CN1346713A - 光阻涂布机的回吸系统的状态显示装置 - Google Patents

Abstract

将光阻涂布机中的光阻回吸系统加以改良,通过压力表显示于一回吸系统之中进气管、开关阀及止回阀的压力大小,并显示该压力大小与时间的关系。可以了解节流阀压力相对于时间的起点与终点,且操作者可以经此了解作业的参数状态,并观察时间、压力与光阻喷涂的关系,得到最佳化的回吸系统,进而降低因为光阻涂布不均所造成的光阻成形的不良率。

Description

光阻涂布机的回吸系统 的状态显示装置

本发明涉及一种控制光阻涂布制造工艺中回吸系统节流阀压力的方法。更仔细来说，本发明利用压力表将回吸系统中的节流阀压力数值化，以方便于调整出较佳光阻喷涂。

由于为了提高晶片的封装密度(packing density)，半导体元件的尺寸倾向于缩小化以达到高集成度的集成电路，因此随着半导体集成电路设计朝向高集成度的发展，制造工艺条件所需的准确与严谨的要求越来越高。换言之，集成电路的制造对于薄膜的厚度、反应温度以及压力等参数的控制越来越重要。在半导体制造工艺中元件、结构的形状或是内连线的制造工艺等均需利用到所谓的光刻制造工艺(photolithography)。光刻制造工艺首先在晶片上覆盖一感光的材料，来自光源的平行光经过一光罩后照射于光阻上使其曝光，通过光罩上的图案使部分光阻感光而定义出特定图案，部分的光阻因为曝光而变硬或变软(依正光阻或负光阻而不同)，最后利用显影液将其显影完成光刻制造工艺。其中，光阻的均匀度对整体光刻制造工艺的质量有很大的影响。好的光阻才能提供给整体光刻过程好的附着性、抗蚀刻性、及解析度。以上几点都与光阻是否能完整的进行图案转移有关。不良的附着性或是不佳的抗蚀刻性，都将使光阻下的薄膜在进行选择性蚀刻时，发生图案转移的误差甚至失败；而不良的解析度将使制造工艺的精密度受限。所以光阻制造工艺的成功亦将主导整体制造工艺的良好率及精确度。如果要求较佳的解析度，会需要较薄的光阻；如果要求较好的抗蚀刻性，则需要较厚的光阻。

传统的光刻制造工艺中，光阻涂布机用来供应制造工艺所需要的光阻液，然后将光阻覆盖于晶片的表面。请参考图1的表示，光阻涂布机至少包括下列数种装置：光阻储存系统120、气体供给系统110、气泡消除系统140、光阻回吸系统200及光阻喷出系统300。而光阻则是通过气体压力将其压出光阻储存装置120。光阻在光阻涂布机中由光阻储存装置120储存，在经过气体供给装置110施予一压力后，进入气泡消除装置140，再进入回吸装置200中，最后光阻经由喷嘴300被喷出。一般的光阻涂布机都有附加回吸系统200，该回吸系统200主要的功能有：控制正确的分布体积，使得光阻喷出平顺；防止微气泡进入光阻内；及防止晶片旋涂(spin coating)时，残留光阻材料滴入。

但是依照目前的回吸系统，其效果未能以数量化控制、表示，目前仅依靠目视判断作出回吸系统的调整。但因为每个人的判断均有些微的差距，因此可能会有过于主观的缺陷。故回吸阀调整的好坏并无数据可供参考。

请参考图2，此图所示为传统半导体制造工艺的光阻涂布机概述，氮气由一气体供给装置110经由进气管进入光阻储存装置120中，在输出经过一气体加压装置130之后到达一气泡消除装置140。在气泡消除装置140之后，光阻会进入一个控制光阻喷涂效果的回吸阀200中。光阻液进入光阻回吸系统200中的回吸阀240、及三个节流阀253、252、251之后，最终达到光阻喷嘴300后喷出。

如前所述，由于传统的光阻回吸系统未能适当控制节流阀压力，所以希望有一种方法能够具体的控制光阻涂布机中回吸系统200的压力大小，进而控制光阻喷涂的状况，使其光阻成形的表现达到最佳的状态。

本发明的目的之一在于提供一种可显示回吸系统节流阀压力的光阻涂布装置。

本发明的另一目的在于利用此显示回吸系统节流阀压力的光阻涂布装置，便于控制光阻涂布装置内的压力，并不会增加系统定时保养的负担。

本发明提供一种可控制压力的光阻供给回吸装置，该装置加装了一人机显示界面及数个单元压力表，该装置至少包括：一安装于清洁干燥气体(CDA)进气管(inlet pipe)的压力表，用以显示经过总进气管的输入气体的压力，且该输入气体的压力系由CDA压力节流阀控制；一安装于回吸开关阀(suckbackcutting valve)进气管的压力表，用以显示经过回吸开关阀气体的压力，且该回吸开关阀的输入气体的压力系由开关压力节流阀控制，压力愈大则喷涂速度快、喷涂量亦大；一安装于回吸止回阀(suckback activate valvc)进气管的压力表，用以表现经过回吸止回阀气体的压力，且该回吸止回阀的该输入气体的压力系由止回压力节流阀控制，关系着喷嘴内残留光阻的位置；及一人机显示界面，以显示出数个节流阀的压力及其与时间的关系，以了解节流阀压力相对于时间的起点与终点。人机时间/压力显示界面，以显示出数个节流阀的压力及其与时间的关系，以了解节流阀压力相对于时间的起点与终点。可以藉此了解作业的参数状态，并通过观察时间、压力与光阻喷涂的关系，使得到最佳化的效果。

由以下本发明中较佳具体实施例的细节描状，可以对本发明的目的、观点及优点有更佳的了解。本发明的参考附图如下：

图1为表示一光阻涂布机的概念图；

图2为表示一传统技术中所使用的光阻回吸系统；

图3为表示利用本发明的一附加压力表及时间/压力显示装置的光阻回吸系统；

图4A为表示利用本发明的光阻喷涂终止时，光阻液体突出喷嘴的位置；

图4B为表示利用本发明的光阻喷涂终止时，光阻液体缩入过深喷嘴的位置；及

图5为表示利用本发明的光阻回吸入喷嘴后，光阻液体在喷嘴内的位置。

一般的光阻涂布机中都包括有回吸系统(suck back system)200，其作用是通过将过量的光阻液体在沉积于晶片上之前，将其吸回于光阻涂布机之中，再将光阻切断，用以控制正确的喷涂体积，使得光阻喷出平顺，并使得喷出停止瞬间光阻材料切平，亦可以防止晶片旋涂(spin coating)时，残留光阻材料的滴入。

如图3的较佳实施例中，本发明通过于回吸系统200中安装三个压力表及一压力/时间显示装置，以量化回吸系统中压力的大小，可供进一步控制回吸系统200中压力以达到最佳的喷涂表现。

基本的光阻回吸系统200一般至少包括一光阻回吸阀240、清洁干燥气体(CDA)节流阀251、开关节流阀253、止回节流阀252及CDA供给装置260。参考图3，于本发明中，同时并装设压力表261于回吸系统的清洁干燥气体(CDA)进气管251；装设止回压力表262于回吸系统的回吸止回节流阀(activate valve)252及装设开关压力表263于回吸系统的开关节流阀(cuttingvalve)253。上述该回吸开关节流阀253用以控制对该输入光阻液体进行通过喷涂的动作；此回吸止回节流阀252用以控制对该输入光阻液体进行截止的动作，通过控制该光阻储存装置的残压，调整阀大小以得到适当的切断速度、回吸速度以及回吸量。

在每次的光阻喷涂循环中，CDA进气管250机构会先开始产生反应。当进气管的压力达到一设定临界压力之后，回吸装置240开始作用，一直至喷涂完全为止，CDA进气管250的压力才会再度降低。在本发明的较佳实施例中，通过在进气管250安装一CDA压力表261，可以清楚了解该临界压力的数值。并依据观察喷涂光阻的表现，检视该临界压力的设定是否为最佳状态。CDA压力设定的控制可以经过一CDA节流阀251，CDA节流阀251可以控制所有在回吸系统中压力的大小，对喷涂表现有极大的影响。

在回吸作业中，其次会开始发生反应的机构是在回吸阀240中的开关阀(cutting valve)23，用于控制光阻喷出的压力，以决定其喷出量、喷出速度，目的是使光阻的喷出平顺。在光阻喷涂开始时，开关阀243的压力升高，之后达到一固定值，此时固定的气体压力供给一定的能量使光阻液体以不变的速度喷出以形成均匀的光阻层。在本发明的较佳实施例中，通过在气体通过开关阀243后的进气管安装一压力表263，可以清楚了解在开关阀243的压力数值。并观察喷涂光阻的表现，以检视该开关节流阀压力是否为最佳状态。开关压力设定的控制可以经过CDA节流阀251及开关节流阀253，开关节流阀253可调整在回吸系统中喷涂开关压力的大小，对喷涂的速度有极大的影响。因此由观察此开关压力表262数值与光阻喷涂的表现，可以得出一个使回吸表现最佳的开关压力参考数值。

开关阀243作业的开始与结束在具体实施例中可以使用时间做为控制的基准。

在此之后，回吸系统240中的止回阀242反应。此时光阻的喷涂作业已经结束，而喷嘴300中的光阻液体位置可能微微突出或者在喷嘴深入内部，分别参考图4A及图4B。因此需要通过控制止回节流阀252的压力大小，以决定其光阻喷涂中止之后，回吸光阻回到喷嘴300内部的正确位置，参考图5，以避免残留光阻的滴出污染及下次光阻喷出的良好表现。参考图3，回吸开始时，止回压力会上升，在压力升高至触动一簧片245之后，光阻液体回吸进入喷嘴300中，一直至压力下降之后，簧片245才会回到原来位置。参考图5，在本发明的较佳实施例中，光阻液体进入喷嘴2至3mm。在本发明的实施例中，通过在气体通过止回阀242后的进气管安装一压力表262，可以清楚了解在止回阀242的压力数值。由观察压力数值之后，止回压力设定的调整可以经过CDA节流阀251及止回节流阀252。止回节流阀252可调整在回吸系统中喷涂回吸压力的大小，对回吸的表现有很重要的影响。因此经由观察此止回压力表262数值与回吸光阻在喷嘴300中位置的表现之后，可以得出一个使回吸表现最佳的止回压力参考数值。

止回节流阀252作业的开始与结束在具体实施例中可以使用时间做为控制的基准。

本发明中在此强调的如图3所示，262及263分别为开关阀(cuttingvalve)及止回阀(active valve)，252及262分别为开关节流阀(speed controllerof cutting valve)及止回节流阀(speed controller of active valve)。开关节流阀252及止回节流阀262的压力可控制进气量的大小，而不同的压力会影响开关阀252及止回阀253的开关速度(压力愈大，速度愈快)。本发明通过在回吸系统200的各部节流阀后分别加装压力显示器，可显示光阻涂布最佳结果时的相关压力，并可依照此结果调整节流阀。

在本发明的另一较佳实施例中，可增加一人机显示界面400，以显示出数个节流阀的压力及其与时间的关系，以了解节流阀压力相对于时间的起点与终点。操作者可以经由该人机显示界面400方便了解作业的参数状态，并通过观察时间、压力与光阻喷涂的关系，使得到最佳化的效果。

本发明以较佳的具体实施例叙述如上，仅用于帮助了解本发明的实施，非用以限定本发明的精神，而本领域技术人员于领悟本发明的精神后，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下，所完成的些许更动润饰及等效的改变或修饰属于本发明的范围。其保护范围由所附权利要求书及其等同领域而定。

Claims (11)

1.一种用于光阻涂布机的回吸系统中的状态显示装置，该装置包括：

第一压力表，用以显示经过总进气管的输入气体的压力，该输入气体的压力由第一压力节流阀控制，且该第一压力表的位置在该输入气体的该总进气管上；

第二压力表，用以显示经过回吸开关阀(suckback cutting valve)输入气体的压力，该回吸开关阀的该输入气体的压力系由第二压力节流阀(speedcontroller)控制，且该第二压力表的位置在经过该第二节流阀后的该进气管；及

第三压力表，用以表现经过回吸止回阀(suckback activate valve)气体的输入压力，该回吸止回阀的该输入气体的压力由第三压力节流阀控制，且该第三压力表的位置在经过该第三节流阀后的该进气管。

一人机显示界面，用以显示上述的该第一压力表的压力值、该第二压力表的压力值、该第三压力表的压力值及压力持续时间，并显示该第一压力表与该压力持续时间的关系、该第二压力表与该压力持续时间的关系、及第三压力表与该压力持续时间的关系。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述的输入气体为清洁干燥气体。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第一压力节流阀的开关由时间控制。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第一压力节流阀的该压力持续时间为6至8秒。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述的第一压力节流阀为一气体调节装置，调节该输入气体的压力，以调整该光阻的喷涂速度。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第二压力节流阀的该压力持续时间为3至4秒。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述的第二压力节流阀为一气压调节装置，调节该输入气体的压力，以调整该光阻喷涂的表现。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第三压力节流阀的开关由时间控制。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第三压力节流阀的压力持续时间为2至3秒。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述的第三压力节流阀为一气压调节装置，调节该输入气体的压力，以调整该回吸光阻的位置。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第二压力节流阀的开关由时间控制。

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