TW202318534A - 半導體製程工具 - Google Patents

半導體製程工具 Download PDF

Info

Publication number
TW202318534A
TW202318534A TW111120121A TW111120121A TW202318534A TW 202318534 A TW202318534 A TW 202318534A TW 111120121 A TW111120121 A TW 111120121A TW 111120121 A TW111120121 A TW 111120121A TW 202318534 A TW202318534 A TW 202318534A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pattern transfer
chamber
process chamber
embedded
tool
Prior art date
Application number
TW111120121A
Other languages
English (en)
Inventor
陳佳政
楊智凱
陳俊良
簡薇庭
陳亮吟
張惠政
育佳 楊
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 台灣積體電路製造股份有限公司 filed Critical 台灣積體電路製造股份有限公司
Publication of TW202318534A publication Critical patent/TW202318534A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67196—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the transfer chamber
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67184—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the presence of more than one transfer chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67201—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the load-lock chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H01L21/67225—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one lithography chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H01L21/67213—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one ion or electron beam chamber

Abstract

在一實施例中，一種圖案轉印製程腔室包括一圖案轉印製程腔室及在該圖案轉印製程腔室外部的一裝載區域。該裝載區域用以將一晶圓傳送至該圖案轉印製程腔室或自該圖案轉印製程腔室傳送該晶圓。該裝載區域包含：包括一裝載埠的一第一區、包括該第一區與該圖案轉印製程腔室之間的一裝載鎖的一第二區，及用以加熱該晶圓上之一圖案化光阻劑的一嵌入式烘烤腔室。

Description

半導體製程工具和使用嵌入式腔室的方法
無
半導體行業歸因於多種電子組件(例如，電晶體、二極體、電阻器、電容器等)之整合密度的連續改良已經歷快速生長。極大程度上，整合密度之此改良已來自最小特徵大小之重複減小，此情形允許更多組件整合至給定區域中。由於對最小化、更高速度及更大帶寬以及較低功率消耗及潛時的需求近來已生長，因此已生長出對半導體晶粒之較小及更具創造性之封裝技術的需要。
半導體裝置中特徵大小的減小增大了對更可靠品質控制的需要。經受品質控制之一個態樣為，圖案化光阻劑之穩定性對於控制影像轉印(例如，光阻劑之圖案經由蝕刻及/或佈植操作的轉印)之品質為至關重要的。影像轉印之品質可依據間距之解析度、缺陷、臨界尺寸(critical dimension，CD)之晶圓間變化、CD之批次間變化等來量測。
無
以下揭示內容提供用於實施本揭露之不同特徵的許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，這些組件及配置僅為實例且並非意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中第一特徵於第二特徵上方或上的形成可包括第一及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可包括額外特徵可形成於第一特徵與第二特徵之間使得第一特徵及第二特徵可不直接接觸的實施例。此外，本揭露在各種實例中可重複參考數字及/或字母。此重複係出於簡單及清楚之目的，且本身並不指明所論述之各種實施例及/或組態之間的關係。
另外，空間相對術語，諸如「……下面」、「下方」、「下部」、「……上方」、「上部」及類似者本文中可出於易於描述而使用以描述如諸圖中圖示的一個元素或特徵與另一(些)元素或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋裝置之使用或操作中除了諸圖中描繪之定向外的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中使用之空間相對描述詞可同樣經因此解譯。
各種實施例提供安裝於圖案轉印工具(例如，蝕刻工具、佈植工具或類似者)中之嵌入式烘烤腔室以使圖案化光阻劑穩定(例如，硬化)。另外，實施例圖案轉印工具解決由光阻劑之再水化引起的經降級之影像品質問題(例如，導致製造缺陷的差的圖案化界定)。當圖案化光阻劑之後顯影(例如，在光阻劑圖案化顯影，諸如後顯影烘烤(post development baking，PDB))與後續圖案轉印製程之間的等待時間為相對長時，光阻劑之再水化在該些待時間期間發生。
第1A圖圖示根據一些實施例之半導體製程工具100的示意圖。半導體製程工具100可為蝕刻工具、佈植工具，或將圖案化光阻劑之圖案轉印(例如，蝕刻、佈植或類似者)至半導體裝置之下層的類似者。半導體製程工具100包括圖案轉印製程腔室109及裝載區域120。若半導體製程工具100為佈植工具，則圖案轉印製程腔室109可為佈植製程腔室，該佈植製程腔室例如用以將摻雜劑佈植至下層的由圖案化光阻劑暴露的區中。若半導體製程工具100為蝕刻工具，則圖案轉印製程腔室109可為蝕刻製程腔室，該蝕刻製程腔室例如用以蝕刻下層的由圖案化光阻劑暴露的區。圖案轉印製程腔室109可保持於真空(例如，在約10 -5托與約10 -6托之間)，且包括平台112及真空機器人110。裝載區域120可包括裝載埠102、嵌入式烘烤腔室106及處置系統103。裝載埠102、嵌入式烘烤腔室106及處置系統103可係處於半導體製程工具100的大氣(atmosphere，ATM)空間中。半導體製程工具100之裝載區域120可進一步包括具有一或多個裝載鎖108的裝載鎖系統107，該一或多個裝載鎖108可用以將工件自裝載埠102/嵌入式烘烤腔室106的大氣空間傳送至圖案轉印製程腔室109的真空環境。裝載鎖108可包括入口(圖中未示)。裝載鎖108可進一步包括連接至裝載鎖108之出口(圖中未示)的真空泵(圖中未示)。為了達成所要腔室壓力(例如，ATM壓力)，裝載鎖118可使用入口來使空氣流動至裝載鎖108的腔室中。裝載鎖108亦可使用真空泵來移除空氣，從而達成裝載鎖108的所要真空位準。
裝載埠102可包括前開式一體艙(front open unified pod，FOUP)(圖中未示)，該FOUP為塑膠殼體，該塑膠殼體經設計以將工件(例如，半導體晶圓、半導體基板、平坦面板或類似者)牢固且安全地固持於控制環境中，且允許工件在工具之間傳送以供處理。在裝載埠102上儲存於FOUP中之工件中的每一工件可包括裝置層及裝置層上之圖案化光阻劑。光阻劑可能在工件到達裝載埠102之前已由光學微影工具在工件之裝置層上方來沈積並圖案化。裝載埠102可將儲存於FOUP中之工件饋入至處置系統103之ATM機器人104。ATM機器人104可將工件自裝載埠102置放至嵌入式烘烤腔室106。
嵌入式烘烤腔室106為可經閉合從而加熱(例如，烘烤)工件(包括工件上之圖案化光阻劑)的腔室。在一些實施例中，嵌入式烘烤腔室106可包括具有電阻加熱元件的熱板(圖中未示)。置放於熱板上之工件可由電阻加熱元件來加熱。在一些其他實施例中，嵌入式烘烤腔室106可包括鹵素燈(圖中未示)，該鹵素燈照射且加熱置放於嵌入式烘烤腔室106中的工件。
嵌入式烘烤腔室106可加熱工件(包括工件上之光阻劑)歷時5秒至30分鐘的持續時間。另外，嵌入式烘烤腔室106可加熱工件從而處於70 ℃與工件上之光阻劑之玻璃轉化溫度(T g)之間的溫度。玻璃轉化溫度(T g)可為至多150 ℃。此外，嵌入式烘烤腔室106可在清潔乾燥空氣的周圍環境中加熱工件。在加熱工件之後(例如，在5秒至30分鐘的加熱持續時間之後)，工件可接著在嵌入式烘烤腔室106中冷卻至室溫。
在工件冷卻之後，ATM機器人104可將工件自嵌入式烘烤腔室106移動至裝載鎖系統107的裝載鎖108。嵌入式烘烤腔室106的裝載量可為單一工件類型(例如，單片式類型)或批量類型(例如，嵌入式烘烤腔室106可裝載晶圓隔板)。在一些實施例中，嵌入式烘烤腔室106之裝載量可與裝載鎖108的裝載量相同，以使對生產產量的影響最小化。裝載鎖系統107可包括複數個裝載鎖108。在一些實施例中，複數個裝載鎖108的數目可與嵌入式烘烤腔室106的數目相同。
在ATM機器人104將工件自嵌入式烘烤腔室106移動至裝載鎖108之後，裝載鎖108可接著使用真空泵抽空至所要真空位準。在一些實施例中，若圖案轉印製程腔室109係佈植製程腔室，則裝載鎖108之真空位準可係在約10 -5托與約10 -6托之間。在一些實施例中，若圖案轉印製程腔室109係用於乾式蝕刻的蝕刻製程腔室，則裝載鎖108之真空位準可係在約10 -3托與約10 -4托之間。接著，至圖案轉印製程腔室109的門可經開啟以移除先前處理之工件且准許自裝載鎖108裝載新工件。圖案轉印製程腔室109中之真空機器人110可自裝載鎖108移除工件且將工件置放於圖案轉印製程腔室109中的平台112上，之後，門關閉且工件經處理用於圖案轉印(例如，蝕刻或佈植)。平台112可在圖案轉印製程腔室109內以適當角度支撐工件從而由離子束114進行圖案轉印操作。
在圖案轉印操作完成之後，工件可由真空機器人110自圖案轉印製程腔室109移除，且在裝載鎖108處於真空時置放於裝載鎖108中。裝載鎖108可接著重新加壓(例如，排放)至大氣壓，且裝載鎖108中之工件可由ATM機器人104自裝載鎖108移除。ATM機器人104可接著將工件置放於裝載埠102上的FOUP中，其中工件準備好以移動至下一生產步驟。
第1A圖繪示嵌入式烘烤腔室106在裝載區域120之ATM空間中、裝載鎖108或圖案轉印製程腔室109的真空區之前的安裝選項情況下的半導體製程工具100。第1B圖繪示嵌入式烘烤腔室在裝載區域120中、在圖案轉印製程腔室109之真空區之前的另一安裝選項情況下的半導體製程工具150，其中嵌入式烘烤腔室整合至裝載鎖中。
參看第1B圖，第1B圖圖示根據一些實施例之半導體製程工具150的示意圖。半導體製程工具150可為蝕刻工具、佈植工具，或將圖案化光阻劑之圖案轉印(例如，蝕刻、佈植或類似者)至半導體裝置之下層的類似者。半導體製程工具150包括圖案轉印製程腔室109及裝載區域122。若半導體製程工具150為佈植工具，則圖案轉印製程腔室109可為佈植製程腔室，該佈植製程腔室例如用以將摻雜劑佈植至下層的由圖案化光阻劑暴露的區中。若半導體製程工具150為蝕刻工具，則圖案轉印製程腔室109可為蝕刻製程腔室，該蝕刻製程腔室例如用以蝕刻下層的由圖案化光阻劑暴露的區。圖案轉印製程腔室109可保持於真空(例如，在約10 -5托與約10 -6托之間)，且包括平台112及真空機器人110。裝載區域122可包括裝載埠102及處置系統103。裝載埠102及處置系統103可係處於半導體製程工具150的ATM空間中。半導體製程工具150之裝載區域122可進一步包括具有一或多個裝載鎖118的裝載鎖系統117，該一或多個裝載鎖118可用以將工件自裝載埠102的大氣空間傳送至圖案轉印製程腔室109的真空環境。
裝載埠102可包括前開式一體艙(front open unified pod，FOUP)(圖中未示)，該FOUP為塑膠殼體，該塑膠殼體經設計以將工件(例如，半導體晶圓、半導體基板、平坦面板或類似者)牢固且安全地固持於控制環境中，且允許工件在工具之間傳送以供處理。在裝載埠102上儲存於FOUP中之工件中的每一工件可包括裝置層及裝置層上之圖案化光阻劑。光阻劑可能在工件到達裝載埠102之前已由光學微影工具在工件之裝置層上方來沈積並圖案化。裝載埠102可將儲存於FOUP中之工件饋入至處置系統103之ATM機器人104。ATM機器人104可將工件自裝載埠102置放至裝載鎖系統117中的裝載鎖118。
裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室的裝載量可為單一工件類型(例如，單一晶圓類型)或批量類型(例如，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可裝載晶圓隔板)。在一些實施例中，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室之裝載量可與如關於第1A圖所描述之裝載鎖108的裝載量相同，以使對生產產量的影響最小化。
裝載鎖(具有嵌入式烘烤腔室) 118為用於加熱工件上之圖案化光阻劑的圍封腔室。在一些實施例中，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可包括具有電阻加熱元件的熱板(圖中未示)。置放於熱板上之工件可由電阻加熱元件來加熱。在一些其他實施例中，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可包括鹵素燈(圖中未示)，該鹵素燈照射且加熱置放於裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室中的工件。
裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可加熱工件(包括工件上之光阻劑)歷時5秒與30分鐘之間的持續時間。另外，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可加熱工件處於70 ℃與工件上之光阻劑之玻璃轉化溫度(T g)之間的溫度。玻璃轉化溫度(T g)可為至多150 ℃。此外，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可在大氣(atmosphere，ATM)壓力下在清潔乾燥空氣、N 2或惰性氣體(例如，He、Ne、Ar、類似者或其組合)的周圍環境中加熱工件。在一些其他實施例中，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可在真空中或在低於ATM壓力的壓力下加熱工件。裝載鎖118可包括入口(圖中未示)。裝載鎖108可進一步包括連接至裝載鎖108之出口(圖中未示)的真空泵(圖中未示)。為了達成所要腔室壓力(例如，ATM壓力)，裝載鎖118可使用入口來使這些氣體中之一或多者自氣體供應源流動至嵌入式烘烤腔室。裝載鎖118亦可使用真空泵來移除這些氣體，從而達成裝載鎖118的所要真空位準。在加熱工件之後(例如，在5秒至30分鐘的加熱持續時間之後)，工件可接著在裝載鎖118的嵌入式烘烤腔室中冷卻至室溫。
在工件被冷卻之後，裝載鎖118可使用真空泵經排空至所要真空位準。在一些實施例中，若圖案轉印製程腔室109係佈植製程腔室，則裝載鎖118之真空位準可係在約10 -5托與約10 -6托之間。若圖案轉印製程腔室109係用於乾式蝕刻的蝕刻製程腔室，則裝載鎖118之真空位準可係在約10 -3托與約10 -4托之間。接著，至圖案轉印製程腔室109的門可經開啟以移除先前處理之工件且准許自裝載鎖118裝載新工件。圖案轉印製程腔室109中之真空機器人110可自裝載鎖118移除工件且將工件置放於圖案轉印製程腔室109中的平台112上，之後，門關閉且工件經處理用於圖案轉印製程(例如，蝕刻及/或佈植)。平台112可在圖案轉印製程腔室109內以適當角度支撐工件從而由離子束114進行圖案轉印操作。
在圖案轉印操作完成之後，完成之工件可由真空機器人110自圖案轉印製程腔室109移除，且在裝載鎖118處於真空時置放於裝載鎖118中。裝載鎖118可接著重新加壓(例如，排放)至大氣壓，且工件可由ATM機器人104自裝載鎖118移除。ATM機器人104可接著將工件置放於裝載埠102上的FOUP中，其中工件準備好以移動至下一生產步驟。
第2A圖圖示根據一些實施例之用於嵌入式烘烤的方法200之流程圖。方法200可使用關於第1A圖所描述的半導體製程工具100來執行。應理解，第2A圖中繪示之實施例方法200僅為許多可能實施例方法的實例。舉例而言，如在第2A圖中圖示的各種步驟可經添加、移除、替換、重新配置及重複。
在步驟202中，工件(例如，半導體晶圓或半導體基板或平坦面板)可自裝載埠102傳送至ATM空間中的嵌入式烘烤腔室106。工件可由ATM機器人104自裝載埠102傳送至嵌入式烘烤腔室106。
在步驟204中，嵌入式烘烤腔室106可加熱工件歷時5秒與30分鐘之間的持續時間。嵌入式烘烤腔室106可加熱工件處於70 ℃與工件上之光阻劑之玻璃轉化溫度(T g)之間的溫度。玻璃轉化溫度(T g)可為至多150 ℃。嵌入式烘烤腔室106亦可在大氣(atmosphere，ATM)壓力下在清潔乾燥空氣的周圍環境中加熱工件。加熱工件可使工件上之圖案化光阻劑硬化以改良圖案界定的穩定性，此情形減小後續圖案轉印製程的製造缺陷。在加熱工件之後(例如，在5秒至30分鐘的加熱持續時間之後)，工件可接著冷卻至室溫。
在步驟206中，工件可自ATM空間中之嵌入式烘烤腔室106傳送至裝載鎖108。工件可由ATM機器人104自嵌入式烘烤腔室106傳送至裝載鎖108。
在步驟208中，裝載鎖108可抽空至所要真空位準。在一些實施例中，若圖案轉印製程腔室109為用於乾式蝕刻的蝕刻製程腔室，則裝載鎖108的真空位準範圍可為約10 -3托至約10 -4托。若圖案轉印製程腔室109為佈植製程腔室，則裝載鎖108的真空位準範圍可為約10 -5托至約10 -6托。
在步驟210中，工件可自裝載鎖108傳送至圖案轉印製程腔室109。在一些實施例中，圖案轉印製程腔室109中的真空機器人110可傳送來自裝載鎖108的工件且將工件置放於圖案轉印製程腔室109中的平台112上。接著，圖案轉印製程腔室109可對工件執行圖案轉印操作(例如，蝕刻、佈植或類似者)以將圖案化光阻劑的圖案轉印至半導體裝置的下層。舉例而言，工件可暴露至離子束114從而進行佈植或某些類型之蝕刻。因為圖案化光阻劑之圖案已由步驟204中的加熱來穩定，所以圖案化光阻劑之高圖案化界定引起轉印至半導體裝置之下層的圖案化光阻劑之圖案的改良之品質。
第2B圖圖示根據一些實施例之用於嵌入式烘烤的方法250之流程圖。方法250可使用關於第1B圖所描述的半導體製程工具150來執行。應理解，第2B圖中繪示之實施例方法250僅為許多可能實施例方法的實例。舉例而言，如在第2B圖中圖示的各種步驟可經添加、移除、替換、重新配置及重複。
在步驟252中，工件(例如，半導體晶圓或半導體基板或平坦面板)可自裝載埠102傳送至具有嵌入式烘烤腔室的裝載鎖118。工件可由ATM機器人104自裝載埠102傳送至裝載鎖118。
在步驟254中，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可加熱工件歷時5秒與30分鐘之間的持續時間。裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可加熱工件處於70 ℃與工件上之光阻劑之玻璃轉化溫度(T g)之間的溫度。玻璃轉化溫度(T g)可為至多150 ℃。裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室亦可在大氣(atmosphere，ATM)壓力下在清潔乾燥空氣、N 2或惰性氣體(例如，He、Ne、Ar、類似者或其組合)的周圍環境中加熱工件。加熱工件可使工件上之圖案化光阻劑硬化以改良圖案界定的穩定性，此情形減小後續圖案轉印製程的製造缺陷。在加熱工件之後(例如，在5秒至30分鐘的加熱持續時間之後)，工件可接著冷卻至室溫。
在步驟256中，裝載鎖118可抽空至所要真空位準。在一些實施例中，若圖案轉印製程腔室109為用於乾式蝕刻的蝕刻製程腔室，則裝載鎖118的真空位準範圍可為約10 -3托至約10 -4托。若圖案轉印製程腔室109為佈植製程腔室，則裝載鎖118的真空位準範圍可為約10 -5托至約10 -6托。
在步驟258中，工件可自裝載鎖118傳送至圖案轉印製程腔室109。在一些實施例中，圖案轉印製程腔室109中的真空機器人110可傳送來自裝載鎖118的工件且將工件置放於圖案轉印製程腔室109中的平台112上。接著，圖案轉印製程腔室109可對工件執行圖案轉印操作(例如，蝕刻、佈植或類似者)以將圖案化光阻劑的圖案轉印至半導體裝置的下層。舉例而言，工件可暴露至離子束114從而進行佈植或某些類型之蝕刻。因為圖案化光阻劑之圖案化已由步驟254中的加熱來穩定，所以圖案化光阻劑之高圖案化界定引起轉印至半導體裝置之下層的圖案化光阻劑之圖案的改良之品質。另外，藉由在圖案轉印製程之前應用硬化製程(例如，加熱)僅短時框(例如，至多30分鐘)，圖案化光阻劑可能不具有在硬化製程與圖案轉印製程期間軟化(例如，因此濕氣吸收)的機會。已觀測到，藉由限制退火製程與圖案轉印製程之間的時框不大於30分鐘，光阻劑之軟化可被避免，且製造缺陷有利地被減小。
上文描述之第2A圖及第2B圖圖示如下實施例：使用半導體製程工具(上文關於第1A圖及第1B圖所描述)的嵌入式烘烤腔室以在將工件傳送至半導體製程工具100或150之圖案轉印製程腔室109之前加熱工件以用於圖案轉印操作(例如，預烘烤)。在這些預烘烤實施例中如此做，工件上之圖案化光阻劑可由安裝於佈植工具或蝕刻工具中之嵌入式烘烤腔室就在蝕刻製程腔室中的蝕刻之前或佈植製程腔室中之佈植之前穩定以減輕等待時間關注事項，其中圖案化光阻劑的再水化可使影像品質降級。
在其他實施例中，關於第1A圖及第1B圖描述之半導體製程工具的嵌入式烘烤腔室可用以在圖案轉印操作之後加熱工件(例如，後烘烤)以減輕等待時間關注事項，如以下第3A圖及第3B圖中所圖示。
第3A圖圖示根據一些實施例之用於嵌入式烘烤的後烘烤的方法300之流程圖。方法300可使用關於第1A圖所描述的半導體製程工具100來執行。應理解，第3A圖中繪示之實施例方法300僅為許多可能實施例方法的實例。舉例而言，如在第3A圖中圖示的各種步驟可經添加、移除、替換、重新配置及重複。
在步驟302中，工件(例如，半導體晶圓或半導體基板或平坦面板)可自裝載埠102傳送至裝載鎖108。工件可由ATM機器人104自裝載埠102傳送至裝載鎖108。
在步驟304中，裝載鎖108可抽空至所要真空位準。在一些實施例中，若圖案轉印製程腔室109為用於乾式蝕刻的蝕刻製程腔室，則裝載鎖108的真空位準範圍可為約10 -3托至約10 -4托。若圖案轉印製程腔室109為佈植製程腔室，則裝載鎖108的真空位準範圍可為約10 -5托至約10 -6托。
在步驟306中，工件可自裝載鎖108傳送至圖案轉印製程腔室109。在一些實施例中，圖案轉印製程腔室109中的真空機器人110可傳送來自裝載鎖108的工件且將工件置放於圖案轉印製程腔室109中的平台112上。接著，圖案轉印製程腔室109可對工件執行圖案轉印操作(例如，蝕刻、佈植或類似者)以將圖案化光阻劑的圖案轉印至半導體裝置的下層。舉例而言，工件可暴露至離子束114從而進行佈植或某些類型之蝕刻。
在圖案轉印操作之後，在步驟308中，工件可自圖案轉印製程腔室109傳送至裝載鎖108。在一些實施例中，圖案轉印製程腔室109中之真空機器人110可將工件自圖案轉印製程腔室109傳送至裝載鎖108。裝載鎖108可接著排氣至ATM壓力。
在步驟310中，工件可自裝載鎖108傳送至ATM空間中的嵌入式烘烤腔室106。在一些實施例中，ATM空間中之ATM機器人104可將工件自裝載鎖108傳送至嵌入式烘烤腔室106。
在步驟312中，嵌入式烘烤腔室106可加熱工件歷時5秒與30分鐘之間的持續時間。嵌入式烘烤腔室106可加熱工件處於70 ℃與工件上之光阻劑之玻璃轉化溫度(T g)之間的溫度。玻璃轉化溫度(T g)可為至多150 ℃。嵌入式烘烤腔室106亦可在ATM壓力下在清潔乾燥空氣的大氣環境中加熱工件。加熱工件可使工件上之圖案化光阻劑硬化以改良圖案界定的穩定性，此情形減小後續圖案轉印製程的製造缺陷。在加熱工件之後(例如，在5秒至30分鐘的加熱持續時間之後)，工件可接著冷卻至室溫。
在步驟314中，工件可自嵌入式烘烤腔室106傳送至裝載埠102。在一些實施例中，ATM機器人104可將工件自嵌入式烘烤腔室106傳送至裝載埠102的FOUP用於下一生產步驟。下一生產步驟可由不同於半導體製程工具100之第二半導體製程工具執行。第二半導體製程工具可用以執行額外圖案轉印操作(例如，蝕刻、佈植或類似者)。因為圖案化光阻劑之圖案已在步驟312中由半導體製程工具100進行加熱來穩定，所以圖案化光阻劑之高圖案界定引起轉印圖案光阻劑之圖案至半導體裝置之下層的第二半導體製程工具的改良之品質。在一些實施例中，硬化製程(例如，加熱)在第二半導體製程工具的圖案轉印製程之前由第一半導體製程工具應用歷時僅短時框(例如，至多30分鐘)，圖案化光阻劑可能不具有在硬化製程與圖案轉印製程之間軟化(例如，因此濕氣吸收)的機會。已觀測到，藉由限制退火製程與圖案轉印製程之間的時框不大於30分鐘，光阻劑之軟化可被避免，且製造缺陷有利地被減小。
第3B圖圖示根據一些實施例之用於嵌入式烘烤之後烘烤的方法350之流程圖。方法350可使用關於第1B圖所描述的半導體製程工具150來執行。應理解，第3B圖中繪示之實施例方法350僅為許多可能實施例方法的實例。舉例而言，如在第3B圖中圖示的各種步驟可經添加、移除、替換、重新配置及重複。
在步驟352中，工件(例如，半導體晶圓或半導體基板或平坦面板)可自裝載埠102傳送至裝載鎖118。工件可由ATM機器人104自裝載埠102傳送至裝載鎖118。
在步驟354中，裝載鎖118可抽空至所要真空位準。在一些實施例中，若圖案轉印製程腔室109為用於乾式蝕刻的蝕刻製程腔室，則裝載鎖118的真空位準範圍可為約10 -3托至約10 -4托。若圖案轉印製程腔室109為佈植製程腔室，則裝載鎖118的真空位準範圍可為約10 -5托至約10 -6托。
在步驟356中，工件可自裝載鎖118傳送至圖案轉印製程腔室109。在一些實施例中，圖案轉印製程腔室109中的真空機器人110可傳送來自裝載鎖118的工件且將工件置放於圖案轉印製程腔室109中的平台112上。接著，圖案轉印製程腔室109可對工件執行圖案轉印操作(例如，蝕刻、佈植或類似者)以將圖案化光阻劑的圖案轉印至半導體裝置的下層。舉例而言，工件可暴露至離子束114從而進行佈植或某些類型之蝕刻。
在圖案轉印之後，在步驟358中，工件可自圖案轉印製程腔室109傳送至裝載鎖118。在一些實施例中，圖案轉印製程腔室109中之真空機器人110可將工件自圖案轉印製程腔室109轉印至裝載鎖118。
在步驟360中，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可加熱工件歷時5秒與30分鐘之間的持續時間。另外，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可加熱工件處於70 ℃與工件上之光阻劑之玻璃轉化溫度(T g)之間的溫度。玻璃轉化溫度(T g)可為至多150 ℃。加熱工件可使工件上之圖案化光阻劑硬化以改良圖案界定的穩定性，此情形減小後續圖案轉印製程的製造缺陷。在加熱工件之後，工件可接著冷卻至室溫。在此步驟中，裝載鎖108亦可排氣至ATM壓力。
在步驟360中，加熱工件與使裝載鎖118排氣之間的順序可為靈活的。在一些實施例中，裝載鎖118可首先排氣至ATM壓力。接著，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可在ATM壓力下在清潔乾燥空氣、N 2或惰性氣體(例如，He、Ne、Ar、類似者或其組合)的周圍環境中加熱工件。在一些其他實施例中，裝載鎖118之嵌入式烘烤腔室可首先在真空壓力位準下加熱工件。接著，裝載鎖118可接著排氣至ATM壓力。
在步驟362中，工件可自裝載鎖118傳送至裝載埠102中。在一些實施例中，ATM機器人104可將工件自裝載鎖118傳送至裝載埠102的FOUP用於下一生產步驟。下一生產步驟可由不同於半導體製程工具之第二半導體製程工具150執行。第二半導體製程工具可用以執行額外圖案轉印操作(例如，蝕刻、佈植或類似者)。因為圖案化光阻劑之圖案已在步驟360中由半導體製程工具150來穩定，所以圖案化光阻劑之高圖案化界定引起轉印圖案化光阻劑之圖案至半導體裝置之下層的第二半導體製程工具的改良之品質。
上述第3A圖及第3B圖圖示在已在真空圖案轉印製程腔室109中執行的佈植及/或蝕刻操作之後使用嵌入式烘烤腔室的後烘烤之實施例。關於第3A圖及第3B圖描述之後烘烤技術可經應用，只要光阻劑剩餘於工件上。
第4A圖至第4F圖繪示根據實施例的後烘烤可經利用之實例情境的產生半導體裝置之中間步驟。在第4A圖中，硬式遮罩層404可沈積於p型基板402 (或基板402的p型區)上。基板402可為半導體基板，諸如塊體基板、絕緣體上半導體(semiconductor-on-insulator；SOI)基板或類似者，該基板可摻雜有p型摻雜劑。基板402可為晶圓，諸如矽晶圓。亦可使用諸如多層或梯度基板的其他基板。在一些實施例中，基板402之半導體材料可包括：矽；鍺；包括碳化矽、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦及/或銻化銦的化合物半導體；合金半導體，包括矽鍺、磷化砷化鎵、砷化鋁銦、砷化鋁鎵、砷化鎵銦、磷化鎵銦，及/或磷化砷化鎵銦；或其組合。硬式遮罩層404之材料可包括氧化物，諸如氧化矽(例如，SiO 2)。硬式遮罩層404可充當阻障氧化物層，其保護基板402在稍後氮化物剝離步驟期間不被污染。
光阻劑406可形成於硬式遮罩層404上方。光阻劑406可經圖案化以包括對應於待產生之N型井的開口408。光阻劑406可藉由使用旋塗技術來形成，且可使用可接受的光學微影技術來圖案化。
在第4B圖中，硬式遮罩層404之由開口408暴露的部分可使用可接受蝕刻製程，諸如對於硬式遮罩層404之材料為選擇性(例如，相較於p型基板402的材料以更快速率蝕刻硬式遮罩層404的材料)的製程進行蝕刻。在蝕刻製程之後，開口408可係通過硬式遮罩層404以暴露p型基板402的數個部分。蝕刻製程可由蝕刻工具來執行。在一些實施例中，蝕刻工具可為關於第1A圖或第1B圖所描述的具有蝕刻製程腔室109的半導體製程工具100或150。在p型基板402離開蝕刻製程腔室109之後，分別根據關於第3A圖或第3B圖描述的技術，p型基板402的後烘烤可由蝕刻工具100之嵌入式烘烤腔室106或由蝕刻工具150之裝載鎖118的嵌入式烘烤腔室執行。在蝕刻工具100或150中之後烘烤之後，p型基板402可自蝕刻工具傳送至佈植工具。
在第4C圖中，佈植工具可在p型基板402中執行n型雜質佈植以產生N型井410。n型雜質可為經佈植達約10 13原子/cm 3至約10 14原子/cm 3之範圍內的濃度之磷、砷、銻或類似者。在一些實施例中，佈植工具可為關於第1A圖或第1B圖所描述的具有佈植製程腔室109的另一半導體製程工具100或150。在一些實施例中，在p型基板402離開佈植製程腔室109之後，分別根據關於第3A圖或第3B圖描述的技術，p型基板402的後烘烤可由蝕刻工具100之嵌入式烘烤腔室106或由蝕刻工具150之裝載鎖118的嵌入式烘烤腔室執行。
在第4D圖中，光阻劑406可由可接受之灰化或剝離製程，諸如使用氧電漿或類似者來移除。在光阻劑406經移除之後，基板可傳送至不同於關於第4B圖描述之蝕刻工具的第二蝕刻工具。
在第4E圖中，第二蝕刻工具可使用另一可接受蝕刻製程來移除硬式遮罩層404。可接受蝕刻製程可為對於硬式遮罩層404之材料為選擇性(例如，相較於p型基板402的材料以更快速率蝕刻硬式遮罩層404的材料)的製程。此處，在第4E圖中，因為無光阻劑剩餘於p型基板402上，所以關於第3A圖及第3B圖描述的後烘烤技術並非適用的，且第二蝕刻工具可能或可能不需要具有嵌入式烘烤腔室。在蝕刻製程由第二蝕刻工具執行之後，硬式遮罩層404經移除，如第4F圖中所繪示。
第4A圖至第4F圖圖示應用後烘烤技術的情形。舉例而言，在第4B圖中，光阻劑406在蝕刻製程之後仍剩餘。因此，後烘烤可在基板402離開蝕刻工具的蝕刻製程腔室109之後應用。在第4C圖中，光阻劑406在佈植製程之後仍剩餘。因此，後烘烤可在基板402離開佈植工具的佈植製程腔室109之後應用。儘管第4A圖至第4F圖描述在形成N型井情形下利用後烘烤技術的情形，但利用後烘烤技術的類似原理在光阻劑在蝕刻及/或佈植製程之後剩餘的任何其他情形下可適用。
本揭露中描述之預烘烤及後烘烤技術的各種實施例改良針對圖案轉印之光阻劑的影像品質。預烘烤或後烘烤可如關於第2A圖、第2B圖、第3A圖及第3B圖所描述單獨用於如關於第1A圖及第1B圖描述的半導體製程工具中。在一些實施例中，預烘烤及後烘烤可在半導體製程工具中進行組合。第5A圖及第5B圖繪示根據一些實施例的預烘烤及後烘烤的可能組合。
第5A圖繪示半導體製程工具100或150為佈植工具時預烘烤及後烘烤的可能組合。欄1繪示，佈植工具100或150可在工件進入佈植製程腔室109之前單獨利用預烘烤來使光阻劑穩定。欄3繪示，佈植工具100或150可在工件離開佈植製程腔室109之後且在傳送至另一製程工具之前單獨利用後烘烤來使光阻劑穩定。欄2繪示，佈植工具100或150可組合地利用預烘烤及後烘烤以獲得兩者的益處。
第5B圖繪示半導體製程工具100或150為蝕刻工具時預烘烤及後烘烤的可能組合。欄1繪示，蝕刻工具100或150可在工件進入蝕刻製程腔室109之前單獨利用預烘烤來使光阻劑穩定。欄3繪示，蝕刻工具100或150可在工件離開蝕刻製程腔室109之後單獨利用後烘烤來使光阻劑穩定。對於欄3，在一些實施例中，光阻劑可在兩個分離蝕刻工具之後移除。因此，後烘烤亦可由第一蝕刻工具100或150來應用。因此光阻劑僅由第一蝕刻工具100或150部分蝕刻，所以後烘烤可為了第二蝕刻工具中的光阻劑穩定性而在第一蝕刻工具100或150中利用。藉由第一蝕刻工具100或150執行後烘烤情況下，第二蝕刻工具可能或可能不需要嵌入烘烤。欄2繪示，蝕刻工具100或150可組合地利用預烘烤及後烘烤以獲得兩者的益處。
根據實施例，一種半導體製程工具包括：一圖案轉印製程腔室；及一裝載區域，該裝載區域係在該圖案轉印製程腔室外部且用以將一晶圓傳送至該圖案轉印製程腔室或自該圖案轉印製程腔室傳送一晶圓。該裝載區域包括：包括一裝載埠的一第一區、該第一區與該圖案轉印製程腔室之間的一第二區，及用以加熱該晶圓上之一圖案化光阻劑的一嵌入式烘烤腔室。該第二區包括一裝載鎖。在一實施例中，圖案轉印製程腔室可包括一蝕刻製程腔室或一佈植製程腔室。在一實施例中，該嵌入式烘烤腔室可設置於該第一區中，且其中該第一區提供一大氣環境。在一實施例中，該第一區可進一步包括一大氣(ATM)機器人，其用以在該裝載埠與該嵌入式烘烤腔室之間傳送該晶圓且在該嵌入式烘烤腔室與該裝載鎖之間傳送該晶圓。在一實施例中，該嵌入式烘烤腔室可嵌入於該第二區中的該裝載鎖中，且該裝載鎖用以使該晶圓自一大氣環境轉變至一真空環境。在一實施例中，該嵌入式烘烤腔室可包括一熱板或一鹵素燈。在一實施例中，該圖案轉印製程腔室可係在處於範圍為10 -5至10 -6托之一壓力下的一真空區。
根據實施例，一種使用嵌入式腔室的方法包括以下步驟：在一光學微影工具中在一半導體基板的一裝置層上方沈積一光阻劑；在該光學微影工具中圖案化該光阻劑以在該半導體基板上方提供一圖案化光阻劑；及由嵌入於不同於該光學微影工具之一圖案轉印工具之一裝載區域中的一嵌入式烘烤腔室加熱該圖案化光阻劑。該裝載區域包括一裝載埠或一裝載鎖。該方法進一步包括由一圖案轉印製程腔室對該裝置層執行一圖案轉印操作。在一實施例中，加熱該圖案化光阻劑可包括在執行該圖案轉印操作之前加熱該圖案化光阻劑由該嵌入式烘烤腔室。在一實施例中，加熱該圖案化光阻劑可包括在執行該圖案轉印操作之後由該嵌入式烘烤腔室加熱該圖案化光阻劑。在一實施例中，該方法可進一步包括在加熱圖案化光阻劑之後由不同於該圖案轉印製程腔室的一第二圖案轉印製程腔室對該裝置層執行一第二圖案轉印操作。在一實施例中，圖案轉印製程腔室可包括一蝕刻製程腔室，且該第二圖案轉印製程腔室可包括一佈植製程腔室。在一實施例中，加熱圖案化光阻劑可包括在70 ℃與一玻璃轉化溫度(T g)之間的一溫度下且在具有一大氣(ATM)壓力之清潔乾燥空氣、氮氣（N 2）或一惰性氣體的一周圍環境下由該嵌入式烘烤腔室加熱該圖案化光阻劑歷時5秒到30分鐘之間的一持續時間。在一實施例中，執行圖案轉印操作可包括由該圖案轉印製程腔室對該裝置層執行一蝕刻操作或一佈植操作。
根據實施例，一種半導體製程工具包括：一圖案轉印製程腔室；一裝載鎖，該裝載鎖係在該圖案轉印製程腔室外部且用以將一晶圓傳送至該圖案轉印製程腔室；及一裝載埠，該裝載埠係在一大氣(ATM)區域中且該圖案轉印製程腔室外部。該裝載鎖包括一嵌入式烘烤腔室，該嵌入式烘烤腔室用以在晶圓自裝載鎖傳送至圖案轉印製程腔室之前加熱晶圓上方的圖案化光阻劑。裝載鎖係在裝載埠與圖案轉印製程腔室之間。在一實施例中，半導體製程工具可進一步包括一大氣(ATM)機器人，其用以在該裝載埠與該裝載鎖中之該嵌入式烘烤腔室之間傳送該晶圓。在一實施例中，該嵌入式烘烤腔室可包括一熱板或一鹵素燈。在一實施例中，圖案轉印製程腔室可包括一蝕刻製程腔室或一佈植製程腔室。在一實施例中，該半導體製程工具可包括複數個裝載鎖，該些裝載鎖包括複數個嵌入式加熱腔室，且該半導體製程工具可進一步包括複數個裝載埠。在一實施例中，該圖案轉印製程腔室可係在處於範圍為10 -5托至10 -6托之一壓力下的一真空區。
前述內容概述若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其可易於使用本揭露作為用於設計或修改用於實施本文中引入之實施例之相同目的及/或達成相同優勢之其他製程及結構的基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效構造並不偏離本揭露之精神及範疇，且此類等效構造可在本文中進行各種改變、取代及替代而不偏離本揭露的精神及範疇。
100:半導體製程工具/蝕刻工具/佈植工具 102:裝載埠 103:處置系統 104:大氣（ATM）機器人 106:嵌入式烘烤腔室 107:裝載鎖系統 108:裝載鎖 109:圖案轉印製程腔室 110:真空機器人 112:平台 114:離子束 117:裝載鎖系統 118:裝載鎖 120:裝載區域 122:裝載區域 150:半導體製程工具/蝕刻工具/佈植工具 200:方法 202:步驟 204:步驟 206:步驟 208:步驟 210:步驟 250:方法 252:步驟 254:步驟 256:步驟 258:步驟 300:方法 302:步驟 304:步驟 306:步驟 308:步驟 310:步驟 312:步驟 314:步驟 350:方法 352:步驟 354:步驟 356:步驟 358:步驟 360:步驟 362:步驟 402:基板 404:硬式遮罩層 406:光阻劑 408:開口 410:N型井
本揭露之態樣在與隨附圖式一起研讀時自以下詳細描述內容來最佳地理解。應注意，根據行業中之標準慣例，各種特徵未按比例繪製。實際上，各種特徵之尺寸可為了論述清楚經任意地增大或減小。 第1A圖圖示根據一些實施例之半導體製程工具的示意圖。 第1B圖圖示根據一些實施例之半導體製程工具的示意圖。 第2A圖圖示根據一些實施例之用於預烘烤之嵌入式烘烤方法的流程圖。 第2B圖圖示根據一些實施例之用於預烘烤之嵌入式烘烤方法的流程圖。 第3A圖圖示根據一些實施例之用於後烘烤之嵌入式烘烤方法的流程圖。 第3B圖圖示根據一些實施例之用於後烘烤之嵌入式烘烤方法的流程圖。 第4A圖至第4F圖圖示根據一些實施例之產生半導體裝置之中間步驟。 第5A圖及第5B圖繪示根據一些實施例的預烘烤及後烘烤技術的可能組合。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:半導體製程工具/蝕刻工具/佈植工具
102:裝載埠
103:處置系統
104:大氣(ATM)機器人
106:嵌入式烘烤腔室
107:裝載鎖系統
108:裝載鎖
109:圖案轉印製程腔室
110:真空機器人
112:平台
114:離子束
120:裝載區域

Claims (20)

  1. 一種半導體製程工具，包含： 一圖案轉印製程腔室；及 一裝載區域，該裝載區域係在該圖案轉印製程腔室外部且用以將一晶圓傳送至該圖案轉印製程腔室或自該圖案轉印製程腔室傳送一晶圓，其中該裝載區域包含： 一第一區，該第一區包括一裝載埠， 一第二區，位於該第一區與該圖案轉印製程腔室之間，該第二區包括一裝載鎖，及 一嵌入式烘烤腔室，用以加熱該晶圓上的一圖案化光阻劑。
  2. 如請求項1所述之半導體製程工具，其中該圖案轉印製程腔室包含一蝕刻製程腔室或一佈植製程腔室。
  3. 如請求項1所述之半導體製程工具，其中該嵌入式烘烤腔室設置於該第一區中，且其中該第一區提供一大氣環境。
  4. 如請求項1所述之半導體製程工具，其中該第一區進一步包括一大氣機器人，該大氣機器人用以在該裝載埠與該嵌入式烘烤腔室之間傳送該晶圓，且在該嵌入式烘烤腔室與該裝載鎖之間傳送該晶圓。
  5. 如請求項1所述之半導體製程工具，其中該嵌入式烘烤腔室嵌入於該第二區中的該裝載鎖中，且其中該裝載鎖用以使該晶圓自一大氣環境轉變至一真空環境。
  6. 如請求項1所述之半導體製程工具，其中該嵌入式烘烤腔室包括一熱板或一鹵素燈。
  7. 如請求項1所述之半導體製程工具，其中該圖案轉印製程腔室係在一真空區中，該真空區係在範圍為10 -5至10 -6托之一壓力下。
  8. 一種使用嵌入式腔室的方法，包含以下步驟： 在一光學微影工具中在一半導體基板的一裝置層上方沈積一光阻劑； 在該光學微影工具中圖案化該光阻劑以在該半導體基板上方提供一圖案化光阻劑； 由嵌入於不同於該光學微影工具之一圖案轉印工具之一裝載區域中的一嵌入式烘烤腔室加熱該圖案化光阻劑，其中該裝載區域包括一裝載埠或一裝載鎖；及 由一圖案轉印製程腔室對該裝置層執行一圖案轉印操作。
  9. 如請求項8所述之方法，其中加熱該圖案化光阻劑的步驟包含以下步驟： 在執行該圖案轉印操作之前由該嵌入式烘烤腔室加熱該圖案化光阻劑。
  10. 如請求項8所述之方法，其中加熱該圖案化光阻劑的步驟包含以下步驟： 在執行該圖案轉印操作之後由該嵌入式烘烤腔室加熱該圖案化光阻劑。
  11. 如請求項10所述之方法，進一步包含以下步驟： 在加熱該圖案化光阻劑之後： 由不同於該圖案轉印製程腔室的一第二圖案轉印製程腔室對該裝置層執行一第二圖案轉印操作。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該圖案轉印製程腔室包含一蝕刻製程腔室，且其中該第二圖案轉印製程腔室包含一佈植製程腔室。
  13. 如請求項8所述之方法，其中加熱該圖案化光阻劑的步驟包含以下步驟： 在70 ℃與一玻璃轉化溫度之間的一溫度下且在具有一大氣壓力之清潔乾燥空氣、氮氣或一惰性氣體的一周圍環境下由該嵌入式烘烤腔室加熱該圖案化光阻劑歷時5秒到30分鐘之間的一持續時間。
  14. 如請求項8所述之方法，其中執行該圖案轉印操作的步驟包含以下步驟： 由該圖案轉印製程腔室對該裝置層執行一蝕刻操作或一佈植操作。
  15. 一種半導體製程工具，包含： 一圖案轉印製程腔室； 一裝載鎖，位於該圖案轉印製程腔室外部且用以將一晶圓傳送至該圖案轉印製程腔室，其中該裝載鎖包括一嵌入式烘烤腔室，該嵌入式烘烤腔室用以在該晶圓自該裝載鎖傳送至該圖案轉印製程腔室之前加熱該晶圓上方的一圖案化光阻劑；及 一裝載埠，在一大氣區域中且在該圖案轉印製程腔室外部，其中該裝載鎖係在該裝載埠與該圖案轉印製程腔室之間。
  16. 如請求項15所述之半導體製程工具，進一步包含： 一大氣機器人，用以在該裝載埠與該裝載鎖中之該嵌入式烘烤腔室之間傳送該晶圓。
  17. 如請求項15所述之半導體製程工具，其中該嵌入式烘烤腔室包括一熱板或一鹵素燈。
  18. 如請求項15所述之半導體製程工具，其中該圖案轉印製程腔室包含一蝕刻製程腔室或一佈植製程腔室。
  19. 如請求項15所述之半導體製程工具，其中該半導體製程工具包含複數個裝載鎖，該些裝載鎖包括複數個嵌入式加熱腔室，且其中該半導體製程工具進一步包含複數個裝載埠。
  20. 如請求項15所述之半導體製程工具，其中該圖案轉印製程腔室係在一真空區中，該真空區係處於範圍為10 -5至10 -6托之一壓力下。
TW111120121A 2021-06-18 2022-05-30 半導體製程工具 TW202318534A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163212176P 2021-06-18 2021-06-18
US63/212,176 2021-06-18
US17/720,807 2022-04-14
US17/720,807 US20220406629A1 (en) 2021-06-18 2022-04-14 Semiconductor processing tool and method of using an embedded chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202318534A true TW202318534A (zh) 2023-05-01

Family

ID=84490447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111120121A TW202318534A (zh) 2021-06-18 2022-05-30 半導體製程工具

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20220406629A1 (zh)
TW (1) TW202318534A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
US20220406629A1 (en) 2022-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10943788B2 (en) Abatement and strip process chamber in a load lock configuration
US11133460B2 (en) Methods for forming structures with desired crystallinity for MRAM applications
US7655571B2 (en) Integrated method and apparatus for efficient removal of halogen residues from etched substrates
WO2015115002A1 (ja) 微細パターンの形成方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体
US10546761B2 (en) Substrate processing apparatus
WO2015060069A1 (ja) 微細パターンの形成方法、半導体装置の製造方法、及び基板処理装置並びに記録媒体
US20050085093A1 (en) Integrated ashing and implant annealing method
KR20050001299A (ko) 피처리체 처리 장치, 그의 피처리체 처리 방법, 압력 제어방법, 피처리체 반송 방법, 및 반송 장치
TWI814938B (zh) 整合半導體處理
US20080223399A1 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method and storage medium
JP6262333B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
WO2010117703A2 (en) Method of selective nitridation
JPWO2007049510A1 (ja) 処理方法及び記録媒体
US20190109012A1 (en) Substrate processing method
JP2004235456A (ja) 成膜装置、成膜方法および半導体装置の製造方法
WO2012093683A1 (ja) 低分子化合物の分子レジストの蒸着装置
TW202221825A (zh) 在批次熱處理腔室中的晶圓邊緣溫度校正
JP2017157660A (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
TW202318534A (zh) 半導體製程工具
US20130023112A1 (en) Methods for post dopant implant purge treatment
WO2017022086A1 (ja) 半導体装置の製造方法、エッチング方法、及び基板処理装置並びに記録媒体
KR100803562B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20220143082A (ko) 유동성 갭 충전 막을 위한 다단계 프로세스
JPH0917705A (ja) 連続熱処理方法
JP2799471B2 (ja) 減圧処理装置