TWI654664B - 溫度控制裝置及用於形成光阻層的方法 - Google Patents

溫度控制裝置及用於形成光阻層的方法

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TWI654664B
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Abstract

一種溫度控制裝置包括台板、流體源、冷卻器、第一管道及第二管道。所述流體源供應流體。所述冷卻器耦合到所述流體源，以將所述流體源中的所述流體冷卻到冷卻溫度。所述第一管道包括與所述流體源流體連通的第一入口、第一出口及將所述流體從所述冷卻溫度加熱到第一加熱溫度的第一加熱器。經過所述第一加熱器加熱的所述流體通過所述第一出口分配到所述台板上。所述第二管道包括與所述流體源流體連通的第二入口、第二出口及將所述流體從所述冷卻溫度加熱到第二加熱溫度的第二加熱器，所述第二加熱溫度不同於所述第一加熱溫度。經過所述第二加熱器加熱的所述流體通過所述第二出口分配到所述台板上。

Description

溫度控制裝置及用於形成光阻層的方法
本發明實施例是有關於一種溫度控制裝置及用於形成光阻層的方法。
半導體裝置被用於例如個人電腦、手機、數碼相機及其他電子設備等各種電子應用中。半導體裝置通常是通過以下方式來製作：在半導體基板上依序沉積絕緣層或介電層、導電層、以及半導體材料層；以及利用微影(lithography)對所述各種材料層進行圖案化以在其上形成電路元件及元件。許多積體電路通常是在單個半導體晶圓上製成。晶圓的晶粒可進行晶圓級加工及封裝，且已針對晶圓級封裝開發出各種技術。
使用許多加工步驟在晶圓上累加多個導電層及絕緣層並將所述層圖案化以形成電路。晶圓上的功能電路的最終良率依賴於在製程步驟期間每一層的恰當施加。這些層的恰當施加則是依 賴於以經濟且高效的方式將材料均勻地展布在晶圓的表面之上。
本發明實施例提供一種溫度控制裝置及用於形成光阻層的方法，其可精確地控制流體的溫度，進而可控制光阻層的形成厚度。
本發明實施例的一種溫度控制裝置包括台板、流體源、冷卻器、第一管道及第二管道。所述流體源被配置為供應流體。所述冷卻器耦合到所述流體源，以將所述流體源中的所述流體冷卻到冷卻溫度。所述第一管道包括與所述流體源流體連通的第一入口、第一出口及被配置成將所述流體從所述冷卻溫度加熱到第一加熱溫度的第一加熱器，其中經過所述第一加熱器加熱的所述流體通過所述第一出口分配到所述台板上，且所述第一加熱溫度實質上高於所述冷卻溫度。所述第二管道包括與所述流體源流體連通的第二入口、第二出口及被配置成將所述流體從所述冷卻溫度加熱到第二加熱溫度的第二加熱器，所述第二加熱溫度實質上不同於所述第一加熱溫度且實質上高於所述冷卻溫度，其中經過所述第二加熱器加熱的所述流體通過所述第二出口分配到所述台板上。
本發明實施例的一種溫度控制裝置包括流體源、冷卻器、多個管道以及台板。所述流體源供應流體。所述冷卻器耦合到所述流體源，以將所述流體源中的所述流體冷卻到冷卻溫度。所述多個管道與所述流體源流體連通，其中所述管道中的每一者包括加熱 器，所述加熱器被配置成對所述管道中的每一者中的所述流體進行加熱。所述台板被配置成支撐晶圓，其中經過所述加熱器中的每一者加熱的所述流體通過所述管道中的每一者分配到所述晶圓上。
本發明實施例的一種形成光阻層的方法包括下列步驟。在設置在台板上的第一晶圓上形成第一光阻層，其中所述台板包括處於第一組製程溫度的多個溫度區；對所述第一晶圓執行第一蝕刻製程，以形成第一圖案化金屬層；確定所述第一圖案化金屬層相對於參考輪廓的輪廓變化；根據所述輪廓變化將所述第一組製程溫度調整至第二組製程溫度；在所述溫度區分別處於所述第二組製程溫度的情況下在設置在所述台板上的第二晶圓上形成第二光阻層。
為讓本發明實施例的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧晶圓/第二晶圓
10’‧‧‧晶圓/第一晶圓
11、11’‧‧‧金屬層
11a’‧‧‧第一圖案化金屬層
11b‧‧‧第二圖案化金屬層
12‧‧‧所得層/光阻層/第二光阻層
12’‧‧‧光阻層/第一光阻層
12a‧‧‧流體/第一光阻塗層
12a’‧‧‧第一光阻塗層
12b‧‧‧流體/第二光阻塗層
12b’‧‧‧第二光阻塗層
100、100a、100b、100c‧‧‧溫度控制裝置
110‧‧‧台板
112、118‧‧‧溫度區/溫度調整元件/週邊溫度區
114、116‧‧‧溫度區/溫度調整元件/中心溫度區
120‧‧‧流體源
130‧‧‧冷卻器
140、140a、140b、140c‧‧‧管道/第一管道
142‧‧‧入口/第一入口
144‧‧‧出口/第一出口
146‧‧‧加熱器/第一加熱器/第一電阻式加熱器/電阻式加熱器
146a‧‧‧加熱器/第一加熱器
146b‧‧‧加熱器/第一加熱器/紅外線加熱器/第一紅外線加熱器
147、157‧‧‧金屬環
148a、148b、148c、148d‧‧‧管線/第一管線
149、159‧‧‧流動控制閥
150、150a、150b、150c‧‧‧管道/第二管道
152‧‧‧入口/第二入口
154‧‧‧出口/第二出口
156‧‧‧加熱器/第二加熱器/第二電阻式加熱器/電阻式加熱器
156a‧‧‧加熱器/第二加熱器
156b‧‧‧加熱器/第二加熱器/紅外線加熱器/第二紅外線加熱器
158a、158b、158c、158d‧‧‧管線/第二管線
162、164‧‧‧熱感測器/入口熱感測器
172、174‧‧‧熱感測器/出口熱感測器
180‧‧‧控制器
D1、D2‧‧‧距離
S110、S120、S130、S140、S150‧‧‧步驟
T1’、T2’、T3’、T4’‧‧‧製程溫度/第一組製程溫度
T1、T2、T3、T4‧‧‧製程溫度/第二組製程溫度
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最好地理解本發明實施例的各個方面。應注意，根據本行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。
圖1示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。
圖2是根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的方塊圖。
圖3示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。
圖4示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。
圖5示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。
圖6是繪示根據本發明一些實施例的形成光阻層的方法的製程流程的方塊圖。
圖7至圖10是根據本發明一些示例性實施例在形成光阻層的製程中的各種階段的示意性剖視圖。
以下揭露內容提供用於實作所提供主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述元件及排列的具體實例以簡化本發明實施例。當然，這些僅為實例且不旨在進行限制。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成在第二特徵「之上」或第二特徵「上」可包括其中第一特徵及第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵、進而使得所述第一特徵與所述第二特徵可能不直接接觸的實施例。另外，本揭露內容可能在各種實例中重複使用參考編號及/或字母。這種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。
此外，為易於說明，本文中可能使用例如「之下(beneath)」、「下面(below)」、「下部的(lower)」、「上方(above)”、「上部的(upper)」等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖 中所繪示的取向外更囊括裝置在使用或操作中的不同取向。設備可具有其他取向(旋轉90度或處於其他取向)且本文中所用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
另外，為易於說明，本文中可能使用例如“第一(first)”、“第二(second)”、“第三(third)”、“第四(fourth)”等用語來闡述與圖中所示者相似或不同的一個或多個元件或特徵，且可依據呈現次序或本說明的上下文來可互換地使用所述用語。
圖1示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。參照圖1，在本發明的實作方案中，溫度控制裝置100可被採用作為晶圓製造製程的溫度控制系統的一部分。當然，溫度控制裝置100的應用並非僅限於此。在一些實施例中，溫度控制裝置100包括台板110、流體源120、冷卻器130及多個管道140、150。在實作方案中的一者中，台板110被配置成承載晶圓10。台板110可為例如靜電吸盤(electrostatic chuck)。如此一來，靜電力被施加到台板110以在旋轉塗布製程(spin coating process)期間牢固地固持晶圓10。在其他實施例中，台板110可為真空吸盤或能夠以任何適合的方式牢固地固持晶圓10的任何適合的台板。流體源120被配置成在其內容納流體，以供應所述流體。冷卻器130連接到流體源120，以將流體源120中的流體冷卻到冷卻溫度。在一些實施例中，冷卻器130可包括用於使被控制到所期望溫度的製冷劑迴圈的流體溝道。
在一些實施例中，管道140、150與流體源120流體連通。 如此一來，流體源120被配置成將流體供應到管道140、150。管道140及150中的每一者包括加熱器146/156。加熱器146及156被配置成分別對管道140及150中的流體進行加熱，且管道140/150中的一者中的流體的加熱溫度與管道150/140中的另一者中的流體的加熱溫度不相同。即，管道140中的流體與管道150中的流體分別被加熱器146及156以可控制方式加熱到不同的溫度。經過加熱器146及156中的每一者加熱的流體可接著通過管道140及150中的每一者而被分配到由台板220所承載的晶圓10上。
在一些實施例中，溫度控制裝置100更可包括入口熱感測器162、164及出口熱感測器172、174。入口熱感測器162、164設置在管道140、150的入口142、152處以分別感測進入管道140、150的流體(在經過加熱之前)的溫度。出口熱感測器172、174設置在管道140、150的出口144、154處以分別感測從出口144、154分配出的流體(在經過加熱之後)的溫度。熱感測器162、164、172、174可耦合到溫度控制裝置100的控制器(例如，圖2中所示控制器180)，使得所述控制器被配置成控制加熱器146、156，以根據從熱感測器162、164、172、174發送的感測訊號將流體加熱到指定溫度。
舉例來說，上述管道可包括第一管道140及第二管道150。第一管道140包括第一入口142、第一出口144及第一加熱器146。在一些實施例中，第一入口142及第一出口144設置在第一管道140的兩個相對端部上，且第一加熱器146設置在第一管道140上 且位於第一入口142與第一出口144之間。第一入口142與流體源120流體連通，使得被冷卻到冷卻溫度的流體源120中的流體以可控制方式流動到第一入口142。第一加熱器146被配置成將流體從冷卻溫度加熱到第一加熱溫度，且經過第一加熱器146加熱的流體12a接著如圖1中所示通過第一出口144分配到台板110上。在一些實施例中，舉例來說，管道140中的流體12a的第一加熱溫度可實質上等於或高於22℃且實質上低於100℃或流體12a的沸點。
第二管道150可具有相似的構造。舉例來說，第二管道150包括第二入口152、第二出口154及第二加熱器156。第二入口152與流體源120流體連通，使得被冷卻到冷卻溫度的流體源120中的流體以可控制方式流動到第二入口152。第二加熱器156被配置成將流體從冷卻溫度加熱到第二加熱溫度，其中所述第二加熱溫度與第一加熱溫度不相同。在一些實施例中，舉例來說，第二加熱溫度可實質上高於0℃或流體12b的冰點且實質上等於或低於22℃，接著，經過第二加熱器156加熱的流體12b通過第二出口154而被分配到台板110上。換句話說，第一管道140中的流體12a及第二管道150中的流體12b分別被第一加熱器146及第二加熱器156加熱到不同的溫度，且具有不同的溫度的流體12a與12b分別通過第一出口144及第二出口154分配到台板110上。應注意，本文中繪示兩個管道140、150是用於說明，但溫度控制裝置100的管道的數目並非僅限於此。
因此，具有第一加熱溫度的流體12a及具有第二加熱溫度的流體12b可在台板110上達到熱平衡(thermal equilibrium)以形成具有所期望加熱溫度的所得層12。在一些實施例中，所得層12的所期望加熱溫度可實質上高於0℃或流體12a/12b的冰點且實質上低於100℃或流體12a/12b的沸點。在一些實施例中，來自第一管道140的流體12a及來自第二管道150的流體12b可依序分配到台板110上。在其他實施例中，第一管道140中的流體及第二管道150中的流體可同時分配到台板110上。通過此種配置，溫度控制裝置100可更精確地且更高效地控制每一管道140/150中的流體的溫度及形成在台板110上的所得層12的溫度。在一些實施例中，流體的粘滯度與所述流體的溫度成反比。即，流體的溫度越高，則所述流體的粘滯度越低。因此，當所得層12的粘滯度越低時，所得層12的厚度將越薄。由此，形成在台板110上的所得層12的厚度可通過調整流體的溫度來控制。
在一些實施例中，流體可為光阻塗層。將光阻材料(例如，聚合物)塗布到晶圓10上的方法可通過將光阻塗層分配到通常在晶圓10的中心上，且承載晶圓10的台板110可高速旋轉以將所述光阻塗層均勻地展布在晶圓10上。在此種實施例中，由第一加熱器146加熱到第一加熱溫度的第一光阻塗層12a可分配到晶圓10上，且由第二加熱器156加熱到第二加熱溫度的第二光阻塗層12b也可分配到晶圓10上。在一些實施例中，第一加熱溫度及第二加熱溫度二者實質上高於冷卻溫度。舉例來說，管道140中的 流體12a的第一加熱溫度可實質上等於或高於22℃且實質上低於100℃或流體12a的沸點。管道150中的流體12b的第二加熱溫度可實質上高於0℃或流體12b的冰點且實質上等於或低於22℃。應注意，本文中所述數值範圍僅用於說明且本發明實施例並非僅限於此。如此一來，彼此堆疊(或混合在一起)的第一光阻塗層12a與第二光阻塗層12b在晶圓10上形成光阻層12。通過此種配置，晶圓10上的光阻層12的溫度及粘滯度可通過調整第一光阻塗層12a的第一加熱溫度及第二光阻塗層12b的第二加熱溫度來控制。在一些實施例中，當光阻層12的粘滯度較低時，光阻層12趨向於在台板110的旋轉期間更多地往外展布開，且光阻層12的粘滯度與光阻層12的溫度成反比。因此，形成在晶圓10上的光阻層12的厚度可通過調整第一光阻塗層12a及第二光阻塗層12b的溫度來控制。
在一些實施例中，入口熱感測器162設置在第一入口142處以感測進入第一管道140的流體的溫度(例如，冷卻溫度)，且入口熱感測器164設置在第二入口152處以感測進入第二管道150的流體的溫度(例如，冷卻溫度)。出口熱感測器172設置在第一出口144處以感測從第一管道140排放的流體的溫度(例如，第一加熱溫度)，且出口熱感測器174設置在第二出口154處以感測從第二管道150排放的流體的溫度(例如，第二加熱溫度)。熱感測器162、164、172、174可耦合到溫度控制裝置100的控制器180，使得所述控制器被配置成控制加熱器146、156，以根據從熱感測 器162、164、172、174發送的感測訊號將流體加熱到指定溫度。由此，從管道140/150分配出的流體12a/12b的加熱溫度可根據來自熱感測器162、164、172、174的回饋來即刻地(例如，即時地)控制及調整。
圖2是根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的方塊圖。在一些實施例中，台板110包括多個溫度區112、114、116、118，且溫度區112、114、116、118中的每一者包括嵌置在台板110中的溫度調整元件112/114/116/118，使得台板110的溫度可按區來控制。換句話說，台板110在不同的溫度區112、114、116、118上的溫度可被獨立地控制。在一些實施例中，例如加熱器及/或冷卻器等溫度調整元件可嵌置在溫度區112、114、116、118中且耦合到控制器180以通過獨立地控制溫度區112、114、116、118中的溫度調整元件來控制台板110的溫度分佈輪廓。在一些實施例中，溫度區112、114、116、118包括中心溫度區114、116及週邊溫度區112、118，其中如圖2中所示中心溫度區114、116位於台板110的中心區處而週邊溫度區112、118環繞中心溫度區114、116。通過此種配置，晶圓10的中心區的溫度及週邊區的溫度可被獨立地控制以滿足此種製程條件。應注意，台板110上的溫度區112、114、116、118的構造並非僅限於此。
在一些實施例中，管道140、150中的每一者的加熱器146/156可包括電阻式加熱器、加熱棒、紅外線加熱器、或任何其他適合的加熱器。在作為電阻式加熱器的加熱器146/156的實施例 中，第一加熱器146包括第一電阻式加熱器146，且第二加熱器156包括第二電阻式加熱器156。電阻式加熱器146、156可包括圍繞第一管道140及第二管道150進行纏繞的電阻式線圈。在一些實施例中，管道140及150中的每一者可包括環繞管道140及150中的每一者的金屬環147/157。電阻式加熱器146、156的電阻式線圈分別接觸金屬環147及157以對管道140及150中的流體進行加熱。在一些實施例中，施加到第一電阻式加熱器146的電流與施加到第二電阻式加熱器156的電流不相同，使得第一管道140中的流體與第二管道150中的流體可被以可控制方式加熱到不同的溫度。如此一來，具有不同的溫度的流體12a、12b分配到台板110上以形成具有所期望溫度的所得層12。在一些實施例中，控制器180可耦合到第一加熱器146及第二加熱器156以根據從熱感測器162、164、172、174發送的感測訊號來控制施加在第一加熱器146及第二加熱器156上的電流。由此，從管道140/150分配的流體12a/12b的加熱溫度可通過根據來自熱感測器162、164、172、174的回饋控制施加在加熱器146/156上的電流來即刻地調整。
圖3示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。應注意，圖3中所示溫度控制裝置100a包含與前面參照圖1及圖2所公開的溫度控制裝置100相同或相似的許多特徵。為清晰及簡潔起見，可不再對相同的或相似的特徵予以贅述，且相同的或相似的參考編號表示相同或類似的元件。以下闡述圖3中所示 溫度控制裝置100a與圖1及圖2中所示溫度控制裝置100之間的主要不同。
在一些實施例中，第一加熱器146a包括至少一個第一加熱棒，第二加熱器156a包括至少一個第二加熱棒。在一些實施例中，管道140及150中的每一者可包括環繞管道140及150中的每一者的金屬環147/157。加熱器146a、156a的加熱棒分別接觸金屬環147及157以對管道140a及150a中的流體進行加熱。用於接觸第一管道140a的第一加熱棒的接觸面積與用於接觸第二管道150a的第二加熱棒的接觸面積不相同，使得第一管道140a中的流體與第二管道150a中的流體可被以可控制方式加熱到不同的溫度。如此一來，具有不同的溫度的流體12a、12b分配到台板110上以形成具有所期望溫度的所得層12。
在實作方案中的一者中，第一加熱器146a可包括多個第一加熱棒(示出三個加熱棒)，且第二加熱器156a包括多個第二加熱棒(示出三個加熱棒)。第一加熱棒中的兩者接觸第一管道140a的金屬環147，而第二加熱棒中的僅一者接觸第二管道150a的金屬環157。通過此種配置，第一加熱棒的接觸面積大於第二加熱棒的接觸面積，使得第一管道140a中的流體12a的第一加熱溫度高於第二管道150a中的流體12b的第二加熱溫度。在一些實施例中，第一加熱溫度及第二加熱溫度二者實質上高於冷卻溫度。舉例來說，管道140a中的流體12a的第一加熱溫度可實質上等於或高於22℃且實質上低於100℃或流體12a的沸點。管道150a中的 流體12b的第二加熱溫度可實質上高於0℃或流體12b的冰點且實質上等於或低於22℃。應注意，本文中所述數值範圍僅用於說明且本發明實施例並非僅限於此。在一些實施例中，控制器180可耦合到第一加熱器146a及第二加熱器156a以根據從熱感測器162、164、172、174發送的感測訊號來控制每一加熱器146a/156a的接觸面積(或與管道接觸的加熱棒的數目)。由此，從管道140a/150a分配出的流體12a/12b的加熱溫度可通過根據來自熱感測器162、164、172、174的回饋控制加熱器146a/156a的接觸面積來即刻地調整。
圖4示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。應注意，圖4中所示溫度控制裝置100b包含與前面參照圖1及圖2所公開的溫度控制裝置100相同或相似的許多特徵。為清晰及簡潔起見，可不再對相同的或相似的特徵予以贅述，且相同的或相似的參考編號表示相同或類似的元件。以下闡述圖4中所示溫度控制裝置100b與圖1及圖2中所示溫度控制裝置100之間的主要不同。
在一些實施例中，第一加熱器146b包括第一紅外線加熱器146b，且第二加熱器156b包括第二紅外線加熱器156b。具有較高溫度的紅外線加熱器146b、156b被配置成通過電磁輻射來向具有較低溫度的管道140、150傳遞能量。通過此種配置，第一紅外線加熱器146b和第一管道140b之間的距離D1與第二紅外線加熱器156b和第二管道150b之間的距離D2不相同，使得第一管 道140b中的流體與第二管道150b中的流體可被以可控制方式加熱到不同的溫度。如此一來，具有不同的溫度的流體12a、12b分配到台板110上以形成具有所期望溫度的所得層12。舉例來說，如圖4中所示，第一紅外線加熱器146b與第一管道140b之間的距離D1實質上大於第二紅外線加熱器156b與第二管道150b之間的距離D2。因此，第一管道140b中的流體12a的第一加熱溫度實質上低於第二管道150b中的流體12b的第二加熱溫度。舉例來說，管道140b中的流體12a的第一加熱溫度可實質上高於0℃或流體12a的冰點且實質上等於或低於22℃。管道150b中的流體12b的第二加熱溫度可實質上等於或高於22℃且實質上低於100℃或流體12b的沸點。應注意，本文中所述數值範圍僅用於說明且本發明實施例並非僅限於此。在一些實施例中，控制器180可耦合到第一加熱器146b及第二加熱器156b以根據從熱感測器162、164、172、174發送的感測訊號來控制每一加熱器146b/156b與每一管道140b/150b之間的距離。由此，從管道140b/150b分配的流體12a/12b的加熱溫度可通過根據來自熱感測器162、164、172、174的回饋控制加熱器146b/156b與管道140b/150b之間的距離來即刻地調整。
圖5示出根據本發明一些實施例的溫度控制裝置的示意圖。應注意，圖5中所示溫度控制裝置100c包含與前面參照圖1及圖2所公開的溫度控制裝置100相同或相似的許多特徵。為清晰及簡潔起見，可不再對相同的或相似的特徵予以贅述，且相同的 或相似的參考編號表示相同或類似的元件。以下闡述圖5中所示溫度控制裝置100c與圖1及圖2中所示溫度控制裝置100之間的主要不同。
在一些實施例中，每一管道140c/150c中的流體的溫度可通過將具有不同的溫度的流體進行混合來控制。舉例來說，第一管道140c可包括與流體源120及第一管道140c流體連通的多個第一管線148a、148b、148c、148d。在一些實施例中，第一管線148a、148b、148c、148d中的每一者可包括流動控制閥149(例如耦合到控制器180的電磁閥(solenoid valve))，使得來自流體源120的流體可以可控制方式通過第一管線148a、148b、148c、148d流動到第一管道140c中。上述第一加熱器可設置在第一管線148a、148b、148c及148d中的至少一者上以對第一管線148a、148b、148c及148d中的流體進行加熱。在一些實施例中，每一管線148a、148b、148c、148d可被配置成具有其自己的加熱器，且管線148a、148b、148c、148d中的每一者中的流體的溫度可彼此不同。控制器180耦合到流動控制閥149以控制從每一管線148a、148b、148c及148d流動的流體量以獲得第一管道140c中的流體12a的所期望溫度(例如，第一加熱溫度)。換句話說，來自第一管線148a、148b、148c、148d的具有不同的溫度的流體在第一管道140c中進行混合以達到所期望溫度(例如，第一加熱溫度)。舉例來說，第一加熱溫度可實質上等於或高於22℃且實質上低於100℃或流體的沸點。
相似地，第二管道150c可包括與流體源120及第二管道150c流體連通的多個第二管線158a、158b、158c、158d。在一些實施例中，第二管線158a、158b、158c、158d中的每一者可包括流動控制閥159(例如耦合到控制器180的電磁閥)，使得來自流體源120的流體可以可控制方式通過第二管線158a、158b、158c、158d流動到第二管道150c中。上述第二加熱器可設置在第二管線158a、158b、158c及158d中的至少一者上以對第二管線158a、158b、158c及158d中的流體進行加熱。在一些實施例中，每一管線158a、158b、158c及158d可被配置成具有其自己的加熱器，且管線158a、158b、158c及158d中的每一者中的流體的溫度可彼此不同。控制器180耦合到流動控制閥159以控制從每一管線158a、158b、158c及158d流動的流體量以獲得第二管道150c中的流體12b的所期望溫度(例如，第二加熱溫度)。換句話說，來自第二管線158a、158b、158c、158d的具有不同的溫度的流體在第二管道150c中進行混合以達到所期望溫度(例如，第二加熱溫度)。舉例來說，第二加熱溫度可實質上高於0℃或流體的冰點且實質上等於或低於22℃。由此，從管道140c/150c分配的流體12a/12b的加熱溫度可通過根據來自熱感測器162、164、172、174的回饋控制從每一管線流動的流體量來即刻地調整。
圖6是繪示根據本發明一些實施例的形成光阻層的方法的製程流程的方塊圖。圖7至圖10是根據本發明一些實施例在形成光阻層的製程中的各種階段的示意性剖視圖。利用上述溫度控 制裝置100/100a/100b/100c，可開發一種形成光阻層的方法。所述方法可包括以下步驟。
在圖6所示步驟S110處，如圖7中所示在設置在台板110上的第一晶圓10’上形成第一光阻層12’。在一些實施例中，台板110被配置用於支撐及旋轉第一晶圓10’。台板110可為例如靜電吸盤，此意指靜電力可施加到台板110以在旋轉塗布製程期間牢固地支撐晶圓10。在其他實施例中，台板110可為真空吸盤或能夠以任何適合的方式牢固地固持晶圓10的任何適合的台板。
在一些實施例中，台板110包括處於第一組製程溫度T1’、T2’、T3’、T4’的多個溫度區112、114、116、118。即，溫度區112處於製程溫度T1’，溫度區114處於製程溫度T2’，溫度區116處於製程溫度T3’，且溫度區118處於製程溫度T4’。製程溫度T1’、T2’、T3’、T4’的初始設定可相同。即，整個台板110的溫度輪廓(temperature profile)可為均勻的。在一些實施例中，製程溫度T1’、T2’、T3’、T4’的初始設定可全部為約22℃，但本發明實施例並非僅限於此。第一光阻層12’可通過第一出口144及/或第二出口154分配到台板110上。
在一些實施例中，第一晶圓10’包括覆蓋第一晶圓10’的製程表面的金屬層11’。第一光阻層12’形成在金屬層11’上。在一個實施例中，第一光阻層12’可由從第一出口144分配的第一光阻塗層12a’及從第二出口154分配的第二光阻塗層12b’形成。通過此種配置，晶圓10’上的光阻層12’的溫度及粘滯度可通過調整第 一光阻塗層12a’的溫度及第二光阻塗層12b’的溫度來控制。
在圖6所示步驟S120處，對第一晶圓10’執行第一蝕刻製程以形成如圖8中所示的第一圖案化金屬層11a’。對金屬層11’執行的蝕刻製程是移除不被第一光阻層12’覆蓋的部位。蝕刻製程可通過濕式蝕刻或乾式蝕刻來實現。接著，使用剝除製程(strip process)移除第一光阻層12’且獲得圖8中所示所得結構。一般來說，光阻層的耐蝕性難以控制，且對第一圖案化金屬層11a’執行的蝕刻的程度可能不同。舉例來說，在晶圓10’的中心處，蝕刻的程度可能較嚴重，而在晶圓10’的邊緣處，蝕刻的程度較微弱。如此一來，晶圓10’上的所蝕刻圖案可能如圖8中所示相對粗糙且不均勻。
在圖6所示步驟S130處，確定第一圖案化金屬層11a’相對於參考輪廓的輪廓變化。在一些實施例中，為獲得第一圖案化金屬層11a’的輪廓變化，首先通過例如晶圓檢驗裝置來測量在第一蝕刻製程之後第一圖案化金屬層11a’的輪廓。接著，將第一圖案化金屬層11a’的輪廓與參考輪廓進行比較(所述參考輪廓是期望在蝕刻製程之後得到的輪廓)，因而獲得第一圖案化金屬層11a’的輪廓與期望得到的輪廓之間的變化。舉例來說，在圖8中所示實施例中，右側的第一圖案化金屬層11a的厚度稍微薄於左側的第一圖案化金屬層11a的厚度，此意指第一圖案化金屬層11a’的右側被蝕刻的程度稍微比第一圖案化金屬層11a’的左側被蝕刻的程度更嚴重。
在圖6所示步驟S140及步驟S150處，參照圖9，根據輪廓變化將第一組製程溫度調整至第二組製程溫度。接著，在溫度區分別處於第二組製程溫度的情況下在由台板承載的第二晶圓上形成第二光阻層。在一些實施例中，為使輪廓變化固定，根據所述輪廓變化形成具有經修改輪廓的另一光阻層來調整耐蝕性，且所述光阻層的輪廓修改可利用光阻塗層的粘滯度與所述光阻塗層的溫度成反比來實現。
當形成第一光阻層12’時，台板110的溫度區112、114、116、118處於第一組製程溫度T1’、T2、T3、T4’。在本實施例中，製程溫度T1’、T2’、T3’、T4’相同。即，第一光阻層12’形成在台板110(其中台板110的溫度為均勻的)上，此造成第一圖案化金屬層11a’的輪廓變化。因此，根據輪廓變化將第一組製程溫度T1’、T2’、T3’、T4’調整至第二組製程溫度T1、T2、T3、T4。在本實施例中，由於右側的第一圖案化金屬層11a的厚度稍微薄於左側的第一圖案化金屬層11a的厚度，因此晶圓的右側上需要更大的耐蝕性。因此，當台板110上設置有第二晶圓10時，將右側的溫度區116、118的製程溫度T3、T4調整成稍微低於左側的溫度區112、114的製程溫度T1、T2。舉例來說，右側的溫度區116、118的製程溫度T3、T4被調整成實質上高於0℃或流體的冰點且實質上等於或低於22℃。左側的溫度區112、114的製程溫度T1、T2被調整成實質上等於或高於22℃且實質上低於100℃或流體的沸點。應注意，本文中所述數值範圍僅用於說明且本發明實施 例並非僅限於此。如此一來，當第二光阻層12形成在被施加以第二組製程溫度T1、T2、T3、T4的第二晶圓10時，第二光阻層12被溫度區112、114、116、118的第二組製程溫度T1、T2、T3、T4加熱。因此，由於第二光阻層12的粘滯度與第二光阻層12的溫度成反比，因此右側的第二光阻層12的粘滯度將稍微高於左側的第二光阻層12的粘滯度。如此一來，如圖9中所示，右側的第二光阻層12的厚度會稍微厚於左側的第二光阻層12的厚度。另外，對台板110進行旋轉以展布第二光阻層12。粘滯度越高則使得光阻層內的剪應力(shear stress)越大，且剪應力越大則使得在旋轉之後的光阻層越厚。因此，根據第一圖案化金屬層11a’的輪廓變化，右側的第二光阻層12的厚度稍微厚於左側的第二光阻層12的厚度以在晶圓10的右側提供更大的耐蝕性。
接著，通過使用第二光阻層12作為掩模以形成如圖10中所示的第二圖案化金屬層11b來對第二晶圓10上的金屬層11執行第二蝕刻製程。通過上述修正，第二圖案化金屬層11b相對於期望得到的參考輪廓的輪廓變化應小於第一圖案化金屬層11a’的輪廓變化。視需要，可重複進行步驟S130至步驟S150，直到圖案化金屬層相對於期望得到的參考輪廓的輪廓變化小於預定值。應注意，本實施例僅用於說明，溫度區的構造及所述溫度區的製程溫度可根據圖案化金屬層的實際輪廓變化來調整且並非僅限於此。
在一些實施例中，可通過在台板110上分配具有不同的溫度的多個光阻塗層來形成第二光阻層12。舉例來說，被上述溫 度控制裝置的第一加熱器加熱到第一加熱溫度的第一光阻塗層12a可分配到第二晶圓10上，且被上述第二加熱器加熱到第二加熱溫度的第二光阻塗層12b可分配到第二晶圓10上。在一些實施例中，第二加熱溫度與第一加熱溫度不相同。如此一來，彼此堆疊(或混合在一起)的第一光阻塗層12a與第二光阻塗層12b在晶圓10上形成具有第三溫度的第二光阻層12。通過此種構造，晶圓10上的光阻層12的溫度及粘滯度可通過調整第一光阻塗層12a的第一加熱溫度及第二光阻塗層12b的第二加熱溫度來控制。因此，形成在晶圓10上的光阻層12的厚度更可通過調整第一光阻塗層12a及第二光阻塗層12b的溫度來控制。
基於以上論述，可看出本發明實施例提供多種優點。然而，應理解，本文中未必論述所有優點，且其他實施例可提供不同優點，並且不是所有實施例都需要特定優點。
根據本發明的一些實施例，一種溫度控制裝置包括台板、流體源、冷卻器、第一管道及第二管道。所述流體源被配置為供應流體。所述冷卻器耦合到所述流體源，以將所述流體源中的所述流體冷卻到冷卻溫度。所述第一管道包括與所述流體源流體連通的第一入口、第一出口及被配置成將所述流體從所述冷卻溫度加熱到第一加熱溫度的第一加熱器，其中經過所述第一加熱器加熱的所述流體通過所述第一出口分配到所述台板上，且所述第一加熱溫度實質上高於所述冷卻溫度。所述第二管道包括與所述流體源流體連通的第二入口、第二出口及被配置成將所述流體從所述冷 卻溫度加熱到第二加熱溫度的第二加熱器，所述第二加熱溫度實質上不同於所述第一加熱溫度且實質上高於所述冷卻溫度，其中經過所述第二加熱器加熱的所述流體通過所述第二出口分配到所述台板上。
根據本發明的一些實施例，所述第一加熱器包括第一電阻式加熱器，所述第二加熱器包括第二電阻式加熱器，且施加到所述第一電阻式加熱器的電流與施加到所述第二電阻式加熱器的電流不相同。
根據本發明的一些實施例，所述第一加熱器包括第一加熱棒，所述第二加熱器包括第二加熱棒，且所述第一加熱棒和所述第一管道接觸的接觸面積與所述第二加熱棒和所述第二管道接觸的接觸面積不相同。
根據本發明的一些實施例，所述第一加熱器包括第一紅外線加熱器，所述第二加熱器包括第二紅外線加熱器，且所述第一紅外線加熱器和所述第一管道之間的距離與所述第二紅外線加熱器和所述第二管道之間的距離不相同。
根據本發明的一些實施例，所述第一管道更包括：多個第一管線，與所述流體源及所述第一管道流體連通，所述第一加熱器設置在所述第一管線中的一者上，以對所述第一管線中的所述一者中的所述流體進行加熱，其中來自所述第一管線的所述流體在所述第一管道中混合以達到所述第一加熱溫度。
根據本發明的一些實施例，所述第二管道更包括：多個第 二管線，與所述流體源及所述第二管道流體連通，所述第二加熱器設置在所述第二管線中的一者上，以對所述第二管線中的所述一者中的所述流體進行加熱，其中來自所述第二管線的所述流體在所述第二管道中的混合以達到所述第二加熱溫度。
根據本發明的一些實施例，所述的溫度控制裝置更包括：多個入口熱感測器，設置在所述第一入口及所述第二入口處，以感測分別進入所述第一管道及所述第二管道的所述流體的溫度；以及多個出口熱感測器，分別設置在所述第一出口及所述第二出口處，以感測分別從所述第一出口及所述第二出口分配出的所述流體的溫度。
根據本發明的一些實施例，所述台板包括多個溫度區，所述溫度區中的每一者包括嵌置在所述台板中的溫度調整元件。
根據本發明的一些實施例，所述溫度區包括位於所述台板的中心區處的中心溫度區及環繞所述中心溫度區的週邊溫度區。
根據本發明的一些實施例，所述流體的粘滯度與所述流體的溫度成反比。
根據本發明的一些實施例，一種溫度控制裝置包括流體源、冷卻器、多個管道以及台板。所述流體源供應流體。所述冷卻器耦合到所述流體源，以將所述流體源中的所述流體冷卻到冷卻溫度。所述多個管道與所述流體源流體連通，其中所述管道中的每一者包括加熱器，所述加熱器被配置成對所述管道中的每一者中的所述流體進行加熱。所述台板被配置成支撐晶圓，其中經過所述 加熱器中的每一者加熱的所述流體通過所述管道中的每一者分配到所述晶圓上。
根據本發明的一些實施例，所述管道中的每一者的所述加熱器包括電阻式加熱器、加熱棒或紅外線加熱器。
根據本發明的一些實施例，所述管道中的每一者更包括：多個管線，與所述流體源及所述管道中的每一者流體連通，所述加熱器設置在所述管線中的一者上以對所述管線中的所述一者中的所述流體進行加熱，其中來自所述管線的所述流體在所述管道中的每一者中混合以達到所述管道中的每一者的所述加熱溫度。
根據本發明的一些實施例，所述管道中的一者中的所述流體的加熱溫度與所述管道中的另一者中的所述流體的加熱溫度不相同，且所述溫度控制裝置更包括：入口熱感測器，設置在所述管道中的每一者的入口處，以感測進入所述管道中的每一者的所述流體的溫度；以及出口溫度感測器，設置在所述管道中的每一者的出口處，以感測從所述管道中的每一者的所述出口分配出的所述流體的溫度。
根據本發明的一些實施例，所述台板包括多個溫度區，所述溫度區中的每一者包括嵌置在所述台板中的溫度調整元件。
根據本發明的一些實施例，所述溫度區包括位於所述台板的中心區處的中心溫度區及環繞所述中心溫度區的週邊溫度區。
根據本發明的一些實施例，一種形成光阻層的方法包括下列步驟。在設置在台板上的第一晶圓上形成第一光阻層，其中所 述台板包括處於第一組製程溫度的多個溫度區；對所述第一晶圓執行第一蝕刻製程，以形成第一圖案化金屬層；確定所述第一圖案化金屬層相對於參考輪廓的輪廓變化；根據所述輪廓變化將所述第一組製程溫度調整至第二組製程溫度；在所述溫度區分別處於所述第二組製程溫度的情況下在設置在所述台板上的第二晶圓上形成第二光阻層。
根據本發明的一些實施例，在所述第二晶圓上形成所述第二光阻層包括：在所述第二晶圓上形成第一光阻塗層，其中所述第一光阻塗層具有第一溫度；以及在所述第二晶圓上形成第二光阻塗層，其中所述第二光阻塗層具有與所述第一溫度不同的第二溫度，所述第一光阻塗層及所述第二光阻塗層形成具有第三溫度的所述第二光阻層。
根據本發明的一些實施例，所述第二光阻層是由所述溫度區的所述第二組製程溫度所加熱，且所述第二光阻層的粘滯度與所述第二光阻層的溫度成反比。
根據本發明的一些實施例，在所述第二晶圓上形成所述第二光阻層更包括：旋轉所述台板以使所述第二光阻層展布。
雖然本發明實施例已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明實施例的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種温度控制裝置，包括：一台板；一流體源，供應一流體；一冷卻器，耦合到所述流體源，以將所述流體源中的所述流體冷卻到一冷卻溫度；一第一管道，包括與所述流體源流體連通的一第一入口、一第一出口及被配置成將所述流體從所述冷卻溫度加熱到一第一加熱溫度的一，其中經過所述第一加熱器加熱的所述流體通過所述第一出口分配到所述台板上，且所述第一加熱溫度實質上高於所述冷卻溫度；以及一第二管道，包括與所述流體源流體連通的一第二入口、一第二出口及被配置成將所述流體從所述冷卻溫度加熱到一第二加熱溫度的一第二加熱器，所述第二加熱溫度實質上不同於所述第一加熱溫度且實質上高於所述冷卻溫度，其中經過所述第二加熱器加熱的所述流體通過所述第二出口分配到所述台板上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的溫度控制裝置，其中所述第一加熱器包括一第一電阻式加熱器，所述第二加熱器包括一第二電阻式加熱器，且施加到所述第一電阻式加熱器的一電流與施加到所述第二電阻式加熱器的一電流不相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的溫度控制裝置，其中所述第一加熱器包括一第一加熱棒，所述第二加熱器包括一第二加熱棒，且所述第一加熱棒和所述第一管道接觸的一接觸面積與所述第二加熱棒和所述第二管道接觸的一接觸面積不相同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的溫度控制裝置，其中所述第一加熱器包括一第一紅外線加熱器，所述第二加熱器包括一第二紅外線加熱器，且所述第一紅外線加熱器和所述第一管道之間的一距離與所述第二紅外線加熱器和所述第二管道之間的一距離不相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的溫度控制裝置，其中所述第一管道更包括：多個第一管線，與所述流體源及所述第一管道流體連通，所述第一加熱器設置在所述多個第一管線中的一者上，以對所述多個第一管線中的所述一者中的所述流體進行加熱，其中來自所述多個第一管線的所述流體在所述第一管道中混合以達到所述第一加熱溫度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的溫度控制裝置，其中所述台板包括多個溫度區，所述多個溫度區中的每一者包括嵌置在所述台板中的一溫度調整元件，所述流體的一粘滯度與所述流體的一溫度成反比。
  7. 一種溫度控制裝置，包括：一流體源，供應一流體；一冷卻器，耦合到所述流體源，以將所述流體源中的所述流體冷卻到一冷卻溫度；多個管道，與所述流體源流體連通，其中所述多個管道中的每一者包括一加熱器，所述多個加熱器被配置成對所述多個管道中的每一者中的所述流體進行加熱，其中所述多個加熱器對所述流體進行加熱的加熱溫度各不相同；以及一台板，被配置成支撐一晶圓，其中經過所述多個加熱器中的每一者加熱的所述流體通過所述多個管道中的每一者分配到所述晶圓上。
  8. 一種形成光阻層的方法，包括：在設置在一台板上的一第一晶圓上形成一第一光阻層，其中所述台板包括處於一第一組製程溫度的多個溫度區；對所述第一晶圓執行一第一蝕刻製程，以形成一第一圖案化金屬層；確定所述第一圖案化金屬層相對於一參考輪廓的一輪廓變化；根據所述輪廓變化將所述第一組製程溫度調整至一第二組製程溫度；在所述溫度區分別處於所述第二組製程溫度的情況下在設置在所述台板上的一第二晶圓上形成一第二光阻層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的形成光阻層的方法，其中在所述第二晶圓上形成所述第二光阻層包括：在所述第二晶圓上形成一第一光阻塗層，其中所述第一光阻塗層具有一第一溫度；在所述第二晶圓上形成一第二光阻塗層，其中所述第二光阻塗層具有與所述第一溫度不同的一第二溫度，所述第一光阻塗層及所述第二光阻塗層形成具有一第三溫度的所述第二光阻層；以及旋轉所述台板以使所述第二光阻層展布。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的形成光阻層的方法，其中所述第二光阻層是由所述溫度區的所述第二組製程溫度所加熱，且所述第二光阻層的一粘滯度與所述第二光阻層的一溫度成反比。
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