[發(fā)明專利]一種晶圓涂膠設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410366461.0
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105321829B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文軍;王暉;陳福平;張懷東
• 申請（專利權(quán)）人: 盛美半導體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L21/027
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 施浩

現(xiàn)有的兩種類型的晶圓涂膠設(shè)備存在占地面積大、結(jié)構(gòu)復雜等技術(shù)問題。本發(fā)明提供了一種半導體工藝中使用的晶圓涂膠設(shè)備，包括機臺主體、涂膠腔室、熱處理單元和工藝機器人，其中的涂膠腔室和熱處理單元上下堆疊排布并緊密排布在工藝機器人周圍，工藝機器人可以上下升降并在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，完成在各個機構(gòu)和腔室之間傳遞晶圓的任務(wù)。該涂膠設(shè)備主要應(yīng)用于半導體器件的生產(chǎn)和加工，具備占地面積小、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種涂膠設(shè)備，更具體地說，涉及半導體領(lǐng)域中對晶圓進行涂膠的設(shè)備。

背景技術(shù)

在半導體生產(chǎn)領(lǐng)域，涂膠是在半導體晶片涂覆光刻膠的一種工藝，屬于光刻工序，與曝光，顯影系統(tǒng)共同構(gòu)成整個半導體制造過程中最關(guān)鍵、重復次數(shù)最多的一道工藝過程，對于提高產(chǎn)品集成度和成品率有著重要影響。

涂膠設(shè)備因此成為完成此項工藝的重要設(shè)備之一。由于半導體生產(chǎn)對環(huán)境的要求非常高，投資和維護生產(chǎn)環(huán)境的成本極大，為了提高生產(chǎn)環(huán)境利用率，人們希望所使用的機臺盡可能占用較小的空間，因此生產(chǎn)設(shè)備的占地面積是購買時的重要技術(shù)考核指標。半導體晶片的連續(xù)涂膠工藝一般是在不同的工藝模塊中進行的，為了提高工藝效率和產(chǎn)品良率，在涂膠過程中通常會穿插熱處理工序，其工藝步驟主要包括：從片盒中取片—晶片對中—高溫涂覆粘附促進劑—冷卻—涂覆光刻膠—高溫加熱—冷卻—晶片傳回片盒。每個工藝模塊設(shè)計成獨立的硬件單元組合后完成整個生產(chǎn)工藝。目前市場上的晶圓涂膠設(shè)備主要有下述兩種類型：

一種類型的設(shè)備將熱處理單元和涂膠腔室全部攤放在同一個水平面內(nèi)，工藝機器人只需在該水平面內(nèi)進動或旋轉(zhuǎn)即可完成晶圓在各個機構(gòu)之間的傳送。采用這種設(shè)計的優(yōu)勢在于，對工藝機器人及其控制程序的開發(fā)要求較低，相應(yīng)的機臺成本會有所下降且運行比較穩(wěn)定，但缺點也很明顯：占地面積太大，不利于多個涂膠腔室的集成因而產(chǎn)能也很低下。

圖1中展示了現(xiàn)有技術(shù)中的一種環(huán)形排布的晶圓涂膠設(shè)備。該設(shè)備包括一個機臺主體101，兩個涂膠腔室102a、102b，兩個熱處理堆棧104a、104b，一個對中裝置103和一個工藝機器人105，以及兩個裝載端口106a、106b。可以看到，該設(shè)備的工藝機器人105位于機臺主體101的中心位置，其他機構(gòu)均環(huán)繞該工藝機器人105排布。當工藝機器人105和其他機構(gòu)均處于同一水平面時，工藝機器人105只需從裝載端口106a或106b抓取晶圓107，然后在平面內(nèi)做水平旋轉(zhuǎn)運動，即可將晶圓107分別傳遞至涂膠腔室102、對中裝置103或熱處理堆棧104中，運動方式非常簡潔。但是，像該設(shè)備這樣將所有機構(gòu)均攤放在一個平面，占地面積將非常之大；如果想要讓設(shè)備同時處理多片晶圓，集成更多的腔室和堆棧后，占地面積更是驚人。在半導體領(lǐng)域，這種精密的加工設(shè)備通常需要放入環(huán)境要求嚴苛且寸土寸金的潔凈室內(nèi)，單一的機臺如果占據(jù)潔凈室過多的空間，必然是廠商所不愿意接受的。

另一種類型的設(shè)備對熱處理單元和涂膠腔室的排布則相對比較自由和松散，并不一定將二者均布置在一個平面內(nèi)，從而省出了部分空間。但高度的不一致對工藝機器人提出了更高的要求，用于該設(shè)備中的工藝機器人往往需要同時具備上下升降、水平轉(zhuǎn)動以及前后進動等至少三種形式的運動，才能完成晶圓的傳送任務(wù)。更甚者，還需要多個工藝機器人的相互配合。這樣的設(shè)備雖然更具有科技含量，產(chǎn)能上也有所提高，但要開發(fā)如此高智能化的工藝機器人以及其復雜的控制程序，經(jīng)濟方面難以壓低成本，技術(shù)方面則難保復雜的機構(gòu)以及程序設(shè)計能夠長期穩(wěn)定的運行；換個角度來看，運動形式的增加意味著類似傳送晶圓這樣的非工藝過程將在整個涂膠處理過程中消耗更多的時間，不利于生產(chǎn)效率的提高。所以這樣的設(shè)備也很難成為廠商的首選。