TWI792182B

TWI792182B - 校正方法及半導體製造設備

Info

Publication number: TWI792182B
Application number: TW110104691A
Authority: TW
Inventors: 吳偉豪; 吳昇穎; 林明賢
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202231898A

Abstract

本揭示內容提供一種校正方法，校正方法包含以下操作。利用機械手臂將透明遮盤放置於承載平台之上，其中透明遮盤包含複數個刻度，複數個刻度等分地設置於鄰近透明遮盤的弧形邊緣，且透明遮盤之第一直徑大於承載平台之第二直徑。觀測承載平台之邊緣是否與透明遮盤之複數個刻度對齊。當承載平台之邊緣不與透明遮盤之複數個刻度對齊時，調整機械手臂之參數。

Description

校正方法及半導體製造設備

本揭示內容是關於一種校正方法，以及關於一種半導體製造設備。

半導體裝置被廣泛地用於各種電子裝置中，例如智慧型手機、平板、電腦等裝置。隨著半導體技術的進步，半導體裝置中的積體電路(integrated circuit；IC)的積體密度持續增加，而積體電路的尺寸則持續減小，以達到微型化、高效率、低消耗功率等需求。半導體裝置的製造過程包含許多製程，其中的物理氣相沉積(physical vapor deposition)技術常用於沉積介電層、金屬層和半導體層。

本揭示內容提供一種校正方法，校正方法包含以下操作。利用機械手臂將透明遮盤放置於承載平台之上，其中透明遮盤包含複數個刻度。觀測承載平台之邊緣是否與透明遮盤之複數個刻度對齊。當承載平台之邊緣與透明遮盤之複數個刻度對齊時，紀錄機械手臂之參數。利用所紀錄之機械手臂之參數將遮盤放置於承載平台之上以執行清潔操作。將晶圓放置於承載平台之上以執行沉積製程。

本揭示內容提供一種半導體製造設備，包含透明遮盤、機械手臂和承載平台。透明遮盤具有複數個刻度，其中複數個刻度等分地設置於鄰近透明遮盤的弧形邊緣。機械手臂用以運輸透明遮盤，其中機械手臂包含固定於承架之螺絲。承載平台用以承載透明遮盤。

以下揭示描述各種用以執行標的之不同特徵的例示性實施例。以下描述的組件或排列的特定實例為用以簡化本揭示。當然，這些實例僅為示例且不意欲具有限制性。舉例來說，可理解的是當提及一元件「連接」或「耦接」至另一元件時，該元件可以直接連接或耦接至該另一元件，或是當中可存在一或多個中間元件。

此外，本揭示可在多個實例重複元件符號及/或字母。此重複本身是為達成簡化和清晰的目的，而非規定所討論之各種實施例及/或配置之間的關係。

進一步地，為了便於描述，本文可使用空間相對性用語(諸如「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及類似者)來描述諸圖中所圖示一個元件或特徵與另一元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)之關係。除了諸圖所描繪之定向外，空間相對性用語意欲包含元件在使用或操作中之不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且因此可同樣解讀本文所使用之空間相對性描述詞。

沉積製程可分成物理氣相沉積(physical vapor deposition)和化學氣相沉積(chemical vapor deposition)，兩者主要的差異在於是否有化學反應機制。物理氣相沉積可分成蒸鍍(evaporation)、濺鍍(sputtering)和離子鍍(ion plating)沉積。濺鍍沉積的機制是在一個真空的密閉腔室中通入惰性氣體，例如氬氣(Ar)，於陽極和陰極之間施加高電壓使得惰性氣體離子化，氬氣解離成氬氣離子(Ar ⁺)，又可稱為電漿(plasma)，接著氬氣離子以高能量朝向陰極的金屬靶材，使靶材表面的粒子(例如金屬粒子)被撞擊下來並沉積在基板表面上。

第1圖繪示根據本揭示內容之一些實施方式之一半導體製造設備100的示意圖。半導體製造設備100例如為物理氣相沉積濺鍍(physical vapor deposition sputtering；PVD sputtering)設備。半導體製造設備100包含腔室110、承載平台120、腔室遮罩130、升降器140、氣體供應單元150、標靶元件160、電源供應器170、磁場控制裝置180。以下將對半導體製造設備100做進一步的描述，為簡要說明起見，第1圖繪示之半導體製造設備100並未繪示出一些元件。

腔室110為電漿製程腔室，適用於在腔室110中產生電漿，並於腔室110中進行物理氣相沉積濺鍍製程(以下稱為沉積製程)。腔室110由側外殼110A和底外殼110B所包圍，並具有開口110C，開口110C之上還包含其他元件使得腔室110為氣密的空間。詳細來說，側外殼110A的內側壁111a和底外殼110B的內側壁111b組成腔室110的空間。更詳細來說，側外殼110A的上側壁111c上連接多個元件(例如凸緣118)，而底外殼110B的內側壁111b上連接多個元件(例如幫浦112、機軸114、驅動機構116a和驅動機構116b)，以下將對此些元件做進一步的描述。

如第1圖所示，底外殼110B的內側壁111b上連接幫浦112、機軸114、驅動機構116a和驅動機構116b。幫浦112與排氣裝置(未繪示)連通，用以將腔室110內部的空氣排到腔室110外部。機軸114的另一側與承載平台120連接。驅動機構116a可例如為馬達，在一些實施方式中，驅動機構116a可電耦合至電源供應器170。在一些實施方式中，驅動機構116a可以驅動機軸114，使得在沉積製程之前或之後，將承載平台120上下(Z方向)移動。在一些實施方式中，承載平台120以機軸114為中心進行旋轉，用以提高薄膜沉積的均勻性。驅動機構116b與升降器140連接，用以控制升降器140的升降。

腔室110中還包含排氣裝置(未繪示)，排氣裝置連通於腔室110，可在沉積製程中提供低壓環境。在一些實施方式中，低壓環境之氣壓可為約1托爾(torr)至約10 ^-3托爾的範圍之間，或是為約10 ^-3托爾至約10 ^-5托爾的範圍之間，但不限於此。在一些實施方式中，排氣裝置包含幫浦112和氣體控制器。應當理解的是，第1圖僅繪示出幫浦112，而未繪示出完整的排氣裝置和/或是氣體控制器。

另外，側外殼110A的上側壁111c上連接凸緣118。凸緣118具有凹部結構119，用以安裝腔室遮罩130。詳細來說，利用凸緣118的凹部結構119與固定構件(例如螺絲)將腔室遮罩130安置於腔室110內。

承載平台120配置用於在腔室110中支撐遮盤122或晶圓(未繪示)。在一些實施方式中，承載平台120可為一個靜電卡盤(亦可稱為靜電夾盤，electrostatic chuck, E-chuck)，靜電卡盤可電耦合至電源供應器170，靜電卡盤提供與遮盤122或晶圓相反電荷的靜電吸引力，以將遮盤122或晶圓固定在承載平台120之上。在一些實施方式中，承載平台120可為一個或多個加熱器(例如，電阻加熱元件)，加熱器可用於改善薄膜沉積的均勻性和/或促進沉積反應的進行。

升降器140配置用於將承載平台120上的遮盤122或晶圓從承載平台120之上的空間放置到承載平台120上。在執行正式的沉積製程之前，會將遮盤122放置於承載平台120上以執行清潔操作，遮盤122可以避免清潔操作時的汙染物跑到承載平台120上。在一些實施方式中，清潔操作可例如為預燒(burn-in)製程，利用腔室110中的電漿162將標靶元件160的氧化物或其他汙染物移除。完成清潔操作之後，將遮盤122從承載平台120移走，再將晶圓放置在承載平台120上以執行正式的沉積製程。更詳細來說，在執行清潔操作之前，會先利用機械手臂210將遮盤122運送至腔室110內部，並將遮盤122移動到承載平台120之上的空間(此時遮盤122沒有與承載平台120接觸)。接著，升降器140會上升，使得升降器140上的複數個插銷(pin)142穿過承載平台120上的插銷孔洞126(繪示於第2圖至第3圖中)，並頂住位於承載平台120之上的遮盤122，此時，機械手臂210(繪示於第2圖至第5圖中)從承載平台120上方離開，最後具有插銷142的升降器140緩慢移動向下，使得遮盤122與承載平台120接觸，以完成遮盤122的放置。在一些實施方式中，升降器140與驅動機構116b電耦合至電源供應器170。應當理解的是，以上將遮盤122放置於承載平台120上的操作稱為機械手臂210自動模式。在一些實施方式中，升降器140的位置可藉由調整半導體製造設備100的參數而進行微調。氣體供應單元150配置用於連通半導體製造設備100的腔室110，可將濺鍍的工作氣體通入腔室110中。在一些實施方式中，濺鍍的工作氣體可為氮氣(N ₂)、氬氣(Ar)、氧氣(O ₂)、氨氣(NH ₃)、氖氣(Ne)或上述氣體之混合。在一些實施方式中，氣體供應單元150還包含氣體槽(未繪示)和直流控制器(未繪示)，直流控制器用以控制從氣體槽中流入腔室110的氣體。

標靶元件160配置於腔室110的開口110C之上。詳細來說，標靶元件160的周圍下方與絕緣體164連接，且絕緣體164與凸緣118相連接，如第1圖所示。更詳細來說，絕緣體164設置於標靶元件160和凸緣118之間，用以電性隔離標靶元件160和凸緣118。在一些實施方式中，標靶元件160包含靶材固定器(未繪示)、靶材(未繪示)和導電基板(未繪示)，靶材用於提供欲沉積的材料於晶圓上。在一些實施方式中，靶材可包含金屬材料，舉例來說，金(Au)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈷(Co)、鎢(W)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鋯(Zr)或上述金屬之合金。在一些實施方式中，靶材可包含合金、氧化物或氮化物，舉例來說，氮化鈦(TiN)、鎢化鈦(TiW)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al ₂O ₃)、氧化矽(SiO ₂)、氮化矽(SiN)、氮化硼(BN)、氧化鈦(TiO ₂)、氧化鉭(TaO _x)、氧化鉿(HfO ₂)、上述之組合或類似者。

電源供應器170設置於腔室110之外部，如第1圖所示，配置用於電性連接標靶元件160。在一些實施方式中，電源供應器170是直流(direct current；DC)電源供應器或射頻(radio frequency；RF)電源供應器，其中標靶元件160的導電基板為陰極，而承載平台120的導電基板(未繪示)為陽極。舉例來說，於陰極及陽極之間施加高電壓而形成高電場，使得腔室110中的工作氣體(例如Ar)內的電子因獲得高能量而離子化(例如Ar會解離成Ar ⁺)，從而在標靶元件160和承載平台120之間形成電漿162。然後，電漿162中帶正電的氣體(例如Ar ⁺)由於在高電場下而具有高能量，並轟擊金屬靶材的表面，使靶材表面的粒子(例如金屬粒子)被撞擊下來並沉積在晶圓表面上，從而形成材料薄膜。在一些實施方式中，電源供應器170進一步電性連接驅動機構116a、驅動機構116b和承載平台120。

磁場控制裝置180設置於腔室110之外部或標靶元件160的另一側，如第1圖所示。磁場控制裝置180用於在沉積製程時產生鄰近於標靶元件160之磁場，可幫助提升沉積時的沉積效率。詳細來說，磁場和兩個導電基板(標靶元件160的導電基板與承載平台120的導電基板)之間的電場具有電磁效應，藉由電磁效應產生的電磁力而影響電漿162中的電子的移動軌跡，使得電漿162中之氣體分子離子化之機率增加，從而有更多的離子撞擊靶材，以濺鍍出更多的粒子沉積在晶圓表面上。在一些實施方式中，磁場控制裝置180包含一或多個電磁鐵和切換電磁鐵的控制模組。

請繼續參照第1圖，半導體製造設備100還包含腔室遮罩(chamber shielding)130、沉積環(deposition ring)132和覆蓋環(cover ring)134。

腔室遮罩130設置於腔室110的內側壁111a與承載平台120之間，且腔室遮罩130與內側壁111a相隔一定的距離而不接觸，腔室遮罩130配置用於避免或減少其他元件在沉積製程時受到濺鍍粒子的汙染。如上述揭示之內容，腔室遮罩130固定於凸緣118的凹部結構119中。更詳細來說，腔室遮罩130具有圓形開口130A，圓形開口130A圍繞承載平台120且與承載平台120相隔一定的距離而不接觸。在一些實施方式中，腔室遮罩130是由不導電的材料所製成，例如，陶瓷材料。

沉積環132設置於承載平台120的周圍，以覆蓋承載平台120暴露的部分，如第1圖所示。沉積環132配置用於避免或減少在沉積製程時受承載平台120到濺鍍粒子的汙染。詳細來說，沉積環132為中空的環形結構，沉積環132具有凹槽133，可減少沉積製程中沉積環132與遮盤122產生的電弧放電。在一些實施方式中，沉積環132是由金屬材料所製成。在一些實施方式中，沉積環132的位置可藉由調整半導體製造設備100的參數而進行微調。

覆蓋環134設置於沉積環132和腔室遮罩130之上，並具有外高內低的傾斜表面134A，如第1圖所示。覆蓋環134配置用於減少在沉積製程時受承載平台120到粒子濺鍍的汙染。詳細來說，覆蓋環134覆蓋沉積環132的至少一部分(例如外緣部分)，以避免或減少沉積製程中的濺鍍粒子跑到腔室110的其他地方，例如沉積環132和腔室遮罩130的空隙。更詳細來說，覆蓋環134為中空的環形結構，且具有凹部134B。覆蓋環134的凹部134B相對於腔室遮罩130的凸部130B，藉由凹部134B與凸部130B的結構，以避免或減少電漿162的洩漏。透過承架(未繪示)而安裝於腔室110內，承架可用來調整覆蓋環134的位置，以在預期的位置執行沉積製程。在一些實施方式中，沉積環132是由金屬材料所製成。在一些實施方式中，覆蓋環134的位置可藉由調整半導體製造設備100的參數而進行微調。

請參照第2圖和第3圖，第2圖和第3圖為根據本揭示內容之第1圖之一些實施方式之遮盤機構200的上視圖。遮盤機構200包含機械手臂210、遮盤122和承載平台120。機械手臂210包含翼片212和支撐墊213。機械手臂210的翼片212和支撐墊213用於運送遮盤122。應當理解的是，機械手臂210的翼片212和支撐墊213位於遮盤122上，因此，第2圖中的遮盤122以虛線繪示。在進行沉積之前，會先經由機械手臂210，將遮盤122放置於承載平台120上以執行清潔操作，遮盤122可以避免清潔操作時的汙染物跑到承載平台120上。在一些實施方式中，遮盤122是由金屬材料所製成。

須說明的是，第2圖繪示的承載平台120具有三個插銷孔洞126，然而，其他數量的插銷孔洞126也包含在本揭示內容。另外，應當理解的是，在放置遮盤122於承載平台120時，第1圖中的插銷142會相對於第2圖的插銷孔洞126中。

在一些實施方式中，機械手臂210還包含軸件S和複數個螺絲212A，設置於翼片212的一端。軸件S用於連接翼片212並可旋轉翼片212以進行翼片212的水平或垂直移動，舉例來說，如第2圖和第3圖所示，將遮盤122移動到承載平台120的上方。螺絲212A設置於軸件S的周圍，用以固定翼片212。在一些實施方式中，可藉由調整螺絲212A的鬆緊以進行翼片212的校正。

如第2圖和第3圖所示，遮盤機構200還包含至少一個感測器220和承架222，至少一個承架222設置於腔室110的內側壁111a上，而感測器220固定於承架222上。感測器220用於提供遮盤122和遮盤122下方的機械手臂210的指示訊號。詳細來說，機械手臂210的支撐墊213的對準特徵214會與遮盤122的中心點C1對準，支撐墊213將遮盤122撐起，接著，帶著遮盤122的機械手臂210經由路徑216將遮盤122移動到承載平台120之上(此時遮盤122未與承載平台120接觸)，如第3圖所示。隨後，升降器140會上升，使得升降器140上的插銷142穿過到承載平台120上的插銷孔洞126中，並頂住位於承載平台120之上的遮盤122，此時，機械手臂210從承載平台120上方離開，最後具有插銷142的升降器140緩慢移動向下，使得遮盤122與承載平台120接觸，以完成遮盤122的放置。

請參照第4圖，第4圖繪示根據第2圖和第3圖之一些實施方式之遮盤機構200的截面圖。詳細來說，第4圖為機械手臂210的支撐墊213將遮盤122撐起時之截面圖。對準特徵214為類似圓柱的形狀，對準特徵214具有第一端點218和第二端點219。第一端點218嵌入至機械手臂210的支撐墊213中。第二端點219相對於第一端點218，並設置於遮盤122的孔洞128中，第二端點219用於對準孔洞128。在一些實施方式中，第二端點219可為倒角、圓形或錐形的形狀。在一些實施方式中，孔洞128具有喇叭型的側壁129。在一些實施方式中，支撐墊213的上表面410與遮盤122的下表面420實質上平行且接觸，因此，遮盤122的左右兩側會在相同的水平位準。

請參照第5圖，第5圖繪示根據第2圖和第3圖之一些實施方式之遮盤機構200的截面圖。詳細來說，第5圖為遮盤122沒有均衡的放置在機械手臂210的支撐墊213上，導致遮盤122的水平位準偏移(一邊高一邊低)。在一些實施方式中，機械手臂210的上表面410與遮盤122的下表面420實質上不平行，因此，遮盤122的左右兩側具有不同的水平位準。若有如第5圖的情況發生，當支撐墊213移到承載平台120的上方，且插銷142穿過到承載平台120上的插銷孔洞126而撐起遮盤122時，可能會造成遮盤122些微的位移，從而導致插銷142下降放置遮盤122時沒有準確對位(例如遮盤122的中心點C1與承載平台120的中心點C2沒有對準)。

在一些實施方式中，當遮盤122的中心點C1與承載平台120的中心點C2對準，且遮盤122的水平位準沒有偏移(即遮盤122的左右兩側在相同的水平位準)，稱之為遮盤122準確對位。在一些實施方式中，若遮盤122的中心點C1與承載平台120的中心點C2沒有對準，或是遮盤122的水平位準偏移，則遮盤122沒有準確對位。值得注意的是，當遮盤122準確對位時，遮盤122的邊緣122a會位於沉積環132的凹口之上(如第1圖所示)，且邊緣122a不與沉積環132接觸。當遮盤122沒有準確對位時，遮盤122的邊緣122a可能會與沉積環132接觸，從而影響正式沉積前的清潔操作。

然而，以上所述將遮盤122移動到承載平台120上的過程，會因為放置的過程可能有偏差，而導致不如預期的對位(例如，遮盤122的中心點C1與承載平台120的中心點C2沒有對準，或是遮盤122的水平位準偏移)。在一些實施方式中，偏差可能是因為升降器140不平、複數個插銷孔洞126不平、覆蓋環134不平、沉積環132或是對準特徵214誤差或其他原因所造成。

在一些實施方式中，當遮盤122存在不如預期的對位時(例如遮盤122的邊緣122a與沉積環132接觸)，在清潔操作時，會因為電荷累積而有電弧警示(arcing alarm)。在一些實施方式中，當電弧累積至一定的程度，如大於約2000 kwh時會引發電弧警示。

在一些實施方式中，沉積環132和覆蓋環134接收大量的濺鍍粒子，因而減少了濺鍍粒子跑到其他元件上。然而，由於遮盤122、沉積環132和覆蓋環134的材質皆為金屬材料，因此，可能會有電弧的議題產生。

本揭示內容提供一個可以避免因為遮盤122與承載平台120沒有準確對位而產生的電弧警示的校正方法，此方法藉由將透明遮盤124放置於承載平台120上以進行校正。詳細來說，將遮盤122放置於承載平台120上之前，會先利用透明遮盤124執行機械手臂210自動模式以進行半導體製造設備100的校正，待完成校正之後，再利用遮盤122執行機械手臂210自動模式以執行半導體製造設備100的清潔操作，最後，待完成清潔操作之後，執行正式的沉積製程。應當瞭解的是，機械手臂210自動模式可將遮盤122放置於承載平台120上，也可將透明遮盤124放置於承載平台120上。在一些實施方式中，校正方法包含以下操作。利用機械手臂將透明遮盤放置於承載平台之上，其中透明遮盤包含複數個刻度，複數個刻度等分地設置於鄰近透明遮盤的弧形邊緣，且透明遮盤之第一直徑大於承載平台之第二直徑。觀測承載平台之邊緣是否與透明遮盤之複數個刻度對齊。當承載平台之邊緣不與透明遮盤之複數個刻度對齊時，調整機械手臂之參數。此外，在一些實施方式中的校正方法可在半導體製造設備100裝機時、保養時或是維修時進行。以下將討論透明遮盤124之結構。

請參照第6A圖和第6B圖，其繪示根據本揭示內容之一些實施方式之透明遮盤124的上視圖。如第6A圖所示，透明遮盤124約為一個以中心點C3為中心的四分之三的圓形，並具有一直徑D1，透明遮盤124包含弧形邊緣600a和直線邊緣600b。兩個直線邊緣600b形成開口650，且開口650具有一夾角θ ₁。在一些實施方式中，夾角θ ₁可約為0至約180度，例如，約為45度至約135度、約75度至約105度。然而，其他角度的夾角θ ₁也包含在本揭示內容之範疇。透明遮盤124具有中心點C3和刻度610。刻度610包含弧形刻度620、第一刻度630和第二刻度640。請參照第6B圖，第6B圖和第6A圖具有相似的結構，差別在於第6B圖的透明遮盤124為一完整的圓形，即夾角θ ₁為0度，沒有如第6A圖所示的開口650。在一些實施方式中，透明遮盤124之材料為壓克力(acrylic)。

弧形刻度620具有一直徑D2，弧形刻度620為以中心點C3為中心的弧形，且弧形刻度620與弧形邊緣600a相距一段距離d1，即直徑D1與直徑D2相距為一段距離d1，如第6A圖和第6B圖所示。在一些實施方式中，直徑D1約為250mm至約350mm，例如約260、約270、約280、約290、約300、約310、約320、約330、約340mm。在一些實施方式中，距離d1約為0.5至約1.5公分，例如約0.8、約1.0、約1.2公分。

第一刻度630為穿過中心點C3，長度為直徑D1，且相交於弧形邊緣600a的一個刻度，如第6A圖和第6B圖所示。在一些實施方式中，透明遮盤124包含兩個第一刻度630，此兩個第一刻度630相交於中心點C3，且兩個第一刻度630形成一夾角θ ₂。在一些實施方式中，夾角θ ₂約為75度至約105度，例如約80、約85、約90、約95、約100度。

第二刻度640位於第一刻度630上，且鄰近弧形邊緣600a，如第6A圖和第6B圖所示。第二刻度640具有複數個小刻度，每一刻度相距一距離d1。值得注意的是，第6A圖和第6B圖繪示四個第二刻度640，且每一個第二刻度640包含七個小刻度，然而，小刻度的數量僅為示例，其他數量的小刻度也包含在本案之揭示內容。在一些實施方式中，透明遮盤124包含四個第二刻度640。

在一些實施方式中，透明遮盤124包含一個弧形刻度620、兩個第一刻度630和四個第二刻度640，且四個第二刻度640相交於其中一個第一刻度630和弧形刻度620。

本揭示內容提供一種校正方法，利用透明遮盤124對半導體製造設備100進行校正。詳細來說，利用機械手臂210將透明遮盤124放置於承載平台120之上。之後再觀測承載平台120之邊緣120a是否與透明遮盤124之刻度610對齊。以下將討論透明遮盤124放置於承載平台120之上的可能情況。

第7A圖至第7E圖繪示根據本揭示內容之一些實施方式之遮盤機構200的上視圖。應了解的是，第7A圖至第7E圖繪示根據第6A圖的透明遮盤124的一些實施方式，然而，第6B圖的透明遮盤124也可應用於第7A圖至第7E圖的實施方式中。

請參照第7A圖，在一些實施方式中，執行機械手臂210自動模式後，觀測到透明遮盤124與承載平台120對齊。承載平台120的邊緣120a與透明遮盤124的第二刻度640對齊，且透明遮盤124的第一刻度630與承載平台120的對齊線121重疊。須說明的是，承載平台120的對齊線121僅為示例，在一些實施方式中，承載平台120包含複數個對齊線121。詳細來說，第7A圖中的四個第二刻度640對齊於承載平台120的邊緣120a。更詳細來說，每一第二刻度640的第四個小刻度皆對齊於承載平台120的邊緣120a，透明遮盤124的中心點C3與承載平台120的中心點C2重疊。在這種情況下，表示機械手臂210自動模式準確對準且沒有偏移，不須再進行額外的操作以完成半導體製造設備100的校正。在一些實施方式中，承載平台120的直徑D3小於透明遮盤124的直徑D1。在一些實施方式中，承載平台120的直徑D3等於透明遮盤124的弧形刻度620的直徑D2。在一些實施方式中，承載平台120的直徑D3小於透明遮盤124的弧形刻度620的直徑D2。

請參照第7B圖，在一些實施方式中，執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120發生旋轉。承載平台120的邊緣120a與透明遮盤124的第二刻度640對齊，然而，透明遮盤124的第一刻度630與承載平台120的對齊線121沒有重疊。詳細來說，第7B圖中的四個第二刻度640對齊於承載平台120的邊緣120a。更詳細來說，每一第二刻度640的第四個小刻度皆對齊於承載平台120的邊緣120a，透明遮盤124的中心點C3與承載平台120的中心點C2重疊。然而，承載平台120發生旋轉，使得第一刻度630與對齊線121沒有重疊。在這種情況下，可藉由控制並調整半導體製造設備100中的承載平台120的參數，將承載平台120旋轉一定的角度，使得第一刻度630與對齊線121重疊。在一些實施方式中，承載平台120的參數之操作包含利用電腦或是顯示螢幕控制半導體製造設備100上的參數。在一些實施方式中，調整承載平台120的參數之後，重新執行機械手臂210自動模式，觀測承載平台120之邊緣120a是否與透明遮盤124之刻度610對齊。在一些實施方式中，當承載平台120之邊緣120a不與透明遮盤124之刻度610(包含弧形刻度620和第一刻度630，或是第一刻度630和第二刻度640)對齊，再次調整承載平台120的參數，直到執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120之邊緣120a與透明遮盤124之刻度610對齊，以完成半導體製造設備100的校正。

請參照第7C圖，在一些實施方式中，執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120發生偏移。承載平台120的邊緣120a與透明遮盤124的第二刻度640沒有對齊，且透明遮盤124的第一刻度630與承載平台120的對齊線121沒有重疊。詳細來說，承載平台120的邊緣120a在透明遮盤124的複數個第二刻度640的不同位置上，且透明遮盤124的中心點C3與承載平台120的中心點C2沒有重疊。在這種情況下，可藉由調整機械手臂210、升降器140、沉積環132或覆蓋環134的參數。接著，調整完半導體製造設備100的參數後，再次執行機械手臂210自動模式，並觀測承載平台120的邊緣120a是否與透明遮盤124之刻度610對齊。在一些實施方式中，當承載平台120之邊緣120a不與透明遮盤124之刻度610對齊(包含弧形刻度620和第一刻度630，或是第一刻度630和第二刻度640)，再次調整承載平台120的參數，直到執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120之邊緣120a與透明遮盤124之刻度610對齊，以完成半導體製造設備100的校正。

在一些實施方式中，調整機械手臂210的參數之操作包含托住機械手臂210，並調整機械手臂210之位置。詳細來說，從四分之三的透明遮盤124之開口650處，用手托住機械手臂210的支撐墊213，以避免機械手臂210下垂撞擊承載平台120造成承載平台120的損壞，鬆開機械手臂210上的螺絲212A，調整整機械手臂210的位置，使得透明遮盤124的中心點C3與承載平台120的中心點C2重疊，並鎖緊螺絲212A。應當理解的是，由於機械手臂210保持支撐透明遮盤124，所以機械手臂210的對準特徵214實質上與透明遮盤124的中心點C3重疊。在此種實施方式中，透明遮盤124為扇形的圓，例如四分之三的圓。

在一些實施方式中，調整升降器140、沉積環132或覆蓋環134的參數之操作包含利用電腦或是顯示螢幕控制半導體製造設備100上的參數。在此種實施方式中，透明遮盤124為完整的圓或扇形的圓，例如四分之三的圓。

請參照第7D圖，在一些實施方式中，執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120發生偏移與旋轉。承載平台120的邊緣120a與透明遮盤124的第二刻度640沒有對齊，且透明遮盤124的第一刻度630與承載平台120的對齊線121沒有重疊。詳細來說，承載平台120的邊緣120a在透明遮盤124的複數個第二刻度640的不同位置上，且透明遮盤124的中心點C3與承載平台120的中心點C2沒有重疊。此外，承載平台120的其中一條對齊線121也不與透明遮盤124的其中一條第一刻度630平行。在這種情況下，可藉由調整機械手臂210、升降器140、沉積環132、覆蓋環134或承載平台120的參數。接著，調整完半導體製造設備100的參數後，再次執行機械手臂210自動模式，並觀測承載平台120的邊緣120a是否與透明遮盤124之刻度610對齊。在一些實施方式中，若承載平台120之邊緣120a仍然不與透明遮盤124之刻度610(包含弧形刻度620和第一刻度630，或是第一刻度630和第二刻度640)對齊，再次調整承載平台120的參數，直到執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120之邊緣120a與透明遮盤124之刻度610對齊，以完成半導體製造設備100的校正。

在一些實施方式中，升降器140、沉積環132、覆蓋環134或承載平台120的參數包含利用電腦或是顯示螢幕控制半導體製造設備100上的參數。在一些實施方式中，機械手臂210的參數可在調整升降器140、沉積環132、覆蓋環134或承載平台120的參數之後進行調整。在一些實施方式中，機械手臂210的參數可在調整升降器140、沉積環132、覆蓋環134或承載平台120的參數之前進行調整。

請參照第7E圖，在一些實施方式中，執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120的水平位準偏移。詳細來說，透明遮盤124的中心點C3與承載平台120的中心點C2重疊，且透明遮盤124的第一刻度630與承載平台120的對齊線121重疊，然而，承載平台120的邊緣120a沒有與複數個第二刻度640對齊。更詳細來說，承載平台120的邊緣120a對應到第二刻度640a的第六個小刻度上以及第二刻度640b、640b和640c的第四個小刻度上。在一些實施方式中，這種情況可能是因為承載平台120的水平位準偏移，如第5圖所示。在一些實施方式中，可能是因為升降器140不平、複數個插銷孔洞126不平、覆蓋環134不平、沉積環132或是對準特徵214誤差或其他原因所導致，並進一步影響執行機械手臂210自動模式時，導致不如預期的對位。若發生如第7E圖所示的情況時，調整機械手臂210、升降器140、沉積環132、覆蓋環134或承載平台120的參數，使得承載平台120的邊緣120a與透明遮盤124之刻度610對齊，之後，再次執行機械手臂210自動模式，並觀測承載平台120的邊緣120a是否與透明遮盤124之刻度610對齊。在一些實施方式中，若承載平台120之邊緣120a仍然不與透明遮盤124之刻度610(包含弧形刻度620和第一刻度630，或是第一刻度630和第二刻度640)對齊，再次調整承載平台120的參數，直到執行機械手臂210自動模式後，觀測到承載平台120之邊緣120a與透明遮盤124之刻度610對齊，以完成半導體製造設備100的校正。

本揭示內容提供一種半導體製程的校正方法。利用透明遮盤124，模擬遮盤122執行機械手臂210自動模式時運送至承載平台120之上的操作，觀測並調整透明遮盤124的位置以完成半導體製造設備100的校正。藉由使用透明遮盤124進行校正，可避免在沉積製程前的清潔操作因為遮盤122的不準確對位而導致的電弧警示，進而改善整個沉積製程的效率。本揭示內容的校正方法和透明遮盤124可用於所有的物理氣相沉積設備。本揭示內容的校正可於室溫下進行，並可在半導體製造設備100裝機時、保養時或是維修時進行校正。由於本揭示內容的透明遮盤124為全透明的設計，因此，有利於進行遮盤122的校正。

在一些實施方式中，半導體製程的校正方法中調整機械手臂之參數之後更包含以下操作。再次利用機械手臂將透明遮盤放置於承載平台之上。觀測承載平台之邊緣是否與透明遮盤之複數個刻度對齊。

在一些實施方式中，半導體製程的校正方法更包含當該承載平台之該邊緣不與該透明遮盤之該些刻度對齊時，調整與該承載平台相關聯之參數，其中該參數包含升降器、沉積環或覆蓋環之至少一者。

在一些實施方式中，半導體製程的校正方法更包含當該承載平台之該邊緣與該透明遮盤之該些刻度對齊之後，紀錄該機械手臂的一參數設定，並利用該參數設定使該機械手臂將一遮盤放置於該承載平台之上。

在一些實施方式中，調整該機械手臂之該參數包含托住該機械手臂，並調整該機械手臂之至至少一螺絲以校正該機械手臂之位置。

在一些實施方式中，在觀測承載平台之邊緣是否與透明遮盤之複數個刻度對齊的步驟更包含當承載平台之邊緣不與透明遮盤之複數個刻度對齊時，調整與該承載平台相關聯之參數，其中參數包含升降器、沉積環或覆蓋環之至少一者。

在一些實施方式中，在觀測承載平台之邊緣是否與透明遮盤之複數個刻度對齊的步驟更包含當承載平台之邊緣不與透明遮盤之複數個刻度對齊時，調整機械手臂之參數。

在一些實施方式中，透明遮盤為完整的圓或是扇形的圓。

儘管已經參考某些實施方式相當詳細地描述了本揭示，但是亦可能有其他實施方式。因此，所附申請專利範圍的精神和範圍不應限於此處包含的實施方式的描述。

100:半導體製造設備 110:腔室 110A:側外殼 110B:底外殼 110C:開口 111a、111b:內側壁 111c:上側壁 112:幫浦 114:機軸 116a、116b:驅動機構 118:凸緣 119:凹部結構 120:承載平台 120a:邊緣 122:遮盤 122a:邊緣 124:透明遮盤 126:插銷孔洞 128:孔洞 129:側壁 130:腔室遮罩 130A:開口 130B:凸部 132:沉積環 133:凹槽 134:覆蓋環 134A:傾斜表面 134B:凹部 140:升降器 142:插銷 150:氣體供應單元 160:標靶元件 162:電漿 170:電源供應器 180:磁場控制裝置 200:遮盤機構 210:機械手臂 212:翼片 212A:螺絲 213:支撐墊 214:對準特徵 216:路徑 218:第一端點 219:第二端點 410:上表面 420:下表面 600a:弧形邊緣 600b:直線邊緣 610:刻度 620:弧形刻度 630:第一刻度 640:第二刻度 650:開口 C1、C2、C3:中心點 d1:距離 D1、D2、D3:直徑 S:軸件 X、Y、Z:方向 θ ₁、θ ₂:夾角

當結合隨附圖式進行閱讀時，本揭示內容之詳細描述將能被充分地理解。應注意，根據業界標準實務，各特徵並非按比例繪製且僅用於圖示目的。事實上，出於論述清晰之目的，可任意增加或減小各特徵之尺寸。第1圖繪示根據本揭示內容之一些實施方式之一半導體製造設備的示意圖。第2圖和第3圖繪示根據第1圖之一些實施方式之遮盤機構的上視圖。第4圖和第5圖繪示根據第2圖和第3圖之一些實施方式之遮盤機構的截面圖。第6A圖和第6B圖繪示根據本揭示內容之一些實施方式之透明遮盤的上視圖。第7A圖至第7E圖繪示根據本揭示內容之一些實施方式之遮盤機構的上視圖。

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

124:透明遮盤

600a:弧形邊緣

600b:直線邊緣

610:刻度

620:弧形刻度

630:第一刻度

640:第二刻度

650:開口

C3:中心點

d1:距離

D1、D2:直徑

θ₁、θ₂:夾角

Claims

一種校正方法，包含：利用一機械手臂將一透明遮盤放置於一承載平台之上，其中該透明遮盤為一扇形的圓，該透明遮盤包含複數個小刻度以及兩個第一刻度，該些小刻度位於兩個該第一刻度上且等分地設置於鄰近該透明遮盤的一弧形邊緣，兩個該第一刻度相交於該透明遮盤的一中心點，且該透明遮盤之一第一直徑大於該承載平台之一第二直徑；觀測該承載平台之一邊緣是否與該透明遮盤之該些小刻度以及兩個該第一刻度對齊；以及當該承載平台之該邊緣不與該透明遮盤之該些小刻度及/或兩個該第一刻度對齊時，調整該機械手臂之一參數。
如請求項1所述之方法，其中在調整該機械手臂之該參數之後，更包含：再次利用該機械手臂將該透明遮盤放置於該承載平台之上；以及觀測該承載平台之該邊緣是否與該透明遮盤之該些小刻度以及兩個該第一刻度對齊。
如請求項1所述之方法，更包含當該承載平台之該邊緣不與該透明遮盤之該些小刻度及/或兩個該第一刻度對齊時，調整與該承載平台相關聯之一參數，其中該參數包含升降器、沉積環或覆蓋環之至少一者。
如請求項1所述之方法，更包含當該承載平台之該邊緣與該透明遮盤之該些小刻度以及兩個該第一刻度對齊之後，紀錄該機械手臂的一參數設定，並利用該參數設定使該機械手臂將一遮盤放置於該承載平台之上。
如請求項1所述之方法，其中調整該機械手臂之該參數包含托住該機械手臂，並調整該機械手臂之至至少一螺絲以校正該機械手臂之位置。
一種校正方法，包含：利用一機械手臂將一透明遮盤放置於一承載平台之上，其中該透明遮盤為一扇形的圓，該透明遮盤包含複數個小刻度以及兩個第一刻度，該些小刻度位於兩個該第一刻度上且等分地設置於鄰近該透明遮盤的一弧形邊緣，兩個該第一刻度相交於該透明遮盤的一中心點；觀測該承載平台之一邊緣是否與該透明遮盤之該些小刻度以及兩個該第一刻度對齊；當該承載平台之該邊緣與該透明遮盤之該些小刻度以及兩個該第一刻度對齊時，紀錄該機械手臂之一參數；利用所紀錄之該機械手臂之該參數將一遮盤放置於該承載平台之上以執行一清潔操作；以及將一晶圓放置於該承載平台之上以執行一沉積製程。
如請求項6所述之方法，其中在觀測該承載平台之該邊緣是否與該透明遮盤之該些小刻度以及兩個該第一刻度對齊的步驟更包含當該承載平台之該邊緣不與該透明遮盤之該些小刻度及/或兩個該第一刻度對齊時，調整與該承載平台相關聯之一參數，其中該參數包含升降器、沉積環或覆蓋環之至少一者。
如請求項6所述之方法，其中在觀測該承載平台之該邊緣是否與該透明遮盤之該些小刻度以及兩個該第一刻度對齊的步驟更包含當該承載平台之該邊緣不與該透明遮盤之該些小刻度及/或兩個該第一刻度對齊時，調整該機械手臂之一參數。
一種半導體製造設備，包括：一透明遮盤，該透明遮盤為一扇形的圓，該透明遮盤具有複數個小刻度以及兩個第一刻度，該些小刻度位於兩個該第一刻度上且等分地設置於鄰近該透明遮盤的一弧形邊緣，兩個該第一刻度相交於該透明遮盤的一中心點；一機械手臂，用以運輸該透明遮盤，其中該機械手臂包含固定於一承架之一螺絲；以及一承載平台，用以承載該透明遮盤。
如請求項9所述之半導體製造設備，其中該扇形的圓具有一開口，該開口具有介於45度至135度的一夾角。