控制薄膜厚度以实现均匀膜厚的喷涂装置及方法制造方法及图纸

一种喷涂装置包括：喷涂单元，它根据喷涂条件将光刻胶喷涂到半导体晶片上；厚度测量单元，它用于测量所喷涂的光刻胶的薄膜厚度；以及控制单元，它用于控制喷涂单元。根据用于预定数目样品的喷涂条件的信息以及预定数目样品上的薄膜厚度的信息，控制单元描绘出近似曲线，该曲线代表了薄膜厚度与预定数目样品的喷涂条件之间的关系。当喷涂装置开始其实际操作时，控制单元在所绘制出的近似曲线的基础上根据厚度目标值计算出喷涂条件的修正值，并且根据计算出来的修正值产生控制信号以控制喷涂条件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制薄膜厚度以将均匀的光刻胶喷涂在半导体晶片上的喷涂装置及方法。为了保证使光刻胶实现均匀薄膜厚度，人们曾经提出过以下的喷涂装置。该装置包括喷涂单元和厚度控制单元。喷涂单元通过旋转喷涂法将光刻胶喷涂在半导体晶片上。厚度控制单元控制用于旋转半导体晶片的旋转马达，并且包括厚度测量装置和反馈控制部分。厚度测量装置测量喷涂到半导体晶片(样品)之上的光刻胶的薄膜厚度，并输出表明所测薄膜厚度的信号。反馈控制部分接收来自厚度测量装置的输出信号，控制旋转马达的转速，以使所测薄膜厚度与一预设参考值之间的差异接近于0。日本未决专利申请No.63-198329公开了这种装置。但是，在光刻胶的喷涂过程中，对薄膜厚度的控制需将各种因素(即，各种喷涂条件)考虑在内。厚度控制中所需的喷涂条件包括(例如)半导体晶片的转速、半导体晶片的旋转时间、待被喷涂的化学液(即，光刻胶的种类)、化学液的粘性、化学液的滴量、化学液的温度以及环境湿度。当开始光刻胶喷涂过程时，需要进行检测以找出这些喷涂条件的最佳条件。但是，这种喷涂装置需要相当长的时间进行检测，由此会造成喷涂装置操作中的损耗。根据本专利技术的喷涂装置包括喷涂单元，它根据至少一个喷涂条件通过旋转喷涂法将光刻胶喷涂到半导体晶片上；厚度测量单元，它用于对喷涂单元喷涂到半导体晶片上的光刻胶的薄膜厚度进行测量；以及控制单元，它用于控制喷涂单元。在本专利技术的第一个方面中，根据喷涂单元发送来的预定数目样品的至少一个喷涂条件的信息以及厚度测量单元发送来的预定数目样品的薄膜厚度的信息，控制单元绘制出近似曲线或者回归曲线，该曲线代表了薄膜厚度与预定数目样品的至少一个喷涂条件之间的关系。当喷涂装置开始实际操作时，控制单元在与预定数目样品相关的上述近似曲线或回归曲线的基础上，根据喷涂单元中预设的厚度目标值进一步计算出至少一个喷涂条件的修正值。控制单元根据计算出来的修正值产生控制信号以控制至少一个喷涂条件。喷涂单元由此控制信号来控制。具体来说，在本专利技术的上述第一个方面中，喷涂单元把通过改变至少一个喷涂条件的设定值而在其上形成光刻胶薄膜的预定数目的半导体晶片作为预定数目的样品发送给厚度测量单元，并且将至少一个喷涂条件的信息发送给控制单元。厚度测量单元测量预定数目样品中的每一个样品的光刻胶薄膜厚度，并将所测得的预定数目的薄膜厚度的信息发送给控制单元。控制单元包括曲线绘图仪、修正值计算器以及控制部分。曲线绘图仪利用至少一个喷涂条件的信息和预定数目的薄膜厚度的信息绘制出近似曲线或回归曲线，这些曲线表明了至少一个喷涂条件的设定值与对应于各个设定值的样品的薄膜厚度之间的关系。修正值计算器在上述近似曲线或回归曲线的基础上，根据厚度目标值，计算出至少一个喷涂条件的修正值。控制部分根据计算出来的修正值产生控制信号，以对至少一个喷涂条件进行控制。在本专利技术的第二个方面中，喷涂单元把通过改变至少一个喷涂条件的设定值而在其上形成光刻胶薄膜的预定数目的半导体晶片作为第一样品发送给厚度测量单元，并且将至少一个喷涂条件的信息发送给控制单元。厚度测量单元测量预定数目的第一样品中的每一个样品的光刻胶薄膜在半导体晶片直径方向上的厚度分布，并且将测得的预定数目的厚度分布信息发送给控制单元。曲线绘图仪利用预定数目的第一样品的至少一个喷涂条件的信息和预定数目的厚度分布信息，绘制并且保存厚度分布图以作为数据库，该数据库含有预定数目的厚度分布曲线，这些曲线表明了厚度分布与预定数目的第一样品的至少一个喷涂条件之间的关系。这些预定数目的厚度分布曲线在厚度均匀度上有所不同，并且包括一个具有最佳厚度均匀度的厚度分布曲线。当喷涂装置开始进行实际操作时，喷涂单元取出任意一个其上形成有光刻胶薄膜的半导体晶片，将此半导体晶片作为第二样品发送给厚度测量单元，而且将至少一个喷涂条件的信息发送给控制单元。厚度测量单元测量第二样品的光刻胶薄膜的厚度分布，并且将测得的厚度分布信息发送给控制单元。曲线绘图仪利用第二样品的至少一个喷涂条件的信息以及第二样品的厚度分布信息，绘制出第二样品厚度分布曲线以作为新的厚度分布曲线。修正值计算器把新的厚度分布曲线与图中具有最佳厚度均匀度的厚度分布曲线进行比较，当新的厚度分布曲线的厚度均匀度差于最佳厚度均匀度时，修正值计算器将把下一次形成光刻胶薄膜时的喷涂条件数值修正为与具有最佳厚度均匀度的厚度分布曲线相对应的喷涂条件的数值。控制部分根据喷涂条件的修正值产生控制信号。上述第一和第二种模式可被应用于同一个喷涂装置。根据本专利技术的一种控制薄膜厚度的方法可被应用到上述喷涂装置中。当使用上述喷涂装置时，在第一个方面中控制薄膜厚度的方法包括以下步骤由喷涂单元把通过改变至少一个喷涂条件的设定值而在其上形成光刻胶薄膜的预定数目的半导体晶片作为样品发送给厚度测量单元，并且将至少一个喷涂条件的信息发送给控制单元；由厚度测量单元测量预定数目样品中各个样品的光刻胶薄膜的厚度，并且将测得的预定数目的薄膜厚度信息发送给控制单元；由控制单元利用至少一个喷涂条件的信息和预定数目的薄膜厚度的信息绘制出近似曲线或回归曲线，这些曲线表明了至少一个喷涂条件的设定值和与各个设定值相对应的样品的薄膜厚度之间的关系；由控制单元在上述近似曲线或回归曲线的基础上，根据喷涂单元内预设的厚度目标值，计算出至少一个喷涂条件的修正值；由控制单元根据计算出来的修正值产生控制信号以控制至少一个喷涂条件。喷涂单元由控制信号控制。在第二个方面中控制薄膜厚度的方法包括以下步骤由喷涂单元把通过改变至少一个喷涂条件的设定值而在其上形成光刻胶薄膜的预定数目的半导体晶片作为第一样品发送给厚度测量单元，并且将至少一个喷涂条件的信息发送给控制单元；由厚度测量单元测量预定数目的第一样品中的每一个样品的光刻胶薄膜在半导体晶片直径方向上的厚度分布，并且将测得的预定数目的厚度分布信息发送给控制单元；由控制单元利用预定数目的第一样品的至少一个喷涂条件的信息和预定数目的厚度分布信息绘制并保存厚度分布图以作为数据库，该数据库含有预定数目的厚度分布曲线，这些曲线表明了厚度分布与预定数目的第一样品的至少一个喷涂条件之间的关系。这些预定数目的厚度分布曲线在厚度均匀度上有所不同，并且包括一个具有最佳的厚度均匀度的厚度分布曲线。这种控制薄膜厚度的方法还包括以下步骤当喷涂装置开始进行实际操作时，由喷涂单元取出任意一个其上形成有光刻胶薄膜的半导体晶片，并且将此半导体晶片作为第二样品发送给厚度测量单元，而且将至少一个喷涂条件的信息发送给控制单元；由厚度测量单元测量第二样品的光刻胶薄膜的厚度分布，并且将测得的厚度分布信息发送给控制单元；由控制单元利用第二样品的至少一个喷涂条件的信息和第二样品的厚度分布信息，绘制出第二样品的厚度分布曲线以作为新的厚度分布曲线；由控制单元把新的厚度分布曲线与图中具有最佳厚度均匀度的厚度分布曲线进行比较，当新的厚度分布曲线的厚度均匀度差于最佳厚度均匀度时，控制单元将把下一次形成光刻胶薄膜时的喷涂条件数值修正为与具有最佳厚度均匀度的厚度分布曲线相对应的喷涂条件的数值；并且由控制部分根据喷涂条件的修正值产生控制信号。喷涂单元10包括用于固定半导体晶片40的转台11、用于旋转转台11的马达12以及用于将光刻胶滴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷涂装置，包括：喷涂单元，它根据至少一个喷涂条件通过旋转喷涂法将光刻胶喷涂到半导体晶片上；厚度测量单元，它用于对所述喷涂单元喷涂到半导体晶片上的光刻胶的薄膜厚度进行测量；以及控制单元，它用于控制所述喷涂单元，其特征在于：根据所述喷涂 单元发送的用于预定数目样品的至少一个喷涂条件的信息以及所述厚度测量单元发送的所述预定数目样品的薄膜厚度信息，所述控制单元描绘出近似曲线或回归曲线，该曲线代表了薄膜厚度与所述预定数目样品的所述至少一个喷涂条件之间的关系；以及当所述喷涂装置 开始其实际操作时，所述控制单元在与所述预定数目样品相关联描绘的所述近似曲线或所述回归曲线的基础上，根据所述喷涂单元中预设好的厚度目标值计算出所述至少一个喷涂条件的修正值，而且所述控制单元还根据计算出来的修正值产生控制所述至少一个喷涂条件的控制信号，从而由所述控制信号来控制所述喷涂单元。

【技术特征摘要】
JP 2001-6-14 180003/20011.一种喷涂装置，包括喷涂单元，它根据至少一个喷涂条件通过旋转喷涂法将光刻胶喷涂到半导体晶片上；厚度测量单元，它用于对所述喷涂单元喷涂到半导体晶片上的光刻胶的薄膜厚度进行测量；以及控制单元，它用于控制所述喷涂单元，其特征在于根据所述喷涂单元发送的用于预定数目样品的至少一个喷涂条件的信息以及所述厚度测量单元发送的所述预定数目样品的薄膜厚度信息，所述控制单元描绘出近似曲线或回归曲线，该曲线代表了薄膜厚度与所述预定数目样品的所述至少一个喷涂条件之间的关系；以及当所述喷涂装置开始其实际操作时，所述控制单元在与所述预定数目样品相关联描绘的所述近似曲线或所述回归曲线的基础上，根据所述喷涂单元中预设好的厚度目标值计算出所述至少一个喷涂条件的修正值，而且所述控制单元还根据计算出来的修正值产生控制所述至少一个喷涂条件的控制信号，从而由所述控制信号来控制所述喷涂单元。2.如权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于所述喷涂单元把通过改变所述至少一个喷涂条件的设定值而在其上形成光刻胶薄膜的预定数目的半导体晶片作为预定数目的样品发送给所述厚度测量单元，并且将所述至少一个喷涂条件的信息发送给所述控制单元；所述厚度测量单元测量所述预定数目样品中的每一个样品的光刻胶薄膜厚度，并将所述测得的预定数目的薄膜厚度信息发送给所述控制单元；所述控制单元包括曲线绘图仪、修正值计算器以及控制部分；所述曲线绘图仪利用所述至少一个喷涂条件的信息以及所述预定数目的薄膜厚度的信息描绘出所述近似曲线或所述回归曲线，这些曲线代表了所述至少一个喷涂条件的所述设定值与对应于各个设定值的样品的薄膜厚度之间的关系；所述修正值计算器在所述近似曲线或所述回归曲线的基础上根据所述厚度目标值计算出所述至少一个喷涂条件的修正值；所述控制部分根据计算出来的修正值产生用于对所述至少一个喷涂条件进行控制的所述控制信号，并且利用所述控制信号控制所述喷涂单元。3.如权利要求2所述的喷涂装置，其特征在于所述喷涂单元包括用于转动所述半导体晶片的马达，并且所述至少一个喷涂条件是所述马达的转速，而且用于控制所述至少一个喷涂条件的控制信号是用于控制所述马达转速的信号。4.如权利要求2所述的喷涂装置，其特征在于当样品的薄膜厚度超出所述近似曲线或所述回归曲线中预先设定好的范围时，所述曲线绘图仪把所述样品的薄膜厚度作为一个特殊点而删除掉。5.一种喷涂装置包括喷涂单元，它根据至少一个喷涂条件通过旋转喷涂法将光刻胶喷涂到半导体晶片上；厚度测量单元，它用于测量所述喷涂单元喷涂到半导体晶片上的光刻胶在半导体晶片直径方向上的厚度分布；以及控制单元，它用于控制所述喷涂单元，这种喷涂装置的特征在于所述喷涂单元把通过改变所述至少一个喷涂条件的设定值而在其上形成有光刻胶薄膜的预定数目的半导体晶片作为第一样品发送给所述厚度测量单元，并且将所述至少一个喷涂条件的信息发送给所述控制单元；所述厚度测量单元测量所述预定数目的第一样品中的每一个样品的光刻胶薄膜的厚度分布，并且将测得的预定数目的厚度分布信息发送给所述控制单元；所述控制单元包括曲线绘图仪、修正值计算器以及控制部分；所述曲线绘图仪利用用于所述预定数目的第一样品的所述至少一个喷涂条件的信息以及所述预定数目的厚度分布的信息，绘制并且保存厚度分布图以作为数据库，该数据库中含有预定数目的厚度分布曲线，这些曲线代表了厚度分布与用于所述预定数目的第一样品的所述至少一个喷涂条件之间的关系，所述预定数目的厚度分布曲线在厚度均匀度上有所不同，并且包括一个具有最佳厚度均匀度的厚度分布曲线；当喷涂装置开始进行实际操作时，所述喷涂单元取出任意一个其上形成有光刻胶薄膜的半导体晶片，并且将所述半导体晶片作为第二样品发送给所述厚度测量单元，而且将所述至少一个喷涂条件的信息发送给所述控制单元；所述厚度测量单元测量所述第二样品的光刻胶薄膜的厚度分布，并且将所述测得的厚度分布信息发送给所述控制单元；所述曲线绘图仪利用所述第二样品的所述至少一个喷涂条件的信息以及所述第二样品的所述厚度分布信息，绘制出所述第二样品厚度分布曲线以作为新的厚度分布曲线；所述修正值计算器把所述新的厚度分布曲线与所述图中具有最佳厚度均匀度的所述厚度分布曲线进行比较，当所述新的厚度分布曲线的厚度均匀度比所述最佳厚度均匀度差时，所述修正值计算器将把下一次形成光刻胶薄膜时的喷涂条件数值修正为与具有最佳厚度均匀度的所述厚度分布曲线相对应的喷涂条件的数值；所述控制部分根据喷涂条件的修正值产生控制信号，并且利用所述控制信号控制所述喷涂单元。6.如权利要求5所述的喷涂装置，其特征在于所述喷涂单元包括用于转动所述半导体晶片的马达，并且所述喷涂条件是所述马达的转速，而且控制信号是用于控制所述马达转速的信号。7.如权利要求2所述的喷涂装置，其特征在于所述厚度测量单元具有测量所述光刻胶的薄膜厚度的功能以及测量所述光刻胶在半导体晶片直径方向上的厚度分布的功能；所述喷涂单元把通过改变所述至少一个喷涂条件的设定值而在其上形成有光刻胶薄膜的预定数目的半导体晶片作为第一样品发送给所述厚度测量单元，并且将所述至少一个喷涂条件的信息发送给所述控制单元；所述厚度测量单元测量所述预定数目的第一样品中的每一个样品的光刻胶薄膜的厚度分布，并且将所述测得的预定数目的厚度分布信息发送给所述控制单元；所述曲线绘图仪利用用于所述预定数目的第一样品的所述至少一个喷涂条件的信息以及所述预定数目的厚度分布信息，绘制并且保存厚度分布图以作为数据库，该数据库中含有预定数目的厚度分布曲线，这些曲线代表了厚度分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛根誉，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]