专利名称：具有光学控制装置的旋转涂敷机的制作方法
具有光学控制装置的旋转涂敷机美国公开专利申请20030079679 7>开了一种将化学液体滴 落到由支撑台所支撑的晶片W上的旋转涂敷机，臂的前端部分设置有 用于喷出化学液体的喷嘴，并且借助于驱动马达，该臂可进行水平旋 转。美国公开的专利申请20020112662公开了用于旋转涂敷机 的废流体分离和回收系统，其包括产生废气流的废气流发生器。美国7>开的专利申请20040072450 y〉开了将旋转涂敷过程 溶液涂敷到基片上的方法和装置，其中该方法和装置并入压力传感器， 以检测过程溶液的压力，例如与分配器产生的过程溶液的分配开始或 者结束有关的压力， 一些优选的方法和装置测量在分配管路中光阻材 料、显影剂、水、溶剂或者清洁剂的压力；以及一些优选的方法和装 置并入包括中断、并行控制方法的过程控制系统。根据本发明的一个实施例， 一种i走转涂敷机系统包括适于 在其中接纳待涂敷的工件的旋转涂敷碗状件，和被配置成用于捕获旋 转涂敷碗状件中的工件的图像的视觉系统。待涂敷的工件被安装成在 旋转涂敷碗状件中进行旋转。旋转涂敷机10包括涂敷喷嘴40，该涂敷喷嘴通过控制阀 44与涂敷材料源42联接。如上所述，湿润流体腔30还通过控制阀46 与涂敷材料源42联接。控制阀44和46允许所需的涂敷材料流被引导 到涂敷喷嘴40和湿润流体腔30。对于所选择的涂敷材料，如果可能 的话，没有流量提供到湿润流体腔30中，并且在涂敷操作期间控制阀 46被关闭。过滤组件48联接到排出部22，以从回收的涂敷材料中除 去污染物，例如，部分凝固的涂敷材料。在侧壁涂敷流体不同于涂敷 材料的情况下，如果需要，可增加其它的回收材料处理元件，例如分 离装置。该排出部22通过过滤组件48使回收的涂敷材料返回到涂敷 材料源42。泵50将涂敷材料从涂敷材料源42供给到控制阀44和46。如上所述，该:摄相才几70不限于工件14定向，还可以利用该摄相机70评估和控制在封闭的碗状件12中的几乎任何活动，以帮助使整个过程自动化。作为一个非限制的示例性例子，该视觉系统能够用于监视和控制工件14上的涂敷材料的厚度、工件14上涂敷层的均匀性、分配喷嘴的性能(例如，确定其是否断开、接通、在所希望的速率或者以所希望的流束(stream)流动)、碗状件内部的性能(例如，是采用湿润流体均匀弄湿的侧壁28)、喷嘴位置(例如，确定径向和竖直位置)、工件位置(除了旋转位置之外)和碗状件内部的污染物。可以采用分立的摄相机70用于种类不同的操作控制装置，或者摄相机可实施多项控制检测。本发明提供一个平台，其可用在所需的自动化或者过程控制配置的几乎无限的类型中。
[0055J图6和图7示出了根据本发明的改进的旋转涂敷机10。如上所示，顶部16可以为图6和图7所示的一体件结构。图6-7的旋转涂敷机10提供了参考图3描述的视觉系统可控的、封闭的富溶剂环境的旋转涂敷机IO。图6和7所示的附加结构和所示的修改是碗状件的顶部是一体件结构，并且顶部16的内表面朝向腔30倾斜(其将经由出口堰32和侧壁将材料引导到排出部22),从而使得在该腔中的冷凝物将倾向于沿着顶部的倾斜表面流到一段中，在该段中， 一旦该冷凝物从顶部16滴下，该材料将避开工件并且最终被引导到排出部22。图6示出了穿过顶部表面的连续的斜坡，同时图7示出了一个圆锥形尖顶形式。在此概念中，其它的倾斜结构当然是可能的。
[0056本发明的旋转涂敷机10提供了优于现有旋转涂敷机的多个优点。旋转涂敷机10提供了对涂敷将经历的环境的有意义数量的控制，并且改善了涂敷机IO的涂敷一致性。该设计将使工件到喷嘴的高度的易于改进的，从而使得可选择的涂敷件/工件能够以最少的改变容易地用在涂敷机10上。
[0057I所描述的旋转涂敷机10提供一种使再循环旋转涂敷机系统中的涂敷材料损失最少的方法，该方法包括以下步骤A)设置具有涂敷材料源的再循环旋转涂敷机系统、适于联接到涂敷材料源的涂敷喷嘴和其中具有侧壁和再循环排出部的旋转涂敷碗状件；B)待涂敷工件被安装成在旋转涂敷碗状件中旋转，并且使已安装的工件移动到旋转涂敷碗状件中；C)引导喷嘴，以将涂敷材料分配到旋转涂敷碗状件中的工件上；和D)至少当喷嘴正在将涂敷材料分配到工件时，引导湿润流体的流动，使得沿着侧壁流动。
[0058该旋转涂敷机IO还提供一种旋转涂敷工件的方法，同时涂敷材料再循环和大体上连续的涂敷材料流动使得在喷嘴操作中的材料损失最少。该方法包括以下步骤A)设置具有涂敷材料源的再循环旋转涂敷机系统、适于联接到涂敷材料源的涂敷喷嘴和其中具有再循环排出部的旋转涂敷碗状件，并且其中该旋转涂敷碗状件包括大体上封闭的顶部和侧部，并且包括在旋转涂敷碗状件的面对底部部分上的
工件进出口； B)待涂敷工件被安装成在旋转涂敷碗状件中旋转，并且使已安装的工件移动到旋转涂敷碗状件中；C)引导喷嘴，以将涂敷材料分配到旋转涂敷碗状件中的工件上；D)旋转工件和涂敷材料；E )在工件的涂敷之后，使涂敷材料通过喷嘴的流动停止，F)通过将涂敷材料直接分配到再循环排出部上以进行回收，对喷嘴进行清洗；和G)对于随后的工件重复步骤C-F。
[0059上述旋转涂敷机10的进一步优点在于在旋转涂敷机中旋转工件对准的方法，该方法包括以下步骤A)设置具有旋转涂敷碗状件的旋转涂敷机系统和被配置成捕获旋转涂敷碗状件中的工件的图像的视觉系统；B)待涂敷的工件被安装成在旋转涂敷碗状件中旋转，并且使已安装的工件移动到旋转涂敷碗状件中；C)通过涂敷喷嘴将涂敷材料供给到旋转涂敷碗状件中的工件上并且旋使旋转涂敷碗状件中的工件旋转；D)获得旋转涂敷碗状件中的工件的图像；和E)确定旋转涂敷碗状件中的工件的旋转位置。
[0060上述视觉控制系统不仅仅限于工件定向，从而本发明的旋转涂敷机10在一种方法中设置用于旋转涂敷机的光学控制装置，该方法包括以下步骤A)设置具有旋转涂敷碗状件的旋转涂敷机系统、用于旋转涂敷碗状件的照明的至少 一个光源和具有光学控制装置的视觉系统；B)待涂敷的工件被安装成在旋转涂敷碗状件中旋转，并且使已安装的工件移动到旋转涂敷碗状件中；C)采用光源照明旋转涂敷碗状件的内部；和D)利用在碗状件的被照明的内部上的基于视觉的系统，对工件旋转定向、工件上涂敷材料的厚度、工件上涂敷层的均匀性、分配喷嘴的性能、碗状件内部的性能、喷嘴位置、工件位置和污染物中的至少 一 项进行控制。
[0061虽然以上为了说明的目的已经描述了本发明的具体实施
将不脱离在所附权利要求中限定的本发明。本发明的范围旨在是由所附权利要求和其等同物所定义的范围。
权利要求
1. 一种旋转涂敷机系统，该系统包括旋转涂敷碗状件，该旋转涂敷碗状件适于在其中接纳待涂敷的工件，其中，所述待涂敷的工件被安装成在旋转涂敷碗状件中旋转；和视觉系统，该视觉系统被配置成用于捕获所述旋转涂敷碗状件的内部的图像。
2. 如权利要求1所述的旋转涂敷机系统，还包括旋转工件保持卡盘，该旋转件保持卡盘被配置成移进和移出所述旋转涂敷碗状件的内 部，其中所述旋转工件保持卡盘包括用于保持所述工件的真空杯和被 配置成以精确的旋转定向确定所述卡盘的位置的控制器。
3. 如权利要求1所述的旋转涂敷机系统，还包括涂敷材料源和适 于与所述涂敷材料源联接的涂敷喷嘴，并且其中所述旋转涂敷碗状件 包括大体上封闭的顶部和侧部以及在所述旋转涂敷碗状件的面对底部 部分上的工件进出口 ，其中所述卡盘被配置成移入和移出所述工件进 出口 。
4. 如权利要求3所述的旋转涂敷机系统，还包括至少一个光源， 该光源被配置成对所述旋转涂敷碗状件的内部进行照明。
5. 如权利要求4所述的旋转涂敷机系统，其中所述光源包括环绕 所述旋转涂敷碗状件的侧面的环形阵列光源。
6. 如权利要求5所述的旋转涂敷机系统，其中所述环形阵列光源 被配置成使光散射通过所述旋转涂敷碗状件的侧面中的至少一部分， 以对所述旋转涂敷碗状件的内部进行照明。
7. 如权利要求6所述的旋转涂敷机系统，其中所述视觉系统被配 置成用于确定所述工件的旋转定向。
8. 如权利要求7所述的旋转涂敷机系统，还包括旋转工件保持卡 盘，该旋转工件保持卡盘被设置成移入和移出所述旋转涂敷碗状件的 内部，其中所述旋转工件保持卡盘包括用于保持所述工件的真空杯以 及被配置成以精确的旋转定向来确定所述卡盘的位置的控制器。
9. 如权利要求3所述的旋转涂敷机系统，其中所述视觉系统包括 被安装在所述旋转涂敷碗状件的顶部中的摄相机。
10. —种旋转涂敷机系统，该系统包括旋转涂敷碗状件，该旋转涂敷碗状件适于在其中接纳待涂敷的工 件，其中所述待涂敷的工件被安装成在所述旋转涂敷碗状件中旋转；环形阵列光源，该环行阵列光源环绕旋转涂敷碗状件的側面，并 且被配置成用于对旋转涂敷碗状件的内部进行照明，以用于光学控制 装置。
11. 如权利要求IO所述的旋转涂敷机系统，其中所述旋转涂敷碗底部部分上的工件进出口 ，其中所述卡盘被配置成移入和移出所述工 件进出口。
12，如权利要求10所述的旋转涂敷机系统，其中所述环形阵列光 源被配置成使光散射通过所述旋转涂敷碗状件的侧面中的至少一部 分，以对所述旋转涂敷碗状件的内部进行照明。
13. 如权利要求IO所述的旋转涂敷机系统，还包括集成的视觉系 统，其中所述视觉系统包括被安装在所述旋转涂敷碗状件的顶部中的 摄相机。
14. 一种再循环旋转涂敷机系统，该系统包括 涂敷材料源；适于在其中接纳待涂敷的工件的旋转涂敷碗状件，该旋转涂部分上的工件进出口 ，其中所述待涂敷的工件被安装成在所述旋转涂 敷碗状件中旋转，所述旋转涂敷碗状件中具有再循环排出部，该再循 环排出部被配置成允许涂敷材料被从所述旋转涂敷碗状件回收，并且 该再循环排出部被配置成使所回收的涂敷材料返回到所述涂敷材料 源；适于与所述涂敷材料源联接的涂敷喷嘴；和与所述旋转涂敷碗状件的内侧壁的上端相连的湿润流体腔，其中至少在所述喷嘴的操作期间，所述湿润流体腔被配置成将侧壁湿润流 体分配到所述旋转涂敷碗状件的内侧壁上。
15. 如权利要求14所述的再循环旋转涂敷机系统，其中所述再循 环排出部包括环绕所述工件进出口的环形槽和与所述涂敷材料源联接 并且延伸到所述环形槽的至少一个排出口 。
16. 如权利要求14所述的再循环旋转涂敷机系统，其中所述旋转 涂敷碗状件包括发散的内侧壁，该发散的内侧壁在径向向外的方向上 从旋转涂敷碗状件的上端延伸到其下端地发散，并且其中所述湿润流 体腔是围绕所述内侧壁的上端的环形腔，该环形腔与所述涂敷材料源 联接，从而所述涂敷材料也形成所述侧壁湿润流体。
17. 如权利要求1所述的再循环旋转涂敷机系统，其中所述涂敷 喷嘴包括至少两个能够操作的位置，即第一能够操作的涂敷位置和第 二能够操作的清洗位置，所述第一能够操作的涂敷位置被配置成将涂 敷材料分配到所述旋转涂敷碗状件中的所述工件上，所述第二能够操 作的清洗位置被配置成将涂敷材料直接分配到所述再循环排出部，以 进行回收。
18. 如权利要求14所述的再循环旋转涂敷机系统，还包括用于对 所述旋转涂敷碗状件的内部进行照明的环形阵列光源。
19. 如权利要求18所述的再循环旋转涂敷机系统，还包括摄相机， 该摄相机被配置成捕获在所述旋转涂敷碗状件中的所述工件的图像， 以确定工件定向。
20. 如权利要求19所述的再循环旋转涂敷机系统，其种，借助于 所述旋转涂敷碗状件的侧面中的至少 一部分，所述环形阵列光源与所 述旋转涂敷碗状件的内部间隔开，从而该部分形成用于所述环形阵列 光源的散射器。
全文摘要
一种再循环旋转涂敷机系统，该系统包括旋转涂敷碗状件，该旋转涂敷碗状件包括再循环排出部和与内侧壁上端相连的湿润流体腔，其中该湿润流体腔被配置成将侧壁湿润流体分配到旋转涂敷碗状件的内侧壁上。一个视觉系统被配置成捕获旋转涂敷碗状件中的工件的图像，用于质量控制和确定工件的位置。环形阵列光源环绕旋转涂敷碗状件的侧面并且被配置成照明旋转涂敷碗状件的内部，以用于光学控制装置。可利用该视觉系统进行质量控制和确定工件的位置。该涂敷喷嘴被配置成在第一涂敷位置和第二清洗位置之间移动，第一涂敷位置与工件竖直对准，第二清洗位置与再循环排出部竖直对准。
文档编号H01L21/00GK101512722SQ200780031890
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月24日 优先权日2006年8月28日
发明者H·恩古延, L·M·蒂托罗, L·M·迈纳, S·R·祖西 申请人:光学转变公司