CN102096324A

CN102096324A - 喷胶装置及喷胶方法

Info

Publication number: CN102096324A
Application number: CN2009102316968A
Authority: CN
Inventors: ***
Original assignee: CSMC Technologies Corp; Wuxi CSMC Semiconductor Co Ltd
Current assignee: CSMC Technologies Corp
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-15

Abstract

一种喷胶装置，包括第一喷胶泵、第二喷胶泵及过滤器。第一喷胶泵用于为喷胶装置吸入供喷出的胶液。第二喷胶泵用于喷出经第一喷胶泵吸入的胶液。过滤器用于过滤经第一喷胶泵流向第二喷胶泵的胶液。本发明还提供一种对应的喷胶方法。

Description

喷胶装置及喷胶方法

【技术领域】

本发明涉及一种半导体设备及方法，特别涉及一种在半导体制造工艺中用于喷涂光刻胶的喷胶装置及方法。

【背景技术】

光刻是半导体制造工艺中的重要工艺方法之一。通常地，光刻工艺包括如下步骤：在半导体晶圆片上形成光刻胶层；选择性曝光光刻胶层并显影，以形成具有图案的光刻胶(称为光刻胶层的图案化)；以图案化后的光刻胶层为掩膜，对半导体晶圆片进行蚀刻；灰化光刻胶层并将其去除。

实际制造过程中，可以通过喷涂或旋涂的方式形成上述光刻胶层。喷涂工艺的流程是：喷涂装置喷出光刻胶，以将光刻胶涂布于旋转的晶圆上，从而在晶圆表面形成光刻胶层。如图1所示，一种喷涂装置包括喷胶泵101和过滤器102，喷胶泵101的出口和过滤器102之间通过管路连接。在喷胶过程中，喷胶泵101将内部装载的胶液从出口排出，通过管路进入过滤器102。胶液经过滤器102过滤后排出。过滤器102中细密的过滤结构可选择性地通过胶液而滤出胶液中的微粒等杂质，避免了喷出的胶液中含有杂质而影响所形成的光刻胶层的质量。然而，过滤器102在滤除杂质的同时，会对流过的胶液产生一定的阻力，使得胶液的喷出速率不稳定，喷出的胶量波动较大，导致形成的光刻胶层厚度不均匀，影响其后的光刻胶图形化以及刻蚀过程。

申请号为200510113645.7的中国专利申请中公开了一种光刻胶的分配设备和方法，其通过过滤器将喷胶泵喷出的胶液中的杂质和气泡滤除。然而，该方案没有涉及喷胶速率不稳定及胶量波动的问题。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种喷胶装置，以改善喷胶速率的均匀性。

此外，还有必要提供一种可改善喷胶速率的均匀性的喷胶方法。

一种喷胶装置，包括：

第一喷胶泵，用于为所述喷胶装置吸入供喷出的胶液；

第二喷胶泵，用于喷出经所述第一喷胶泵吸入的胶液；

过滤器，用于过滤经所述第一喷胶泵流向所述第二喷胶泵的胶液。

一种喷胶方法，包括：

以第一装置吸入胶液；

以所述第一装置喷出所述胶液；

以第二装置过滤所述经所述第一装置喷出的胶液；

以第三装置喷出所述经所述第二装置过滤的胶液。

上述喷胶装置及喷胶方法以不同的装置进行胶液的吸入与喷出，由于喷出装置的排出过程不受过滤过程所产生的阻力的影响，因此改善了喷胶速率的均匀性。

【附图说明】

图1是一种喷胶装置的结构示意图；

图2是本发明喷胶装置的一种实施方式的结构示意图；

图3是本发明喷胶方法的一种实施方式的流程图。

【具体实施方式】

如图2所示，本发明一种实施方式的喷胶装置包括：第一喷胶泵201，第二喷胶泵202及过滤器203。第一喷胶泵201的出口通过管路与过滤器203的入口相连接，过滤器203的出口通过管路与第二喷胶泵202的入口相连接。第一喷胶泵201、第二喷胶泵202可以是马达驱动式活塞泵或气缸驱动式活塞泵，在本实施方式中，优选为气缸驱动式活塞泵。气缸驱动式活塞泵通过使用气缸来推动或者拉回活塞，完成胶液的排出与吸入过程，其相较于马达驱动式活塞泵而言具有较低的成本。

该实施方式的喷胶装置包括排气管204、排气阀205、第一气泡传感器206、第二气泡传感器207及控制单元200等。

排气管204连接过滤器203，用于将过滤器中的气泡排出。排气阀205与排气管204相连，并控制排气管204的开闭。第一气泡传感器206连接在排气管204上，用于监测所述排气管204中是否有气泡。第二气泡传感器207与第二喷胶泵202的出口处相连接，用于监测第二喷胶泵202喷出的胶液中是否出现气泡。

控制单元200包括电磁阀2001及控制器2002。电磁阀2001连接第一喷胶泵201、第二喷胶泵202及排气阀205，用于控制第一喷胶泵201、第二喷胶泵202的工作状态，包括其处于排出或者吸入状态。电磁阀2001还用于控制排气阀205的开关。控制器2002与第一气泡传感器206、第二气泡传感器207及电磁阀2001连接，用于接收第一气泡传感器206、第二气泡传感器207输出的感应信号，并经控制计算后输出控制信号至电磁阀2001，从而根据第一、第二气泡传感器206、207的感应状态控制电磁阀2001的通断状态，进而控制第一喷胶泵201、第二喷胶泵202的工作状态。

第一气泡传感器205、第二气泡传感器206可以是光电式传感器或电容式传感器。在本实施实施方式中，优选为光电式传感器。光电式传感器利用液体和空气的屈光率不同来感应液体中是否有气泡，具有较高的感测率和较低的成本。若排气管204或第二喷胶泵202出口处的管路中有气泡存在，则第一气泡传感器206或第二气泡传感器207产生相应的感应信号，并传输至控制单元200的控制器2002中，以据此产生报警信号或进行排泡处理。

电磁阀2001为开关式结构，其包括若干个开关单元(图未示)，用于根据控制器2002所传输的控制信号切换通断状态，从而分别对应控制第一喷胶泵201、第二喷胶泵202和排气阀205。在对应的开关单元的控制下，第一喷胶泵201、第二喷胶泵202中的气缸对活塞进行推动/拉回，完成胶液的排出/吸入。在对应的开关单元控制下，当排气阀205导通时，过滤器203中的气泡通过排气管204排出；而当排气阀205关断时，过滤器203为密闭的，仅通过管路与第一喷胶泵201和第二喷胶泵202连接。

在本实施方式中，上述控制器2002可以为51系列单片机，通过其输入/输出(I/O)接口连接在电磁阀2001、第一气泡传感器206和第二气泡传感器207，实现控制信号的输出和感应信号的输入，成本较低且操作简单。利用单片机，可以通过编写程序自动完成喷胶过程以及检测到气泡时的响应动作。

需要说明的是，在其他实施方式中，控制器2002还可以与一个主控单元通信，由主控单元来对控制器2002进行编程、控制。在实际应用中，主控单元可以是计算机，其通过串口或并口与控制器2002进行通信，完成控制过程。

结合上述喷胶装置描述本发明一种实施方式的喷胶方法的流程。如图3所示，本发明一种实施方式的喷胶方法包括以下步骤：

步骤S1，第二喷胶泵202进行喷胶操作，将胶液喷出。

步骤S2，第二喷胶泵202进行吸入操作，同时第一喷胶泵201进行喷出操作。第一喷胶泵201所喷出的胶液经过过滤器203后被进行吸入操作的第二喷胶泵202吸入第二喷胶泵202，从而完成第二喷胶泵202的重新装载。

步骤S3，第一喷胶泵201进行吸入操作，以完成第一喷胶泵201的重新装载。

在上述过程中，第一气泡传感器205、第二气泡传感器207持续监视对应管路中是否产生气泡，并将对应的感应信号传送至控制单元200，以实现持续监测与控制。当过滤器203中有气泡存在时，由于气泡密度较低，会上浮至排气管204中。第一气泡传感器205检测到气泡则产生感应信号并传送至控制器2002。控制器2002接收到感应信号后，中断当前的喷胶过程、发出警报并进行排泡处理。排泡处理包括：第二喷胶泵202停止工作，排气阀205导通，第一喷胶泵201进行排出操作，将第一喷胶泵201中的胶液输出至过滤器203中。由于此时第二喷胶泵202并未工作，胶液在压力作用下则进入排气管204，将排气管204中的气泡排出。

若第二喷胶泵202中有气泡存在，在喷出时，第二气泡传感器207会感测到流经第二喷胶泵202出口处的气泡并产生对应的感应信号，并传送至控制器2002。接收到感应信号后，控制器2002将中断当前的喷胶过程，并发出警报。从而避免了气泡随胶液喷出至光刻胶层中，影响光刻胶层的质量。

在上述过程中，由于第二喷胶泵202喷出的胶液并不需要经过过滤器，避免了由于过滤器阻力造成的喷胶速率不均匀问题；此外，在胶液进入第二喷胶泵202之前已经经过了过滤器203过滤，并不会含有微粒等杂质，可保证后续光刻胶层的形成质量。

需要说明的是，在进行上述喷胶流程之前，第一喷胶泵201和第二喷胶泵202中已经装载有胶液。另外，上述喷胶流程仅描述了全喷胶过程的子过程，在实际进行光刻胶的喷涂过程中，上述步骤S1至S3可以被多次重复，以完成全部光刻胶的喷涂过程。

结合图2和图3，在执行前述喷胶过程中的步骤S2时，第一喷胶泵201的排出速率和第二喷胶泵202的吸入速率需要匹配，从而保证第一喷胶泵201的排出量与第二喷胶泵202的吸入量相当。

上述喷胶装置在过滤器的出口处增加第二喷胶泵，过滤器过滤后排出的胶液首先进入所述第二喷胶泵，尔后再利用所述第二喷胶泵将胶液喷出。利用第二喷胶泵的缓冲作用避免了过滤器阻力对胶液喷出速率的影响。

Claims

1.一种喷胶装置，包括：

第一喷胶泵，用于为所述喷胶装置吸入供喷出的胶液；

第二喷胶泵，用于喷出经所述第一喷胶泵吸入的胶液；

2.如权利要求1所述的喷胶装置，其特征在于：所述喷胶装置包括与所述过滤器相连接的排气阀及排气管，所述排气管用于将所述过滤器的气泡排出，所述排气阀用于控制所述排气管的通断状态。

3.如权利要求2所述的喷胶装置，包括：

气泡传感器，连接于所述排气管，用于监测所述排气管中存有气泡，并据以生成对应的感应信号；

控制单元，用于根据所述感应信号产生对应的控制信号，以控制所述排气阀的开关，以排出所述排气管中的气泡。

4.如权利要求3所述的喷胶装置，其特征在于：所述控制单元包括电磁阀，用于控制所述排气阀的开关。

5.如权利要求1所述的喷胶装置，包括：

气泡传感器，连接于所述第二喷胶泵的出口，用于监测所述第二喷胶泵所喷出的胶液中是否存有气泡，并据以生成对应的感应信号；

控制单元，用于根据所述感应信号产生对应的控制信号，以控制所述第二喷胶泵的开闭。

6.如权利要求1所述的喷胶装置，其特征在于：所述喷胶装置包括控制单元，用于控制所述第一喷胶泵、所述第二喷胶泵的开闭。

7.一种喷胶方法，包括：

以第一装置吸入胶液；

以所述第一装置喷出所述胶液；

以第二装置过滤所述经所述第一装置喷出的胶液；

以第三装置喷出所述经所述第二装置过滤的胶液。

8.如权利要求7所述的喷胶方法，包括：

监视所述过滤过程中是否出现气泡；

根据所述监视结果控制排泡操作。

9.如权利要求7所述的喷胶方法，包括：

监视所述第三装置喷出的胶液；

根据所述监视结果控制所述第三装置是否喷出所述胶液。