CN117619685A - 旋涂机和通过使用该旋涂机来制造半导体器件的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了旋涂机和通过使用该旋涂机来制造半导体器件的方法。所述方法包括：向晶片提供粘性溶液；使所述晶片自旋以用所述粘性溶液涂布所述晶片的至少一部分；以及通过使用声波来处理涂布有所述粘性溶液的所述晶片，其中，所述声波的频率和涂布有所述粘性溶液的所述晶片的本征频率是相同的。

Description

旋涂机和通过使用该旋涂机来制造半导体器件的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年8月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0106344的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体地并入本文。
技术领域
本公开涉及旋涂机和通过使用该旋涂机来制造半导体器件的方法。
背景技术
为了制造半导体器件，对晶片执行诸如氧化、光刻、蚀刻、薄膜沉积、金属化、电裸片分选(EDS)和封装工艺的各种工艺。随着半导体器件进一步小型化，对半导体工艺的精确控制的必要性逐渐地增加，并且在半导体工艺中，已经出现了在晶片上绘制电路图案的光刻工艺和使用该电路图案的蚀刻工艺的意义。
当要蚀刻的层较厚时，在光刻胶与要蚀刻的层之间额外地设置硬掩模。硬掩模包括通过化学气相沉积(CVD)形成的无定形碳和通过旋涂形成的旋涂硬掩模(SOH)。
发明内容
一个或更多个示例实施例提供了一种可靠性提高的半导体器件制造方法。
根据示例实施例的一个方面，一种制造半导体器件的方法包括：向晶片提供粘性溶液；使所述晶片自旋(spin)以用所述粘性溶液涂布所述晶片的至少一部分；以及通过使用声波来处理涂布有所述粘性溶液的所述晶片，其中，所述声波的频率与涂布有所述粘性溶液的所述晶片的本征频率(eigenfrequency)相同。
根据示例实施例的一个方面，一种制造半导体器件的方法包括：向晶片提供粘性溶液；使所述晶片自旋以用所述粘性溶液涂布所述晶片的至少一部分；从所述晶片的边缘去除边缘珠(edge bead)；以及通过对涂布有所述粘性溶液的所述晶片施加第一本征频率的第一声波，在所述晶片上形成具有第一半径的圆形第一节点。
根据示例实施例的一个方面，一种制造半导体器件的方法包括：对旋涂有粘性溶液的晶片施加第一本征频率的第一声波，使得在所述晶片上形成第一节点的简正波；以及对旋涂有所述粘性溶液的所述晶片施加第二本征频率的第二声波，使得在所述晶片上形成第二节点的简正波，所述第二声波的频率与所述第一声波的频率不同，所述第二节点的简正波与所述第一节点的简正波不同。
根据示例实施例的一个方面，一种旋涂机包括：旋转驱动器，所述旋转驱动器被配置为使晶片自旋；第一分配器，所述第一分配器被配置为向所述晶片上提供粘性溶液；以及声波生成器，所述声波生成器被配置为：当通过使所述晶片自旋，所述粘性溶液被涂布在所述晶片的至少一部分上时，对形成在所述晶片上的粘性材料施加声波，其中，所述声波的频率与所述晶片的本征频率是相同的，在所述晶片本征频率下涂布有所述粘性溶液的所述晶片共振。
根据示例实施例的一个方面，一种半导体结构包括：晶片；以及粘性材料，所述粘性材料涂布所述晶片的表面的至少一部分，其中，通过声波处理所述晶片，并且所述声波的频率与所述晶片的本征频率是相同的，在所述晶片的本征频率下涂布有所述粘性材料的所述晶片共振。
附图说明
从结合附图进行的示例实施例的以下描述，上述及其他方面和特征将更清楚，在附图中：
图1是用于描述根据实施例的制造半导体器件的方法的流程图；
图2A至图2D是用于描述根据实施例的用于执行半导体器件制造方法的旋涂机的示意正视图；
图3A和图3B是用于描述通过声波进行的处理的截面图；
图4是用于描述在图1的操作P40中通过声波来处理晶片的流程图；
图5A至图5C是图示了晶片的状态的顶视图；
图6A至图6D是图示了晶片的状态的顶视图；
图7是用于描述晶片的状态的顶视图；
图8是用于描述根据其他实施例的制造半导体器件的方法的流程图；
图9A和图9B是图示了晶片的状态的顶视图；
图10是用于描述根据其他实施例的通过声波来处理晶片的流程图；
图11是用于描述根据其他实施例的通过声波来处理晶片的流程图；
图12是用于描述根据其他实施例的通过声波来处理晶片的流程图；以及
图13是用于描述根据一些实施例的光刻系统的框图。
具体实施方式
将参考附图更充分地描述示例实施例，在附图中示出了示例实施例。本文描述的实施例是作为示例提供的，因此，本公开不限于此，并且可以被以各种其他形式实现。不排除以下描述中提供的每个示例实施例与本文同样提供或本文未提供但与本公开一致的另一示例或另一示例实施例的一个或更多个特征相关联。应理解，当一个元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“耦合到”另一元件或层时，它能够直接在另一元件或层上，连接或耦合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当一个元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。诸如“……中的至少一者”的表述当在元件的列表之前时，修饰元件的整个列表，而不修饰列表的各个元件。例如，表述“a、b和c中的至少一者”应当被理解为包括仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者、或a、b和c中的全部。附图中相同的附图标记表示相同的元件，因此省略了对它们的重复描述。在附图中，在一些情况下，为了描述的方便和清楚，可以夸大层的厚度或尺寸。在示例实施例中，各层具有如各个附图中示出和图示的形状和比率，但是示例实施例不限于此，并且其他示例实施例可以包括与附图中示出的那些形状和比率稍微不同的形状和比率。
图1是用于描述根据实施例的制造半导体器件的方法的流程图。
图2A至图2D是用于描述根据实施例的用于执行半导体器件制造方法的旋涂机100的示意正视图。
参考图1和图2A，在操作P10中，可以向晶片W提供粘性溶液VS。
粘性溶液VS可以由旋涂机100的第一分配器120提供。粘性溶液VS可以包括例如旋涂硬掩模(SOH)或旋涂电介质(SOD)的溶液。
除了上述第一分配器120之外，旋涂机100还可以包括旋转驱动器111、卡盘(chuck)115、第二分配器130、声波生成器140和控制器150。
可以将晶片W安装在卡盘115上。卡盘115可以是通过真空压力来固定晶片W的真空卡盘，但是不限于此。例如，卡盘115可以是静电卡盘。
参考图1、图2A和图2B，在操作P20中，可以用粘性材料VM涂布晶片W。
旋转驱动器111可以使卡盘115围绕旋转轴RX旋转以使晶片W自旋。粘性溶液VS的过量部分可以通过晶片W的自旋被从晶片W被吹掉，因此，可以将粘性材料VM涂布在晶片W的上表面上。在实施例中，涂布晶片可以包括涂布晶片W的上表面的一部分。在实施例中，可以涂布晶片W的上表面的整体。在用粘性材料VM涂布晶片W之后，旋转驱动器111可以进一步使晶片W旋转特定时间以使溶剂蒸发，使得晶片W变干。
如上所述，旋涂机100可以被配置为通过旋涂用粘性材料VM涂布晶片W。
如例如图2B所示，粘性材料VM可以包括边缘珠EB。边缘珠EB可以具有凸块形状。边缘珠EB可以是随着在使晶片W自旋的同时粘性材料VM被沉积在晶片W的边缘部分上而形成的，并且边缘珠EB可以是不希望的沉积物。边缘珠EB可以沿着晶片W的圆周的至少一部分形成在晶片W的边缘上。在实施例中，除了晶片W的上表面之外，边缘珠EB还可以进一步形成在晶片W的侧表面和下表面上。边缘珠EB可以中断曝光掩模的对准。另外，粘性材料VM可以通过烘烤工艺等而变干，然后部分地从晶片W中释放，从而在后续工艺中导致颗粒污染。
例如在停止状态下将诸如粘性溶液VS的溶液提供到晶片W上、然后使晶片W自旋以用粘性材料VM等的材料层涂布晶片W的上述工艺可以被称为静态旋涂。与此不同，可以通过动态旋涂来提供粘性材料VM。例如，可以通过动态旋涂来将粘性材料VM提供到晶片W上，以便将粘性溶液VS提供到正在自旋的晶片W上。
参考图1、图2B和图2C，在操作P30中，可以去除边缘珠EB。
旋涂机100的第二分配器130可以向晶片W的边缘提供溶剂SVT，以去除粘性材料VM的形成在晶片W的边缘上的边缘珠EB。
根据一些实施例，旋涂机100还可以包括附加分配器，该附加分配器被配置为喷射溶剂以便去除可能附着到晶片W的下表面的边缘珠。在提供溶剂SVT的同时，旋转驱动器111可以使卡盘115旋转。晶片W的通过借助溶剂SVT来去除边缘珠EB所曝光的一部分的辐射定向宽度被称为排除宽度。在溶剂SVT的喷射结束之后，旋转驱动器111可以进一步使卡盘115旋转特定时间以使晶片W变干。
在去除边缘珠EB之后，可以执行用于清楚地限定粘性材料VM’的轮廓并且去除不希望的碎片的激光清洁工艺。
在参考图2A至图2C描述的一系列工艺中，旋转驱动器111使卡盘115旋转的速度可以变化。更详细地，旋转驱动器111可以在执行以下工艺中的每一者时使卡盘115以不同速度旋转：涂布粘性材料VM的工艺、在形成粘性材料VM之后使晶片W变干的工艺、去除边缘珠EB的工艺、以及在去除边缘珠EB之后使晶片W变干的工艺。例如，在一些实施例中，旋转驱动器111可以针对每个工艺使卡盘115以不同速度旋转。在一些实施例中，旋转驱动器111可以针对一些工艺使卡盘115以不同速度旋转，而针对一些工艺使卡盘115以相同速度旋转。
参考图1和图2D，在操作P40中，晶片W可以通过声波AW来处理。根据实施例，声波AW可以由声波生成器140生成。
在通过声波AW来执行处理的同时，第一分配器120和第二分配器130中的每一者可以移动到作为等待位置的起始口(home port)。因此，可以防止由于第一分配器120和第二分配器130对声波AW造成的失真，并且声波AW遍及晶片W的表面的均匀处理可以是可能的。
根据实施例，声波生成器140可以生成声波AW。声波生成器140可以将所生成的声波AW朝向涂布有粘性材料VM’的晶片W定向。作为非限制性示例，声波生成器140可以包括压电元件。
根据实施例，声波生成器140可以选择声波AW的频率。根据实施例，声波生成器140可以被配置为调整声波AW的频率。例如，由声波生成器140生成的声波AW的频率可以随着时间的推移而变化。根据实施例，声波AW的频率可以在大约20Hz至大约200MHz的范围内。
可以基于由声波AW引起的晶片W的振动节点的位置来执行由声波生成器140对声波AW的频率进行的调整。根据实施例，通过对声波AW的频率进行的调整，通过在第一时间转移到晶片W的声波AW的耦合在晶片W上形成的第一节点可以与通过在紧跟第一时间之后的第二时间转移到晶片W的声波AW的耦合在晶片W上形成的第二节点不同。根据实施例，通过由声波生成器140调整声波AW的频率，可以通过声波AW均匀地处理晶片W的整个表面。
声波生成器140可以被配置为同时生成具有两个或更多个不同频率的声波AW。
根据实施例，声波生成器140可以与旋涂机100的其他元件(例如，旋转驱动器111)同步。声波生成器140可以被配置为响应于例如旋转驱动器111的操作来生成声波AW以便具有适当的振幅和频率。
根据实施例，由声波生成器140生成的声波AW的频率可以与晶片W的本征频率基本上相同。在此，晶片W的本征频率可以取决于晶片W的物理参数，诸如包括粘性材料VM’的晶片W的形状(例如，直径和方向指示器，诸如凹口或D型切口)以及包括粘性材料VM’的晶片W的质量。
根据实施例，频率与晶片W的本征频率基本上相同的声波AW可以很好地耦合到晶片W，因此，晶片W的整个表面(排除节点)可以均匀地振动。
声波生成器140可以被配置为调整声波AW的振幅。
控制器150可以被配置为生成用于调整将由声波生成器140生成的声波AW的信号。控制器150可以被配置为生成用于调整声波AW的振幅或频率的信号。控制器150可以被配置为生成用于按设置顺序改变声波AW的振幅和频率或者生成声波AW以便包括两个或更多个频率分量的信号。
控制器150可以包括存储器和处理器中的至少一者，所述处理器被配置为处理存储在存储器中的命令或来自外部的控制信号。控制器150可以由硬件、固件、软件或它们的任意组合来实现。例如，控制器150可以包括计算装置，诸如工作站计算机、台式计算机、膝上型计算机或平板计算机。控制器150可以包括简单的控制器、复杂的处理器(诸如微处理器、中央处理器(CPU)或图形处理单元(GPU))、由软件、专用硬件或固件配置的处理器，并且这些处理器中的一者或更多者可以是包括在控制器中的处理器。控制器150可以由例如通用计算机或诸如数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的专用硬件来实现。在示例实施例中，控制器150可以包括处理器，该处理器可以执行功能或者具有关于控制器150描述的结构。例如，处理器可以由例如通用计算机或诸如数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的专用硬件来实现。
根据一些实施例，可以通过存储在由一个或更多个处理器可读取和可执行的机器可读介质中的命令来实现控制器150的操作。在此，机器可读介质可以包括被配置为以由机器(例如，计算装置)可读取的格式存储和/或发送信息的任意机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存器件、电、光、声或其他形式的无线电信号(例如，载波、红外信号或数字信号)以及其他随机信号。
为了用控制器150执行上述或下述操作，也可以配置固件、软件、例程和指令。在实施例中，存储器和处理器的前述和下列操作可以由计算装置、处理器、控制器或被配置为运行固件、软件、例程、指令等的另一装置来执行。
图3A和图3B是用于描述通过声波AW进行的处理的截面图。
参考图3A，晶片W可以包括高纵横比结构HAS。可以通过蚀刻金属材料、电介质材料和半导体材料中的任何一种来形成高纵横比结构HAS。当粘性材料VM’被涂布在高纵横比结构HAS上时，由于粘性材料VM’的表面张力，粘性材料VM’可能不被很好地引入到高纵横比结构HAS的凹进部分中。
在包括凹进部分的高纵横比结构HAS上涂布粘性材料VM’的工艺可以包括例如在具有用于自对准双重图案化(SADP)、自对准四重图案化(SAQP)和自对准反向图案化(SARP)的间隔物的晶片W(参见图1)上涂布SOH。
在包括凹进部分的高纵横比结构HAS上涂布粘性材料VM’的工艺的代表示例之一可以包括将SOD涂布到图案化电路上。在实施例中，SOD涂层可以覆盖图案化电路。
当粘性材料VM’未被很好地引入到高纵横比结构HAS的凹进部分中时，可能形成空隙v。空隙v可以导致粘性材料VM’到晶片W的不良粘合、在烘烤工艺期间发生放气、以及由于放气而发生颗粒污染。
参考图3A和图3B，可以使用声波AW来处理涂布有粘性材料VM’的晶片W以用粘性材料VM’填充空隙v。因此，可以去除空隙v，并且可以提高使用粘性材料VM’来处理晶片W的可靠性。
图4是用于描述在图1的操作P40中通过声波来处理晶片的流程图。
图5A至图5C是图示了通过操作P40的晶片W的状态的顶视图。在图5A至图5C和待在下面提及的图6A至图7中，省略了粘性材料VM’(参见图2D)，并且示出了仅晶片W和形成在晶片W上的节点。
参考图4和图5A，操作P40可以包括通过具有晶片W的第一本征频率的声波AW_1来处理晶片W使得在晶片W上形成第一节点cn1的操作P411。
具有第一本征频率的声波AW_1可以耦合到晶片W。被施加了声波AW_1的晶片W可以共振。第一节点cn1可以通过晶片W的共振形成。第一节点cn1可以具有源自晶片W的物理形状的对称性(例如，圆形对称性)。第一节点cn1可以具有圆形形状。第一节点cn1可以是与晶片W的中心间隔开第一半径r1的点的集合。
晶片W在第一节点cn1上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点处的振动的振幅可以远离第一节点cn1逐渐地增加。例如，在图5A的示例中，晶片W的中心处的振动的振幅可以是最大的。
第一节点cn1可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。例如，在图5A中，可以限定在第一节点cn1外部的振动区域和在第一节点cn1内部的振动区域。晶片W的振动状态可以是一种简正波。简正波不是作为声波AW_1的来源的声波生成器140(参见图2D)与作为声波AW_1的辐照(irradiation)的目标的晶片W之间的简正波，而是通过晶片W的共振在晶片W的表面上的形成的简正波。
参考图4和图5B，操作P40可以包括通过具有与晶片W的第一本征频率不同的第二本征频率的声波AW_2来处理晶片W使得在晶片W上形成第二节点cn2的操作P413。根据实施例，第二本征频率可以高于第一本征频率。
具有第二本征频率的声波AW_2可以耦合到晶片W。被施加了具有第二本征频率的声波AW_2的晶片W可以共振。第二节点cn2可以通过晶片W的共振形成。第二节点cn2可以具有源自晶片W的物理形状的对称性(例如，圆形对称性)。第二节点cn2可以具有圆形形状。第二节点cn2可以是与晶片W的中心间隔开第二半径r2的点的集合。具有第二本征频率的声波AW_2可以使得除了第二节点cn2之外还形成第一节点cn1。
晶片W在第一节点cn1和第二节点cn2上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点的振动的振幅可以远离第一节点cn1和第二节点cn2中的每一者逐渐地增加。
第一节点cn1和第二节点cn2可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。例如，在图5B中，可以限定在第一节点cn1外部的振动区域、在第一节点cn1与第二节点cn2之间的振动区域、以及在第二节点cn2内部的振动区域。
参考图4和图5C，操作P40可以包括通过具有与晶片W的第一本征频率和第二本征频率不同的第三本征频率的声波AW_3来处理晶片W使得在晶片W上形成第三节点cn3的操作P415。根据实施例，第三本征频率可以高于第二本征频率。
具有第三本征频率的声波AW_3可以耦合到晶片W。被施加了具有第三本征频率的声波AW_3的晶片W可以共振。第三节点cn3可以通过晶片W的共振形成。第三节点cn3可以具有与晶片W的物理形状相对应的对称性(例如，圆形对称性)。例如，在示例实施例中，晶片W可以具有圆形形状并且第三节点cn3可以具有圆形对称性。第三节点cn3可以具有圆形形状。在实施例中，第三节点cn3可以是与晶片W的中心间隔开第三半径r3的点的集合。具有第三本征频率的声波AW_3可以使得除了第三节点cn3之外还形成第一节点cn1和第二节点cn2。
晶片W在第一节点cn1、第二节点cn2和第三节点cn3上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点的振动的振幅可以远离第一节点cn1、第二节点cn2和第三节点cn3中的每一者逐渐地增加。
第一节点cn1、第二节点cn2和第三节点cn3可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。例如，在图5C中，可以限定在第一节点cn1外部的振动区域、在第一节点cn1与第二节点cn2之间的振动区域、在第二节点cn2与第三节点cn3之间的振动区域、以及在第三节点cn3内部的振动区域。
参考图5A至图5C，通过分别具有第一本征频率、第二本征频率和第三本征频率的声波AW_1、AW_2和AW_3的耦合的晶片共振状态被称为模式。可以基于节点的形状对模式进行分类。除了如上所述的圆形第一节点cn1、圆形第二节点cn2和圆形第三节点cn3之外，如在下面参考图6A至图6D描述的，还可以有在直径上形成节点的模式。也就是说，在一些示例实施例中可以有圆形节点，而在其他示例实施例中可以在晶片的部分或全部直径上有节点，但是实施例不限于此。
因此，为了将形成径向节点的模式与形成圆形节点的模式区别开，通过二维坐标来表示晶片W的模式。例如，通过具有第一本征频率的声波AW_1在其上形成有第一节点cn1的晶片W的共振状态被定义为(1,0)模式。另外，通过具有第二本征频率的声波AW_2在其上形成有第一节点cn1和第二节点cn2的晶片W的共振状态被定义为(2,0)模式。另外，通过具有第三本征频率的声波AW_3在其上形成有第一节点cn1、第二节点cn2和第三节点cn3的晶片W的共振状态被定义为(3,0)模式。
返回参考图1和图2D，通过声波AW来处理晶片W可以包括将晶片W的状态顺序地改变为(1,0)模式、(2,0)模式和(3,0)模式。因此，晶片W的整个表面可以均匀地振动，并且可以提高使用粘性材料VM’的工艺的可靠性。
上述第一本征频率至第三本征频率可以具有彼此离散的值。因此，对晶片W顺序地施加第一本征频率的声波AW_1(参见图5A)、第二本征频率的声波AW_2(参见图5B)和第三本征频率的声波AW_3(参见图5C)是离散地改变由声波生成器140生成的声波AW的频率，因此可以被称为频率步进。
图6A至图6D是图示了通过操作P40的晶片W的状态的顶视图。
参考图6A，可以通过具有与第一本征频率至第三本征频率中的每一者不同的第四本征频率的声波AW_4来处理晶片W。
具有第四本征频率的声波AW_4可以耦合到晶片W。被施加了具有第四本征频率的声波AW_4的晶片W可以共振。可以通过晶片W的共振来形成第一节点dn1。第一节点dn1可以具有与晶片W的物理形状相对应的对称性(例如，径向对称性)。例如，在示例实施例中，晶片W可以具有圆形形状并且第一节点dn1可以具有圆形对称性。第一节点dn1可以沿着晶片W的部分或全部直径。例如，第一节点dn1可以包括跨越晶片W的中心的直线上的点。
晶片W在第一节点dn1上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点的振动的振幅可以远离第一节点dn1逐渐地增加。第一节点dn1可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。由第一节点dn1分区的晶片W的部分可以具有大约180度的中心角度。
参考图6B，可以通过具有不同于第一本征频率至第四本征频率中的每一者的第五本征频率的声波AW_5来处理晶片W。
具有第五本征频率的声波AW_5可以耦合到晶片W。被施加了具有第五本征频率的声波AW_5的晶片W可以共振。可以通过晶片W的共振形成第二节点dn2。第二节点dn2可以具有源自晶片W的物理形状的对称性(例如，径向对称性)。每一个第二节点dn2可以是晶片W的直径。第二节点dn2可以基本上彼此垂直。例如，第二节点dn2可以包括跨越晶片W的中心的两条直线上的点。跨越晶片W的中心的两条直线可以是晶片的部分或全部直径。
晶片W在第二节点dn2上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点的振动的振幅可以远离每一个第二节点dn2逐渐地增加。第二节点dn2可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。由第二节点dn2分区的晶片W的部分可以具有大约90度的中心角度。
参考图6C，可以通过具有不同于第一本征频率至第五本征频率中的每一者的第六本征频率的声波AW_6来处理晶片W。
具有第六本征频率的声波AW_6可以耦合到晶片W。被施加了具有第六本征频率的声波AW_6的晶片W可以共振。可以通过晶片W的共振形成第三节点dn3。第三节点dn3可以具有源自晶片W的物理形状的对称性(例如，径向对称性)。每一个第三节点dn3可以是晶片W的直径。第三节点dn3之间的角度可以是大约60度。例如，第三节点dn3可以包括跨越晶片W的中心的三条直线上的点。
晶片W在第三节点dn3上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点的振动的振幅可以远离每一个第三节点dn3逐渐地增加。第三节点dn3可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。由第三节点dn3分区的晶片W的部分可以具有大约60度的中心角度。
参考图6D，可以通过具有不同于第一本征频率至第六本征频率中的每一者的第七本征频率的声波AW_7来处理晶片W。
具有第七本征频率的声波AW_7可以耦合到晶片W。被施加了具有第七本征频率的声波AW_7的晶片W可以共振。可以通过晶片W的共振形成第四节点dn4。第四节点dn4可以具有源自晶片W的物理形状的对称性(例如，径向对称性)。每一个第四节点dn4可以是晶片W的直径。第四节点dn4之间的角度可以是大约45度。
晶片W在第四节点dn4上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点的振动的振幅可以远离每一个第四节点dn4逐渐地增加。第四节点dn4可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。由第四节点dn4分区的晶片W的部分可以具有大约45的中心角度。
参考图6A至图6D，类似于在上面参考图5A至图5C做出的描述，可以通过坐标来表示节点的状态。例如，通过具有第四本征频率的声波AW_4在其上形成有第一节点dn1的晶片W的共振状态被定义为(0,1)模式。另外，通过具有第五本征频率的声波AW_5在其上形成有第二节点dn2的晶片W的共振状态被定义为(0,2)模式。另外，通过具有第六本征频率的声波AW_6在其上形成有第三节点dn3的晶片W的共振状态被定义为(0,3)模式。另外，通过具有第七本征频率的声波AW_7在其上形成有第四节点dn4的晶片W的共振状态被定义为(0,4)模式。
图7是用于描述通过操作P40的晶片W的状态的顶视图。
参考图7，可以通过具有不同于第一本征频率至第七本征频率中的每一者的第八本征频率的声波AW_8来处理晶片W。
具有第八本征频率的声波AW_8可以耦合到晶片W。被施加了具有第八本征频率的声波AW_8的晶片W可以共振。可以通过晶片W的共振形成第一节点cn1、第二节点cn2、第三节点cn3和第二节点dn2。第一节点cn1、第二节点cn2、第三节点cn3和第二节点dn2可以具有源自晶片W的物理形状的对称性(例如，圆形对称性或径向对称性)。
晶片W在第一节点cn1、第二节点cn2、第三节点cn3和第二节点dn2上的点可能基本上没有振动。晶片W的每个点的振动的振幅可以远离第一节点cn1、第二节点cn2、第三节点cn3和第二节点dn2逐渐地增加。第一节点cn1、第二节点cn2、第三节点cn3和第二节点dn2可以对晶片W进行分区以在晶片W上限定振动区域。
在本示例实施例中，可以通过对晶片W施加具有第三本征频率的声波AW_3(参见图5C)和具有第五本征频率的声波AW_5(参见图6B)两者来在晶片W上形成第一节点cn1、第二节点cn2、第三节点cn3和第二节点dn2。
根据实施例，可以将形成了第一节点cn1、第二节点cn2、第三节点cn3和第二节点dn2的共振状态定义为(3,2)模式。
尽管已经参考图4至图5C描述了将晶片W顺序地切换到(1,0)模式、(2,0)模式和(3,0)模式的频率步进，但是本领域的普通技术人员能够基于本文做出的描述容易地理解在晶片W上产生不同节点的随机不同的模式之间的频率步进。
图8是用于描述根据实施例的制造半导体器件的方法的流程图。
图9A和图9B是图示了晶片W的状态的顶视图。图9A和图9B示出了晶片W和提供到晶片W上的粘性材料VM两者。
参考图8，操作P10和P20与参考图1至图2B描述的基本上相同，因此，在此省略对它们的重复描述。
参考图8和图9A，在操作P51中，可以通过声波AWa来处理提供有粘性材料VM的晶片W。声波AWa的频率可以与包括晶片W和粘性材料VM的结构的本征频率基本上相同。
声波AWa可以在晶片W上形成第一节点cna。晶片W在第一节点cna上的点可以基本上不振动。晶片W上的每个点的振幅可以远离第一节点cna逐渐地增加。第一节点cna可以是与晶片W的中心间隔开第一半径ra的点的集合。
参考图8和图9B，在操作P30中，可以去除边缘珠EB(参见图2B)。因此，可以曝光晶片W的与排除宽度EW相对应的一部分。边缘珠EB(参见图2B)的去除与参考图1、图2B和图2C做出的描述基本上相同。
此后，在操作P53中，可以通过声波AWb来处理边缘珠EB已经被去除的晶片W。声波AWb的频率可以与包括晶片W和粘性材料VM’的结构的本征频率基本上相同。
声波AWb可以在晶片W上形成第二节点cnb。晶片W在第二节点cnb上的点可能基本上没有振动。晶片W上的每个点的振幅可以远离第二节点cnb逐渐地增加。第二节点cnb可以是与晶片W的中心间隔开第二半径rb的点的集合。
参考图9A和图9B，第一半径ra可以与第二半径rb不同。尽管图9A和图9B作为非限制性示例实施例示出了第一半径ra大于第二半径rb，但是第二半径rb可以大于第一半径ra。根据实施例，第一节点cna可以与第二节点cnb不同，并且由第一节点cna和第二节点cnb限定的振动区域的交叠可以设置在晶片W的表面上。在实施例中，第一节点cna和第二节点cnb可以覆盖晶片W的表面。在实施例中，第一节点cna和第二节点cnb可以覆盖晶片W的整个表面。此外，如果第一半径ra大于由排除宽度EW确定的粘性材料VM’的半径，则声波AWa可以被施加到形成在晶片W上的粘性材料VM’的整个表面上，因此，可以提高对晶片W的处理的可靠性。
根据实施例，可以基于晶片W的响应于边缘珠EB(参见图2B)的去除的物理变化来在晶片W上实现包括不同本征频率和半径的第一节点cna和第二节点cnb的(1,0)模式。因此，可以通过执行频率步进仅一次来实现覆盖晶片W的整个表面的振动。
图10是用于描述根据实施例的通过声波来处理晶片的流程图。
参考图2B和图10，对晶片W的处理可以包括在操作P421中将声波AW耦合到晶片W以在晶片W上形成径向节点。
对晶片W的处理可以包括在操作P423中将声波AW耦合到晶片W以在晶片W上形成圆形节点。
在操作P421和操作P423中，声波AW可以分别具有不同的频率。根据实施例，晶片W可以处于在操作P421中形成径向节点的模式和在操作P423中形成圆形节点的模式。因此，通过执行频率步进仅一次，可以通过排除圆形节点和径向节点交叠的一部分来对晶片W的大部分区域施加振动。
图11是用于描述根据实施例的通过声波来处理晶片的流程图。
参考图2D和图11，通过声波AW来处理晶片W可以包括：在操作P431中将声波AW耦合到晶片W以在晶片W上形成径向节点；在操作P433中使晶片W旋转；以及在操作P435中将声波AW耦合到晶片W以在晶片W上形成径向节点。
根据实施例，在操作P431和P435中，声波AW的频率可以是基本上彼此相同的。根据实施例，通过在操作P433中使晶片W旋转，在操作P431中形成的径向节点在晶片W上的位置可以与在操作P435中形成的径向节点在晶片W上的位置不同。例如，如果在操作P433中晶片W的旋转角度是90度，则在操作P431中形成的径向节点可以与在操作P435中形成的径向节点基本上垂直。
根据实施例，晶片W的排除晶片W的中心部分的整个表面可以通过重复地施加声波AW以在晶片W上形成径向节点并且在施加之间使晶片W旋转一致地振动。
图12是用于描述根据实施例的通过声波来处理晶片的流程图。
参考图5A、图5B和图12，对晶片W的处理可以包括在操作P440中将第一本征频率的声波AW_1和第二本征频率的声波AW_2耦合到晶片W。根据实施例，可以将第一本征频率的声波AW_1和第二本征频率的声波AW_2同时地施加到晶片W。
根据实施例，晶片W可以处于图5A的振动和图5B的振动交叠的状态。当将第一本征频率的声波AW_1和第二本征频率的声波AW_2同时地施加到晶片W时，作为公共节点的第一节点cn1可以被维持，而第二节点cn2可以未被维持。另外，遍及晶片W的整个表面的振幅可以在第二节点cn2附近是相对小的。
根据实施例，可以通过在晶片W上使不同频率的声波AW_1和AW_2在时间上和在空间上交叠来在晶片W的表面上实现依照位置的振幅变化。因此，相对大振幅的振动可以被施加到易受粘性材料VM’(参见图2D)的阶梯覆盖范围影响的一部分，并且可以提高粘性材料VM’(参见图2D)的涂布的可靠性。根据实施例，将声波AW_1和AW_2同时地施加到晶片W上以在晶片W的表面上实现依照位置的振幅变化可以进一步包括调整第一本征频率的声波AW_1和第二本征频率的声波AW_2中的任何一者的相位。
图13是用于描述根据实施例的光刻系统1000的框图。
参考图13，光刻系统1000可以包括晶片装载机600、晶片处理设备WP、转移系统700和曝光系统800。尽管在图13中未示出，但是光刻系统1000还可以包括监测控制系统，该监测控制系统被配置为控制包括在光刻系统1000中的每一个部件和整个工艺并监测工艺的结果。光刻系统1000可以在晶片W上涂布粘性材料VM’(参见图2D)并且基于粘性材料VM’(参见图2D)来执行工艺(例如，光刻工艺或蚀刻工艺)。
晶片装载机600可以包括多个装载口(load port)610、分度机器人(index robot)620、转移轨道630和缓冲器640。多个装载口610可以将晶片W容纳在其中。分度机器人620可以沿着转移轨道630移动。分度机器人620可以将容纳在多个装载口610中的晶片W转移到缓冲器640。
晶片处理设备WP可以包括被配置为对晶片W执行一系列工艺的多个装置。晶片处理设备WP可以包括多个旋涂机100、多个声波处理机200、多个显影机300、多个烘烤单元400、转移机器人510和转移轨道520。
为了绘图的方便，尽管图13示出了包括在晶片处理设备WP中的多个部件彼此水平地间隔开，但是相同部件可以形成堆叠结构(例如，多个烘烤单元400堆叠在彼此上)，或者不同部件可以形成堆叠结构(例如，多个声波处理机200堆叠在多个旋涂机100上)。
转移机器人510可以沿着转移轨道520移动并将晶片W从缓冲器640转移到多个旋涂机100、多个声波处理机200、多个显影机300和多个烘烤单元400中的至少任何一者。转移机器人510可以在多个旋涂机100、多个声波处理机200、多个显影机300和多个烘烤单元400之间转移晶片W。转移机器人510可以向转移系统700转移已经对其执行了一系列曝光工艺的晶片W。
多个旋涂机100可以与参考图2A至图2D描述的基本上相同。多个旋涂机100可以涂布粘性材料VM(参见图2B)并且去除边缘珠EB(参见图2B)。多个旋涂机100可以在粘性材料VM’(参见图2D)上进一步涂布光刻胶。然而，实施例不限于此，并且可以分别由不同的装置来执行旋涂工艺和边缘珠去除(EBR)工艺。或者，可以从多个旋涂机100中省略声波生成器140和控制器150，并且可以通过下述多个声波处理机200来处理晶片W。
多个声波处理机200可以通过使用声波来处理形成在晶片W上的粘性材料VM’(参见图2D)。可以通过参考图3A至图12描述的方法来执行由多个声波处理机200进行的声波处理。多个声波处理机200通常类似于图2A的旋涂机100，但是可以不包括第一分配器120和第二分配器130。
晶片处理设备WP还可以包括检查装置，该检查装置被配置为在去除边缘珠EB(参见图2B)之后检查晶片W上的粘性材料VM’(参见图2C)的轮廓。晶片处理设备WP还可以包括多个边缘清洁单元，该多个边缘清洁单元被配置为基于轮廓的检查结果来对粘性材料VM’(参见图2C)执行激光清洁。
多个显影机300可以对在上面已经完成曝光工艺的衬底执行显影工艺。显影工艺是为了去除粘性材料(例如，硬掩模)上的光刻胶的曝光部分或非曝光部分。显影工艺可以包括在晶片W上喷射显影液，然后使晶片W自旋以在晶片W的整个表面上均匀地涂布显影液，或者将晶片W浸在显影液中持续一定时间。可以通过显影工艺来去除光刻胶的曝光部分(或非曝光部分)。为了在显影工艺之后去除污染颗粒，可以进一步执行使用去离子水等的清洁工艺。
多个烘烤单元400可以执行使衬底退火的烘烤工艺。多个烘烤单元400中的每一者可以包括烘烤板和冷却板。烘烤板可以在特定温度下将晶片W加热特定时间，而冷却板可以使在烘烤板上加热的晶片W冷却到适当的温度。
多个烘烤单元400可以执行软烘烤、曝光后烘烤(PEB)和硬烘烤中的一者或更多者。软烘烤也可以被称为预烘烤并且可以是去除在光刻胶上剩下的有机溶剂并且加强光刻胶与晶片之间的附着力的工艺。可以在相对低的温度下执行软烘烤工艺。
PEB是通过在曝光期间形成的简正波根据光的强度的非均匀性来使在光刻胶层的表面上形成的不平整变平的工艺。PEB可以使包括在光刻胶层中的光活性化合物(PAC)活化，因此，可以减小在光刻胶层上形成的不平整。
硬烘烤可以是在曝光工艺和显影工艺之后使光刻胶硬化以提高对蚀刻的耐久性并且提高光刻胶对晶片W(或底层)的粘合力的工艺。可以在比软烘烤工艺相对更高的温度下执行硬烘烤工艺。
转移系统700可以包括其中存储了由曝光系统800曝光之前和之后的晶片W的缓冲器。转移系统700可以向曝光系统800转移已经对其执行了一系列曝光工艺(例如，旋涂、EBR和软烘烤)的晶片W，并且将曝光完成的晶片W转移到晶片处理设备WP。
曝光系统800可以对晶片W执行曝光工艺。曝光系统800可以执行极紫外(EUV)曝光或深紫外(DUV)曝光。曝光系统800可以包括控制单元、测量站和曝光站。
控制单元可以包括用于执行与曝光系统800的操作相关的期望计算的信号和数据处理能力。测量站可以在执行曝光之前对晶片W执行测量。测量站可以绘制晶片W的表面高度并且测量晶片W上的对准标记的位置。对准标记可以具有例如框中框结构或衍射光栅结构。
曝光站可以包括投影系统。投影系统可以对用于曝光的光执行调节和聚焦。投影系统可以是包括折射型、反射型、反折射型、磁型、电磁型、静电光学型或它们的组合的随机型的。
在上面安装了诸如EUV/DUV掩模的曝光掩模的工作台可以位于曝光站中。EUV/DUV束可以由投影系统聚焦在曝光掩模上。曝光掩模可以是透射型掩模和反射型掩模中的任何一者，并且在曝光掩模上使光图案化可以实现提供有涂层(例如，光刻胶层)的晶片W。因此，形成在曝光掩模上的图案可以被转移到形成在晶片W上的光刻胶层。
从曝光系统800卸载的晶片W可以被重新装载以供在曝光系统800中进行额外曝光或者由多个显影机300等图案化。
虽然已经具体地示出和描述了示例实施例的各方面，但是应理解，在不背离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
向晶片提供粘性溶液；
使所述晶片自旋以用所述粘性溶液涂布所述晶片的至少一部分；以及
通过使用声波来处理涂布有所述粘性溶液的所述晶片，
其中，所述声波的频率和涂布有所述粘性溶液的所述晶片的本征频率是相同的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用声波来处理涂布有所述粘性溶液的所述晶片包括：去除在所述粘性溶液与所述晶片之间形成的空隙。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用声波来处理涂布有所述粘性溶液的所述晶片包括：
通过使用第一本征频率的第一声波来处理所述晶片以在所述晶片上形成第一节点；以及
通过使用第二本征频率的第二声波来处理所述晶片以在所述晶片上形成与所述第一节点不同的第二节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一节点和所述第二节点中的每一者均具有圆形对称性。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一节点和所述第二节点中的每一者均具有径向对称性。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一节点具有圆形对称性，并且所述第二节点具有径向对称性。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，通过使用声波来处理涂布有所述粘性溶液的所述晶片还包括：
通过使用所述第二本征频率的第二声波来进一步处理所述晶片以在所述晶片上形成所述第一节点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一节点具有圆形对称性，并且所述第二节点具有径向对称性。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一节点具有圆形对称性，并且所述第二节点具有圆形对称性。
10.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
向晶片提供粘性溶液；
使所述晶片自旋以用所述粘性溶液涂布所述晶片的至少一部分；
从所述晶片的边缘去除边缘珠；以及
通过对涂布有所述粘性溶液的所述晶片施加第一本征频率的第一声波，在所述晶片上形成具有第一半径的圆形第一节点。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括，在去除所述边缘珠之前，通过对涂布有所述粘性溶液的所述晶片施加第二本征频率的第二声波，在所述晶片上形成具有第二半径的圆形第二节点。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，
通过使用所述第一声波仅形成所述第一节点，并且
通过使用所述第二声波仅形成所述第二节点。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一半径与所述第二半径不同。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二节点形成在所述边缘珠已被去除的所述晶片的一部分上。
15.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
对旋涂有粘性溶液的晶片施加第一本征频率的第一声波，使得在所述晶片上形成第一节点的简正波；以及
对旋涂有所述粘性溶液的所述晶片施加第二本征频率的第二声波，使得在所述晶片上形成第二节点的简正波，所述第二声波的频率与所述第一声波的频率不同，所述第二节点的简正波与所述第一节点的简正波不同。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一节点和所述第二节点中的每一者均具有圆形对称性。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一节点和所述第二节点中的每一者均具有径向对称性。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一节点具有圆形对称性，并且所述第二节点具有径向对称性。
19.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括，在将所述第一声波施加到所述晶片之后，使所述晶片旋转。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一节点和所述第二节点的形状是相同的，并且
其中，所述第一节点和所述第二节点形成在所述晶片的不同部分上。
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