TW202238285A - 半導體顯影工具和操作方法 - Google Patents

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Abstract

本文所描述的顯影工具包括，分配器其在中央部分相對於周邊部分包括更多數量的噴嘴，使得顯影工具能夠更有效率地從靠近基板中央的光阻層去除材料(相對於基板的邊緣或周邊，基板中央附近的光阻層厚度更厚)。以這種方式，顯影工具可以減少顯影操作後基板中央附近殘留在基板上的光阻殘留物或浮渣的量、可以實現缺陷去除及/或預防、可以提高半導體製程產量及/或可以提高半導體製程質量。

Description

半導體顯影工具和操作方法
本發明實施例係關於一種半導體顯影工具和操作方法。
顯影工具是一種半導體製程工具，其能夠顯影已經暴露於輻射源的光阻層以顯影從暴露工具轉移到光阻層的圖案。顯影工具可通過使用化學顯影劑去除光阻層的暴露或未暴露部分來顯影圖案。顯影工具可以將化學顯影劑分配到基板上的光阻層上，並且化學顯影劑可以溶解光阻層的暴露或未暴露部分以暴露圖案。
根據本發明的一實施例，一種使用半導體工具的方法，包括：將一基板定位在一顯影工具的一卡盤上；旋轉在該卡盤上的該基板；及當該基板在該卡盤上旋轉時，將一顯影劑分配到該基板上的一暴露光阻層上，其中通過該顯影工具的多個噴嘴分配該顯影劑到該基板的一中央部分上，及其中通過該多個噴嘴中的每一個中的個別多個開口分配該顯影劑。
根據本發明的一實施例，關於一種半導體顯影工具，包括：一分配器；第一多個噴嘴，在該分配器上，每一該第一多個噴嘴包括個別單個開口；及第二多個噴嘴，在該分配器上，每一該第二多個噴嘴包括個別多個開口。
根據本發明的一實施例，一種使用半導體工具的方法，包括：在一顯影工具的一卡盤上旋轉一基板；及當該基板在該卡盤上旋轉時，通過一第一類型的第一多個噴嘴的一第一子集合將一顯影劑分配到該基板的一周邊部分上；及當該基板在該卡盤上旋轉時，該顯影劑通過以下分配：通過該第一類型的該第一多個噴嘴的一第二子集合分配到該基板的一中央部分上，及通過一第二類型的第二多個噴嘴分配到該基板的該中央部分上。
以下揭露提供用於實施所提供標的之不同特徵之諸多不同實施例或實例。下文將描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不意在產生限制。例如，在以下本揭露中，在第二構件上方或第二構件上形成第一構件可包含其中形成直接接觸之第一構件及第二構件的實施例，且亦可包含其中可在第一構件與第二構件之間形成額外構件使得第一構件及第二構件可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考元件符號及/或字母。此重複係為了簡單及清楚且其本身不指示所討論之各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及其類似者之空間相對術語在本文中可用於描述一元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中所繪示出。除圖中所描繪之定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。設備可依其他方式定向(旋轉90度或依其他定向)且亦可因此解譯本文中所使用之空間相對描述詞。
在一些情況下，可以使用高黏度材料(例如，聚酰亞胺(C xH yN zO w)或其他高黏度光阻材料)在基板上形成光阻層。高黏度材料可能導致不均勻的光阻層，其中靠近基板中央的光阻層的厚度相對於靠近基板邊緣或周邊的光阻層的厚度更大。不均勻的光阻層可能是由於高黏度材料的流動阻力導致難以將高黏度材料分佈在基板上。此外，高黏度材料可能會在顯影製程後留下光阻殘留物或浮渣。光阻殘留物或浮渣可能是由於光阻層較厚區域中光阻層的不完全去除造成的(例如，這可能是由於高黏度材料在基板上分佈不均勻造成的)。光阻殘留物或浮渣可能會干擾隨後的蝕刻操作或離子植入，其中圖案用於蝕刻基板或將離子植入基板。
本文所描述的一些實施方式提供了一種與高黏度光阻材料及/或其他類型的光阻材料一起使用的顯影工具。顯影工具包括分配器，該分配器在中央部分相對於周邊部分包括更多數量的噴嘴，使得顯影工具能夠更有效率地從基板中央附近的光阻層去除材料(相對於基板的邊緣或周邊，基板中央附近的厚度傾向於更厚)。以這種方式，顯影工具可以減少顯影操作後基板中央附近殘留在基板上的光阻殘留物或浮渣的量、可以實現缺陷去除及/或預防、可以提高半導體製程產量，及/或可以提高半導體製程質量。
圖1是其中可以實行本文所描述的系統及/或方法的示例環境100的圖。如圖1所示，示例環境100可以包括多個半導體製程工具102-106和晶圓/晶粒傳輸工具108。多個半導體製程工具102-106可以包括沉積工具102、暴露工具104、顯影工具106及/或其他類型的半導體製程工具。示例環境100中包括的工具可以包含在半導體清潔室、半導體代工廠、半導體製程設施及/或製造設施等中。
沉積工具102是包括半導體製程腔室和能夠將各種類型的材料沉積到基板上的一或多個裝置的半導體製程工具。在一些實施方式中，沉積工具102包括能夠在諸如晶圓的基板上沉積光阻層的旋塗工具。在一些實施方式中，沉積工具102包括化學氣相沉積(CVD)工具，例如電漿增強CVD(PECVD)工具、高密度電漿CVD(HDP-CVD)工具、次大氣壓CVD(SACVD)工具、原子層沉積(ALD)工具、電漿增強原子層沉積(PEALD)工具，或其他類型的CVD工具。在一些實施方式中，沉積工具102包括物理氣相沉積(PVD)工具，例如濺鍍工具或其他類型的PVD工具。在一些實施方式中，示例環境100包括多種類型的沉積工具102。
暴露工具104是能夠將光阻層暴露於輻射源的半導體製程工具，例如紫外光(UV)源(例如深紫外光源、極紫外光(EUV)源及/或類似物)、x射線源、電子束(e-beam)源，及/或類似的光源。暴露工具104可以將光阻層暴露到輻射源以將圖案從光罩轉移到光阻層。該圖案可以包括用於形成一或多個半導體裝置的一或多個半導體裝置層圖案，可以包括用於形成半導體裝置的一或多個結構的圖案，可以包括用於蝕刻半導體裝置的各個部分及/或類似物的圖案。在一些實施方式中，暴露工具104包括掃描器、步進器或類似類型的暴露工具。
顯影工具106是半導體製程工具，其能夠顯影已經暴露於輻射源的光阻層以顯影從暴露工具104轉移到光阻層的圖案。在一些實施方式中，顯影工具106通過去除光阻層的未暴露部分來顯影圖案。在一些實施方式中，顯影工具106通過去除光阻層的暴露部分來顯影圖案。在一些實施方式中，顯影工具106通過使用化學顯影劑溶解光阻層的暴露或未暴露部分來顯影圖案。
晶圓/晶粒傳輸工具108包括可移動機器人、機械手臂、有軌電車或軌道車、高架懸吊運輸(OHT)系統、自動化材料搬運系統(AMHS)及/或用於在兩者之間運輸晶圓及/或晶粒的其他類型的裝置，其用於在半導體製程工具102-106之間即及/或往返於諸如晶圓架、儲存室及/或類似物的其他位置傳輸晶圓及/或晶粒。在一些實施方式中，晶圓/晶粒傳輸工具108可以是經配置以行進特定路徑及/或可以半自主或自主地操作的程式化裝置。
圖1中所示的裝置的數量和設置作為一或多個示例提供。實際上，與圖1所示的裝置相比，可能有更多的裝置、更少的裝置、不同的裝置或不同設置的裝置。此外，圖1中所示的兩個或更多裝置可以在單個裝置中實施，或者圖1中所示的單個裝置可以實施為多個分散式裝置。附加地或替代地，環境100的一組裝置(例如，一或多個裝置)可以執行一或多個被描述為由環境100的另一組裝置執行的功能。
圖2是本文所描述的示例實施方式200的圖。示例實施方式200可以包括基板202上的光阻層中形成圖案的示例。在一些實施方式中，基板202包括半導體晶圓、組件的一部分，例如用於半導體製程工具或半導體裝置的光罩或標線片，以及其他示例。如圖2所示，示例實施方式200包括由圖1的示例環境100的一或多個半導體製程工具執行的操作，例如沉積工具102、暴露工具104和顯影工具106。
如圖2所示，並且經由參考標號204，基板202通過沉積操作來處理，其中基板202被定位在沉積工具102的卡盤206(例如，真空卡盤或其他類型的卡盤)上。沉積操作包括旋塗操作，其中經由真空力將基板202固定到卡盤206並且圍繞沉積工具102的支撐構件208的軸線自旋或旋轉。當基板202旋轉時，沉積工具102通過製程手臂212將光阻材料210分配到基板202上，使得基板202的旋轉使得光阻材料210分佈在基板202的頂表面上。在沉積操作之後，允許光阻材料210在基板202上固化。在一些實施方式中，基板202被預烘烤以從光阻材料210去除溶劑以促進光阻材料210的固化。
在一些實施方式中，高黏度材料(例如，聚醯亞胺(C xH yN zO w)或其他高黏度光阻材料)用作光阻材料210。高黏度光阻材料可以允許形成更厚的光阻層及/或可以減少沉積操作中光阻材料浪費的量(因為由於較高的黏度，更少的材料從基板上旋離)。在一些實施方式中，高黏度光阻材料包括具有大於大約100厘泊(cP)的黏度的材料。在一些實施方式中，高黏度光阻材料包括具有大於大約1000厘泊(cP)的黏度的材料。然而，使用具有不同黏度的其他光阻材料也在本揭露的範圍內。
如圖2中進一步所示，並經由參考標號214，基板202通過暴露操作來處理，其中基板202上的光阻層216被暴露於輻射以在光阻層216中形成圖案。光阻層216由固化的光阻材料210形成於基板202上。基板202被定位在暴露工具104的晶圓載台218上。在暴露操作中，光阻層216暴露於輻射220以在光阻層216中形成圖案。該圖案可用於蝕刻基板202、將離子植入到基板202中、及/或執行其他類型的半導體製程操作。
如圖2進一步所示，並且經由參考標號222，基板202通過顯影操作進行處理，其中對基板202上的暴露光阻層224進行顯影以暴露圖案。基板202定位於顯影工具106的卡盤226(例如，真空卡盤或其他類型的卡盤)上。基板202經由真空力固定到卡盤226上並且圍繞顯影工具106的支撐構件228的軸線自旋或旋轉。當基板202旋轉時，顯影工具106通過製程手臂232將顯影劑230分配到基板202上，而基板202的旋轉使得顯影劑230分佈在暴露光阻層224上。顯影劑230包括化學顯影劑例如環戊酮(C xH yO z)或其他類型的化學顯影劑，其能夠剝除或移除暴露光阻層224的暴露部分或未暴露部分以將暴露光阻層224中的圖案暴露出來。
如上文所描述的，提供圖2作為示例。其他示例可能與關於圖2所描述的不同。
圖3A和3B是本文所描述的顯影工具106的圖。圖3A繪示出顯影工具106的透視圖，圖3B繪示出顯影工具106的橫截面的正視圖。如圖3A和3B所示，顯影工具106包括卡盤226、支撐構件228和製程腔室302中的製程手臂232。製程腔室302可以經配置為密封的(例如，氣密密封)，從而可以控制製程腔室302中的環境以最小化由顯影工具106處理的基板的氧化及/或其他類型的缺陷。支撐構件228從卡盤226向下延伸。支撐構件228被定位在大約卡盤226的中央，使得卡盤226被允許圍繞沿著支撐構件228的長尺寸的軸線均勻且平滑地自旋或旋轉。
如圖3A和3B進一步所示，顯影工具106包括圍繞卡盤226的塗布器單元腔室(CUP)304。CUP304經配置以捕獲由卡盤226從基板上旋離的過量顯影劑，使得過量的顯影劑可以從製程腔室302排出或以其他方式去除。
製程手臂232包括支撐構件306和分配器308，分配器308由支撐構件306支撐並且在卡盤226上方遠離支撐構件306延伸。分配器308經配置以在卡盤226旋轉基板時將顯影劑230分配到定位於卡盤226上的基板上。
如上文所描述的，提供圖3A和3B作為示例。其他示例可能與關於圖3A和3B所描述的不同。
圖4A-4C是本文所描述的製程手臂232的圖。圖4A繪示出製程手臂232的透視圖。如圖4A所示，製程手臂232的分配器308包括多個噴嘴，顯影劑230通過這些噴嘴分配。分配器308包括多個不同類型的噴嘴，包括第一多個噴嘴402和第二多個噴嘴404。第二多個噴嘴404經配置以在分配顯影劑230時補充第一多個噴嘴402以補償可能由於使用高黏度光阻材料(例如，光阻材料210)造成的光阻層(例如，基板202上的暴露光阻層224)中的不同厚度。
圖4B繪示出製程手臂232的分配器308的正視圖。如圖4B所示，噴嘴402和404從分配器308的底面向下延伸。如圖4B進一步所示，分配器308可被分成多個部分，包括中央部分(Z1)和鄰近中央部分(Z1)並在中央部分(Z1)的相對側上的周邊部分(Z2)。相對於包含在每一周邊部分(Z2)中的噴嘴的數量，中央部分(Z1)包括更多數量的噴嘴。特別地是，分配器308的中央部分(Z1)可以包括噴嘴404和噴嘴402的第一子集合，而周邊部分(Z2)包括噴嘴402的第二子集合。中央部分(Z1)中較大數量的噴嘴允許顯影工具106相對於周邊部分(Z2)中分配的顯影劑230的量，在中央部分(Z1)中分配更大量的顯影劑230。相對於光阻層的量，更大量的顯影劑230允許顯影工具106去除基板上(例如，基板202上)的更大量的光阻層(例如，暴露光阻層224)在周邊部分(Z2)中被移除，以補償由於使用高黏度光阻材料(例如，光阻材料210)而造成的靠近基板中央的光阻層的更大厚度。
在一些實施方式中，中央部分(Z1)的大小(例如，寬度)是根據由顯影工具106處理的基板的尺寸、由顯影工具106顯影的光阻層的厚度(或估計的厚度)、用於形成由顯影工具106顯影的光阻層的光阻材料的黏度、將顯影劑230分配到光阻層上的持續時間、及/或其他類型的參數。作為一示例，對於相對於其他光阻層而言在靠近基板的中央部分具有更大厚度的光阻層、對於更高黏度的光阻材料、及/或對於更大的基板(例如，相對於其他基板具有更大寬度或直徑的基板)，可以增加中央部分(Z1)的寬度。作為另一示例，對於相對於其他光阻層在靠近基板的中央部分具有較小厚度的光阻層、對於較低黏度的光阻材料、及/或對於較小的基板(例如，相對於其他基板具有較小寬度或直徑的基板)，可以減小中央部分(Z1)的寬度。
在一些實施方式中，中央部分(Z1)的寬度在大於0毫米到大約270毫米的範圍內，使得更大量的顯影劑230被分配在基板的相應中央部分附近以補償基板中央部分附近較厚的光阻層。在一些實施方式中，周邊部分(Z2)的寬度根據中央部分(Z1)的寬度和將由顯影工具106處理的基板的尺寸，使得顯影劑230被分配以完全覆蓋基板(例如，最小化及/或防止顯影劑230在基板上的覆蓋範圍的間隙)。例如，每一周邊部分(Z2)的寬度在大於0毫米到大約15毫米的範圍內，使得顯影劑230完全覆蓋將由顯影工具106處理的基板。然而，中央部分(Z1)的寬度和周邊部分(Z2)的寬度的其他數值也在本揭露的範圍內。
圖4C繪示出製程手臂232的分配器308的由下而上的視圖。如上文所描述的，在一些實施方式中，噴嘴402和噴嘴404包括用於分配顯影劑230的不同類型的噴嘴。每個噴嘴402可包括單個開口406，顯影劑230通過該開口分配。開口406可以具有在大約2毫米到大約50毫米範圍內的直徑(D1)，以在周邊部分(Z2)中分配足夠量的顯影劑230並且最小化周邊部分(Z2)中的過度顯影。然而，開口406的直徑(D1)的其他數值也在本揭露的範圍內。
如圖4C中的詳細視圖408所示，每個噴嘴404(或其子集合)包括多個開口410。在噴嘴404中包括多個開口410使得噴嘴404能夠相對於噴嘴402更精確地分配顯影劑230。開口410可具有小於開口406直徑(D1)的直徑(D2)，以允許多個開口410被包含在噴嘴404中。在一些實施方式中，直徑(D2)在大於0毫米到小於約50毫米的範圍內，以在中央部分(Z1)連同噴嘴402分配足夠量的顯影劑230並最小化中央部分(Z1)的過度顯影。然而，開口410的直徑(D2)的其他數值也在本揭露的範圍內。
在一些實施方式中，噴嘴404的數量包括中央部分(Z1)，在某些情況下，中央部分(Z1)的噴嘴密度根據於各種參數。在一些實施方示中，參數包括將由顯影工具106處理的基板的尺寸、將由顯影工具106顯影的光阻層的厚度(或估計的厚度)、用於形成由顯影工具106顯影的光阻層的光阻材料的黏度、將顯影劑230分配到光阻層上的持續時間、包含在中央部分(Z1)中的噴嘴402的數量、及/或其他類型的參數。作為一示例，對於相對於其他光阻層而言在靠近基板的中央部分具有更大厚度的光阻層、對於更高黏度的光阻材料、對於包含在中央部分(Z1)中的較少數量的噴嘴402、及/或用於更大的基板(例如，相對於其他基板具有更大寬度或直徑的基板)，可以增加包含在中央部分(Z1)中的噴嘴404的數量。作為另一示例，對於相對於其他光阻層而言在靠近基板的中央部分具有較小厚度的光阻層、對於較低黏度的光阻材料、對於包含在中央部分(Z1)中的更多數量的噴嘴402、及/或用於較小的基板(例如，相對於其他基板具有較小寬度或直徑的基板)，可以減少包含在中央部分(Z1)中的噴嘴404的數量。在一些實施方式中，包含在中央部分(Z1)中的噴嘴404的數量在2到1000的範圍內，以在中央部分(Z1)中連同噴嘴402分配足夠量的顯影劑230並最小化中央部分(Z1)過度顯影。然而，其他數量也在本揭露的範圍內。
在一些實施方式中，確定中央部分(Z1)的噴嘴密度，使得： (L*A+M*B)/(R1*W)≥(N*A)/(R2*W) 其中A對應於包含在中央部分(Z1)中的噴嘴402的數量，B對應於包含在中央部分(Z1)中的噴嘴404的數量，R1對應於中央部分(Z1)寬度的一半，R2對應於周邊部分(Z2)的寬度，W對應於沿著分配器308的短尺寸的分配器308的寬度，L、M和N是積分參數。
包含在中央部分(Z1)中的噴嘴404可以以各種配置設置以達到顯影劑230的充分覆蓋，並且達到在中央部分(Z1)中的分配特定量的顯影劑230。在一些實施方式中，包含在中央部分中的噴嘴404在中央部分(Z1)中設置成單排。在一些實施方式中，包含在中央部分中的噴嘴404在中央部分(Z1)中設置成多排，如圖4C中的示例所繪示。在這些實施方式中，噴嘴404的第一子集合可以被包含在中央部分(Z1)中的第一排412a中並且噴嘴404的第二子集合可以被包含在中央部分(Z1)中的第二排412b中。噴嘴404的額外排可以包含在中央部分(Z1)中。在一些實施方式中，噴嘴404在中央部分(Z1)的設置根據包含在中央部分(Z1)中的噴嘴404的數量、中央部分(Z1)的寬度、噴嘴404的尺寸、及/或其他類型的參數。
如上文所描述，提供圖4A-4C作為示例。其他示例可能與關於圖4A-4C所描述的不同。
圖5是本文所描述的示例實施方式500的圖。示例實施方式500是顯影操作的示例，其中使用包括噴嘴402和404的分配器308將顯影劑230分配到基板202上方的暴露光阻層224上。如圖5所示，暴露光阻層224的厚度在基板202的不同區域可以不同。具體地來說，相對於暴露光阻層224的周邊部分(Z2)中的暴露光阻層224的厚度，在基板202的中央部分(Z1)中暴露光阻層224的厚度更大。例如，這可能發生在使用高黏度光阻材料形成暴露光阻層224的實施方式中。
如圖5所示，顯影劑230通過噴嘴402的第一子集合以及通過分配器308的中央部分(Z1)中和基板202的相應中央部分(Z1)中的噴嘴404分配。顯影劑230通過分配器308的周邊部分(Z2)和基板202的相應周邊部分(Z2)中的噴嘴402的第二子集合分配。以此方式，相對於通過分配器308的噴嘴分配到周邊部分(Z2)上的顯影劑230的量或體積而言，更大量或體積的顯影劑230通過分配器308的更大量的噴嘴分配到中央部分(Z1)上。這使得顯影工具106能夠更有效率地在基板202的中央部分(Z1)中的暴露光阻層224的較厚部分中的暴露光阻層224中顯影圖案，這減少、最小化及/或防止在顯影操作之後光阻殘留物殘留在基板202上。
在一些實施方式中，兩個或多個噴嘴404經配置為以不同的分配角度將顯影劑230分配到暴露光阻層224上，以增加顯影劑230的覆蓋範圍並提供對暴露光阻層224的實質均勻的覆蓋。在一些實施方式中，噴嘴404中的至少一個經配置以通過噴嘴404的多個開口410以不同的分配角度將顯影劑230分配到暴露光阻層224上，以增加顯影劑230的覆蓋範圍並提供對暴露光阻層224的實質均勻的覆蓋。在一些實施方式中，顯影劑230通過噴嘴404的開口410以在相對於沿噴嘴404的長尺寸的軸線的大約0度到相對於沿噴嘴404的長尺寸的軸線的大約小於90度的範圍內的角度分配，以提供對暴露光阻層224的實質均勻的覆蓋。然而，其他分配角度也在本揭露的範圍內。
圖5進一步繪示出顯影劑230在基板202的中央部分(Z1)和基板202的周邊部分(Z2)中的分配圖案。如圖5所示，顯影劑230通過噴嘴402的第一子集合並通過噴嘴404分配在基板202的中央部分(Z1)的區域502中。如圖5進一步所示，顯影劑230通過噴嘴402的第二子集合分配在基板202的周邊部分(Z2)的區域504中。區域502相對於區域504在尺寸上可以更大使得更大量的顯影劑230被分配到相對於周邊部分(Z2)的中央部分(Z1)中暴露光阻層224上，以更有效率地在基板202的中央部分(Z1)的暴露光阻層224的較厚部分中的暴露光阻層224中顯影圖案。
在一些實施方式中，區域502的寬度在大於0毫米到大約270毫米的範圍內以完全覆蓋暴露光阻層224的較厚部分。然而，區域502的寬度的其他數值在本揭露的範圍內。在一些實施方式中，區域502大約為圓形，使得寬度(W2)和寬度(W3)大約相等。在這些實施方式中，區域502的寬度對應於區域502的直徑。在一些實施方式中，區域502沿一或多個軸對稱，使得寬度(W2)和寬度(W3)不同。在一些實施方式中，區域504的寬度在大於0毫米到大約15毫米的範圍內以完全覆蓋基板202的周邊部分(Z2)中暴露光阻層224的剩餘部分(例如，暴露光阻層224未被區域502覆蓋的部分)。然而，區域504的寬度的其他數值在本揭露的範圍內。在一些實施方式中，區域504大約為圓形，使得寬度(W4)和寬度(W5)大約相等。在這些實施方式中，區域504的寬度對應於區域504的直徑。在一些實施方式中，區域504沿一或多個軸對稱，使得寬度(W4)和寬度(W5)不同。
圖5所繪示的示例實施方式500是顯影操作中的時間快照，以圖示顯影劑230的分配圖案的區域502和504。在實際中，基板202被旋轉，使得分配到基板202上的顯影劑230被分佈以完全塗覆暴露光阻層224。
如上文所描述，提供圖5作為示例。其他示例可能與關於圖5所描述的不同。
圖6本文所描述的示例半導體結構610和620的圖。示例半導體結構610和620可以包括半導體裝置中的互連件。互連件可以包括通孔或其他類型的互連件。示例半導體結構610和620使用包括高黏度光阻材料的光阻層形成。示例半導體結構610和620形成在基板的中央部分中，其中由於使用高黏度光阻材料而產生的光阻殘留物使得基板中央部分的蝕刻性能降低。
如圖6所示，由於在開口612的蝕刻(通過蝕刻工具)期間存在光阻殘留物，示例半導體結構610的開口612相對於示例半導體結構620的開口622更小。根據光阻層中的圖案蝕刻開口622，該圖案由本文所描述的顯影工具106顯影。顯影工具106包含在分配器308的中央部分中的噴嘴402和404，這增加了從基板中央部分的光阻層去除光阻材料的效率。因此，蝕刻工具能夠更有效率地蝕刻開口622，這造成相對於開口612更大的開口622。
如上文所描述，提供圖6作為示例。其他示例可能與關於圖6所描述的不同。
圖7是裝置700的示例組件的圖。在一些實施方式中，沉積工具102、暴露工具104、顯影工具106及/或晶圓/晶粒傳輸工具108可以包括一或多個裝置700及/或裝置700的一或多個組件。如圖7所示，裝置700可以包括匯流排710、處理器720、記憶體730、儲存組件740、輸入組件750、輸出組件760和通訊組件770。
匯流排710包括使裝置700的組件之間能夠有線及/或無線通訊的組件。處理器720包括中央處理單元、圖形處理單元、微處理器、控制器、微控制器、數位信號處理器、現場可編程閘陣列、應用特定積體電路及/或其他類型的處理組件。處理器720以硬體、韌體或硬體和軟體的組合來實施。在一些實施方式中，處理器720包括能夠被編程以執行功能的一或多個處理器。記憶體730包括隨機存取記憶體、唯讀記憶體及/或其他類型的記憶體(例如，快閃記憶體、磁記憶體及/或光學記憶體)。
儲存組件740儲存與裝置700的操作相關的信息及/或軟體。例如，儲存組件740可以包括硬碟機、磁碟機、光碟機、固態磁碟機、光碟、數位多功能光碟及/或其他類型的非暫時性電腦可讀取媒體。輸入組件750使裝置700能夠接收輸入，例如用戶輸入及/或感測輸入。例如，輸入組件750可以包括觸控螢幕、鍵盤、小鍵盤、滑鼠、按鈕、麥克風、開關、感測器、全球定位系統組件、加速度計、陀螺儀及/或致動器。輸出組件760使裝置700能夠提供輸出，例如經由顯示器、揚聲器及/或一個或多個發光二極體。通訊組件770使裝置700能夠與其他設備通訊，例如經由有線連接及/或無線連接。例如，通訊組件770可以包括接收器、發送器、收發器、數據機、網路介面卡及/或天線。
裝置700可以執行本文所描述的一或多個處理程序。例如，非暫時性電腦可讀取媒體(例如，記憶體730及/或儲存組件740)可以儲存一組指令(例如，一或多個指令、代碼、軟體代碼及/或程序代碼)以供執行由處理器720執行。處理器720可以執行該組指令以執行本文所描述的一或多個處理程序。在一些實施方式中，由一或多個處理器720執行的一組指令使一或多個處理器720及/或裝置700執行本文所描述的一或多個處理程序。在一些實施方式中，可以代替或與指令組合使用固線式電路來執行本文所描述的一或多個處理程序。因此，本文描述的實施方式不限於硬體電路和軟體的任何特定組合。
圖7所示組件的數量和設置是作為提供示例。與圖7所示的裝置相比，裝置700可以包括額外的組件、更少的組件、不同的組件或不同設置的組件。另外地或可替代地，裝置700的一組組件(例如，一或多個組件)可以執行被描述為由裝置700的另一組組件執行的一或多個功能。
圖8是與在基板上執行顯影操作相關聯的示例處理製程800的流程圖。在一些實施方式中，圖8的一或多個處理區塊可以由顯影工具(例如，顯影工具106)來執行。另外地或可替代地，圖8的一或多個處理區塊可以通過裝置700的一或多個組件執行，例如處理器720、記憶體730、儲存組件740、輸入組件750、輸出組件760、及/或通訊組件770。
如圖8所示，處理製程800可以包括將基板定位在顯影工具的卡盤上(製程區塊810)。例如，如上文所描述的，基板202可以定位在顯影工具106的卡盤226上。在一些實施方式中，基板202通過晶圓/晶粒傳輸工具108或其他工具被定位在卡盤226上。
如圖8中進一步所示，處理製程800可包括旋轉在卡盤上的基板(製程區塊820)。例如，如上文所描述的，顯影工具106可以在卡盤226上旋轉基板202。
如圖8中進一步所示，處理製程800可包括當基板在卡盤上旋轉時，將顯影劑分配到基板上的暴露光阻層上(框830)。例如，如上文所描述的，當基板202在卡盤226上旋轉時，顯影工具106可以將顯影劑230分配到基板202上的暴露光阻層224上。在一些實施方式中，顯影劑230通過顯影工具106的多個噴嘴404分配到基板202的中央部分(Z1)上。在一些實施方式中，顯影劑230通過多個噴嘴404中的每一個中的個別多個開口410分配。
處理過程800可以包括額外的實施方式，例如下文所描述的及/或與本文別處所描述的一或多個其他過程相關的任何單個實施方式或實施方式的任何組合。
在第一實施方式中，顯影劑230通過多個噴嘴404中的一個噴嘴中的多個開口410以多個不同的分配角度分配。在第二實施方式中，單獨或與第一實施方式組合，中央部分(Z1)的寬度根據用於形成暴露光阻層224的光阻材料210的黏度。在第三實施方式中，單獨或與第一和第二實施方式中的一或多個組合，相對於基板202的周邊部分(Z2)的光阻層的厚度，在基板202的中央部分(Z1)中暴露光阻層224的厚度更大。
在第四實施方式中，單獨或與第一至第三實施方式中的一或多個組合，多個噴嘴404的數量是根據基板202的尺寸、基板202的中央部分(Z1)中暴露光阻層224的厚度、用於暴露光阻層224的光阻材料210的黏度、或用於將顯影劑230分配到基板202上暴露光阻層224上的持續時間中的至少一種。在第五實施方式中，單獨或與第一至第四實施方式中的一或多個組合，多個噴嘴404被包含在顯影工具106的分配器308的相應中央部分(Z1)中。在第六實施方式中，單獨或與第一至第五實施方式中的一或多個組合，顯影劑230通過多個噴嘴404分配到基板202的中央部分(Z1)具有寬度(W2、W3)在大於0毫米至大約135毫米範圍內的區域中。
儘管圖8示出了處理過程800的示例區塊，在一些實施方式中，與圖8所描述的區塊相比，處理過程800可以包括額外的區塊、更少的區塊、不同的區塊或不同設置的區塊。另外地或可替代地，處理過程800的兩個或多個區塊可以並行執行。
圖9是與在基板上顯影光阻層相關聯的示例處理製程900的流程圖。在一些實施方式中，圖9的一或多個處理區塊可以由顯影工具(例如，顯影工具106)來執行。另外地或可替代地，圖9的一或多個處理區塊可以通過裝置700的一或多個組件執行，例如處理器720、記憶體730、儲存組件740、輸入組件750、輸出組件760、及/或通訊組件770。
如圖9所示，處理製程900可以包括在顯影工具的卡盤上旋轉基板(製程區塊910)。例如，如上文所描述的，顯影工具106可以在顯影工具106的卡盤226上旋轉基板202。
如圖9進一步所示，處理製程900可包括當基板在卡盤上旋轉時，通過第一類型的第一多個噴嘴的第一子集合將顯影劑分配到基板的周邊部分上(製程區塊920)。例如，如上文所描述的，當基板202在卡盤226上旋轉時，通過第一類型的第一多個噴嘴402的第一子集合將顯影劑分配到基板202的周邊部分(Z2)上。
如圖9進一步所示，處理製程900可包括當基板在卡盤上旋轉時，顯影劑通過第一類型的第一多個噴嘴的第二子集合分配到基板的中央部分上以及通過第二類型的第二多個噴嘴分配到基板的中央部分上(製程區塊930)。例如，如上文所描述的，當基板202在卡盤226上旋轉時，顯影劑230通過第一類型的第一多個噴嘴402的第二子集合分配到基板202的中央部分(Z1)上以及通過第二類型的第二多個噴嘴404分配到基板202的中央部分(Z1)上。
處理過程900可以包括額外的實施方式，例如下文所描述的及/或與本文別處所描述的一或多個其他過程相關的任何單個實施方式或實施方式的任何組合。
在第一種實施方式中，通過該第一類型的第一多個噴嘴402的第一子集合將顯影劑230分配到基板202的周邊部分(Z2)上包括通過第一類型的第一多個噴嘴402的第一子集合將顯影劑230分配到基板202的周邊部分(Z2)的第一區域上504，及通過第一類型的第一多個噴嘴402的第二子集合和通過第二類型的第二多個噴嘴404將顯影劑230分配到基板202的中央部分(Z1)上包括通過第一類型的第一多個噴嘴402的第二子集合和通過第二類型的第二多個噴嘴404將顯影劑230分配到基板202的中央部分(Z1)的第二區域502上，並且其中第二區域502相對於第一區域504更大。
在第二實施方式中，單獨或與第一實施方式組合，第二區域502的寬度(W2、W3)在大於0毫米到大約135毫米的範圍內，第一區域504的寬度(W4、W5)在大於0毫米至約15毫米的範圍內。在第三實施方式中，單獨或與第一和第二實施方式中的一或多個組合，第一類型的第一多個噴嘴402中的噴嘴中的開口406的第一直徑(D1)在大約2毫米到大約50毫米的範圍內，並且第二類型的第二多個噴嘴404中的噴嘴中的開口410的第二直徑(D2)相對於第一直徑更小。
儘管圖9示出了處理過程900的示例區塊，在一些實施方式中，與圖9所描述的區塊相比，處理過程900可以包括額外的區塊、更少的區塊、不同的區塊或不同設置的區塊。另外地或可替代地，處理過程800的兩個或多個區塊可以並行執行。
以這種方式，本文所描述的顯影工具包括分配器，該分配器在中央部分相對於周邊部分包括更多數量的噴嘴，使得顯影工具能夠更有效率地從基板中央附近的光阻層去除材料(相對於基板的邊緣或周邊，基板中央附近的厚度傾向於更厚)。以這種方式，顯影工具可以減少顯影操作後基板中央附近殘留在基板上的光阻殘留物或浮渣的量，這可以實現缺陷去除及/或預防、可以提高半導體製程產量、及/或可以提高半導體製程質量。
如上文所更詳細地描述，這裡所描述的一些實施方式提供了一種方法。該方法包括將基板定位在顯影工具的卡盤上。該方法包括旋轉卡盤上的基板。該方法包括當基板在卡盤上旋轉時，將顯影劑分配到基板上的暴露光阻層上，其中通過顯影工具的多個噴嘴分配顯影劑到基板的中央部分上，及其中通過多個噴嘴中的每一個中的個別多個開口分配顯影劑。
如上文所更詳細地描述，這裡所描述的一些實施方式提供了一種顯影工具。顯影工具包括分配器。顯影工具包括第一多個噴嘴，在分配器上，每一第一多個噴嘴包括個別單個開口。顯影工具包括第二多個噴嘴，在該分配器上，每一第二多個噴嘴包括個別多個開口。
如上文所更詳細地描述，這裡所描述的一些實施方式提供了一種方法。該方法包括在顯影工具的卡盤上旋轉基板。該方法包括當基板在卡盤上旋轉時，通過第一類型的第一多個噴嘴的第一子集合將顯影劑分配到基板的周邊部分上。該方法包括當基板在卡盤上旋轉時，顯影劑通過第一類型的第一多個噴嘴的第二子集合分配到基板的中央部分上，及通過第二類型的第二多個噴嘴分配到基板的中央部分上。
上文已概述若干實施例之特徵，使得熟習技術者可較佳理解本揭露之態樣。熟習技術者應瞭解，其可易於將本揭露用作設計或修改其他程序及結構以實施相同於本文中所引入之實施例之目的及/或達成相同於本文中所引入之實施例之優點的一基礎。熟習技術者亦應認識到，此等等效建構不應背離本揭露之精神及範疇，且其可在不背離本揭露之精神及範疇的情況下對本文作出各種改變、替換及變更。
100:示例環境 102:沉積工具 104:暴露工具 106:顯影工具 108:晶圓/晶粒運輸工具 200:示例實施方式 202:基板 204:參考標號 206:卡盤 208:支撐構件 210:光阻材料 212:製程手臂 214:參考標號 216:光阻層 218:晶圓載台 220:輻射 222:參考標號 224:暴露光阻層 226:卡盤 228:支撐構件 230:顯影劑 232:製程手臂 302:製程腔室 304:塗布器單元腔室 306:支撐構件 308:分配器 402:第一多個噴嘴 404:第二多個噴嘴 406:開口 408:詳細視圖 410:開口 412a:第一排噴嘴 412b:第二排噴嘴 500:示例實施方式 502:中央部分區域 504:周邊部分區域 610:半導體結構 612:開口 620:半導體結構 622:開口 700:裝置 710:匯流排 720:處理器 730:記憶體 740:儲存組件 750:輸入組件 760:輸出組件 770:通訊組件 800:示例實施製程 810:製程區塊 820:製程區塊 830:製程區塊 900:示例實施製程 910:製程區塊 920:製程區塊 930:製程區塊 D1:第一直徑 D2:第二直徑 R1:寬度 R2:寬度 Z1:中央部分 Z2:周邊部分 W2:寬度 W3:寬度 W4:寬度 W5:寬度
本揭露之態樣可經由閱讀以下詳細描述結合附圖得到最佳理解。應注意，根據行業標準做法，各種構件未按比例繪製。實際上，為使討論清楚，可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1是本文所描述的示例環境圖。
圖2是本文所描述的示例實施方式圖。
圖3A和3B是本文所描述的示例顯影工具圖。
圖4A-4C是本文所描述的示例製程手臂圖。
圖5是本文所描述的示例實施方式圖。
圖6是本文所描述的示例半導體結構圖。
圖7是圖1的一或多個裝置的示例組件圖。
圖8和圖9是與執行顯影操作有關的示例製程流程圖。
100:示例環境
102:沉積工具
104:暴露工具
106:顯影工具
108:晶圓/晶粒運輸工具

Claims (20)

  1. 一種使用半導體工具的方法，包括： 將一基板定位在一顯影工具的一卡盤上； 旋轉在該卡盤上的該基板；及 當該基板在該卡盤上旋轉時，將一顯影劑分配到該基板上的一暴露光阻層上， 其中通過該顯影工具的多個噴嘴分配該顯影劑到該基板的一中央部分上，及 其中通過該多個噴嘴中的每一個中的個別多個開口分配該顯影劑。
  2. 如請求項1之方法，其中通過該多個噴嘴中的一噴嘴中的多個開口以多個不同分配角度分配該顯影劑。
  3. 如請求項1之方法，其中該中央部分的寬度是以用於形成該暴露光阻層的一光阻材料的黏度為根據。
  4. 如請求項1之方法，其中在該基板的該中央部分中的該暴露光阻層的厚度大於相對於在該基板的一周邊部分中的該暴露光阻層的厚度。
  5. 如請求項1之方法，其中該多個噴嘴的數量根據以下至少一項： 該基板的一尺寸， 該基板的該中央部分的該暴露光阻層的厚度， 用於該暴露光阻層的一光阻材料的黏度，或 將該顯影劑分配到該基板的該暴露光阻層上的一持續時間。
  6. 如請求項1之方法，其中在該顯影工具的分配的一相應中央部分中包括該多個噴嘴。
  7. 如請求項1之方法，其中該顯影劑通過該多個噴嘴分配到該基板的該中央部分具有寬度在大於0毫米到大約270毫米的一範圍內的一區域中。
  8. 一種半導體顯影工具，包括： 一分配器； 第一多個噴嘴，在該分配器上，每一該第一多個噴嘴包括個別單個開口；及 第二多個噴嘴，在該分配器上，每一該第二多個噴嘴包括個別多個開口。
  9. 如請求項8之顯影工具，其中該第二多個噴嘴的一噴嘴的該個別多個開口的一直徑小於該第一多個噴嘴的一噴嘴的該個別單個開口的直徑。
  10. 如請求項8之顯影工具，其中在該分配器的一中央部分中包括該第二多個噴嘴。
  11. 如請求項10之顯影工具，其中該第二多個噴嘴是包含在該分配器的該中央部分中的單排中。
  12. 如請求項10之顯影工具，其中該第二多個噴嘴包括： 一第一子集合，包含在該分配器上的一第一排中的該第二多個噴嘴中；及 一第二子集合，包含在該分配器上的一第二排中的該第二多個噴嘴中。
  13. 如請求項10之顯影工具，其中在該分配器的該中央部分中的該第二多個噴嘴的數量大於相對於該中央部分中的該第一多個噴嘴的數量。
  14. 如請求項10之顯影工具，其中該中央部分的寬度在大於0毫米到大約270毫米的一範圍內。
  15. 如請求項8之顯影工具，其中該第一多個噴嘴經配置以將一顯影劑分配到一基板的一中央部分和該基板的一周邊部分上；及 其中該第二多個噴嘴經配置以將該顯影劑分配到該基板的該中央部分上而不是分配到該基板的該周邊部分上。
  16. 如請求項8之顯影工具，其中該第二多個噴嘴的數量在2至1000的一範圍內。
  17. 一種使用半導體工具的方法，包括： 在一顯影工具的一卡盤上旋轉一基板；及 當該基板在該卡盤上旋轉時，通過一第一類型的第一多個噴嘴的一第一子集合將一顯影劑分配到該基板的一周邊部分上；及 當該基板在該卡盤上旋轉時，該顯影劑通過以下分配： 通過該第一類型的該第一多個噴嘴的一第二子集合分配到該基板的一中央部分上，及 通過一第二類型的第二多個噴嘴分配到該基板的該中央部分上。
  18. 如請求項17之方法，其中通過該第一類型的該第一多個噴嘴的該第一子集合將該顯影劑分配到該基板的該周邊部分上的步驟包括： 通過該第一類型的該第一多個噴嘴的該第一子集合將該顯影劑分配到該基板的該周邊部分的一第一區域上；及 其中通過該第一類型的該第一多個噴嘴的該第二子集合和通過該第二類型的該第二多個噴嘴將該顯影劑分配到該基板的該中央部分上的步驟包括： 通過該第一類型的該第一多個噴嘴的該第二子集合和通過該第二類型的該第二多個噴嘴將該顯影劑分配到該基板的該中央部分的一第二區域上， 其中該第二區域相對於該第一區域更大。
  19. 如請求項18之方法，其中該第二區域的一寬度在大於0毫米至大約270毫米的一範圍內；及 其中該第一區域的寬度在大於0毫米到大約15毫米的一範圍內。
  20. 如請求項17之方法，其中該第一類型的該第一多個噴嘴中的一噴嘴中的一開口的一第一直徑在大約2毫米到大約50毫米的一範圍內；及 其中該第二類型的該第二多個噴嘴中的一噴嘴中的一開口的一第二直徑小於相對於該第一直徑。
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