TWI439694B - 量測流速及流量之方法及系統 - Google Patents

量測流速及流量之方法及系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI439694B
TWI439694B TW096115187A TW96115187A TWI439694B TW I439694 B TWI439694 B TW I439694B TW 096115187 A TW096115187 A TW 096115187A TW 96115187 A TW96115187 A TW 96115187A TW I439694 B TWI439694 B TW I439694B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
stream
flow
light
nozzle
sensor
Prior art date
Application number
TW096115187A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200806991A (en
Inventor
Harald Herchen
Erica Porras
Tetsuya Ishikawa
Original Assignee
Sokudo Co Ltd
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 Sokudo Co Ltd filed Critical Sokudo Co Ltd
Publication of TW200806991A publication Critical patent/TW200806991A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI439694B publication Critical patent/TWI439694B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
    • G01F1/7086—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using optical detecting arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/082—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to a condition of the discharged jet or spray, e.g. to jet shape, spray pattern or droplet size
    • 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
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

量測流速及流量之方法及系統
本發明大致關於基材處理設備領域及方法。更明確而言，本發明係關於用於測量、校準及控制用於處理半導體之液體的方法及設備。僅以舉例來說，本發明方法及設備係用於測量、校準及控制光微影塗佈系統中的光阻體積(及某些例子中的光阻劑速度)。該方法及設備可應用至其他半導體基材的製程，例如該等用於形成積體電路及化學機械研磨的製程。
當前積體電路包含數以千計利用圖案化材料(如矽、金屬及/或介電層)所形成的獨立元件，以使積體電路尺寸小到微米等級。業界用以形成前述圖案的技術為光微影(photolithography)技術。典型光微影製程順序通常包括在基材表面上沈積一或多層均勻光阻層；乾燥及固化所沈積之層；藉由將光阻層暴露至電磁輻射(適於修飾被暴露之層)的方式將基材圖案化；以及接著曝光該經圖案化的光阻層。
半導體業界中常見到許多與光微影製程步驟相關的步驟均在多腔室製程系統(如，叢集工具)中進行，以便以藉控制的方式依序處理半導體晶圓。一種用以沈積(即，塗佈)並顯影光阻材料之叢集工具(cluster tool)的範例常稱為軌道式微影工具(track lithography tool)。
軌道式微影工具一般包括一主機，遮罩多個用於進行 各種預備及後微影製程工作的腔室(下文有時稱為工作站)。在軌道式微影工具內其等通常包括濕式及乾式製程腔室。濕式腔室包括塗佈及/或顯影槽，而乾式腔室則包括具有烘烤及/或冷卻板的熱控制單元。軌道式微影工具也常包括一或多個夾/卡匣安裝元件(例如工業標準的晶圓卡匣)以接收並送回來自清潔室的基材；多個基材傳送機械臂，用以將基材傳送於軌道式工具之各種腔室/工作站之間；以及一介面，其讓該工具可操作地耦接至微影曝光工具以便將基材傳送至曝光工具，並在基材於曝光工具內處理後接收來自曝光工具的基材。
半導體工業過去數年不斷持續努力縮小半導體元件尺寸。然縮小的特徵尺寸讓業界對製程變異性的容忍度縮小，繼而使得半導體製造規格在製程一致性及再現性上有更嚴苛的要求。於軌道式微影製程步驟期間縮小製程變異性的重要因素是確保為特定應用的每片基材是在軌道式微影工具內進行具有相同「晶圓歷史」的處理。基材的晶圓歷史通常可藉製程工程師作監視及控制，以確保所有後面可能影響元件效能的元件製造製程參數都受到控制，使得同批內的所有基材都總是以相同方式進行處理。
構成「晶圓歷史」的要素為厚度、均勻性、再現性以及其他光微影化學物的特性，其包括但不限於光阻劑、顯影劑及溶劑。一般而言，在光微影製程期間，基材(如半導體晶圓)是在一旋轉吸盤上以預定速度作旋轉，同時將諸如溶劑、光阻劑、顯影劑及類似物等的液體及氣體則分配至 基材表面上。通常晶圓歷史取決於與光微影製程相關的製程參數。
例如，塗佈操作期間所分佈光阻的適當體積常會影響基材上形成塗層的均勻性及厚度。此外，光阻劑的分配速率也常會影響薄膜特性，包括基材平面上光阻劑的橫向範圍。因此於某些實施例中，是需要相對於分配製程的正確性(如每次分配的總體積)及再現性(如一連串分配後每次分配體積的差異)來控制施加至基材之光阻劑的體積與分配速率。
與本發明相關的內容顯現出「晶圓歷史」也可包括施加光阻流束的直徑及速度。例如，以較慢移動速度接近基材的較大直徑流束其傳送流體的速率與較高移動速度的小直徑流束相當。較大直徑流束表示增加的表面積會維持較長時間，使得分配期間的流體蒸發較多而影響製程。同樣的，從噴嘴液體流束掉落或脫離的珠滴會落在半導體晶圓上。於某些例子中，這樣的珠滴在「略微觸及」表面時會導致許多缺陷。
對許多光微影化學物分配應用而言，手動校準施加至基材的光阻分配體積能改善分配製程的正確性及再現性。例如，可藉由將經控制的體積分配至小的、預秤重過的杯體中並移動該杯體至秤盤、或藉由將經控制的體積分配至具刻度的圓桶中的方式來手動校準分配體積。然而，此等手動校準並無法為現行及未來軌道式微影工具提供所欲的高度變通性(level of versatility)、自動性及速度。因此， 業界，製程工程師仍持續進一步的改良。故業界對於控制光微影系統中之分配液體的方法及設備仍有需求。
本發明係提供半導體製程設備領域有關的技術。更明確而言，本發明包括提供測量、校準及控制用於處理半導體之分配液體的方法及設備。僅舉例來說，本發明的方法及設備可用於測量、校準及控制光微影塗佈系統中的光阻體積(及某些例子中的光阻劑速度)。該方法及設備可應用至其他半導體基材的製程，例如該等用於形成積體電路及化學機械研磨的製程。
於本發明第一實施例中係提供一種用於測量半導體製程之液體流束流動的方法。該方法包括經由一液體傳送噴嘴來傳送流束。該噴嘴適於分配半導體製程的液體。流束是由一上游位置延伸至噴嘴外的下游位置。該流束在上游位置會作標示並於下游位置處測量以判定流動。
於本發明一特定實施例中，係提供以一液體傳送噴嘴傳送半導體製程液體的流束至半導體基材的方法。其係以以一橫切第一位置處之該流動的方向對該流束提供一阻擾(perturbation)。該流束會在第二位置處及第三位置處作測量，而流動則由第二及第三位置處測量的流束計算出。
於本發明另一特定實施例中，係提供經由一噴嘴分配半導體製程液體流束的方法，其係判定噴嘴外該流束的數種流動特性，並回應該等流動特性將該液體供應至基材。
於本發明某些實施例中，係提供測量來自液體傳送噴嘴之液體流束流動的裝置。該裝置包括標示第一位置處之流束的結構，以及測量在該第一位置及該噴嘴下游之第二位置處之流束的感應器。該感應器會回應標示第一位置處之流束的結構而產生一信號。該噴嘴可傳送半導體製程的液體。
藉由本發明能達到許多較習知技術為佳的優點。例如，本發明技術可測量在流束離開噴嘴後掉落之液體自由流束的流動，減少操作成本並改善良率。此外，本發明實施例可提高系統可靠度及經改良的錯誤檢測。能提供此等及其他優點的實施例將詳細描述於說明書中，且在參照下文文字及附加圖式後將更為清楚。
本發明係提供半導體製程設備領域有關的技術。更明確而言，本發明包括提供測量、校準及控制用於處理半導體之分配液體的方法及設備。僅舉例來說，本發明的方法及設備可用於測量、校準及控制光微影塗佈系統中的光阻體積(及某些例子中的光阻劑速度)。該方法及設備可應用至其他半導體基材的製程，例如該等用於形成積體電路及化學機械研磨的製程。
第1圖為本發明實施例可能使用之一軌道式微影工具100實施例的平面圖。如第1圖所示，軌道式微影工具100具有一前端模組110(有時稱為工廠介面或FI)以及一製程 模組111。於其他實施例中，軌道式微影工具100包括一後模組(未示出)，其有時稱為掃描器模組。前端模組110大致包括一或多個匣組件或晶圓盒(如，標號105A-D)以及一包括一水平移動組件116之前端機械臂組件115，以及一前端機械臂117。前端模組110也可包括數個前端製程架(未示出)。該一或多個匣組件105A-D通常適於接收一或多個卡匣106，其中可包括一或多片基材或晶圓「W」，其等基材或晶圓均於軌道式微影工具100中進行處理。前端模組110也可包含一或多個通道位置(未示出)以連通前端模組110及製程模組111。
製程模組111大致包含數個製程架120A,120B,130及136。如第1圖所示，製程架120A及120B各包含一具有共用分配器124的塗佈/顯影模組。具有共用分配器124的塗佈/顯影模組包括兩個塗佈槽121，其位於一共用分配器座122之相對側上，該共用分配器座具有數個噴嘴123，用以提供製程流體(如底部抗反射塗層(BARC)液體、光阻、顯影劑及類似物)至該塗佈槽121中一基材支撐件127上的晶圓。於第1圖所示實施例中，沿一軌道126滑動之分配器臂125可自共用分配器座122接取一噴嘴123，並將所選取的噴嘴置於該晶圓上方以進行分配操作。當然，於一替代實施例中亦提供一具有專用分配器座的塗佈槽。
製程架130包括一集成熱單元134，其包括一烘烤板131、一冷卻板132及一搬運梭133。該烘烤板131及冷卻板132係用於熱處理操作中，包括曝光後烤(PEB)、保護層 後烤及類似物。於某些實施例中，搬運梭133(以x軸方向將晶圓移動於烘烤板131及冷卻板132之間)會作冷卻以在由烘烤板131移出、並在置於冷卻板132上之前提供晶圓最初的冷卻。此外於其他實施例中，該搬運梭133適於以z軸方向移動，以便在不同z軸高度處使用烘烤及冷卻板。製程架136包括一集成烘烤及冷卻單元139，具有兩片以單一冷卻板138提供冷卻的烘烤板137A及137B。
一或多個機械臂組件(機械臂群)140適於存取前端模組110、各種製程模組或固定於該製程架120A,120B,130及136中的腔室以及掃描器150。藉由將基材轉換於此等不同組件之間，便可於基材上進行所欲的製程順序。第1圖中所示的兩機械臂係以平行製程配置，並沿水平移動組件142以x軸方向移動。利用一柱結構(未示出)，機械臂140也可以垂直(z軸方向)及水平方向移動，亦即，移轉方向(x軸方向)及一垂直該移轉方向(y軸方向)的方向。利用此三種方向移動的一或多者，機械臂140便可將數片基材置放於、或將基材轉換於固定在該製程架(沿該移轉方向對齊)中的不同製程腔室之間。
參照第1圖，第一機械臂組件140A及第二機械臂組件140B適於將基材轉移至該製程架120A、120B、130及136中的不同製程腔室。於一實施例中，為進行軌道式微影工具100中轉移基材的步驟，機械臂組件140A及機械臂組件140B係採類似配置，且包括至少一水平移動組件142、一垂直移動組件144及支撐一機械臂葉片145的機械 臂硬體組件143。機械臂組件140與一控制器160係通信上連通以控制系統。於第1圖所示實施例中，亦提供後方機械臂組件148。
可自美國加州聖荷西市佳能公司、加州貝蒙市尼康精密公司、或亞利桑納州坦普市ASML Us公司購得的掃描器150為一可用於，例如積體電路製造中的平版印刷投射設備。該掃描器150可將叢集工具中基材上所沈積的光感應材料(光阻)曝光於電磁輻射形式中，以形成對應於欲形成在基材表面上之積體電路元件特定層的電路圖案。
製程架120A、120B、130及136包含多個採垂直堆疊配置之製程模組。亦即，製程架之各者可包含多個堆疊塗佈器/顯影器模組，其具有共用分配器124、多個堆疊集成熱單元134、多個堆疊集成烘烤及冷卻單元139、或其他適於進行需軌道式微影工具的不同製程步驟。舉例而言，具有共用分配器124的塗佈器/顯影器模組可用以沈積一底部抗反射塗層(BARC)及/或沈積及/或顯影光阻層。集成的熱單元134及集成的烘烤及冷卻單元139在曝光後可進行與硬化底部抗反射塗層及/或光阻層有關的烘烤及冷卻操作。
於一實施例中，控制器160係用以控制所有元件及軌道式微影工具100中進行的製程。控制器160通常適於與掃描器150、監視器通信連通，並控制軌道式微影工具100中進行的製程態樣，且適於控制完整基材製程序列的所有態樣。該控制器160(通常為微處理器控制器)可配置以接 收來自使用者及/或該等製程腔室之一者中各種感應器的輸入，並依據不同輸入及控制器記憶體中所設的軟體指令來適當控制該製程腔室元件。控制器160大致包含記憶體及中央處理器(未示出)，其可以控制器利用以維繫各種程式、處理該等程式並在需要時執行該等程式。記憶體(未示出)係連接至中央處理器，且可為一或多個立即可用的記憶體(例如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟、硬碟或數位儲存器、區域或遠端儲存器的任一形式)。軟體指令及資料可燒錄並儲存在記憶體內以指揮中央處理器。支援電路(未示出)也連接至該中央處理器以按傳統形式支援處理器。支援電路可包括快取、電源供應器、時脈電路、輸入/輸出電路、子系統及業界熟知的類似物。控制器160可讀取的程式(或電腦指令)可判定該等製程腔室中哪個任務是可執行的。較佳而言，程式為控制器160可以軟體讀取的，並包括數個指令以依據所定義的規則及輸入資料監控並控制製程。
應可理解的是本發明並不限於使用第1圖所示的軌道式微影工具。反之，本發明實施例可用於任一軌道式微影工具，包括2005年12月22日申請之美國專利申請第11/315,984號，標題為「笛卡兒機械臂叢集工具架構(Cartesian Robot Cluster Tool Architecture)」中所描述的許多不同工具配置，其全文均合併於此且包括前述參考申請案中未描述的配置以供參考。
一般而言，軌道式微影工具係用於數量精確地分配昂 貴微影化學物於基材上，以形成薄、均勻的塗層。對當前微影製程而言，化學物(如光阻)的體積、每次分配的量都很少，如介於約0.5毫升至約5.0毫升。在其他參數中，所分配化學物的體積以及分配操作期間的流率均在分配微影化學物(如光阻)的製程期間受到控制。較佳而言，軌道式微影工具中分配操作的控制能提供精確度在±0.02毫升的實際分配體積，以及每次分配至下次分配有3 σ<0.02毫升的再現性。
依據本發明實施例，多樣的光微影化學物係用於軌道式微影工具中。例如，在基材上分配光阻、底部抗反射塗層(BARC)、頂部抗反射塗層(TARC)、頂部塗層(TC)以及類似物。於某些實施例中在選定分配的化學物後，基材會旋轉以在基材上表面上形成均勻薄塗層。一般而言，為提供許多光微影製程所欲的均勻性，每次分配係以固體圓柱(solid column)的化學物作為開始。流率通常設定在適於特定化學物傳送製程的預定流率。例如，流體的流率經選擇係大於第一次速率，以避免流體在分配前變乾。在此同時，流率可選擇小於第二次速率，以將觸及基材的流體影響維持在一臨界值以下。
在每次分配終止時，流體通常會回吸至分配線，有時稱為利用回吸閥的回吸過程。於某些軌道式微影工具中，流體會吸回至距分配器噴嘴端點約1-2mm的距離處，形成一倒新月形狀。此回吸過程可避免微影化學物滴在基材上，並避免化學物在噴嘴外側乾掉。
第2圖係依據本發明實施例之一光微影化學物分配設備的簡單概要圖。一壓力閥210耦接至一含有光微影化學物(欲分配至基材表面上)的來源瓶212。於一實施例中，來源瓶為康乃迪克州丹柏立市ATMI公司所提供的NOWPak® 容器。該來源瓶係耦接至一流動控制閥214，並適於調節光微影化學物在流體線216中的流動。第2圖中示出一緩衝容器220，且包括一輸入埠222、一輸出埠224以及一排氣埠226。緩衝容器220的輸入埠222耦接至流體線216。如第2圖所示，緩衝容器包括數個高度感應器，例如，高度感應器LS1(230)及高度感應器LS2(232)。如下文將進一步詳述者，該等高度感應器係用以調節緩衝容器220中存有的光微影化學物。
緩衝容器的排氣埠226耦接至一排氣閥234及一高度感應器LS3(236)。高度感應器LS3用以監控流體通過排氣閥234的高度。緩衝容器的輸出埠224耦接至分配幫浦240的輸入埠242。如第2圖所示，過濾器250係與分配幫浦240集成一體，且分配幫浦的輸出埠244係耦接至過濾器250的輸入埠252。排氣埠256及輸出埠254可設於過濾器250上，且如第2圖所示，排氣閥260係耦接至排氣埠256。關閉/回吸閥262係耦接至由過濾器輸出埠254延伸出的流體線。流體線266係以噴嘴264耦接回吸閥262以分配流體。光微影化學物則由回吸閥262經噴嘴264傳送至基材270。因對熟習此項技術人士已相當清楚，適於吸附及旋轉基材的設備並未圖示出以免混淆。另為簡明起見，適於提 供光微影化學物的額外分配系統(如多噴嘴系統)亦未圖示出。
第3A圖係依據本發明一實施例中之校準站及化學物分配方法之簡化概要圖。噴嘴264係設於校準站268處。液體流束278係於校準站268處作測量。雖然任何液體(如水、異丙醇、丙酮、乙醇等溶劑)可用以校準，但較佳仍是以，例如光阻劑，傳送至基材的方式進行校準。液體流束278的流動特性係於校準站處判定。任何經測量的流動特性均可用以校準來自噴嘴264之液體流束278的傳送，例如流動速度、流率及流動體積。液體的傳送係以經測量的流動作校準，且可回應該經測量的流動作調整，例如藉由改變傳送的實際流體量以更準確的符合預期或預定的傳送流體量。在液體流束278的流動在校準站268測量過且選擇性地調整及校準後，噴嘴264會位於基材270附近。基材會安置在旋轉吸盤272上。在旋轉吸盤272轉動基材270的同時，液體會隨著液體流束278傳送至基材270。
第3B圖係表示本發明一實施例中用以測量來自噴嘴264之液體流束278流動的裝置簡化概要圖。噴嘴264可提供液體流束278，其會沿著座標參考系統277的Z軸方向垂直降落。噴嘴264係接附至支臂274。支臂274可在控制器控制下移動。如箭頭276所示，支臂274可沿著Y軸方向移動噴嘴264。噴嘴264係在橫切液體流束278之流動方向上移動。噴嘴276的橫向移動可在流束向下流動時標記液體流束278。如第3B圖所示，噴嘴276的橫向移 動可以正弦曲線圖案標示，然也可採用任何能混亂(perturb)流束流動的標示型態。例如，流束可以來自噴嘴的一股空氣作為標示。
光源可用以測量液體流束278的位置及尺寸。上方光源280可沿X軸方向產生上方的光束282。光束282會照在上方感應器284。液體流束278會經由上方光束282流動。液體流束278會將上方感應器284的光線折射，以使抵達上方感應器284的光線量與較高位置處(流束折射上方光束之處)的液體流束278位置相互聯繫。下方光源286可沿X軸方向產生下方光束288。下方光束288會照在下方感應器290。液體流束278會經由下方光束288流動。液體流束278會將下方感應器290的光束288折射，以使抵達下方感應器290的光線量與較低位置處(流束折射下方光束之處)的液體流束278位置及/或直徑相互聯繫。於某些實施例中，上方光束及感應器可測量一結構(如噴嘴)的位置，以測量上游位置處流體流束的標記。因此，並不需要測量液體自由流束位置的上方位置感應器去測量下游位置處的流束標記。
液體流束278的流動係以處理器292判定。處理器292可連接至感應器284及290。處理器292可接收來自感應器的信號。雖然處理器可為任一能修正電子信號的裝置(例如相位比較器、可程式化邏輯陣列裝置或微控制器)，但該處理器通常會包括至少一微處理器及至少一用以儲存處理器指令的實體媒介。實體媒介包括隨機存取記憶體(RAM) 且可包括唯讀記憶體(ROM)、光碟機唯讀記憶體(CDROM)、快閃隨機存取記憶體。處理器292可包括電腦的分散式網路，例如區域網路、企業內部網路或網際網路。處理器292可與控制器160通信，已如前文所述，且於某些實施例中處理器292包括控制器160。用於執行此處所述至少若干技術的機器可讀取指令係儲存在實體媒介上。
處理器可計算液體流束278的許多流動特性。例如，可計算上方位置及下方位置間移動之流體流束的平均速度。於多數實施例中，上方位置及下方位置(d)間的距離為已知的，例如第3B圖所示之分隔距離308。延遲時間或等待時間△t可由前述標示流束的方式判定。從上方感應器測得標示流束之時間至下方感應器測得標示流束之時間的延遲時間係與上方及下方位置間的流束平均速度成反比。流束的平均速度(v)可由已知方程式(v)=(d)/(△t)計算出。當流束以具有週期T的週期函數標示時，延遲時間△t便可以方程式△t=T*(θ/2 π)由相位角θ計算出。下方位置處流束的直徑及位置係由測得的下方光束強度計算出。假設流束為圓柱形，流束的截面積便可由流束的直徑算出。對具有圓形通道的噴嘴而言，這樣的假設通常成立。流束的流率係由流束速度與流束截面積的乘積計算出，以得每單位時間傳送流體的體積。流束的流率係按時間作積分以判定體積。因此，流束體積可由流束的截面積與速度對時間的積分計算出，並求取流束隨時間的直徑變化以檢測流束變成珠滴的分離，並檢測流束中是否存有氣泡。
處理器可控制流體流束及光源的傳送。上方光源280及下方光源286係選擇性由處理器作控制。控制線298可將處理器292的指令傳至上方光源280，且控制線300可將處理器292的指令傳至下方光源286。處理器292可以控制線304連接至回吸閥262，並控制流體流束的傳送。支臂274係以連鎖306支撐。連鎖(linkage)306係在處理器292的控制下以馬達驅動。處理器292可控制支臂274的位置並經由控制線302傳送控制指令至連鎖306。處理器292可以控制馬達移動噴嘴264以標示流束，以測量液體流束278的流動，例如經控制的馬達以正弦曲線圖案去標示流束。於某些實施例中，流束係由噴嘴的擺動(由軌道系統其他元件在一般使用下產生)作標示。於一實施例中，馬達可轉動一有偏心重量安裝在上的軸，其可產生擺動以按偏心軸的轉動頻率去標示流束。
第4A、4B及4C圖係表示本發明一實施例中用於測量來自噴嘴264之液體流束278流動之校準站268的簡化概要圖。校準站268包括一蓋件312，用以保護校準站的組件。蓋件312包括一開口314。噴嘴264在測量流體流束期間會插入開口314中。支臂274會在前述處理器控制下將噴嘴移至校準站。一保護性的環狀結構316可設置以保護校準站組件不受流束發散出的氣體蒸汽所影響。環狀結構316具有一開口318，且環狀結構316可保護校準站的組件不受氣體(如液體流束的氣體)的影響。噴嘴264可在校準期間插入開口318中。
現參照第4B圖，上方光源、感應器及窗戶係經配置以檢測流束標記。上方光源窗320係形成在環狀結構316中以讓上方光源280的光移動至流體流束。上方感應器窗322係形成在環狀結構316中以讓光線由流束抵達上方感應器。上方光源窗320及上方感應器窗322為具長軸垂直向的矩形。流體流束可反射光線，以在流束橫向移動至前述流動時改變經上方感應器窗322移動至上方感應器284的光線量。上方感應器係用以檢測流束標示、流束標示時間及/或標示流束的通過(passage)，且此垂直方向足以檢測流束的標示，例如前述在以正弦曲線圖案標示流束之處。除檢測流束標示外，此垂直方向的光源、窗及感應器也可測量噴嘴處回吸的流體。
下方光源、感應器及窗係經配置以測量流束的尺寸及位置，且也可檢測經標示流束的推移。下方光源窗324係形成在環狀結構316中，以讓下方光源286的光線移至流體流束。下方感應器窗326係形成在環狀結構316中，以讓光線抵達下方感應器。下方窗324各具有一水平向的長軸，以測量下方位置處流體流束的位置及尺寸，此於下文將進一步說明。光束具有光強度輪廓，其在通過窗的時候會改變以讓抵達下方感應器的光強度隨著流體流束的位置及尺寸而改變。上方及下方光源與感應器可由相同組件製成，利用組件及水平或垂直旋轉的內結構去對應該等窗。
第4D圖係表示本發明一實施例中光源280及用於測量流體流束之上方感應器284的簡化圖式，其中該光感應 器放置在校準站中靠近該流束處。光源280包括一光發射陣列328，其包含數個具有垂直排列光發射端的光纖。該等光發射端係設置在噴嘴附近。雖然光纖間的任一間距及任一數目的光纖可用於光發射陣列中，但16個中心至中心間距為350微米的光纖能產生最大效果。於一替代實施例中，光發射陣列包括數個光發射二極體(LEDs)，按垂直排列以在噴嘴附近發射光線。上方感應器284包括數個光纖的光接收陣列330。該光接收陣列330之光纖的光接收端係按垂直排列。該光接收陣列330之光纖的光接收端係耦接至光二極體，且可耦接至任一光感應轉換器，例如下文將描述者。光接收陣列330中光纖的數目及間距通常類似光發射陣列328。於一替代實施例中，光接收陣列包括光二極體陣列或按垂直排列的光檢測器。
第5A圖係表示本發明一實施例中利用一基材270上方之噴嘴264來測量液體流束278之裝置340的簡化圖式，其中該光源及感應器係設置遠離該流束。上方光源346係設置接近環形保護結構344。環形保護結構344係以旋轉槽342支撐。環形保護結構344具有一上方矩形窗345A、一上方矩形窗345B、一下方矩形窗345C及一下方矩形窗345D形成其中。上方光源346可產生一上方準直(collimated)光束348。準直光束348會通過上方矩形窗345A及345B而至上方感應器350。上方矩形窗345A及345B如前述般係呈垂直向。上方準直光線348形狀為薄片狀的垂直向光線。下方光源352可產生下方準直光束354。 下方準直光束354會通過下方矩形窗345C及345D而至下方感應器356。下方矩形窗345C及345D如前述係呈垂直向。下方準直光束354形狀為薄片狀的水平向光線。為測量流束流動，噴嘴264可移動以如前述般在半導體製程流體傳送至基材的同時標示液體流束。
第5B圖係表示本發明一實施例中用於測量流體流束之上方光源346的簡化圖式，其中該光源係設置遠離該流束。上方光源346包括一雷射二極體358及準直鏡360。準直鏡360係光學地耦接至雷射二極體348，以校準雷射二極體發射出的光線及上方準直光束348發射出的光線。
於某些實施例中，光源包括數片柱狀鏡，以將準直過的雷射束塑形成所欲能量輪廓的分佈。雖然此處圖示雷射二極體，但也可使用任一光源，例如鹵素光源、二極體、氣體雷射及類似者。然而紅外線、可見光及紫外光波長的光線可用於某些實施例中，波長範圍介於450至650nm的可見光便可以目視方式對準系統。雖然可使用短於450nm的波長，但這樣的波長會促使光阻發生光化學反應。紅外光波長雖可能需特定用於光學對準的觀看設備，但這樣的波長可穿透過光阻及其他製程化學物且通常不會引起光化學反應。用以準直雷射束的雷射二極體及光學儀器可自愛荷華州西第蒙市的Sunx/Ramco公司購得，也可自俄亥俄州托利多市的Omron sensors公司(來自OB&T(Ohio Belting and Transmission))購得。
第5C圖係表示一用於測量流體流束之上方感應器350 的簡化圖式，其中該感應器係設置遠離該流體流束。感應器350包括一聚焦透鏡362、一具有孔徑364A的非穿透板364及一光二極體368。聚焦透鏡362可聚焦對準光以通過孔徑364A。雖然孔徑364A圖示為圓形態，但孔徑可為任一形狀，例如矩形。通過孔徑的光可照射光二極體以產生測量信號。以一角度通過該流束的一部份光束會由該流束所折射。以一大角度折射的光並不會進入聚焦透鏡362。以較小角度折射的光線則會以一角度進入聚焦透鏡362，以使此光線不會通過非穿透板364的孔徑中。雖然圖示中有光二極體，但光感應器可包括任一能產生信號的光感應轉換器以測量光能量，例如光電晶體、電熱晶體感應器、光放大器管、崩潰光二極體、直線掃描器及區域掃瞄電荷耦合元件(CCDs)、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感應器及類似者。包括聚焦光學元件及光感應轉換器/感應器的感應器可自Sunx及Omron公司購得。
第5D圖係表示本發明一實施例中一用於測量流體流束之光感應器370的簡化圖式，其中該光感應器包括一光二極體感應器376，其具有一受限的表面積以限制光接收角度。感應器370包括一光可穿透材質(例如塑膠材料)的聚焦透鏡372。光二極體感應器376可內設於穿透性塑膠材料374中。於某些實施例中，感應器包括一可商業購得的光電晶體及/或具T1形式封裝(T1 packaging)的光二極體以及一窄的光可接收角度。
第5E圖係表示本發明一實施例中的光源380。光源 380包括一形成在光可穿透材料386中的凸透鏡384以及光二極體382。光可穿透材料386可傳送光二極體382產生的光能量。穿透材料384的光係由凸透鏡384折射以形成光束385。凸透鏡384包括一聚光器及/或準直透鏡，其在光束通過流束至感應器時可減少光束的分離。雖然光束385在由光源傳至感應器時尺寸上會偏離並增加，但凸透鏡384會減少光束的分離以使其在感應器處可立即被測量，甚至是在與光源至感應器的分離距離很大時(如一米)亦然。光源可包括一商業可購得的發光二極體，例如具T1封裝形式的發光二極體。
第6A圖係說明本發明實施例中一光源的二維光束強度輪廓400。光束強度輪廓400包括一相對強度402及一水平角度404。強度輪廓400表示在曲線輪廓406、408、410、412、414、416、418時垂直角分別為15、10、5、0、-5、-10、及-15(度)。各垂直角的各光束強度輪廓係沿水平角404表示。如第6A圖中可見，各垂直輪廓中二維強度輪廓400在沿水平角404的0度附近最強。在各垂直角的曲線輪廓中，垂直角度為0的曲線412有最強的相對強度。
第6B圖係說明本發明一實施例中一光接收感應器的二維光接收角度輪廓420。光接收角度輪廓420包括一相對強度422及一水平角度424。可接收角度輪廓420表示在曲線輪廓426、428、430、432、434、436、438時垂直角分別為15、10、5、0、-5、-10、及-15(度)。各對既定 垂直角度而言，各光可接收角度輪廓係沿水平角424表示。如第6B圖中可見，所示各垂直輪廓中二維光可接收角度輪廓420的相對強度422在沿水平角424的0度附近最強。在各垂直角的曲線輪廓中，垂直角度為0的曲線432有最強的相對強度422。
第7A圖係表示本發明一實施例中下方準直光束354及液體流束278，其中流束位於光束中心，例如流束在一內定位置(default position)時會在該光束中心處。箭頭500表示光束經過液體流束時光束傳送的方向。液體流束278可折射光束，以讓下方準直光束354的射線502及射線504可折射離開感應器。於某些例子中，中心射線506可抵達感應器。然而，在光束中心部分的大部分是以若干角度折射時，光束中心部分會實質上折射遠離感應器，以不讓大多數的光束中心部分抵達感應器。當光束中心部分折射遠離感應器時，抵達感應器的光能量會因應折射該光束的流束而減少。感應器可用以測量通過流束的非折射光能量，以判定流束大小。如第7A圖可見，由光束抵達感應器的光能量會隨著液體流束278的直徑而改變。因較多的光線折射遠離感應器，所以在較大的流束時會有較少的光能量抵達感應器。感應器可作校準以測量流束直徑。例如，已知直徑的圓形桿可放置在光束路徑中，並測量抵達感應器的光能量。此校準步驟可以數個已知直徑的圓形桿重複進行。可利用內插法(Interpolation)由已知直徑圓形桿所測得的值對已知感應器測量結果判定流束的直徑。
第7B圖係表示本發明一實施例中的下方準直光束354及在該光束中流束偏離的液體流束278。液體流束278在下方準直光束354中偏離，以讓邊緣光射線508及非中心光射線510折射遠離感應器。中心射線506及鄰近此射線的光束中心部分506A並非以一角度折射，以讓光束中心部分406A抵達感應器。當光束中心部分有前述最高相對能量強度時，此中心射線通過流束至感應器的發射與第7A圖所示中心流束相比會有較強的光能量信號。
上方光束及流束與下方流束有類似配置。上方光束可如前文所示作垂直旋轉。
第8A圖係表示一圖表，其顯示出本發明一實施例中一上方感應器信號524的電壓對時間以一及下方感應器信號526的電壓對時間的關係。依據本發明一實施例，該上方及下方感應器信號具有一相移528，其可作比較以決定液體流束的速度。上方感應器信號524包括數個峰值530。下方感應器信號526包括數個峰值532。信號的比較可判定相移(phase shift)或可以任一方式決定相位角，包括兩信號的傳立葉變換光譜的比較。在數個測量位置間掉落的自由流束速度可如前述由相位角及感應器位置間的距離計算出。
第8B圖係表示一圖表，其顯示一本發明實施例中流體流束隨著時間於上方及下方位置處的位置，其係以獨立相機測量以確認並核對第7A圖的感應器信號。上方位置信號542相當於高速數位相機所測量的流體流束在上方位 置的邊緣位置。下方位置信號544相當於流體流束在下方位置的邊緣位置。流束位置可對應至流束的任一特徵，例如上方及下方測量位置間掉落之自由流束的一邊緣。上方位置信號542包括數個峰值546，且下方位置信號544包括數個峰值548。此等信號的比較說明了液體流束在以數位相機測量時的位置與上方及下方感應器測量的流束位置一致。然而，下方位置信號544的峰值548係與下方感應器信號526的峰值532顛倒，此顛倒為所用座標系統的結果，且若需要可立即校正，例如藉由將任一信號乘以負1的方式。任一具有類似光阻特性的流體，例如異丙醇(IPA)，均可用以測試及評估感應器。任一高速數位相機均可用以進行此分析，例如加拿大安大略湖Dalsa of Waterloo公司及加州聖地牙哥Redlake公司所上市的每秒1000畫面的數位相機。
第8A圖的實施例包括一在流束擺動的同時在上方及下方光束中偏離的自由流束，且可使用其他實施例，例如在流束擺動的同時位於光束中心的流束。如前文所述，最大能量在流束位於光束中心時會折射遠離檢測器。在位於中心流束實施例中，以感應器測量的頻率會是流束擺動頻率的兩倍，這是因流束每次擺動會通過流束中心兩次所致。因此，除了流束頻率外，可測量感應器的其他頻率。
第9圖表示一圖表，其顯示本發明一實施例中液體流束隨著時間的速度，其係以感應器測量、並以相機核對三種液體傳送模式。液體自由流束的掉落速度係以每秒幾米 對單位為秒的時間說明。1秒鐘2毫升(ml)的傳送模式554圖示具有一感應器速度輪廓556及相機速度輪廓558。感應器速度輪廓係以前述感應器信號的相移來計算。相機速度輪廓係以畫面圖案特徵分析來決定，例如流束邊緣。2秒2毫升的傳送模式560圖示具有一感應器速度輪廓562及一數位電影相機速度輪廓564。2秒1毫升的傳送模式566圖示具有一感應器速度輪廓568及一電影相機速度輪廓570。經過所示大部分時間範圍後，感應器速度輪廓會與電影攝影機速度輪廓一致。這樣的測量可用以校準及確認感應器的速度測量。
第10A至10C圖表示數個圖表，其顯示本發明一實施例中以感應器測量三種傳送模式時液體流束的直徑對時間、及液體流束的速度對時間的關係。第10A圖顯示2秒1毫升的傳送模式566中，流束直徑572(mm)對時間(s)及速度574經過一段時間後的關係。於一實施例中，第一次係對速度而第二次是對直徑來進行兩次測量，此實施例假定流束是具再現性的。直徑及速度係按前述方式判定。第10B圖顯示1秒2毫升的傳送模式554中，流束直徑578(mm)對時間(s)及流束速度580對時間的關係。第10C圖顯示2秒2毫升的傳送模式560中，流束直徑582(mm)對時間576(s)及流束速度584對時間576的關係。於此態樣中，第10A至10C圖中所示每一種輪廓下的面積是與各傳送模式之流體傳送的總體機有關及/或相關。
感應器可用以表示第10A至10C圖中自由流束流動的 物理現象。例如在第10B圖中，流束直徑在每秒約1至2米的速度範圍內幾乎固定在約1.4mm。此說明了流束直徑在噴嘴直徑內幾乎維持一致，一旦由噴嘴出來自由流束的速度便相當大。對第10A及第10C圖中所示較低自由流束速度而言，自由流束的直徑會隨著減少的流束速度而縮減。
第11圖說明本發明一實施例中以重量測定之傳送體積、與一段時間內以流束直徑與速度的積分所測定之傳送體積的比較表。表格586說明可測量的資料。測量操作欄588指出測量是以前述圖示設備進行。設定點欄590顯示一所欲的傳送模式。測量過的重量欄592顯示一測量過的重量及對應體積。以積分欄594推得的體積顯示出體積是以前述設備積分推得的。對操作1來說，2秒1毫升之傳送模式566的積分測得的體積為1.14毫升，而以重量測得的體積為1.01毫升。對操作2來說，2秒1毫升之傳送模式560的積分測得的體積為1.29毫升，而以重量測得的體積為2.12毫升。對操作3而言，2秒2毫升的傳送模式554的積分所測得的體積為2.05毫升，而以重量測得的體積為2.03毫升。雖然以重量測得的體積可能與積分測得的體積不同，但此差異可利用測得的重量資料校正，以將各傳送模式中利用感應器積分測得的傳送體積作校準。依據傳送模式測量的校準在測得體積是具高度再現性、且在一時間段內(如一天)準確時將特別有用，以讓感應器測得的體積能正確的在各傳送模式中作校準。
除決定所傳送的總流體體積外，測量在噴嘴外延伸的 自由流體流束也有其他優點。例如，在整個系統使用期間可對一段時間內感應器測量的傳送輪廓作比較，以檢測組件毀損前的元件損壞或潛在損壞。同樣的，可檢測氣泡及流束中的其他不規則型態。
雖然計算平均速度已證明與相當簡易模式的自由流束流體流動有關，但流束實際速度及/或直徑可藉由提供液體流束與測量設備物理特性的額外資訊及數學模組來計算。例如，自由流束的速度在液體流束由上方位置掉落至下方位置時，可考量流束掉落高度、及流束掉落時由位能轉換成動能等方式來計算。位能轉換成動能可將重力(g)加速度及流束自上方位置掉落的時間(△t)考慮進去。例如，可使用一簡易方程式V 1 =V ave -(1/2)*g*(△t)
以從平均速度(Vave )來計算上方位置處的初始流束速度(V1 )。由於加速度會因重力是定值，下游位置處的最後速度便可由下式計算出V 2 =V 1 +g*(△t)
其中V2 為下游位置的自由流束速度。
可加以考量的流束其他物理特性包括液體速度及表面張力影響。
第12圖為簡化流程圖，說明本發明一實施例中測量流體流束之流動特性的方法600。其係提供流束流動步驟610中的橫向變動(transverse variation)以標示流束。此橫向變動步驟可藉由移動前述一支臂、一股噴氣或旋轉偏心重量 等方式提供。流束的橫向變動可為前述一瞬間的短暫噴氣，或可為持續的正弦波動。在步驟612時間=t1處上方位置的檢測橫向變動可檢測出標記流束通過上方位置的時間。在步驟614時間=t2處上方位置的檢測橫向變動可檢測出標記流束通過下方位置的時間。計算△t步驟616可決定出標記流束由上方位置至下方位置的移動時間。△t可由前述上方及下方信號間的相位關係計算出。在步驟618中，來自已知距離的計算平均速度可計算出平均速度，其係將上方及下方位置間的距離除以△t的方式得之。上方位置的速度及下方位置的速度也可如前述方式計算。流束判定直徑步驟620中可決定流束直徑，例如流束的平均直徑。計算截面積步驟622可由前述平均直徑計算出流束的平均截面積。積分速度及截面積以決定每單位時間步驟可將一適當時間間隔內的流束平均速度與流束平均截面積的乘積積分，以判定每單位時間流束流動的平均體積。
於某些實施例中，一般較佳係使用測量到流束處所對應的速度及直徑。例如，較佳係如前文所述測量下方位置處流束直徑及判定下方位置處流束速度。於某些實施例中，下方位置處每單位時間的流束流動體積可藉由將下方位置的截面積及下方位置的速度的乘積積分的方式計算出。
應可理解的是，第12圖所示特定步驟係依據本發明實施例提供測量自由流束流動特性的特定方法。然也可依據本發明採用其他步驟順序。例如，本發明替代實施例可以 不同順序進行前述步驟。此外，第12圖所示各個步驟可包括多個子步驟，以因應各個步驟按不同順序進行。再者，可加入或移除特定應用的額外步驟。熟習此項技術人士應可理解本發明的許多變化、潤飾及替換。
本發明雖已藉由其例示性實施例作充分揭示，但應理解的是其他實施例也可能落入本發明精神及範圍內。因此，本發明範圍應參照附加申請專利範圍及其所有均等物範圍來作界定。
100‧‧‧軌道式微影工具
105A‧‧‧匣組件或晶圓盒
105B‧‧‧匣組件或晶圓盒
105C‧‧‧匣組件或晶圓盒
105D‧‧‧匣組件或晶圓盒
110‧‧‧前端模組
111‧‧‧製程模組
115‧‧‧前端機械臂模組
116‧‧‧水平移動組件
117‧‧‧前端機械臂
120A‧‧‧製程架
120B‧‧‧製程架
121‧‧‧塗佈槽
122‧‧‧共用分配器座
123‧‧‧噴嘴
124‧‧‧共用分配器
125‧‧‧分配器臂
126‧‧‧軌道
127‧‧‧基材支撐件
130‧‧‧製程架
131‧‧‧烘烤板
132‧‧‧冷卻板
133‧‧‧搬運梭
134‧‧‧集成熱單元
136‧‧‧製程架
137A‧‧‧烘烤板
137B‧‧‧烘烤板
138‧‧‧單一冷卻板
139‧‧‧集成烘烤及冷卻單元
140‧‧‧機械臂組件
142‧‧‧水平移動組件
143‧‧‧機械臂硬體組件
144‧‧‧垂直移動組件
145‧‧‧機械臂葉片
148‧‧‧後機械臂組件
150‧‧‧掃描器
160‧‧‧控制器
200‧‧‧光微影化學分配設備
210‧‧‧壓力閥
212‧‧‧來源瓶
214‧‧‧流動控制閥
216‧‧‧流體線
220‧‧‧緩衝容器
222‧‧‧輸入埠
224‧‧‧輸出埠
226‧‧‧排氣埠
234‧‧‧排氣閥
236‧‧‧高度感應器LS3
240‧‧‧分配幫浦
242‧‧‧輸入埠
244‧‧‧輸出埠
250‧‧‧過濾器
252‧‧‧輸入埠
254‧‧‧輸出埠
256‧‧‧排氣埠
260‧‧‧排氣閥
262‧‧‧關閉/回吸閥
264‧‧‧噴嘴
266‧‧‧流體線
268‧‧‧校準站
270‧‧‧基材
272‧‧‧旋轉吸盤
274‧‧‧支臂
276‧‧‧箭頭
277‧‧‧座標參考系統
278‧‧‧液體流束
280‧‧‧上方光源
282‧‧‧上方光束
284‧‧‧上方感應器
286‧‧‧下方光源
288‧‧‧下方光束
290‧‧‧下方感應器
292‧‧‧處理器
298‧‧‧控制線
302‧‧‧控制線
304‧‧‧控制線
306‧‧‧連鎖
308‧‧‧分隔距離
312‧‧‧蓋件
314‧‧‧開口
316‧‧‧環狀結構
318‧‧‧開口
320‧‧‧上方光源窗
322‧‧‧上方感應器窗
324‧‧‧下方光源窗
326‧‧‧下方感應器窗
328‧‧‧光發射陣列
330‧‧‧光接收陣列
340‧‧‧裝置
342‧‧‧旋轉槽
344‧‧‧環形保護結構
345A‧‧‧上方矩形窗
345B‧‧‧上方矩形窗
345C‧‧‧下方矩形窗
345D‧‧‧下方矩形窗
346‧‧‧上方光源
348‧‧‧上方準直光束
350‧‧‧上方感應器
352‧‧‧下方光源
354‧‧‧下方準直光束
356‧‧‧下方感應器
358‧‧‧雷射二極體
360‧‧‧準直鏡
362‧‧‧聚焦透鏡
364‧‧‧非穿透板
364A‧‧‧孔徑
368‧‧‧光二極體
370‧‧‧光感應器
372‧‧‧聚焦透鏡
374‧‧‧穿透性塑膠材料
376‧‧‧光二極體感應器
380‧‧‧光源
382‧‧‧光二極體
384‧‧‧凸透鏡
385‧‧‧光束
386‧‧‧光可穿透材料
400‧‧‧二維光束強度輪廓
402‧‧‧相對強度
404‧‧‧水平角
406‧‧‧輪廓
506A‧‧‧中心部
408-418‧‧‧曲線輪廓
420‧‧‧二維光接收角度輪廓
422‧‧‧相對強度
424‧‧‧水平角
426-438‧‧‧輪廓
500‧‧‧箭頭
502-504‧‧‧射線
506‧‧‧中心射線
508‧‧‧邊緣光射線
510‧‧‧非中心光射線
524‧‧‧上方感應器信號
526‧‧‧下方感應器信號
528‧‧‧相移
530-532‧‧‧峰值
542‧‧‧上方位置信號
544‧‧‧下方位置信號
546-548‧‧‧峰值
554‧‧‧傳送模式
558‧‧‧相機速度輪廓
560‧‧‧傳送模式
562‧‧‧感應器速度輪廓
564‧‧‧數位電影相機速度輪廓
566‧‧‧傳送模式
568‧‧‧感應器速度輪廓
570‧‧‧電影相機速度輪廓
572‧‧‧直徑
574‧‧‧速度
576‧‧‧時間
578‧‧‧直徑
580‧‧‧速度
582‧‧‧直徑
584‧‧‧速度
586‧‧‧表格
588‧‧‧測量操作欄
590‧‧‧設定點欄
592‧‧‧測量重量欄
594‧‧‧積分欄
第1圖係依據本發明一軌道式微影工具實施例的簡化平面圖；第2圖係依據本發明一實施例中一光微影化學物分配設備之簡化概要圖；第3A圖係依據本發明一實施例中之校準站及化學物分配方法之簡化概要圖；第3B圖係表示本發明一實施例中用以測量來自噴嘴之流體流束流動的裝置簡化概要圖；第4A、4B及4C圖表示本發明一實施例中用於測量來自噴嘴之流體流束流動之校準站的簡化概要圖；第4D圖係表示本發明一實施例中一光源及一用於測量流體流束之感應器的簡化圖式，其中該光感應器放置在校準站中靠近該流束處；第5A圖係表示本發明一實施例中利用一置於半導體 基材上方之噴嘴來測量流束流體流動之裝置的簡化圖式，其中該光源及感應器係設置遠離該流束；第5B圖係表示本發明一實施例中用於測量流體流束之光源的簡化圖式，其中該光源係設置遠離該流束；第5C圖係表示一用於測量流體流束之光感應器的簡化圖式，其中該感應器係設置遠離該流體流束及一限制光線接收角度的孔徑；第5D圖係表示一用於測量流體流束之光感應器的簡化圖式，其中該感應器具有一受限的表面積以限制光接收角度；第5E圖係表示本發明一實施例中的光源；第6A圖係說明本發明實施例中一光源的二維光束強度輪廓；第6B圖係說明本發明一實施例中一光接收感應器的二維光接收角度輪廓；第7A圖係表示本發明一實施例中一用以測量流體流束之直徑及位置的下方光束，其中流束在位於一內定位置(default position)時會在該光束中心；第7B圖係表示本發明一實施例中一用以測量流體流束之直徑及位置的下方光束，其中該流束在光束中偏離；第8A圖係表示一圖表，其顯示出本發明一實施例中一上方感應器信號電壓對時間以一及下方感應器信號電壓對時間的關係；第8B圖係表示一圖表，其顯示一本發明實施例中流 體流束隨著時間於上方及下方位置處的位置，其係以獨立相機測量以確認並核對第7A圖的感應器信號；第9圖係表示一圖表，其顯示本發明一實施例中液體流束隨著時間的速度，其係以感應器測量、並以相機核對三種液體傳送模式；第10A至10C圖表示數個圖表，其顯示本發明一實施例中以感應器測量三種傳送模式時液體流束的直徑對時間、及液體流束的速度對時間的關係；第11圖說明本發明一實施例中以重量測定之傳送體積、與一段時間內以流束直徑與速度的積分所測定之傳送體積的比較表；以及第12圖係簡化流程圖，說明本發明一實施例中測量流體流束之流動特性的方法。
264‧‧‧噴嘴
268‧‧‧校準站
274‧‧‧支臂
280‧‧‧上方光源
284‧‧‧上方感應器
286‧‧‧下方光源
290‧‧‧下方感應器
316‧‧‧環狀結構
318‧‧‧開口
320‧‧‧上方光源窗
322‧‧‧上方感應器窗
324‧‧‧下方光源窗
326‧‧‧下方感應器窗

Claims (31)

  1. 一種用於測量一半導體製程之液體流束流動的方法，該方法包含以下步驟：經由一液體傳送噴嘴來傳送該流束，該噴嘴適於分配半導體製程的液體，其中該流束是由一上游位置延伸至該噴嘴外的一下游位置；於該上游位置處標示該流束；投射一光束至該流束，以利用通過下游位置處之該流束的光來判定該流束之流動特性；以及測量該下游位置處之該流束之流動特性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該流束係離開該噴嘴，且該流束包括由該噴嘴延伸至該下游位置的一自由流束。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該流束之流動特性包含一流動速度、每單位時間之一流動體積或隨該流束傳送之一總流動體積的至少一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中測量該流束之流動特性的步驟包括以下步驟：判定該下游位置處該流束之一位置、一相位或一尺寸的至少一者。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該流束之尺寸包含該下游位置處該流束之一直徑、一寬度、一周長或一截面積的至少一者。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該流束之相位係與該流束之一速度有關。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中標示該流束之步驟包含橫切(transverse)於該流動而移動該流束。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中標示該流束的步驟包括橫切於該流動而將該流束由一第一位置移動至一第二位置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中測量該流束之流動特性的步驟包括以下步驟：判定該下游位置處之該流束的一尺寸，且其中該流束之一速度或一相位之至少一者係與該尺寸結合，以判定該流束之流動體積及/或該流束每單位時間之流動體積。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括以下步驟：測量該上游位置處之該流束之流動特性；以及比較該上游位置處之該流束之流動特性與該下游 位置處之該流束之流動特性，以判定該流束之一相位或一速度的至少一者。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包括以下步驟：將一上游光束投射至該下游位置處之該流束，以判定該流束之流動特性。
  12. 一種以一液體傳送噴嘴傳送一半導體製程液體之一流束至一半導體基材的方法，該方法包含以下步驟：在一第一位置處，以橫切於該流動的一方向對該流束提供一阻擾(perturbation)；投射一光束至該流束，使得該光束通過該流束；測量一第二位置處之該流束之流動特性；測量一第三位置處之該流束之流動特性；以及由該等第二及第三位置處所測量的流束之流動特性來計算該流動。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中計算該流動的步驟包括以下步驟：判定該流束之一速度。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包括以下步驟：判定該流束之一直徑；由該直徑計算該流束之一截面積；以及 對該截面積及該速度作積分，以判定每單位時間之一體積。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該速度包括一平均速度，而該截面積包括一平均截面積。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包括以下步驟：回應於該流束之流動，將該半導體製程液體施加至該基材。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該第一位置及該第二位置並不相同。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該第三位置是在該第二位置的下游。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該流束之一尺寸係在一段時間內測量，以判定該流束在一段時間內之尺寸、該流束在一段時間內之尺寸的規律性、該流束中之氣泡或該流束中之珠滴之至少一者，且其中該半導體製程液體係回應於該流束一段時間內之尺寸而施加至該基材。
  20. 一種經由一噴嘴分配一半導體製程液體之一流束的方法，該方法包括以下步驟：投射一光束至該流束；藉由通過該流束的該光束，來判定該噴嘴外之該流束的流動特性；以及回應於該等流動特性，將該液體施加至該基材。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括以下步驟：回應於該等流動特性，來校準一分配體積。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包括以下步驟：將該噴嘴由校準站處判定流動之一第一位置移動至靠近該基材的第二位置。
  23. 一種測量來自一液體傳送噴嘴之一液體流束流動的裝置，該裝置包含：一標示結構，用以標示一第一位置處之該流束；一光源，用以投射一光束至該流束；一感應器，用以偵測該光束且測量該第一位置及該噴嘴下游之一第二位置處的流束之流動特性，該感應器係回應標示該第一位置處之該流束的該標示結構，而產生一信號；以及其中該噴嘴能夠傳送用於一半導體製程之液體。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之裝置，其中該標示結構能夠移動該流束，以標記上游位置處的流束。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之裝置，更包括連接至該感應器的一處理器，以利用該信號判定該流束之流動特性。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之裝置，其中該感應器測量下游位置處之該流束之一尺寸，且該處理器可結合該流束之尺寸與該信號，以判定該流束之流動特性。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之裝置，更包括：一第二感應器，位於該感應器上游處，且適於檢測標示該流束之該標示結構，其中該第二感應器產生一上游信號；以及其中該處理器利用該信號及該上游信號判定該流束之流動特性。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之裝置，其中該感應器包括具有單一光檢測元件的一光感應器、一線性陣列感應器或一區域陣列感應器之至少一者。
  29. 如申請專利範圍第23項所述之裝置，更包括一準直鏡以準直一光束，該經準直之光束係移動通過該流束朝向該下游位置處之該感應器。
  30. 如申請專利範圍第23項所述之裝置，更包括一聚焦透鏡以聚焦朝向該感應器之光束，並限制傳送至該感應器之光的一接收角度。
  31. 一種用於測量一半導體製程之液體流束流動的裝置，該裝置包含：一液體傳送噴嘴，該液體傳送噴嘴能夠傳送用於該半導體製程的液體；一標示結構，該標示結構利用一第一位置處之一噴嘴移動以標示該流束，該噴嘴移動係橫切於該流動；一第一感應器，用以測量該第一位置附近之該經標示的流束之流動特性；一第二感應器，用以測量一第二位置處之該經標示的流束之流動特性，該第二位置位於該第一位置及該噴嘴之下游；一準直鏡，用以準直該光束；一聚焦透鏡，用以聚焦朝向該感應器之該經準直的光束，並限制傳送至該感應器之光的一接收角度，其中該流束置於該聚焦透鏡及該準直鏡之間； 一處理器，該處理器與該第一感應器及該第二感應器連接，以判定該流束之流動特性；以及其中該經準直的光束與該感應器及該聚焦透鏡對齊，並傳送該經準直的光線及該流束所折射之減弱光。
TW096115187A 2006-04-28 2007-04-27 量測流速及流量之方法及系統 TWI439694B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/380,913 US7517469B2 (en) 2006-04-28 2006-04-28 Method and system to measure flow velocity and volume

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200806991A TW200806991A (en) 2008-02-01
TWI439694B true TWI439694B (zh) 2014-06-01

Family

ID=38647370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096115187A TWI439694B (zh) 2006-04-28 2007-04-27 量測流速及流量之方法及系統

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7517469B2 (zh)
TW (1) TWI439694B (zh)
WO (1) WO2007127872A2 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI418767B (zh) * 2009-08-27 2013-12-11 Energy Man System Co Ltd Non - contact sensing device and method for flowmeter
US10504758B2 (en) * 2014-02-14 2019-12-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Nozzle having real time inspection functions
KR20160101221A (ko) * 2015-02-13 2016-08-25 삼성디스플레이 주식회사 유체 갈라짐 감지 장치
US10562054B2 (en) * 2016-03-11 2020-02-18 Precision Valve & Automation, Inc. Automatically controlling a liquid spray pattern
DE102016206995A1 (de) * 2016-04-25 2017-10-26 Rehm Thermal Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Vermessung eines Lackstrahls zum Beschichten von Platinen
DE102016209756A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Voith Patent Gmbh Ermittlung eines Füllstandes bei einer hydrodynamischen Kupplung
JP7541938B2 (ja) 2021-02-03 2024-08-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
KR20230034549A (ko) * 2021-09-03 2023-03-10 세메스 주식회사 버블 측정 유닛과 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 버블 측정 방법
CN114733663B (zh) * 2022-03-17 2023-04-28 中材锂膜有限公司 一种锂离子电池涂覆膜生产中涂层克重监测装置及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3717996B2 (ja) 1996-05-17 2005-11-16 株式会社コガネイ 薬液供給装置
SG81234A1 (en) 1997-07-04 2001-06-19 Toyko Electron Ltd Process solution supplying apparatus
US6428852B1 (en) 1998-07-02 2002-08-06 Mykrolis Corporation Process for coating a solid surface with a liquid composition
US7029238B1 (en) 1998-11-23 2006-04-18 Mykrolis Corporation Pump controller for precision pumping apparatus
AU3211900A (en) 1999-01-20 2000-08-07 Mykrolis Corporation Flow controller
US6617079B1 (en) 2000-06-19 2003-09-09 Mykrolis Corporation Process and system for determining acceptibility of a fluid dispense
JP3862678B2 (ja) * 2003-06-27 2006-12-27 キヤノン株式会社 露光装置及びデバイス製造方法
US6973375B2 (en) * 2004-02-12 2005-12-06 Mykrolis Corporation System and method for flow monitoring and control
US7107128B2 (en) * 2004-02-13 2006-09-12 Entegris, Inc. System for controlling fluid flow

Also Published As

Publication number Publication date
US7517469B2 (en) 2009-04-14
WO2007127872A2 (en) 2007-11-08
WO2007127872A3 (en) 2008-09-04
TW200806991A (en) 2008-02-01
US20070251921A1 (en) 2007-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI439694B (zh) 量測流速及流量之方法及系統
TWI403454B (zh) 用於監視與控制光阻分散系統之倒吸量的設備及方法
US20070251450A1 (en) Systems and Methods for Monitoring and Controlling Dispense Using a Digital Optical Sensor
US7497026B2 (en) Method and system for detection of wafer centering in a track lithography tool
US8927906B2 (en) Heating device, coating/developing system, heating method, coating/developing method, and recording medium having program for executing heating method or coating/developing method
JP6793647B2 (ja) 堆積のモニタリングシステム及びその操作方法
EP1308783B1 (en) Resist coating-developing apparatus
US6004047A (en) Method of and apparatus for processing photoresist, method of evaluating photoresist film, and processing apparatus using the evaluation method
US6915183B2 (en) Substrate processing apparatus and method of aligning substrate carrier apparatus
JP6531831B2 (ja) 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体
US10083845B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method and storage medium
CN108028177A (zh) 基板处理装置、基板处理方法以及存储介质
US6869234B2 (en) Developing apparatus and developing method
US20070207259A1 (en) Track lithography system with integrated photoresist pump, filter, and buffer vessel
US20080233269A1 (en) Apparatus and methods for applying a layer of a spin-on material on a series of substrates
TWI846032B (zh) 氣泡量測單元、包含其的基板處理設備及氣泡量測方法
US6752544B2 (en) Developing apparatus and developing method
US20070254094A1 (en) Method and apparatus for controlling dispense operations in a track lithography tool
US20010016225A1 (en) Coating film forming apparatus and coating film forming method
KR20200133892A (ko) 스핀 코터 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
JP4662466B2 (ja) 塗布膜形成装置及びその制御方法
JP5954239B2 (ja) 液処理方法
US9588446B2 (en) Calibration apparatus and an adjustment method for a lithography apparatus
JP3017762B2 (ja) レジスト塗布方法およびその装置
US7884950B2 (en) Substrate processing method, program, computer-readable storage medium, and substrate processing system