内化学品过滤网的吸收氨材料成分来实现。

所述离心腔体内气流导出管道和离心腔体周边气流导出管道上均设有吸抽风管道开关阀门和气流节流调整装置，所述吸抽风管道开关阀门用于导出气流的时序控制，所述气流节流调整装置用于导出气流的流量控制。

所述涂胶显影工艺模块箱体内的气流压力大于外界气流压力，使得外界环境气流不能侵入涂胶显影工艺模块箱体内。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.本发明在进行KrF及ArF光刻胶的离心涂覆及显影工艺的实施时，对于影响工艺性能指标的工艺模块内环境参数进行有效控制，就可以大大提高产品的良率。

2.本发明的工艺模块内环境参数的控制方法，可以同时施用于多个工艺模块，对于一个机台多个工艺模块来讲，可以提高各个模块受内环境参数影响的工艺性能一致性，从而提高机台的性能技术指标。

附图说明

图1是本发明涂胶显影工艺模块的结构示意图；

图2是本发明涂胶显影工艺模块内环境参数的控制示意图。

其中，1为涂胶显影工艺模块箱体，2为离心涂胶显影工艺腔体，3为待涂胶显影的晶圆，4为温湿度检测元件，5为颗粒过滤网，6为大截面气流导入口，7为气流导入管道，8为化学品过滤网，9为温湿度风供应装置，10为吸抽风装置，11为吸抽风管道开关阀门，12为离心腔体周边小截面气流导出口，13为离心腔体小截面气流导出口，14为离心腔体内气流导出管道，15为离心腔体周边气流导出管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提供的一种涂胶显影工艺模块，包括涂胶显影工艺模块箱体1、离心涂胶显影工艺腔体2、供风系统及排风系统，其中涂胶显影工艺模块箱体1为封闭式结构，保证该封闭结构箱体内流动的气流压力略大于外界气流压力，这样就使得外界环境气流不能侵入箱体内，允许有较小部分气流从箱体的缝隙中泄漏。所述涂胶显影工艺模块箱体1的内部设有所述离心涂胶显影工艺腔体2，所述涂胶显影工艺模块箱体1的顶部设有大截面气流导入口6，底部设有多个离心腔体周边小截面气流导出口12，所述离心涂胶显影工艺腔体2的底部设有多个离心腔体小截面气流导出口13，所述大截面气流导入口6与供风系统连接，所述离心腔体周边小截面气流导出口12和离心腔体小截面气流导出口13均与排风系统连接。封闭的涂胶显影工艺模块箱体1内环境气流结构是下压式分布，导入气流的温度、湿度、流速、颗粒度及氨含量是可控的，导出气流的流量和开关时序参数是可程控的。

所述大截面气流导入口6处设有颗粒过滤网5，所述颗粒过滤网5的下方设有位于所述涂胶显影工艺模块箱体1内的温湿度检测元件4，所述温湿度检测元件4与所述供风系统电连接。

所述供风系统包括温湿度风供应装置9、气流导入管道7及化学品过滤网8，其中温湿度风供应装置9通过气流导入管道7与所述大截面气流导入口6连接，所述所述温湿度风供应装置9与所述温湿度检测元件4电连接。所述温湿度风供应装置9的供风口处设有化学品过滤网8。

所述排风系统包括吸抽风装置10、吸抽风管道开关阀门11、离心腔体内气流导出管道14及离心腔体周边气流导出管道15，其中吸抽风装置10通过离心腔体内气流导出管道14和离心腔体周边气流导出管道15分别与所述离心腔体小截面气流导出口13和所述离心腔体周边小截面气流导出口12连接，所述离心腔体内气流导出管道14和离心腔体周边气流导出管道15上均设有吸抽风管道开关阀门11及气流节流调整装置。

所述供风系统和排风系统共同作用形成封闭箱体内环境气流结构：所述温湿度风供应装置9将预制的风流经过气流导入管道7在涂胶显影工艺模块箱体1上部的大截面气流导入口6以一个大截面形式下压流进箱体内；所述吸抽风装置10通过离心腔体内气流导出管道14、离心腔体周边气流导出管道15及吸抽风管道开关阀门11将工艺腔体及其周边的气流从模块箱体的下部以多个小截面形式吸抽流出箱体。流进箱体的气流流量大于流出箱体的气流流量，这样就形成了箱体内正压状态，气流呈现由上向下的流动状态。

本发明提供的涂胶显影工艺模块，其工作原理是：

如图2所示，所述涂胶显影工艺模块箱体1内环境气流结构下压式分布的，气流在模块箱体的上部以一个大截面形式下压流进箱体，气流从模块箱体的下部以多个小截面形式吸抽流出箱体。导入涂胶显影工艺模块箱体1内气流的温度和湿度参数按照闭环控制逻辑实施精确调整，导入气流的流速、颗粒度及氨含量是通过调整功能性硬件实现的；导出气流的流量和开关时序参数是通过可编程序控制相关硬件装置实现的，即模块箱体下部的吸抽气流出口处有气流开关和气流节流装置，该装置是在可编程序控制下进行动作，实现流出气流的流量控制以及何时流出气流的时序控制。

一种涂胶显影工艺模块内环境参数的控制方法，封闭的涂胶显影工艺模块箱体1的顶部设有大截面气流导入口6，底部设有多个离心腔体周边小截面气流导出口12和多个离心腔体小截面气流导出口13，由所述大截面气流导入口6流进涂胶显影工艺模块箱体1内的气流流量大于流出涂胶显影工艺模块箱体1的气流流量，气流呈现由上向下的流动状态。导入气流的相关参数包括温度、湿度、流速、颗粒度及氨含量等技术指标。通过控制导入气流的流速、颗粒度、氨含量及温度和湿度参数，实现涂胶显影工艺的性能指标。

所述涂胶显影工艺模块箱体1上部的大截面气流导入口6处有温湿度检测元件4，所述温湿度检测元件4与供风系统的控制模块形成闭环控制，实现气流的温度和湿度参数的闭环控制。

所述涂胶显影工艺模块箱体1内导入气流的流速控制通过供风系统的控制模块调整供风流量来实现，导入气流的颗粒度控制通过调整大截面气流导入口6处的颗粒过滤网5的网孔尺寸规格来实现，导入气流的氨含量控制通过调整温湿度风供应装置9内化学品过滤网8的吸收氨材料成分来实现，例如化学品过滤网8采用硼酸类材料。

导出气流的相关参数是可控的：

所述涂胶显影工艺模块箱体1内导出气流的流量大小参数需要控制，何时开关吸抽风管道开关阀门11需要控制。所述离心腔体内气流导出管道14和离心腔体周边气流导出管道15上均设有吸抽风管道开关阀门11和气流节流调整装置，所述吸抽风管道开关阀门11用于导出气流的时序控制，所述气流节流调整装置用于导出气流的流量控制，在可编程序控制下进行相关动作完成作业。

本发明的工艺模块内环境参数的控制方法，可以同时施用于多个工艺模块，对于一个机台多个工艺模块来讲，可以提高各个模块受内环境参数影响的工艺性能一致性，从而提高机台的性能技术指标。

本发明的方法可以有效提高大型机台内各个工艺模块受内环境参数影响的工艺性能一致性，提高机台的技术性能，提高产品的良率。

Claims (10)

1.一种涂胶显影工艺模块，其特征在于，包括涂胶显影工艺模块箱体(1)、离心涂胶显影工艺腔体(2)、供风系统及排风系统，其中涂胶显影工艺模块箱体(1)为封闭式结构，其内部设有所述离心涂胶显影工艺腔体(2)，所述涂胶显影工艺模块箱体(1)的顶部设有大截面气流导入口(6)，底部设有多个离心腔体周边小截面气流导出口(12)，所述离心涂胶显影工艺腔体(2)的底部设有多个离心腔体小截面气流导出口(13)，所述大截面气流导入口(6)与供风系统连接，所述离心腔体周边小截面气流导出口(12)和离心腔体小截面气流导出口(13)均与排风系统连接，所述涂胶显影工艺模块箱体(1)内的气流呈现由上向下的流动状态。

2.根据权利要求1所述的涂胶显影工艺模块，其特征在于，所述大截面气流导入口(6)处设有颗粒过滤网(5)，所述颗粒过滤网(5)的下方设有位于所述涂胶显影工艺模块箱体(1)内的温湿度检测元件(4)，所述温湿度检测元件(4)与所述供风系统电连接。

3.根据权利要求2所述的涂胶显影工艺模块，其特征在于，所述供风系统包括温湿度风供应装置(9)、气流导入管道(7)及化学品过滤网(8)，其中温湿度风供应装置(9)通过气流导入管道(7)与所述大截面气流导入口(6)连接，所述所述温湿度风供应装置(9)与所述温湿度检测元件(4)电连接，所述温湿度风供应装置(9)的供风口处设有化学品过滤网(8)。

4.根据权利要求2所述的涂胶显影工艺模块，其特征在于，所述排风系统包括吸抽风装置(10)、吸抽风管道开关阀门(11)、离心腔体内气流导出管道(14)及离心腔体周边气流导出管道(15)，其中吸抽风装置(10)通过离心腔体内气流导出管道(14)和离心腔体周边气流导出管道(15)分别与所述离心腔体小截面气流导出口(13)和所述离心腔体周边小截面气流导出口(12)连接，所述离心腔体内气流导出管道(14)和离心腔体周边气流导出管道(15)上均设有吸抽风管道开关阀门(11)。

5.根据权利要求4所述的涂胶显影工艺模块，其特征在于，所述离心腔体内气流导出管道(14)和离心腔体周边气流导出管道(15)上均设有气流节流调整装置。

6.一种涂胶显影工艺模块内环境参数的控制方法，其特征在于，封闭的涂胶显影工艺模块箱体(1)的顶部设有大截面气流导入口(6)，底部设有多个离心腔体周边小截面气流导出口(12)和多个离心腔体小截面气流导出口(13)，流进涂胶显影工艺模块箱体(1)内的气流流量大于流出涂胶显影工艺模块箱体(1)的气流流量，气流呈现由上向下的流动状态，通过控制导入气流的流速、颗粒度、氨含量及温度和湿度参数，实现涂胶显影工艺的性能指标。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂胶显影工艺模块箱体(1)上部的大截面气流导入口(6)下方设有温湿度检测元件(4)，所述温湿度检测元件(4)与供风系统的控制模块形成闭环控制，实现气流的温度和湿度参数的闭环控制。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂胶显影工艺模块箱体(1)内导入气流的流速控制通过调整供风系统的供风流量来实现，导入气流的颗粒度控制通过调整大截面气流导入口(6)处的颗粒过滤网(5)的网孔尺寸规格来实现，导入气流的氨含量控制通过调整温湿度风供应装置(9)内化学品过滤网(8)的吸收氨材料成分来实现。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述离心腔体内气流导出管道(14)和离心腔体周边气流导出管道(15)上均设有吸抽风管道开关阀门(11)和气流节流调整装置，所述吸抽风管道开关阀门(11)用于导出气流的时序控制，所述气流节流调整装置用于导出气流的流量控制。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂胶显影工艺模块箱体(1)内的气流压力大于外界气流压力，使得外界环境气流不能侵入涂胶显影工艺模块箱体(1)内。