CN101752216A - 制造半导体器件的方法、曝光设备和记录介质 - Google Patents

制造半导体器件的方法、曝光设备和记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及制造半导体器件的方法、曝光设备和记录介质。制造半导体器件的方法包括第一吸附步骤、释放步骤、第二吸附步骤和曝光步骤。在第一吸附步骤中，晶片台的晶片卡盘吸附半导体晶片，以调节半导体晶片的温度。在释放步骤中，从晶片卡盘释放半导体晶片。在第二吸附步骤中，用于曝光的晶片台的晶片卡盘吸附半导体晶片。在曝光步骤中，曝光半导体晶片。

Description

制造半导体器件的方法、曝光设备和记录介质
本专利申请基于日本专利申请No.2008-305676，其内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种制造包括对膜进行曝光和对曝光的膜进行显影的步骤的半导体器件的方法、执行对膜进行曝光和对曝光的膜进行显影的程序、曝光设备以及存储该程序的记录介质。
背景技术
近年来，随着半导体器件的日益小型化，对提高曝光设备的定位精度的需求日益增加。半导体晶片的热膨胀是使曝光设备的定位精度降低的原因之一。
例如，日本未经实质审查的专利公布No.2006-344986公开了一种技术，在该技术中，在涂布设备和曝光设备之间插入的接口单元调节半导体晶片的温度。另外，日本公布的专利申请A-H11-251236公开了一种技术，在该技术中，在半导体晶片传送到晶片保持架并且由晶片保持架吸附和持有之前，测量半导体晶片和晶片保持架的温度，同时在温度之间的差落入预定允许范围内之后传送半导体晶片并且通过晶片保持架来吸附和持有半导体晶片。
本发明的发明人已经认识到以下内容。在曝光设备中，在其上加载半导体晶片的晶片台包括吸附半导体晶片的晶片卡盘。当半导体晶片加载在晶片台上之前的温度与晶片台的温度不同时，在半导体晶片加载在晶片台上之后，半导体晶片的温度发生变化，这导致了热膨胀或热收缩。当存在热膨胀或热收缩的面内分布时，曝光设备的定位精度部分地降低。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种制造半导体器件的方法，该方法包括：使第一晶片台的晶片卡盘吸附半导体晶片，以调节半导体晶片的温度；从晶片卡盘释放半导体晶片；使得用于曝光的晶片台的晶片卡盘吸附半导体晶片；以及曝光半导体晶片。
当在第一吸附步骤中调节温度时，半导体晶片部分地压住第一晶片台，并且可能出现半导体晶片的热膨胀或热收缩的面内分布。然而，根据本发明的上述实施例，在第一吸附步骤中调节半导体晶片的温度之后，在曝光步骤之前从晶片卡盘释放半导体晶片一次。以此方式，半导体晶片中压住第一晶片台的部分被释放。因此，即使当出现半导体晶片的热膨胀或热收缩的面内分布时，也可以去除或减小面内分布。
在另一个实施例中，提供了一种曝光设备，该曝光设备包括：晶片卡盘，所述晶片卡盘吸附半导体晶片；以及控制单元，所述控制单元控制晶片卡盘。在曝光工艺之前，控制单元执行使晶片卡盘吸附半导体晶片以调节半导体晶片的温度的第一吸附工艺、使晶片卡盘释放半导体晶片的释放工艺以及使晶片卡盘再吸附半导体晶片的第二吸附工艺。
在又一个实施例中，提供了一种曝光设备，该曝光设备包括：第一晶片台，所述第一晶片台包括吸附半导体晶片的第一晶片卡盘；用于曝光的第二晶片台，所述第二晶片台包括吸附半导体晶片的第二晶片卡盘；晶片移动机构，所述晶片移动机构移动半导体晶片；以及控制单元，所述控制单元控制晶片移动机构、第一晶片卡盘和第二晶片卡盘。所述控制单元执行使第一晶片台的第一晶片卡盘吸附半导体晶片以调节半导体晶片温度的工艺、使第一晶片卡盘释放半导体晶片的工艺、使晶片移动机构将第一晶片台上方的半导体晶片移动到第二晶片台的工艺以及使第二晶片台的第二晶片卡盘吸附半导体晶片的工艺。
在又一个实施例中，提供了一种记录介质，所述记录介质包括在其内存储的程序，所述记录介质安装在曝光设备的控制单元中，所述曝光设备包括吸附半导体晶片的晶片卡盘和控制晶片卡盘的控制单元。所述程序使控制单元在曝光工艺之前执行以下工艺：使晶片卡盘吸附半导体晶片以调节半导体晶片温度的第一吸附工艺；使晶片卡盘释放半导体晶片的释放工艺；以及使晶片卡盘再吸附半导体晶片的第二吸附工艺。
在又一个实施例中，提供了一种记录介质，所述记录介质包括在其内存储的程序，所述记录介质安装在曝光设备的控制单元中，所述曝光设备包括：第一晶片台，所述第一晶片台包括吸附半导体晶片的第一晶片卡盘；用于曝光的第二晶片台，所述第二晶片台包括吸附半导体晶片的第二晶片卡盘；晶片移动机构，所述晶片移动机构移动半导体晶片；以及控制单元，所述控制单元控制晶片移动机构、第一晶片卡盘和第二晶片卡盘。所述程序使控制单元在曝光工艺之前执行以下工艺：使第一晶片台的第一晶片卡盘吸附半导体晶片以调节半导体晶片温度的工艺；使第一晶片卡盘释放半导体晶片的工艺；使晶片移动机构将第一晶片台上方的半导体晶片移动到第二晶片台的工艺；以及使第二晶片台的第二晶片卡盘吸附半导体晶片的工艺。
根据本发明的上述实施例，可以防止在半导体晶片加载到晶片台上之后出现半导体晶片的热膨胀或热收缩的面内分布。
附图说明
从下面结合附图的对某些优选实施例进行的描述中，本发明的以上和其他目的、优点和特征将更清楚，其中：
图1是示出根据第一实施例的制造半导体器件的方法的流程图；
图2是示出在根据第一实施例的制造半导体器件的方法中使用的曝光设备的结构的图示；
图3是示出晶片卡盘的平面图；
图4是沿着图3中的线A-A′截取的横截面图；
图5A和图5B是示出晶片卡盘操作的横截面图；
图6是示出根据第二实施例的曝光设备结构的图示；
图7是示出使用图6所示的曝光设备制造半导体器件的方法的流程图；
图8是示出根据第三实施例的曝光设备结构的图示；以及
图9是示出使用图8所示的曝光设备制造半导体器件的方法的流程图。
具体实施方式
现在本文中将参照示例性实施例来描述本发明。本领域的技术人员将认识到，使用本发明的教导可以完成许多可替选的实施例，并且本发明不限于为了说明目的而示出的实施例。
下文中，将参照附图来描述本发明的示例性实施例。在附图中，相同的组件由相同的附图标记表示，并且将不再重复对其的描述。
(第一实施例)
图1是根据第一实施例的制造半导体器件的方法的流程图。制造半导体器件的方法包括第一吸附步骤(步骤S30)、释放步骤(步骤S40)、第二吸附步骤(步骤S50)和曝光步骤(步骤S60)。在第一吸附步骤中，半导体晶片200被吸附到晶片台160的晶片卡盘170，以及调节半导体晶片200的温度。在释放步骤中，从晶片卡盘170释放半导体晶片200。在第二吸附步骤中，为了曝光将半导体晶片200吸附到晶片台的晶片卡盘。在曝光步骤中，半导体晶片200被曝光。在该实施例中，用于曝光的晶片台是用于执行第一吸附步骤的晶片台160。接着，将详细描述制造半导体器件的方法。
图2是根据第一实施例的制造半导体器件的方法中使用的曝光器件140的结构的图示。曝光器件140包括晶片台160和控制单元300。晶片台160包括吸附半导体晶片200的晶片卡盘170。晶片台160设置在曝光台150上，并且由晶片台160执行曝光半导体晶片200的工艺。控制单元300控制晶片卡盘170。在曝光工艺之前，控制单元300控制晶片卡盘170，以执行第一吸附步骤、释放步骤和第二吸附步骤。晶片卡盘170的温度保持在预定值。
曝光设备140通过用于传送半导体晶片200的接口125连接到涂布设备110和显影设备120。曝光设备140还包括预对准单元130和晶片移动机构180。预对准单元130对准半导体晶片200的凹口位置(方向)。晶片移动机构180传送半导体晶片200。控制单元300控制曝光设备140(包括晶片卡盘170)、涂布设备110和显影设备120。
图3是示出晶片卡盘170的平面图，并且图4是沿着图3中的线A-A′截取的横截面图。晶片卡盘170包括多个支撑销(supporing pin)172、多个升降销(lift pin)174和多个吸附孔176。支撑销172基本设置在晶片卡盘170的整个表面上，以便均匀地分布。升降销174以规则间隔设置在晶片卡盘170的同心圆上，并且根据来自控制单元300的指示将半导体晶片200上移和下移。吸附孔176以规则间隔设置在晶片卡盘170的同心圆上。在其上布置有升降销174的圆的直径和在其上布置有吸附孔176的圆的直径小于半导体晶片200的直径。在图3和图4所示的示例中，吸附孔176布置在具有不同直径的两个圆上。
图5A和图5B是示出晶片卡盘170的操作的横截面图，并且对应于沿着线A-A′截取的图3的横截面图。如图5A所示，当半导体晶片200传送到晶片卡盘170时，升降销174的上端高于支撑销172的上端。在这种状态下，当传送半导体晶片200时，半导体晶片200由升降销174支撑。
如图5B所示，当升降销174向下移动使得它们的上端低于支撑销172的上端时，半导体晶片200由支撑销172支撑。在这种状态下，当通过吸附孔176抽取空气时，半导体晶片200在由支撑销172支撑的同时被吸附到晶片卡盘170。
然后，当完成通过吸附孔176对空气的抽取并且上移升降销174时，从晶片卡盘170释放半导体晶片200。
接着，将参照图1来详细描述根据该实施例的制造半导体器件的方法。首先，控制单元300将半导体晶片200装载到涂布设备110中，并且控制涂布设备110，以在半导体晶片200上形成抗蚀剂膜(步骤S10)。然后，控制单元300控制晶片移动机构180，以将半导体晶片200通过接口125传送到曝光设备140的预对准单元130。然后，控制单元300控制预对准单元130，以将传送到的半导体晶片200预对准，由此将凹口位置(方向)与基准位置对准(步骤S20)。
接着，控制单元300控制晶片移动机构180，以将半导体晶片200从预对准单元130传送到晶片台160。然后，控制单元300控制晶片台160的晶片卡盘170，以将半导体晶片200吸附到晶片卡盘170。这种状态保持预定时间段。接着，半导体晶片200的温度基本上等于晶片卡盘170的温度(步骤S30)。在这种状态下，可优选的是，持有时间等于或大于例如10秒。以此方式，当半导体晶片200吸附到晶片卡盘170时，半导体晶片200中存在很小的温度变化。结果，半导体晶片200几乎没有热膨胀或热收缩。
在这种情况下，由于在半导体晶片200吸附到晶片卡盘170之后温度变化，导致可能在半导体晶片200中出现热膨胀或热收缩。如图5B所示，在步骤S30中，在半导体晶片200由支撑销172支撑的同时，半导体晶片200吸附到晶片卡盘170。因此，即使当在半导体晶片200中出现热膨胀或热收缩时，由支撑销172支撑的一部分半导体晶片200不太可能移动。因此，出现半导体晶片200热膨胀或热收缩可能的面内分布。
然后，控制单元300控制晶片卡盘170以释放半导体晶片200(S40)。在这种状态下，在步骤S20中，在半导体晶片200中出现的热膨胀或热收缩的面内分布被去除。
接着，控制单元300控制晶片卡盘170以再次吸附半导体晶片200(步骤S50)。然后，控制单元300控制曝光设备140，以曝光半导体晶片200上形成的抗蚀剂膜(步骤S60)。
然后，控制单元300控制晶片移动机构180，以将半导体晶片200通过接口125传送到显影设备120，并且将半导体晶片200上的抗蚀剂膜显影(步骤S70)。
图1所示的控制单元300的工艺通过安装使得控制单元300能够执行上述工艺的程序来实现。控制单元300包括例如CPU、存储器和存储单元，例如存储上述程序的硬盘。例如，程序通过可移动盘存储在存储单元中。然而，程序可以通过通信线路下载，然后存储在存储单元中。
接着，将描述该实施例的操作和效果。如上所述，半导体晶片200在被支撑销172支撑的同时被吸附到晶片卡盘170。因此，即使当半导体晶片200吸附到晶片卡盘170之后热膨胀或热收缩时，半导体晶片200中的由支撑销172支撑的部分也不太可能移动。因此，可能出现半导体晶片200热膨胀或热收缩的面内分布。然而，在该实施例中，在执行曝光工艺(图1中的步骤S60)之前，半导体晶片200从晶片卡盘170释放(图1中的步骤S40)。因此，半导体晶片200中出现的热膨胀或热收缩的面内分布在曝光工艺之前去除。结果，可以防止曝光设备的定位精度被部分地降低。
(第二实施例)
图6是示出根据第二实施例的曝光设备140结构的图示。在该实施例中，除了曝光设备140包括两个晶片台160之外，曝光设备140具有与第一实施例中的结构相同的结构。与第一实施例相类似，这两个晶片台160中的一个设置在曝光台150上，并且另一个晶片台160设置在与曝光台150不同的位置处。
图7是示出使用图6所示的曝光设备140来制造半导体器件的方法的流程图。图7中所示的制造半导体器件的方法与根据第一实施例的制造半导体器件的方法相同，不同之处在于使用不同的晶片台160执行调节半导体晶片200温度的第一吸附步骤、第二吸附步骤和曝光半导体晶片200的步骤。晶片台160被设定成相同的温度。
即，在步骤S30中，控制单元300控制与曝光台150设置在不同位置处的晶片台160(第一晶片台)以吸附半导体晶片200，并且调节半导体晶片200的温度。在这种情况下，可优选的是，持有时间等于或大于例如10秒。以此方式，当半导体晶片200吸附到晶片卡盘170时，半导体晶片200中存在很小的温度变化。结果，半导体晶片200几乎没有热膨胀或热收缩。在步骤S40中，半导体晶片200释放，并且半导体晶片200移动到曝光台150上的晶片台160(第二晶片台)(步骤S45)。接着，半导体晶片200吸附到曝光台150上的晶片台160(步骤S50)，并且执行曝光工艺(步骤S60)。
图7所示的控制单元300的工艺通过安装使得控制单元300能够执行上述工艺的程序来实现，这与第一实施例相类似。程序通过例如可移动盘存储在存储单元中。然而，程序可以通过通信线路下载，然后存储在存储单元中。
在该实施例中，可以获得与第一实施例的效果相同的效果。在执行曝光工艺的同时，可以使用与曝光台150设置在不同位置处的晶片台160来调节下一个半导体晶片200的温度。因此，可以防止半导体晶片200的加工生产量下降。
(第三实施例)
图8是示出根据第三实施例的曝光设备140结构的图示。在该实施例中，除了曝光设备140包括多个晶片台160以外，曝光设备140具有与第一实施例中的结构相同的结构。多个晶片台160可替选地移动到曝光台150上。多个晶片台160由移动机构(未示出)来移动。
图9是示出使用图8所示的曝光设备140来制造半导体器件的方法的流程图。制造半导体器件的方法与根据第一实施例的制造半导体器件的方法相同，不同之处在于以下几点。
首先，在一个晶片台160用于曝光第一半导体晶片200(步骤S60)时，控制单元300使用另一个晶片台160对第二半导体晶片200执行第一吸附步骤、释放步骤和第二吸附步骤中的至少一个。
具体来讲，当一个晶片台160用于对第一半导体晶片200执行释放步骤(步骤S40)、再吸附步骤(步骤S50)和曝光步骤(步骤S60)时，控制单元300使用另一个晶片台160，以对第二半导体晶片200执行由预对准单元130进行的凹口定位步骤(步骤S22)、第一吸附步骤(步骤S32)、释放步骤(步骤S42)和第二吸附步骤(步骤S52)。当对于第一半导体晶片200的曝光步骤结束(步骤S60)并且对于第二半导体晶片200的第二吸附步骤结束(步骤S52)时，控制单元移动晶片台160(步骤S61)。
然后，当第一半导体晶片200正在被显影(步骤S70)时，控制单元300曝光第二半导体晶片200(步骤S62)。
接着，当晶片台160对下一个第一半导体晶片200执行凹口定位(步骤S20)时，控制单元300显影第二半导体晶片200(步骤S72)。
图9所示的控制单元300的工艺通过安装使得控制单元300能够执行上述工艺的程序来实现，这与第一实施例相类似。该程序通过例如可移动盘存储在存储单元中。然而，该程序可以通过通信线路下载，然后存储在存储单元中。
在该实施例中，可以得到与第一实施例中的效果相同的效果。另外，由于可以并行执行曝光工艺或显影工艺以及其他工艺，因此可以防止半导体晶片200的加工生产量下降。与第二实施例不同的是，第一吸附步骤和曝光步骤由相同的晶片台160来执行。因此，与第二实施例相比，可以降低在第二吸附步骤中在半导体晶片200中将出现热膨胀或热收缩的面内分布的可能性。另外，在该实施例中，可优选的是，用于调节半导体晶片200温度的吸附步骤(步骤S30和S32)中的持有时间等于或大于例如10秒。以此方式，当半导体晶片200吸附到晶片卡盘170时，半导体晶片200出现很小的温度变化。结果，半导体晶片200几乎没有热膨胀或热收缩。
已经参照附图描述了本发明的示例性实施例。然而，明显的是，本发明不限于以上实施例，而是在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以进行更改和变化。

Claims (10)

1.一种制造半导体器件的方法，包括：
使第一晶片台的晶片卡盘吸附半导体晶片，以调节所述半导体晶片的温度；
从所述晶片卡盘释放所述半导体晶片；
使得用于曝光的晶片台的晶片卡盘吸附所述半导体晶片；以及
曝光所述半导体晶片。
2.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中，
用于曝光的所述晶片台是所述第一晶片台。
3.根据权利要求2所述的制造半导体器件的方法，其中，
设置多个第一晶片台，以及
当使用所述第一晶片台中的一个晶片台执行所述的曝光所述第一半导体晶片的步骤时，使用另一个第一晶片台执行所述的使所述第一晶片台的所述晶片卡盘吸附所述半导体晶片以调节所述半导体晶片的温度的步骤、所述的从所述晶片卡盘释放所述半导体晶片的步骤、以及所述的使得用于曝光的所述晶片台的所述晶片卡盘吸附所述半导体晶片的步骤中的至少一个步骤。
4.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中，
用于曝光的所述晶片台是与所述第一晶片台不同的第二晶片台。
5.一种曝光设备，包括：
晶片卡盘，其吸附半导体晶片；以及
控制单元，其控制所述晶片卡盘，
其中，在曝光工艺之前，所述控制单元执行使所述晶片卡盘吸附所述半导体晶片以调节所述半导体晶片的温度的第一吸附工艺、使所述晶片卡盘释放所述半导体的释放工艺、以及使所述晶片卡盘再吸附所述半导体晶片的第二吸附工艺。
6.根据权利要求5所述的曝光设备，其中，
设置多个晶片卡盘，以及
当使用所述晶片卡盘中的一个晶片卡盘执行所述曝光工艺时，所述控制单元使用另一个晶片卡盘来执行所述第一吸附工艺、所述释放工艺以及所述第二吸附工艺中的至少一个。
7.一种曝光设备，包括：
第一晶片台，其包括吸附半导体晶片的第一晶片卡盘；
用于曝光的第二晶片台，其包括吸附所述半导体晶片的第二晶片卡盘；
晶片移动机构，其用于移动所述半导体晶片；以及
控制单元，其用于控制所述晶片移动机构、所述第一晶片卡盘和所述第二晶片卡盘，
其中，所述控制单元执行使所述第一晶片台的所述第一晶片卡盘吸附所述半导体晶片以调节所述半导体晶片的温度的工艺、使所述第一晶片卡盘释放所述半导体晶片的工艺、使所述晶片移动机构将在所述第一晶片台上方的所述半导体晶片移动到所述第二晶片台的工艺、以及使所述第二晶片台的所述第二晶片卡盘吸附所述半导体晶片的工艺。
8.一种记录介质，其包括在其内存储的程序，所述记录介质安装在曝光设备的控制单元中，所述曝光设备包括吸附半导体晶片的晶片卡盘和控制所述晶片卡盘的所述控制单元，所述程序使得所述控制单元在曝光工艺之前执行：
使所述晶片卡盘吸附所述半导体晶片以调节所述半导体晶片的温度的第一吸附工艺；
使所述晶片卡盘释放所述半导体晶片的释放工艺；以及
使所述晶片卡盘再吸附所述半导体晶片的第二吸附工艺。
9.根据权利要求8所述的记录介质，其中，
所述曝光设备包括多个所述晶片卡盘，以及
当使用所述晶片卡盘中的一个晶片卡盘执行所述曝光工艺时，所述程序使得所述控制单元使用另一个晶片卡盘来执行所述第一吸附工艺、所述释放工艺和所述第二吸附工艺中的至少一个。
10.一种记录介质，其包括在其内存储的程序，所述记录介质安装在曝光设备的控制单元中，所述曝光设备包括第一晶片台、用于曝光的第二晶片台、晶片移动机构和所述控制单元，所述第一晶片台包括吸附半导体晶片的第一晶片卡盘，所述第二晶片台包括吸附所述半导体晶片的第二晶片卡盘，所述晶片移动机构用于移动所述半导体晶片，所述控制单元用于控制所述晶片移动机构、所述第一晶片卡盘和所述第二晶片卡盘，所述程序使得所述控制单元在曝光工艺之前执行：
使所述第一晶片台的所述第一晶片卡盘吸附所述半导体晶片以调节所述半导体晶片的温度的工艺；
使所述第一晶片卡盘释放所述半导体晶片的工艺；
使所述晶片移动机构将在所述第一晶片台上方的所述半导体晶片移动到所述第二晶片台的工艺；以及
使所述第二晶片台的所述第二晶片卡盘吸附所述半导体晶片的工艺。
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