半导体装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种半导体装置。包括支撑系统、控制系统、制动系统及位置传感器；所述支撑系统包括底板，位于所述底板一侧的多个支杆，每个所述支杆远离所述底板的一端设置有热传感器；所述位置传感器设置于所述底板附近，以侦测所述底板的位置状态，并将所述底板的位置状态传递至所述控制系统；所述控制系统还通过导线从所述底板的另一侧贯穿并与所述热传感器相连接；所述控制系统接收来自传感器的信号并控制所述制动系统制动。当故障发生时，涂胶显影机会处于暂停状态，防止了接收所述晶圆的机械手臂与所述支杆发生碰撞，同时基本避免了破片的风险，从而大大的降低了损耗，缩短了复机时间，提高了生产效率。
【专利说明】半导体装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体设备，特别涉及一种半导体涂胶显影机的烘干系统中传递晶圆的半导体装置。
【背景技术】
[0002]在半导体制造中，需要涉及到许许多多的工序，每道工序都是由一定的工艺及设备完成。比如在集成电路的制造过程中最为关键的一步是采用光刻机利用光刻工艺完成，光刻机通常包括曝光机(lithograph)和涂胶显影机(track)两部分组成，以分别执行不同的功能。
[0003]例如，涂胶显影机的一个功能是为传递在其内的晶圆涂敷一种称为光致抗蚀剂的感光材料层，具体的，包括输入部分，例如上胶(coat)装置，输出部分，例如用于(曝光后的)烘烤(oven )装置、冷却装置及显影装置等。
[0004]一般情况下，曝光后烘烤(PEB)及烘烤后冷却是在两个单元(unit)里完成，其中间需要有一个装置来承载晶圆在两个单元之间的传递。在现有工艺中，用来起到这一作用的是一称为“3-pin holder”的支撑装置，其主要用于接收来自热板加热后的晶圆，同时也起到一个冷却作用，之后由来自冷板的机械手臂接收进行冷却。
[0005]请参考图1，该装置主要结构为包括一底板10和三个支架11,所述底板10和三个支架11是采用铁制得，所述支架11是实心的，仅能够起到支撑的作用。然而，这一装置由于可能的各种的缺陷，例如水平度不好(leveling NG),或者由于来自热板的机械手臂(PRA)的位置不正确，或者由于晶圆本身背面不平整等缘故，会使得晶圆在所述支撑装置上发生偏斜，而这时设备并不知晓状况发生，唯有当来自冷板的机械手臂来接收该晶圆时，由于晶圆的位置已变动，机械手臂会与所述`支撑装置发生碰撞，从而导致变形，甚至会造成晶圆破裂，而此时才会侦测到异常发生，但是为时已晚。碰撞通常的后果是需要重新更换支撑装置，以及处理其他的并发状况，需要消耗大量的资金和长达12小时的时间，从而导致后续产品的堆积等状况发生，严重影响生产效率。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种半导体装置，以在晶圆发生偏斜时能够及早预警，并阻值后续动作，将设备故障引起的损耗尽可能的降低。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种半导体装置，用于半导体涂胶显影机的烘干系统传递晶圆，包括:
[0008]支撑系统、控制系统、制动系统及位置传感器；所述支撑系统包括底板，位于所述底板一侧的多个支杆，每个所述支杆远离所述底板的一端设置有热传感器；所述位置传感器设置于所述底板附近，以侦测所述底板的位置状态，并将所述底板的位置状态传递至所述控制系统；所述控制系统还通过导线从所述底板的另一侧贯穿并与所述热传感器相连接；所述控制系统接收来自传感器的信号并控制所述制动系统制动。[0009]可选的，对于所述的半导体装置，所述支杆为多层嵌套式结构，包括不锈钢外管，贴靠所述不锈钢外管的隔热涂层及位于所述隔热涂层中的热传感器。
[0010]可选的，对于所述的半导体装置，连接所述热传感器的导线为三线制，所述半导体装置还包括一套管，所述套管包裹所述三线制导线并与所述热传感器一同置于所述隔热涂层中。
[0011]可选的，对于所述的半导体装置，所述不锈钢外管的直径为3.5mm?4.5mm,所述套管的直径为2.5mm?3mm,所述三线制导线皆为直径0.7mm?Imm的导线。
[0012]可选的，对于所述的半导体装置，所述热传感器的可侦测温度小于等于500°C。
[0013]可选的，对于所述的半导体装置，所述热传感器的热响应时间为小于等于3s。
[0014]可选的，对于所述的半导体装置，还包括一控制所述支撑系统的上升和下降的气缸。
[0015]可选的，对于所述的半导体装置，所述制动系统包括电磁阀，设置于所述涂胶显影机一机械臂暂停按钮附近。
[0016]可选的，对于所述的半导体装置，所述支撑系统包括3个支杆，所述3个支杆支撑所述晶圆并进行温度测量。
[0017]与现有技术相比，在本实用新型提供的半导体装置中，包括支撑系统、控制系统、制动系统及位置传感器，所述支撑系统的每个支杆上设置了热传感器，并且通过控制系统和制动系统，能够及时侦测晶圆的位置是否异常，并马上做出反应。因此，当故障发生时，涂胶显影机会马上处于暂停状态，而仅需要工程师进行简单的处理，及分析故障发生缘故即可。与现有技术相比，克服了不能够及时侦测晶圆位置状态的缺陷，也防止了接收所述晶圆的机械手臂与所述支杆发生碰撞，同时基本避免了破片的风险，从而大大的降低了损耗，缩短了复机时间，提高了生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有技术的半导体装置的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型一实施例的半导体装置的结构示意图；
[0020]图3为图2中的支杆的沿A-A’方向的剖视图；
[0021 ] 图4为图3中的支杆的沿B-B’方向的俯视图；
[0022]图5为图2中的制动系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]在【背景技术】中已经提及，目前的设备存在不能够及时侦测晶圆的位置状态，只能在发生撞击故障后才会报警。发明人对现有技术进行了改进，在支杆上设置了热传感器，通过每个支杆上侦测的温度的情况，分析晶圆的位置状态，并通过引入制动系统，使得故障发生时，涂胶显影机暂停，防止了造成进一步的破坏。
[0024]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提供的半导体装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0025]首先请参考图2，本实用新型提供一种半导体装置，用于半导体涂胶显影机的烘干系统传递晶圆，主要包括:支撑系统20、控制系统21、制动系统22及位置传感器23。所述支撑系统20用于支撑由上一单元(例如热板)的机械手臂传递过来的晶圆，并停留适当的时间，例如可以是20s?40s，使得所述晶圆的温度保持在需要的范围内，然后由下一单元(例如冷板)的机械手臂接收。所述位置传感器23与所述支撑系统20相连接，用于检测所述支撑系统20的位置，并传递信息于所述控制系统21，所述控制系统21在得到所述位置传感器23的信息后，由热传感器203开始侦测温度，并将每个热传感器203所侦测的结果加以比较，以确定晶圆的位置状态，例如所述晶圆是平置于所述支撑系统20上，还是已经发生倾斜，然后视晶圆的位置状态而传递信息给所述制动系统22，以避免可能造成的较大损耗。
[0026]下面将结合图2?图5，对每个部件及其运作方式进行详细阐述。
[0027]所述支撑系统20包括底板201，位于所述底板201 —侧的若干个支杆202，每个所述支杆202远离所述底板201的一端设置有热传感器203，优选的，在本实施例中，所述支杆202的数量为3个，这是考虑到3个支杆202已经能够直接形成一个平面，而多点确定平面则要难一些，此外，制作简单，所需的空间小，成本低。当然，考虑到本实用新型的热传感器203的作用，所述支杆202的数量增多更有利于数据的精确，并且更不容易导致晶圆的歪斜，因此，本实用新型中所述支杆202的数量并不限于3个，例如可以为4个或以上，本领域人员可以根据实际需要进行适当的调整和选择。
[0028]所述支杆202具体为多层嵌套式结构，具体的，包括不锈钢外管2021，以保障所述支杆202的强度，所述不锈钢外管2021的直径优选为3.5mm?4.5mm,贴靠所述不锈钢外管2021的隔热涂层2022及位于所述隔热涂层2022中的套管2023。其中，所述套管2023的直径为2.5mm?3mm。所述隔热涂层2022可以是选用石棉材料，所述隔热涂层2022优选为充满所述套管2023和所述不锈钢外管2021之间的区域。所述套管2023中设置有热传感器203，所述热传感器一部分突出所述不锈钢外管2021，另一部分以三线制的连线方式连接有I条第一导线2025和两条第二导线2024，优选的，所述第一导线2025和第二导线2024的直径为0.7mm?1mm，所述I条第一导线2025和两条第二导线2024通过所述底板201连接于所述控制系统21。
[0029]所述热传感器203的可侦测温度为小于等于500°C，这是综合晶圆传递过来时的温度及所述支撑系统20所在空间的空气的温度而设定，具体的，可以是O?300°C，为了能够保证侦测的准确性，所述热传感器203的热响应时间为小于等于3s。
[0030]所述制动系统22与所述控制系统21相连通，具体的，设置于所述涂胶显影机的一机械臂暂停按钮24附近，所述控制系统22包括一开关221和电磁阀222，如图5所示，所述电磁阀222的活动栓2221能够在制动时碰触到所述机械臂暂停按钮24，从而使得涂胶显影机处于暂停状态，以避免额外的损失。
[0031]需要说明的是，所述控制系统21可以理解为具有较为复杂的结构和功能，例如能够并行处理来自所述位置传感器23和热传感器203等的信息，这可以选用多组单片机进行完成，也可以直接采用计算机完成。
[0032]接着，对本实用新型在实际应用时的情况进行描述。一晶圆由热板的机械手臂传递至所述支撑系统20上方，然后所述支撑系统20在气缸(未图示，可用于控制所述支撑系统20的上升和下降，也可以采用马达)的带动下升起，使得所述三个支杆202 (的热传感器203)接触到所述晶圆的底面。在所述位置传感器23感应到所述支撑系统20处于升起的状态时，将传递信息至所述控制系统21，控制系统则开始命令所述热传感器203开始采集温度数据，为了达到较好的效果，采集温度数据应当适当的延后，例如可以是接收到位置传感器23的信息5s之后，这可以根据不同型号的设备而设定。在正常情况下，由于所述热传感器203皆接触所述晶圆，因此其温度差异不大，通常是在TC之内；若所述晶圆的位置发生异常，比如倾斜的掉在所述支撑系统20上，只与一个或者2个支杆202发生接触，则每个热传感器203所侦测的数据将会发生较大的变化，例如会有十几甚至几十的温度差。在本实施例中，当开始侦测温度时，在第5秒左右时三个热传感器203的温度差异最能够最大，例如可以达到20几度的温差。为了能够进行判断，发明人经过大量实验后，认为只要所述温差在3°C以上，则就表面所述晶圆的位置异常，此时，控制系统21发出指令至制动系统22，使得活动栓2221碰触所述机械臂暂停按钮24，使得涂胶显影机处于暂停状态，并同时示警，以便工程师进行及时处理。
[0033]本实用新型提供的半导体装置中，包括支撑系统、控制系统、制动系统及位置传感器，所述支撑系统的每个支杆上设置了热传感器，并且通过控制系统和制动系统，能够及时侦测晶圆的位置是否异常，并马上做出反应。因此，当故障发生时，涂胶显影机会马上处于暂停状态，而仅需要工程师进行简单的处理，与现有技术相比，克服了不能够及时侦测晶圆位置状态的缺陷，也防止了接收所述晶圆的机械手臂与所述支杆发生碰撞，同时基本避免了破片的风险，只需分析故障发生缘故即可，以TEL ACT系列的涂胶显影机而言，采用本实用新型的改进后，可以使得每次故障发生时节省更换装置的费用，晶圆报废所需费用，以及长时间复机而耽误的产品所造成的损失，可达上万美金，且当故障多发时，节省的损失将更加客观，而且，还省去了大量的人力，可以进行其他的工作，因此对提高生产效率，具有着显著的进步。
[0034]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】
1.一种半导体装置，用于半导体涂胶显影机的烘干系统传递晶圆，其特征在于，包括: 支撑系统、控制系统、制动系统及位置传感器；所述支撑系统包括底板，位于所述底板一侧的多个支杆，每个所述支杆远离所述底板的一端设置有热传感器；所述位置传感器设置于所述底板附近，侦测所述底板的位置状态，并将所述底板的位置状态传递至所述控制系统；所述控制系统还通过导线从所述底板的另一侧贯穿并与所述热传感器相连接；所述控制系统接收来自传感器的信号并控制所述制动系统制动。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述支杆为多层嵌套式结构，包括不锈钢外管，贴靠所述不锈钢外管的隔热涂层及位于所述隔热涂层中的热传感器。
3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，连接所述热传感器的导线为三线制，所述半导体装置还包括一套管，所述套管包裹所述三线制导线并与所述热传感器一同置于所述隔热涂层中。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述不锈钢外管的直径为3.5mm?4.5mm,所述套管的直径为2.5mm?3mm,所述三线制导线皆为直径0.7mm?Imm的导线。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述热传感器的可侦测温度小于等于 500。。。
6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述热传感器的热响应时间为小于等于3s。
7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括一控制所述支撑系统的上升和下降的气缸。
8.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述制动系统包括电磁阀，设置于所述涂胶显影机一机械臂暂停按钮附近。
9.如权利要求1?8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述支撑系统包括3个支杆，所述3个支杆支撑所述晶圆并进行温度测量。
【文档编号】H01L21/66GK203386730SQ201320456562
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】顾烨, 木建秀 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司