專利名稱：噴膠裝置及噴膠方法
噴膠裝置及噴膠方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備及方法，特別涉及一種在半導(dǎo)體制造工藝中用于噴涂 光刻膠的噴膠裝置及方法。
背景技術(shù)：
光刻是半導(dǎo)體制造工藝中的重要工藝方法之一。通常地，光刻工藝包括如下步驟 在半導(dǎo)體晶圓片上形成光刻膠層；選擇性曝光光刻膠層并顯影，以形成具有圖案的光刻膠 (稱為光刻膠層的圖案化)；以圖案化后的光刻膠層為掩膜，對(duì)半導(dǎo)體晶圓片進(jìn)行蝕刻；灰 化光刻膠層并將其去除。實(shí)際制造過(guò)程中，可以通過(guò)噴涂或旋涂的方式形成上述光刻膠層。噴涂工藝的流 程是噴涂裝置噴出光刻膠，以將光刻膠涂布于旋轉(zhuǎn)的晶圓上，從而在晶圓表面形成光刻膠 層。如圖1所示，一種噴涂裝置包括噴膠泵101和過(guò)濾器102，噴膠泵101的出口和過(guò)濾器 102之間通過(guò)管路連接。在噴膠過(guò)程中，噴膠泵101將內(nèi)部裝載的膠液從出口排出，通過(guò)管 路進(jìn)入過(guò)濾器102。膠液經(jīng)過(guò)濾器102過(guò)濾后排出。過(guò)濾器102中細(xì)密的過(guò)濾結(jié)構(gòu)可選擇 性地通過(guò)膠液而濾出膠液中的微粒等雜質(zhì)，避免了噴出的膠液中含有雜質(zhì)而影響所形成的 光刻膠層的質(zhì)量。然而，過(guò)濾器102在濾除雜質(zhì)的同時(shí)，會(huì)對(duì)流過(guò)的膠液產(chǎn)生一定的阻力， 使得膠液的噴出速率不穩(wěn)定，噴出的膠量波動(dòng)較大，導(dǎo)致形成的光刻膠層厚度不均勻，影響 其后的光刻膠圖形化以及刻蝕過(guò)程。申請(qǐng)?zhí)枮?00510113645. 7的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開了一種光刻膠的分配設(shè)備和方 法，其通過(guò)過(guò)濾器將噴膠泵噴出的膠液中的雜質(zhì)和氣泡濾除。然而，該方案沒有涉及噴膠速 率不穩(wěn)定及膠量波動(dòng)的問題。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種噴膠裝置，以改善噴膠速率的均勻性。此外，還有必要提供一種可改善噴膠速率的均勻性的噴膠方法。一種噴膠裝置，包括第一噴膠泵，用于為所述噴膠裝置吸入供噴出的膠液；第二噴膠泵，用于噴出經(jīng)所述第一噴膠泵吸入的膠液；過(guò)濾器，用于過(guò)濾經(jīng)所述第一噴膠泵流向所述第二噴膠泵的膠液。一種噴膠方法，包括以第一裝置吸入膠液；以所述第一裝置噴出所述膠液；以第二裝置過(guò)濾所述經(jīng)所述第一裝置噴出的膠液；以第三裝置噴出所述經(jīng)所述第二裝置過(guò)濾的膠液。上述噴膠裝置及噴膠方法以不同的裝置進(jìn)行膠液的吸入與噴出，由于噴出裝置的 排出過(guò)程不受過(guò)濾過(guò)程所產(chǎn)生的阻力的影響，因此改善了噴膠速率的均勻性。
圖1是一種噴膠裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明噴膠裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明噴膠方法的一種實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的噴膠裝置包括第一噴膠泵201，第二噴膠泵 202及過(guò)濾器203。第一噴膠泵201的出口通過(guò)管路與過(guò)濾器203的入口相連接，過(guò)濾器 203的出口通過(guò)管路與第二噴膠泵202的入口相連接。第一噴膠泵201、第二噴膠泵202可 以是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式活塞泵或氣缸驅(qū)動(dòng)式活塞泵，在本實(shí)施方式中，優(yōu)選為氣缸驅(qū)動(dòng)式活塞泵。 氣缸驅(qū)動(dòng)式活塞泵通過(guò)使用氣缸來(lái)推動(dòng)或者拉回活塞，完成膠液的排出與吸入過(guò)程，其相 較于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式活塞泵而言具有較低的成本。該實(shí)施方式的噴膠裝置包括排氣管204、排氣閥205、第一氣泡傳感器206、第二氣 泡傳感器207及控制單元200等。排氣管204連接過(guò)濾器203，用于將過(guò)濾器中的氣泡排出。排氣閥205與排氣管 204相連，并控制排氣管204的開閉。第一氣泡傳感器206連接在排氣管204上，用于監(jiān)測(cè) 所述排氣管204中是否有氣泡。第二氣泡傳感器207與第二噴膠泵202的出口處相連接， 用于監(jiān)測(cè)第二噴膠泵202噴出的膠液中是否出現(xiàn)氣泡?？刂茊卧?00包括電磁閥2001及控制器2002。電磁閥2001連接第一噴膠泵201、 第二噴膠泵202及排氣閥205，用于控制第一噴膠泵201、第二噴膠泵202的工作狀態(tài)，包括 其處于排出或者吸入狀態(tài)。電磁閥2001還用于控制排氣閥205的開關(guān)。控制器2002與 第一氣泡傳感器206、第二氣泡傳感器207及電磁閥2001連接，用于接收第一氣泡傳感器 206、第二氣泡傳感器207輸出的感應(yīng)信號(hào)，并經(jīng)控制計(jì)算后輸出控制信號(hào)至電磁閥2001， 從而根據(jù)第一、第二氣泡傳感器206、207的感應(yīng)狀態(tài)控制電磁閥2001的通斷狀態(tài)，進(jìn)而控 制第一噴膠泵201、第二噴膠泵202的工作狀態(tài)。第一氣泡傳感器205、第二氣泡傳感器206可以是光電式傳感器或電容式傳感器。 在本實(shí)施實(shí)施方式中，優(yōu)選為光電式傳感器。光電式傳感器利用液體和空氣的屈光率不同 來(lái)感應(yīng)液體中是否有氣泡，具有較高的感測(cè)率和較低的成本。若排氣管204或第二噴膠泵 202出口處的管路中有氣泡存在，則第一氣泡傳感器206或第二氣泡傳感器207產(chǎn)生相應(yīng)的 感應(yīng)信號(hào)，并傳輸至控制單元200的控制器2002中，以據(jù)此產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)或進(jìn)行排泡處理。電磁閥2001為開關(guān)式結(jié)構(gòu)，其包括若干個(gè)開關(guān)單元(圖未示)，用于根據(jù)控制器 2002所傳輸?shù)目刂菩盘?hào)切換通斷狀態(tài)，從而分別對(duì)應(yīng)控制第一噴膠泵201、第二噴膠泵202 和排氣閥205。在對(duì)應(yīng)的開關(guān)單元的控制下，第一噴膠泵201、第二噴膠泵202中的氣缸對(duì) 活塞進(jìn)行推動(dòng)/拉回，完成膠液的排出/吸入。在對(duì)應(yīng)的開關(guān)單元控制下，當(dāng)排氣閥205導(dǎo) 通時(shí)，過(guò)濾器203中的氣泡通過(guò)排氣管204排出；而當(dāng)排氣閥205關(guān)斷時(shí)，過(guò)濾器203為密 閉的，僅通過(guò)管路與第一噴膠泵201和第二噴膠泵202連接。在本實(shí)施方式中，上述控制器2002可以為51系列單片機(jī)，通過(guò)其輸入/輸出(I/ 0)接口連接在電磁閥2001、第一氣泡傳感器206和第二氣泡傳感器207，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的輸出和感應(yīng)信號(hào)的輸入，成本較低且操作簡(jiǎn)單。利用單片機(jī)，可以通過(guò)編寫程序自動(dòng)完成噴膠 過(guò)程以及檢測(cè)到氣泡時(shí)的響應(yīng)動(dòng)作。需要說(shuō)明的是，在其他實(shí)施方式中，控制器2002還可以與一個(gè)主控單元通信，由 主控單元來(lái)對(duì)控制器2002進(jìn)行編程、控制。在實(shí)際應(yīng)用中，主控單元可以是計(jì)算機(jī)，其通過(guò) 串口或并口與控制器2002進(jìn)行通信，完成控制過(guò)程。結(jié)合上述噴膠裝置描述本發(fā)明一種實(shí)施方式的噴膠方法的流程。如圖3所示，本 發(fā)明一種實(shí)施方式的噴膠方法包括以下步驟步驟Si，第二噴膠泵202進(jìn)行噴膠操作，將膠液噴出。步驟S2，第二噴膠泵202進(jìn)行吸入操作，同時(shí)第一噴膠泵201進(jìn)行噴出操作。第一 噴膠泵201所噴出的膠液經(jīng)過(guò)過(guò)濾器203后被進(jìn)行吸入操作的第二噴膠泵202吸入第二噴 膠泵202，從而完成第二噴膠泵202的重新裝載。步驟S3，第一噴膠泵201進(jìn)行吸入操作，以完成第一噴膠泵201的重新裝載。在上述過(guò)程中，第一氣泡傳感器205、第二氣泡傳感器207持續(xù)監(jiān)視對(duì)應(yīng)管路中是 否產(chǎn)生氣泡，并將對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)傳送至控制單元200，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測(cè)與控制。當(dāng)過(guò)濾器 203中有氣泡存在時(shí)，由于氣泡密度較低，會(huì)上浮至排氣管204中。第一氣泡傳感器205檢 測(cè)到氣泡則產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并傳送至控制器2002?？刂破?002接收到感應(yīng)信號(hào)后，中斷當(dāng)前 的噴膠過(guò)程、發(fā)出警報(bào)并進(jìn)行排泡處理。排泡處理包括第二噴膠泵202停止工作，排氣閥 205導(dǎo)通，第一噴膠泵201進(jìn)行排出操作，將第一噴膠泵201中的膠液輸出至過(guò)濾器203中。 由于此時(shí)第二噴膠泵202并未工作，膠液在壓力作用下則進(jìn)入排氣管204，將排氣管204中 的氣泡排出。若第二噴膠泵202中有氣泡存在，在噴出時(shí)，第二氣泡傳感器207會(huì)感測(cè)到流經(jīng)第 二噴膠泵202出口處的氣泡并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，并傳送至控制器2002。接收到感應(yīng)信 號(hào)后，控制器2002將中斷當(dāng)前的噴膠過(guò)程，并發(fā)出警報(bào)。從而避免了氣泡隨膠液噴出至光 刻膠層中，影響光刻膠層的質(zhì)量。在上述過(guò)程中，由于第二噴膠泵202噴出的膠液并不需要經(jīng)過(guò)過(guò)濾器，避免了由 于過(guò)濾器阻力造成的噴膠速率不均勻問題；此外，在膠液進(jìn)入第二噴膠泵202之前已經(jīng)經(jīng) 過(guò)了過(guò)濾器203過(guò)濾，并不會(huì)含有微粒等雜質(zhì)，可保證后續(xù)光刻膠層的形成質(zhì)量。需要說(shuō)明的是，在進(jìn)行上述噴膠流程之前，第一噴膠泵201和第二噴膠泵202中已 經(jīng)裝載有膠液。另外，上述噴膠流程僅描述了全噴膠過(guò)程的子過(guò)程，在實(shí)際進(jìn)行光刻膠的噴 涂過(guò)程中，上述步驟Sl至S3可以被多次重復(fù)，以完成全部光刻膠的噴涂過(guò)程。結(jié)合圖2和圖3，在執(zhí)行前述噴膠過(guò)程中的步驟S2時(shí)，第一噴膠泵201的排出速率 和第二噴膠泵202的吸入速率需要匹配，從而保證第一噴膠泵201的排出量與第二噴膠泵 202的吸入量相當(dāng)。上述噴膠裝置在過(guò)濾器的出口處增加第二噴膠泵，過(guò)濾器過(guò)濾后排出的膠液首先 進(jìn)入所述第二噴膠泵，爾后再利用所述第二噴膠泵將膠液噴出。利用第二噴膠泵的緩沖作 用避免了過(guò)濾器阻力對(duì)膠液噴出速率的影響。
權(quán)利要求
1.一種噴膠裝置，包括第一噴膠泵，用于為所述噴膠裝置吸入供噴出的膠液； 第二噴膠泵，用于噴出經(jīng)所述第一噴膠泵吸入的膠液； 過(guò)濾器，用于過(guò)濾經(jīng)所述第一噴膠泵流向所述第二噴膠泵的膠液。
2.如權(quán)利要求1所述的噴膠裝置，其特征在于所述噴膠裝置包括與所述過(guò)濾器相連 接的排氣閥及排氣管，所述排氣管用于將所述過(guò)濾器的氣泡排出，所述排氣閥用于控制所 述排氣管的通斷狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的噴膠裝置，包括氣泡傳感器，連接于所述排氣管，用于監(jiān)測(cè)所述排氣管中存有氣泡，并據(jù)以生成對(duì)應(yīng)的 感應(yīng)信號(hào)；控制單元，用于根據(jù)所述感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，以控制所述排氣閥的開關(guān)，以 排出所述排氣管中的氣泡。
4.如權(quán)利要求3所述的噴膠裝置，其特征在于所述控制單元包括電磁閥，用于控制所 述排氣閥的開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的噴膠裝置，包括氣泡傳感器，連接于所述第二噴膠泵的出口，用于監(jiān)測(cè)所述第二噴膠泵所噴出的膠液 中是否存有氣泡，并據(jù)以生成對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)；控制單元，用于根據(jù)所述感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，以控制所述第二噴膠泵的開閉。
6.如權(quán)利要求1所述的噴膠裝置，其特征在于所述噴膠裝置包括控制單元，用于控制 所述第一噴膠泵、所述第二噴膠泵的開閉。
7.一種噴膠方法，包括 以第一裝置吸入膠液；以所述第一裝置噴出所述膠液；以第二裝置過(guò)濾所述經(jīng)所述第一裝置噴出的膠液；以第三裝置噴出所述經(jīng)所述第二裝置過(guò)濾的膠液。
8.如權(quán)利要求7所述的噴膠方法，包括 監(jiān)視所述過(guò)濾過(guò)程中是否出現(xiàn)氣泡； 根據(jù)所述監(jiān)視結(jié)果控制排泡操作。
9.如權(quán)利要求7所述的噴膠方法，包括 監(jiān)視所述第三裝置噴出的膠液；根據(jù)所述監(jiān)視結(jié)果控制所述第三裝置是否噴出所述膠液。
全文摘要
一種噴膠裝置，包括第一噴膠泵、第二噴膠泵及過(guò)濾器。第一噴膠泵用于為噴膠裝置吸入供噴出的膠液。第二噴膠泵用于噴出經(jīng)第一噴膠泵吸入的膠液。過(guò)濾器用于過(guò)濾經(jīng)第一噴膠泵流向第二噴膠泵的膠液。本發(fā)明還提供一種對(duì)應(yīng)的噴膠方法。
文檔編號(hào)G03F7/16GK102096324SQ20091023169
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者李長(zhǎng)江 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司