专利名称：多注射器流体传送系统分配半导体处理溶液的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在半导体处理中使用的分配流体的装置和方法。更具体而言，本发明涉及使用个别流体分配器分配光刻胶和其他流体。
背景技术：
光刻印刷处理是用于在半导体晶片上形成选定的电路图案的重要技术。通常，光刻胶膜可以在此处理期间沉积到衬底晶片上并被图案曝光于印刷装备以转印选定的电路图案。然后用显影溶液显影光刻胶以获得与转印图案相对应的抗蚀剂图案。显影剂会趋向于移除光刻胶的相对更多的可溶解区域并遗留剩余的图案化的图形，该图形基本用作刻蚀多个半导体晶片层的掩膜。
为了在衬底上形成所期望的图案，在显影步骤期间使用以高度控制的方式施加的溶液来处理光刻胶。在以不同的速度旋转晶片并以预选的时间间隔间歇地停止来进行处理的同时，进行光刻胶或抗蚀剂显影。例如，在显影溶液从显影剂喷嘴的排放端口分配到晶片上时，可以旋转晶片。可以因此形成显影溶液膜，其趋向于在整个晶片表面上具有相对均匀的厚度。此后持续一段预定时间间隔，晶片和形成在其上的显影剂膜两者都保持固定使得显影溶液与抗蚀剂涂覆的晶片保持紧密接触，以曝光其上的潜像。在显影处理中的此步骤完成时，可以从清洗液供应喷嘴将纯水或其他漂洗溶液施加到晶片表面上。通过相对高速地旋转晶片，纯水或漂洗溶液可以最终散开以旋转甩干晶片的表面来完成晶片处理的此阶段。
各种光刻胶和显影材料通常使用旋转涂覆技术施加到晶片。光刻胶或显影溶液被喷或以其他方式涂在晶片的表面上并在旋转卡盘上被旋转。晶片的旋转将流体散布在衬底的表面上并施加剪切力将多余流体从晶片分离，从而提供了光刻胶、显影剂或其他类型的处理溶液的薄层或涂层。经常期望的是在衬底上产生没有缺陷的高度均匀的层以能够形成精确构造在其上的随后的层。
与传统溶液分配装置相关的重要问题是它们无法防止疏忽的流体滴落到已处理的晶片或衬底上，其可以导致缺陷。伴随着使用传统流体喷嘴的溶液的旋转涂覆分配，已知的是诸如光刻胶之类的流体的残留量经常“滴落”到在下方的晶片上。溶液滴也可能包括在喷嘴体的表面上存在的某些附加杂质，其可以进一步污染晶片。滴落的发生可以导致不均匀的抗蚀剂涂层、显影缺陷、线宽缺陷和形状失效以及其他不期望的结果。虽然现在的一些流体分配系统结合了诸如回吸阀之类的装置以试图防止滴落，但是这样的装备往往在解决流体滴落问题中增加了额外的复杂性。由于经常使用的长管可能被压缩，纵使使用了阀其也可以导致滴落，所以限制了回吸阀的效能。
现在使用的已有的装备和方法不能完全满足目前处理溶液分配应用所需的高性能要求。需要改进的处理溶液分配的装置和方法，其可以减少晶片缺陷和半导体处理涂层的不均匀涂覆的发生。
发明内容
本发明在此提供了用个别流体分配器阵列来分配半导体处理溶液的方法和装置。应该理解的是可以单独地或结合本发明的其他变化和方面考虑此处描述的本发明实施例的具体特征。
本发明的优选实施例提供多注射器光刻胶和流体传送系统。晶片流水线模块可以包括形成有夹持器的一个或多个分配臂，夹持器被构造为从注射器座抓握流体注射器。包含固定量的准备好的流体的个别注射器可以由夹持器和分配臂拾取，并定位在晶片上方用于释放其内容物。此后，注射器可以返回并存储在其自身的握持器内的起始位置中。握持器可以流体连接到液源以将诸如抗蚀剂溶液之类的处理流体输入到贮液池中或直接输入到注射器自身中。此处提供的多注射器构造避免了对回吸阀和泵的需求。此外，可以将多种流体传送到衬底上并降低交叉污染的风险，否则用具有在单个头上的多个喷嘴的分配头将出现该交叉污染的风险。此处公开的多注射器实施例和它们使用的方法提供了分配多种处理流体并减少滴落的相对简单并有效的解决方案。
本发明的另一个方面提供了使用构造为从流体管线阵列抓握个别喷嘴的分配臂在处理模块内分配流体的方法和装置。来自阵列的每个喷嘴可以连接到与多种液源流体连通的单独的管道。管道可以被隔绝并覆盖有保温热交换护套以将其中的流体维持在选定的温度。液源可以每个包括注射器泵或一系列单个控制的注射器泵以将流体输送穿过管道来通过选定的喷嘴分配。喷嘴可以由安装在分配臂上的夹持器拾取，被定位在晶片上方以随着各自注射器泵的激活引导流体从其通行穿过，并接着返回到流体管线阵列内的起始位置。
当结合以下说明和附图考虑时，将进一步发现和理解本发明的其他目的和优点。虽然以下说明可以包含描述本发明具体实施例的特定细节，但是这不应该解释为对本发明范围的限制，而是作为优选实施例的范例。对本发明的每个方面，如在此文中启示的许多修改是可能的，其对本领域的普通技术人员是可知的。可以在本发明范围内进行许多改变和修改而不偏离其精神。
说明书内包括的图解描述了本发明的优点和特征。应该理解的是图内相近或相似的标号和符号指示本发明相同或相似的特征。还应该注意的是此处提供的图未必按照比例绘制。
图1是包括多个用于半导体晶片制造的各种处理模块的晶片流水线系统的简化平面布局规划图。
图2是处理模块内的传统线性臂和旋臂流体分配系统的俯视图。
图3图示了流水线处理模块内的双分配旋臂组件。
图4是根据本发明提供的将流体分配臂与夹持器和多注射器座结合的俯视图。
图5是用于从位于图4所示处理模块内的座中选择一个或多个注射器的线性流体分配臂和夹持器的侧视图。
图6A和图6B是流体连接到液源的流体分配注射器喷嘴的放大视图。
图7是与流体分配注射器的活塞和主体部分配合的分配臂夹持器的放大侧视图。
图8-图11是描述此处本发明的另一个方面的各种图，其提供了流体分配系统，用于沉积来自流体分配管线和喷嘴阵列的多种处理溶液。
图12图示了可以选择为与此处描述的方法和装置一起使用的流线型分配臂。
图13A-图13E描述了根据本发明的各种方面，可以为此处提供的各种流体分配臂选择的各种夹持器。
具体实施例方式
此处本发明可以应用到半导体处理装备，例如图1主要描述的晶片流水线系统。晶片流水线系统主要可以包括3部分盒端接口部分、扫描器接口部分、和处理部分。盒端接口部分包括将晶片从其内存储它们的盒子传送到流水线系统并反之在处理之后从流水线系统传送回盒子的装置。扫描器接口部分可以看作是另一个传送区域，其容纳用于将晶片在流水线系统和光刻印刷装置之间传送的装备。同时，晶片流水线的处理部分主要包括许多晶片处理模块，例如抗蚀剂涂层旋转模块、烘焙/冷却模块和抗蚀剂显影旋转模块。如图1的系统布局所示，晶片流水线内的各种处理组可以以有组织的方式或优化的构造来布置以实现一定的益处和晶片处理效率。例如，许多处理位置可以构造在具有用于抗蚀剂涂层和显影处理的处理模块组的处理区域内。也可以包括热模块组用于加热和冷却具有例如烘焙/冷却板之类的热交换装置的晶片。图1所示的处理位置可以包括一对光刻胶涂覆部分或用于将最初的抗蚀剂涂层涂到晶片上的处理模块组，以及具有用于使图案化的抗蚀剂涂覆晶片显影的模块的一对显影部分。可以根据与预定的处理顺序一致的所期望的程序或指令集使用一系列自动机械臂或其他晶片操作装置，在流水线系统内在处理位置之间传送和传送晶片。
半导体晶片处理工艺涉及高度有组织的一组工序。晶片可以最初从本地存储在盒端位置的一个或多个盒子供应到晶片流水线中。如图1的平面布局所示，一系列晶片盒可以布置为由盒安装台支撑的一组四个不同的纵列。晶片运载自动机械手可以访问到所期望的盒子以响应于从控制器(未示出)接收的命令从选定的处理模块传送晶片和将晶片传送到选定的处理模块。在将光刻胶膜层形成到晶片或衬底上之前，晶片可以首先传送到蒸发模块，在该处可以热处理或化学处理晶片的表面以移除水分的存在并确保疏水的表面。接着可以用例如冷却板之类的热设备冷却晶片，并接着将晶片运到涂覆单元，该处将光刻胶聚合物均匀地散布到晶片表面上。光刻胶涂覆的晶片可以随后传送到加热单元或烘焙单元以加热光刻胶聚合物并转化为稳固膜。在加热步骤完成时，可以冷却已处理的晶片并将其运送到用于存储的盒子中，或如许多实例中那样，通过步进器或扫描器接口直接传送到邻接的步进器装置。接着，晶片上的光刻胶涂层或膜在步进器装置内通过可应用的光刻印刷技术曝光于电路图案。在稳固膜的曝光之后，晶片可以传送回流水线系统并在烘焙模块中加热以将电路图案设置到膜上。接着，晶片可以在冷却模块中冷却，并传送到显影模块。在显影模块中，溶液施加到膜上以显影膜的一部分，并且其后接着将漂洗溶液施加到晶片上以将显影剂溶液从晶片表面移除。然后晶片可以在烘焙模块中热处理，在冷却模块中冷却，并接着返回到用于存储的盒子。此处根据本发明提供的流体分配装置和方法可以应用到许多现有的显影系统，包括此处描述的这些。
如图2-图3所示，晶片流水线系统内的抗蚀剂涂覆模块可以包括多个流体分配臂。图2所示的构造图示了线性抗蚀剂臂或者能够沿着界定的X轴方向移动的线性运动的臂20。线性臂20可以被引导为沿着一组滑轨22滑动并由传统的电动机24或其他驱动机构驱动以使臂沿着模块25内的不同位置来回移动。臂20也可以构造为在相对垂直的方向上移动以控制晶片W和抗蚀剂溶液和/或流体供应喷嘴26之间的距离。线性臂20可以包括两个分离的喷嘴26用于分配诸如光刻胶和/或漂洗溶液之类的流体。可以设置喷嘴浸室27用于防止当喷嘴26搁置在所示的起始位置时变干。此外，线性臂20可以移动到晶片W上方选定的区域上的分配位置中，晶片W相对平坦地安装到定位在杯状物或保护壳29内的旋转卡盘28上。一种或多种的各种流体可以因此通过一个或多个喷嘴26分配到晶片上。此外，流体分配旋臂30可以安装在模块25内用于分配各种类型的抗蚀剂或处理溶液。也可以选择另一个浸室37，用于当放置在起始或待用位置时的安装在旋臂30上的附加的喷嘴36。旋臂30可以可枢轴转动地安装在抗蚀剂模块25内靠近旋转杯29处，以使得在例如此处所述的这些抗蚀剂涂覆处理期间以预选的间隔沿着界定的X-Y平面水平地在下方的晶片W以上扫描并越过下方的晶片W。可选地，如图3所示，抗蚀剂涂覆或处理模块35可以包括多个流体分配旋臂32，每个具有安装在其上的喷嘴34用于引导流体以分配到诸如半导体晶片之类的下方的衬底S上。每个旋臂32可以安装在旋转杯39的相对相反侧上，且当放置在起始或搁置位置时可以具有专用的喷嘴浸室33。在晶片处理期间选定的时间间隔处，臂32中的任一个或两者都可以摆动出去到衬底S上方以通过可以连接到一个或多个流体源的喷嘴34将选定的流体分配在其上。流体分配臂32可以如此处描述的其他流体分配臂组件那样由可获取的驱动装置38来驱动和控制。
可以使用图2和图3所示的传统装置实现多种涂覆处理。例如，在晶片或衬底的抗蚀剂涂覆期间，可以首先将晶片安装在旋转卡盘或平台上。抗蚀剂涂覆溶液供应喷嘴平常保持在晶片W紧邻区域的相对外部的待用或起始位置中，其可以在供应光刻胶溶剂时扫过或扫描晶片上方。喷嘴可以在特定的晶片位置上引导溶液达预选的时间段或者直到释放所期望的流体量。此后，供应喷嘴可以返回到待用或起始位置。在经过了预定的时间量后，允许将涂覆处理进行到基本完成。然而对于现在使用的处理装备类型，供应喷嘴可以再次经过晶片上方，因此造成抗蚀剂溶液滴落到已经涂覆的晶片上的巨大风险。由于在压力下相对大量的溶液经常在相对短的时间量内迅速沉积到晶片W上，所以进一步增加了形成滴落的风险。当抗蚀剂溶液滴落到晶片上时，可以导致许多问题，包括晶片缺陷、线宽缺陷、晶片形状失效和其他不期望的晶片特性。此处描述的本发明可以应用到这样的晶片流水线系统和抗蚀剂涂覆模块以避免或最小化在晶片处理期间的前述限制。还应该理解的是此处对于形成抗蚀剂涂层的本发明的描述可以类似地应用于显影剂和其他处理溶液的分配。
图4图示了在晶片流水线系统内的处理模块40，其可以选定来涂覆诸如光刻胶之类的各种处理溶液的涂层或膜。如沿着界定的X-Y平面所取的处理模块40的此俯视图所示，晶片W或衬底可以通过自动机械臂42或传送器传送到模块中并放置到旋转卡盘44上。旋转卡盘44可以定位在收纳杯或碗状物46内，并可以由发动机或旋转驱动机构驱动。可以用传统的真空吸力装备或其他已知的可选装备将晶片W在旋转卡盘44上保持到位。此外，一个或多个线性分配臂可以安装在模块40内以在导轨41上沿着X轴方向可移动，导轨41沿着单元的底部或侧壁部分安装。可以用可延伸的段A和B构造分配臂42以提供沿着所示的Y轴来回延伸的伸缩臂。根据本发明的此方面，对于分配旋臂或线性分配臂设计，臂42的特定部分A和B可以如所期望地延伸或缩回以将远端安装的注射器夹持器50或握持器定位在衬底之上或其他所期望的位置。应该理解的是此处的注射器夹持器可以安装到在模块内的其他类型分配臂上，包括如美国专利申请序列号No.10/320,994所述的可枢轴转动的旋臂，该专利申请文件通过引用被整体包含于此。
如图4所示，流体注射器的座48可以定位在处理模块40内。流体注射器45可以包含任意种类的诸如一种或多种抗蚀剂溶液之类的所期望的处理流体以沉积在晶片或衬底上。每个注射器45可以容纳在形成在座48中的个别隔室49内或如所期望的分组在一起以分配类似类型的流体。此外，座48或注射器的集合可以可滑动地安装到模块40的侧壁或其他部分上的座滑轨49。注射器座48的机动性可以帮助或减少分配臂42的所需移动。当从座48选定所期望的注射器时，分配臂42可以朝向座移动使得安装在其上的夹持器50可以与所期望的注射器对准。在本发明的实施例中，不存在可能会阻止夹持器50和所期望的注射器之间交互的处理流体管道。或者座48可以固装在固定位置，或者否则其可以移动来帮助夹持器50与所选择的注射器的对准。分配臂42和夹持器50可以从座48中抓握所期望的注射器并将注射器定位在旋转晶片上方的所期望的位置上以形成旋转涂层。在所期望的位置和时间，夹持器50可以致动注射器以将其中的内容物释放到下方的晶片上。通过释放注射器中全部预定量的流体，进一步降低了滴落的风险。在注射器内容物的分配后，臂42可以将注射器返回到座48内的合适位置或起始位置。可以如所期望的重复前述步骤使得可以从座48选择另外的注射器并类似地分配到晶片W或衬底上。
此处提供的可调多流体分配阵列可以包括用于沉积一种或多种抗蚀剂溶液和用在晶片流水线模块中的其他类型的处理流体的多个注射器。用任一个具有固定或可变长度的自动机械分配臂，包含流体分配设备阵列的座可以定位得更靠近自动机械臂的附近区域。这可以降低分配臂独自所需的工作负载并节省时间。多种已知的控制器(未示出)可以协调臂和座之间的移动使得只需要臂和/或流体分配阵列的最小移动。安置在分配臂和座上的共同承担的工作负载通过减少仅由分配臂承担时的移动，可以依次提供一些时间节省。在分配臂具有在模块内的受限移动范围的情况中，其中可以以各种尺度(例如约2英尺乘2英尺的布局)形成该受限移动范围，注射器座也可以补偿这样的限制并握持对于分配臂夹持器可获取的更大数量的注射器。由于不需要流体管线或管道穿过臂延伸，大量的各个注射器的可获取性简化了分配臂的结构。因此，待分配的不同流体的数量不受流体分配臂的边界内可以承载或包含的流体管线数量的限制。
图5提供了沿着晶片流水线模块40的X-Z平面所取的图4所示流体分配臂和夹持器的另一个图。流体分配臂42可以沿着安装在模块40的侧壁部分上的滑轨41定位并可滑动地移动。安装在分配臂42上的夹持器50可以包括可抓握或固定注射器的主体部分55的注射器握持器52。此外，夹持器50可以形成有活塞握持器54以固定注射器的活塞部分56。活塞握持器54自身可以移动或可以安装到可移动的致动构件51，致动构件51如所引导的有选择地在上下方向上提升和降低注射器活塞54以装载和释放待分配的流体。通过一个或多个控制器，如此处描述的处理模块中的其他电机驱动组件，可以引导活塞夹持器54的激活和分配臂42的常规移动。分配臂42和夹持器50可以保持在模块40内相邻于收纳杯46的初始准备的待用位置。可以基于从座48取回所选择的注射器的命令引导分配臂42。所选择的注射器可以存储在座48在各自贮液池47上方的一部分中相对垂直的位置，其中贮液池47可以与其他注射器共享。柔性挡板封盖可以覆盖贮液池47以防止异物进入并容易地允许在注射器竖立为垂直位置时移除并更换注射器。贮液池47可以形成在座48内以容纳选定量的诸如抗蚀剂之类的处理流体。贮液池47可以流体连接到引到外部流体源的输送管线58。此外，座48可以包括位于相对靠近贮液池47和/或输送管线58的附近区域的热交换器53。热交换器可以将被注射器分配的流体维持在所期望的温度。可以选择诸如珀耳帖(Peltier)元件和热电阻器之类的各种已知的热交换设备以获得所期望的流体温度。与将热交换流体围绕具有传统喷嘴和软管的长输送管线进行循环不同，可以如所期望的冷却或加热选定量的流体并因此提供所需的小流体量的高效率热交换。注射器座48可以包括用于个别注射器贮液池中每个的个别热交换器以将各种流体维持在不同温度。此处提供的本发明的其他实施例可以将流体直接引导到存储在座中的注射器中而无需贮液池内流体的中间存储。
如图6A所示，流体分配注射器45可以流体连接到液源61。液源61也可以包括热交换器63来将存储的溶液维持在所期望的温度。液源61可以连接到泵62，其通过液源管线64汲取流体。泵62可以独立运转或者与可选择来将流体从外部流体源输送到注射器座48中的其他泵一起运转。泵62汲取的流体可以通过注射器管线65引导到形成在注射器座48中的一个或多个贮液池47。可选地，当用重力协助设计将流体从上方输送到贮液池47中或者手工地灌注其中时，不需要任何泵。多个注射器可以共享一个共用的贮液池，或者每个可以接收相同类型的待分配流体。在图6B所示的本发明另一个实施例中，不需要任何贮液池。来自泵62的流体可以直接送到注射器45。座48中的开口67可以允许流体通过注射器管线65被泵入注射器45中。可以选择一系列阀或密封件66以形成与注射器45的液密密封。在本发明的另一个实施例中，一次性的单次使用注射器可以密封并存储在座48中，其中注射器已经包括固定量的待分配光刻胶或处理溶液，并可以在用后丢弃。处理溶液61可以存储到需要时并由其各自的热交换器63保持在所需温度。取决于对分配流体的所期望温度的控制，图示注射器座热交换器53A和53B中的一个或两者都可以为特定应用被选定并由温度控制器55控制。应该理解的是可以分配多种处理溶液，其可以连接到流体泵和通向注射器座的输送管线的一个或多个组合。
图7图示了分配臂夹持器的激活，从而处理溶液可以装载到注射器或从注射器中卸载。分配臂夹持器70可以与注射器75的活塞部分76和主体部分77都配合。夹持器70的注射器握持部分72可以与所选择的注射器的主体部分77配合，而活塞握持器部分74可以类似地与可以保持在装载或卸载位置(由虚线所指示)的注射器活塞76配合。在装载位置，活塞76可以已经相对向上缩回并将预选量的流体包含在注射器75内。同时，在卸载位置，注射器75还未包含所期望量的待分配流体或已经将流体分配。当装载所期望的流体时，注射器握持器72可以稳固地握持到注射器75上，同时活塞握持器74可以提升或缩回活塞76以将流体从贮液池汲取到注射器中。活塞握持器74可以包括连接到分配臂78的致动构件71，其可以以上下方式移动以装载或卸载注射器75。应该理解的是现在多种注射器和吸液管是可获取的，包括生物技术工业中利用的那些。根据本发明的实施例，取决于用于这些流体分配设备中的每个的致动机构，分配臂夹持器可以构造为有选择地抓握并致动每个流体分配设备。此外，此处选择的注射器可以是一次性的单次使用流体传送设备，与装载并再利用的那些相反，其相对便宜并可以在用后丢弃。
本发明的另一方面提供了用在此描述的装置抗蚀剂涂覆半导体晶片而无滴落的各种方法。例如，抗蚀剂涂覆模块可以设置有分配臂，其形成有用于抓握至少一个流体注射器的远端安装夹持器。可以指示分配臂从模块内的座选择并抓握所期望的注射器。此后分配臂和注射器可以定位在模块内所期望的位置上，例如在包含有安装在旋转卡盘上的旋转晶片的收纳杯之上。然后通过降低注射器的活塞位置，夹持器可以卸载或致动注射器以将注射器的内容物分配到晶片上来形成抗蚀剂涂层。接着，可以指示分配臂将注射器返回到座内的隔室。隔室可以包含抗蚀剂溶液使得可以降低注射器以能够汲取溶液。可以指示分配臂夹持器装载或缩回活塞使得注射器可以立即再次分配流体或保持在准备待用的已装载位置。应该理解的是在此描述的注射器可以形成为各种尺寸并包含大约0.5-5.0cc或更大的流体体积。
图8-图11描述了本发明的另一个实施例，其提供了使用个别流体分配管线和喷嘴的阵列的流体分配系统。通过在附近提供座安装流体分配管线85的阵列，分配臂82可以如所需的单个地选择每个流体管线，而不是每次包含或传送全部流体管线。流体管线85的数量通常形成有3到6英尺的长度，且因此不同类型的待分配处理溶液不受分配臂82的物理参数所限。如图8和图9所示，分配臂82可以构造有一个或多个夹持器90，例如此文中其他地方描述的那些夹持器。一系列的一个或多个控制器可以将分配臂82沿着模块80内的各种区域相对于安装有晶片W或衬底的旋转杯86和卡盘84定位。分配臂夹持器90可以与存储在座88的浸室中的所选择的喷嘴95对准用于所期望的处理溶液的分配。座88可以可滑动地安装在滑轨89上。如图10所示，如果需要，夹持器90可以形成有一个或多个握持器92和94以抓握所选择的喷嘴95。可以提供另一个致动构件101以帮助夹持器90的上下移动。如图11所示，每个喷嘴95可以连接到容纳在个别管道或热护套93内的输送管线85，其中每个输送管线可以连接到外部流体源91和商业上可获取的注射器泵100(Cavro有限公司，圣何塞，加利福尼亚)。一系列或一排流体注射器泵100，包括其各自分离的阀机构96，可以由中央控制器110独立地致动或调节以分配流体。可选地，可以选择无源阀以引导流体出入注射器100。每个管道93可以包含循环热交换装置或元件103以将输送管线85和其内包含的流体维持在所期望的温度或温度范围中。中央控制器110也可以利用各种阀102调节温度、以及流体的流动、以及冷却和加热装置。可以如本领域已知的，沿着流体管线85的不同部分安装一个或多个注射器泵100的组合以进一步降低滴落的风险。在此提供的单管流体分配器可以用每个喷嘴和管道组件的个别泵在降低交叉污染的风险下来提供高度控制的流体释放。
在此可以选择多种流体分配臂以在处理模块中的不同位置内移动夹持器。许多晶片流水线处理模块设置有所期望的空气层流以在稳流环境中执行极精确的工序。在晶片流水线模块中传统的流体分配臂通常具有线性硬边设计并形成有简单的矩形设计，其为中空的以容纳输送到安装在臂末端上喷嘴中的管道。通常使用具有上下颠倒的“U”形横截面的分配臂，从而管道填塞在臂下并位于臂的中空部分内，被隐藏得基本看不见。但是分配臂非流线型的边可以产生旋转衬底附近的空气紊流。当臂扫过其表面附近时，传统臂的形状破坏气流，不利地影响诸如光刻胶之类的材料的平均或均匀的涂层厚度。考虑到具有滑轨模块的特定部件移动的速度以及流体在封闭环境内分配的速率，优选的是在模块内基本维持空气层流。
根据本发明的另一个方面，如图12所示，在此流体分配臂可以构造为流线型翼片。流线型构造的流体分配臂可以用作晶片流水线处理模块中，例如抗蚀剂涂覆和显影单元。分配臂120可以形成锥度并包括与相对较小的弯曲侧下部分相对的相对较大的弯曲侧上部分。如此处其他夹持器组件125，一对握持器122和124可以安装在分配臂120的相对末端部分上。通常如其他翼片的设计，此处流体分配臂可以形成有光滑表面以避免有害地影响模块内预期的空气层流。对于管道并不延伸通过分配臂内中空穴的某些分配臂，包括为此处描述的多流体分配注射器或喷嘴/管道阵列所选择的那些，臂下的面对旋转表面的区域并不会挡住空气或破坏在模块中所期望的平稳气流。因此，此处提供的简化分配臂设计提供了平稳的流体分配结果，其可以提供流体更平均的分布和更小的晶片缺陷可能性。
此处提供的分配臂可以构造有多种夹持器，例如图13A-图13E所示的那些。应该理解的是如此处使用的术语“夹持器”应包括有源和无源夹持机构两者。此处提供了多种机械和磁激活的抓握组件以实现有源夹持功能。例如，夹持器可以包括一个或多个握持器部分以从处理流体或溶液座中抓握分配器喷嘴或注射器。分别如图13A-图13C所示，夹持器可以包括两个相对的构件132和134，其可以被拉近或远离以抓握或释放注射器130或喷嘴。此处一系列沟和槽可以形成在夹持器的握持器部分和注射器130的活塞或主体部分上，其以互补的方式可滑动地互相配合。可选地，如图13D所示，可以机械地致动多个交替的相对构件或夹指部分135以打开和关闭。夹持器也可以包括如图13E所示的磁致动盘以配合和脱离在注射器或喷嘴上的另一个盘。本发明的其他实施例也可以包括例如弹簧致动构件之类的无源夹持装置，其在施加足够的力时可选择地握持和释放物体。
虽然已经参考前述说明书描述了本发明，并不意味着以限制的方式进行此处优选实施例的说明和图示。应该理解的是本发明的所有方面不限于此处阐述的取决于多种条件和变量的具体描述、构造或对应部分。在参考本公开时，本发明实施例的各种形式和细节的修改以及本发明的其他变化将对本领域的技术人员显而易见。因此认为所附权利要求应该已经覆盖任何这些修改、变化或等同物。
权利要求
1.一种用于光刻胶涂覆的多注射器流体分配系统，包括晶片流水线涂覆模块，其包含定位在收纳杯内的旋转卡盘；分配臂和夹持器组件，其用于在所述晶片流水线涂覆模块内抓握并定位流体注射器；溶液座，其位于晶片流水线涂覆模块内用于握持多个包含光刻胶溶液的流体注射器。
2.如权利要求1所述的多注射器流体分配系统，其中所述夹持器包括用于啮合从所述溶液座选定的注射器的活塞握持器和注射器主体握持器。
3.如权利要求2所述的多注射器流体分配系统，其中从所述溶液座选定的所述注射器包括互补的部分，其可移除地啮合所述活塞握持器和所述注射器主体握持器。
4.一种用于分配多种光刻胶溶液的装置，包括安装在处理模块内的座上的流体分配器阵列，其中每个流体分配器包括形成在所述流体分配器的相对远端区域的喷嘴部分；沿着所述流体分配器的长度延伸并通向所述喷嘴部分的流体管线；和围绕所述流体管线用于循环热交换介质并控制所述流体管线内流体温度的热护套；用于支撑所安装的夹持器的分配臂，其构造为抓握选定流体分配器的选定喷嘴部分，且其中所述分配臂可以将所述选定喷嘴部分引导到所述处理模块内的预定位置；流体注射器泵组件，其流体地连接到光刻胶溶液源和所述选定流体分配器的所述流体管线；以及控制器，用于控制所述流体注射器泵组件和控制通过所述选定流体分配器的所述选定喷嘴部分对来自所述光刻胶溶液源的流体的分配。
5.一种用于在晶片流水线模块中分配光刻胶的方法，包括在晶片流水线系统内选择涂覆模块，包括支撑用于配合和致动流体注射器的夹持器的分配臂；和用于支撑半导体晶片的旋转卡盘；在所述涂覆模块内存储包含光刻胶溶液的流体注射器；指示所述分配臂和夹持器以选择并可移除地配合所述流体注射器；将带有所述夹持器和所述流体注射器的所述分配臂引导到所述涂覆模块内所述半导体晶片上方的预定位置；以及指示所述夹持器致动所述流体注射器以将其中包含的所述光刻胶溶液分配到所述半导体晶片上。
6.如权利要求5所述的方法，还包括以下步骤在所述半导体晶片正在旋转时，将所述光刻胶溶液分配到所述半导体晶片的基本中心部分上。
7.如权利要求5所述的方法，还包括以下步骤将所述分配臂和所述夹持器返回到所述涂覆模块内的待用位置。
全文摘要
在半导体制造装备中从基于注射器的流体分配器的阵列可控地分配光刻胶溶液和其他流体的方法和装置。在晶片流水线涂覆模块内提供了多注射器流体分配系统用于光刻胶涂覆。涂覆模块可以包含定位在收纳杯内的旋转卡盘。自动机械分配臂和夹持器组件可以定位在涂覆模块内用于抓握并定位流体注射器。注射器阵列可以存储在晶片流水线涂覆模块内的溶液座上，其用于握持保持多个包含光刻胶溶液的流体注射器。
文档编号G03F7/20GK1754247SQ200480004869
公开日2006年3月29日 申请日期2004年2月20日 优先权日2003年2月20日
发明者布兰克·博姆, 蒂克瑞恩·巴比肯 申请人:Asml控股股份有限公司