一種快速降低熱板溫度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速降低熱板溫度的方法，通過從上、下方向?qū)岚灞砻嫱瑫r(shí)進(jìn)行冷卻，可以使光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)內(nèi)的各熱板快速降溫，縮短機(jī)臺(tái)停止等待作業(yè)的時(shí)間，從而提高了機(jī)臺(tái)產(chǎn)能。
【專利說明】
一種快速降低熱板溫度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可快速降低光刻機(jī)臺(tái)中熱板溫度的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)中，光刻制造工藝的大致流程包括:抗反射層涂布(或HMDS涂布)_光刻膠涂布-曝光-顯影;其中每個(gè)工藝環(huán)節(jié)都設(shè)有烘烤過程:即在抗反射層涂布后進(jìn)行烘烤、在光刻膠涂布后進(jìn)行烘烤(PAB)、在曝光后進(jìn)行烘烤(PEB)以及在顯影后進(jìn)行烘烤 (hard bake)〇
[0003]不同的光刻工藝需要對(duì)應(yīng)使用不同的光刻膠，所需求的烘烤溫度也各不相同。因此，在光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)連續(xù)跑貨時(shí)，如果上一批次與下一批次執(zhí)行的光刻工藝不同，則用于烘烤的烘烤裝置中各熱板的烘烤溫度就不同，這需要在批次間對(duì)各熱板進(jìn)行溫度切換。 為等待熱板的溫度升降，機(jī)臺(tái)將暫停作業(yè)，待熱板溫度達(dá)到預(yù)定溫度后，再開始作業(yè)，從而影響了機(jī)臺(tái)的連續(xù)跑貨效率，造成了產(chǎn)能損失。
[0004]目前光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)熱板的升溫是通過電熱絲加熱完成，并通過熱電偶控制溫度，比較快速。而其降溫有兩種方法，一種是自然冷卻降溫，該方法非常耗時(shí)，一般需要10到 30分鐘，目前應(yīng)用于光刻低端機(jī)臺(tái)；另一種方法是使用22(或23)攝氏度凈化后的空氣或氮?dú)?，從下方?duì)熱板進(jìn)行吹拂冷卻，以達(dá)到快速降溫的目的。
[0005]請(qǐng)參閱圖1，圖1是現(xiàn)有的一種烘烤裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，烘烤裝置中至少設(shè)有一個(gè)熱板2，熱板2設(shè)置在基座1上;在熱板2下方設(shè)有降溫管路6，降溫時(shí)閥門5關(guān)閉，閥門7打開，向管路通入22(或23)攝氏度凈化后的空氣或氮?dú)猓ㄟ^管路6到達(dá)熱板2下方，之后從廢棄回收管路8排出。在熱板上方設(shè)有上蓋3,晶圓被烘烤時(shí)閥門7關(guān)閉，閥門5打開，烘烤時(shí)揮發(fā)的氣體通過上蓋3中的管路4排出。該方法比較節(jié)約時(shí)間，一般3到5分鐘即可達(dá)到降溫目的，目前應(yīng)用到光刻高端機(jī)臺(tái)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種快速降低熱板溫度的方法，可以使光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)內(nèi)的各熱板快速降溫。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種快速降低熱板溫度的方法，包括以下步驟:
[0009]步驟01:在光刻工藝中，當(dāng)熱板需要降溫時(shí)，將第一晶圓從熱板上移出，然后，從上、下方向?qū)岚灞砻嫱瑫r(shí)進(jìn)行冷卻；
[0010]步驟02:對(duì)熱板進(jìn)行測(cè)溫，當(dāng)熱板達(dá)到預(yù)定冷卻溫度時(shí)，停止對(duì)熱板的冷卻；
[0011]步驟03:將第二晶圓放置在熱板上進(jìn)行烘烤。
[0012]優(yōu)選地，步驟01中，利用一與熱板對(duì)應(yīng)的冷卻板，將冷卻板覆蓋在熱板的上表面上，并形成緊密接觸，利用冷卻板與熱板之間的溫差，對(duì)熱板的上表面進(jìn)行冷卻；在熱板達(dá)到預(yù)定冷卻溫度時(shí)，移開冷卻板。
[0013]優(yōu)選地，在所述冷卻板內(nèi)部設(shè)置冷卻循環(huán)水管路，利用通入的循環(huán)冷卻水對(duì)熱板的上表面進(jìn)行冷卻。
[0014]優(yōu)選地，所述循環(huán)冷卻水溫度為22-23攝氏度。
[0015]優(yōu)選地，使所述冷卻板下表面的粗糙度不高于熱板上表面的粗糙度。
[0016]優(yōu)選地，利用光刻工藝中設(shè)置的用于對(duì)烘烤后晶圓進(jìn)行冷卻的冷板作為所述冷卻板，并驅(qū)動(dòng)其覆蓋在熱板上進(jìn)行冷卻。
[0017]優(yōu)選地，步驟01中，利用在熱板下方設(shè)置的冷卻氣體管路，通入凈化后的空氣或氮?dú)猓瑥南路綄?duì)熱板下表面進(jìn)行吹拂冷卻。
[0018]優(yōu)選地，所述凈化后的空氣或氮?dú)鉁囟葹?2-23攝氏度。
[0019]優(yōu)選地，利用廢棄回收管路，將進(jìn)行吹拂冷卻使用后的凈化后的空氣或氮?dú)馀懦觥?br>[0020]優(yōu)選地，步驟02中，采用熱電偶對(duì)熱板進(jìn)行測(cè)溫。[0021 ] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過從上、下方向?qū)岚灞砻嫱瑫r(shí)進(jìn)行冷卻，可以使光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)內(nèi)的各熱板快速降溫，縮短機(jī)臺(tái)停止等待作業(yè)的時(shí)間，從而提高了機(jī)臺(tái)產(chǎn)能?！靖綀D說明】
[0022]圖1是現(xiàn)有的一種烘烤裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種快速降低熱板溫度的方法流程圖；
[0024]圖3-圖4是根據(jù)圖2的方法對(duì)熱板進(jìn)行快速降溫的工作狀態(tài)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種冷卻板的冷卻循環(huán)水管路設(shè)置示意圖；
[0026]圖6是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種冷卻板的冷卻循環(huán)水管路設(shè)置示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇27]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。[〇〇28]需要說明的是，在下述的【具體實(shí)施方式】中，在詳述本發(fā)明的實(shí)施方式時(shí)，為了清楚地表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以便于說明，特對(duì)附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進(jìn)行了局部放大、變形及簡(jiǎn)化處理，因此，應(yīng)避免以此作為對(duì)本發(fā)明的限定來加以理解。
[0029]本發(fā)明的一種快速降低熱板溫度的方法，應(yīng)用在光刻工藝中，當(dāng)熱板需要降溫時(shí)， 將第一晶圓從熱板上移出，然后，從上、下方向?qū)岚灞砻嫱瑫r(shí)進(jìn)行冷卻;在冷卻過程中對(duì)熱板不斷進(jìn)行測(cè)溫，當(dāng)熱板達(dá)到預(yù)定冷卻溫度時(shí)，停止對(duì)熱板的冷卻;冷卻完成后將第二晶圓放置在熱板上進(jìn)行烘烤。可以使光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)內(nèi)的各熱板快速降溫，縮短機(jī)臺(tái)停止等待作業(yè)的時(shí)間，從而提尚了機(jī)臺(tái)廣能。
[0030]在以下本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中，請(qǐng)參閱圖2,圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種快速降低熱板溫度的方法流程圖。如圖2所示，本發(fā)明的一種快速降低熱板溫度的方法，包括以下步驟:
[0031]步驟01:在光刻工藝中，當(dāng)熱板需要降溫時(shí)，將第一晶圓從熱板上移出，然后，從上、下方向?qū)岚灞砻嫱瑫r(shí)進(jìn)行冷卻。
[0032]請(qǐng)參閱圖3。本發(fā)明可利用光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)的一種烘烤裝置，裝置內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)熱板14,熱板14設(shè)置在基座11上。在熱板14下方設(shè)有冷卻氣體管路18,在熱板14上方設(shè)有上蓋15，上蓋15設(shè)有烘烤氣體回收管路16。冷卻氣體管路18設(shè)有電子閥門17、19，并通過電子閥門17與烘烤氣體回收管路16進(jìn)行隔離。
[0033]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3。本發(fā)明在烘烤裝置中還設(shè)有冷卻板12,冷卻板的數(shù)量與熱板一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，大小相當(dāng)。將冷卻板12設(shè)置在熱板14附近，并可通過移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖略)實(shí)現(xiàn)將冷卻板12移動(dòng)至熱板14上方，并可下放覆蓋在熱板上表面上?？稍谒隼鋮s板12內(nèi)部設(shè)置冷卻循環(huán)水管路13,利用通入的循環(huán)冷卻水對(duì)熱板的上表面進(jìn)行冷卻。
[0034]請(qǐng)參閱圖5,圖5是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種冷卻板的冷卻循環(huán)水管路設(shè)置示意圖。如圖5所示，可將冷卻板12的冷卻循環(huán)水管路13設(shè)計(jì)為圍繞冷卻板周邊的三角形結(jié)構(gòu)， 并設(shè)置有進(jìn)水口 21和出水口 22。[〇〇35]請(qǐng)參閱圖6,圖6是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種冷卻板的冷卻循環(huán)水管路設(shè)置示意圖。如圖6所示，還可將冷卻板12的冷卻循環(huán)水管路13設(shè)計(jì)為圍繞冷卻板周邊的多層環(huán)形結(jié)構(gòu)，并同樣設(shè)置有進(jìn)水口 21和出水口 22。[〇〇36]冷卻循環(huán)水管路13分布越密集、對(duì)熱板14的降溫效果就越明顯，降溫時(shí)間也就越短。
[0037]優(yōu)選地，應(yīng)使得冷卻板12底部表面充分光滑，這樣，在將其放置在熱板14上接觸熱板后，才不會(huì)劃傷熱板表面?？赏ㄟ^在制作冷卻板時(shí)，使所述冷卻板下表面的粗糙度不高于熱板上表面的粗糙度來實(shí)現(xiàn)此目的。
[0038]在光刻工藝中的不同工藝環(huán)節(jié)，當(dāng)熱板14需要降溫時(shí)，根據(jù)對(duì)熱板的降溫指令，先將熱板上完成烘烤后的晶圓(即第一晶圓)從熱板上移出。然后，打開冷卻板冷卻循環(huán)水管路13,通入溫度例如在22-23攝氏度之間的循環(huán)冷卻水。接著，如圖4所示，通過移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將冷卻板12移動(dòng)至熱板14上方，并下放覆蓋在熱板上表面上，形成緊密接觸，利用冷卻板 12與熱板14之間的溫差，對(duì)熱板14的上表面進(jìn)行冷卻。
[0039]與此同時(shí)，將電子閥門17關(guān)閉，并將電子閥門19打開，向冷卻氣體管路18中通入凈化后的空氣或氮?dú)?，其溫度例如可?2-23攝氏度之間。凈化后的空氣或氮?dú)馔ㄟ^冷卻氣體管路18的各個(gè)噴口到達(dá)熱板14下方噴出，從下方對(duì)熱板14下表面進(jìn)行吹拂冷卻。同時(shí)，打開廢棄回收管路20,將進(jìn)行吹拂冷卻使用后的凈化后的空氣或氮?dú)馀懦觥?br>[0040]通過上述步驟，可從上、下方向?qū)岚?4的上、下表面同時(shí)進(jìn)行冷卻。
[0041]作為一優(yōu)選的實(shí)施方式，可利用光刻工藝中光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)設(shè)置的用于對(duì)烘烤后晶圓進(jìn)行冷卻的冷板作為所述冷卻板12,并可通過移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)冷板12覆蓋在熱板 14上進(jìn)行冷卻。冷板12內(nèi)部可設(shè)置有與冷卻板同樣的冷卻循環(huán)水管路13。[〇〇42]步驟02:對(duì)熱板進(jìn)行測(cè)溫，當(dāng)熱板達(dá)到預(yù)定冷卻溫度時(shí)，停止對(duì)熱板的冷卻。
[0043]在熱板的冷卻過程中，可利用熱電偶對(duì)熱板14不斷進(jìn)行測(cè)溫，并與設(shè)定的預(yù)定冷卻溫度進(jìn)行比對(duì)。當(dāng)熱板14達(dá)到預(yù)定冷卻溫度時(shí)，通過移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可迅速移開冷卻板(冷板)12,并進(jìn)行歸位；同時(shí)，關(guān)閉電子閥門19,停止噴射空氣或氮?dú)狻４藭r(shí)即可完全停止對(duì)熱板的冷卻。
[0044]步驟03:將第二晶圓放置在熱板上進(jìn)行烘烤。
[0045]在熱板14達(dá)到預(yù)定冷卻溫度后，即可切換烘烤工藝步驟，并將涂布有不同光刻膠的晶圓(即第二晶圓)放置在熱板14上，然后采用與預(yù)定冷卻溫度符合的工藝溫度進(jìn)行烘烤。
[0046]晶圓被烘烤時(shí)，將閥門19關(guān)閉，閥門17打開，烘烤時(shí)揮發(fā)的氣體通過上蓋15中連接的烘烤氣體回收管路16排出。[0〇47] 本發(fā)明的上述方法適用于各種不同的光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)，例如:G-line，1-line， Krf，Arf，Immers1n光刻機(jī)臺(tái)等等;也適用于其他模塊工藝中熱板需快速降溫的機(jī)臺(tái)。 [〇〇48]采用本發(fā)明的上述方法，對(duì)熱板進(jìn)行降溫只需短短60秒以內(nèi)的時(shí)間，可大大縮短因熱板降溫而導(dǎo)致機(jī)臺(tái)停止的時(shí)間。
[0049]綜上所述，本發(fā)明通過從上、下方向?qū)岚灞砻嫱瑫r(shí)進(jìn)行冷卻，可以使光刻顯影涂布機(jī)臺(tái)內(nèi)的各熱板快速降溫，縮短機(jī)臺(tái)停止等待作業(yè)的時(shí)間，從而提高了機(jī)臺(tái)產(chǎn)能。
[0050]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟01:在光刻工藝中，當(dāng)熱板需要降溫時(shí)，將第一晶圓從熱板上移出，然后，從上、下 方向?qū)岚灞砻嫱瑫r(shí)進(jìn)行冷卻；步驟02:對(duì)熱板進(jìn)行測(cè)溫，當(dāng)熱板達(dá)到預(yù)定冷卻溫度時(shí)，停止對(duì)熱板的冷卻；步驟03:將第二晶圓放置在熱板上進(jìn)行烘烤。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，步驟01中，利用一與 熱板對(duì)應(yīng)的冷卻板，將冷卻板覆蓋在熱板的上表面上，并形成緊密接觸，利用冷卻板與熱板 之間的溫差，對(duì)熱板的上表面進(jìn)行冷卻;在熱板達(dá)到預(yù)定冷卻溫度時(shí)，移開冷卻板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，在所述冷卻板內(nèi)部設(shè) 置冷卻循環(huán)水管路，利用通入的循環(huán)冷卻水對(duì)熱板的上表面進(jìn)行冷卻。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，所述循環(huán)冷卻水溫度 為22-23攝氏度。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，使所述冷卻板下 表面的粗糙度不高于熱板上表面的粗糙度。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，利用光刻工藝中 設(shè)置的用于對(duì)烘烤后晶圓進(jìn)行冷卻的冷板作為所述冷卻板，并驅(qū)動(dòng)其覆蓋在熱板上進(jìn)行冷 卻。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，步驟01中，利用在熱 板下方設(shè)置的冷卻氣體管路，通入凈化后的空氣或氮?dú)?，從下方?duì)熱板下表面進(jìn)行吹拂冷 卻。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，所述凈化后的空氣或 氮?dú)鉁囟葹?2-23攝氏度。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，利用廢棄回收管路， 將進(jìn)行吹拂冷卻使用后的凈化后的空氣或氮?dú)馀懦觥?0.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降低熱板溫度的方法，其特征在于，步驟02中，采用熱電 偶對(duì)熱板進(jìn)行測(cè)溫。
【文檔編號(hào)】H01L21/70GK105977195SQ201610498921
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】朱治國(guó), 朱駿, 陳力鈞
【申請(qǐng)人】上海華力微電子有限公司