TWI746891B - 以流體塗佈基板的方法及系統 - Google Patents

以流體塗佈基板的方法及系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI746891B
TWI746891B TW107134232A TW107134232A TWI746891B TW I746891 B TWI746891 B TW I746891B TW 107134232 A TW107134232 A TW 107134232A TW 107134232 A TW107134232 A TW 107134232A TW I746891 B TWI746891 B TW I746891B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
gas
fluid
substrate processing
physical features
Prior art date
Application number
TW107134232A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201929038A (zh
Inventor
姜浩莫
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
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 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW201929038A publication Critical patent/TW201929038A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI746891B publication Critical patent/TWI746891B/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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/32056—Deposition of conductive or semi-conductive organic layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本文揭露以流體塗佈基板的方法和系統。在一實施例中，方法可包括將基板容納在基板處理單元中，該基板具有形成在基板的表面上的一或多個物理特徵部。該方法可包括引入氣體至基板的表面的環境中。此外，該方法可包括供應流體至基板的表面，其中氣體促進流體相對於形成在基板的表面上的一或多個物理特徵部的分配。該方法更可包括控制與流體的分配相關的一或多個處理參數以達成元件形成目標。

Description

以流體塗佈基板的方法及系統
本申請案主張2017年9月29日申請之名為「METHODS AND SYSTEMS FOR COATING A SUBSTRATE WITH A FLUID」的美國專利臨時申請案第62/565,864號之優先權，該臨時申請案之揭示內容整體以參考文獻合併於此。
本發明係關於基板處理的系統和方法，且尤其關於以流體塗佈基板的方法和系統。
半導體元件處理(包括微機械、微電子和奈米級元件處理)通常包括在各種處理室中執行的多個處理步驟。包括塗佈基板表面的處理步驟包括用水、清潔溶液、溶劑等洗滌表面。額外的處理步驟可包括濕蝕刻製程。處理步驟還可包括用有機聚合物層(例如光阻)塗佈基板。這些步驟可包括用於塗佈基板表面的旋塗製程。
物理特徵部通常形成在基板的表面上。物理特徵部可形成在一或多個層中。由於流體的表面張力且由於物理特徵部形成的凹槽中所受限滯留的空氣，小尺寸級的特徵部可能難以完全被流體材料填充。當流體沉入凹槽內時， 空氣可壓縮但不會完全溶解於流體中。結果，流體可能受阻而無法完全填充由物理特徵部所形成的凹槽。
本文揭露以流體塗佈基板的方法和系統。在一實施例中，方法可包括將基板容納在基板處理單元中，該基板具有形成在基板的表面上的一或多個物理特徵部。該方法可包括引入氣體至基板的表面的環境中。此外，該方法可包括供應流體至基板的表面，其中氣體促進流體相對於形成在基板的表面上的一或多個物理特徵部的分配。該方法更可包括控制與流體的分配相關的一或多個處理參數以達成元件形成目標。
100:系統
102:基板
110:腔室
112:旋轉基板支架
115:洗滌流體分配器
116:洗滌流體
118:動力基座
120:洗滌控制器
122:氣體注入系統
126:氣體
200:系統
210:腔室
212:旋轉基板支架
215:蝕刻溶液分配器
216:蝕刻流體
218:動力基座
220:控制器
222:氣體注入系統
226:氣體
300:塗佈系統
302:基板
304:塗佈流體
306:光阻
310:腔室
320:基板支架
322:驅動單元
324:基板支架旋轉
326:氣體
330:溶液噴嘴組件
332:噴嘴
334:控制閥
336:入口端
338:出口端
340:溶液供應系統
342:流體供應閥
344:過濾器
346:流量量測/控制裝置
350:控制器
360:平移驅動組件
402:圖案化層
404:空氣
406:物理特徵部
408:間隙
600:方法
602~608:方塊
700:控制器
702A~N:處理器
704:系統記憶體
706:資料互連
708:網路介面
710:輸入/輸出控制器
712:游標控制裝置
714:鍵盤
716:顯示器
718:程式指令
720:資料儲存部
802:電子裝置
804:印刷電路板
806:晶片封裝
併入說明書中並構成說明書之一部分的隨附圖示顯示了本發明的實施例，且與上面的本發明概略敘述以及下面的詳細敘述一起說明本發明。
圖1繪示用於半導體元件處理的洗滌工具之一實施例。
圖2繪示用於半導體元件處理的濕蝕刻工具之一實施例。
圖3繪示用於半導體元件處理的旋塗工具之一實施例。
圖4A繪示以流體塗佈基板的習知技術製程之一實施例。
圖4B繪示以流體塗佈基板的習知技術製程之一實施例。
圖5A繪示以流體塗佈基板的製程之一實施例。
圖5B繪示以流體塗佈基板的製程之一實施例。
圖5C繪示以流體塗佈基板的製程之一實施例。
圖6繪示以流體塗佈基板的方法之一實施例。
圖7繪示用於控制以流體塗佈基板的製程的控制器之一實施例。
圖8繪示包括由以流體塗佈基板的方法形成的元件的系統之一實施例。
本文提出以流體塗佈基板的方法和系統。然而，熟知此項技藝者將察知，在缺乏一或多個細節的情況下或利用其他取代及/或額外方法、材料或元件的情況下仍可施行諸多實施例。在其他範例中，不顯示或詳細敘述為人熟知的結構、材料或操作以避免模糊了本發明之諸多實施例的態樣。
類似地，為達到解釋的目的，而提及特定的數目、材料及配置以提供對本發明的全面瞭解。但，本發明可在缺乏特定細節的情況下施行。又，應瞭解在圖式中所示的諸多實施例只是說明性代表圖且未必按比例繪製。在參考圖式時，類似的標號代表各處類似的元件。
在說明書中各處提及「一實施例」或「實施例」或其變化形時，係指相關於該實施例而敘述的特定特徵、結構、材料或特性係包含於本發明的至少一實施例中，但並非指其存在於每一個實施例中。是以，在說明書中各處所出現的「在一實施例中」等語未必指本發明的相同實施例。又，在一或多個實施例中，特定的特徵、結構、材料或特性可以任何適合的方式加以結合。在其他實施例中可包含諸多額外的膜層及/或結構，且/或可省略所述的特徵。
此外，應瞭解，除非以其他方式明確指出，否則「一」可意指「一或更多」。
諸多操作將以最有助於理解本發明的方式敘述成複數個單獨依序的操作。然而，敘述順序不應被解讀成暗示此些操作必須是順序相依的。尤其，此些操作不必以呈現的順序施行。可以不同於敘述的順序來進行所述之操作。在額外的實施例中可進行諸多額外的操作及/或省略所述的操作。
當於此處使用，術語「基板」表示及包含材料形成於其上的基底材料或結構。吾人將察知基板可包含單一材料、複數層不同材料、具有不同材料或不同結構之區域於其中的一或多層等。這些材料可包含半導體、絕緣體、導體或其組合。舉例而言，基板可為半導體基板、在支撐結構上的基底半導體層、具有一或多個層、結構或區域形成於其上的金屬電極或半導體基板。基板可為習知的矽基板或包含半導電性材料層的其他主體基板。當於此處使用，術語「主體基板(bulk substrate)」不僅表示及包含矽晶圓，亦表示及包含絕緣體上矽(SOI)基板(諸如藍寶石上矽(SOS)基板及玻璃上矽(SOG)基板)、在基底半導體基部上的矽磊晶層、及其他半導體或光電材料(諸如矽鍺、鍺、砷化鎵、氮化鎵、及磷化銦)。基板可經摻雜或未摻雜。
現參照圖式，其中類似的參考數字在數個視圖中指定相同或相對應的部件。
圖1繪示了用於基板洗滌的系統100之示例。在這樣的實施例中，系統100包括洗滌腔室110以容納洗滌流體116(可包括水、清潔劑、弱酸或其他洗滌溶液或混合物)。洗滌流體116的示例可包括熱或冷的去離子水、溶劑等。
在一實施例中，基板102係放置在洗滌腔室110內的旋轉基板支架112(例如板或卡盤)上。旋轉基板支架112可藉由動力基座118以不同旋轉 速率旋轉。在一實施例中，動力基座118可由洗滌控制器120控制。另外，洗滌控制器120可控制洗滌流體分配器115(例如噴嘴或噴淋頭)可分配洗滌流體116(例如去離子水)的速率。洗滌流體可藉由離心力被拉引橫越基板102的表面，從而將材料顆粒從基板表面除去。洗滌速率可藉由洗滌控制器120調整旋轉的速率、分配的速率或兩者來控制。
在一實施例中，洗滌腔室110可利用氣體126填充以促進洗滌流程。氣體126可以藉由氣體注入系統122注入到洗滌腔室110中，氣體注入系統122可包括噴嘴、流量調節器、氣體管線和氣體源等。在此技術領域具有通常知識者將察知諸多合適的氣體注入系統。在一實施例中，氣體注入系統122的流率可由洗滌控制器120控制。在各種實施例中，氣體126係可選擇以促進使用洗滌流體116塗佈基板102的表面。舉例來說，若洗滌流體116是水，則氣體126可包括水蒸氣。
在另一實施例中，如果洗滌流體116是水，則氣體126係可選擇以在基板102的表面上產生極性實體使得表面呈親水性。如此氣體之示例可包括氧，其可產生羰基、羧基、酯、醚、羥基和過氧氫基等。氮亦可產生導致例如光阻之聚合物表面呈親水性的胺基。氨可產生具有不同組成和密度的胺基。由氬產生的自由基亦可將洗滌流體拉入由基板表面上的物理特徵部所形成的凹槽中。
在另一實施例中，溶劑氣體(例如CxHy、CxHyFz、CxHyClz、CxFyClz，其中x、y和z是整數)亦可用在洗滌腔室110中，其中如此氣體可更容易地吸收到某些選定的洗滌流體116中。
處理腔室之另一實施例可在元件處理期間利用流體塗佈，包括例如濕蝕刻系統。用於濕蝕刻的系統200之示例係繪示於圖2。在這樣的實施例中， 系統200包括濕蝕刻腔室210以容納濕蝕刻化學物質，在一些實施例中，濕蝕刻化學物質可包括強酸。濕蝕刻酸之示例可包括弱氫氟酸(HF)稀釋物(例如HF/HCl)、或在此技術領域具有通常知識者已知的其他侵蝕性較小的蝕刻配方。
在一實施例中，基板102係放置在腔室210內的旋轉基板支架212(例如板或卡盤)上。旋轉基板支架212可藉由動力基座218以不同旋轉速率旋轉。在一實施例中，動力基座218可由控制器220控制。此外，蝕刻控制器220可控制蝕刻溶液分配器215(例如噴嘴或噴淋頭)可分配蝕刻流體216(例如氫氟酸稀釋物)的速率。蝕刻溶液可藉由離心力被拉引橫越基板102的表面，從而將材料顆粒從基板表面除去。蝕刻速率可藉由蝕刻控制器220調整旋轉的速率、分配的速率或兩者來控制。
類似地，氣體226可藉由氣體注入系統222引入至濕蝕刻腔室210。氣體注入系統222可實質上類似於圖1敘述的氣體注入系統122，但其可用以注入特定用於濕蝕刻化學物質的氣體。氣體注入系統222可耦接至蝕刻控制器220並由其控制。在諸多實施例中，氣體226可根據所選擇的濕蝕刻化學物質來選擇，並可促進基板102的表面利用蝕刻流體216之覆蓋程度。舉例來說，在蝕刻流體是氫氟酸稀釋物的實施例中，氣體226可以是氣態的氟化氫(HF)。在此技術領域具有通常知識者將察知氣體226和蝕刻流體216的諸多可能有益的其他組合。
圖3繪示塗佈系統300，其包括塗佈腔室310、耦接到塗佈腔室310並用以支撐基板302的基板支架320、以及用以分配塗佈流體304(例如有機溶液)的溶液噴嘴組件330。有機溶液的一實施例為光阻材料。另外，塗佈系 統300包括塗佈控制器350，其耦接至基板支架320和溶液噴嘴組件330並用以跟基板支架320和溶液噴嘴組件330交換資料、資訊和控制信號。
基板支架320係用以在從溶液噴嘴組件330分配塗佈流體304到基板302的上表面上的期間轉動(或旋轉)基板302。耦合至基板支架320的驅動單元322係用以旋轉基板支架320，使塗佈流體304在基板302的表面上形成塗佈層306。驅動單元322可例如允許設定基板支架旋轉324的旋轉速率和加速度。
溶液噴嘴組件330包括定位於實質上靠近基板302的中心並在基板302的上表面上方的單一噴嘴332。噴嘴332係配置成以實質上垂直於基板302的上表面的方向分配溶液(例如三層光阻膜溶液，其包括例如有機平面層(OPL，Organic Planarization Layer)、含矽抗反射塗層(SiARC，Silicon-containing Anti-Reflective Coating)和光敏可圖案化光阻層)於基板302的上表面上。噴嘴332耦接至控制閥334的出口端336。控制閥334的入口端338耦接至溶液供應系統340。控制閥334可用以調節分配溶液在基板302上。當打開時，溶液被分配在基板302上。當關閉時，溶液不分配在基板302上。溶液供應系統340可包括流體供應閥342、過濾器344和流量量測/控制裝置346中的至少一者。另外，當分配溶液時，噴嘴332係配置成利用平移驅動組件360從基板的中心往基板302的外周邊緣沿徑向平移，如噴嘴332的重影圖像所示。
另外，控制器350包括微處理器、記憶體和數位輸入/輸出埠(可包括數位/類比及/或類比/數位轉換器)，其能夠產生足以跟基板支架320的驅動單元322、溶液噴嘴組件330(例如，控制閥334)、溶液供應系統340和平移驅動組件360的輸入進行通訊和啟動的控制電壓，以及監測來自這些系統的 輸出。儲存在記憶體中的程式係用以根據已儲存的製程配方與這些系統互相作用。
控制器350可相對於塗佈系統300於本地定位，或是其可經由網際網路或內部網路相對於塗佈系統300遠程定位。因此，控制器350可使用直接連接、內部網路和網際網路中的至少一者與塗佈系統300交換資料。控制器350可在客戶站點(亦即，元件製作商等)處耦合至內部網路，或者在供應商站點(亦即，設備製造商)處耦合至內部網路。此外，另一電腦(亦即，控制器、伺服器等)可經由直接連接、內部網路和網際網路中的至少一者存取控制器350以交換資料。
在一實施例中，氣體326可經由氣體注入系統327引入塗佈腔室310中。氣體可包括比空氣更容易地溶解到塗佈層306中的溶劑氣體。在一實施例中，可使用例如CxHy、CxHyFz、CxHyClz、CxFyClz(其中x、y和z是整數)的溶劑氣體。在此技術領域具有通常知識者將察知可與所選的塗佈材料組合使用的諸多氣體。
在敘述的諸多實施例中，被引入至圖1~3的系統中的某些氣體可能是易燃的。在這樣的實施例中，圖1的系統可包括某些防火或防爆機制(包括火焰消除器(flame arrestor)或火花避雷器(spark arrestor))，特別是在馬達和驅動單元附近。另外，圖1~3的系統可包括火災緩解機制，包括將二氧化碳或其他緩解火災的氣體注入腔室110、210和310的能力。
圖4A繪示以流體塗佈基板的流程之一實施例。在圖4A的流程中，流體(例如光阻)被施加到基板102的表面。基板102的表面可包括具有一或多個物理特徵部406形成於其中的圖案化層402。間隙408可形成於塗佈層 306和基板102之間，且在物理特徵部406之間的凹槽中。在圖4A的流程中，空氣404可填充間隙408。當塗佈層306沉入凹槽中時，如圖4B所示，間隙408的尺寸可能減小。當間隙408減小時，空氣404可能被壓縮。在間隙408中的被壓縮空氣404可能防止塗佈層306完全填充形成在物理特徵部406之間的凹槽。
在圖5A~5C敘述的實施例中，氣體326可被引入至基板102的表面。在一實施例中，氣體326可以是流體的溶劑。在圖3的示例中，流體可以是光阻材料。為了說明的目的，將來自圖3的光阻材料用於圖5A~5C，但在此技術領域具有通常知識者將察知亦存在與圖1和圖2的系統有關的類似實施例。實際上，在此技術領域具有通常知識者將察知圖1~3之實施例以外、圖5A~5C之實施例應用的諸多系統和示例。如圖5A所示，氣體326可被引入或分配在基板102的表面附近的區域中，包括在由形成於圖案化層402中的物理特徵部406所形成的凹槽中。流體(在本示例中為塗佈層306)可分配在基板102上。在塗佈層306和基板102之間的間隙408可形成在由物理特徵部406形成的凹槽中，而使氣體326受限滯留在其中。
在一實施例中，氣體326係選定成比空氣更容易溶解到塗佈層306中。所以，塗佈層306分散到凹槽中並填充間隙408，因此移除間隙408，如圖5B所示。如圖5C所示，此流程產生具有塗佈層306在由圖案化層402中的物理特徵部406所形成的圖案化層402的凹槽中均勻覆蓋的元件。
在其他實施例中，氣體不吸收到流體中，而是導致表面變得呈親水性來將流體拉引至由物理特徵部406形成的凹槽中。其他流體動力學原理可運用來增強流體塗佈層在基板表面的覆蓋程度，其使用選定的氣體來增強塗佈 製程。與圖4A~4B敘述的製程相比，這樣的實施例可改善元件形成目標。元件形成目標之示例包括基板表面上的特徵部之高度和輪廓的均勻性。
圖6繪示以流體塗佈基板的方法600之一實施例。在一實施例中，方法600可包括將基板容納在基板處理單元中，基板具有在基板的表面上形成的一或多個物理特徵部，如方塊602所示。在方塊604，方法600可包括引入氣體到基板表面的環境。另外，在方塊606，方法600可包括施加流體到基板的表面，其中氣體促進流體相對形成在基板上的一或多個物理特徵部的分佈。方法600更可包括控制與流體的分佈相關的一或多個處理參數，以達成元件形成目標，如方塊608所示。
另一實施例包括沉積流體在基板上的方法。該方法包括將基板容納在基板處理單元(例如塗佈器/顯影機模組、清潔模組或蝕刻腔室)中。基板具有形成在基板表面上的一或多個物理特徵部。舉例來說，這些特徵部可以是溝槽、孔、鰭片、奈米片或來自半導體基板微製造的其他形貌。
選定可溶解到第一流體中的第一氣體。於是，第一流體和第一氣體是相容的，因為第一氣體可以容易地被吸收到第一流體中。第一氣體被引入至基板表面的環境中，使得第一氣體填充在基板上形成的物理特徵部之間的空間。換句話說，第一氣體取代圍繞物理特徵部的初始或大氣氣體。這可例如在第一流體的沉積期間或是緊接在第一流體沉積之前藉由用第一氣體吹掃整個腔室、或是將第一氣體(第一氣體流)引導到基板表面來執行。第一氣體可以是例如將使用的特定光阻或蝕刻劑的溶劑。
第一流體沉積在基板的表面上，使得第一氣體溶解到第一流體中，導致第一流體填充於形成在基板上的物理特徵部之間的空間，且沒有氣體保留 於形成在基板上的物理特徵部之間的空間。於此，在沉積流體之前向基板供應可溶解/可吸收的氣體提供了基板預先濕潤技術，此技術使得流體能夠快速填充由氣體佔據的所有空間，且沒有防止結構之間的空間的完全「潤濕」並進而防止空間的完全填充之大氣或不可溶解的氣體。換句話說，氣孔或氣隙不會保留，因為流體可以藉由吸收空間中的氣體而快速進入/填充空間。
在一些實施例中，所選擇的氣體可實質上立即或在少於幾秒內溶解到沉積的流體中(被沉積的流體吸收)。所選擇的氣體至少比空氣(大氣)更快地溶解到沉積的流體中。據此，給定的基板形貌係可由給定的流體快速填充，此增加了生產量，減少了處理時間，提高了清潔/蝕刻效率，並減少了沉積膜(例如光阻膜)中的缺陷。
圖7係繪示用於以流體塗佈基板的控制器700之一實施例的示意方塊圖。在一實施例中，洗滌控制器120可在類似於圖7敘述的控制器700的電腦系統上實施。類似地，濕蝕刻控制器220可在類似於圖7敘述的控制器700的電腦系統上實施。控制器350亦可在類似於圖7敘述的控制器700的電腦系統上實施。在諸多實施例中，控制器700可以是微控制器、可編程邏輯晶片(PLC)、電腦工作站、筆記型電腦等。
如圖所示，控制器700包括經由資料互連706耦合到系統記憶體704的一或多個處理器702A~N。控制器700更包括耦合至資料互連706的網路介面708、及耦合至例如游標控制裝置712、鍵盤714和顯示器716之裝置的輸入/輸出(I/O)控制器710。在一些實施例中，一給定實體可使用控制器700的單一實例來實施，而在其他實施例中，多個這樣的系統或是構成控制器700的多個節點可用以管理實施例的不同部分或實例。
在諸多實施例中，控制器700可以是包括一個處理器702A的單處理器系統，或是包括兩個或更多個處理器702A~N(例如兩個、四個、八個或其他合適數量)的多處理器系統。處理器702A~N可以是能夠執行程式指令的任何處理器。舉例來說，在諸多實施例中，處理器702A-N可以是實施諸多指令集架構(ISA)(例如x86、POWERPC®、ARM®、SPARC®或MIPS®ISA或任何其他合適的ISA)中的任何一者的通用或嵌入式處理器。在多處理器系統中，處理器702A~N中的每一者可共同但未必實施相同的ISA。而且，在一些實施例中，處理器702A~N中的至少一者可以是圖形處理單元(GPU)或其他專用圖形呈現裝置。
系統記憶體704可用以儲存可由處理器702A~N存取的程式指令及/或資料。舉例來說，系統記憶體704可用以儲存圖6所示的軟體程式及/或資料庫。在諸多實施例中，系統記憶體704可使用任何合適的記憶體技術來實施，例如靜態隨機存取記憶體(SRAM)、同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)、非揮發性/快閃記憶體或任何其他類型的記憶體。如圖所示，實施例如上述者之某些操作的程式指令和資料可分別在系統記憶體704中儲存為程式指令718和資料儲存部720。在其他實施例中，程式指令及/或資料可在不同類型的電腦可存取媒體上或在與系統記憶體704或控制器700分開的類似媒體上加以接收、發送或儲存。一般而言，電腦可存取媒體可包括例如電子、磁性或光學媒體之任何有形的、非暫態儲存媒體或儲存媒體，例如經由資料互連706耦合至控制器700的磁碟或CD/DVD-ROM，或非揮發性記憶體儲存器(例如快閃記憶體)。
在一實施例中，資料互連706可用以協調在處理器702A~N、系統記憶體704和經由輸入/輸出控制器連接的任何周邊裝置(包括網路介面708 或其他周邊介面)之間的輸入/輸出的訊務。在一些實施例中，資料互連706可執行任何必要的協定、時序或其他資料轉換，以將來自一組件(例如系統記憶體704)的資料信號轉換成適合由另一組件(例如處理器702A~N)使用的格式。在一些實施例中，資料互連706可包括經由諸多類型的周邊匯流排(例如周邊部件連接(PCI，Peripheral Component Interconnect)匯流排標準或通用串列匯流排(USB，Universal Serial Bus)標準的變化)附接的裝置用支架。在一些實施例中，資料互連706的操作可分成二或更多單獨的部分，例如北橋和南橋。另外，在一些實施例中，資料互連706的一些或所有操作(例如通往系統記憶體704的介面)可直接合併至處理器702A~N中。
網路介面708可配置成允許資料在控制器700和其他裝置(例如附接到控制器700的其他電腦系統)之間交換。在諸多實施例中，網路介面708可支援經由有線或無線通用資料網路(例如任何合適類型的乙太網路)、藉由電信/電話網路(例如類比語音網路或數位光纖通訊網路)、經由儲存區域網路(例如光纖通道SANs)、或經由任何其他合適類型的網路及/或協定的通訊。
在一些實施例中，輸入/輸出控制器710可實現對於一或多個顯示終端、鍵盤、小鍵盤、觸控螢幕、掃描裝置、語音或光學識別裝置或適用於輸入或由一或多個電腦系統擷取資料的任何其他設備的連接。多個輸入/輸出裝置可存在於控制器700中，或是可分佈在控制器700的諸多節點上。在一些實施例中，類似的輸入/輸出裝置可與控制器700分離，且可經由有線或無線連接(例如透過網路介面708)與控制器700交互作用。
在此使用的術語「有形」和「非暫態」旨在描述排除傳播電磁信號的電腦可讀儲存媒體(或「記憶體」)，但不旨在以其他方式限定由術語「電 腦可讀媒體」或記憶體包含的物理電腦可讀儲存裝置的類型。例如，術語「非暫態電腦可讀媒體」或「有形記憶體」旨在包括不一定永久地儲存資訊的儲存裝置的類型，包括例如隨機存取記憶體。在有形電腦可存取儲存媒體上以非暫態形式儲存的程式指令和資料可之後經由傳輸媒介或信號(諸如電、電磁或數位信號)傳輸，其可經由通訊媒介(例如網路及/或無線連結)傳輸。
如圖7所示，系統記憶體704可包括用以實施本文描述的某些實施例的程式指令718、以及包括可由程式指令718存取的諸多資料的資料儲存部720。在一實施例中，程式指令718可以包括軟體元件。舉例來說，程式指令718可使用任何理想的程式語言、腳本語言或是程式語言及/或腳本語言的組合在諸多實施例中實施。資料儲存部720可包括可在這些實施例中使用的資料，例如，用於形成目標的設定。在其他實施例中，可包括其他或不同的軟體元件和資料。
在此技術領域具有通常知識者將理解控制器700僅是說明性的，並不旨在限制本文所述的揭露內容的範圍。特別地，電腦系統和裝置可包括可以執行所指示的操作的硬體或軟體的任何組合。另外，在一些實施例中，由所示元件執行的操作可由更少的元件執行或者分佈在額外元件上。類似地，在其他實施例中，可不執行一些所示組件的操作及/或可以使用其他附加操作。因此，本文描述的系統和方法可以用其他電腦系統配置來實施或執行。
這裡敘述的控制器700係可根據圖6的實施例加以編程以進一步控制元件形成目標，其包括基板表面上的特徵部之高度及輪廓的均勻性。控制器700可藉由控制氣體選擇、腔室110、210和310中的氣體濃度、氣體壓力、氣體溫度、流體流速、基板旋轉速率等來控制元件形成目標。
此處描述的製程及方法之實施例可在商業製程中加以使用，用於製造在商業產品中所含之基於半導體的產品。舉例而言，圖8說明包含印刷電路板(PCB)的電子裝置802。電子裝置802可為一些市售產品之一，例如包含電腦、電腦螢幕、電視機、音頻放大器、照相機、智慧型手機及個人數位助理、平板計算裝置、智慧型手錶、特殊應用處理設備、感測器裝置、醫療裝置等。在此技術領域具有通常知識者將察知根據本發明實施例製造的裝置不限於任何特定領域。
電子裝置802可包含一個以上印刷電路板804，印刷電路板804包含一個以上基於半導體的電子元件，諸如晶片封裝806。晶片封裝806可包含具有一或更多特徵部(例如圖5A~5C中描述之半導體元件)配置於其上之經分割之晶圓的晶片。晶片可包含例如基板102。晶片可封裝在耐用封裝中，用於保護配置於其上的特徵部。晶片封裝806可進一步包含一個以上接觸銷，該接觸銷係配置成對晶片上的某些接觸點提供外部通路。
有利的是，在晶片封裝806中之晶片上設置的物體特徵部406之尺寸及密度相對於使用其他技術製造的裝置可能較小，因為在元件的處理中使用高間隙填充旋塗製程。此外，相對於先前的移除方法，本敘述的方法允許在處理期間容易地對元件進行清潔和濕蝕刻。
熟知此項技藝者當能輕易思及本發明的額外優點及變化。因此在本發明之廣義態樣上並不限制於特定的細節、代表性的設備及方法以及所示與所述之例示性實例。因此，在不脫離本發明之上位發明概念範圍的情況下可對此些細節作出修改。
102‧‧‧基板
306‧‧‧光阻
326‧‧‧氣體
402‧‧‧圖案化層
406‧‧‧物理特徵部
408‧‧‧間隙

Claims (20)

  1. 一種用於基板處理之方法，包括：將一基板容納在一基板處理單元中，該基板處理單元係建構以處理半導體元件，該基板具有形成在該基板的一表面上的一或多個物理特徵部，該一或多個物理特徵部界定在該一或多個物理特徵部之間的凹槽；引入一第一氣體至該基板的該表面的一環境中，該第一氣體可溶解到第一流體中；在引入該第一氣體至該基板的該表面的該環境中之後，施加該第一流體至該基板的該表面；旋轉於該基板的該表面上方的該第一流體，其中藉由溶解進該第一流體的該第一氣體的作用，該第一氣體促進將該第一流體分配進入由形成在該基板的該表面上的該一或多個物理特徵部所界定的該等凹槽；及控制與該第一流體的分配相關的一或多個處理參數，以達成複數個元件形成目標。
  2. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中該第一氣體係有機的，且其中該第一流體係一有機材料。
  3. 如請求項2之用於基板處理之方法，其中該第一氣體係選自由CxHy、CxHyFz、CxHyClz及CxFyClz組成的一群組，其中x、y和z為整數。
  4. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中該基板處理單元係一塗佈器/顯影機模組，建構用於在基板的表面上沉積膜。
  5. 如請求項4之用於基板處理之方法，其中該第一流體係選自由光阻、有機平面層、及含矽抗反射塗層所組成的群組。
  6. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中該基板處理單元係一清潔模組，建構以清潔該基板的該表面。
  7. 如請求項6之用於基板處理之方法，其中該第一流體包括水。
  8. 如請求項6之用於基板處理之方法，其中該第一流體係一清潔溶液。
  9. 如請求項6之用於基板處理之方法，其中該第一氣體係親水性的。
  10. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中該基板處理單元係一濕蝕刻腔室，建構以使用濕蝕刻化學物質蝕刻該基板上的材料。
  11. 如請求項10之用於基板處理之方法，其中該第一流體包括該濕蝕刻化學物質。
  12. 如請求項1之用於基板處理之方法，更包括注入該第一氣體至該基板處理單元的一腔室內。
  13. 如請求項1之用於基板處理之方法，更包括沿該基板的該表面注入該第一氣體。
  14. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中該第一氣體包括呈氣態的該第一流體。
  15. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中控制該一或多個處理參數包括控制該基板的該表面處的一氣體濃度。
  16. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中控制該一或多個處理參數包括控制該基板處理單元的一腔室內的一氣體壓力。
  17. 如請求項1之用於基板處理之方法，其中該等元件形成目標包括該基板的該表面上的特徵部之高度及輪廓的均勻性。
  18. 一種用於基板處理之方法，包括：將一基板容納在一基板處理單元中，該基板處理單元係建構以處理半導體元件，該基板具有形成在該基板的一表面上的一或多個物理特徵部；選定可溶解於一第一流體中的一第一氣體；引入該第一氣體至該基板的該表面的一環境中，使得該第一氣體填充形成在該基板上的該一或多個物理特徵部之間的複數個空間；及在引入該第一氣體至該基板的該表面的該環境中之後，沉積該第一流體到該基板的該表面上，其中該第一氣體溶解於該第一流體中，造成該第一流體填充形成在該基板上的該一或多個物理特徵部之間的該等空間，而沒有氣體保留於形成在該基板上的該一或多個物理特徵部之間的該等空間。
  19. 如請求項18之用於基板處理之方法，其中該基板處理單元係以下其中一者：一塗佈器/顯影機模組，建構用於在基板的表面上沉積膜；一清潔模組，建構以清潔該基板的該表面；及一濕蝕刻腔室，建構以使用液態蝕刻化學物質來蝕刻該基板上的材料。
  20. 一種用於基板處理之方法，包括：將一基板容納在一基板處理單元中，該基板處理單元係建構以藉由在基板表面上沉積膜而處理半導體元件，該基板具有形成在該基板的一表面上的一或多個物理特徵部，該一或多個物理特徵部界定在該一或多個物理特徵部之間的空間；引入一溶劑氣體至該基板的該表面的一環境中，該溶劑氣體可溶解到一光阻液體中； 在引入該溶劑氣體至該基板的該表面的該環境中之後，沉積該光阻液體於該基板的該表面上；及旋轉於該基板的該表面上方的該光阻液體，其中藉由溶解進該光阻液體的該溶劑氣體的作用，該溶劑氣體促進將該光阻液體分配進入由形成在該基板的該表面上的該一或多個物理特徵部所界定的該等空間。
TW107134232A 2017-09-29 2018-09-28 以流體塗佈基板的方法及系統 TWI746891B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762565864P 2017-09-29 2017-09-29
US62/565,864 2017-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201929038A TW201929038A (zh) 2019-07-16
TWI746891B true TWI746891B (zh) 2021-11-21

Family

ID=65898042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107134232A TWI746891B (zh) 2017-09-29 2018-09-28 以流體塗佈基板的方法及系統

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10707070B2 (zh)
JP (1) JP7074956B2 (zh)
KR (1) KR102433947B1 (zh)
TW (1) TWI746891B (zh)
WO (1) WO2019067538A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020226329A1 (ko) 2019-05-03 2020-11-12 주식회사 엘지화학 촉매점이 도입된 기능성 분리막, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US20210132637A1 (en) * 2019-11-04 2021-05-06 Tokyo Electron Limited Methods and systems to monitor, control, and synchronize dispense systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6428852B1 (en) * 1998-07-02 2002-08-06 Mykrolis Corporation Process for coating a solid surface with a liquid composition
US20080146801A1 (en) * 2003-09-18 2008-06-19 Nec Lcd Technologies, Ltd. Method of processing substrate and chemical used in the same
TWI476544B (zh) * 2008-09-04 2015-03-11 Tokyo Electron Ltd Plasma processing method and modification method of photoresist pattern
TWI567786B (zh) * 2012-04-24 2017-01-21 東京威力科創股份有限公司 圖案形成方法及圖案形成裝置
TW201706028A (zh) * 2015-03-31 2017-02-16 思可林集團股份有限公司 除氧裝置及基板處理裝置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60210840A (ja) * 1984-03-06 1985-10-23 Fujitsu Ltd スピン処理装置
JP4015823B2 (ja) * 2001-05-14 2007-11-28 株式会社東芝 アルカリ現像液の製造方法，アルカリ現像液，パターン形成方法，レジスト膜の剥離方法，及び薬液塗布装置
CN101457338B (zh) * 2003-02-14 2011-04-27 应用材料股份有限公司 利用含氢自由基清洁自生氧化物的方法和设备
US7250374B2 (en) * 2004-06-30 2007-07-31 Tokyo Electron Limited System and method for processing a substrate using supercritical carbon dioxide processing
KR100839349B1 (ko) * 2005-06-28 2008-06-19 삼성전자주식회사 포토레지스트 처리 방법 및 포토레지스트의 제거 방법.
US20070031609A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Ajay Kumar Chemical vapor deposition chamber with dual frequency bias and method for manufacturing a photomask using the same
KR100685598B1 (ko) * 2005-12-30 2007-02-22 주식회사 하이닉스반도체 이온주입용 마스크 패턴 형성 방법
NL2003875A (en) * 2009-02-04 2010-08-05 Asml Netherlands Bv Imprint lithography method and apparatus.
US9299581B2 (en) * 2011-05-12 2016-03-29 Applied Materials, Inc. Methods of dry stripping boron-carbon films
US9653327B2 (en) * 2011-05-12 2017-05-16 Applied Materials, Inc. Methods of removing a material layer from a substrate using water vapor treatment
WO2013086149A1 (en) * 2011-12-07 2013-06-13 The Trustees Of Princeton University Scaffolds for tissues and uses thereof
CN105706214B (zh) * 2013-11-06 2018-10-02 佳能株式会社 用于确定压印模具的图案的方法、压印方法和装置
JP2016058665A (ja) * 2014-09-12 2016-04-21 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板洗浄方法および基板洗浄装置
WO2018213484A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 Cornell University Hybrid separators and the manufacture thereof
US10890843B2 (en) * 2017-07-28 2021-01-12 Tokyo Electron Limited Fast imprint lithography

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6428852B1 (en) * 1998-07-02 2002-08-06 Mykrolis Corporation Process for coating a solid surface with a liquid composition
US20080146801A1 (en) * 2003-09-18 2008-06-19 Nec Lcd Technologies, Ltd. Method of processing substrate and chemical used in the same
TWI476544B (zh) * 2008-09-04 2015-03-11 Tokyo Electron Ltd Plasma processing method and modification method of photoresist pattern
TWI567786B (zh) * 2012-04-24 2017-01-21 東京威力科創股份有限公司 圖案形成方法及圖案形成裝置
TW201706028A (zh) * 2015-03-31 2017-02-16 思可林集團股份有限公司 除氧裝置及基板處理裝置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200049799A (ko) 2020-05-08
WO2019067538A1 (en) 2019-04-04
JP7074956B2 (ja) 2022-05-25
TW201929038A (zh) 2019-07-16
US10707070B2 (en) 2020-07-07
KR102433947B1 (ko) 2022-08-18
US20190103268A1 (en) 2019-04-04
JP2021501986A (ja) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7081407B2 (en) Method of preventing damage to porous low-k materials during resist stripping
TWI698906B (zh) 基板處理方法以及基板處理裝置
US8440573B2 (en) Method and apparatus for pattern collapse free wet processing of semiconductor devices
JP7454773B2 (ja) 自己律速型で有限溶解度の反応を使用した湿式原子層エッチングのための処理システム及びプラットフォーム
TWI631611B (zh) 高深寬比結構之無坍陷乾燥方法
US9466511B2 (en) Systems and methods for drying high aspect ratio structures without collapse using stimuli-responsive sacrificial bracing material
TWI746891B (zh) 以流體塗佈基板的方法及系統
TWI584370B (zh) A substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a memory medium
JP5837829B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
TWI659259B (zh) 用於選擇性之矽抗反射塗層移除的方法
WO2015147237A1 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
US11243469B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
TW201622007A (zh) 無預乾燥步驟之透過濕潤表面使用旋塗介電質的高深寬比特徵部覆蓋
US8530357B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device and apparatus for manufacturing semiconductor device
US10843223B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2001044166A (ja) 導電膜パターンの形成方法
JP6032878B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR20180030445A (ko) 에칭 장치, 기판 처리 장치, 에칭 방법 및 기판 처리 방법
JP7201494B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP5961535B2 (ja) 基板液処理方法、基板液処理システムおよび記憶媒体
KR20030002084A (ko) 증진된 화학적 식각을 이용한 텅스텐 플러그 형성방법
TW202418385A (zh) 基板處理方法、及基板處理裝置