TWI587365B - Stacked photoresist coating development system - Google Patents

Description

堆疊式光阻塗佈顯影系統

本發明屬於半導體加工領域，具體地說是一種堆疊式光阻塗佈顯影系統。

現有技術中，半導體晶片加工中的光刻製程製程是由光阻塗佈機、光刻機、顯影機分別對晶片完成光阻劑塗佈、光刻以及顯影作業，隨著半導體晶片加工製程水準的提升，出現了將光阻塗佈顯影設備與光刻機連接在一起以實現整個光刻製程過程，由於光刻機的價格遠高於光阻塗佈顯影設備，因此該種方式中的光阻塗佈顯影設備必須要儘量匹配或高於光刻機的產能，而光阻塗佈顯影設備的產能則是由單元製程瓶頸產能與機器人傳輸瓶頸產能決定。在特定的製程時間下，製程單元瓶頸產能的提升只能通過增加單元數量來實現，而機器人傳輸瓶頸產能的提升則可以通過提升機器人傳送速率和增加機器人數量來實現。然而隨著光刻機產能的提升，光阻塗佈顯影設備的單元數和機器人數也隨之不斷增多，這也意味著光阻塗佈顯影設備要做得越來越大，然而光阻塗佈顯影設備的占地面積畢竟有限，相同產能配置前提下較小的設備占地面積無疑是更具有市場競爭力的。

本發明的目的在於提供一種堆疊式光阻塗佈顯影系統，其具有單一機器人服務製程單元數少、晶片在設備內傳遞方向唯一、相同配置產能前提下設備占地面積小等特點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種堆疊式光阻塗佈顯影系統，包括晶圓傳送盒站、增黏製程站、第一製程站組、第二製程站組、介面站、光刻機和多個傳輸機器人，其中晶圓傳送盒站設有晶圓傳送盒和晶圓傳送盒卸裝料機器人，增黏製程站設有第一上下層傳輸機器人和增黏製程塔，且該增黏製程塔上設有增黏單元和中轉單元，第一製程站組設有第一光阻塗佈製程機器人、第一顯影製程機器人、第一熱處理製程塔和第一光阻塗佈顯影製程塔，且該第一顯影製程機器人與第一光阻塗佈製程機器人疊置，晶圓通過該晶圓傳送盒卸裝料機器人在該晶圓傳送盒、增黏製程塔和第一熱處理製程塔間傳送，晶圓通過該第一上下層傳輸機器人在該增黏製程塔中的增黏單元和中轉單元間傳送，晶圓通過該第一顯影製程機器人與第一光阻塗佈製程機器人在該第一熱處理製程塔和第一光阻塗佈顯影製程塔間傳送，該第二製程站組設有第二光阻塗佈製程機器人、第二顯影製程機器人、第二熱處理製程塔和第二光阻塗佈顯影製程塔，且第二顯影製程機器人和第二光阻塗佈製程機器人疊置，在該第一熱處理製程塔和第二熱處理製程塔上設有傳遞晶圓的傳片單元，晶圓通過該第二光阻塗佈製程機器人和第二顯影製程機器人在該第二熱處理製程塔和第二光阻塗佈顯影製程塔間傳送，介面站設有第二上下層運輸機器人、邊緣曝光單元、介面站傳送機器人和晶圓中轉站塔， 晶圓通過該第二上下層運輸機器人在第二顯影製程機器人、第二光阻塗佈製程機器人以及晶圓中轉站塔間傳送，並且晶圓還通過該第二上下層運輸機器人在該晶圓中轉站塔和邊緣曝光單元間傳送，晶圓通過該介面站傳送機器人在該晶圓中轉站塔和光刻機間傳送。

該晶圓傳送盒站和增黏製程站設置於系統的前端，第一製程站組和第二製程站組依次設置於系統的中部，介面站和光刻機設置於系統的後端；該第一顯影製程機器人與第一光阻塗佈製程機器人疊置，且該第一顯影製程機器人與第一光阻塗佈製程機器人設置於第一熱處理製程塔和第一光阻塗佈顯影製程塔之間靠近該增黏製程站的一端；第二顯影製程機器人和第二光阻塗佈製程機器人疊置，且該第二光阻塗佈製程機器人和第二顯影製程機器人設置於第二熱處理製程塔和第二光阻塗佈顯影製程塔之間靠近該介面站的一端。

不同製程站組中的熱處理製程塔設置於系統的同一側，不同製程站組中的光阻塗佈顯影製程塔設置於系統的另一側。

該第一熱處理製程塔和第二熱處理製程塔的結構相同，均陣列均布有多個單元裝載空間，每個單元裝載空間中設有加熱單元、精密製冷單元或傳片單元。

該傳片單元包括傳片水平移動軸座和真空吸盤，其中該傳片水平移動軸座前後兩部分分別設置在不同的熱處理製程塔上，真空吸盤可移動地設置於該傳片水平移動軸座上。

該第一光阻塗佈顯影製程塔和第二光阻塗佈顯影製程塔結構相同，均為多層垂直結構，其中下部各層設有光阻塗佈單元，上部各層 均設有顯影單元。

該光阻塗佈單元為三個光阻塗佈腔體共用一個光阻塗佈臂的單元結構；該顯影單元為三個顯影腔體共用兩個顯影臂的單元結構。

該增黏製程塔為層疊結構，各層增黏單元設置於增黏製程塔中部，增黏製程塔的頂端和底端各層則分別設有中轉單元。

沿著垂直方向看去，該晶圓中轉站塔設置於該第二顯影製程機器人、第二上下層運輸機器人以及介面站傳送機器人之間，該晶圓傳送盒設置於晶圓傳送盒站外側，該光刻機設置於介面站外側。

該第一製程站組包括第一熱處理製程站和第一光阻塗佈顯影製程站，該第一熱處理製程站上設有第一光阻塗佈製程機器人、第一顯影製程機器人和第一熱處理製程塔，該第一光阻塗佈顯影製程站上設有第一光阻塗佈顯影製程塔；該第二製程站組包括第二熱處理製程站和第二光阻塗佈顯影製程站，其中該第二熱處理製程站上設有第二光阻塗佈製程機器人、第二顯影製程機器人和第二熱處理製程塔，該第二光阻塗佈顯影製程站上設有第二光阻塗佈顯影製程塔。

本發明的優點與積極效果為：

1、本發明中的各個機器人單一工作迴圈內傳遞步驟都小於或等於3步，較現有各製程站內採用單一機器人的傳輸的光阻塗佈顯影設備而言，相同產能前提下，每個機器人服務製程單元數減少，從而降低了對機器人的傳送速率的要求，使機器人傳送速率的瓶頸時間可以適應更高產能的設備配置要求。

2、本發明將負責光阻塗佈顯影單元和熱處理單元間晶圓傳 遞的機器人堆疊放置，以節省機台的占地面積，並且在機臺上設計有上下層運輸機器人，完成上下層機器人間的相互晶圓傳遞，保證傳送速率。

3、本發明將光阻塗佈顯影單元堆疊至多層，且光阻塗佈單元採用三個光阻塗佈腔體共用同一光阻塗佈臂的結構、顯影單元採用三個顯影腔體共用兩個顯影臂的結構，在縮小單元占地面積的同時，節約了管路元件的使用數量。

1‧‧‧晶圓傳送盒站

2‧‧‧增黏製程站

3‧‧‧第一光阻塗佈顯影製程站

4‧‧‧第二光阻塗佈顯影製程站

5‧‧‧介面站

6‧‧‧光刻機

7‧‧‧第二熱處理製程站

8‧‧‧第一熱處理製程站

9‧‧‧晶圓傳送盒

26‧‧‧中轉單元

261‧‧‧真空吸盤

262‧‧‧盤座

263‧‧‧真空流道

27‧‧‧加熱單元

271‧‧‧熱盤蓋

272‧‧‧加熱盤

273‧‧‧PIN針

274‧‧‧冷卻傳送盤

10‧‧‧晶圓傳送盒卸裝料機器人

11‧‧‧第一上下層運輸機器人

12‧‧‧增黏製程塔

13‧‧‧第一光阻塗佈顯影製程塔

14‧‧‧第二光阻塗佈顯影製程塔

15‧‧‧晶圓中轉站塔

16‧‧‧介面站傳送機器人

17‧‧‧邊緣曝光單元

18‧‧‧第二上下層運輸機器人

19‧‧‧第二顯影製程機器人

20‧‧‧第二熱處理製程塔

21‧‧‧第一熱處理製程塔

22‧‧‧第一顯影製程機器人

23‧‧‧第一光阻塗佈製程機器人

24‧‧‧第二光阻塗佈製程機器人

25‧‧‧增黏單元

251‧‧‧噴頭

252‧‧‧盤蓋

253‧‧‧加熱盤

254‧‧‧PIN針

28‧‧‧精密製冷單元

281‧‧‧PIN針

282‧‧‧精密製冷盤

29‧‧‧單元裝載空間

30‧‧‧傳片單元

301‧‧‧傳片水平移動軸座

302‧‧‧真空吸盤

31‧‧‧光阻塗佈單元

311‧‧‧光阻塗佈臂

312‧‧‧光阻塗佈腔體

313‧‧‧光阻塗佈水平移動軸座

32‧‧‧顯影單元

321‧‧‧顯影臂

322‧‧‧顯影腔體

323‧‧‧顯影水平移動軸座

α‧‧‧α軸

R‧‧‧R軸

S‧‧‧S軸

X‧‧‧X軸

Z‧‧‧Z軸

圖1為本發明的俯視圖，

圖2為圖1中的A-A視圖，

圖3為圖1中的增黏製程塔示意圖，

圖4為圖3中的增黏單元示意圖，

圖5為圖3中的中轉單元示意圖，

圖6為圖1中的熱處理製程塔示意圖，

圖7為圖6中熱處理製程塔上設置的加熱單元示意圖，

圖8為圖6中熱處理製程塔上設置的冷卻單元示意圖，

圖9為圖1中兩個熱處理製程塔之間的傳片單元示意圖，

圖10為圖1中光阻塗佈顯影製程塔中的光阻塗佈單元示意圖，

圖11為圖1中光阻塗佈顯影製程塔中的顯影單元示意圖，

圖12為圖1中第一上下層傳輸機器人、第二上下層運輸機器人以及介面站傳送機器人的示意圖，

圖13為圖1中晶圓傳送盒卸裝料機器人、第一顯影製程機器人、第二顯影製 程機器人、第一光阻塗佈製程機器人以及第二光阻塗佈製程機器人的示意圖。

下面結合附圖對本發明作進一步詳述。

如圖1~2所示，本發明包括晶圓傳送盒站1、增黏製程站2、第一製程站組、第二製程站組、介面站5、光刻機6和多個傳輸機器人，該晶圓傳送盒站1和增黏製程站2設置於系統的前端，第一製程站組和第二製程站組依次設置於系統的中部，介面站5和光刻機6設置於系統的後端。該第一製程站組緊鄰增黏製程站2設置，包括第一光阻塗佈顯影製程站3和第一熱處理製程站8，該第二製程站組緊鄰介面站5設置，包括第二光阻塗佈顯影製程站4和第二熱處理製程站7，且不同製程站組中的光阻塗佈顯影製程站設置於系統的同一側，不同製程站組中的熱處理製程站設置於系統的另一側。

如圖1所示，該晶圓傳送盒站1包括多個晶圓傳送盒9和一個晶圓傳送盒卸裝料機器人10，該晶圓傳送盒站1具有晶圓傳送盒9儲存以及自行搬運晶圓傳送盒9功能，晶圓傳送盒9設置在晶圓傳送盒站1外側，負責與工廠自動化系統完成晶圓的裝載與卸載工作，該晶圓傳送盒9為本領域公知技術，晶圓傳送盒卸裝料機器人10設置在晶圓傳送盒9與增黏製程站2之間，負責完成晶圓傳送盒9內待加工晶圓向整機傳輸，並接已加工晶圓傳輸回晶圓傳送盒9。

如圖1所示，該增黏製程站2包括第一上下層傳輸機器人11和增黏製程塔12，其中增黏製程塔12用於完成晶圓的增黏製程。如圖3所 示，該增黏製程塔12為層疊結構佈置，裝載有多個增黏單元25和多個中轉單元26，本實施例中，該增黏製程塔12設置有六個增黏單元25和六個中轉單元26，其中四個中轉單元26佈置在增黏單元25下側，兩個中轉單元26佈置在增黏單元25上側。

如圖4所示，該增黏單元25包括噴頭251、盤蓋252、加熱盤253和PIN針254，其中加熱盤253固裝於增黏單元25的單元盒體內，PIN針254可升降地設置於加熱盤253中部，盤蓋252可升降地設置於加熱盤253上，在該盤蓋252中部設有噴頭251，本實施例中，該PIN針254和盤蓋252均通過氣缸驅動升降。機構工作時，晶圓被傳送到PIN針254上，PIN針254下降使晶圓落到加熱盤253上，同時盤蓋252下降與加熱盤253貼合，使該盤蓋252與加熱盤253之間腔體形成密封空間，然後從噴頭251中噴灑六甲基二矽胺和氮氣的混合氣體完成晶圓的增黏製程。該增黏單元為本領域公知技術。

如圖5所示，該中轉單元26包括真空吸盤261和盤座262，該真空吸盤261安裝在盤座262上，在該盤座262內設有真空流道263。機構工作時，真空開啟，晶圓被吸附在真空吸盤261上，當晶圓要被取走時，真空關閉，晶圓被真空吸盤261釋放。該中轉單元為本領域公知技術。

系統工作時，晶圓傳送盒9由天車送至晶圓傳送盒站1處，並由晶圓傳送盒卸裝料機器人10將晶圓從晶圓傳送盒1中取出傳送至增黏製程塔12上的中轉單元26中，然後通過該第一上下層傳輸機器人11將中轉單元26上的晶圓送至增黏單元25中，完成增黏製程後，晶圓傳送盒卸裝料機器人10將晶圓從增黏單元25傳送至該第一製程站組中的第一熱處理製程站8中。

該第一製程站組包括第一熱處理製程站8和第一光阻塗佈顯影製程站3，如圖1~2所示，該第一熱處理製程站8上設有第一光阻塗佈製程機器人23、第一顯影製程機器人22和第一熱處理製程塔21，該第一光阻塗佈顯影製程站3上設有第一光阻塗佈顯影製程塔13。如圖2所示，該第一顯影製程機器人22與第一光阻塗佈製程機器人23上下層疊排布，並且如圖1所示，該第一顯影製程機器人22與第一光阻塗佈製程機器人23設置於第一熱處理製程塔21和第一光阻塗佈顯影製程塔13之間靠近該增黏製程站2的一端。

該第二製程站組與該第一製程站組對稱設置，該第二製程站組包括第二熱處理製程站7和第二光阻塗佈顯影製程站4，其中該第二熱處理製程站7上設有第二光阻塗佈製程機器人24、第二顯影製程機器人19和第二熱處理製程塔20，該第二光阻塗佈顯影製程站4上設有第二光阻塗佈顯影製程塔14。如圖2所示，該第二顯影製程機器人19和第二光阻塗佈製程機器人24上下層疊排布，並且如圖1所示，該第二顯影製程機器人19和第二光阻塗佈製程機器人24設置於第二熱處理製程塔20和第二光阻塗佈顯影製程塔14之間靠近該介面站5的一端。本實施例中，不同製程站組中的光阻塗佈製程機器人均處於下層，不同製程站組中的顯影製程機器人均處於上層。

該第一熱處理製程塔21和第二熱處理製程塔20的結構相同，如圖6所示，該第一熱處理製程塔21和第二熱處理製程塔20上陣列均布有多個單元裝載空間29，每個單元裝載空間29均可以裝載加熱單元27、精密製冷單元28或傳片單元30中的一種，實際使用時可根據機台配置需要進行各個單元的排列組合。本實施例中，每個熱處理製程塔設計有四列八層 的單元裝載空間29。

如圖7所示，該加熱單元27包括熱盤蓋271、加熱盤272、PIN針273和冷卻傳送盤274，加熱盤272固裝於該單元裝載空間29中，PIN針273可升降地設置於加熱盤272中部，熱盤蓋271可升降地設置於加熱盤253上，該冷卻傳送盤274可水平移動。本實施例中，該PIN針273和熱盤蓋271通過氣缸驅動升降，該冷卻傳送盤274通過電機和螺絲槓螺絲母機構驅動移動，其中螺絲槓通過電機驅動旋轉，螺絲母與該冷卻傳送盤274固連。機構工作時，晶圓被傳遞到冷卻傳送盤274上，再由冷卻傳送盤274水平運動傳遞到該PIN針273上，然後PIN針273落下，使晶圓與加熱盤接觸，同時熱盤蓋271落下完成加熱製程。該加熱單元27為本領域公知技術。

如圖8所示，該精密製冷單元28包括PIN針281和精密製冷盤282，該PIN針281可升降地設置於精密製冷盤282中部，本實施中，該PIN針281通過氣缸驅動升降。機構工作時，晶圓被傳送到該PIN針281上，然後PIN針281落下，使晶圓與精密製冷盤282接觸，完成精密製冷製程。該精密製冷單元28為本領域公知技術。

如圖9所示，該傳片單元30包括傳片水平移動軸座301和真空吸盤302，其中該傳片水平移動軸座301前後兩部分分別設置在不同的熱處理製程塔上，真空吸盤302可移動地設置於該傳片水平移動軸座301上。機構工作時，晶圓被吸附在該真空吸盤302上，並通過該真空吸盤302帶動水平運動在該第一熱處理製程塔21上和第二熱處理製程塔20之間傳送。本實施例中，該真空吸盤302通過電機和螺絲槓螺絲母機構驅動移動，其中螺絲槓通過電機驅動旋轉，螺絲母與該真空吸盤302固連，該電機和螺絲槓螺絲 母機構均安裝在該傳片水平移動軸座301上。

該第一光阻塗佈顯影製程塔13和第二光阻塗佈顯影製程塔14結構相同，均設有多個光阻塗佈單元31和顯影單元32。本實施例中，該第一光阻塗佈顯影製程塔13和第二光阻塗佈顯影製程塔14均為四層垂直結構，其中第一層和第二層設有光阻塗佈單元31，第三層和第四層均設有顯影單元32。

如圖10所示，該光阻塗佈單元31均採用三個光阻塗佈腔體312共用一個光阻塗佈臂311的單元結構。該光阻塗佈單元31包括光阻塗佈臂311、光阻塗佈腔體312和光阻塗佈水平移動軸座313，三個光阻塗佈腔體312設置於單元底座上，光阻塗佈水平移動軸座313設置於單元底座一側，一個光阻塗佈臂311可移動地設置於該光阻塗佈水平移動軸座313上，且該光阻塗佈臂311與該光阻塗佈水平移動軸座313垂直，在該光阻塗佈臂311端部設有光阻塗佈噴頭。該光阻塗佈單元31為本領域公知技術。

如圖11所示，該顯影單元32採用三個顯影腔體322共用兩個顯影臂321的單元結構。該顯影單元32包括顯影臂321、顯影腔體322和顯影水平移動軸座323，三個顯影腔體322設置於單元底座上，顯影水平移動軸座323設置於單元底座一側，兩個顯影臂321可移動地設置於該顯影水平移動軸座323上，且該顯影臂321與該顯影水平移動軸座323垂直，在該顯影臂321端部設有顯影液噴頭。該顯影單元32為本領域公知技術。

系統工作時，該第一光阻塗佈製程機器人23和第一顯影製程機器人22完成晶圓在該第一熱處理製程塔21和第一光阻塗佈顯影製程塔13間的傳輸工作，該第二顯影製程機器人19和第二光阻塗佈製程機器人24完 成晶圓在該第二熱處理製程塔20和第二光阻塗佈顯影製程塔14間的傳輸工作，該兩個熱處理製程塔相連接，該傳片單元30完成晶圓在該第一熱處理製程塔21和第二熱處理製程塔20間的傳輸工作。

如圖1所示，該介面站5包括第二上下層運輸機器人18、邊緣曝光單元17、介面站傳送機器人16和晶圓中轉站塔15，其中第二上下層運輸機器人18負責第二光阻塗佈製程機器人24和第二顯影製程機器人19間的晶圓傳輸工作，並且該第二上下層運輸機器人18還負責晶圓向邊緣曝光單元17的傳輸工作，該邊緣曝光單元17為本領域公知技術，在該介面站5外側設有光刻機6，該介面站傳送機器人16負責整機與光刻機6間的晶圓相互傳輸工作，該光刻機6為本領域公知技術。如圖1所示，該晶圓中轉站塔15設置於該第二顯影製程機器人19(與第二光阻塗佈製程機器人24上下疊放)、第二上下層運輸機器人18以及介面站傳送機器人16之間，該晶圓中轉站塔15上配置有多個中轉單元26，且該晶圓中轉站塔15上的中轉單元26結構與增黏製程塔12上的中轉單元26結構相同，該晶圓中轉站塔15起到使晶圓在該介面站傳送機器人16、第二光阻塗佈製程機器人24和第二顯影製程機器人19之間相互傳遞的中轉作用。

本發明中的各個傳輸機器人均為本領域技術，可在市場上外購。其中如圖12所示，該第一上下層傳輸機器人11、第二上下層運輸機器人18和介面站傳送機器人16結構形式相同，可使晶圓沿著豎直方向(Z軸)上下運動、繞旋轉軸(α軸)旋轉運動、沿著機器人臂伸縮軸(S軸)伸縮運動，該第一上下層傳輸機器人11、第二上下層運輸機器人18和介面站傳送機器人16僅在Z軸上下運動行程上有所區別。如圖13所示，該晶圓傳送盒 卸裝料機器人10、第一顯影製程機器人22、第二顯影製程機器人19、第一光阻塗佈製程機器人23、第二光阻塗佈製程機器人24結構形式相同，可使晶圓沿著水平方向(X軸)平移運動、沿著豎直方向(Z軸)上下運動、隨機器人轉盤的旋轉運動、機器人臂伸縮軸(R軸)伸縮運動，該晶圓傳送盒卸裝料機器人10、第一顯影製程機器人22、第二顯影製程機器人19、第一光阻塗佈製程機器人23、第二光阻塗佈製程機器人24僅Z軸行程和X軸行程存在差異。

本發明的工作原理為：本發明工作時，具體過程如下：晶圓傳送盒9由天車送至晶圓傳送盒站1處，並由晶圓傳送盒卸裝料機器人10將晶圓從晶圓傳送盒1中取出傳送至增黏製程塔12上的中轉單元26中，然後通過該第一上下層傳輸機器人11將中轉單元26上的晶圓送至增黏製程塔12上相應的增黏單元25中，晶圓完成增黏製程。

晶圓完成增黏製程後，晶圓傳送盒卸裝料機器人10將晶圓從增黏單元25傳送至第一熱處理製程塔21上的精密製冷單元28中製冷，晶圓冷卻到標定溫度後，第一光阻塗佈製程機器人23將晶圓從該精密製冷單元28中取出，並傳遞到第一光阻塗佈顯影製程塔13中的光阻塗佈單元31內進行光阻塗佈製程，待晶圓完成抗反射層塗覆後，該第一光阻塗佈製程機器人23將晶圓由第一光阻塗佈顯影製程塔13中的光阻塗佈單元31傳送至第一熱處理製程塔21中的加熱單元27，待晶圓加熱到標定溫度後，該第一光阻塗佈製程機器人23將晶圓放人傳片單元30，晶圓通過該傳片單元30由第一熱處理製程塔21傳遞到第二熱處理製程塔20上的精密製冷單元28中。

在第二熱處理製程塔20上的精密製冷單元28中，當晶圓冷卻至標定溫度時後，第二光阻塗佈製程機器人24將晶圓取出並傳送至第二光阻塗佈顯影製程塔14中的光阻塗佈單元31中，待晶圓完成光阻劑塗覆製程後，該第二光阻塗佈製程機器人24將晶圓傳送至第二熱處理製程塔20上的加熱單元27中，待晶圓加熱到標定溫度後，該第二光阻塗佈製程機器人24將晶圓取出並傳送該晶圓中轉站塔15上的任一中轉單元26中，再通過第二上下層運輸機器人18將晶圓由該中轉單元26傳送至邊緣曝光單元17中，進行邊緣曝光製程。

晶圓完成邊緣曝光製程後，該第二上下層運輸機器人18將晶圓取出並放人該晶圓中轉站塔15上的任一中轉單元26中，然後晶圓通過該介面站傳送機器人16由該中轉單元26傳送至光刻機6中，進行光刻製程。

晶圓完成光刻製程後，該介面站傳送機器人16將晶圓由光刻機6傳送至晶圓中轉站塔15的下部任一中轉單元26中，然後晶圓再通過該第二上下層運輸機器人18由晶圓中轉站塔15下部的中轉單元26傳送至晶圓中轉站塔15上部的任一中轉單元26中，第二顯影製程機器人19將晶圓由晶圓中轉站塔15上部的中轉單元26中取出，並傳送至第二熱處理製程塔20的加熱單元27中。

待晶圓在該第二熱處理製程塔20的加熱單元27中加熱到標定溫度後，該第二顯影製程機器人19將晶圓取出並傳送至該第二熱處理製程塔20的精密製冷單元28中，待晶圓冷卻到標定溫度後，該第二顯影製程機器人19將晶圓取出並傳送至第二光阻塗佈顯影製程塔14中的顯影單元32中進行顯影製程。

晶圓完成顯影製程後，該第二顯影製程機器人19將晶圓取出並傳送至第二熱處理製程塔20上的傳片單元30中，晶圓通過該傳片單元30由第二熱處理製程塔20傳送至第一熱處理製程塔21中，然後晶圓通過第一顯影製程機器人22由該傳片單元30中取出並傳送至第一熱處理製程塔21上的加熱單元27中，待晶圓加熱到標定溫度後，該第一顯影製程機器人22將晶圓取出並放人增黏製程塔12上部的任一中轉單元26中，再通過該第一上下層傳輸機器人11將晶圓由增黏製程塔12上部的中轉單元26傳送至增黏製程塔12下部的任一中轉單元26中，最後通過晶圓傳送盒卸裝料機器人10將晶圓傳回晶圓傳送盒9中，完成單個晶圓的加工過程。

系統工作時，晶圓以固定的時間間隔進入光阻塗佈顯影設備完成上述晶圓加工過程，以實現連續批量的晶圓加工流程。

1‧‧‧晶圓傳送盒站

2‧‧‧增黏製程站

3‧‧‧第一光阻塗佈顯影製程站

4‧‧‧第二光阻塗佈顯影製程站

5‧‧‧介面站

6‧‧‧光刻機

7‧‧‧第二熱處理製程站

8‧‧‧第一熱處理製程站

9‧‧‧晶圓傳送盒

10‧‧‧晶圓傳送盒卸裝料機器人

11‧‧‧第一上下層運輸機器人

12‧‧‧增黏製程塔

13‧‧‧第一光阻塗佈顯影製程塔

14‧‧‧第二光阻塗佈顯影製程塔

15‧‧‧晶圓中轉站塔

16‧‧‧介面站傳送機器人

17‧‧‧邊緣曝光單元

18‧‧‧第二上下層運輸機器人

19‧‧‧第二顯影製程機器人

20‧‧‧第二熱處理製程塔

21‧‧‧第一熱處理製程塔

22‧‧‧第一顯影製程機器人

Claims (10)

1. 一種堆疊式光阻塗佈顯影系統，其特徵在於：包括晶圓傳送盒站(1)、增黏製程站(2)、第一製程站組、第二製程站組、介面站(5)、光刻機(6)和多個傳輸機器人，其中該晶圓傳送盒站(1)設有晶圓傳送盒(9)和晶圓傳送盒卸裝料機器人(10)，該增黏製程站(2)設有第一上下層傳輸機器人(11)和增黏製程塔(12)，且該增黏製程塔(12)上設有增黏單元(25)和中轉單元(26)，該第一製程站組設有第一光阻塗佈製程機器人(23)、第一顯影製程機器人(22)、第一熱處理製程塔(21)和第一光阻塗佈顯影製程塔(13)，且該第一顯影製程機器人(22)與該第一光阻塗佈製程機器人(23)疊置，晶圓通過該晶圓傳送盒卸裝料機器人(10)在該晶圓傳送盒(9)、該增黏製程塔(12)和該第一熱處理製程塔(21)間傳送，晶圓通過該第一上下層傳輸機器人(11)在該增黏製程塔(12)中的該增黏單元(25)和該中轉單元(26)間傳送，晶圓通過該第一顯影製程機器人(22)與該第一光阻塗佈製程機器人(23)在該第一熱處理製程塔(21)和該第一光阻塗佈顯影製程塔(13)間傳送，該第二製程站組設有第二光阻塗佈製程機器人(24)、第二顯影製程機器人(19)、第二熱處理製程塔(20)和第二光阻塗佈顯影製程塔(14)，且該第二顯影製程機器人(19)和該第二光阻塗佈製程機器人(24)疊置，在該第一熱處理製程塔(21)和該第二熱處理製程塔(20)上設有傳遞晶圓的傳片單元(30)，晶圓通過該第二光阻塗佈製程機器人(24)和該第二顯影製程機器人(19)在該第二熱處理製程塔(20)和第二光阻塗佈顯影製程塔(14)間傳 送，該介面站(5)設有第二上下層運輸機器人(18)、邊緣曝光單元(17)、介面站傳送機器人(16)和晶圓中轉站塔(15)，晶圓通過該第二上下層運輸機器人(18)在該第二顯影製程機器人(19)、該第二光阻塗佈製程機器人(24)以及該晶圓中轉站塔(15)間傳送，並且晶圓還通過該第二上下層運輸機器人(18)在該晶圓中轉站塔(15)和該邊緣曝光單元(17)間傳送，晶圓通過該介面站傳送機器人(16)在該晶圓中轉站塔(15)和該光刻機(6)間傳送。
2. 如請求項1所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：該晶圓傳送盒站(1)和增黏製程站(2)設置於該系統的前端，該第一製程站組和該第二製程站組依次設置於該系統的中部，該介面站(5)和該光刻機(6)設置於該系統的後端；該第一顯影製程機器人(22)與該第一光阻塗佈製程機器人(23)疊置，且該第一顯影製程機器人(22)與該第一光阻塗佈製程機器人(23)設置於該第一熱處理製程塔(21)和該第一光阻塗佈顯影製程塔(13)之間靠近該增黏製程站(2)的一端；第二顯影製程機器人(19)和第二光阻塗佈製程機器人(24)疊置，且該第二光阻塗佈製程機器人(24)和第二顯影製程機器人(19)設置於第二熱處理製程塔(20)和第二光阻塗佈顯影製程塔(14)之間靠近該介面站(5)的一端。
3. 如請求項2所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：不同製程站組中的熱處理製程塔設置於該系統的同一側，不同製程站組中的光阻塗佈顯影製程塔設置於該系統的另一側。
4. 如請求項1所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：該第一熱處理製程塔(21)和該第二熱處理製程塔(20)的結構相同，均陣列均布有多個單元裝載空間(29)，各該單元裝載空間(29)中設有加熱單元(27)、精密製冷單元(28)或傳片單元(30)。
5. 如請求項1或4所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：該傳片單元(30)包括傳片水平移動軸座(301)和真空吸盤(302)，其中該傳片水平移動軸座(301)前後兩部分分別設置在不同的熱處理製程塔上，該真空吸盤(302)可移動地設置於該傳片水平移動軸座(301)上。
6. 如請求項1所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：該第一光阻塗佈顯影製程塔(13)和第二光阻塗佈顯影製程塔(14)結構相同，均為多層垂直結構，其中下部各層設有光阻塗佈單元(31)，上部各層均設有顯影單元(32)。
7. 如請求項6所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：該光阻塗佈單元(31)為三個光阻塗佈腔體(312)共用一個光阻塗佈臂(311)的單元結構；該顯影單元(32)為三個顯影腔體(322)共用兩個顯影臂(321)的單元結構。
8. 如請求項1所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：該增黏製程塔(12)為層疊結構，各層該增黏單元(25)設置於該增黏製程塔(12)中部，該增黏製程塔(12)的頂端和底端各層則分別設有中轉單元(26)。
9. 如請求項1所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：沿著垂直方向看去，該晶圓中轉站塔(15)設置於該第二顯影製程機器人(19)、該第二上下層運輸機器人(18)以及該介面站傳送機器人(16)之間，該 晶圓傳送盒(9)設置於該晶圓傳送盒站(1)外側，該光刻機(6)設置於該介面站(5)外側。
10. 如請求項1所述的堆疊式光阻塗佈顯影系統，其中：該第一製程站組包括第一熱處理製程站(8)和第一光阻塗佈顯影製程站(3)，該第一熱處理製程站(8)上設有第一光阻塗佈製程機器人(23)、第一顯影製程機器人(22)和第一熱處理製程塔(21)，該第一光阻塗佈顯影製程站(3)上設有第一光阻塗佈顯影製程塔(13)；該第二製程站組包括第二熱處理製程站(7)和第二光阻塗佈顯影製程站(4)，其中該第二熱處理製程站(7)上設有第二光阻塗佈製程機器人(24)、第二顯影製程機器人(19)和第二熱處理製程塔(20)，該第二光阻塗佈顯影製程站(4)上設有第二光阻塗佈顯影製程塔(14)。