CN113310619B

CN113310619B - 涂布在线监测方法、装置、设备和存储介质

Info

Publication number: CN113310619B
Application number: CN202110395574.3A
Authority: CN
Inventors: 夏俭波; 李青桦; 陈志刚; 徐鹏飞
Original assignee: Semiconductor Manufacturing Electronics Shaoxing Corp SMEC
Current assignee: Semiconductor Manufacturing Electronics Shaoxing Corp SMEC
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2041-04-13
Also published as: CN113310619A

Abstract

本申请涉及一种涂布在线监测方法、装置、设备和存储介质。其中，涂布在线监测方法包括：获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，根据电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态；获取涂布腔体的当前压力值；在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，输出报警信息。本申请能够实时监测涂布腔体管路压力值，监控各涂布工作状态的压力曲线是否异常，从而判断机台HMDS在哪个工作进程下出现异常，极大地缩小了判断范围及复机时间。

Description

涂布在线监测方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种涂布在线监测方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

集成电路的制造流程极为复杂，通常要用到许多化学制剂；其中，涂胶工艺中所用到的光刻胶大部分都具有疏水性，而晶圆表面的羟基和残留的水分子则具有亲水性。若在晶圆表面直接旋涂光刻胶，会由于光刻胶和晶片的粘合性较差，可能造成局部的间隙或气泡，从而可能影响光刻和显影效果。

目前在涂胶工艺中引入了六甲基二硅氮甲烷(Hexamethyldisilazane，简称HMDS)化学制剂涂到硅片表面，通过加温可反应生成以硅氧烷为主体的化合物；该化合物是一种表面活性剂，可以将硅片表面由亲水变为疏水(即晶圆表面接触角提高，进而提高晶圆表面粘附性)，其疏水基可以很好地与光刻胶结合，起到耦合的作用；而在后续显影的过程中，由于该化学制剂增强了光刻胶与基底的粘附力，进而有效抑制刻蚀液进入掩膜与基底的侧向刻蚀。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前的Track HMDS方式无法完成实时在线监测。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够进行实时在线监测的涂布在线监测方法、装置、设备和存储介质。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种涂布在线监测方法，包括：

获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，根据电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态；

获取涂布腔体的当前压力值；

在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，输出报警信息。

在其中一个实施例中，当前压力值为ADH腔体的正负压力经隔离转换器的透明转换处理得到；

电磁阀动作信号包括以下信号中的任意一种或任意组合：增粘剂空气供应排放管路电磁阀动作信号、涂布腔体排气管路电磁阀动作信号以及增粘剂空气混合注入管路电磁阀动作信号。

在其中一个实施例中，当前涂布工作状态为涂布腔体抽真空负压状态、增粘剂空气混合注入状态、增粘涂布状态、排气状态或涂布腔体真空释放状态。

一种涂布在线监测装置，包括：

工作状态确认模块，用于获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，根据电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态；

腔体压力获取模块，用于获取涂布腔体的当前压力值；

报警模块，用于在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，输出报警信息。

一种涂布在线监测设备，包括用于获取涂布腔体压力的压力传感器，以及用于连接涂布机台电磁阀组的处理器；处理器与压力传感器相连；

处理器用于实现上述的方法的步骤。

在其中一个实施例中，压力传感器为正负压力表；正负压力表串接在涂布机台的涂布腔体管路中。

在其中一个实施例中，还包括连接在处理器与压力传感器之间的隔离转换器。

在其中一个实施例中，涂布腔体为ADH腔体；电磁阀组包括多个电磁阀；电磁阀一一对应设置于相应的管道内。

在其中一个实施例中，电磁阀组包括HMDS-空气供应排放气动开关电磁阀、HMDS-空气排出管路气动开关电磁阀以及HMDS-空气分配管路气动开关电磁阀。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请获取涂布机台电磁阀组当前的动作信号，进而可以确定当前涂布工作状态；同时，获取涂布腔体的当前压力值，并在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下报警，从而快速锁定方向；本申请能够实时监测涂布腔体管路压力值，监控各涂布工作状态的压力曲线是否异常，从而判断机台HMDS在哪个工作进程下出现异常，极大地缩小了判断范围及复机时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中涂布在线监测方法的应用环境图；

图2为一个实施例中涂布在线监测方法的流程示意图；

图3为一个实施例中电磁阀动作的引脚示意图；

图4为一个实施例中电磁阀组的结构示意图；

图5为一个实施例中涂布在线监测装置的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

传统Track HMDS方式中只有监测真空的数字式流量计和机械式的local的浮球式表头，无法做到实时在线监测。例如，目前侦测硬件监测及防堵面不足，local侦测无法实时监测当前状态。

而本申请通过线路信号改造连接，并更换硬件串接至管路中(例如，正负压表头串接至ADH腔体管路中)，同时，并接相应器件至机台电磁阀组线路中，抓取各电磁阀的作动情况；进而通过各信号的组合判断监控工艺流程异常与否，极大地缩小了判断范围及复机时间。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的涂布在线监测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，涂胶显影机台使用增粘剂涂布腔体(ADH腔体)完成HMDS的增粘涂布，通过辅助气体(例如，氮气N₂，空气等)从增粘剂容器中将HMDS带出进入ADH腔体，再通过相应的导流方式完成HMDS供应。如图1所示，AD PLATE和CHAMBER PLATE构成ADH腔体；相应的管路中设置有气动阀，且设置有气动阀对应的电磁阀(图1中的各电磁阀可构成机台电磁阀组)，机台信号给到电磁阀，电磁阀作动，打通相应的气路，进而驱动对应的气动阀动作开合，从而控制工艺中相应管路的开合。

需要说明的是，图1中，A-1、A-2均可以指压缩空气(CDA，Compressed Dry Air)的管路，用来驱动气动阀或气缸；ATMOSPHERE可以为空气。图1中未示出鼓泡罐等管路。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种涂布在线监测方法，以该方法应用于图1为例进行说明，包括以下步骤：

步骤202，获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，根据电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态。

其中，电磁阀组可以包括多个电磁阀，电磁阀可一一对应设置于涂布机台相应的管道内。接收到机台信号的情况下，电磁阀作动，打开相应的气路，进而驱动对应的气动阀动作开合，从而控制相应的管路开合。在一些实施例中，以增粘剂为HMDS为例，电磁阀组可以包括HMDS-空气供应排放气动开关电磁阀、HMDS-空气排出管路气动开关电磁阀以及HMDS-空气分配管路气动开关电磁阀。

具体地，本申请提出获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，进而可以根据电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态(即Step)。如图3所示，各电磁阀的动作信号可从如图3所示接线引脚中并接抓取，各引脚定义以及并接方式可以如表1所示。

表1-获取电磁阀动作信号

在其中一个实施例中，电磁阀动作信号可以包括以下信号中的任意一种或任意组合：增粘剂空气供应排放管路电磁阀动作信号、涂布腔体排气管路电磁阀动作信号以及增粘剂空气混合注入管路电磁阀动作信号。

具体而言，电磁阀动作，打开相应的气路，进而驱动对应的气动阀动作开合，以控制相应的管路开合，进而能够体现出当前的管路气流情况。在获取到电磁阀动作信号后，可以形成相应的工艺流程曲线。

如图4所示，电磁阀组可以包括编号为①②③④⑤⑥的六个电磁阀，各电磁阀与相应的气动开关阀相连(图4中未使出电磁阀④对应的气动开关阀，可以理解的是，电磁阀④对应的气动开关阀即为HMDS-空气供应、排放的气动开关阀)。

进一步的，本申请可以通过抓取各电磁阀的作动情况判断当前处于哪个涂布工艺流程(即Step)。在其中一个实施例中，当前涂布工作状态可以为涂布腔体抽真空负压状态(即Step1)、增粘剂空气混合注入状态(即Step2)、增粘涂布状态(即Step3)、排气状态(即Step4)或涂布腔体真空释放状态(即Step5)。

例如，当图1中增粘剂-空气排出气动开关电磁阀动作时，本申请可确认当前涂布工作状态为涂布腔体真空释放状态，即增粘剂(例如HMDS)在晶圆表面形成增粘剂薄膜后，废气通过排气端排出的阶段。

以图4为例，如表2所示，Step1(涂布腔体抽真空负压状态)中，电磁阀③⑤作动，即通过真空发生器(ejector)抽出涂布腔体里的空气，形成负压。Step2(增粘剂空气混合注入状态)中，电磁阀①③④⑤作动，即抽气的同时，往涂布腔体注入HMDS混合气体。Step3(增粘涂布状态)中，电磁阀①③④⑥作动，即真空发生器排气改为较温和的普通排气，让HMDS混合气体更好的附着在晶圆(wafer)表面。Step4(排气状态)中，电磁阀②③⑤作动，即排出涂布腔体(即ADH腔体)内的气体。Step5(涂布腔体真空释放状态)中，电磁阀②作动，即释放真空。

表2

Step	Time	Dispense
			1	5	③⑤
2	5	①③④⑤
			3	30	①③④⑥
4	15	②③⑤
			5	5	②

同时，本申请在获取到机台电磁阀组中各电磁阀的动作信号，并确认当前涂布工作状态后，可以为每个工作状态设定一个阈值，进而为实时在线监测涂布腔体管路压力提供支持。

步骤204，获取涂布腔体的当前压力值。

具体地，本申请提出获取涂布腔体的当前压力值。涂布腔体可以指ADH腔体，该ADH腔体可以由AD PLATE和CHAMBER PLATE构成。可以采用相应的压力传感器获取涂布腔体的当前压力，也可以采用正负压力表获取。

在其中一个实施例中，当前压力值可以为ADH腔体的正负压力经隔离转换器的透明转换处理得到。

本申请提出通过正负压表实时监测管路正负压值，例如，将正负压力表串接在机台ADH腔体管路中，进而侦测腔体的实时压力。进一步的，可以通过隔离转换器对正负压力表输出的数据进行转换，以便后续与相应的阈值进行比较。

本申请中的隔离转换器可以对数据进行透明转换，例如，将RS-232信号透明转换为RS-422和RS-485信号。在一些实施例中，隔离转换器可以采用ADAM-4520隔离转换器予以实现。

步骤206，在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，输出报警信息。

具体而言，在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，可以确定Track HMDS出现问题，进而可以进行报警，从而快速锁定方向。

上述涂布在线监测方法中，通过获取涂布机台电磁阀组当前的动作信号，可以确定当前涂布工作状态；同时，获取涂布腔体的当前压力值，并在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下报警，从而快速锁定方向；本申请能够实时监测涂布腔体管路压力值，监控各涂布工作状态的压力曲线是否异常，从而判断机台HMDS在哪个工作进程下出现异常，极大地缩小了判断范围及复机时间。

应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种涂布在线监测装置，包括：

工作状态确认模块510，用于获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，根据电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态；

腔体压力获取模块520，用于获取涂布腔体的当前压力值；

报警模块530，用于在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，输出报警信息。

上述涂布在线监测装置，通过获取涂布机台电磁阀组当前的动作信号，进而可以确定当前涂布工作状态；同时，获取涂布腔体的当前压力值，并在当前压力值超过当前涂布工作状态对应的阈值的情况下报警，从而快速锁定方向；本申请能够实时监测涂布腔体管路压力值，监控各涂布工作状态的压力曲线是否异常，从而判断机台HMDS在哪个工作进程下出现异常，极大地缩小了判断范围及复机时间。

关于涂布在线监测装置的具体限定可以参见上文中对于涂布在线监测方法的限定，在此不再赘述。上述涂布在线监测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中，提供了一种涂布在线监测设备，包括用于获取涂布腔体压力的压力传感器，以及用于连接涂布机台电磁阀组的处理器；处理器与压力传感器相连；

处理器用于实现上述的方法的步骤。

具体而言，如图4所示，HMDS-空气供应排放气动开关电磁阀可以为电磁阀④；HMDS-空气排出管路气动开关电磁阀可以为电磁阀②；HMDS-空气分配管路气动开关电磁阀可以为电磁阀⑥。

本领域技术人员可以理解，图1、图3及图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的元器件和设备的限定，具体的设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取涂布腔体的当前压力值；

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种涂布在线监测方法，其特征在于，包括：

获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，根据所述电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态；

获取涂布腔体的当前压力值；

在所述当前压力值超过所述当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，输出报警信息。

2.根据权利要求1所述的涂布在线监测方法，其特征在于，所述当前压力值为ADH腔体的正负压力经隔离转换器的透明转换处理得到；

所述电磁阀动作信号包括以下信号中的任意一种或任意组合：增粘剂空气供应排放管路电磁阀动作信号、涂布腔体排气管路电磁阀动作信号以及增粘剂空气混合注入管路电磁阀动作信号。

3.根据权利要求1或2所述的涂布在线监测方法，其特征在于，所述当前涂布工作状态为涂布腔体抽真空负压状态、增粘剂空气混合注入状态、增粘涂布状态、排气状态或涂布腔体真空释放状态。

4.一种涂布在线监测装置，其特征在于，包括：

工作状态确认模块，用于获取涂布机台电磁阀组当前的电磁阀动作信号，根据所述电磁阀动作信号确定当前涂布工作状态；

腔体压力获取模块，用于获取涂布腔体的当前压力值；

报警模块，用于在所述当前压力值超过所述当前涂布工作状态对应的阈值的情况下，输出报警信息。

5.一种涂布在线监测设备，其特征在于，包括用于获取涂布腔体压力的压力传感器，以及用于连接涂布机台电磁阀组的处理器；所述处理器与所述压力传感器相连；

所述处理器用于实现权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。

6.根据权利要求5所述的涂布在线监测设备，其特征在于，所述压力传感器为正负压力表；所述正负压力表串接在涂布机台的涂布腔体管路中。

7.根据权利要求5所述的涂布在线监测设备，其特征在于，还包括连接在所述处理器与所述压力传感器之间的隔离转换器。

8.根据权利要求5至7任一项所述的涂布在线监测设备，其特征在于，所述涂布腔体为ADH腔体；所述电磁阀组包括多个电磁阀；所述电磁阀一一对应设置于相应的管道内。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。