TWI566311B - 半導體機台與其操作方法 - Google Patents

Description

半導體機台與其操作方法

本發明係關於一種半導體機台與其操作方法，特別是一種同時具有操作噴頭以及清洗噴頭的半導體機台與其操作方法。

在半導體製程上，為了將積體電路(integrated circuits)的圖案順利地轉移到半導體晶片上，必須先將電路圖案設計於一光罩佈局圖上，之後依據光罩佈局圖所輸出的光罩圖案(photomask pattern)來製作一光罩，並且將光罩上的圖案以一定的比例轉移到該半導體晶片上，也就是俗稱的微影技術(lithography)。

微影技術是一種複雜的製程，可細分為塗佈、軟烤、曝光、顯影、硬烤等步驟。其中，顯影(development)步驟乃是利用液態化學顯影液，以將曝光製程後成為可溶性的光阻去除。請參考第1圖與第2圖，所繪示為習知顯影步驟之示意圖。顯影的方式一般可分為連續噴灑顯影(continuous spray develop)以及混拌顯影(puddle develop)。前者是將晶圓設置於真空吸盤上後，再將顯影液以超音波微粒霧氣的方式噴灑於晶圓表面(如第1圖所示)，後者則是先在晶圓上提供少量顯影液而形成一水坑狀，然後再以低速旋轉方式旋離顯影液，使顯影液能均勻作用於晶圓表面(如第2圖所示)。

然而，前述的兩種方式都是透過一噴頭(nozzle)來提供顯影液。由於噴頭大多設置在晶圓的上方，因此在施以顯影液時，顯影液容易反濺至噴頭的外壁以及連接管線。長時間下來，就會在表面上形成結晶。一旦結晶掉落至晶圓上，就會產生缺陷，進而影響了產品的良率。然而，現有的機台上並無相關設計來改善此問題。

本發明於是提供一種半導體機台以及其操作方法，以解決前述顯影液結晶於操作噴頭上的問題。

根據一實施例，本發明提供了一種半導體機台，包含一操作區以及一非操作區、一操作噴頭以及一清洗噴頭。操作區可容納一晶圓進行一半導體製程。操作噴頭可來回移動於操作區以及非操作區中，並可提供半導體製程所需之溶液。清洗噴頭設置於該非操作區中，當操作噴頭位於非操作區時，可清洗操作噴頭。

根據另一實施例，本發明提供了一種操作半導體機台的方法。首先提供一半導體機台，包含一操作區以及一非操作區、一操作噴頭以及一清洗噴頭。接著進行一半導體製程，操作噴頭提供半導體製程所需之溶液於一晶圓上，其中晶圓以及操作噴頭位於操作區。而當該操作噴頭位於非操作區時，清洗噴頭提供一清洗步驟於操作噴頭。

本發明所提供之半導體機台以及其操作方法，其係利用一清洗噴頭以在非操作區對操作噴頭進行一清洗步驟，可有效避免習知技術中，操作噴頭表面附著的污染源掉落至晶圓上，而產生的缺陷問題。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第3圖與第4圖，所繪示為本發明半導體機台的結構示意圖。如第3圖所示，本實施例的半導體機台300例如是一種可進行顯影製程之機台，並包含有一真空吸盤306、一晶圓308、一操作噴頭310以及一清洗噴頭314。

真空吸盤306用於承載晶圓308，以提供晶圓308進行顯影製程時的平台。真空吸盤306可具有吸力以將晶圓308固定在真空吸盤306上並進行旋轉。晶圓308上具有已經曝光之光阻層(圖未示)，而操作噴頭310可以提供顯影液312於晶圓308上，以在晶圓308上進行一顯影製程。顯影液312視不同的光阻層材料而可以有不同種類，例如當光阻層是有機樹脂時，顯影液312可以是氫氧化四甲基銨溶液(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)。

而依照晶圓308在實際進行顯影製程的位置，半導體機台300可劃分為一操作區302以及一非操作區304。操作區302係指半導體機台300中的元件在執行半導體製程時所需要的空間，於一實施例中，其範圍至少會大於晶圓308上方之空間，而非操作區304則不會設置在晶圓308的上方。可以理解的是，真空吸盤306、晶圓308是為了執行主要顯影製程之元件，因此會設置在操作區302中；而清洗噴頭314則會設置在非操作區304中。本發明之一特點在於，操作噴頭310可以來回移動於晶圓操作區302與非操作區304之間，當操作噴頭310位於非操作區304時，清洗噴頭314可對操作噴頭310及/或連接管線進行一清洗步驟316。

如第4圖所示，在晶圓308進行顯影製程之前或者之後，操作噴頭310會移動至非操作區304。此時，清洗噴頭314可對操作噴頭310及/或連接管線之外表面進行一清洗步驟316。於本發明之一實施例中，清洗噴頭314會提供一清洗液體，例如是二次水(ddH₂O)或其他適當溶液，並可以沿著操作噴頭310之外表面移動，以完整去除顯影液312反濺產生的附著物或其他污染源。而於本發明另一實施例中，清洗噴頭314係提供一清洗氣體，例如是空氣、氮氣或者其他適當氣體。由於清洗步驟316是在非操作區304中進行，因此清洗步驟316所沖落之污染源並不會掉落至晶圓308上方。藉由此清洗步驟316，可徹底洗淨操作噴頭310，以避免習知顯影液312之結晶掉落在晶圓308上而產生缺陷的問題。

值得注意的是，本發明的半導體機台300並不限於顯影機台，而可能是其他具有噴頭以提供液體至晶圓上之機台，例如是旋轉塗佈(spin coating)機台、化學機械研磨(chemical mechanical polish,CMP)機台或者是溼蝕刻(wet etching)機台等。而隨著不同機台的設計，操作區302以及非操作區304的範圍也會調整，視半導體機台中實際操作元件所需的空間而定。此外，清洗噴頭314的實施態樣也不限於第3圖和第4圖所示之單一噴頭形態，而可能是具有多個噴頭出口之形態，以噴灑相同或輪流噴灑不同的流體來清洗操作噴頭310。

請參考第5圖，所繪示為本發明操作半導體機台的流程示意圖。如第5圖所示，首先提供一如前述實施例之半導體機台300(步驟402)。在尚未進行半導體製程之前，將操作噴頭310移動到非操作區304(或者操作噴頭310原先就位於非操作區304)，使得清洗噴頭314提供一清洗步驟316於操作噴頭310及/或連接管線之外表面(步驟404)。然後，利用此半導體機台300進行一半導體製程(步驟406)，此時操作噴頭310會從非操作區304移動至操作區302，並提供半導體製程所需之溶液至晶圓308上。半導體製程可能是例如顯影製程、化學機械研磨製程或者溼蝕刻製程等。接著，再將操作噴頭310移動至非操作區304，使得清洗噴頭314提供一清洗步驟316於操作噴頭310及/或連接管線之外表面(步驟408)。最後，即可完成整個半導體製程(步驟410)。應當注意的是，步驟404和步驟408可以擇一進行或者兩者皆進行，也就是說，清洗步驟316可以在進行半導體製程之前及/或之後進行，以得到最佳的清洗效果。

根據前文描述，本發明所提供之半導體機台以及其操作方法係利用一清洗噴頭以在非操作區對操作噴頭進行一清洗步驟，可有效避免習知技術中，操作噴頭表面附著的污染源掉落至晶圓上，而產生的缺陷問題。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

300．．．半導體機台

302．．．操作區

304．．．非操作區

306．．．真空吸盤

308．．．晶圓

310．．．操作噴頭

312．．．顯影液

314．．．清洗噴頭

316．．．清洗步驟

402．．．步驟

404．．．步驟

406．．．步驟

408．．．步驟

410．．．步驟

第1圖與第2圖繪示了習知顯影步驟之示意圖。

第3圖與第4圖繪示了本發明半導體機台的結構示意圖。

第5圖繪示了本發明操作半導體機台的流程示意圖。

300．．．半導體機台

302．．．操作區

304．．．非操作區

306．．．真空吸盤

308．．．晶圓

310．．．操作噴頭

312．．．顯影液

314．．．清洗噴頭

Claims (10)

1. 一種半導體機台，包含：一操作區以及一非操作區，該操作區內可容納一晶圓進行一半導體製程；一操作噴頭，可來回移動於該操作區以及該非操作區中，並可提供該半導體製程所需之溶液；以及一清洗噴頭，設置於該非操作區中，當該操作噴頭位於該非操作區時，該清洗噴頭可清洗該操作噴頭。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體機台，其中該清洗噴頭係清洗該操作噴頭之外表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體機台，其中該清洗噴頭係提供一清洗液體或一清洗氣體。
4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體機台，其中該清洗液體包含二次水。
5. 如申請專利範圍第3項所述之半導體機台，其中該清洗氣體包含空氣或者氮氣。
6. 一種操作半導體機台的方法，包含：提供一半導體機台，該半導體機台包含一操作區以及一非操作區、一操作噴頭以及一清洗噴頭；進行一半導體製程，該操作噴頭提供該半導體製程所需之溶液於一晶圓上，該晶圓以及該操作噴頭位於該操作區；以及移動該操作噴頭於該非操作區，使得該清洗噴頭提供一清洗步驟於該操作噴頭。
7. 如申請專利範圍第6項所述之操作半導體機台的方法，其中先進行該半導體製程，再進行該清洗步驟。
8. 如申請專利範圍第6項所述之操作半導體機台的方法，其中先進行該清洗步驟，再進行該半導體製程。
9. 如申請專利範圍第6項所述之操作半導體機台的方法，其中該清洗步驟係清洗該操作噴頭之外表面。
10. 如申請專利範圍第6項所述之操作半導體機台的方法，其中該清洗步驟包含提供一清洗液體或一清洗氣體。