CN108630584A - 涂胶显影机的加热装置和方法 - Google Patents

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赵弘文
杨然富
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Abstract

本发明公开了一种涂胶显影机的加热装置，加热装置由热板、顶针和步进马达组合而成；热板上设置有和顶针配套的穿孔；顶针穿过穿孔进行上下移动；步进马达控制顶针的移动且控制顶针的顶部位于热板上的位置；晶圆在加热时放置在顶针的顶部，热板提供加热源，从热板的表面往上的空间范围内温度逐渐降低且温度和空间位置相对应，通过步进马达控制顶针顶部的位置来设定晶圆所处的空间位置并进而设置晶圆的工艺温度。本发明还公开了一种涂胶显影机的加热方法。本发明能在同一工艺腔内实现多温度处理，能提高工艺腔的使用率、生产速率并降低生产成本和降低设备成本。

Description

涂胶显影机的加热装置和方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种涂胶显影机(Track)的加热装置。本发明还涉及一种涂胶显影机的加热方法。
背景技术
现有技术中，晶圆(Wafer)进入到Track的机台中加热时，加热位置都是贴在热板上，透过热传导的方式对晶圆进行加热，每个热板同时只有一个加热温度。若遇到温度改变也即晶圆需要经过不同的工艺温度的处理时，就会需要时间来做温度的切换，如果遇到温度落差比较大的时候，升降温的过程中晶圆将会停止传送，这会严重的影响到生产速率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种涂胶显影机的加热装置，能实现多温度处理，提高生产速率并降低生产成本和降低设备成本。为此，本发明还提供一种涂胶显影机的加热方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的涂胶显影机的加热装置由热板、顶针和步进马达组合而成。
所述热板上设置有和所述顶针配套的穿孔。
所述顶针穿过所述穿孔进行上下移动。
所述步进马达控制所述顶针的移动且控制所述顶针的顶部位于所述热板上的位置。
晶圆在加热时放置在所述顶针的顶部，所述热板提供加热源，从所述热板的表面往上的空间范围内在抽气气流的作用下温度逐渐降低，通过所述步进马达控制所述顶针顶部的位置来设定所述晶圆所处的空间位置并进而设置所述晶圆的工艺温度。
进一步的改进是，所述顶针的根数为至少3根。
进一步的改进是，所述晶圆的工艺温度包括多个。
进一步的改进是，所述热板的表面的温度最高，所述晶圆的工艺温度小于等于所述热板的表面温度。
进一步的改进是，所述晶圆位于所述热板表面时，所述热板通过热传导方式、对流和辐射的方式对所述晶圆加热。
进一步的改进是，所述晶圆位于所述热板表面上方对应的空间位置时，所述热板通过辐射或对流方式对所述晶圆加热。
进一步的改进是，所述晶圆的材料为硅或砷化镓。
进一步的改进是，所述加热装置对涂布在所述晶圆表面的旋涂材料进行加热。
为解决上述技术问题，本发明提供的涂胶显影机的加热方法包括如下步骤：
步骤一、进行加热装置的设置，将所述加热装置设置为由热板、顶针和步进马达组合而成的结构。
所述热板上设置有和所述顶针配套的穿孔。
所述顶针穿过所述穿孔进行上下移动。
所述步进马达控制所述顶针的移动且控制所述顶针的顶部位于所述热板上的位置。
步骤二、将晶圆放置到所述顶针的顶部，对所述热板提供加热源，从所述热板的表面往上的空间范围内在抽气气流的作用下温度逐渐降低，通过所述步进马达控制所述顶针顶部的位置来设定所述晶圆所处的空间位置并进而设置所述晶圆的工艺温度。
进一步的改进是，所述顶针的根数为至少3根。
进一步的改进是，所述晶圆的工艺温度包括多个。
进一步的改进是，所述热板的表面的温度最高，所述晶圆的工艺温度小于等于所述热板的表面温度。
进一步的改进是，所述晶圆位于所述热板表面时，所述热板通过热传导方式、对流和辐射的方式对所述晶圆加热。
进一步的改进是，所述晶圆位于所述热板表面上方对应的空间位置时，所述热板通过辐射或对流方式对所述晶圆加热。
进一步的改进是，所述加热装置对涂布在所述晶圆表面的旋涂材料进行加热。
本发明对涂胶显影机的加热装置进行了特别的设置，主要是将加热装置设置为由热板、顶针和步进马达组合而成的结构，这样加热装置的结构不再是由热板这一固定的装置确定，而是结合了顶针和步进马达，热板仅是用于提供热源，晶圆在工艺过程中能直接放置的顶针的顶部，而步进马达则能通过控制顶针的上下移动实现对晶圆的工艺位置即空间位置进行调整，由于从所述热板的表面往上的空间范围内温度会在抽气系统产生的抽气气流的作用下逐渐降低，这样通过调整晶圆的空间位置就能实现对晶圆的工艺温度的调整，所以本发明的对晶圆工艺的调整仅需对晶圆的空间位置的调节即可实现，由于从热板的表面往上的空间范围内具有多个温度，所以本发明能实现多温度处理；在进行多温度处理时，本发明不需要对热板进行升降温，故本发明能提高生产速率并降低生产成本；另外，通常一个工艺腔(chamber)中只设置一个热板，由于本发明在一个工艺腔中就能实现多个温度处理，故能避免采用多个工艺腔来实现多个温度的处理，故本发明能减少涂胶显影机的工艺腔的数目，从而能降低设备成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例涂胶显影机的加热装置的结构图。
具体实施方式
现有技术中，涂胶显影机的加热装置直接由热板组成，晶圆传输到涂胶显影机之后，首先放置在移动到上死点的顶针上，之后顶针移动到下死点将晶圆放置在热板上。顶针的移动通过空气气缸(Air Cylinder)进行控制，只有两个位置，分别为上下死点。热板是通过加热器进行加热，在热板表面只有一个温度，故现有技术中，一个工艺腔只能提供一个晶圆的工艺温度，当需要对晶圆进行多温度处理时，则需要将热板进行升降温处理或者采用多个不同温度的工艺腔进行处理，对热板进行升降温处理会增加工艺时间从而降低工艺效率；而采用多个工艺腔进行处理则会增加设备成本。
如图1所示，是本发明实施例涂胶显影机的加热装置的结构图，本发明实施例涂胶显影机的加热装置由热板1、顶针4和步进马达组合而成。
本发明实施例中，所述顶针4的根数为3根。其它实施例中，所述顶针4的根数也能为大于3根。
所述热板1上设置有和所述顶针4配套的穿孔。
所述顶针4穿过所述穿孔进行上下移动。
所述步进马达控制所述顶针4的移动且控制所述顶针4的顶部位于所述热板1上的位置。
晶圆5在加热时放置在所述顶针4的顶部，所述热板1提供加热源，从所述热板1的表面往上的空间范围内在抽气气流的作用下温度逐渐降低，通过所述步进马达控制所述顶针4顶部的位置来设定所述晶圆5所处的空间位置并进而设置所述晶圆5的工艺温度。
所述晶圆5的工艺温度包括多个。所述热板1的表面的温度最高，所述晶圆5的工艺温度小于等于所述热板1的表面温度。
所述晶圆5位于所述热板1表面时，所述热板1通过热传导方式、对流和辐射的方式对所述晶圆5加热。所述晶圆5位于所述热板1表面上方对应的空间位置时，所述热板1通过辐射或对流方式对所述晶圆5加热。
所述晶圆5的材料为硅。在其它实施例中，所述晶圆5的材料也能为砷化镓。
所述加热装置对涂布在所述晶圆5表面的旋涂材料进行加热。旋涂材料能为任何能旋涂在所述晶圆5表面的材料，本发明实施例中，旋涂材料为光刻胶或BARC。
图1中，所述热板1的底部设置有加热器2，通过加热器2对所述热板1加热。在所述热板1上还设置有和所述晶圆5的边缘相配套的并用于放置所述晶圆5的导轨31。
所述热板1位于一个工艺腔中，在工艺腔的顶部具有顶部结构7，在所述顶部结构7的顶部设置有排风管(EXH)8。
所述晶圆5通过传输装置6传递到所述工艺腔的所述顶针4上。所述传输装置6一般为机械手装置，在所述传输装置6的表面上设置有和所述晶圆5的边缘相配套的并用于放置所述晶圆5的导轨32。
本发明实施例对涂胶显影机的加热装置进行了特别的设置，主要是将加热装置设置为由热板1、顶针4和步进马达组合而成的结构，这样加热装置的结构不再是由热板1这一固定的装置确定，而是结合了顶针4和步进马达，热板1仅是用于提供热源，晶圆5在工艺过程中能直接放置的顶针4的顶部，而步进马达则能通过控制顶针4的上下移动实现对晶圆5的工艺位置即空间位置进行调整，由于从热板1的表面往上的空间范围内温度会逐渐降低且温度和空间位置相对应，这样通过调整晶圆5的空间位置就能实现对晶圆5的工艺温度的调整，所以本发明实施例的对晶圆5工艺的调整仅需对晶圆5的空间位置的调节即可实现，由于从热板1的表面往上的空间范围内具有多个温度，所以本发明实施例能实现多温度处理；在进行多温度处理时，本发明实施例不需要对热板1进行升降温，故本发明实施例能提高生产速率并降低生产成本；另外，通常一个工艺腔(chamber)中只设置一个热板1，由于本发明实施例在一个工艺腔中就能实现多个温度处理，故能避免采用多个工艺腔来实现多个温度的处理，故本发明实施例能减少涂胶显影机的工艺腔的数目，从而能降低设备成本。
本发明涂胶显影机的加热方法包括如下步骤：
步骤一、进行加热装置的设置，将所述加热装置设置为由热板1、顶针4和步进马达组合而成的结构。
本发明实施例方法中，所述顶针4的根数为3根。其它实施例方法中，所述顶针4的根数也能为大于3根。
所述热板1上设置有和所述顶针4配套的穿孔。
所述顶针4穿过所述穿孔进行上下移动。
所述步进马达控制所述顶针4的移动且控制所述顶针4的顶部位于所述热板1上的位置。
步骤二、将晶圆5放置到所述顶针4的顶部，对所述热板1提供加热源，从所述热板1的表面往上的空间范围内在抽气气流的作用下温度逐渐降低，通过所述步进马达控制所述顶针4顶部的位置来设定所述晶圆5所处的空间位置并进而设置所述晶圆5的工艺温度。
所述晶圆5的工艺温度包括多个。所述热板1的表面的温度最高，所述晶圆5的工艺温度小于等于所述热板1的表面温度。
所述晶圆5位于所述热板1表面时，所述热板1通过热传导方式、对流和辐射的方式对所述晶圆5加热。所述晶圆5位于所述热板1表面上方对应的空间位置时，所述热板1通过辐射或对流方式对所述晶圆5加热。
所述晶圆5的材料为硅。在其它实施例方法中，所述晶圆5的材料也能为砷化镓。
所述加热装置对涂布在所述晶圆5表面的旋涂材料进行加热。旋涂材料能为任何能旋涂在所述晶圆5表面的材料，本发明实施例方法中，旋涂材料为光刻胶或BARC。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种涂胶显影机的加热装置，其特征在于：加热装置由热板、顶针和步进马达组合而成；
所述热板上设置有和所述顶针配套的穿孔；
所述顶针穿过所述穿孔进行上下移动；
所述步进马达控制所述顶针的移动且控制所述顶针的顶部位于所述热板上的位置；
晶圆在加热时放置在所述顶针的顶部，所述热板提供加热源，从所述热板的表面往上的空间范围内在抽气气流的作用下温度逐渐降低，通过所述步进马达控制所述顶针顶部的位置来设定所述晶圆所处的空间位置并进而设置所述晶圆的工艺温度。
2.如权利要求1所述的涂胶显影机的加热装置，其特征在于：所述顶针的根数为至少3根。
3.如权利要求1所述的涂胶显影机的加热装置，其特征在于：所述晶圆的工艺温度包括多个。
4.如权利要求3所述的涂胶显影机的加热装置，其特征在于：所述热板的表面的温度最高，所述晶圆的工艺温度小于等于所述热板的表面温度。
5.如权利要求3所述的涂胶显影机的加热装置，其特征在于：所述晶圆位于所述热板表面时，所述热板通过热传导方式、对流和辐射的方式对所述晶圆加热。
6.如权利要求3所述的涂胶显影机的加热装置，其特征在于：所述晶圆位于所述热板表面上方对应的空间位置时，所述热板通过辐射或对流方式对所述晶圆加热。
7.如权利要求1所述的涂胶显影机的加热装置，其特征在于：所述晶圆的材料为硅或砷化镓。
8.如权利要求1所述的涂胶显影机的加热装置，其特征在于：所述加热装置对涂布在所述晶圆表面的旋涂材料进行加热。
9.一种涂胶显影机的加热方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、进行加热装置的设置，将所述加热装置设置为由热板、顶针和步进马达组合而成的结构；
所述热板上设置有和所述顶针配套的穿孔；
所述顶针穿过所述穿孔进行上下移动；
所述步进马达控制所述顶针的移动且控制所述顶针的顶部位于所述热板上的位置；
步骤二、将晶圆放置到所述顶针的顶部，对所述热板提供加热源，从所述热板的表面往上的空间范围内在抽气气流的作用下温度逐渐降低，通过所述步进马达控制所述顶针顶部的位置来设定所述晶圆所处的空间位置并进而设置所述晶圆的工艺温度。
10.如权利要求9所述的涂胶显影机的加热方法，其特征在于：所述顶针的根数为至少3根。
11.如权利要求9所述的涂胶显影机的加热方法，其特征在于：所述晶圆的工艺温度包括多个。
12.如权利要求11所述的涂胶显影机的加热方法，其特征在于：所述热板的表面的温度最高，所述晶圆的工艺温度小于等于所述热板的表面温度。
13.如权利要求11所述的涂胶显影机的加热方法，其特征在于：所述晶圆位于所述热板表面时，所述热板通过热传导方式、对流和辐射的方式对所述晶圆加热。
14.如权利要求11所述的涂胶显影机的加热方法，其特征在于：所述晶圆位于所述热板表面上方对应的空间位置时，所述热板通过辐射或对流方式对所述晶圆加热。
15.如权利要求9所述的涂胶显影机的加热方法，其特征在于：所述加热装置对涂布在所述晶圆表面的旋涂材料进行加热。
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