紫外光固设备及紫外光固设备报警方法

摘要

一种紫外光固设备及紫外光固设备报警方法，其中紫外光固设备包括：腔室；位于腔室内的紫外线发生装置；与所述紫外线发生装置相对的衬底载盘；位于所述衬底载盘底部的水冷却装置；用于探测所述腔室内湿度的湿度传感器，当所述腔室湿度大于设定值，湿度传感器报警。本发明提供的紫外光固设备及紫外光固设备报警方法能够在批次进行光固工艺中避免生产损失，进一步的具有报警精确度高，且具有报警范围大，排除故障及时的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造设备领域，特别涉及紫外光固设备及紫外光固设 备报警方法。

背景技术

光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。主要作用是将掩膜 板上的图形复制到硅片上，为下一步半导体工艺做好准备，比如：刻蚀或者 离子注入；光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3，耗费时间约占整个硅片 工艺的40～60％。

在公开号为CN 101592866A的中国专利中披露一种光刻工艺，具体包括： 提供待光刻的衬底；对所述衬底进行清洗、烘干；对烘干后的衬底旋涂光刻 胶，形成光刻胶层；对所述光刻胶层进行软烘；对软烘后的光刻胶层进行曝 光、显影，形成光刻胶图形；对所述光刻胶图形进行硬烘；以所述光刻胶图 形为掩膜，刻蚀衬底，将图形转移至衬底内。

在现有的光刻工艺中，通常会对光刻胶或光刻胶图形进行一次或多次的 烘烤(软烘或硬烘)，以去除光刻胶或光刻胶图形的水分，现有烘烤通常采 用紫外光固设备，但是，采用现有的紫外光固设备烘烤后的衬底报废率高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种能提高良率、降低报废率的紫外光固设备 及紫外光固设备报警方法。

为解决上述问题，本发明提供一种紫外光固设备，包括：腔室；位于腔 室内的紫外线发生装置；与所述紫外线发生装置相对的衬底载盘；位于所述 衬底载盘底部的水冷却装置；用于探测所述腔室内湿度的湿度传感器，当所 述腔室湿度大于设定值，湿度传感器报警。

可选的，所述设定值为大于外界环境湿度的30％。

可选的，所述设定值为大于外界环境湿度的60％。

可选的，所述湿度传感器设置在腔室内或设置于排气管道内。

可选的，还包括：湿度警报设备。

可选的，还包括：紫外光固设备的警报设备。

本发明还提供一种紫外光固设备报警方法，包括：提供紫外光固设备， 所述紫外光固设备具有用于探测所述腔室内湿度的湿度传感器；采用所述紫 外光固设备进行固化工艺；当所述腔室内湿度大于外界环境湿度的30％时， 警报系统报警。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的实施例在紫外光固设 备安装用于探测所述腔室100内湿度的湿度传感器140，所述湿度传感器140 在所述腔室100内湿度异常时发出警报，避免批量生产时损失过大。

本发明实施例的紫外光固设备报警方法能够在批次进行光固工艺中避免 生产损失，进一步的具有报警精确度高，且具有报警范围大，排除故障及时 的优点。

附图说明

图1是本发明的紫外光固设备的一实施例剖面示意图；

图2是本发明的紫外光固设备的另一实施例剖面示意图；

图3是本发明提供的紫外光固设备报警方法流程示意图。

具体实施方式

本发明的发明人在实际工作中发现，采用现有的紫外光固设备烘烤后的 衬底报废率高，发明人进一步对报废的衬底进行分析，发现报废的衬底都具 有水渍，由于漏水导致衬底在光固过程中受到污染。

为此，本发明的发明人进一步研究发现，能够造成紫外光固设备漏水并 在衬底形成水渍的原因是：在进行紫外光固工艺过程中，衬底放置于所述紫 外光固设备的衬底载盘(wafer chuck)上，而在进行紫外固化时，所述衬底 载盘的水冷却系统通过水冷对所述衬底进行冷却，当冷却系统出现泄漏，冷 却水会蔓延至所述衬底载盘上，导致衬底在光固过程中受到水污染，但半导 体制造工艺通常会批次进行工艺，然后对进行工艺的产品进行抽查，等发现 问题时，该批次的产品全部报废，造成损失，而每做一片或少片的产品就进 行检查，导致生产效率低下。

为此，本发明的发明人提供一种紫外光固设备，包括：腔室；位于腔室 内的紫外线发生装置；与所述紫外线发生装置相对的衬底载盘；位于所述衬 底载盘底部的水冷却装置；用于探测所述腔室内湿度的湿度传感器，当所述 腔室湿度大于设定值，湿度传感器报警。

本发明基于实验基础上，提供一种具有能够探测所述腔室湿度的湿度传 感器，所述湿度传感器能探测所述腔室湿度，当所述腔室湿度大于设定值， 湿度传感器报警，能够在进行完当前工艺后停止该批次的固化工艺，避免造 成该批次的产品全部报废，降低生产损失。

具体地，请参考图1，图1示出本发明的紫外光固设备的一实施例剖面示 意图，包括：腔室100；位于腔室100内的紫外线发生装置110；与所述紫外 线发生装置110相对的衬底载盘120；位于所述衬底载盘120底部的水冷却装 置130；用于探测所述腔室100内湿度的湿度传感器140。

所述腔室100可以为真空腔室，为紫外光固工艺提供工艺空间和操作平 台，所述腔室100的材料可以选自不锈钢、或者表面包覆陶瓷材料的不锈钢， 所述腔室100可以为中空容器，例如圆筒形、方筒形。

所述紫外线发生装置110位于腔室100内，在本实施例中，所述紫外线 发生装置110位于腔室100顶部位置，用于产生紫外线对光刻胶进行固化。

所述衬底载盘120位于腔室100底部位置，且与所述紫外线发生装置110 相对，所述衬底载盘120用于放置旋涂有光刻胶的衬底，使得所述光刻胶在 紫外线照射下固化。

所述水冷却装置130用于冷却所述衬底载盘120和放置于所述衬底载盘 120上的衬底，所述水冷却装置130位于所述衬底载盘120底部的部分为水冷 管，当需要冷却时，所述水冷却装置130从水冷管的进水端口输入冷却水， 从出水端口排出冷却水，从而降低所述衬底载盘120和放置于所述衬底载盘 120上的衬底的温度。

需要说明的是，由于水冷管的进水端口、出水端口的连接、冷却水管质 量问题，通常在冷却过程中，冷却水会泄漏至所述衬底载盘120表面，导致 衬底在光固过程中受到水污染。

所述湿度传感器140用于探测腔室内的湿度，当所述湿度高于预设值时， 所述湿度传感器140将发出警报，使得工作人员可以停止该批次的固化工艺， 避免造成该批次的产品全部报废，降低生产损失。

需要说明的是，在正常的固化工艺中，所述腔室内部也会存在一定的湿 度，为此，本发明的发明人经过研究发现，正常的固化工艺的腔室内部湿度 为外界环境湿度的30％，具体而言，通常紫外光固设备放置于超净间(Clean  Room)内，外界环境湿度即为超净间的湿度(超净间湿度为45±5RH，其中 RH为相对湿度(Relative Humidity))；而如果冷却系统漏水，腔室内部的湿 度为外界环境湿度的60％，当湿度警报的预设值可以设为大于外界环境湿度 的30％，优选地，湿度警报的预设值可以设为外界环境湿度的60％。

还需要说明的是，依旧参考图1，所述湿度传感器140可以设置在腔室 100内，当湿度传感器140设置于腔室100内时，具有测量湿度准确的优点， 但是所述湿度传感器140设置于腔室100内时，所述湿度传感器140需耐高 温、耐紫外线辐射。

较优地，请参考图2，所述湿度传感器140设置于腔室100的排气管道 (Exhaust line)150内，由于固化工艺中，腔室内需要保持一定的压力，排气管 道150内的湿度与腔室内的湿度保持一致，测量排气管道150内的湿度也能 够反应腔室内的湿度，且由于所述湿度传感器140设置于腔室100的排气管 道内，不需要暴露在紫外线直接照射下，且排气管道150内温度低于腔室内 的温度，所述湿度传感器140不需要采用昂贵的耐高温、耐紫外线辐射的湿 度传感器。

还需要说明的是，在紫外光固设备外部还具有湿度警报设备，当所述湿 度传感器140探测到腔室内部的湿度大于预设值时，所述湿度传感器140向 湿度警报设备发出警报信号，所述湿度警报设备接受到警报信号开始报警， 所述湿度传感器140可以通过Wi-Fi、蓝牙、红外、或者通过信号线向湿度警 报设备发出警报信号。

当所述湿度传感器140探测到腔室内部的湿度大于预设值时，所述湿度 传感器140还可以向紫外光固设备的警报设备发出警报信号，当紫外光固设 备的警报设备接受到警报信号开始报警，所述湿度传感器140可以通过Wi-Fi、 蓝牙、红外、或者通过信号线向紫外光固设备的警报设备发出警报信号。

更优地，当所述湿度传感器140探测到腔室内部的湿度大于预设值时， 所述湿度传感器140还可以同时向紫外光固设备的警报设备和湿度警报设备 发出警报信号，当紫外光固设备的警报设备和湿度警报设备接受到警报信号 开始报警，所述湿度传感器140可以通过Wi-Fi、蓝牙、红外、或者通过信号 线向紫外光固设备的警报设备和湿度警报设备发出警报信号，当紫外光固设 备的警报设备和湿度警报设备同时报警时，可以排除紫外光固设备本身的故 障警报，报警精确度高，且具有报警范围大，排除故障及时，生产损失少的 优点。

综上，本发明的实施例在紫外光固设备安装用于探测所述腔室100内湿 度的湿度传感器140，所述湿度传感器140在所述腔室100内湿度异常时发出 警报，避免批量生产时损失过大。

进一步的，湿度传感器140的警报预设值设为大于外界环境湿度的30％， 可以精确反应正常固化工艺和冷却系统漏水，警报反应精确。

进一步的，所述湿度传感器140还可以同时向紫外光固设备的警报设备 和湿度警报设备发出警报信号，具有可以排除紫外光固设备本身的故障警报， 报警精确度高的优点，且具有报警范围大，排除故障及时，生产损失少的优 点。

本发明的发明人还提供一种紫外光固设备报警方法，请参考图3，包括：

步骤S101，提供紫外光固设备，所述紫外光固设备具有用于探测所述腔 室100内湿度的湿度传感器140；

步骤S102，采用所述紫外光固设备进行固化工艺；

步骤S103，当所述腔室100内湿度大于外界环境湿度的30％时，警报系 统报警。

具体地，所述警报系统可以为紫外光固设备的警报设备，当所述腔室100 内湿度大于外界环境湿度的30％时，优选地，湿度警报的预设值可以设为外 界环境湿度的60％，所述湿度传感器140向紫外光固设备的警报设备发出警 报信号，当紫外光固设备的警报设备接受到警报信号开始报警，所述湿度传 感器140可以通过Wi-Fi、蓝牙、红外、或者通过信号线向紫外光固设备的警 报设备发出警报信号，使得不需要额外设置警报系统，生产成本低廉；在另 一实施例中，所述警报系统可以为额外设置的湿度警报设备，所述湿度传感 器140可以通过Wi-Fi、蓝牙、红外、或者通过信号线向湿度警报设备发出警 报信号，当湿度警报设备接受到警报信号开始报警，本实施例具有警报精确 的优点；在另一实施例中，所述湿度传感器140可以通过Wi-Fi、蓝牙、红外、 或者通过信号线向紫外光固设备的警报设备和湿度警报设备同时发出警报信 号，当紫外光固设备的警报设备和湿度警报设备同时报警时，可以排除紫外 光固设备本身的故障警报，报警精确度高，且具有报警范围大，排除故障及 时，生产损失少的优点。

所述湿度传感器140可以设置在紫外光固设备腔室内或者设置于紫外光 固设备排气管道(Exhaust line)内。

本发明实施例的紫外光固设备报警方法能够在批次进行光固工艺中避免 生产损失，进一步的具有报警精确度高，且具有报警范围大，排除故障及时 的优点。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任 何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的 方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱 离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。