[發明專利]集成熱單元

有效

• 申請號: 200580048566.0
• 申請日: 2005-12-21
• 公開（公告）號: CN101443131A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 大衛·H·喀什;馬丁·杰夫·薩里納斯;石川徹夜
• 申請（專利權）人: 測度有限公司
• 主分類號: B05D5/00
• 分類號: B05D5/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 趙 飛

技術領域

本發明一般而言涉及襯底處理設備領域。更具體地，本發明涉及用于控制襯底溫度的方法和裝置，該襯底是諸如半導體襯底，并且在形成集成電路中使用。

背景技術

現代集成電路包含幾百萬個個體元件，這些元件通過對諸如硅、金屬和/或介電層的材料進行圖案化而形成，從而將集成電路的尺寸制成微米的幾分之一。整個工業中用于形成這種圖案的技術是光刻。通常的光刻處理序列一般包括在襯底的表面上沉積一個或者多個均勻的光阻材料(光阻)層、對沉積層進行干燥和固化、通過將光阻層曝光于電磁輻射而對襯底進行圖案化，其中電磁輻射適合于改性曝光層，然后對圖案化的光阻層進行顯影。

在半導體工業中常見的是，與光刻處理有關的許多步驟將要在多室處理系統(例如，組合工具)中執行，其中多室處理系統具有以受控方式依次處理半導體晶片的能力。用來沉積(即，涂覆)和顯影光阻材料的組合工具的一個示例通常是指勻膠顯影光刻工具(track?lithography?tool)。

勻膠顯影光刻工具通常包括容納多個室(此處有時稱為平臺)的主機架，這些室專用于執行與前光刻處理和后光刻處理有關的各種任務。在勻膠顯影光刻工具內通常都有濕處理室和干處理室。濕室包括涂覆和/或顯影杯，而干室包括容納烘烤板和/或冷卻板的熱控制單元。勻膠顯影光刻工具還常常包括一個或者多個晶舟/晶盒安裝裝置(諸如工業標準FOUP(前開式標準艙))，以從清潔室接收襯底或者將襯底返回至清潔室，其還包括多個襯底傳送機械手，以將襯底在勻膠顯影光刻工具的各種室/平臺和允許該工具可操作地連接到光刻曝光工具的接口之間傳送，以將襯底傳送進入曝光工具和在曝光工具內處理襯底之后從曝光工具接收襯底。

這么多年，在半導體工業內，已經有很強推動力來縮小半導體器件尺寸。構件尺寸的減小導致處理變化性的工業公差減小，隨后其導致了半導體制造規格對處理均勻性和可重復性具有更嚴格的要求。在勻膠顯影光刻處理序列過程中，減小處理變化性的重要因素是確保針對特定應用在勻膠顯影光刻工具內處理的每個襯底具有相同的“晶片歷史”。一般由處理工程師監視和控制襯底的晶片歷史，以確保控制所有器件制造處理變量，使得總是以相同的方式處理相同批次中的所有襯底，其中該器件制造處理變量會在后面會影響器件的性能。

為了確保每個襯底具有相同的“晶片歷史”，要求每個襯底經歷相同的可重復襯底處理步驟(例如，一致的涂覆處理、一致的硬烘烤(hardbake)處理、一致的冷卻處理等)，并且對于每個襯底，各處理步驟之間的時間要相同。光刻型器件制造處理尤其對處理配方變量和配方步驟之間的時間敏感，這直接影響處理變化性，最終影響器件性能。

鑒于這些要求，半導體工業對能夠提高勻膠顯影光刻和其它類型的組合工具的晶片歷史的一致性的方法和顯影設備和技術進行了持續的研究。

發明內容

根據本發明，提供了關于半導體制造設備的方法和裝置。更具體地，本發明實施例涉及用于以較高可控的方式對襯底進行加熱和/或冷卻。本發明實施例設想以較高可控的方式根據相同的加熱和冷卻序列處理襯底因而有助于針對每個襯底確保一致的晶片歷史。盡管本發明一些實施例在勻膠顯影光刻工具的室或者平臺中對襯底進行加熱和/或冷卻方面尤其有用，但是本發明的其它實施例能夠用在期望以較高可控的方式對襯底進行加熱和冷卻的其它應用中。

本發明的某些實施例屬于集成熱單元。根據一個這樣的實施例，集成熱單元包括烘烤板，其構造成對支撐在烘烤板的表面上的襯底進行加熱；冷卻板，其構造成對支撐在冷卻板的表面上的襯底進行冷卻；和襯底傳送梭，其構造成將襯底從烘烤板傳送到冷卻板，襯底傳送梭具有控溫襯底保持表面，保持表面能夠對由烘烤板加熱的襯底進行冷卻。

根據本發明另一個實施例，集成熱單元包括烘烤平臺，烘烤平臺包括烘烤板，烘烤板構造成保持和加熱襯底；冷卻平臺，冷卻平臺包括冷卻板，冷卻板構造成保持和冷卻襯底；和襯底傳送梭，其構造成將襯底沿著熱單元內的水平直線路徑從烘烤板傳送到冷卻板，并且沿著集成熱單元內的垂直路徑升高和降低襯底。

根據本發明另一個實施例，集成熱單元包括烘烤板，烘烤板具有襯底保持表面，其構造成在烘烤的位置保持和加熱襯底；冷卻板，冷卻板具有襯底保持表面，其構造成在冷卻的位置保持和冷卻襯底；其中，當烘烤板在烘烤位置時，烘烤板的襯底保持表面位于第一基本水平平面，當冷卻板在冷卻位置時，冷卻板的襯底保持表面位于第二基本水平平面，第二基本水平平面在第一平面下方。