微影设备的制作方法

本案是关于微影设备。

背景技术：

集成电路的制造(IC)可通过增加在半导体元件中形成的IC的密度而推动。此举可通常通过实施较为先进的设计规则以容许形成较大密度IC元件来达成。尽管如此，诸如晶体管的IC元件的增加的密度，亦已增加了处理具有缩小的特征尺寸的半导体元件的复杂性。

技术实现要素：

在一些实施方式中，提供一种微影设备，其特征在于，包括至少一处理腔室、至少一前开式晶圆传送盒(front opening unified pod；FOUP)平台、至少一移动机构及影像感测器。移动机构配置以将至少一晶圆从处理腔室移动至前开式晶圆传送盒平台。影像感测器配置以撷取在移动机构上的晶圆的影像。

附图说明

当结合随附附图阅读时，本揭露内容的态样将自以下详细描述最佳地理解。应注意，根据工业中的标准实务，各特征并非按比例绘制。事实上，出于论述清晰的目的，可任意增加或减小各特征的尺寸。

图1A是根据本案的一些实施例的微影设备透视图；

图1B是根据本案的一些实施例的微影设备及其运输空间的透视图；

图2是根据本案的一些实施例的在微影设备中的晶圆上进行的操作流程图；

图3是根据本案的一些实施例的在微影设备运输空间中的组态的示意图；

图4是根据本案的一些实施例的影像感测器、服务器计算机系统，及处理单元的示意方块图；

图5是根据本案的一些实施例的在微影设备中的晶圆上进行的操作流程图。

具体实施方式

以下揭示内容提供许多不同实施例或实例，以便实施所提供标的的不同特征。下文描述元件及排列的特定实例以简化本揭露内容。当然，这些实例仅为实例且并不意欲为限制性。举例而言，以下描述中在第二特征上方或第二特征上形成第一特征可包括以直接接触形成第一特征及第二特征的实施例，且亦可包括可在第一特征与第二特征之间形成额外特征以使得第一特征及第二特征可不处于直接接触的实施例。另外，本揭露内容可在各实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简明性及清晰的目的，且本身并不指示所论述的各实施例及/或配置之间的关系。

本文所使用的术语是仅出于描述特殊实施例的目的且并非意欲限制本揭露内容。如本文所使用，除非上下文另作明确指定，否则此单数形式“一(a)”、“一(an)”及“此(the)”亦意欲包括复数形式。应进一步了解，当在说明书中使用术语“包含(comprises)”及/或“包含(comprising)”、或“包括(includes)”及/或“包括(including)”或“具有(has)”及/或“具有(having)”时，指定所述特征、区域、整数、操作、元件，及/或组件的存在，但不排除一或多个其他特征、区域、整数、操作、元件、组件，及/或其群组的存在或添加。

进一步地，为了便于描述，本文可使用空间相对性术语，诸如“在……之下(beneath)”、“在……下方(below)”、“下部(lower)”、“在……上方(above)”、“上部(upper)”及类似术语，来描述诸图中所示的一个元件或特征与另一元件(或多个元件)或特征(或多个特征)的关系。除了诸图所描绘的定向外，空间相对性术语意欲包含在使用或操作中的装置的不同定向。设备可经其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)且因此可同样相应解读本文所使用的空间相对性描述词。

除非另有定义，否则本文所使用的全部术语(包括技术及科学术语)具有与本揭露内容所属技术领域中的一般技术人员通常理解的相同含义。应将进一步理解，诸如常用词典中所定义的术语应解读为具有与相关技术情境及本揭露内容中的上下文一致的含义，且除非本文存在明确定义，否则不应以理想化或过于正式的意义来解读这些术语。

参考图1A及图1B。图1A是根据本案的一些实施例的微影设备100的透视图。图1B是根据本案的一些实施例的微影设备100及其运输空间106的透视图。微影设备100包括至少一处理腔室102、至少一前开式晶圆传送盒(front opening unified pod；FOUP)平台104、至少一运输空间106、至少一移动机构110及影像感测器120。运输空间106连通前开式晶圆传送盒平台104与处理腔室102。移动机构110存在于运输空间106中并经配置以将至少一晶圆114从处理腔室102移动至前开式晶圆传送盒平台104。影像感测器120存在于运输空间106中并经配置以撷取在移动机构110上的晶圆114的影像。

在一些实施例中，微影设备110的处理腔室102的数量为多个，以使得在位于微影设备110中的晶圆114上进行各种处理。因此，位于微影设备100中的晶圆114由在相应处理腔室102中的各种处理来处理。在各个实施例中，影像感测器120经配置以撷取在晶圆114由一或多个各种处理加工后的晶圆114的影像，来判定在晶圆114上进行的处理是否为可接受的。换言之，通过撷取晶圆114的影像，判定在晶圆114上进行的处理是否为可接受的。

因此，继撷取晶圆影像并判定在此晶圆上进行的处理是否为可接受的操作之后，若判定此处理为可接受，则将此晶圆移动至后续处理设备或腔室，由此改良此晶圆制造的良率。此外，在一些实施例中，将任何判定为不可接受的晶圆移出此制程，以使得由于在这些视为不可接受的晶圆上不再进行后续过程而降低制造成本。

此外，在一些实施例中，当将晶圆114从处理腔室102移动至前开式晶圆传送盒平台104时，进行撷取晶圆114影像的操作。因此，可同时进行将晶圆114从处理腔室102移动至前开式晶圆传送盒平台104及撷取晶圆114影像的操作。通过同时进行移动晶圆114及撷取晶圆114影像的操作，进行于晶圆114的处理时间得以降低，例如可降低判定所进行处理的晶圆114是否是可接受的处理时间，由此改良处理效率。

另外根据图2详细描述在微影设备中的晶圆上进行的操作。图2是根据本案一些实施例的在微影设备中的晶圆上进行的操作S10至S60的流程图。如先前描述，微影设备100的处理腔室102(参见图1A)的数量是多个，且晶圆在这些处理腔室102上进行各个处理。在一些实施例中，各个处理的组合是微影方法且此各个处理至少包括涂覆处理、曝光处理，及显影处理，其中在显影处理后进行上文描述的撷取晶圆影像的操作。此外，在各个实施例中，此各个处理进一步包括在涂覆处理前的预处理。在这些其中各个处理进一步包括在涂覆处理前的预处理的实施例中，此预处理制程包括清洗处理及准备处理。此清洗处理、准备处理、涂覆处理、曝光处理、显影处理，及撷取晶圆影像的操作是如在图2中的操作S10至S60所显示。

在操作S10中，进行晶圆清洗处理，其中使用湿化学处理来移除在晶圆表面存在的有机或无机污染物。例如，使用基于含过氧化氢溶液的RCA洗净法，其中此RCA洗净法是一组在高温处理步骤之前进行的晶圆清洗步骤。在这些其中使用湿化学处理的实施例中，可使用由三氯乙烯、丙酮或甲醇制备的其他溶液进行清洗。

在操作S20中，进行晶圆准备处理，其中起初将此晶圆加热至足够移除在晶圆表面上存在的水分的温度。在一些实施例中，施加液体或气体助粘剂(诸如双(三甲基硅烷基)胺(亦成为六甲基二硅氮烷，或HMDS))以促进光阻剂粘附至此晶圆。在此晶圆上的二氧化硅表层与HMDS反应以形成防水剂层，三甲基化二氧化硅。此防水剂层防止含水显像剂穿过光阻剂与晶圆表面间，因此防止在(显像)图案中所谓小光阻剂结构的提升。在各个实施例中，为确保显像此图案，将具有助粘剂的晶圆放置在加热板上方并加热以干燥。

在操作S30中，进行晶圆涂覆处理，其中此涂覆处理包括根据一些实施例在晶圆上形成光阻剂。在一些实施例中，在晶圆上形成光阻剂的操作进一步包括将此光阻剂施加在晶圆上。在这些包括将此光阻剂施加在晶圆上的实施例中，通过旋涂法使用光阻剂涂覆此晶圆。因此，将此光阻剂的粘着液体溶液分配在晶圆上，并快速旋转此晶圆以产生均匀薄层。旋涂法在其上产生均匀薄层。此均匀性可由详细流体-机械模型解释，此模型显示光阻剂与底部相比在此层顶部更快移动，其中粘性力将光阻剂粘合在晶圆表面。换言之，光阻剂顶层从晶圆边缘快速脱离而底层沿着此晶圆缓慢且径向爬行。此外，光阻剂的最终厚度亦由从此光阻剂蒸发的液体溶剂决定。在各个实施例中，随后预焙经光阻剂涂覆的晶圆以移除加热板上过量的光阻剂。

在操作S40中，进行晶圆曝光处理，其中此曝光处理包括根据一些实施例使光阻剂暴露于光图案。在这些包括使光阻剂暴露于光图案的实施例中，在预焙后使光阻剂暴露于强光图案。曝光可导致化学变化，且所导致的化学变化可使一部分的光阻剂对液体具有可移除性，其中所使用的液体可以是显像剂。通过这些操作，正性光阻剂变得当曝光时可溶于此显像剂。另一方面，具有未曝光区域的负性光阻剂溶于此显像剂。在一些实施例中，在显像前进行后曝光烘焙以减少由入射光的破坏及建设性干涉图案引发的驻波现象。在一些实施例中，在深紫外线微影中使用化学放大的抗蚀剂化学。

在操作S50中，进行晶圆显像处理，其中此显像处理包括使此经曝光的光阻剂显像。在这些包括使此经曝光的光阻剂显像的实施例中，将显像剂运送在旋转器上，如同光阻剂。在各个实施例中，此显像剂包括氢氧化钠，且使用金属自由离子显像剂，诸如氢氧化四甲铵。此外，在一些实施例中，继显像过程后使用后焙处理，其中此后焙处理用于加固光阻剂的最终光阻图案。在此后焙处理中，将光阻剂中的树脂聚合物在高温下加工至交联。于其开始流动的温度与玻璃转变温度有关并是此光阻剂热稳定性的量度。除交联外，后焙处理移除余留溶剂、水，及气体，并改良光阻剂对晶圆的粘着性。

在操作S60中，进行撷取晶圆影像的操作，其中根据一些实施例在显像处理之后进行撷取晶圆影像的操作。在一些实施例中，在进行显像处理后，通过影像感测器进行撷取晶圆影像的操作以判定经各个处理加工的晶圆或其上光阻剂是否为可接受的。提供以下描述以解释经各个处理加工的晶圆或其上光阻剂是否为可接受的的判定。

图3是根据本案的一些实施例的在微影设备100的运输空间106中的组态示意图。根据图1B及图3，在一些实施例中，继通过一或多个各种处理加工晶圆114之后，通过移动机构110将晶圆114从一处理腔室102(参见图1A)移动至前开式晶圆传送盒平台104。在一些实施例中，此移动机构110是机械臂，且此移动机构110包括经配置以固持晶圆114的固持器112。在一些实施例中，由于微影设备100包括连通前开式晶圆传送盒平台104与处理腔室102(参见图1A)的运输空间106，通过移动机构110移动晶圆114经过运输空间106。

在一些实施例中，影像感测器120是区域影像感测器。因此，继显像处理后，由影像感测器120经由区域扫描处理撷取晶圆114的影像。在区域扫描处理中，由影像感测器120撷取晶圆114的影像的多个部分，随后通过根据一些实施例组合晶圆114影像的这些部分形成晶圆全部影像。在通过区域扫描处理撷取影像的其他实施例中，由影像感测器120在一个镜头中撷取完整晶圆114的影像。在此情况下，降低撷取晶圆114影像的时间，由此改良处理效率。此外，在一些实施例中，影像感测器120为电荷耦合元件(CCD)或主动像素感测器(APS)。

在一些实施例中，微影设备100进一步包括经配置以照明在移动机构110上的晶圆114的光源122。在这些其中光源122经配置以照明在移动机构110上的晶圆114的实施例中，光源122存在于运输空间106中。在运输空间106中移动晶圆114期间，由影像感测器120撷取晶圆114的影像，且当根据一些实施例进行撷取此影像的操作时照明晶圆114。换言之，撷取晶圆114影像的操作与照明晶圆114的操作是同时进行。在一些实施例中，光源122经配置以提供具有大于约365nm波长的光，以便减少光对晶圆114的破坏。在这些其中光波长大于约365nm的实施例中，此光的波段是在包括近红外线(NIR)带、中红外线(MIR)带，及远红外线(FIR)带的红外线频带中。在其他实施例中，此光的波段是在可见光谱范围内。

在一些实施例中，微影设备100进一步包括侦测器116及致动器118。侦测器116经配置以侦测晶圆114是否存在于影像感测器122的视野内。在一些实施例中，侦测器116是经配置以侦测移动机构110的高度的高度位准侦测器。致动器118是经配置以当侦测到晶圆114存在于影像感测器122的视野内时致动影像感测器122以撷取晶圆114的影像。此外，致动器118亦经配置以致动光源122来照明在移动机构110上的晶圆114。此外，侦测器116是电性连接至致动器118，且致动器118经电性连接至影像感测器122。在其中使用侦测器116与致动器118的实施例中，侦测器116位于运输空间106中，且影像感测器122的视野是运输空间106中的预定位置。通过此组态，当将晶圆114从一处理腔室102(参见图1A)移动至运输空间106时，侦测器116侦测到晶圆114，并从侦测器116发送信号至致动器118。在接收到此信号后，致动器118致动影像感测器122以撷取晶圆114的影像。因此，侦测器116、致动器118，及影像感测器122的组合进行侦测晶圆114是否离开处理腔室102(参见图1A)或进入运输空间106的操作，其中在侦测到晶圆114已离开处理腔室102(参见图1A)或已进入运输空间106后进行撷取晶圆114影像的操作。

参考图3及图4。图4是根据本案的一些实施例的影像感测器120、服务器计算机系统130，及处理单元132的示意方块图。在一些实施例中，微影设备100进一步包括电耦合至影像感测器120的服务器计算机系统130。在一些实施例中，将由影像感测器120撷取的晶圆114影像上载至服务器计算机系统130，且服务器计算机系统130经配置以储存其中由影像感测器120撷取的晶圆114的影像。在其中将影像上载至服务器计算机系统130的这些实施例中，影像感测器120包括传送器(未图示)且服务器计算机系统130包括接收器(未图示)，其中此传送器与接收器彼此耦合。在一些实施例中，通过无线通讯网路将由影像感测器120撷取的晶圆114影像上载至服务器计算机系统130。此外，在一些实施例中，将各个晶圆中的多个影像存放在服务器计算机系统130中。因此，将在显像处理后的各个晶圆的每一者的状态记录在服务器计算机系统130中。

在一些实施例中，微影设备100进一步包括电性连接至影像感测器120的处理单元132。处理单元132经配置以比较晶圆114的影像与参考影像，并基于晶圆114影像与参考影像间的比较判定晶圆114是否为可接受的。换言之，继已进行撷取晶圆114影像的操作后，处理单元132经程序化以比较晶圆114的影像与参考影像，随后处理单元132判定晶圆114是否为可接受的。

在一些实施例中，参考影像包括具有可接受效能的晶圆影像。在各个实施例中，使用在约15％至约25％的范围中的比率将晶圆114的影像与具有可接受效能的参考影像比较。即，若在晶圆114影像与具有可接受效能的参考影像间的相似率大于在约75％至约85％范围的比率，认为经处理的晶圆114是可接受。在一些实施例中，影像感测器120包括传送器(未图示)且处理单元132包括接收器(未图示)，其中此传送器及接收器彼此耦合。在一些实施例中，通过无线通讯网路将由影像感测器120撷取的晶圆114影像上载至处理单元132。或者，处理单元132经安置以通过数据线电性连接至影像感测器120或经安置于影像感测器120中。

在一些实施例中，参考影像包括另一晶圆(即，与正经历可接受判定处理的晶圆114不同的晶圆)的影像。例如，当处理多个晶圆时，处理单元132比较在经相同操作处理的晶圆(或在相同条件下处理的晶圆)间的区别。此外，在一些实施例中，处理单元132经电性连接至服务器计算机系统130。在一些实施例中，多个处理单元132电性连接至影像感测器120或服务器计算机系统130，以改良比较效率。因此，快速有效进行比较晶圆114影像与参考影像的操作及判定晶圆114是否为可接受的操作。因此，通过多个处理单元132，在晶圆114到达前开式晶圆传送盒平台104(参见图1B)之前完成判定晶圆114是否为可接受的操作。

参考图5。图5是根据本案的一些实施例的在微影设备中的晶圆上进行的操作S100至S130的流程图。在一些实施例中，在位于微影设备中的晶圆上进行操作S100至S130。操作S100包括在晶圆上进行各个处理。操作S110包括将晶圆从一处理腔室移动至运输空间。操作S120包括撷取晶圆的影像。操作S130包括将晶圆从运输空间移动至前开式晶圆传送盒平台。将在下文详细描述操作S100至S130中的各者。

在操作S100中，将位于微影设备中的晶圆移动至处理腔室中的一者。在一些实施例中，通过预处理制程、涂覆处理、曝光处理，及显像处理依次加工此晶圆，其中此预处理制程包括清洗处理及准备处理。因此，继操作S100之后，在晶圆上形成具有图案的光阻剂。

在操作S110中，通过移动机构将晶圆从一处理腔室移动至运输空间。在一些实施例中，将其上具有图案化光阻剂的晶圆从显像腔室移动至前开式晶圆传送盒平台，其中在离开显像腔室后此晶圆在运输空间中。

在操作S120中，通过影像感测器撷取运输空间中的晶圆的影像，其中根据一些实施例同时进行移动晶圆及撷取影像的操作。在各个实施例中，继将晶圆移动至运输空间之后，进行侦测此晶圆是否存在于影像感测器视野内的操作，其中由侦测器进行侦测操作。在晶圆存在于影像感测器视野内的情况下，通过致动器致动影像感测器以撷取晶圆的影像。在一些实施例中，通过影像感测器同时撷取晶圆的影像及其上经图案化光阻剂的影像。在一些实施例中，通过影像感测器撷取晶圆的影像及其上经图案化光阻剂的影像中的至少一者。继撷取晶圆影像或其上经图案化光阻剂的影像之后，通过处理单元比较晶圆影像与参考影像，随后处理单元基于在晶圆影像与参考影像间的比较判定此晶圆是否为可接受的。在一些实施例中，判定此晶圆是否为可接受的操作包括判定在晶圆上形成的经图案化光阻剂是否为可接受的操作。在各个实施例中，依次进行侦测晶圆是否存在于影像感测器视野内的操作、致动影像感测器来撷取晶圆影像的操作、撷取晶圆影像的操作、比较晶圆影像与参考影像的操作，及基于比较处理判定此晶圆是否为可接受的操作。此外，在一些实施例中，同时进行照明晶圆的操作与撷取晶圆影像的操作。

在操作S130中，继判定晶圆是否为可接受之后，将此晶圆从运输空间移动至前开式晶圆传送盒平台。在一些实施例中，继判定晶圆为可接受之后，将此晶圆移动至后续过程。例如，后续过程包括蚀刻处理。

如上文描述，通过影像感测器撷取在各个处理后的晶圆影像，以便判定此晶圆是否为可接受。继撷取晶圆影像的操作并判定此晶圆是否为可接受的操作后，将判定为可接受的晶圆移动至后续处理设备或腔室，由此改良在后续处理中的晶圆的良率。此外，将判定为不可接受的晶圆移出此制程，以使得由于进行经判定为可接受的晶圆的后续处理而降低制造成本。此外，由于同时进行将晶圆从处理腔室移动至前开式晶圆传送盒平台的操作及撷取晶圆影像的操作，用于进行微影设备中晶圆各个处理的时间得以降低，由此改良处理效率。

根据本案的各个实施例，提供此微影设备。此微影设备包括处理腔室、前开式晶圆传送盒平台、移动机构，及影像感测器。此移动机构经配置以将晶圆从处理腔室移动至前开式晶圆传送盒平台。此影像感测器经配置以撷取在移动机构上的晶圆的影像。

在一些实施例中，微影设备还包含光源，其中光源用以配置以照明在移动机构上的晶圆。

在一些实施例中，微影设备还包含侦测器及致动器。侦测器经配置以侦测晶圆是否存在于影像感测器的视野内。致动器是经配置以当侦测到晶圆存在于影像感测器的视野内时，致动影像感测器以撷取晶圆的影像。

在一些实施例中，影像感测器为区域影像感测器。

在一些实施例中，影像感测器为电荷耦合元件(CCD)或主动像素感测器(APS)。

在一些实施例中，微影设备还包含处理单元。处理单元经配置以比较晶圆的影像与参考影像，并基于晶圆影像与参考影像间的比较判定晶圆是否为可接受的。

在一些实施例中，处理腔室为配置以形成光阻剂于晶圆上，而影像感测器为配置以撷取晶圆及其上光阻剂的影像。

根据本案的各个实施例，提供此微影设备。此微影设备包括处理腔室、前开式晶圆传送盒平台、连通前开式晶圆传送盒平台与处理腔室的运输空间、移动机构，及影像感测器。此移动机构存在于运输空间中。此影像感测器存在在于运输空间中。

在一些实施例中，还包含光源，其中光源设置于运输空间。

在一些实施例中，光源配置以提供具有大于约365nm波长的光。

在一些实施例中，微影设备还包含侦测器及致动器。侦测器经配置以侦测晶圆是否存在于运输空间内。致动器是经配置以当侦测到晶圆存在于运输空间内时，致动影像感测器以撷取晶圆的影像。

在一些实施例中，微影设备还包含处理单元。处理单元电性连接至影像感测器。影像感测器配置以撷取于运输空间内的晶圆的影像，且处理单元经程序化以比较晶圆的影像与参考影像，并基于晶圆影像与参考影像间的比较判定晶圆是否为可接受的。

根据本案的各个实施例，提供此微影方法。此方法包括在处理腔室中的晶圆上形成光阻剂的操作、将晶圆从处理腔室移动至前开式晶圆传送盒平台的操作，及当将晶圆从处理腔室移动至前开式晶圆传送盒平台时撷取此晶圆影像的操作。

在一些实施例中，微影方法还包含于进行撷取晶圆的影像时，照明晶圆。

在一些实施例中，形成光阻剂的操作包含下列步骤。涂布光阻剂于晶圆上。使光阻剂暴露于光图案。将经曝光的光阻剂显像，其中撷取晶圆的影像的步骤晚于将经曝光的光阻剂显像的步骤。

在一些实施例中，微影方法还包含侦测晶圆是否离开处理腔室，其中在侦测到晶圆离开处理腔室或进入运输空间后，进行撷取晶圆影像的操作。

在一些实施例中，微影方法还包含比较晶圆影像与参考影像，基于比较处理判定此晶圆是否为可接受。

在一些实施例中，撷取晶圆的影像包含下列步骤。撷取晶圆的影像的多个部分。组合晶圆影像的多个部分，以形成晶圆全部影像。

上文概述若干实施例的特征，使得熟悉此项技术者可更好地理解本揭露内容的态样。熟悉此项技术者应了解，可轻易使用本揭露内容作为设计或修改其他制程及结构的基础，以便实施本文所介绍的实施例的相同目的及/或达成相同优点。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效结构并未脱离本揭露内容的精神及范畴，且可在不脱离本揭露内容的精神及范畴的情况下进行本文的各种变化、替代及更改。