专利名称：烘烤设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体制造领域的光刻工艺过程，尤其涉及一种烘烤设备。
背景技术：
在半导体制造的光刻工艺中涉及多个烘烤步骤，首先在晶圆表面上旋转涂布光刻胶或抗反射涂层，经过一个称为软烘(Soft Bake)的 步骤，软烘的目的是去除光刻胶中的溶齐U。软烘可增强光刻胶的黏附性，释放光刻胶膜内的应力，提高光刻胶均匀性。然后对晶圆进行曝光，再进行一个称为曝光后烘烤(post exposure bake)的步骤，以加快光酸的催化反应或减少驻波的影响。随后进行显影将图形显现出来，最后可能还需要一个称为硬烘的(hard bake)的步骤，以使所形成光阻图形更加坚固。光刻胶烘烤步骤在烘烤设备内进行，以软烘为例，图I所示为现有技术的一种软烘设备，所述软烘设备包括一端开口的腔体11、盖体12、热板(Hot Plate) 13和加热器(Heater)(图I中未示)，所述盖体12设置在所述腔体11的开口端111上，所述热板13设置在所述腔体11内，所述加热器设置在所述热板13内，所述盖体12上设有一排气口 121和多个进气口 122。现有技术的软烘过程为软烘设备中持续保持有气体的进入并被抽走，通过所述多个进气口 122往所述腔体11内通入干燥的室温(约为22° C)气体15，例如氮气(N2)或者空气，并从所述排气口 121排出。当当前热板13的温度低于工艺所需烘烤温度时，所述加热器逐步升温所述热板13至工艺所需烘烤温度，当当前热板13的温度高于工艺所需烘烤温度时，所述加热器停止加热，所述热板13的温度通过进出气体带走热量逐步降温至工艺所需烘烤温度。只有当所述热板13到达工艺所需烘烤温度，涂有光刻胶(PR)的晶圆14才会通过所述开口端111进入所述腔体11内，置于所述热板13上，光刻胶在烘焙过程中会产生挥发物，通过进出气系统排出；烘焙一段时间后，所述晶圆14被传送至冷板冷却。现有技术的烘烤设备除了可软烘光刻胶外，还可软烘涂布在晶圆表面上的底部抗反射层(BARC)或其它含有有机溶剂的旋涂材料。软烘的温度和时间视具体旋涂材料和工艺条件而定。现有技术中，在烘烤光刻胶或抗反射涂层的升温过程中，从所述进气口 122通入的所述气体15为室温气体(约为22° C)，所述气体15的温度与所述腔体11内的温度相差较大，当所述气体15从所述排气口 121排出时会带走一部分热量，从而减缓所述热板13的升温速率；在降温过程中，通入的室温气体带走的热量有限，直接影响到热板13的降温速度。现有光刻工艺过程中的烘烤设备的升降温速度太慢在一定程度影响了光刻工艺设备的生产效率。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种烘烤设备，能对温度进行有效控制，提高烘烤设备的生产效率。为了达到上述的目的，本实用新型提供一种烘烤设备，包括一端开口的腔体、设置在所述腔体的开口端上的盖体以及设置在所述腔体外的气体温度调节装置，所述盖体上设有至少一个进气口，所述气体温度调节装置设有进气管和出气管，所述出气管与所述进气口连接。上述烘烤设备，其中，所述气体温度调节装置包括加热器、冷凝器、第一气体阀和第二气体阀，所述进气管通过所述第一气体阀分别与所述加热器和冷凝器连接，所述出气管通过所述第二气体阀分别与所述加热器和冷凝器连接。上述烘烤设备，其中，所述加热器为电加热器、辐射加热器、燃料加热器或半导体加热模块。上述烘烤设备，其中，所述进气口包括多个，所述多个进气口位于所述盖体的边缘。上述烘烤设备，其中，所述多个进气口沿同一圆周均匀分布。上述烘烤设备，其中，所述盖体上还设有一排气口，所述排气口位于所述盖体的中央。上述烘烤设备，其中，所述进气口为一个，所述进气口位于所述盖体的中央。上述烘烤设备，其中，所述盖体上还设有多个排气口，所述多个排气口均匀分布于所述盖体的边缘。上述烘烤设备，其中，所述烘烤设备还包括热板和加热装置，所述热板设置在所述腔体内，所述加热装置设置在所述热板内。本实用新型的烘烤设备增设一气体温度调节装置，干燥的室温气体先经气体温度调节装置的加热或冷却处理后再进入腔体内，使所述烘烤设备能对温度进行有效控制，力口快升温速度和降温速度，从而提高烘烤设备的生产效率。
本实用新型的烘烤设备由以下的实施例及附图给出。图I是现有技术的软烘设备的结构示意图。图2是本实用新型实施例一的烘烤设备的结构示意图。图3是本实用新型实施例一中气体温度调节装置的示意图。图4是本实用新型实施例二的烘烤设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合图2 图4对本实用新型的烘烤设备作进一步的详细描述。实施例一参见图2，本实用新型实施例的烘烤设备包括一端开口的腔体21、盖体22、热板23、加热器(图2中未示)和气体温度调节装置24 ；所述盖体22设置在所述腔体21的开口端211上，所述腔体21的开口端211形成晶圆进出腔体21的晶圆进出口 ；所述热板23设置在所述腔体21内，所述加热装置设置在所述热板23内，所述加热器用于加热所述热板23;所述盖体22上设有一排气口 221和多个进气口 222，其中，所述排气口 221位于盖体22的中央，所述多个进气口 222位于盖体22的边缘，较佳地，所述多个进气口 222沿同一圆周均勻分布；所述气体温度调节装置24设置在所述腔体21外，所述气体温度调节装置24设有进气管241和出气管242，所述气体温度调节装置24的出气管242分别与所述盖体22的多个进气口 222连接。所述气体温度调节装置24用于调节通入腔体21的干燥气体的温度。参见图3，一较佳实施例中，所述气体温度调节装置24包括加热器243、冷凝器244、第一气体阀245和第二气体阀246，所述进气管241通过所述第一气体阀245分别与所述加热器243和冷凝器244连接，所述出气管242通过所述第二气体阀246分别与所述加热器243和冷凝器244连接，所述加热器243用于加热气体，提高气体的温度，所述冷凝器244用于冷却气体，降低气体的温度，所述第一气体阀245和第二气体阀246用于控制气体的流向和流量。其中，所述 加热器243可以为电加热器、辐射加热器、燃料加热器或半导体加热模块。使用本实施例的烘烤设备进行烘烤的过程是所述加热器逐步升温加热所述热板13，同时，干燥的室温(约为22°C)气体41，例如氮气(N2)或者空气，由所述进气管241进入所述气体温度调节装置24，所述气体温度调节装置24对室温气体41进行加热，使气体温度升高，温度升高后的气体42经所述出气管242进入所述多个进气口 222，并通过所述多个进气口 222进入所述腔体21内，当所述热板13的温度达到工艺所需烘烤温度时，涂有光刻胶的晶圆30通过所述开口端211进入所述腔体21内，置于所述热板23上，所述热板23对所述晶圆30表面上的光刻胶进行烘焙，在烘焙光刻胶的同时，进入所述腔体21的气体42携带光刻胶烘焙过程中产生的挥发物从所述排气口 221排出。较佳地，进入所述腔体21的气体42的温度比同时刻所述腔体21的温度低50°C左右，进入所述腔体21的气体42的流量为O. I 20L/min，所述气体温度调节装置24的温度调节范围根据烘烤温度确定，例如，所述气体温度调节装置24的温度调节范围为22°C 200 0C ；在本实施例中，干燥的室温气体41先经所述气体温度调节装置24的加热处理后再进入所述腔体21内，因此，进入所述腔体21的气体42的温度与所述腔体21内的温度相差不大，可大大减少所述气体42排出时造成的热量损失，加快升温速度；烘焙一段时间后，所述加热器停止加热，干燥的室温气体41由所述进气管241进入所述气体温度调节装置24，此时，所述气体温度调节装置24对室温气体41进行冷却，使气体温度下降，温度下降后的气体经所述出气管242进入所述多个进气口 222，并通过所述多个进气口 222进入所述腔体21内，进入所述腔体21的气体带走所述腔体21内的热量从所述排气口 221排出，较佳地，进入所述腔体21的气体的流量为O. I 20L/min，在这个冷却过程中，所述气体温度调节装置24的温度调节范围为0°C 22°C ；在降温冷却光刻胶的过程中，干燥的室温气体41先经所述气体温度调节装置24的冷却处理后再进入所述腔体21内，因此，进入所述腔体21的气体的温度较低，温度较低的气体排出时可带走更多的热量，有利于快速降低所述腔体21内的温度。[0037]综上所述，本实施例的烘烤设备能对温度进行有效控制，加快升温速度和降温速度，从而提高烘烤设备的生产效率。实施例二参见图4，实施例二与实施例一的区别在于，盖体上设有多个排气口 51和一个进气口 52，其中，所述进气口位于盖体的中央，所述多个排气口位于盖体的边缘，较佳地，所述多个排气口沿同一圆周均匀分布。显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其 等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
权利要求1.ー种烘烤设备，包括一端开ロ的腔体和设置在所述腔体的开ロ端上的盖体，所述盖体上设有至少ー个进气ロ，其特征在干，所述烘烤设备还包括设置在所述腔体外的气体温度调节装置，所述气体温度调节装置设有进气管和出气管，所述出气管与所述进气ロ连接。
2.如权利要求I所述的烘烤设备，其特征在于，所述气体温度调节装置包括加热器、冷凝器、第一气体阀和第二气体阀，所述进气管通过所述第一气体阀分别与所述加热器和冷凝器连接，所述出气管通过所述第二气体阀分别与所述加热器和冷凝器连接。
3.如权利要求2所述的烘烤设备，其特征在干，所述加热器为电加热器、辐射加热器、燃料加热器或半导体加热模块。
4.如权利要求I至3中任ー项所述的烘烤设备，其特征在于，所述进气ロ包括多个，所述多个进气ロ位于所述盖体的边缘。
5.如权利要求4所述的烘烤设备，其特征在于，所述多个进气ロ沿同一圆周均匀分布。
6.如权利要求4所述的烘烤设备，其特征在于，所述盖体上还设有ー排气ロ，所述排气ロ位于所述盖体的中央。
7.如权利要求I至3中任ー项所述的烘烤设备，其特征在于，所述进气ロ为ー个，所述进气ロ位于所述盖体的中央。
8.如权利要求7所述的烘烤设备，其特征在于，所述盖体上还设有多个排气ロ，所述多个排气ロ均匀分布于所述盖体的边缘。
9.如权利要求I至3中任意ー项所述的烘烤设备，其特征在于，所述烘烤设备还包括热板和加热装置，所述热板设置在所述腔体内，所述加热装置设置在所述热板内。
专利摘要本实用新型的烘烤设备包括一端开口的腔体、设置在所述腔体的开口端上的盖体以及设置在所述腔体外的气体温度调节装置，所述盖体上设有至少一个进气口，所述气体温度调节装置设有进气管和出气管，所述出气管与所述进气口连接。本实用新型的烘烤设备能根据工艺进程对温度进行实时调节，提高烘烤设备的生产效率。
文档编号G03F7/40GK202372758SQ20112046828
公开日2012年8月8日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者胡华勇 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司