CN220603849U - 涂胶显影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种涂胶显影系统，包括第一工艺模块和第二工艺模块，所述第一工艺模块和所述第二工艺模块的两端分别与层间工艺模块和接口模块连接，所述层间工艺模块远离所述第一工艺模块和所述第二工艺模块的一端连接有片盒模块，其中，所述层间工艺模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块分离设置；所述第一工艺模块和所述第二工艺模块在长度方向上对称设置，以使所述第一工艺模块和所述第二工艺模块能够对不同的晶圆同步进行处理；本实用新型将层间工艺模块与第一工艺模块和第二工艺模块分离开，这样既缩小了工艺模块的体积，使得设备设计灵活，装配和运输难度小，使得设备使用过程符合环保理念，降低了设备的生产投入。

Description

涂胶显影系统

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种涂胶显影系统。

背景技术

现有半导体加工的光刻工艺中，涂胶设备、光刻设备和显影设备分别完成光刻胶涂布工艺流程、光刻工艺流程以及显影工艺流程。随着半导体加工工艺水平的提升，市场主流将涂胶显影工艺流程集成在同一设备上，同时需要涂胶显影设备的产能大于光刻设备的产能，而涂胶显影设备的产能由工艺单元瓶颈产能和机器人瓶颈决定。现有的涂胶显影工艺设备，由片盒模块、第一工艺模块、第二工艺模块和接口模块组成，现有的第一工艺模块和第二工艺模块存在体积大、设计不灵活，以及装配和运输难度大的问题，为此亟需一种体积小、设计灵活，以及装配和运输难度小的涂胶显影设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种涂胶显影系统，将层间工艺模块与第一工艺模块和第二工艺模块分离开，这样既缩小了工艺模块的体积，使得设备设计灵活，装配和运输难度小，同时，又能够在单个模块发生损坏时，无需整体丢弃，更换损坏部分即可继续使用，使得设备使用过程符合环保理念，降低了设备的生产投入。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种涂胶显影系统，包括第一工艺模块和第二工艺模块，所述第一工艺模块和所述第二工艺模块的两端分别与层间工艺模块和接口模块连接，所述层间工艺模块远离所述第一工艺模块和所述第二工艺模块的一端连接有片盒模块，其中，所述层间工艺模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块分离设置，且所述层间工艺模块装载晶圆在所述片盒模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输；所述第一工艺模块和所述第二工艺模块在长度方向上对称设置，以使所述第一工艺模块和所述第二工艺模块能够对不同的晶圆同步进行处理。

可选的，所述片盒模块包括用于缓存片盒的片盒缓存位、用于开启或闭合所述片盒的片盒装载单元，以及将所述片盒在所述片盒缓存位与所述片盒装载单元之间传输的片盒机械手，所述片盒模块还设有将所述晶圆在所述片盒与所述层间工艺模块之间传输的晶圆机械手。

可选的，所述层间工艺模块包括第一层间机械手、第一穿墙单元组和增粘工艺单元，所述第一层间机械手与所述第一穿墙单元组配合装载晶圆在所述层间工艺模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输，所述增粘工艺单元对晶圆做增粘处理。

可选的，所述第一穿墙单元组包括第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人，其中，所述第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人均分内两组，其中一组用于将所述晶圆从所述层间工艺模块向所述第一工艺模块和所述第二工艺模块内传输，另一组用于将所述晶圆从所述第一工艺模块和所述第二工艺模块向所述层间工艺模块内传输，所述第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人均包括两端分别固定在所述层间工艺模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块同一水平位置上的水平滑部，以及设于所述水平滑部上的执行器台座，其中，所述执行器台座用于带着所述晶圆在所述第一层间机械手与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输。

可选的，还包括层内机械手组，所述层内机械手组设于所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间，并用于所述晶圆分别在所述第一工艺模块和所述第二工艺模块内传输，其中，所述层内机械手组靠近所述第一工艺模块设置。

可选的，所述层内机械手组在竖直方向上依次包括上层内工艺机械手、中层内工艺机械手和下层内工艺机械手，其中，所述上层内工艺机械手、所述中层内工艺机械手和所述下层内工艺机械手与所述第一层间机械手、所述第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人配合使用，以使所述晶圆在相邻的加工层内传输。

可选的，所述第一工艺模块和所述第二工艺模块在竖直方向上均具有最下方的加工层、中间的加工层和最上方的加工层，其中，所述最下方的加工层、中间的加工层和最上方的加工层与所述下层内工艺机械手、中层内工艺机械手和上层内工艺机械手相对应设置。

可选的，所述第一工艺模块和所述第二工艺模块在水平方向上均包括N列热处理单元和M列液处理单元，N和M均为正整数，其中，N列所述热处理单元分为两组，并分别设置在M列所述液处理单元的两侧。

可选的，所述接口模块包括第二层间机械手、接口机械手和第四层内机械手，其中，所述第二层间机械手用于装载晶圆在所述接口模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输，所述接口机械手装载晶圆在晶圆传输位置单元与光刻机之间传输，所述第四层内机械手装载所述晶圆进行正洗和烘烤。

可选的，还包括第二穿墙单元组，所述第二穿墙单元组设于所述接口模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间，其中，所述第二穿墙单元组包括第五穿墙机器人和第六穿墙机器人，所述第五穿墙机器人和第六穿墙机器人分别将所述晶圆从所述第二层间机械手传入到所述第一工艺模块和所述第二工艺模块内，或将所述晶圆从所述第一工艺模块和所述第二工艺模块传入到所述第二层间机械手。

可选的，还包括第三穿墙单元组，所述第三穿墙单元组设于所述第二层间机械手和所述第四层内机械手之间，所述第三穿墙单元组包括第七穿墙机器人和第八穿墙机器人，所述第七穿墙机器人和第八穿墙机器人用于在所述第二层间机械手和所述第四层内机械手之间传输晶圆。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型将层间工艺模块与第一工艺模块和第二工艺模块的结构进行改进并分离开，这样缩小了现有第一工艺模块和第二工艺模块的体积，从而使得设备装配和运输难度小，而且在设计时也能够更加的灵活，同时，在层间工艺模块或第一工艺模块和第二工艺模块其中之一发生损坏时，只需要更换损坏的部分，即可使得该设备能够继续进行工作，这样无需整体进行丢弃或者更换，从而使得该设备更加符合环保理念，能够降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型中涂胶显影系统的俯视结构示意图；

图2为本实用新型中片盒模块结构示意图；

图3为本发明中第一穿墙单元组、第二穿墙单元组和第三穿墙单元组位置结构示意图；

图4为本实用新型中第一穿墙机器人结构示意图；

图5为本实用新型中第一工艺模块的结构示意图；

图6为本实用新型中涂胶显影系统中内部机械手位置分布示意图。

附图标记

1、第一工艺模块；11、最下方的加工层；12、中间的加工层；13、最上方的加工层；14、热处理单元；15、液处理单元；

2、第二工艺模块；

3、层间工艺模块；31、第一层间机械手；32、第一穿墙单元组；321、第一穿墙机器人；3211、水平滑部；3212、执行器台座；

4、接口模块；41、第二层间机械手；42、接口机械手；43、第四层内机械手；5、片盒模块；51、片盒缓存位；53、片盒机械手；54、晶圆机械手；55、片盒装载单元；

6、层内机械手组；61、上层内工艺机械手；62、中层内工艺机械手；63、下层内工艺机械手；

7、第二穿墙单元组；

8、第三穿墙单元组。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

现有的第一工艺模块和第二工艺模块是由层间工艺机械人与第一工艺模块和第二工艺模块内的加工层集合而成，这样会导致第一工艺模块和第二工艺模块的体积会很大，存在装配和运输难度大，以及设计过程中不灵活的问题，同时，现有的第一工艺模块或第二工艺模块发生损坏时，需要整体进行丢弃或者更换，这样会使得第一工艺模块或第二工艺模块内未损坏的部件也随之丢弃，导致资源的浪费，不符合环保理念，同时会增加生产投入。

针对现有技术存在的问题，本实用新型的实施例提供了一种涂胶显影系统。图1为本实用新型中涂胶显影系统的俯视结构示意图。参照图1所示，所述涂胶显影系统，包括第一工艺模块1和第二工艺模块2，所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2的两端分别与层间工艺模块3和接口模块4连接，所述层间工艺模块3远离所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2的一端连接有片盒模块5，其中，所述层间工艺模块3与所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2分离设置，且所述层间工艺模块3装载晶圆在所述片盒模块5与所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2之间传输。

本实用新型将层间工艺模块3与第一工艺模块1和第二工艺模块2分离开，这样缩小了现有第一工艺模块1和第二工艺模块2的体积，从而使得设备装配和运输难度小，而且在设计时也能够更加的灵活，同时，在层间工艺模块3或第一工艺模块1和第二工艺模块2其中之一发生损坏时，只需要更换损坏的部分，即可使得该设备能够继续进行工作，这样无需整体进行丢弃或者更换，从而使得该设备更加符合环保理念，能够降低生产成本。

图2为本实用新型中片盒模块结构示意图。参照图2所示，所述片盒模块5包括用于缓存片盒的片盒缓存位51、用于开启或闭合所述片盒的片盒装载单元55，以及将所述片盒在所述片盒缓存位51与所述片盒装载单元55之间传输的片盒机械手53，所述片盒模块5还设有将所述晶圆在所述片盒与所述层间工艺模块3之间传输的晶圆机械手54，这样在片盒搬运，以及晶圆传送的过程中能够加快效率，提高产能。

在一种实施例中，所述涂胶显影系统外还设置有天车，所述天车将外界的片盒传输装载到所述片盒缓存位51。

图3为本发明中第一穿墙单元组、第二穿墙单元组和第三穿墙单元组位置结构示意图。参照图3所示，所述层间工艺模块3包括第一层间机械手31、第一穿墙单元组32和增粘工艺单元(未图示)，所述第一层间机械手31装载晶圆在所述片盒模块5和所述第一穿墙单元组32之间传输，所述第一穿墙单元组32与所述第一层间机械手31配合装载晶圆在所述层间工艺模块3与所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2之间传输，所述增粘工艺单元对晶圆做增粘处理。本实用新型中的层间工艺模块3集成了第一层间机械手31、第一穿墙单元组32和增粘工艺单元，这样既缩小了层间工艺模块3的体积，使得设计灵活度高，装配和运输难度小，同时，又缩短了第一层间机械手31、第一穿墙单元组32和增粘工艺单元相互之间的路径，缩短了传输过程的时间，提高了传输过程中的时间，从而提高了产能。

在一种实施例中，所述第一穿墙单元组32包括第一穿墙机器人321、第二穿墙机器人(未图示)、第三穿墙机器人(未图示)和第四穿墙机器人(未图示)，其中，所述第一穿墙机器人321、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人均分内两组，其中一组用于将所述晶圆从所述层间工艺模块3向所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2内传输，另一组用于将所述晶圆从所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2向所述层间工艺模块3内传输，所述第一穿墙机器人321、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人均包括两端分别固定在所述层间工艺模块3与所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2同一水平位置上的水平滑部3211，以及设于所述水平滑部3211上的执行器台座3212，其中，所述执行器台座3212用于带着所述晶圆在所述第一层间机械手31与所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2之间传输，如图4所示。本实用新型中的所述第一穿墙机器人321、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人均具有带片慢速稳定运动的特点。

一种实施方式中，所述第一穿墙机器人321的末端手指数量大于等于2个。这样可以通过传输多个晶圆，提高传输速度。

在一种实施例中，所述涂胶显影系统还包括层内机械手组6，所述层内机械手组6设于所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2之间，并用于所述晶圆分别在所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2内传输，其中，所述层内机械手组6靠近所述第一工艺模块1设置，如图1所示。在该实施例中，所述层内机械手组6在水平方向上只设计一排，并且与所述第一工艺模块1设置靠近设计，这样既缩小了所述第一工艺模块1、所述第二工艺模块2和所述层内机械手组6的体积，同时，又能够保证传输晶圆的高效率性能。

在一种实施例中，所述层内机械手组6在竖直方向上依次包括上层内工艺机械手61、中层内工艺机械手62和下层内工艺机械手63，其中，所述上层内工艺机械手61、所述中层内工艺机械手62和所述下层内工艺机械手63与所述第一层间机械手31、所述第一穿墙机器人321、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人配合使用，以使所述晶圆在相邻的加工层内传输，如图5所示。

在一种实施例中，所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2在长度方向上对称设置，以使所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2能够对不同的晶圆同步进行处理，提高产能。优选地，所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2在水平方向上均包括N列热处理单元14和M列液处理单元15，N和M均为正整数，其中，N列所述热处理单元14分为两组，并分别设置在M列所述液处理单元15的两侧。在图1示例中，所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2内的热处理单元14和液处理单元15从左往右，按照1列热处理单元14、3列液处理单元15和2列热处理单元14的方式排布，这样使得所述热处理单元14和液处理单元15能够与所述层内机械手组6更好的配合，同时，使得所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2体积减小、从而使得设计更加灵活，维护、运输等工作难度降低。并且本实施例中，所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2在水平方向上，均具有1列热处理单元14、3列液处理单元15和2列热处理单元14，这样在所述第一工艺模块1或所述第二工艺模块2内即可实现晶圆的加工过程，使得所述层内机械手组6只需要在水平方向上传输晶圆，无需在所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2之间来回传输晶圆，因此通过本实施中的热处理单元14和液处理单元15的布置，能够达到缩短晶圆的传输路径，提供产能。值得注意的是，所述热处理单元14和液处理单元15在水平方向上的数量布置方式，可以根据需要进行调整。

一种示例中，所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2在竖直方向上均具有最下方的加工层11、中间的加工层12和最上方的加工层13，其中，所述最下方的加工层11、中间的加工层12和最上方的加工层13与所述下层内工艺机械手63、中层内工艺机械手62和上层内工艺机械手61相对应设置。

图6为本实用新型中涂胶显影系统中内部机械手位置分布示意图。结合图1和图6所示，所述接口模块4包括第二层间机械手41、接口机械手42和第四层内机械手43，其中，所述第二层间机械手41装载晶圆在所述接口模块4与所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2之间传输，所述接口机械手42装载晶圆在晶圆传输位置单元与光刻机之间传输，所述第四层内机械手43装载所述晶圆进行正洗和烘烤；所述接口模块4还包括背洗单元、晶圆传输位置单元和精密制冷模块，其中，所述背洗单元用于对晶圆进行背洗，所述精密制冷模块对晶圆进行冷却，所述晶圆传输位置单元用于对晶圆进行存储。该实施例中，将第二层间机械手41、接口机械手42和第四层内机械手43集成在所述接口模块4内，这样使得所述接口模块4在总占地面积不变的同时，增加了所述接口模块4的高度，充分利用了空间，提高了整个系统的产能。并且，将第二层间机械手41、接口机械手42和第四层内机械手43集成在所述接口模块4内，能够缩短晶圆的传输路径，提高产能。

在一种实施例中，所述涂胶显影系统还包括第二穿墙单元组7，所述第二穿墙单元组7设于所述接口模块4与所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2之间，其中，所述第二穿墙单元组7包括第五穿墙机器人和第六穿墙机器人，所述第五穿墙机器人和第六穿墙机器人分别将所述晶圆从所述第二层间机械手41传入到所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2内，或将所述晶圆从所述第一工艺模块1和所述第二工艺模块2传入到所述第二层间机械手41，如图3所示。值得注意的是，所述第五穿墙机器人和第六穿墙机器人与所述第一穿墙机械人的结构一致，此处不在赘述。

在一种实施例中，所述涂胶显影系统还包括第三穿墙单元组，所述第三穿墙单元组设于所述第二层间机械手41和所述第四层内机械手43之间，所述第三穿墙单元组包括第三穿墙机器人，用于在所述第二层间机械手41和所述第四层内机械手43之间传输晶圆。在一种示例中，所述第三穿墙单元组包括第七穿墙机器人和第八穿墙机器人，所述第七穿墙机器人和第八穿墙机器人用于在所述第二层间机械手41和所述第四层内机械手43之间传输晶圆。值得注意的是，所述第三穿墙机械人与所述第一穿墙机械人的结构一致，此处不在赘述。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (10)

1.一种涂胶显影系统，其特征在于，包括第一工艺模块和第二工艺模块，所述第一工艺模块和所述第二工艺模块的两端分别与层间工艺模块和接口模块连接，所述层间工艺模块远离所述第一工艺模块和所述第二工艺模块的一端连接有片盒模块，其中，所述层间工艺模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块分离设置，且所述层间工艺模块装载晶圆在所述片盒模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输；所述第一工艺模块和所述第二工艺模块在长度方向上对称设置，以使所述第一工艺模块和所述第二工艺模块能够对不同的晶圆同步进行处理；所述片盒模块包括用于缓存片盒的片盒缓存位、用于开启或闭合所述片盒的片盒装载单元，以及将所述片盒在所述片盒缓存位与所述片盒装载单元之间传输的片盒机械手，所述片盒模块还设有将所述晶圆在所述片盒与所述层间工艺模块之间传输的晶圆机械手。

2.根据权利要求1所述的涂胶显影系统，其特征在于，所述层间工艺模块包括第一层间机械手、第一穿墙单元组和增粘工艺单元，所述第一层间机械手与所述第一穿墙单元组配合装载晶圆在所述层间工艺模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输，所述增粘工艺单元对晶圆做增粘处理。

3.根据权利要求2所述的涂胶显影系统，其特征在于，所述第一穿墙单元组包括第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人，其中，所述第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人均分内两组，其中一组用于将所述晶圆从所述层间工艺模块向所述第一工艺模块和所述第二工艺模块内传输，另一组用于将所述晶圆从所述第一工艺模块和所述第二工艺模块向所述层间工艺模块内传输，所述第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人均包括两端分别固定在所述层间工艺模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块同一水平位置上的水平滑部，以及设于所述水平滑部上的执行器台座，其中，所述执行器台座用于带着所述晶圆在所述第一层间机械手与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输。

4.根据权利要求3所述的涂胶显影系统，其特征在于，还包括层内机械手组，所述层内机械手组设于所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间，并用于所述晶圆分别在所述第一工艺模块和所述第二工艺模块内传输，其中，所述层内机械手组靠近所述第一工艺模块设置。

5.根据权利要求4所述的涂胶显影系统，其特征在于，所述层内机械手组在竖直方向上依次包括上层内工艺机械手、中层内工艺机械手和下层内工艺机械手，其中，所述上层内工艺机械手、所述中层内工艺机械手和所述下层内工艺机械手与所述第一层间机械手、所述第一穿墙机器人、第二穿墙机器人、第三穿墙机器人和第四穿墙机器人配合使用，以使所述晶圆在相邻的加工层内传输。

6.根据权利要求5所述的涂胶显影系统，其特征在于，所述第一工艺模块和所述第二工艺模块在竖直方向上均具有最下方的加工层、中间的加工层和最上方的加工层，其中，所述最下方的加工层、中间的加工层和最上方的加工层与所述下层内工艺机械手、中层内工艺机械手和上层内工艺机械手相对应设置。

7.根据权利要求1所述的涂胶显影系统，其特征在于，所述第一工艺模块和所述第二工艺模块在水平方向上均包括N列热处理单元和M列液处理单元，N和M均为正整数，其中，N列所述热处理单元分为两组，并分别设置在M列所述液处理单元的两侧。

8.根据权利要求1所述的涂胶显影系统，其特征在于，所述接口模块包括第二层间机械手、接口机械手和第四层内机械手，其中，所述第二层间机械手用于装载晶圆在所述接口模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间传输，所述接口机械手装载晶圆在晶圆传输位置单元与光刻机之间传输，所述第四层内机械手装载所述晶圆进行正洗和烘烤。

9.根据权利要求8所述的涂胶显影系统，其特征在于，还包括第二穿墙单元组，所述第二穿墙单元组设于所述接口模块与所述第一工艺模块和所述第二工艺模块之间，其中，所述第二穿墙单元组包括第五穿墙机器人和第六穿墙机器人，所述第五穿墙机器人和第六穿墙机器人分别将所述晶圆从所述第二层间机械手传入到所述第一工艺模块和所述第二工艺模块内，或将所述晶圆从所述第一工艺模块和所述第二工艺模块传入到所述第二层间机械手。

10.根据权利要求8所述的涂胶显影系统，其特征在于，还包括第三穿墙单元组，所述第三穿墙单元组设于所述第二层间机械手和所述第四层内机械手之间，所述第三穿墙单元组包括第七穿墙机器人和第八穿墙机器人，所述第七穿墙机器人和第八穿墙机器人用于在所述第二层间机械手和所述第四层内机械手之间传输晶圆。