一种热处理装置及涂布机的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种热处理装置及涂布机。

背景技术：

半导体制造工艺中，光刻工艺一直被认为是集成电路制造中关键的步骤，在整个工艺过程中需要被多次使用，其稳定性及可靠性对产品的质量、良率和成本有着重要的影响。光刻工艺是一个复杂的过程，其本质是把电路结构以图形的形式复制到以后要进行刻蚀和离子注入的晶圆上：首先利用光刻胶涂布系统利用旋转涂胶法在晶圆上形成一层光刻胶薄层，再将平行光经过掩膜版照射在光刻胶薄层上使其曝光而变质，最后利用显影液进行显影完成图形转移。其中，若形成的光刻胶薄层厚度出现了偏差，会直接影响到后面相关工艺的进行，如光刻胶厚度超过预计厚度，可能造成曝光、显影不充分，得不到正常的光刻图形；而光刻胶厚度小于预计厚度，除曝光显影不正常导致的图形变形外，还可能会造成光刻胶对晶圆的保护失败，晶圆在经过刻蚀工艺后报废。故而在光刻胶的涂布工艺中，实现对光刻胶厚度的良好控制非常关键。

现有涂布机在晶圆上涂布光刻胶时，会出现光刻胶薄层凹凸不平。发明人经研究发现，此现象是由于光刻胶喷嘴部位和电机部位的温度不同而引起的，由于光刻胶对温度特别敏感，不同温度下光刻胶的硬化速度不同。因此，亟需设计一种热处理装置，来保证光刻胶喷嘴部位与电机部位的温度保持一致。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种热处理装置及涂布机，保证了光刻胶喷嘴部位与电机部位的温度保持一致，避免因光刻胶喷嘴部位和电机部位的温度不同而导致光刻胶薄层凹凸不平。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种热处理装置，包括：

用于涂布光刻胶的喷嘴，所述喷嘴上设有第一温控部，所述第一温控部用于控制喷嘴的温度；

电机，所述电机上设有第二温控部，所述第二温控部用于控制电机的温度；

温度控制器，所述温度控制器、所述第一温控部及所述第二温控部经管路串接形成循环回路，所述温度控制器用于控制所述循环回路中循环液的温度。

进一步优选地，所述喷嘴包括喷嘴本体、喷嘴头和喷液管，所述喷嘴本体内设有中空的腔体，所述喷嘴头设置在所述喷嘴本体的一端，所述喷液管的一端伸入所述喷嘴本体的空腔内，贯穿所述喷嘴头并与所述喷嘴头密封连接，所述喷液管的另一端用于连接光刻胶存储罐。

进一步优选地，所述第一温控部包括第一温控内管和第一温控外管，所述第一温控内管设于所述第一温控外管的内部，且所述第一温控内管的外径小于所述第一温控外管的内径；

所述喷液管设于所述第一温控内管的内部，且所述喷液管的外径小于所述第一温控内管的内径；

所述第一温控内管与所述第一温控外管均经所述喷嘴本体远离所述喷嘴头的一端伸入所述腔体内，且所述第一温控外管与所述喷嘴本体靠近所述喷嘴头一端的内壁密封连接，所述第一温控内管与所述喷嘴本体靠近所述喷嘴头一端的内壁间隔设置；

所述第一温控内管远离所述喷嘴的一端与所述温度控制器连接，所述第一温控外管远离所述喷嘴的一端与所述第二温控部连接。

进一步优选地，所述第二温控部包括设置在所述电机的壳体内部的第二温控管，流经所述第二温控管的循环液使所述电机保持预设温度，所述第二温控管的一端与所述第一温控外管连接，所述第二温控管的另一端与所述温度控制器连接。

进一步优选地，所述第一温控内管与所述温度控制器经第一管路连接，所述第一温控外管与所述第二温控管经第二管路连接，所述温度控制器与所述第二温控管径第三管路连接；

所述第一管路、所述第二管路及所述第三管路上分别设有可拆卸安装的连接头。

进一步优选地，所述第一温控内管、所述第一温控外管、所述第二温控管、所述第一管路、所述第二管路及所述第三管路分别为隔热材料制成。

进一步优选地，还包括：机体；

所述喷嘴设置有多个，多个喷嘴并排设置在所述机体的顶部。

进一步优选地，还包括：用于分流循环液和光刻胶的分布器；

所述分布器包括分布器本体和设置在所述分布器本体上的循环液进液口、循环液出液口、光刻胶进液口以及多个分布口；

所述分布器本体设置在所述机体的一侧壁上；

所述循环液进液口设置在所述分布器本体的一端，所述循环液进液口的一端经多个所述分布口分别与多个所述第一温控内管一一连通，所述循环液进液口的另一端与所述第一管路连接；

所述循环液出液口设置在所述分布器本体靠近所述循环液进液口的一端，所述循环液出液口的一端经多个所述分布口分别与多个所述第一温控外管一一连通，所述循环液出液口的另一端与所述第二管路连接；

所述光刻胶进液口设置在所述分布器本体远离所述循环液进液口的一端，所述光刻胶进液口的一端经多个所述分布口分别与多个所述喷液管一一连通，所述光刻胶进液口的另一端用于连接光刻胶存储罐。

进一步优选地，所述循环液为去离子水。

本实用新型提供的另一技术方案如下：

一种涂布机，包括上述中任意一项所述的热处理装置。

与现有技术相比，本实用新型的热处理装置及涂布机有益效果在于：

本实用新型中，通过一个温度控制器来控制喷嘴与电机的温度，防止喷嘴与电机之间的温度产生差异，使光刻胶喷嘴部位与电机部位的温度时刻保持一致，避免因光刻胶喷嘴部位和电机部位的温度不同而导致光刻胶薄层凹凸不平而导致晶圆报废。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一具体实施例热处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型另一具体实施例热处理装置的结构示意图；

图3是本实用新型另一具体实施例喷嘴的结构示意图。

附图标号说明：

1.喷嘴，11.喷嘴本体，12.喷嘴头，13.喷液管，14.第一温控内管，15.第一温控外管，2.电机，21.第二温控管，3.温度控制器，31.第一管路，32.第二管路，33.第三管路，34.连接头，4.机体，5.分布器，51.循环液进液口，52.循环液出液口，53.光刻胶进液口，54.分布口。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用以解释本实用新型的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

作为一个具体实施例，由于光刻胶对温度的敏感性很高，当温度高时，它会迅速硬化并且局部形成凸点。光刻胶涂布系统利用旋转涂胶法在晶圆上形成光刻胶薄层时，需要配备旋转电机，由于电机旋转时产生的热量会转移到晶圆上并降低涂层均匀性，同时，光刻胶在涂布时也需保持在一个恒定的温度。

为了解决此问题，如图1所示，本实施例提供了一种热处理装置，包括：喷嘴1、电机2和两个温度控制器3。其中，喷嘴1安装在机体4的上端，用于涂布光刻胶。喷嘴1上设有第一温控部，第一温控部通过管路与温度控制器3连接形成循环回路，温度控制器3驱动循环回路中的循环液循环，并保持在恒定的温度，使控制喷嘴1的温度保持恒定，进而使涂布时的光刻胶保持在一个恒定的温度。电机2上设有第二温控部，第二温控部通过管路与温度控制器3连接形成循环回路，温度控制器3驱动循环回路中的循环液循环，并保持在恒定的温度，进而控制电机3的温度保持恒定。通过调节两个温度控制器3的温度使其保持一致，来实现喷嘴1与电机2的温度一致。

在另一实施例中，在上述实施例的基础上，上述实施例虽然能使涂布时的光刻胶保持在一个恒定的温度，但是喷嘴1与电机2的温度还是容易产生差异，从而影响涂层的均匀性。

为了解决此问题，如图2所示，本实施例提供了一种热处理装置，包括：喷嘴1、电机2及温度控制器3。其中，喷嘴1用于涂布光刻胶，喷嘴1上设有第一温控部，第一温控部用于控制喷嘴1的温度。电机2上设有第二温控部，第二温控部用于控制电机2的温度。温度控制器3、第一温控部及第二温控部经管路串接形成循环回路，温度控制器3用于驱动循环回路中的循环液循环，并控制循环回路中循环液的温度。温度控制器3为能实现循环液的循环及温度控制的装置即可，例如通过电热丝进行温度控制，也可通过设置循环泵实现循环。

具体地，如图3所示，喷嘴1包括喷嘴本体11、喷嘴头12和喷液管13，喷嘴本体11内设有中空的腔体，喷嘴头12设置在喷嘴本体11的一端。喷液管13的一端伸入喷嘴本体11的空腔内，贯穿喷嘴头12并与喷嘴头12密封连接，喷液管13的另一端用于连接光刻胶存储罐。

第一温控部包括第一温控内管14和第一温控外管15，第一温控内管14设于第一温控外管15的内部，且第一温控内管14的外径小于第一温控外管15的内径。喷液管13设于第一温控内管14的内部，且喷液管13的外径小于第一温控内管14的内径。第一温控内管14与第一温控外管15均经喷嘴本体11远离喷嘴头12的一端伸入腔体内，且第一温控外管15与喷嘴本体11靠近喷嘴头12一端的内壁密封连接。第一温控内管14与喷嘴本体11靠近喷嘴头12一端的内壁间隔设置，第一温控内管14中的循环液可以经此间隔处流至第一温控外管15内，第一温控内管14可以通过镂空的连接件固定在第一温控外管15的管道内，镂空的连接件不妨碍循环液的流通。第一温控内管14远离喷嘴1的一端与温度控制器3连接，第一温控外管15远离喷嘴1的一端与第二温控部连接，以此使温度控制器3、第一温控部及第二温控部形成循环回路，保证了喷嘴部位和电机部位温度的一致性。

进一步地，如图1所示，第二温控部包括设置在电机2的壳体内部的第二温控管21，流经第二温控管21的循环液使电机21保持预设温度，第二温控管21的一端与第一温控外管15连接，第二温控管21的另一端与温度控制器3连接。其中，第一温控内管14与温度控制器3经第一管路31连接，第一温控外管15与第二温控管21经第二管路32连接，温度控制器3与第二温控管21径第三管路33连接。第一管路31、第二管路32及第三管路33上分别设有可拆卸安装的连接头34。循环液从温度控制器3中出来，依次经过第一管路31、第一温控内管14、第一温控外管15、第二管路32、第二温控管21、第三管路33后回到温度控制器3形成循环，以此保证喷嘴1与电机2部位的温度一致性。

优选地，第一温控内管14、第一温控外管15、第二温控管21、第一管路31、第二管路32及第三管路33分别为隔热材料制成，循环液为去离子水。

在另一实施例中，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例的热处理装置还包括：机体4。机体4的顶部并排设置有多个喷嘴1，机体4的一侧壁上还设有一分布器5。分布器5用于将进入分布器5内部的循环液和光刻胶均匀分成多股。分布器5包括分布器本体和设置在分布器本体上的循环液进液口51、循环液出液口52、光刻胶进液口53以及多个分布口54。其中，循环液进液口51设置在分布器本体的一端，循环液进液口51的一端经多个分布口54分别与多个第一温控内管14一一连通，循环液进液口51的另一端与第一管路31连接。循环液出液口52设置在分布器本体靠近循环液进液口51的一端，循环液出液口52的一端经多个分布口54分别与多个第一温控外管15一一连通，循环液出液口52的另一端与第二管路32连接。光刻胶进液口53设置在分布器本体远离循环液进液口51的一端，光刻胶进液口53的一端经多个分布口52分别与多个喷液管13一一连通，光刻胶进液口53的另一端用于连接光刻胶存储罐。

在另一实施例中，在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种涂布机，包括上述实施例中任意一项所述的热处理装置。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。