微流量噴吐監測控制系統的製作方法

2023-05-03 01:24:31 2

專利名稱：微流量噴吐監測控制系統的製作方法
技術領域：
一種微流量噴吐監測控制系統，尤指一種應用於微流量噴吐裝置的監測控 制系統，用以精確控制噴吐量。
背景技術：
微流量噴吐方式在半導體製造的領域中扮演著相當重要的角色，例如，在 蝕刻製程中，光阻當作被蝕刻薄膜的罩幕，以保持所需圖案不被蝕刻反應去除。
而在離子植入製程中，光阻也具備罩幕的功能，使摻質(Dopant)只摻雜到預定區 域中。
在微影製程中所使用的光阻是液態，是由光阻塗布裝置上的泵浦帶出液態 儲存槽內的液態物，然後通過控制閥控制其管線上的液態物流出量，使液態物(光 阻)自噴嘴噴吐到晶片表面上。其中晶片是放置於一旋轉塗布機(Spin Coater)上， 利用旋轉塗布機帶動晶片旋轉，通過離心力使光阻能均勻的塗布到晶片表面上。 光阻的材料主要是由樹脂、感光劑及溶劑依不同比例混合而成，故光阻的粘滯 性常因樹脂、感光劑及溶劑三者的混合比例不同產生變化。
所以，在光阻塗布製程中，有時會產生如覆蓋不良(Poor Coating)與平坦度 不佳(Range too Hight)現象，其問題包括l.圓心附近的光阻厚度比其他位置高 出許多的情形；2.晶片非圓心的一區域的光阻厚度比其他位置厚的情形；3.因光 阻內部產生氣泡，使光阻無法連續塗布在晶片表面上；4.晶片邊緣未塗布光阻。 當光阻塗布具有上述缺陷時，將導致晶片的良率或可靠度降低，情況嚴重者甚 至造成晶片報廢。
造成上述光阻覆蓋不良與平坦度不佳的原因，除了樹脂、感光劑及溶劑三 者的混合比例問題，或粘滯性改變外，也會因光阻塗布裝置情況不佳，導致塗 布到晶片表面上的光阻厚度不均勻，如噴吐位置有問題與噴吐量的控制。其中 噴吐量不足或過量，其主要原因是泵浦與控制閥的控制，尤其是每次泵浦所帶 出的液體量，將會隨著長時間的使用而有所誤差，因此經過一段時間的使用後，
無法精確地控制微流量的液體的噴吐量。
一般，若光阻的最大厚度減最小厚度(即平坦度)超過100埃，或在晶片製程 過程中，發現上述光阻塗布缺陷時，才停止機臺運轉，並對泵浦與控制閥進行 功能測試與調整。另，現有泵浦與控制岡的功能測試與調整方法是利用肉眼目 測與手按馬表來進行。當輸出開啟信號給泵浦與控制閥，以打開管路使光阻噴 出的同時按下馬表開始計時，然後以肉眼觀察噴嘴口，當看到光阻不再噴出時 立即按下馬錶停止計時，由馬表上所顯示的時間可判斷泵浦與控制閥的功能是 否正常，或可通過調整此時間以獲得最好的光阻噴吐量。但，用肉眼目測與手 按馬表來進行容易產生人為誤差，故無法滿足高精確度光阻的噴吐量要求。
另，對半導體製造而言，因為此類液體都相當昂貴，雖一次的使用量不大，
但長期的噴吐過量，卻也是會造成成本增加；然而，如果液體的噴吐量不足， 卻又會造成塗布不足，將導致晶片的良率或可靠度降低，情況嚴重者甚至造成 晶片報廢。所以，在前述現有的噴吐量監控方式下，除噴吐量的噴出調整不易 外，亦無法時時監控每次的噴吐量，無法精確的控制每次液體的噴吐量，也就 無法控制製程品質與製造成本。尤其，目前微流量的噴吐裝置並無監測的機置， 當泵浦與控制閥在長期作動後，當其動作有所誤差或失效時，不能由流量異常 來即時反應泵浦與控制閥的功能異常。
發明內容
為解決上述的問題，避免缺點存在，本實用新型的目的在於提供一種能精 確掌握液態物的噴吐量的監測控制系統，提高塗布製程精確度，與塗布的平坦 度，也提高晶片的良率或可靠度。
為達上述的目的，本實用新型提出一種微流量噴吐監測控制系統，該微流 量噴吐監測控制系統是應用於微流量噴吐裝置，該微流量噴吐裝置是由一泵浦 吸出一供給槽的液體，再由一控制閥控制液體由一噴嘴流出的量。本實用新型 的監測控制系統包括 一微流量感測器，配設在前述控制閥與噴嘴之間，是用 以監測液體的流量； 一監控裝置，用以接收並記錄該微流量感測器傳來的信號， 並將該信號做流量/噴吐量演算及顯示流量/噴吐量狀態，通過流量/噴吐量狀態與 內部參考數比對，並發出控制信號對該泵浦與控制閥進行必要的調整；以及一 警示裝置，連接到該監控裝置，用以接收該監控裝置的信號，當計算結果偏離 正常範圍時發出警示訊息，其中，該警示裝置包括發光指示或/及聲音指示。
其中，該監控裝置包括 一信號處理模塊，其通過一信號接收器接受該微 流量感測器傳來的信號，並將該信號進行做流量演算及參考值的比對； 一互動 操作接口，用以做為該監控裝置的操作接口，與流量/噴吐量狀態的顯示； 一記 憶模塊，其包含一紀錄模塊及一參數模塊，該紀錄模塊用以紀錄該信號處理模 塊流量/噴吐量的演算結果，該參數模塊用以儲存各模塊需要的設定值與參考值； 以及一控制模塊，用以根據該信號處理模塊的演算結果對該泵浦、控制閥及警 示裝置傳送控制信號。
其中，該監控裝置進一步包括一數據傳送模塊，用以將該信號處理模塊的 流量/噴吐量的演算結果及異常回報傳至一電腦主機。
本實用新型的有益效果在於可實現即時通過警示裝置發出的設備異常號 的信號，使用者可以隨時判斷噴吐裝置的好壞，而不至於再繼續後續晶片的制 程，實時監控每次的流量/噴吐量，精確的控制每次液態物的噴吐量，控制製程 品質與製造成本。


圖1是本實用新型的微流量噴吐監測控制系統的示意圖2是本實用新型的監控裝置的示意圖3是本實用新型的數據記錄的示意圖4是本實用新型的數據記錄的另一種示意圖。
具體實施方式
有關本實用新型的詳細內容及技術說明，現以實施例來作進一步說明，但 應了解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本實用新型實施 的限制。
請參閱"圖1"所示，是本實用新型的微流量噴吐監測控制系統的示意圖； 本實用新型是一種微流量噴吐監測控制系統，該微流量噴吐監測控制系統是應 用於微流量噴吐裝置，該微流量噴吐裝置是由一泵浦20吸出一供給槽10內的 液體(如光阻)，再由一控制閥30控制液體由一噴嘴40流出的液體量，使液體(如 光阻)自噴嘴40噴吐該製程所需的液體量到晶片表面上，用以進行該製程動作。
本實用新型的監測控制系統包括 一微流量感測器50,該微流量感測器50 是配設在前述控制閥30與噴嘴40之間，用以監測液體由該控制閥30流出至該
的噴嘴40流量。 一監控裝置60，該監控裝置60是用以接收並記錄該微流量感 測器50傳來的其量測的流量信號，其中該微流量感測器50是監測液體的流量， 並將該流量轉換成電壓或電流信號傳至該監控裝置60。該監控裝置60再將該信 號做流量/噴吐量的演算及顯示流量/噴吐量的狀態，通過流量/噴吐量狀態與內部 參考數比對，當該流量/噴吐量比對後發現噴嘴40在單位時間內噴吐的液體量不 足或過量時，因為隨著長時間的使用，該泵浦20與控制閥30所帶出的液體量 將會有所誤差。例如原本所需的量1.5cc誤差士O.lcc，經過該監控裝置60計算 後，該次的噴吐量誤差超過士0.1cc,表示該泵浦20與控制閥30的作動對於噴 吐量已失去精確，此時該監控裝置60發出設備異常的信號，並送出控制信號給 該泵浦20與控制閥30，對該泵浦20與控制閥30進行必要的調整，使液體自噴 嘴40噴吐到晶片表面的液體量精確。以及一警示裝置80，該警示裝置80是用 以接收該監控裝置60發出的設備異常號的信號，當該監控裝置60計算結果偏 離正常範圍時發出警示訊息，其中該警示裝置80包括發光指示(如發出一閃爍 的紅光)或/及聲音指示(如以語音提醒使用者異常狀態)。
請再參閱"圖2"所示，是本實用新型的監控裝置的示意圖；該監控裝置 60包括 一信號處理模塊63,該信號處理模塊63通過一信號接收器61接受該 微流量感測器傳來的信號，並將該信號進行做流量/噴吐量的演算及參考值的比 對； 一互動操作接口 62,用以做為該監控裝置60的操作接口與流量/噴吐量的 顯示用界面； 一記憶模塊64，該記憶模塊64包含一紀錄模塊641及一參數模塊 642，該紀錄模塊641用以紀錄該信號處理模塊63每次流量/噴吐量的演算後的 結果數據，而該參數模塊642是用以儲存該監控裝置60內各模塊需要的設定值 與前述的參考值，該些設定值與參考值是通過該互動操作接口 62進行修改與更 新。 一控制模塊65，該控制模塊65根據該信號處理模塊63的演算結果，通過 流量/噴吐量與內部參考數比對，當該流量/噴吐量比對後發現噴嘴40噴吐的液 體量不足或過量時，對該泵浦20、控制閥30及警示裝置80傳送控制信號。當 該信號處理模塊63的演算結果表示此次泵浦20與控制閥30噴吐量已失去精確 度時，該信號處理模塊63送出控制信號給該泵浦20與控制閥30,並對該泵浦 20與控制閥30進行必要的調整，使液體自噴嘴40噴吐至該製程到晶片表面的 液體量精確，而該警示裝置80是用以接收該監控裝置60發出的設備異常號的 信號。
該信號處理模塊63內的演算方法是當接受該微流量感測器傳來的信號，將
每次的信號量轉換為當前時間該噴嘴40噴出的噴吐量，然後將該信號傳至該互 動操作接口 62顯示，或直接以坐標軸方式通過圖形顯示一次該噴嘴40噴吐時 間內多次監測所得的當時噴吐量，連接每點監測所得的噴吐量，形成如圖3、圖 4的曲線圖；而其異常狀況為，假設每次噴吐後該互動操作接口 62顯示的曲線 最高點正常值在信號h0處，而其可誤差上下限分別為信號h2與hl，該些信號(噴 吐量)是該參數模塊642內部所儲存的數據，針對該次製程每次噴吐結果所需要 的參數值設定。當曲線的最高點高於該信號h2，表示該次的噴吐量過量，而當 曲線的最高點低於該信號hl,表示該次的噴吐量不足，此時就可對該泵浦20、 控制閥30及警示裝置80傳送控制信號。另對於曲線的斜率(各量測時間點的曲 線上的切線)，該信號處理模塊63可以即時算出與參考值是否偏差，而即時通過 警示裝置80發出的設備異常號的信號，使用者可以即時判斷噴吐裝置的好壞， 而不至於再繼續後續晶片的製程，實時監控每次的流量/噴吐量，精確的控制每 次液態物的噴吐量，也就控制製程品質與製造成本。
另，該監控裝置60內進一步可包括一數據傳送模塊66,通過該數據傳送模 塊66用以將該信號處理模塊63每次流量/噴吐量的計算結果及異常回報數據傳 送到一電腦主機70。如此遠端的監控者可以通過該電腦主才幾70與網絡，進行遠 端的監測控制，且因為電腦主機70的數據儲存量可遠大於該記憶模塊64的記 憶儲存量，所以電腦主機70可以儲存本實用新型的微流量噴吐監測控制系統長 期監測的數據，該數據可以供製程長期的分析與應用。
以上具體實施方式
僅為本實用新型的較佳實施例，其對本實用新型而言是 說明性的，而非限制性的。本領域的技術人員在不超出本實用新型精神和範圍 的情況下，對之進行變換、修改甚至等效，這些變動均會落入本實用新型的權 利要求保護範圍。
權利要求1、一種微流量噴吐監測控制系統，應用於微流量噴吐裝置，該裝置是由一泵浦吸出一供給槽的液體，再由一控制閥控制液體由一噴嘴流出的量，其特徵在於該微流量噴吐監測控制系統包括:一微流量感測器，配設在前述控制閥與噴嘴之間；一監控裝置，用以接收並記錄該微流量感測器傳來的信號，並將該信號做流量/噴吐量演算及顯示流量/噴吐量狀態；以及一警示裝置，連接到該監控裝置，用以接收該監控裝置的信號，以在當計算結果偏離正常範圍時發出警示訊息。
2、 根據權利要求1所述的微流量噴吐監測控制系統，其特徵在於該微流量 感測器是用以監測液體的流量，並將該流量轉換成電壓或電流信號傳至該監控 裝置。
3、 根據權利要求1所述的微流量噴吐監測控制系統，其特徵在於該監控裝 置通過流量狀態與內部參考數比對，並發出控制信號對該泵浦與控制閥進行必 要的調整。
4、 根據權利要求1所述的微流量噴吐監測控制系統，其特徵在於該監控裝 置包括一信號處理模塊，其通過一信號接收器接受該微流量感測器傳來的信號， 並將該信號做流量/噴吐量的演算及參考值的比對；一互動操作接口，連接到該信號處理模塊，用以做為該監控裝置的操作接 口與流量狀態的顯示；一記憶模塊，連接到該信號處理模塊，其包含一紀錄模塊及一參數模塊， 該紀錄模塊用以紀錄該信號處理模塊的流量/噴吐量的演算結果，該參數模塊用 以儲存各模塊需要的設定值與參考值；以及一控制模塊，連接到該信號處理模塊，用以根據該信號處理模塊的演算結 果對該泵浦、控制閥及警示裝置傳送控制信號。
5、 根據權利要求4所述的微流量噴吐監測控制系統，其特徵在於該監控裝 置進一步包括一數據傳送模塊，其連接到該信號處理模塊，用以將該信號處理 模塊的演算結果與異常回報傳至一電腦主機。
6、 根據權利要求1所述的微流量噴吐監測控制系統，其特徵在於，該警示 裝置包括發光指示或/及聲音指示部分。
專利摘要一種微流量噴吐監測控制系統，該監測控制系統包括一微流量感測器，配設在前述控制閥與噴嘴之間，是用以監測液體的流量；一監控裝置，用以接收並記錄該微流量感測器傳來的信號，並將該信號做流量演算及顯示流量狀態，通過流量狀態與內部參考數比對，並發出控制信號對該泵浦與控制閥進行必要的調整；以及一警示裝置，用以接收該監控裝置的信號，當計算結果偏離正常範圍時發出警示訊息。可實現即時通過警示裝置發出的設備異常號的信號，實時監控每次的流量/噴吐量，精確的控制每次液態物的噴吐量，控制製程品質與製造成本。
文檔編號G05D7/06GK201203788SQ200820110559
公開日2009年3月4日 申請日期2008年6月5日 優先權日2008年6月5日
發明者尹安和 申請人:慧竹開發有限公司