CN113894009A - 一种涂胶机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涂胶机的控制方法，移动涂胶喷嘴使喷嘴上的摄像单元的摄像中心与基板的中心对准，通过摄像单元拍摄到的图像测量基准标记的中心和摄像单元的摄像中心的位置，喷嘴上的激光测距仪测量涂胶喷嘴与基板中心表面之间的高度，计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率，通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量，选择不同光刻胶的种类和使用剂量，根据光刻胶的使用剂量计算得到涂胶喷嘴的喷涂时长和喷涂流量的函数关系，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点。本发明的优点在于保证基板和涂胶喷嘴之间具有均匀的间隙，保证晶圆的品质，防止涂胶机喷嘴在后续的作业中因涂胶不良而需要返工。
Description
技术领域
本发明涉及涂胶机技术领域，特别是涉及一种涂胶机的控制方法。
背景技术
半导体的制造和封装中需要用到光刻工艺，光刻工艺在半导体晶圆上依次经过光刻胶涂敷、曝光、显影等处理，将光刻掩膜板上设计好的图案转移到基板表面的膜层中的过程，光刻胶涂敷过程中，基板表面涂敷光刻胶液并对所涂敷的光刻胶液进行加热处理形成光刻胶膜层，然后再通过曝光显影工艺在基板表面的光刻胶层中形成规定的图案结构，在光刻胶涂敷工艺中，一般都是将晶圆放入专门的涂胶机中，采用旋转涂胶法完成，涂胶机在改变每个喷嘴和基板之间的相对位置的同时在基板上形成密封胶图案，涂胶机在X轴和Y轴方向上水平移动，通过在Z轴方向上下移动喷嘴以保持喷嘴和基板之间的均匀间隙。
现有涂胶机的控制方法采用激光探头进行距离的控制，但是激光探头的精度低，涂胶机的喷嘴和基板表面之间高度变化率大，因此无法保证基板和喷嘴之间具有均匀的间隙，在基板表面高度变化率大的部分会形成有缺陷的密封胶图案，涂胶机上设置有多个胶瓶，每个胶瓶均通过传感器进行流量控制，当一个传感器故障时，动力泵会持续喷胶，影响晶圆的品质，而且涂胶机长时间闲置时，涂胶机喷嘴处会发生凝固现象，导致涂胶机喷嘴在后续的作业中会因涂胶不良而需要返工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涂胶机的控制方法，从而保证基板和涂胶喷嘴之间具有均匀的间隙，保证晶圆的品质，防止涂胶机喷嘴在后续的作业中因涂胶不良而需要返工。
一种涂胶机的控制方法，包括：步骤1，移动涂胶喷嘴使喷嘴上的摄像单元的摄像中心与基板的中心对准；步骤2，通过摄像单元拍摄到的图像测量基准标记的中心和摄像单元的摄像中心的位置；步骤3，喷嘴上的激光测距仪测量涂胶喷嘴与基板中心表面之间的高度；步骤4，计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率；步骤5，通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量；步骤6，选择不同光刻胶的种类和使用剂量，根据光刻胶的使用剂量计算得到涂胶喷嘴的喷涂时长和喷涂流量的函数关系；步骤7，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，并对闲置的涂胶机发送工作任务信息。
通过计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率，保证基板和涂胶喷嘴之间具有均匀的间隙，通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量，实现在基板表面高度变化率大的部分进行光刻胶的均匀喷涂，保证晶圆的品质，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，避免因为涂胶机长时间闲置使光刻胶堵塞喷嘴，从而防止涂胶机喷嘴在后续的作业中因涂胶不良而需要返工。
进一步，喷嘴上的激光测距仪通过测量基座上的基板表面高度，控制驱动单元测得的多个基板表面高度的变化，利用基板表面的高度变化计算各个基板表面的高度变化率，测得基板表面高度的平均值，设定喷嘴在基板表面开始胶涂操作的竖直方向和水平方向的初始位置。
驱动单元带动喷嘴测得并计算各个基板表面的高度变化率，得到基板表面高度的平均值，确定喷嘴在基板表面的初始位置开始胶涂操作，从而在喷涂范围内相对于上表面高度保持基板和喷嘴之间的间隙均匀，保证涂胶厚度的均匀。
进一步，涂胶机设置有移动单元，移动单元沿着横轴方向、竖轴方向和垂直轴方向移动，移动单元带着移动喷嘴一起移动，调节喷嘴的位置通过驱动单元沿着移动单元方向移动喷嘴，喷嘴安装有摄像单元，摄像单元面对基板，基准标记形成在基板上，基板的基准标记的中心与摄像单元的摄像中心对准，摄像单元拍摄基板的图像。
进一步，涂胶喷嘴的摄像单元与基板的中心对准，通过水平方向的自由移动使得涂胶喷嘴与基板中心对准，移动单元带动摄像单元一起移动到基板中心的标记处，利用摄像单元拍摄基准标记图像，拍摄到的图像测量基准标记的中心和摄像单元的摄像中心的位置，调节移动喷嘴位置到基准标记的中心和摄像中心处。
涂胶喷嘴的摄像单元通过水平方向的自由移动使得涂胶喷嘴与基板中心对准，从而能够相对于基板精确调节喷嘴的位置，省去每次涂胶过程中测试基板中心的过程，无需额外进行空间校正，提高产品的生产率。
进一步，选择不同光刻胶的种类和使用剂量，将选择的光刻胶种类盛入胶瓶中，喷管连接在胶瓶上，涂胶机的底座用于承载晶圆，喷管的喷口位于底座的上方，动力泵连接在喷胶管上，控制器与动力泵电连接，控制器控制动力泵启动或停止将光刻胶泵向晶圆，控制动力泵根据光刻胶的种类和需求量启动对应的喷射时长。
进一步，喷涂时间和流量的关系根据喷涂压力进行调节，动力泵的工作时间和喷涂压力与流量成正相关，工作时间和喷涂压力为定义域，光刻胶的喷涂流量为值域，确定其中任意两个数值能够确定第三个数值。
进一步，喷涂时间和喷涂时间间隔通过人工进行设定，涂胶喷嘴的喷涂时长为3至5秒，喷涂时间间隔为0.3至0.5秒，在涂胶喷嘴喷涂过程中，喷涂间隔为30次，每次喷涂间隔后喷涂时长和喷涂压力都进行调整，喷涂时长和喷涂压力与光刻胶的黏度和喷涂成正相关。
涂胶操作时选择不同光刻胶的种类和使用剂量，在确定每一种光刻胶与其所对应的动力泵之间的函数关系后再进行涂胶，简化了操作流程，只需要设定所需光刻胶的用量和喷涂时间，涂胶喷嘴会按照函数关系进行自动涂胶，从而提高涂胶效率。
进一步，涂胶喷嘴进口的传感器测量喷涂流量，通过进口的传感器测量不同光刻胶种类喷涂流量的阈值，喷涂流量的阈值包含进胶喷涂流量的阈值和出胶喷涂流量的阈值，根据喷涂流量阈值控制驱动器的涂胶工作任务，进胶喷涂流量的阈值大于出胶喷涂流量的阈值。
传感器在涂胶喷嘴进口测量不同光刻胶喷涂流量的阈值，喷涂流量的阈值包含进胶喷涂流量的阈值和出胶喷涂流量的阈值，在涂胶过程中，时刻监控进胶喷涂流量和出胶喷涂流量，保障整个涂胶过程的出胶正常，提供出胶控制的精确度，方便设定涂胶厚度，提高涂胶质量。
进一步，喷涂流量控制涂胶喷嘴的出胶量，出胶电机通过减速器驱动出胶泵，出胶泵控制涂胶喷嘴的涂胶进给速度，涂胶喷嘴的移动速度和涂胶进给速度成正相关，涂胶的厚度和涂胶喷嘴的出胶量成正相关。
进一步，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，接收涂胶机发出的工作信息，获取涂胶机的工作状态，读取涂胶机的闲置开始时间点，根据闲置开始时间点，确定涂胶机的闲置时间，发送工作指令给闲置涂胶机，涂胶机接收工作指令开始生产作业。
记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，获取涂胶机的工作状态，发送工作指令给闲置涂胶机，涂胶机接收工作指令开始生产作业，能够避免涂胶机台胶头的凝固，提高喷涂的质量。
本发明的优点在于：通过计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率，保证基板和涂胶喷嘴之间具有均匀的间隙，通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量，实现在基板表面高度变化率大的部分进行光刻胶的均匀喷涂，保证晶圆的品质，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，避免因为涂胶机长时间闲置使光刻胶堵塞喷嘴，从而防止涂胶机喷嘴在后续的作业中因涂胶不良而需要返工。
附图说明
图1是一种涂胶机的控制方法的流程示意图。
图2是一种涂胶机涂胶喷嘴的控制流程示意图。
具体实施方式
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种涂胶机的控制方法，从而保证基板和涂胶喷嘴之间具有均匀的间隙，保证晶圆的品质，防止涂胶机喷嘴在后续的作业中因涂胶不良而需要返工。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
作为一种实施方式，如图1所示，一种涂胶机的控制方法，包括以下步骤：移动涂胶喷嘴使喷嘴上的摄像单元的摄像中心与基板的中心对准；通过摄像单元拍摄到的图像测量基准标记的中心和摄像单元的摄像中心的位置；喷嘴上的激光测距仪测量涂胶喷嘴与基板中心表面之间的高度；计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率；通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量；选择不同光刻胶的种类和使用剂量，根据光刻胶的使用剂量计算得到涂胶喷嘴的喷涂时长和喷涂流量的函数关系；记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，并对闲置的涂胶机发送工作任务信息。
优选的，通过计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率，保证基板和涂胶喷嘴之间具有均匀的间隙，通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量，实现在基板表面高度变化率大的部分进行光刻胶的均匀喷涂，保证晶圆的品质，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，避免因为涂胶机长时间闲置使光刻胶堵塞喷嘴，从而防止涂胶机喷嘴在后续的作业中因涂胶不良而需要返工。
优选的，喷嘴上的激光测距仪通过测量基座上的基板表面高度，控制驱动单元测得的多个基板表面高度的变化，利用基板表面的高度变化计算各个基板表面的高度变化率，测得基板表面高度的平均值，设定喷嘴在基板表面开始胶涂操作的竖直方向和水平方向的初始位置。
优选的，驱动单元带动喷嘴测得并计算各个基板表面的高度变化率，得到基板表面高度的平均值，确定喷嘴在基板表面的初始位置开始胶涂操作，从而在喷涂范围内相对于上表面高度保持基板和喷嘴之间的间隙均匀，保证涂胶厚度的均匀。
优选的，涂胶机设置有移动单元，移动单元沿着横轴方向、竖轴方向和垂直轴方向移动，移动单元带着移动喷嘴一起移动，调节喷嘴的位置通过驱动单元沿着移动单元方向移动喷嘴，喷嘴安装有摄像单元，摄像单元面对基板，基准标记形成在基板上，基板的基准标记的中心与摄像单元的摄像中心对准，摄像单元拍摄基板的图像。
优选的，涂胶喷嘴的摄像单元与基板的中心对准，通过水平方向的自由移动使得涂胶喷嘴与基板中心对准，移动单元带动摄像单元一起移动到基板中心的标记处，利用摄像单元拍摄基准标记图像，拍摄到的图像测量基准标记的中心和摄像单元的摄像中心的位置，调节移动喷嘴位置到基准标记的中心和摄像中心处。
优选的，涂胶喷嘴的摄像单元通过水平方向的自由移动使得涂胶喷嘴与基板中心对准，从而能够相对于基板精确调节喷嘴的位置，省去每次涂胶过程中测试基板中心的过程，无需额外进行空间校正，提高产品的生产率。
作为一种实施方式，如图2所示，选择不同光刻胶的种类和使用剂量，将选择的光刻胶种类盛入胶瓶中，喷管连接在胶瓶上，涂胶机的底座用于承载晶圆，喷管的喷口位于底座的上方，动力泵连接在喷胶管上，控制器与动力泵电连接，控制器控制动力泵启动或停止将光刻胶泵向晶圆，控制动力泵根据光刻胶的种类和需求量启动对应的喷射时长，喷涂时间和流量的关系根据喷涂压力进行调节，动力泵的工作时间和喷涂压力与流量成正相关，工作时间和喷涂压力为定义域，光刻胶的喷涂流量为值域，确定其中任意两个数值能够确定第三个数值，喷涂时间和喷涂时间间隔通过人工进行设定，涂胶喷嘴的喷涂时长为3至5秒，喷涂时间间隔为0.3至0.5秒，在涂胶喷嘴喷涂过程中，喷涂间隔为30次，每次喷涂间隔后喷涂时长和喷涂压力都进行调整，喷涂时长和喷涂压力与光刻胶的黏度和喷涂成正相关。
优选的，涂胶操作时选择不同光刻胶的种类和使用剂量，在确定每一种光刻胶与其所对应的动力泵之间的函数关系后再进行涂胶，简化了操作流程，只需要设定所需光刻胶的用量和喷涂时间，涂胶喷嘴会按照函数关系进行自动涂胶，从而提高涂胶效率。
优选的，涂胶喷嘴进口的传感器测量喷涂流量，通过进口的传感器测量不同光刻胶种类喷涂流量的阈值，喷涂流量的阈值包含进胶喷涂流量的阈值和出胶喷涂流量的阈值，根据喷涂流量阈值控制驱动器的涂胶工作任务，进胶喷涂流量的阈值大于出胶喷涂流量的阈值。
优选的，传感器在涂胶喷嘴进口测量不同光刻胶喷涂流量的阈值，喷涂流量的阈值包含进胶喷涂流量的阈值和出胶喷涂流量的阈值，在涂胶过程中，时刻监控进胶喷涂流量和出胶喷涂流量，保障整个涂胶过程的出胶正常，提供出胶控制的精确度，方便设定涂胶厚度，提高涂胶质量。
优选的，喷涂流量控制涂胶喷嘴的出胶量，出胶电机通过减速器驱动出胶泵，出胶泵控制涂胶喷嘴的涂胶进给速度，涂胶喷嘴的移动速度和涂胶进给速度成正相关，涂胶的厚度和涂胶喷嘴的出胶量成正相关。
优选的，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，接收涂胶机发出的工作信息，获取涂胶机的工作状态，读取涂胶机的闲置开始时间点，根据闲置开始时间点，确定涂胶机的闲置时间，发送工作指令给闲置涂胶机，涂胶机接收工作指令开始生产作业。
优选的，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，获取涂胶机的工作状态，发送工作指令给闲置涂胶机，涂胶机接收工作指令开始生产作业，能够避免涂胶机台胶头的凝固，提高喷涂的质量。
本发明的有益效果：通过计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率，保证基板和涂胶喷嘴之间具有均匀的间隙，通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量，实现在基板表面高度变化率大的部分进行光刻胶的均匀喷涂，保证晶圆的品质，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，避免因为涂胶机长时间闲置使光刻胶堵塞喷嘴，从而防止涂胶机喷嘴在后续的作业中因涂胶不良而需要返工；驱动单元带动喷嘴测得并计算各个基板表面的高度变化率，得到基板表面高度的平均值，确定喷嘴在基板表面的初始位置开始胶涂操作，从而在喷涂范围内相对于上表面高度保持基板和喷嘴之间的间隙均匀，保证涂胶厚度的均匀。
涂胶喷嘴的摄像单元通过水平方向的自由移动使得涂胶喷嘴与基板中心对准，从而能够相对于基板精确调节喷嘴的位置，省去每次涂胶过程中测试基板中心的过程，无需额外进行空间校正，提高产品的生产率；涂胶操作时选择不同光刻胶的种类和使用剂量，在确定每一种光刻胶与其所对应的动力泵之间的函数关系后再进行涂胶，简化了操作流程，只需要设定所需光刻胶的用量和喷涂时间，涂胶喷嘴会按照函数关系进行自动涂胶，从而提高涂胶效率。
传感器在涂胶喷嘴进口测量不同光刻胶喷涂流量的阈值，喷涂流量的阈值包含进胶喷涂流量的阈值和出胶喷涂流量的阈值，在涂胶过程中，时刻监控进胶喷涂流量和出胶喷涂流量，保障整个涂胶过程的出胶正常，提供出胶控制的精确度，方便设定涂胶厚度，提高涂胶质量；记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，获取涂胶机的工作状态，发送工作指令给闲置涂胶机，涂胶机接收工作指令开始生产作业，能够避免涂胶机台胶头的凝固，提高喷涂的质量。
本发明说明书中提到的所有专利和出版物都表示这些是本领域的公开技术，本发明可以使用。这里所引用的所有专利和出版物都被同样列在参考文献中，跟每一个出版物具体的单独被参考引用一样。这里所述的本发明可以在缺乏任何一种元素或多种元素，一种限制或多种限制的情况下实现，这里这种限制没有特别说明。例如这里每一个实例中术语“包含”，“实质由......组成”和“由......组成”可以用两者之一的其余2个术语代替。这里采用的术语和表达方式所为描述方式，而不受其限制，这里也没有任何意图来指明此书描述的这些术语和解释排除了任何等同的特征，但是可以知道，可以在本发明和权利要求的范围内做任何合适的改变或修改。可以理解，本发明所描述的实施例子都是一些优选的实施例子和特点，任何本领域的一般技术人员都可以根据本发明描述的精髓下做一些更改和变化，这些更改和变化也被认为属于本发明的范围和独立权利要求以及附属权利要求所限制的范围内。
Claims (10)
1.一种涂胶机的控制方法，其特征在于，包括：步骤1，移动涂胶喷嘴使喷嘴上的摄像单元的摄像中心与基板的中心对准；步骤2，通过摄像单元拍摄到的图像测量基准标记的中心和摄像单元的摄像中心的位置；步骤3，喷嘴上的激光测距仪测量涂胶喷嘴与基板中心表面之间的高度；步骤4，计算涂胶喷嘴到远离基板中心表面之间的高度变化率；步骤5，通过设置在涂胶喷嘴进口的传感器来测量喷涂流量；步骤6，选择不同光刻胶的种类和使用剂量，根据光刻胶的使用剂量计算得到涂胶喷嘴的喷涂时长和喷涂流量的函数关系；步骤7，记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，并对闲置的涂胶机发送工作任务信息。
2.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的喷嘴上的激光测距仪通过测量基座上的基板表面高度，控制驱动单元测得的多个基板表面高度的变化，利用基板表面的高度变化计算各个基板表面的高度变化率，测得基板表面高度的平均值，设定喷嘴在基板表面开始胶涂操作的竖直方向和水平方向的初始位置。
3.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的涂胶机设置有移动单元，移动单元沿着横轴方向、竖轴方向和垂直轴方向移动，移动单元带着移动喷嘴一起移动，调节喷嘴的位置通过驱动单元沿着移动单元方向移动喷嘴，喷嘴安装有摄像单元，摄像单元面对基板，基准标记形成在基板上，基板的基准标记的中心与摄像单元的摄像中心对准，摄像单元拍摄基板的图像。
4.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的涂胶喷嘴的摄像单元与基板的中心对准，通过水平方向的自由移动使得涂胶喷嘴与基板中心对准，移动单元带动摄像单元一起移动到基板中心的标记处，利用摄像单元拍摄基准标记图像，拍摄到的图像测量基准标记的中心和摄像单元的摄像中心的位置，调节移动喷嘴位置到基准标记的中心和摄像中心处。
5.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的选择不同光刻胶的种类和使用剂量，将选择的光刻胶种类盛入胶瓶中，喷管连接在胶瓶上，涂胶机的底座用于承载晶圆，喷管的喷口位于底座的上方，动力泵连接在喷胶管上，控制器与动力泵电连接，控制器控制动力泵启动或停止将光刻胶泵向晶圆，控制动力泵根据光刻胶的种类和需求量启动对应的喷射时长。
6.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的喷涂时间和流量的关系根据喷涂压力进行调节，动力泵的工作时间和喷涂压力与流量成正相关，工作时间和喷涂压力为定义域，光刻胶的喷涂流量为值域，确定其中任意两个数值能够确定第三个数值。
7.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的喷涂时间和喷涂时间间隔通过人工进行设定，涂胶喷嘴的喷涂时长为3至5秒，喷涂时间间隔为0.3至0.5秒，在涂胶喷嘴喷涂过程中，喷涂间隔为30次，每次喷涂间隔后喷涂时长和喷涂压力都进行调整，喷涂时长和喷涂压力与光刻胶的黏度和喷涂成正相关。
8.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的涂胶喷嘴进口的传感器测量喷涂流量，通过进口的传感器测量不同光刻胶种类喷涂流量的阈值，喷涂流量的阈值包含进胶喷涂流量的阈值和出胶喷涂流量的阈值，根据喷涂流量阈值控制驱动器的涂胶工作任务，进胶喷涂流量的阈值大于出胶喷涂流量的阈值。
9.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的喷涂流量控制涂胶喷嘴的出胶量，出胶电机通过减速器驱动出胶泵，出胶泵控制涂胶喷嘴的涂胶进给速度，涂胶喷嘴的移动速度和涂胶进给速度成正相关，涂胶的厚度和涂胶喷嘴的出胶量成正相关。
10.根据权利要求1所述的一种涂胶机的控制方法，其特征在于：所述的记录涂胶机的运行时间点和闲置时间点，接收涂胶机发出的工作信息，获取涂胶机的工作状态，读取涂胶机的闲置开始时间点，根据闲置开始时间点，确定涂胶机的闲置时间，发送工作指令给闲置涂胶机，涂胶机接收工作指令开始生产作业。
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