CN106707689A - 并行式涂胶显影设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂胶显影设备，具体地说是一种并行式涂胶显影设备。包括隔板及依次连接的片盒站、涂胶工艺站、显影工艺站和接口站，其中隔板依次穿过涂胶工艺站、显影工艺站及接口站，将所述涂胶工艺站、显影工艺站及接口站均分成两部分，所述隔板的两侧分别为可独立完成光刻工艺的通道I和通道II，所述通道I和通道II的末端均与光刻机连接。本发明采用并行式结构，各通道间机器人及工艺单元无相互关联，由于设备左右两侧可以单独完成光刻工艺过程，当某一单元需要维护时，只需暂停一侧设备即可，另一侧设备仍可以正常运行。

Description

并行式涂胶显影设备

技术领域

本发明涉及涂胶显影设备，具体地说是一种并行式涂胶显影设备。

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、光刻机、显影机分别完成对于晶片的光刻胶涂布、光刻、显影工艺。随着半导体晶片加工工艺水平的提升，半导体加工过程把涂胶显影设备与光刻机连接在一起来实现整条的光刻工艺过程。目前，市场上光刻机的价格高出与之相联机的涂胶显影设备的几倍之多，因此，该形式的涂胶显影设备必须要尽量匹配或高于光刻机的产能。然而，涂胶显影设备的产能是由单元工艺瓶颈时间与机器人传输瓶颈时间决定的。在特定的工艺时间下，我们可以通过增加单元数量来减少单元工艺瓶颈时间，而机器人传输瓶颈时间是由机器人的传输速度决定的。因此，该类型匀胶显影设备的产能受到机器人传输速度的制约。对于一种特定产能配置的涂胶显影设备，单元机器人所服务的工艺单元数越多，则对机器人传输速度的要求则越高。同时，尽量减少机台停机检修维护时间也会更地充分利用光刻机，实现产能最大化。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种并行式涂胶显影设备。该设备具有单一机器人服务工艺单元数少，可不停机维护的特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种并行式涂胶显影设备，包括隔板及依次连接的片盒站、涂胶工艺站、显影工艺站和接口站，其中隔板依次穿过涂胶工艺站、显影工艺站及接口站，将所述涂胶工艺站、显影工艺站及接口站均分成两部分，所述隔板的两侧分别为可独立完成光刻工艺的通道I和通道II，所述通道I和通道II的末端均与光刻机连接。

所述片盒站包括卸料机器人、热处理塔I、热处理塔II及多个片盒，其中多个片盒设置于所述片盒站的外侧端、并依次排列，所述热处理塔I和热处理塔II设置于所述片盒站的内侧端、并分别与所述通道I和通道II相对应，所述卸料机器人设置于所述片盒站的中间位置，用于完成片盒站内晶圆传输任务。

所述涂胶工艺站包括涂胶工艺站传输机器人I、涂胶工艺塔I、热处理塔III、涂胶工艺站传输机器人II、涂胶工艺塔II及热处理塔IV，其中涂胶工艺站传输机器人I、涂胶工艺塔I及热处理塔III设置于所述隔板一侧的通道I内，所述涂胶工艺站传输机器人II、涂胶工艺塔II及热处理塔IV设置于所述隔板另一侧的通道II内、并分别与所述涂胶工艺站传输机器人I、涂胶工艺塔I及热处理塔III对称。

所述涂胶工艺塔I和涂胶工艺塔II位于靠近所述片盒站的一侧，所述热处理塔III和热处理塔IV位于靠近所述显影工艺站的另一侧，所述涂胶工艺站传输机器人I和涂胶工艺站传输机器人II位于靠近所述隔板的位置、并分别用于完成各自所在通道内涂胶工艺站的晶圆传输任务。

所述显影工艺站包括显影工艺塔I、显影工艺站传输机器人I、热处理塔V、显影工艺塔II、显影工艺站传输机器人II及热处理塔VI，其中显影工艺塔I、显影工艺站传输机器人I及热处理塔V设置于所述隔板一侧的通道I内，所述显影工艺塔II、显影工艺站传输机器人II及热处理塔VI设置于所述隔板另一侧的通道II内、并分别与所述显影工艺塔I、显影工艺站传输机器人I及热处理塔V对称。

所述显影工艺塔I和显影工艺塔II位于靠近所述涂胶工艺站的一侧，所述热处理塔V和热处理塔VI位于靠近所述接口站的另一侧，所述显影工艺站传输机器人I和显影工艺站传输机器人II位于靠近所述隔板的位置、并分别用于完成各自所在通道内显影工艺站的晶圆传输任务。

所述涂胶工艺塔I、涂胶工艺塔II、显影工艺塔I及显影工艺塔II，均为双层结构，所述涂胶工艺塔I和涂胶工艺塔II的每层可并排搭载两个涂胶模块，所述显影工艺塔I和显影工艺塔II的每层可并排搭载两个显影模块。

所述热处理塔I、热处理塔II、热处理塔III、热处理塔IV、热处理塔V及热处理塔VI均为两侧敞开式的层叠结构，每层设有两个热处理模块；所述热处理塔I和热处理塔II上均配置有精密制冷模块与增粘模块，所述热处理塔III和热处理塔IV上均配置有低温加热模块与精密制冷模块，所述热处理塔V和热处理塔VI上均配置有曝光后加热速冷模块与精密制冷模块。

所述接口站包括接口站传输机器人I、边缘曝光机I、接口站传输机器人II及边缘曝光机II，其中接口站传输机器人I和边缘曝光机I位于所述隔板一侧的通道I内，所述接口站传输机器人II和边缘曝光机II位于所述隔板另一侧的通道II内、并分别与所述接口站传输机器人I和边缘曝光机I对称。

所述接口站传输机器人I和接口站传输机器人II位于靠近所述隔板的位置，所述边缘曝光机I和边缘曝光机II分别位于所述接口站传输机器人I和接口站传输机器人II的外侧，所述接口站传输机器人I和接口站传输机器人II分别用于完成各自所在通道内接口站的晶圆传输任务。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明涂胶显影工艺站内配置双机器人传输，较现有各工艺站内采用单一机器人的传输的涂胶显影设备而言，相同产能前提下，每个机器人服务工艺单元数减少，从而降低了对机器人的传输速度的要求，则机器人传输速度的瓶颈时间可以适应更高产能的设备配置要求。

2.本发明采用并行式结构，各通道间机器人及工艺单元无相互关联，由于设备左右两侧可以单独完成光刻工艺过程，当某一单元需要维护时，只需暂停一侧设备即可，另一侧设备仍可以正常运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中：1为片盒，2为卸料机器人，3为热处理塔I，4为涂胶工艺站传输机器人I，5为涂胶工艺塔I，6为热处理塔III，7为显影工艺塔I，8为显影工艺站传输机器人I，9为热处理塔V，10为接口站传输机器人I，11为边缘曝光机I，12为接口站传输机器人II，13为边缘曝光机II，14为隔板，15为热处理塔VI，16为显影工艺站传输机器人II，17为显影工艺塔II，18为热处理塔IV，19为涂胶工艺塔II，20为涂胶工艺站传输机器人II，21为热处理塔II，A为片盒站，B为涂胶工艺站，C为显影工艺站，D为接口站，E为光刻机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种并行式涂胶显影设备，包括隔板14及依次连接的片盒站A、涂胶工艺站B、显影工艺站C和接口站D，其中隔板14依次穿过涂胶工艺站B、显影工艺站C及接口站D，所述隔板14的两侧分别为可独立完成光刻工艺的通道I和通道II，所述通道I和通道II的末端均与光刻机E连接。

所述片盒站A包括卸料机器人2、热处理塔I 3、热处理塔II 21及多个片盒1，其中多个片盒1设置于所述片盒站A的外侧端、并依次排列，所述热处理塔I 3和热处理塔II 21设置于所述片盒站A的内侧、并分别与所述通道I和通道II相对应，所述热处理塔I 3和热处理塔II 21上均配置有精密制冷模块与增粘模块。所述卸料机器人2设置于所述片盒站A的中间位置，用于完成片盒站A内晶圆传输任务。所述卸料机器人2，简称CSR。

所述涂胶工艺站B包括涂胶工艺站传输机器人I 4、涂胶工艺塔I 5、热处理塔III 6、涂胶工艺站传输机器人II 20、涂胶工艺塔II 19及热处理塔IV 18，其中涂胶工艺站传输机器人I 4、涂胶工艺塔I 5及热处理塔III 6设置于所述隔板14一侧的通道I内，所述涂胶工艺站传输机器人II 20、涂胶工艺塔II 19及热处理塔IV 18设置于所述隔板14另一侧的通道II内、并分别与所述涂胶工艺站传输机器人I 4、涂胶工艺塔I 5及热处理塔III 6对称。

所述涂胶工艺塔I 5和涂胶工艺塔II 19位于靠近所述片盒站A的一侧，所述涂胶工艺塔I 5和涂胶工艺塔II 19均为双层结构，每层可并排搭载两个涂胶模块。所述热处理塔III 6和热处理塔IV 18位于靠近所述显影工艺站C的另一侧，所述热处理塔III 6和热处理塔IV 18上均配置有低温加热模块与精密制冷模块。所述涂胶工艺站传输机器人I 4和涂胶工艺站传输机器人II 20位于靠近所述隔板14的位置、并分别用于完成各自所在通道内涂胶工艺站B的晶圆传输任务。所述涂胶工艺站传输机器人I 4，简称CR1；涂胶工艺站传输机器人II 20，简称CR2。

所述热处理塔I 3和热处理塔II 21设计为左右通透形式，即卸料机器人2和涂胶工艺站传输机器人I 4都可以取放热处理塔中晶片。所述涂胶工艺塔I5可放置四个涂胶单元，该四个涂胶单元的晶圆传输由CR1负责；所述涂胶工艺塔II 19可放置四个涂胶单元，该四个涂胶单元的晶圆传输由CR2负责。

所述显影工艺站C包括显影工艺塔I 7、显影工艺站传输机器人I 8、热处理塔V 9、显影工艺塔II 17、显影工艺站传输机器人II 16及热处理塔VI 15，其中显影工艺塔I 7、显影工艺站传输机器人I 8及热处理塔V 9设置于所述隔板14一侧的通道I内，所述显影工艺塔II 17、显影工艺站传输机器人II 16及热处理塔VI 15设置于所述隔板14另一侧的通道II内、并分别与所述显影工艺塔I 7、显影工艺站传输机器人I 8及热处理塔V 9对称。

所述显影工艺塔I 7和显影工艺塔II 17位于靠近所述涂胶工艺站B的一侧，所述显影工艺塔I 7及显影工艺塔II 17均为双层结构，每层可并排搭载两个显影模块。所述热处理塔V 9和热处理塔VI 15位于靠近所述接口站D的另一侧，所述热处理塔V 9和热处理塔VI 15上均配置有曝光后加热速冷模块与精密制冷模块。所述显影工艺站传输机器人I 8和显影工艺站传输机器人II16位于靠近所述隔板14的位置、并分别用于完成各自所在通道内显影工艺站C的晶圆传输任务。所述显影工艺站传输机器人I 8，简称DR1；显影工艺站传输机器人II 16，简称DR2。

所述显影工艺塔I 7可放置四个显影单元，该四个显影单元的晶圆传输由DR1负责；所述显影工艺塔II 17可放置四个显影单元，该四个显影单元的晶圆传输由DR2负责。

所述热处理塔I 3、热处理塔II 21、热处理塔III 6、热处理塔IV 18、热处理塔V 9及热处理塔VI 15均为两侧通透形式的层叠结构，每层设有两个热处理模块，以满足高产能设备对工艺单元数量的要求。每个热处理塔两侧机器人都可取放热处理塔中的晶片。即所述热处理塔III 6与热处理塔IV 18也设计为左右通透形式，即同侧涂胶工艺站传输机器人I 4与显影工艺站传输机器人I 8都可以取放同侧热处理塔中晶片。

所述接口站D包括接口站传输机器人I 10、边缘曝光机I 11、接口站传输机器人II 12及边缘曝光机II 13，其中接口站传输机器人I 10和边缘曝光机I 11位于所述隔板14一侧的通道I内，所述接口站传输机器人II 12和边缘曝光机II 13位于所述隔板14另一侧的通道II内、并分别与所述接口站传输机器人I 10和边缘曝光机I 11对称。所述边缘曝光机I 11，简称WEE1；1边缘曝光机II 13，简称WEE2。

所述接口站传输机器人I 10和接口站传输机器人II 12位于靠近所述隔板14的位置，所述边缘曝光机I 11和边缘曝光机II 13分别位于所述接口站传输机器人I 10和接口站传输机器人II 12的外侧，所述接口站传输机器人I 10和接口站传输机器人II 12分别用于完成各自所在通道内接口站D的晶圆传输任务。所述接口站传输机器人I 10，简称IFR1；接口站传输机器人II 12，简称IFR2。所述接口站传输机器人I 10，负责晶在片热处理塔V 9、WEE1及光刻机E间的传输工作；所述接口站传输机器人II 12，负责晶片在热处理塔VI 15、WEE2及光刻机E间的传输工作。

由于本发明为对称结构，所以仅介绍设备其中一侧通道I的工作流程：

所述片盒1由天车运输至片盒站A处，由卸料机器人2把晶片从片盒1中取出，放入热处理塔I 3上的增粘模块中；进行完增粘工艺后，由涂胶工艺站传输机器人4将晶片从增粘模块中取出，放入热处理塔I 3上的精密制冷模块中；待晶片冷却到23℃后，由涂胶工艺站传输机器人4将晶片从精密制冷模块中取出，放入涂胶工艺塔I 5上的涂胶单元中；待晶圆获得均匀涂覆光刻胶膜后，由涂胶工艺站传输机器人4将晶圆从涂胶单元中取出，放入热处理塔III 6上的低温加热模块中；加热后由显影工艺站传输机器人8将晶片从低温加热模块中取出，放入热处理塔V 9上的精密制冷模块中；待晶片冷却到23℃后，由接口站传输机器人10将晶片从精密制冷模块中取出放入边缘曝光机中I 11进行边缘曝光；曝光后由接口站传输机器人10将晶片从边缘曝光机I11中取出，送入光刻机E中；完成光刻工艺后，由接口站传输机器人10将晶片从光刻机E放入热处理塔V 9上的曝光后加热速冷模块；随后由显影工艺站传输机器人8将晶片从曝光后加热速冷模块中取出，放入热处理塔III 6上的精密制冷模块；待晶片冷却到23℃后，由显影工艺站传输机器人8将晶片从精密制冷模块放入显影工艺塔I 7上的显影单元内；待晶圆完成曝光后光刻胶图形显影后，由显影工艺站传输机器人8将晶片从显影单元取出，放入热处理塔III 6上的低温加热模块中；加热后由涂胶工艺站传输机器人4将晶片从低温加热模块中取出，放入热处理塔I 3上的精密制冷模块；待晶片冷却到23℃后，由卸料机器人2将晶片从精密制冷模块传递回片盒1内，完成全部光刻工艺的加工过程。

设备另一侧通道II完成上述相同的加工流程。本发明在集成电路制造光刻工艺制程中，可以在晶片表面形成均布光刻胶以及光刻工艺后对晶片上光刻胶图形进行显影工艺。本发明左右侧由隔板14隔开，左右侧配置完全一致。与光刻机联机后，单一一侧设备可以独立完成完整的晶圆光刻工艺过程。

Claims (10)

1.一种并行式涂胶显影设备，其特征在于，包括隔板(14)及依次连接的片盒站(A)、涂胶工艺站(B)、显影工艺站(C)和接口站(D)，其中隔板(14)依次穿过涂胶工艺站(B)、显影工艺站(C)及接口站(D)，将所述涂胶工艺站(B)、显影工艺站(C)及接口站(D)均分成两部分，所述隔板(14)的两侧分别为可独立完成光刻工艺的通道I和通道II，所述通道I和通道II的末端均与光刻机(E)连接。

2.按权利要求1所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述片盒站(A)包括卸料机器人(2)、热处理塔I(3)、热处理塔II(21)及多个片盒(1)，其中多个片盒(1)设置于所述片盒站(A)的外侧端、并依次排列，所述热处理塔I(3)和热处理塔II(21)设置于所述片盒站(A)的内侧端、并分别与所述通道I和通道II相对应，所述卸料机器人(2)设置于所述片盒站(A)的中间位置，用于完成片盒站(A)内晶圆传输任务。

3.按权利要求2所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述涂胶工艺站(B)包括涂胶工艺站传输机器人I(4)、涂胶工艺塔I(5)、热处理塔III(6)、涂胶工艺站传输机器人II(20)、涂胶工艺塔II(19)及热处理塔IV(18)，其中涂胶工艺站传输机器人I(4)、涂胶工艺塔I(5)及热处理塔III(6)设置于所述隔板(14)一侧的通道I内，所述涂胶工艺站传输机器人II(20)、涂胶工艺塔II(19)及热处理塔IV(18)设置于所述隔板(14)另一侧的通道II内、并分别与所述涂胶工艺站传输机器人I(4)、涂胶工艺塔I(5)及热处理塔III(6)对称。

4.按权利要求3所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述涂胶工艺塔I(5)和涂胶工艺塔II(19)位于靠近所述片盒站(A)的一侧，所述热处理塔III(6)和热处理塔IV(18)位于靠近所述显影工艺站(C)的另一侧，所述涂胶工艺站传输机器人I(4)和涂胶工艺站传输机器人II(20)位于靠近所述隔板(14)的位置、并分别用于完成各自所在通道内涂胶工艺站(B)的晶圆传输任务。

5.按权利要求3所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述显影工艺站(C)包括显影工艺塔I(7)、显影工艺站传输机器人I(8)、热处理塔V(9)、显影工艺塔II(17)、显影工艺站传输机器人II(16)及热处理塔VI(15)，其中显影工艺塔I(7)、显影工艺站传输机器人I(8)及热处理塔V(9)设置于所述隔板(14)一侧的通道I内，所述显影工艺塔II(17)、显影工艺站传输机器人II(16)及热处理塔VI(15)设置于所述隔板(14)另一侧的通道II内、并分别与所述显影工艺塔I(7)、显影工艺站传输机器人I(8)及热处理塔V(9)对称。

6.按权利要求5所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述显影工艺塔I(7)和显影工艺塔II(17)位于靠近所述涂胶工艺站(B)的一侧，所述热处理塔V(9)和热处理塔VI(15)位于靠近所述接口站(D)的另一侧，所述显影工艺站传输机器人I(8)和显影工艺站传输机器人II(16)位于靠近所述隔板(14)的位置、并分别用于完成各自所在通道内显影工艺站(C)的晶圆传输任务。

7.按权利要求5所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述涂胶工艺塔I(5)、涂胶工艺塔II(19)、显影工艺塔I(7)及显影工艺塔II(17)，均为双层结构，所述涂胶工艺塔I(5)和涂胶工艺塔II(19)的每层可并排搭载两个涂胶模块，所述显影工艺塔I(7)和显影工艺塔II(17)的每层可并排搭载两个显影模块。

8.按权利要求5所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述热处理塔I(3)、热处理塔II(21)、热处理塔III(6)、热处理塔IV(18)、热处理塔V(9)及热处理塔VI(15)均为两侧敞开式的层叠结构，每层设有两个热处理模块；所述热处理塔I(3)和热处理塔II(21)上均配置有精密制冷模块与增粘模块，所述热处理塔III(6)和热处理塔IV(18)上均配置有低温加热模块与精密制冷模块，所述热处理塔V(9)和热处理塔VI(15)上均配置有曝光后加热速冷模块与精密制冷模块。

9.按权利要求1-8任一项所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述接口站(D)包括接口站传输机器人I(10)、边缘曝光机I(11)、接口站传输机器人II(12)及边缘曝光机II(13)，其中接口站传输机器人I(10)和边缘曝光机I(11)位于所述隔板(14)一侧的通道I内，所述接口站传输机器人II(12)和边缘曝光机II(13)位于所述隔板(14)另一侧的通道II内、并分别与所述接口站传输机器人I(10)和边缘曝光机I(11)对称。

10.按权利要求9所述的并行式涂胶显影设备，其特征在于，所述接口站传输机器人I(10)和接口站传输机器人II(12)位于靠近所述隔板(14)的位置，所述边缘曝光机I(11)和边缘曝光机II(13)分别位于所述接口站传输机器人I(10)和接口站传输机器人II(12)的外侧，所述接口站传输机器人I(10)和接口站传输机器人II(12)分别用于完成各自所在通道内接口站(D)的晶圆传输任务。