专利名称：冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种集成电路制造装置，尤其涉及一种用于光刻工艺的冷却装置
背景技术：
在晶圆的制造过程中，例如晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成，这些部件的形成必需通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留特征图形的部分。光刻工艺生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件(parts)的关联正确。光刻工艺是所有集成电路制造的四个基本工艺中最为关键的工艺过程。光刻确定了器件的关键尺寸。光刻过程中的错误可造成图形歪曲或套准不好，最终可转化为对器件的电特性产生影响。图形的错位也会导致类似的不良结果。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干(Cleaning and Pre-Baking)、涂底 (Priming)、旋涂光刻胶(Spin-on PR Coating)、软烘(Soft Baking)、对准(Alignment)、扫描曙光(Scanner Exposure)(PEB,Post Exposure Baking)、显影(Development)、硬烘(Hard Baking)、刻蚀 tch)、以及检测(Detection)等工序。图1为现有技术光刻工艺中曝光工序的简要示意图，以光刻胶中的正胶为例，如图1所示，在依次扫描曝光工序中，涂覆光刻胶11的晶圆10上精确对准掩模板13，并利用紫外线20进行照射。掩模板13未遮挡部分的光刻胶11在紫外线20照射下，发生化学反应，由 NQD(Nanphthoquinone-diazide)转变为 ICA(Indene carboxylic acid)禾口 N2 (氮气)，在光刻胶11中形成的杂质气体30以氮气为主，尤其在例如离子注入工艺用到光刻工艺时，涂覆的光刻胶(Photo Resist,PR)通常较厚(大于3. 5um)，较厚的光刻胶11中杂质气体30更不易排出，残留在光刻胶中。图2为现有技术光刻工艺中后烘工序的简要示意图，如图2所示，在紧接的后烘工序中杂质气体30受热剧烈运动并膨胀会挤压光刻胶11，导致光刻胶11的变形。进而导致形成的光刻胶11图形歪曲或套准不好，产生不良后果。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，通过提供一种冷却装置，在扫描曝光过程后对光刻胶进行冷却同时排除杂质气体，在减小在紧接的后烘工序中杂质气体剧烈运动，以达到防止挤压光刻胶导致的光刻胶变形的目的。为解决上述问题，本实用新型提供一种冷却装置，包括冷却板；密封罩，设置于所述冷却板上方，与所述冷却板共同形成密封腔；冷气流通管路，包括进气管路和出气管路，所述进气管路和出气管路的端口分别穿过所述密封罩接入密封腔内。进一步的，所述冷却装置还包括[0012]压力检测仪，设置于所述密封腔中；气体流量控制阀，设置于冷气流通管路上，与所述压力检测仪信号连接。进一步的，所述密封罩为单层，所述进气管路的端口穿过所述密封罩的顶部，所述出气管路的端口穿过所述密封罩的侧壁。进一步的，所述密封罩为双层，包括外层罩和内层罩，所述内层罩将所述密封腔分隔为进气腔和出气腔。进一步的，所述进气管路与所述出气管路的端口分别接入进气腔与出气腔。进一步的，所述进气管路总口径小于所述出气管路总口径。进一步的，还包括冷水流动管路，与所述冷却板底面接触。进一步的，所述密封罩与所述冷却板接触位置之间设置有密封橡胶。进一步的，所述冷却板和所述密封罩的材质为合金材料。综上所述，本实用新型提供一种冷却装置，通过设置密封罩，与冷却板形成密封腔，并通过冷气流通管路的进气管路和出气管路将密封腔内部调节为小于大气压力的低压环境，从而降低光刻胶的温度，加速排出光刻胶中的杂质气体，从而有效排出杂质气体，防止杂质气体残留并在后烘工序中受热膨胀导致光刻胶变形，故提高光刻工艺中显影图形的准确性，进而提高产品良率。
图1为现有技术光刻工艺中曝光工序的简要示意图。图2为现有技术光刻工艺中后烘工序的简要示意图。图3为本实用新型中冷却装置一实施例的结构示意图。图4为本实用新型中冷却装置另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。本实用新型提供一种冷却装置，用于在光刻工艺中在晶圆表面涂覆光刻胶、对光刻胶进行曝光工序后进行后烘(PEB)工序前，在低温低压的环境下排出光刻胶内部的杂质气体，以防止杂质气体累计并在后烘工序中受热膨胀，防止光刻胶变形，提高光刻工艺中显影图形的准确性，进而提高产品良率。图3为本实用新型中冷却装置一实施例的结构示意图，如图3所示，所述冷却装置，包括冷却板201、密封罩203以及冷气流通管路205。所述冷却板201上放置已涂覆光刻胶101的晶圆100。在本实施例中，冷却板201 下方还设置有冷水流动管路209，若干所述冷水流动管路209与所述冷却板201底面相接触，冷水流动管路209内部流通冷却水，冷却板201的材质选择易于导热且不易产生杂质的合金材质，冷却水通过冷水流动管路209、冷却板201与已涂覆光刻胶101的晶圆100进行热交换，以进行冷却。此外在冷却板201下方还可以采用冷却气体管路等装置，同样达到对涂覆光刻胶 101的晶圆100进行热交换的目的。所述密封罩203设置于所述冷却板201上方，与所述冷却板201共同形成密封腔， 已涂覆光刻胶101的晶圆100位于密封腔中，所述密封罩203与所述冷却板201接触位置之间设置有密封橡胶207，所述密封橡胶207能够提高密封性，并且减小密封罩203与冷却板201之间的摩擦，避免摩擦产生的杂质污染晶圆100。所述冷气流通管路205包括进气管路20 和出气管路20 ，所述进气管路20 和出气管路20 的端口分别穿过所述密封罩203接入密封腔内。较佳的，选择进气管路20 的总口径小于所述出气管路20 的总口径，即为所述进气管路20 横切截面总面积小于所述出气管路20 横切截面总面积。例如所述进气管路20 单个口径等于所述出气管路20 单个口径，但所述进气管路20 数量少于出气管路20 数量，例如进气管路20 为1个，出气管路20 为2 3个；或进气管路20 数量等于出气管路20 数量，但进气管路20 单个口径小于出气管路20 单个口径，例如进气管路20 横切面积为出气管路20 横切面积的1/3 1/2，以使密封腔中处于低于大气压力的低压环境，例如0. 3MPa 0. 7MPa，其中较佳的低压环境为0. 5MPa，密封腔中保持低压环境能够存进晶圆100上方涂覆的光刻胶101中的杂质气体更快速、更充分地挥发出来。在本实用新型一实施例中，如图3所示，所述密封罩203可以为单层，所述进气管路20 的端口穿过所述密封罩203的顶部，所述出气管路20 的端口穿过所述密封罩203 的侧壁，从而使密封腔内形成的气流300经过已涂覆光刻胶101的晶圆100表面，从而带走光刻胶101中挥发出的杂质气体，在本实施例中所述杂质气体主要为氮气。图4为本实用新型中冷却装置另一实施例的结构示意图，如图4所示，在本实用新型一实施例中，密封罩203为双层，包括外层罩203a和内层罩20北，所述内层罩20 将所述密封腔分隔为进气腔和出气腔，图4的实施例中内层腔为出气腔，外层腔为进气腔，亦可替换。所述进气管路20 与所述出气管路20 的端口分别接入进气腔与出气腔。此外，所述冷却装置还包括压力检测仪211，设置于所述密封腔中；以及气体流量控制阀213，设置于冷气流通管路205上，与所述压力检测仪211信号连通，所述气体流量控制阀213可以设置于进气管路20 ，亦可设置于出气管路205b。所述压力检测仪211时刻监测密封腔内的压力，并通过信号控制气体流通控制阀213控制气体流入或流出量，从而保持密封腔中处于小于大气压力的低压环境，例如0. 3MPa 0. 7MPa，其中较佳的低压环境为0. 5MPa,以更快速、更充分挥发晶圆100上光刻胶101中的杂质气体。综上所述，本实用新型提供一种冷却装置，通过设置密封罩203，与冷却板201形成密封腔，并通过冷气流通管路205的进气管路20 和出气管路20 将密封腔内部调节为小于大气压力的低压环境，从而降低光刻胶的温度，加速排出光刻胶101中的杂质气体， 从而有效排出杂质气体，防止杂质气体残留并在后烘工序中受热膨胀导致光刻胶101变形，故提高光刻工艺中显影图形的准确性，进而提高产品良率。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求1.一种冷却装置，用于光刻工艺，其特征在于，包括冷却板；密封罩，设置于所述冷却板上方，与所述冷却板共同形成密封腔；冷气流通管路，包括进气管路和出气管路，所述进气管路和出气管路的端口分别穿过所述密封罩接入密封腔内。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括压力检测仪，设置于所述密封腔中；气体流量控制阀，设置于冷气流通管路上，与所述压力检测仪信号连接。
3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述密封罩为单层，所述进气管路的端口穿过所述密封罩的顶部，所述出气管路的端口穿过所述密封罩的侧壁。
4.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述密封罩包括外层罩和内层罩，所述内层罩将所述密封腔分隔为进气腔和出气腔。
5.如权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述进气管路与所述出气管路的端口分别接入进气腔与出气腔。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的冷却装置，其特征在于，所述进气管路总口径小于所述出气管路总口径。
7.如权利要求1至5中任意一项所述的冷却装置，其特征在于，还包括冷水流动管路， 与所述冷却板底面接触。
8.如权利要求1至5中任意一项所述的冷却装置，其特征在于，所述密封罩与所述冷却板接触位置之间设置有密封橡胶。
9.如权利要求1至5中任意一项所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却板和所述密封罩的材质为合金材料。
专利摘要本实用新型提供一种冷却装置，用于光刻工艺，包括冷却板；密封罩，设置于所述冷却板上方，与所述冷却板共同形成密封腔；冷气流通管路，包括进气管路和出气管路，所述进气管路和出气管路的端口分别穿过所述密封罩接入密封腔内。所述冷却装置，用于在光刻工艺中在晶圆表面涂覆光刻胶、对光刻胶进行曝光工序后进行后烘工序前，在低温低压的环境下排出光刻胶内部的杂质气体，以防止杂质气体累计并在后烘工序中受热膨胀，防止光刻胶变形，提高光刻工艺中显影图形的准确性，进而提高产品良率。
文档编号G03F7/20GK202093315SQ20112018128
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者丁海涛 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司