TW201919142A - 處理腔室、半導體製造設備以及其校正方法 - Google Patents

Abstract

一種半導體製造設備，包含一處理腔室、一影像擷取裝置以及一控制裝置。處理腔室包含有一承載台以及一校正器。承載台是用以承載一半導體元件。校正器是連接於承載台，其中校正器具有複數個指標。影像擷取裝置是用以擷取關於半導體元件以及校正器之一影像，以產生一影像訊號。控制裝置是用以根據些指標以及影像訊號，決定半導體元件之中心是否對位於承載台之中心，並且當半導體元件之中心偏離承載台之中心時，控制裝置決定半導體元件與承載台之間的一偏移位移。

Description

處理腔室、半導體製造設備以及其校正方法

本發明係關於一種半導體製造設備，特別係關於一種利用校正治具來協助晶圓定位的半導體製造設備與校正方法。

近年來，半導體積體電路(semiconductor integrated circuits)經歷了指數級的成長。在積體電路材料以及設計上的技術進步下，產生了多個世代的積體電路，其中每一世代較前一世代具有更小更複雜的電路。在積體電路發展的過程中，當幾何尺寸(亦即，製程中所能產出的最小元件或者線)縮小時，功能密度(亦即，每一晶片區域所具有的互連裝置的數目)通常會增加。一般而言，此種尺寸縮小的製程可以提供增加生產效率以及降低製造成本的好處，然而，此種尺寸縮小的製程亦會增加製造與生產積體電路的複雜度。

積體電路，是藉由一系列的半導體製造機台(簡稱為製造機台)處理晶圓而產出。每個製造機台通常是依據一預先定義或預先決定的製程程式(process recipe)，在晶圓上執行一積體電路製造工作(又稱為一製造流程(manufacturing process)或製程)，其中上述製程程式界定上述製程的各種參 數。積體電路製造通常使用需要多個在生產上和支援上相關的製造機台來完成多道製程，例如化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)製程、一物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)製程、一蝕刻製程(etching)或離子化金屬電漿製程(Ionized Metal Plasma，IMP)等等。在這些製程中，例如物理氣相沉積製程，半導體晶圓是否與承載台確實定位會影響需要產生的薄膜的品質，當半導體晶圓與承載台產生偏移時，PVD製程產生的薄膜便會有缺陷(defect)，例如是薄膜厚度不均或是在特定位置的薄膜過厚等缺陷。

當發現晶圓上的薄膜產生缺陷時，造成缺陷的原因包含有定位誤差的可能。為了排除定位上的誤差，一般來說需要對半導體製造機台進行定位校正。定位校正可以是在發現缺陷時或是半導體製造機台定期保養時進行。

雖然現有的半導體製造機台已經足以達成定位校正的目的，但這些系統及校正方法仍不能在各方面令人滿意。

本發明實施例提供一種處理腔室，包含一承載台以及一校正器。承載台是用以承載一半導體元件，且校正器是安裝於承載台，並且校正器具有複數個指標。半導體元件之一表面是設置於承載台與校正器上，並且指標是用以指示出半導體元件與承載台之間的一偏移位移。

本發明實施例提供一種半導體製造設備，包含一處理腔室、一影像擷取裝置以及一控制裝置。處理腔室包含有一承載台以及一校正器。承載台是用以承載一半導體元件。校 正器是連接於承載台，其中校正器具有複數個指標。影像擷取裝置是用以擷取關於半導體元件以及校正器之一影像以產生一影像訊號。控制裝置是用以根據些指標以及影像訊號，決定半導體元件之中心是否對位於承載台之中心，並且當半導體元件之中心偏離承載台之中心時，控制裝置決定半導體元件與承載台之間的一偏移位移。

本發明實施例另提供一種半導體製造設備的校正方法，包含：運送一半導體元件至一承載台上，其中承載台上設置有一校正器，且校正器具有複數個指標；擷取關於半導體元件與校正器之一影像並對應地產生一影像訊號；根據指標以及影像訊號決定半導體元件之中心是否對位於承載台之中心；以及當半導體元件之中心偏離承載台之中心時，決定半導體元件與承載台之間的一偏移位移。

100‧‧‧半導體製造設備

102‧‧‧第一移送腔室

103‧‧‧第一機械手臂

104‧‧‧第二移送腔室

105‧‧‧第二機械手臂

106‧‧‧中間裝載閘腔室

108‧‧‧中間裝載閘腔室

110‧‧‧裝載閘腔室

112‧‧‧裝載閘腔室

114、116、118、120、122‧‧‧處理腔室

1141‧‧‧殼體

1142‧‧‧承載台

1142C‧‧‧卡合槽

1142S‧‧‧承載面

1143‧‧‧補強板

1144‧‧‧電源

1145‧‧‧氣體入口

1146‧‧‧氣體出口

124、126、128、130‧‧‧處理腔室

150‧‧‧控制裝置

152‧‧‧處理器

154‧‧‧儲存電路

160‧‧‧影像擷取裝置

170‧‧‧標靶材料

180‧‧‧遮罩

200‧‧‧半導體元件

300‧‧‧校正器

301‧‧‧指標

301A、301B、301C‧‧‧標示組

302‧‧‧凸出結構

303‧‧‧指標

A1、A2、A3‧‧‧區域

Ad‧‧‧夾角

AT‧‧‧原子

BR1、BR2、BR3、BR4‧‧‧標示條

C‧‧‧中心

d‧‧‧固定間隔

Dm‧‧‧間隔距離

Ds‧‧‧直徑

Dt‧‧‧外徑

Dw‧‧‧直徑

P11、P12、P13‧‧‧標示點

P21、P22、P23、P24‧‧‧標示點

P31、P32、P33‧‧‧標示點

S100、S102、S104、S106、S108、S110、S112‧‧‧操作

第1圖為本發明一些實施例之一半導體製造設備之上視示意圖。

第2圖為本發明一些實施例之一處理腔室之示意圖。

第3圖為本發明實施例之承載台與一校正器之上視圖。

第4A圖為本發明實施例之半導體元件設置於承載台上之上視圖。

第4B圖為本發明實施例中第4A圖中區域之放大示意圖。

第5圖為本發明實施例中第4A圖之側視圖。

第6A圖為本發明實施例的第4A圖中之半導體元件朝Y方 向偏移之示意圖。

第6B圖為本發明實施例的第6A圖中區域之放大示意圖。

第7A圖為本發明實施例中第4A圖中之半導體元件朝X方向偏移之示意圖。

第7B圖為本發明實施例中第7A圖中區域之放大示意圖。

第8A圖為本發明實施例中的第4A圖中之半導體元件相對於X軸朝右上45度偏移之示意圖。

第8B圖為本發明實施例中第8A圖中區域之放大示意圖。

第9圖為本發明另一實施例中之校正器與半導體元件之部分示意圖。

第10圖為本發明實施例中之半導體元件朝Y軸方向偏移之示意圖。

第11圖為本發明實施例中之半導體製造設備的校正方法的流程圖。

以下揭露之實施方式或實施例是用於說明或完成本發明之多種不同技術特徵，所描述之元件及配置方式的特定實施例是用於簡化說明本發明，使揭露得以更透徹且完整，以將本揭露之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技術者。當然，本揭露也可以許多不同形式實施，而不局限於以下所述之實施例。

在下文中所使用的空間相關用詞，例如“在...下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，是為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵 之間的關係。除了在圖式中繪示的方位之外，這些空間相關用詞也意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。例如，裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，而在此所使用的空間相關用詞也可依此相同解釋。此外，若實施例中敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的情況，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使得上述第一特徵與第二特徵未直接接觸的情況。

以下不同實施例中可能重複使用相同的元件標號及/或文字，這些重複是為了簡化與清晰的目的，而非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。另外，在圖式中，結構的形狀或厚度可能擴大，以簡化或便於標示。必須了解的是，未特別圖示或描述之元件可以本領域技術人士所熟知之各種形式存在。

請參考第1圖，第1圖為本發明一些實施例之一半導體製造設備100之上視示意圖。半導體製造設備100是可用以執行一半導體製造流程(簡稱為製程)。根據本發明一些實施例，半導體製造設備100可以為一化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)機台、一物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)機台、一蝕刻(etching)機台、一熱氧化(thermal oxidation)機台、一離子佈植(ion implantation)機台、一化學機械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)機台、一快速升溫退火(rapid thermal annealing，RTA)機台、一微影(photolithography)機台、一擴散(diffusion)機台、或者其他半 導體製造機台。

如第1圖所示，半導體製造設備100可包含兩個裝載閘腔室(loading chamber)110與112、一第一移送腔室(transfer chamber)102、一第二移送腔室104、兩個中間裝載閘腔室(central loading chamber)106與108、九個處理腔室(process chamber)114、116、118、120、122、124、126、128與130、一控制裝置150以及一影像擷取裝置160。其中，裝載閘腔室110、112是用以傳送一半導體元件(例如一半導體晶圓)進入及退出半導體製造設備100。如第1圖所圖示，裝載閘腔室110、112是連接於第二移送腔室104。控制裝置150可控制裝載閘腔室110、112以及第二移送腔室104選擇性地進行排空操作至真空壓力或至接近真空壓力，以使裝載閘腔室110、112以及第二移送腔室104之至少其中一者配置為一真空腔室，或者將裝載閘腔室110、112以及第二移送腔室104之至少其中一者之壓力改變至環境室壓力或接近環境室壓力，以促進半導體元件進入及退出半導體製造設備100。

第二移送腔室104可連接於複數個處理腔室，舉例而言，如第1圖中所示，第二移送腔室104是連接於處理腔室124、126、128、130，但連接於第二移送腔室104之處理腔室的數目不限於此實施例。每一處理腔室124、126、128及130之每一者可經配置以執行特定半導體元件處理，例如原子層沈積(ALD)、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、蝕刻、預清洗、脫氣、退火、定向或其他半導體元件製程，但不限於此。

第二移送腔室104可包含有一第二機械手臂105， 第二機械手臂105可將半導體元件由裝載閘腔室110、112移送至處理腔室124、126、128與130，且可由處理腔室124、126、128與130再將半導體元件移送至中間裝載閘腔室106、108。類似地，第一移送腔室102可包含一第一機械手臂103，第一機械手臂103可將半導體元件由中間裝載閘腔室106、108移送至處理腔室114、116、118、120與122，也可由處理腔室114、116、118、120與122將半導體元件移送至中間裝載閘腔室106、108。第一機械手臂103以及第二機械手臂105是包含於本發明實施例中之驅動機構。

第一移送腔室102可連接於複數個處理腔室，舉例而言，如第1圖中所示，第一移送腔室102是連接於處理腔室114、116、118、120以及122，但連接於第一移送腔室102之處理腔室的數目不限於此實施例。類似於處理腔室124、126、128及130，處理腔室114、116、118、120以及122之每一者可經配置以執行特定半導體元件處理操作，例如原子層沈積(ALD)、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、蝕刻、預清洗、脫氣、退火、定向或其他半導體元件製程，但不限於此。

控制裝置150是可配置以控制半導體製造設備100之操作及/或半導體製造設備100中個別元件的操作。如第1圖所示，控制裝置150可包含一處理器152以及一儲存電路154。儲存電路154可為一隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、可抹除可規化唯讀記憶體(EPROM)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、暫存器、硬碟、可攜式硬碟、光碟唯讀記憶體(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或在此領域習之技術中任何其它電腦可讀取之儲存媒體格式。其中，儲存電路154可儲存有用以控制各個腔室之製程的程式以及相關資料。

再者，第一移送腔室102與處理腔室114、116、118、120、122之間皆可分別設置有一閘門(圖中未表示)，並且第二移送腔室104與處理腔室124、126、128與130之間皆可分別設置有一閘門(圖中未表示)。控制裝置150可控制各個閘門開啟或關閉，藉以調整各個處理腔室、第一移送腔室102與第二移送腔室104內的壓力狀態。舉例而言，控制裝置150可控制第一移送腔室102維持在真空狀態，控制第一移送腔室102與處理腔室114之間的閘門關閉，並控制處理腔室114的壓力為大氣壓力。意即，控制裝置150可單獨或共同控制各個處理腔室、第一移送腔室102與第二移送腔室104內的壓力狀態。

影像擷取裝置160可為一照相裝置或一錄影裝置，電性連接於控制裝置150，並且影像擷取裝置160是配置以擷取該些處理腔室內的影像並產生一影像訊號，並將所述影像訊號傳送給控制裝置150。半導體製造設備100可包含一或多個影像擷取裝置160，舉例而言，半導體製造設備100包含與該些處理腔室相同數量之影像擷取裝置160，分別設置於該些處理腔室，用以監控並擷取該些處理腔室內之影像。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例之一處理腔室114之示意圖。於此實施例中，處理腔室114是用以進行物理 氣相沈積製程，但不限於此。其中，如第2圖所示，處理腔室114內具有一殼體1141、一承載台1142、一標靶材料170、一補強板1143(bucking plate)、一電源1144以及一半導體元件200。殼體1141具有一氣體入口1145以及一氣體出口1146，氣體入口1145是用以導入所需的氣體至殼體1141內，而氣體出口1146是用以將殼體1141內的氣體排出以使殼體1141內形成真空狀態。

如第2圖所示，半導體元件200(例如晶圓)是設置在承載台1142上，而標靶材料170是設置於補強板1143上。電源1144是電性連接於補強板1143與承載台1142，其中電源1144的正極是施加於承載台1142，而電源1144的負極是施加於補強板1143。首先，控制裝置150可控制殼體1141內的氣體由氣體出口1146排出，使得殼體1141內形成低壓狀態或真空狀態。接著，導入氣體(例如氬氣)並激發成氬離子(Ar+)後，氬離子受到電源1144所產生的電場的驅動而衝撞標靶材料170。當標靶材料170受到氬離子衝撞後，標靶材料170中的原子AT會被撞出並附著於半導體元件200上(如第2圖中箭頭所示)，藉以於半導體元件200上形成一薄膜。其中，標靶材料170可為鈷(Co)、鋁(Al)、鈦(Ti)等材料，但不限於此。

值得注意的是，為了避免標靶材料170的原子AT附著於承載台1142上而增加清潔的困難，承載台1142上可套設有一遮罩180，用以遮蔽承載台1142。

接著請再參考第1圖，一般而言，當半導體製造設備100進行各種製程時，例如要將半導體元件200放置於處理腔室114、116、118、120、122時，處理腔室114、116、118、120、 122以及第一移送腔室102可進行排氣以形成真空狀態。但將該些處理腔室、第一移送腔室102或第二移送腔室104轉換為真空狀態必須要耗費大量的時間，例如需要8至12個小時才能達到所需的真空狀態。另外，半導體製造設備100的處理腔室114、116、118、120、122以及第一移送腔室102進行多次製程後，處理腔室(例如處理腔室114)內的承載台1142或者第一機械手臂103可能會因為其內部機械元件多次使用而產生的誤差，使得當第一機械手臂103將半導體元件200移送至承載台1142上時，半導體元件200無法準確地定位於承載台1142(例如半導體元件200的中心偏離承載台1142的中心)。當半導體元件200無法準確地定位於承載台1142時，前述利用氬氣與標靶材料170於半導體元件200上的薄膜就可能會產生沈積不良與厚度不均勻等缺陷(defect)，進而影響後續其餘半導體製程的良率。

因此，為了避免前述定位偏移造成薄膜的缺陷的問題產生，半導體製造設備100一般會進行校正程序。進行校正程序的時間點可以在半導體製造設備100的預防性保養時，或者是在發現某一處理腔室中處理的半導體元件200有缺陷時。在某些實施例的校正程序是利用一對位治具來協助機械手臂(如第一機械手臂103)與承載台1142來進行對位校正。

請參考第3圖，第3圖為本發明一實施例之承載台1142與一校正器300之上視圖。本發明一實施例中提供一校正器300，安裝於承載台1142上，以改善校正程序所需的時間。要注意的是，校正器300也可安裝於其餘處理腔室中的承載 台，不限於此實施例。於此實施例中，校正器300的安裝位置與第2圖中之遮罩180位置相同，當要進行校正程序時，便可將遮罩180替換為校正器300。具體而言，校正器300可為耐熱之材質製成，例如但不限於塑鋼材質，並且校正器300上可具有複數個指標301。其中，相鄰的兩個指標與承載台1142之中心所夾的角度皆相同。如第3圖所示，校正器300大致上具有一圓形(或環狀)結構，並且校正器300具有8個指標301。其中，校正器300與承載台1142具有一中心C，並且相鄰的兩個指標301與中心C的連線可形成有一夾角Ad。於此實施例中，夾角Ad實質上為45度。另外，值得注意的是，相反的兩個指標301(例如第3圖中最上方與最下方的指標)之間可具有一間隔距離Dm，並且此兩個相反的指標301與中心C的連線形成的夾角Ad為180度。

要注意的是，指標301的數目與夾角Ad的大小不限於此實施例。舉例來說，於某些實施例中，校正器300可包含六個指標301，並且夾角Ad實質上為60度。於某些實施例中，校正器300可包含十二個指標301，並且夾角Ad實質上為30度。

再者，承載台1142形成有複數個卡合槽1142C，並且校正器300具有對應於該些卡合槽1142C之複數個凸出結構302，該些凸出結構302是配置以卡合於該些卡合槽1142C，以使校正器300安裝於承載台1142。值得注意的是，承載台1142與校正器300的形狀不限於此實施例，只要能夠對應地安裝於承載台1142之校正器300皆符合本發明實施例之範疇。

請參考第4A圖、第4B圖與第5圖，第4A圖為本發 明一些實施例之半導體元件200設置於承載台1142上之上視圖，第4B圖為本發明一些實施例中的第4A圖中區域A1之放大示意圖，第5圖為本發明一些實施例中的第4A圖之側視圖。於第4A圖中，半導體元件200是完全對位於承載台1142(例如半導體元件200的中心對位於承載台1142之中心C)。其中，校正器300具有一外徑Dt，半導體元件200具有一直徑Dw，直徑Dw實質上是相等於前述相對的兩個指標301之間的間隔距離Dm，並且外徑Dt是大於直徑Dw。

如第4B圖所示，指標301可具有複數個標示組，並且每一標示組具有複數個標示點。於此實施例中，指標301包含三個標示組301A、301B與301C，標示組301A具有三個標示點P11、P12與P13，標示組301B具有四個標示點P21、P22、P23與P24，標示組301C具有三個標示點P31、P32與P33。其中，同一標示組內相鄰之兩個標示點之間可具有一固定間隔d。舉例而言，標示點P11與標示點P12、標示點P12與標示點P13、標示點21與標示點P22之間以及標示點P32與標示點P33之間皆具有固定間隔d。在某些實施例中，間隔距離可為1mm，但不限於此。

當半導體元件200之中心如第4A圖所示對位於承載台1142之中心C時，校正器300上所有指標301內最靠近半導體元件200之該些標示點由垂直於半導體元件200之方向(Z軸方向)觀看時是對齊於半導體元件200之邊緣。意即如第4B圖所示，標示點P11、P21以及P31會對齊於半導體元件200之邊緣。於此實施例中，每一標示點可以由一發光二極體實現，但 不限於此實施方式。舉例而言，每一標示點也可由耐熱之塗料實現。

值得注意的是，當機械手臂(例如第二機械手臂105)將半導體元件200移送至處理腔室114內時，影像擷取裝置160可擷取一影像如第4A圖所示，並將所述影像轉換為一影像訊號。接著，控制裝置150之處理器152便可根據所述影像訊號以及指標301來判斷半導體元件200是否產生偏移。由於第4A圖中半導體元件200是完全對位於承載台1142，因此控制裝置150會根據影像訊號得知所有指標301中最靠近半導體元件200的標示點皆對齊於半導體元件200的邊緣。意即控制裝置150可以判斷出半導體元件200沒有產生偏移。

另外，如第5圖所示，承載台1142具有一承載面1142S，承載面1142S是用以承載半導體元件200的表面。承載面1142S具有一直徑Ds，並且承載面1142S的直徑Ds是小於半導體元件200之直徑Dw。於某些實施例中，承載面1142S的直徑Ds是可大於半導體元件200之直徑Dw。然而，要注意的是，不論承載面1142S的直徑Ds是大於或小於半導體元件200之直徑Dw，校正器300之外徑Dt是大於半導體元件200之直徑Dw。

請參考第6A圖與第6B圖，第6A圖為本發明某些實施例中第4A圖中之半導體元件200朝Y方向偏移之示意圖，並且第6B圖為本揭露第6A圖中區域A1之放大示意圖。當機械手臂(例如第二機械手臂105)將半導體元件200移送至處理腔室(例如為處理腔室114)內時，影像擷取裝置160可擷取一影像，如第6A圖所示。控制裝置150之處理器152便可根據所述影 像訊號來判斷半導體元件200是否產生偏移。由於第6A圖中半導體元件200朝Y軸方向偏移，因此控制裝置150會根據所述影像訊號以及透過關於影像處理的演算法，判斷出第6A圖中最上方的指標301內的標示點P11、P21與P31被半導體元件200蓋住(如第6B圖所示)，並且標示點P12、P22與P32是對齊於半導體元件200的邊緣。因此，控制裝置150便可得知半導體元件200是朝Y軸方向偏移了一個固定間隔d。意即，半導體元件200與承載台1142之間的偏移位移為一個固定間隔d。

接著，控制裝置150可根據該偏移位移對第二機械手臂105的參數進行調整。在某些實施例中，控制裝置150內的儲存電路154可儲存有一參考資料，所述參考資料包含有複數個第二機械手臂105的移動參數與實際移動位移之間的對應表。因此，控制裝置150便可根據所述對應表以及前述的偏移位移來調整第二機械手臂105的移動距離。於此實施例中，控制裝置150可控制第二機械手臂105沿著Y軸方向進入處理腔室122的移動距離為一調整後移動距離。在一實施例中，所述調整後移動距離為調整前之移動距離減去固定間隔d。經過這樣的參數調整後，接下來第二機械手臂105移送至處理腔室122內的其餘半導體元件200便可如第4A圖所示完全對位於承載台1142。據此，半導體製造設備100便完成對處理腔室114的校正程序。

請參考第7A圖與第7B圖，第7A圖為本發明實施例的第4A圖中之半導體元件200朝X方向偏移之示意圖，並且第7B圖為本發明實施例中第7A圖中區域A2之放大示意圖。當機 械手臂(例如第二機械手臂105)將半導體元件200移送至處理腔室(例如為處理腔室114)內時，影像擷取裝置160可擷取一影像如第7A圖所示。控制裝置150之處理器152便可根據所述影像訊號來判斷半導體元件200是否產生偏移。由於第7A圖中半導體元件200朝X軸方向偏移，因此控制裝置150會根據所述影像訊號以及透過關於影像處理的演算法，判斷出第7A圖中最右側的指標301內的標示點P11、P21與P31被半導體元件200蓋住(如第7B圖所示)，並且標示點P12、P22與P32是對齊於半導體元件200的邊緣。因此，控制裝置150便可得知半導體元件200是朝X軸方向偏移了固定間隔d。意即，半導體元件200與承載台1142之間的偏移位移為一個固定間隔d。

接著，控制裝置150可根據該偏移位移對第二機械手臂105的參數進行調整。舉例而言，控制裝置150便根據所述對應表以及前述的偏移位移來調整第二機械手臂105的轉動角度。於此實施例中，控制裝置150可控制第二機械手臂105進入處理腔室114的轉動角度。經過轉動角度的參數調整後，接下來第二機械手臂105移送至處理腔室114內的半導體元件200便可如第4A圖所示完全對位於承載台1142。據此，半導體製造設備100便完成對處理腔室114的校正程序。

請參考第8A圖與第8B圖，第8A圖為本發明實施例的第4A圖中之半導體元件200相對於X軸朝右上45度偏移之示意圖，並且第8B圖為本發明實施例的第8A圖中區域A3之放大示意圖。當機械手臂(例如第二機械手臂105)將半導體元件200移送至處理腔室(例如為處理腔室114)內時，影像擷取裝 置160可擷取一影像如第8A圖所示。控制裝置150之處理器152便可根據所述影像訊號來判斷半導體元件200是否產生偏移。由於第8A圖中半導體元件200朝右上方偏移，因此控制裝置150會根據所述影像訊號以及透過關於影像處理的演算法，判斷出第8A圖中右上角的指標301內的標示點P11、P21與P31被半導體元件200蓋住(如第8B圖所示)，並且標示點P12、P22與P32是對齊於半導體元件200的邊緣。因此，控制裝置150便可得知半導體元件200是相對於X軸朝右上45度偏移了固定間隔d。意即，半導體元件200與承載台1142之間的偏移位移為固定間隔d。

接著，控制裝置150可根據該偏移位移對第二機械手臂105的參數進行調整。舉例而言，控制裝置150便根據所述對應表以及前述的偏移位移來調整第二機械手臂105的進入處理腔室114的移動距離與轉動角度。經過移動距離轉動角度的參數調整後，接下來第二機械手臂105移送至處理腔室114內的半導體元件200便可如第4A圖所示完全對位於承載台1142。據此，半導體製造設備100便完成對處理腔室114的校正程序。

請參考第9圖，第9圖為本發明另一實施例之校正器300與半導體元件200之部分示意圖。於此實施例中，校正器300可如前述第4A圖之實施例具有八個指標303。如第9圖所示，每一指標303如第9圖所示可包含四個標示條BR1、BR2、BR3以及BR4。相似於指標301，相鄰的兩個標示條之間的距離可為前述之固定間隔d。若當半導體元件200如第10圖所示朝Y方向偏移時，控制裝置150會根據第10圖所得到之影像訊號以 及演算法，判斷出第10圖中的指標303內的標示條BR1與BR2被半導體元件200蓋住(如第10圖所示)，並且標示條BR3是對齊於半導體元件200的邊緣。因此，控制裝置150便可得知半導體元件200是沿Y軸方向偏移了兩倍固定間隔d。接著，控制裝置150可控制第二機械手臂105沿著Y軸方向進入處理腔室114的移動距離。在某些實施例中，調整後移動距離為調整前之移動距離減去兩倍固定間隔d。經過這樣的參數調整後，接下來移送至處理腔室114內的半導體元件200的中心便可完全對位於承載台1142的中心C。據此，半導體製造設備100便完成對處理腔室114的校正程序。

請參考第11圖，第11圖為本發明實施例中之半導體製造設備100的校正方法的流程圖。在操作S100中，將校正器300連接至承載台1142，在某些實施例中，是將承載台1142上的遮罩180移除後，再將校正器300安裝至承載台1142上。在操作S102中，藉由一驅動機構運送半導體元件200至承載台1142。在些實施例中，驅動機構可為第一機械手臂103或第二機械手臂105。在操作S104中，藉由影像擷取裝置160擷取關於半導體元件200與校正器300之一影像並對應地產生一影像訊號。在操作S106，控制裝置150根據校正器300的複數個指標301以及影像訊號來決定半導體元件200之中心是否對位於承載台1142之中心C。若是，結束流程。若否，執行操作S108。在操作S108中，控制裝置150決定半導體元件200與承載台1142之間的一偏移位移。在操作S110中，控制裝置150根據該偏移位移以及一參考資料產生一控制訊號。在操作S112中，驅動機構根 據控制訊號驅動原本之半導體元件200或是驅動另一半導體元件200移動並設置於承載台1142，以使原本之半導體元件200之中心或是另一半導體元件200之中心對位於承載台1142之中心C。

本發明實施例提供一種半導體製造設備100，當發現半導體元件200於製程中產生的薄膜缺陷是肇因於半導體元件200沒有正確地對位於某一處理腔室(例如處理腔室114)之承載台1142時，或者是半導體製造設備100進行預防性保養時，僅需將要進行校正的處理腔室(例如處理腔室114)去真空後，再於承載台1142上裝設校正器300，接著再透過控制裝置150與影像擷取裝置160來進行校正即可完成校正程序。意即在校正的過程中僅需將處理腔室114去真空，其餘處理腔室以及移送腔室仍可維持在真空狀態並繼續進行其餘的製程處理，而不需要將整台半導體製造設備100去真空才能進行校正，因此也不需要等待校正完後再將移送腔室與處理腔室轉換成真空狀態後來進行後續製程處理。因此，本揭露的半導體製造設備100可大幅縮短了校正所需的時間，增加整體製程上的效率。

本發明一些實施例提供一種處理腔室，包含一承載台以及一校正器。承載台是用以承載一半導體元件。校正器是安裝於承載台，並且校正器具有複數個指標。半導體元件之一表面是設置於承載台與校正器上，並且指標是用以指示出半導體元件與承載台之間的一偏移位移。

本發明一些實施例提供一種半導體製造設備，包 含一處理腔室、一影像擷取裝置以及一控制裝置。處理腔室包含有一承載台以及一校正器。承載台是用以承載一半導體元件。校正器是連接於承載台，校正器具有複數個指標。影像擷取裝置是用以擷取關於半導體元件以及校正器之一影像以產生一影像訊號。控制裝置是用以根據指標以及影像訊號決定半導體元件之中心是否對位於承載台之中心，並且當半導體元件之中心偏離承載台之中心時，控制裝置決定半導體元件與承載台之間的一偏移位移。

根據一些實施例，指標中的每一者具有複數個標示組，每一標示組具有複數個標示點，並且標示組內相鄰之兩個標示點之間具有一固定間隔。

根據一些實施例，當半導體元件之中心對位於承載台之中心時，最靠近半導體元件之標示點由垂直於半導體元件之方向觀看時係對齊於半導體元件之邊緣。

根據一些實施例，校正器包含有複數個指標，相鄰兩個指標之間具有一夾角，且每一夾角之角度皆相等。

根據一些實施例，複數個指標中兩個相反設置的指標之間具有一間隔距離，且間隔距離實質上等於半導體元件之直徑。兩個相反設置的指標之間的夾角為180度。

根據一些實施例，承載台形成有複數個卡合槽，校正器具有對應於卡合槽之複數個凸出結構，用以卡合於卡合槽，以使校正器安裝於承載台。

根據一些實施例，校正器具有一外徑，外徑係大於半導體元件之直徑。

本發明實施例提供一種半導體製造設備的校正方法，包含：運送一半導體元件至一承載台上，其中承載台上設置有一校正器，且校正器具有複數個指標；擷取關於半導體元件與校正器之一影像並對應地產生一影像訊號；根據指標以及影像訊號，決定半導體元件之中心是否對位於承載台之中心；以及當半導體元件之中心偏離承載台之中心時，決定半導體元件與承載台之間的一偏移位移。

根據一些實施例，校正方法更包含：根據偏移位移以及一參考資料產生一控制訊號；以及根據控制訊號驅動半導體元件或另一半導體元件移動並設置於承載台，以使半導體元件之中心或另一半導體元件之中心對位於承載台之中心。

以上雖然詳細描述了實施例及它們的優勢，但應該理解，在不背離所附申請專利範圍限定的本揭露的精神和範圍的情況下，對本揭露可作出各種變化、替代和修改。此外，本申請的範圍不旨在限制於說明書中所述的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法和步驟的特定實施例。作為本領域的普通技術人員將容易地從本揭露中理解，根據本揭露，可以利用現有的或今後將被開發的、執行與在本揭露所述的對應實施例基本相同的功能或實現基本相同的結果的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍旨在將這些製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟包括它們的範圍內。此外，每一個申請專利範圍構成一個單獨的實施例，且不同申請專利範圍和實施例的組合都在本揭露的範圍內。

Claims (10)

1. 一種處理腔室，包含：一承載台，用以承載一半導體元件；以及一校正器，安裝於該承載台，其中該校正器具有複數個指標；其中，該半導體元件之一表面是設置於該承載台與該校正器上，並且該些指標是用以指示出該半導體元件與該承載台之間的一偏移位移。
2. 一種半導體製造設備，包含：一處理腔室，包含：一承載台，用以承載一半導體元件；一校正器，連接於該承載台，其中該校正器具有複數個指標；一影像擷取裝置，用以擷取關於該半導體元件以及該校正器之一影像，以產生一影像訊號；以及一控制裝置，用以根據該些指標以及該影像訊號，決定該半導體元件之中心是否對位於該承載台之中心，並且當該半導體元件之中心偏離該承載台之中心時，該控制裝置決定該半導體元件與該承載台之間的一偏移位移。
3. 如申請專利範圍第2項所述之半導體製造設備，其中該些指標的每一者具有複數個標示組，每一標示組具有複數個標示點，並且該些標示組中任一者內相鄰之兩個標示點之間具有一固定間隔。
4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體製造設備，其中當該半 導體元件之中心對位於該承載台之中心時，最靠近該半導體元件之該些標示點由垂直於該半導體元件之方向觀看時係對齊於該半導體元件之邊緣。
5. 如申請專利範圍第2項所述之半導體製造設備，其中該校正器包含有複數個指標，相鄰兩個指標之間具有一夾角，且每一夾角之角度皆相等。
6. 如申請專利範圍第5項所述之半導體製造設備，其中該些指標中兩個相反設置的指標之間具有一間隔距離，且該間隔距離實質上等於該半導體元件之直徑，其中該兩個相反設置的指標之間的夾角為180度。
7. 如申請專利範圍第2項所述之半導體製造設備，其中該承載台形成有複數個卡合槽，該校正器具有對應於該些卡合槽之複數個凸出結構，用以卡合於該些卡合槽，以使該校正器安裝於該承載台。
8. 如申請專利範圍第2項所述之半導體製造設備，其中該校正器具有一外徑，該外徑係大於該半導體元件之直徑。
9. 一種半導體製造設備的校正方法，包含：運送一半導體元件至一承載台上，其中該承載台上設置有一校正器，且該校正器具有複數個指標；擷取關於該半導體元件與該校正器之一影像並對應地產生一影像訊號；根據該些指標以及該影像訊號決定該半導體元件之中心是否對位於該承載台之中心；以及當該半導體元件之中心偏離該承載台之中心時，決定該半 導體元件與該承載台之間的一偏移位移。
10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體製造設備的校正方法，該校正方法更包含：根據該偏移位移以及一參考資料，產生一控制訊號；以及根據該控制訊號驅動該半導體元件或另一半導體元件移動並設置於該承載台，以使該半導體元件之中心或另一半導體元件之中心對位於該承載台之中心。