TWI290861B - A method and apparatus for processing a wafer - Google Patents

Description

1290861 玖、發明說明 ..... '.. . - 【發明所屬之技術領域】 本發明為關於一半導體製程，且特別是關於一種於大 氣壓力及次大氣壓力下處理單一晶圓之方法與設備。 【先前技術】 在矽晶圓的製程中，一晶圓經過一預定之程序與步驟以 製作電子迴路。其中一些步驟伴隨著一大氣壓力 (atmospheric pressure)，而其他步驟則伴隨著一次大氣壓力 (sub-atmospheric pressure)。就典型而言，一晶圓於一處理 室（chamber)内進行一製程步驟。此處理室由一自動控制設備 (robot)所承載，不論是用於承載單一處理室或多個處理室的 單一自動控制設備或多個自動控制設備，其和處理室共同被 稱為一工具（tool)或作業平台（platf〇rm)。不同的工具或作業 平台可以包含不同或相同的處理室，所有的工異包含完成一 全部製程順序所須之處理室，這些製程順序為製作一電子迴 路所必需。晶圓於一晶圓盒（cassette)中由一工異傳送至另一 工具，在每一工具中，一自動控制設備將晶圓由晶圓盒中取 出’再個別或成批地置於此特別工具之一個或多個處理室 中。在處理過後，自動控置設備再將晶圓放回相同或不同的 晶圓盒裡，接著整個晶圓盒被運送至下一個工異以進行下一 個製程步驟。 在多個例子中，可知將幾個不同的處理室整合於一工具 中疋有利的。在如此工具中，自動控制設備將晶圓由晶圓盒 1290861 中取出，再將其置於第-處理室内，。在處理室内之製程結束 後，自動控置設備將晶圓放入下一個處理室内以進行下一個 製程步驟，而不放回晶圓盒裡。在此次一製程步驟後，可以 有其他的製程步驟，直至晶圓已進行工具上的所有製程步 驟。在進行工具上的最後-個製程步驟後，晶圓最後被放回 其晶圓盒裡，接著整個晶圓盒被運送至下一個工具。此種具 有一個或多個處理室的工具現被歸類為群組工具（cluster tool)。 群組工具的優點包括：降低晶圓的行程、減少所需空間 (footprint)、降低製程週期時間、以及增進良率，以上為減 少對晶圓之操作程序的結果。良率之增進為減少晶圓表面暴 露於空氣中之結果’晶圓從一工具，傳送至一工具時暴露於空 氣中之有害影響’決定於製程之特殊順序。在一般製程步驟 間晶圓暴露於空氣中，即使其不影響任何其他步驟間之良 率，也會對電子迴路造成危害。 在一工具中之不同製程步驟群組也會有一些缺點。例 如，因一技術性故障造成一處理室無法運作，整個工具就可 能失效，且因此一處理室中的技術性故障可能會對其他處理 室的運作造成危害。然而，在一般情況下，以上所概述將不 同程序性製程集合於^工具中的優點，會比其較低的利用性 以及可靠度之缺點為高。因此，有許多吸引人的應用實例， 將不同製程步驟以及不同處理室集合於單一工具上的—個 或多個自動控制設備。有許多已實現以及商業上成功的案例 證實此種群組方式的優點’大部分現存的群組工具具有一此 1290861 製程優點（例如：減少暴露於大氣中以增進良率）。 群組工具之一例為次大氣壓群組工具’此工且中，不同 的次大氣壓處理室配置於一次大氣壓晶圓操作裝置或自動 控制設備之周邊。於此例中，群組之優點在於當晶圓由一處 理室運送至另一處理室時’處理室和晶圓都不會暴露於大氣 中。這在例如氮化鈦濺鍍、鋁濺鍍等製程程序中特別有用， 氮化鈦濺鍍常用於一積體電路的金屬連接。群組工具之另一 例為大氣壓製程群組工具，例如，一化學機械拋光處理室可 以與一清潔步驟成一群組，如此晶圓可以在仍為濕潤的狀態 下由一拋光步驟運送至一清潔步驟。如此避免了在兩步驟間 必須使晶圓乾燥之程序，在兩步驟間使晶圓乾燥會使得晶圓 更難清潔。 本發明所數為新式群組工具之組合，其應用大氣與次大 氣處理室。 【發明内容】 種單b曰圓濕乾清潔設備之方法，至少包括：一内部具 有B曰圓搬運機的輸送室、一直接連接於輸送室的第一單晶圓 濕式清潔室、一直接連接於輸送室的第-單晶圓灰化(ashing) 室。 【實施方式】 濕製鋥1 i 第1圖繪示一在半導體積體電路製程中對一晶圓進行剝 1290861 除（stripping)(或稱灰化（ashing))、％式清潔以及塵粒監測之 設備或系統100,此清潔設備1〇〇包括_中央轉送室心 此中央轉送室Κ)2内具有-晶圓操控裝置1〇4,直接連接於 轉送室102的為一單晶圓濕式清潔模組、一im心 400、以及一整合式製程監控工具3〇〇，例如為一整合式塵 粒監測器。滿式清潔模組2〇〇、制除模組彻、以及整合式 製程監控工具300可經由一分離的可封閉開口而分別連接至 轉送室1Q2。在本發明之-實施例中，-第二濕式清潔模組 2剛與/或-第二制除模組侧也耗接至轉送室心在本 發明之實施例中，轉送f 1 "AAw /z· 貝』γ得廷至102於細作過程中大約維持在大氣 壓下（例如’ λ氣壓轉送室）。在本發明之實施例中，轉送室 ⑽可以開放或暴露於其所位於之半導體構造物清潔室 (clean Γ_)之大氣中。此例中，轉送室102可包含一外加過 遽器’例如-高效率微粒空氣過渡器(hepaf‘)，以提供一 问速流動的乾淨空氣或者或者惰性氣體例如氮氣（N2)，以 防止污染物找到進入大氣轉送室的方法。在其他實施例中， 轉送室Η)2為封閉系統且可能包含有其自有之乾淨空氣或惰 性氣體’例如氮氣（Ν2)β轉送室1G2包括__晶圓操控自動控 制設備其可將-晶圓由一模組傳送至另一模組，在本發明之 實施例中，晶圓操控器為具有二晶圓操控槳ιΐ4、ιΐ6之單 :自動控制設備，晶圓操㈣114、116均對單一軸ιΐ9做 旋轉’且連接至一單-f 12〇之末端。自動控制設備1〇4可 以說疋-雙槳早臂單腕關節之自動控制設備，自動控制設備 104於轉送室102内沿著一單一轴於軌道122上移動。 1290861 一系統電腦124耦接且控制每一濕式清潔模組2〇〇、剝 除模組400以及整合式製程監控工具3〇〇,如同對轉送室1〇2 與自動控制設備104之操作。電腦124使來自於一模組（例如 整合式塵粒監控模組）之回饋（feedback)可以用於控制一晶圓 流經系統1 00及（或）控制一不同模組中之製程。 又連接至轉送室102的至少有一晶圓輸出/輸入模組13〇或容 器以將晶圓提供至系統100或者將晶圓自系統1〇〇中取出。在本發 明之實施例中，晶圓輸出/輸入模組106為一前側開口一體成形的 容器（front opening unified p〇d ; FOUP)，其為一具有可滑動且可封 閉的門，且包含13-25個水平間隔的晶圓的卡式盒。轉送室1〇2包 含一可封閉的通道門110 ,其可垂直地上下滑動以允許晶圓在轉送 室102進出。在本發明之實费例中，設備1〇〇包括兩個F〇up 1〇6、 ，108, 一個用於將晶圓提多)至系統100内，另一個用於將以完成或 處理過之晶圓自系統100内取出。然而，如果有必要的話，一晶圓 可以經由相同的F0UP輸入或輸出。一第二通道門112被提供以搭 配一第二FOUP108，每一通道門可被連接至每一 F〇up相對侧的 門’如此當轉送室通道門110與112滑動開啟時，其開啟F〇up的 門以提供自動控制設備進入FOUP。F0UP可以被手動地插入設備 100或一晶圓庫存系統114内，例如一庫存裝置（Stocker)，其在一 轨道系統中具有多個F0UP，可被用於自設備1〇〇裝載或移除 F0UP 〇 濕式清潔掇细 一，單晶圓清潔模喔)200之一實施例可如第2A-2C圖所示之 1290861 濕式清潔模組200及200B(如果有使用）。第2A-2C圖所繪示 之單晶圓清潔設備200使用聲/音波加強其清潔效果，第2A 圖所示之單晶圓清潔設備200包括一平板202，此平板202 上配置有多個聲/音波轉換器204，平板202可以由鋁所構成 但亦可以由其他材質所構成，且並不限定於不鏽鋼及藍寶石 (sapphire)。平板202之表面可鍍上一層Halar或PFA等抗腐 触II化物，音波轉換器204藉由環氧化物（epoxy)206連接至 平板202之底面。在本發明之實施例中，音波轉換器2〇4覆 蓋了平板202大部分面積，如第2b圖所示，其至少覆蓋平 板2 02有8 0% 。音波轉換器204產生400kHz-8MHz頻率範 圍内的音波’在本發明之實施例中，音波轉換器2〇4為一壓 電（piezoelectric)裝置，其所產生之聲/音波方向垂直於晶圓 2 0 8之表面。 基材或晶圓208被維持在平板202上表面上方約 3 mm 處，晶圓208被多個夾鉗21 〇夾住，且向上面對一晶圓支持 器21 2 ’此晶圓支持器2 1 2可以使晶圓208沿著其中心軸旋 轉’且以0-6000rpm的速率旋轉。清潔設備200中只有晶圓 支持器212及晶圓208可在使用中作旋轉，而平板2〇2維持 在一固定位置。又，清潔設備2〇〇中晶圓2〇8面朝上，其具 有例如為電晶體之圖案之一側面朝一喷嘴2 1 4，此喷嘴2 1 4 用於對此面喷灑清潔用的化學物或水，晶圓208之背面則面 向平板202。如第2C圖所示，覆蓋在平板2〇2上的電晶體具 有大約與晶圓208相似之外形，且覆蓋了整個晶圓2〇8之面 積 β春设備》〇 〇可以包括一可封閉的處理室2 〇 1，其内之 1290861 喷嘴214、晶圓208以及平板202如第2A圖所配置。 在本發明之實施例中，於使用中，經由一供應器及平板 202之通道216提供一去離子（di)水，且充填滿晶圓2〇8背 面與平板202間之間隙，以提供一充滿水之間隙2丨8，如此 音波轉換器204所產生之音波可傳遞之基材208。在本發明 之實施例中，充填於晶圓208與平板202間之去離子（DI)水 為已去除過氣體的，所以降低了去離子水中之空穴現象而充

滿間隙中，如此聲波較強且藉此降低會損壞晶圓2〇8的勢能 (potential)。

又’在使用中，清潔用之化學物或沖洗用水（如去離子水） 經由一喷嘴214提供，以產生一滴狀噴霧220，如此當晶圓 208於旋轉時於其上表面形成一液體塗層222。本實施中， 液體塗層222可以為100微米薄，槽224容納例如為稀釋的 氟化氫、去離子水等清潔用化學物，且本實施例之清潔用溶 劑連接管路226以提供至喷嘴214。本發明之實施例中，管 路226之半徑在喷嘴214前之線路上具有一縮小的截面積或 文氏管（Venturi)228，此處一例如為氫氣之氣體溶解於清潔液 中才輸送至喷嘴214。文氏管228使得一氣體溶解於一液體 流，此流經管路226之液體的壓力大於大氣壓力，文氏管228 產生局部低壓，因為文氏管228處之流速增加。 B)整合式塵粒監視器 本發明之實施例中，整合式製程監視工具11 〇為如第3 圖所示之整合式塵粒監視器（IPM)300，整合式塵粒監視器 10 1290861 (IPM)300之一例，為由美國加州聖克拉拉州的應用材料公司 所製造之IPM工具。根據本發明之實施例，整合式塵粒監視 器300包括一可旋轉的晶圓支持器302，其用於挾持一晶圓 301，並使晶圓於其中心軸上旋轉。一雷射源304發射一雷 射光束306於晶圓301上，反射光束308之位置由一或多個 探測器3 10所偵測。一或多個探測器3 1 〇所偵測之反射光束 308可用於指示塵粒在該位置是否存在，探測器31〇可採用” 亮場”（bright field)偵測器、暗場（dark field)偵測器、或者兩 者組合之摘測器。當晶圓301轉動時雷射光束306可掃描通 過晶圓301之半徑，以監測整個晶圓3〇1表面之塵粒。電腦 1 24與資料處理軟體可用於產生一整個晶圓表面之缺陷圖， 軟體可以用於分析塵粒圖，其方法為例如藉由與一空白晶圓 相比較’或者將晶圓上之一晶片（die)與相同或不同晶圓上之 晶片相比較。軟體可用於將缺陷分類為塵粒或微小刮傷。整 合式塵粒監視器300所得之資料可用於測定何時下游之製程 式已偏離其製程基線（例如處理室流程）。相同地，塵粒圖也 可送至上游之處理室或模組，藉由觀察缺陷圖以修改或最佳 化或改變上游製程。 剝除氣^式清潔模組 第4圖繪示本實施例之一剝除或乾式清潔模組4〇0，第 1圖所示清潔室400之形式，一包括清潔用氣體之加能製程 氣體被&供以清潔製程區415内、夾持於支持器41〇之基 材480，支持器41〇於製程區415内夾持基材48〇，且可選 1290861

擇性的包含一靜電夾頭412。在夾持器410内或下方，—％ 如為紅外線燈管4 2 0之熱源，可用，於加熱基材4 3 0。包括清 潔氣體之製程氣體，可經由一氣體分配器422導入一遙控製 程式430内之遙控電漿產生區域415。’，遙控”意味著遙控製 程式430之中心，位於清潔室108内距離製程區域415之— 固定上游距離。在遙控處理室430内，清潔用氣體被微波或 無線電波能量驅動進入遙控處理室430内，對清潔用氣體加 能且造成清潔用氣體分子離子化或分解，且在其經過一擴散 器43 5(例如為蓮蓬頭擴散器）導入製程區域415之前。或者， 製程氣體可以在製程區域415内被加能。耗盡的清潔用氣體 以及殘餘物可自清潔室1 08排經排放系統440，可達到清潔 室内之低氣壓力。排放系統440内之節流閥425用於維持處 理室壓力於大約150-3000毫托爾（mTorr)。

如第4圖所示之版本，遙控處理室430包括一管狀空 穴，其包含至少一部分的遙控電漿區域425。清潔用氣體流 入遙控處理室430,是藉由一質量流控制器或氣閥45〇調整。 遙控處理室430可包括由例如為石英、氧化鋁、或單晶藍寶 石之介電材質所構成的壁，這些介電材質對微波具有極佳的 穿透性且不與清潔用氣體起反應。一微波產生器455用於將 微波輻射連接至遙控處理室430的遙控電漿區域425 , —合 適的微波產生器455例如美國麻塞諸塞（Massachusettes)州 伍本（Woburn)市應用科學與科技公司（Applied Science & Technology Inc·)所製造之” AS TEX”微波電漿產生器。微波電 漿產生器455可包括一微波塗抹器（appiicator)460、一微波 12 1290861 微調組立465、以及一磁電管微波產器470，微波產生器可 在200-3 000瓦特的電壓以及800-3 000MHz的頻率下操作。 在一版本中，遙控電漿區域42 5距離製程區域415 —足夠遠 的距離，使得一些已分解或離子化的氣體狀化學物得以再結 合。其結果降低了在活化的清潔用氣體中之自由離子和充電 物質的集中度，大大降低了基材480上之主動裝置的充電損 壞。

藉由將基材480暴露於包括清潔用氣體的加能製程氣 體’一清潔製程也可以於一清潔室4 0 0内進行，例如，在基 材被餘刻過後移除殘餘的光阻及（或）移除餘刻劑殘餘物。殘 餘光阻可於一剝除（或灰化）製程中，藉由將基材48〇暴露於 包括剝除氣體之加能製程氣體，而將之從基材48〇上移除。 剝除氣體可能包括，例如，〇2、N2、h2、H20、νη3、cf4、 c2F6、chf3、c3h2h6、c2H4F2、或 ch3f。 之埽作^^

^如第5Α·5Ε>圖所不，乾濕式清潔工具100適用於從一 圓上移除-光阻層。在本發明之實施例中，在一離子植入 驟504之後，需將光阻層502自晶園500表面移除。如第 圖所示之圖案化光阻層’形成_光罩以於離子植入步驟中 為罩幕其可用於一單晶石夕基材508上形成__推雜區，例 :子井、源極/沒極區、通道摻雜，以及其他常用於製造半 :體電路的摻雜區。根據本發明之實施例，其上具有光 之阳圓500的盒子或F〇up，被配置於設備⑽ 13 1290861 對接站台131，對接站台131的通道門110向丁滑動且將門

向下拉至FOUP 130。自動控制設備104將晶圓5〇〇自FOUP 移出，並置入乾式清潔室400。清潔室108接著封閉，且加 入150-3000毫托爾（πιΤογγ)之壓力。 藉由將基材500暴露於包括清潔用氣體的加能製程氣 體，一清潔製程於一清潔室400内進行，例如，在基材被餘 刻過後移除殘餘的光阻罩幕502及（或）移除無活性的植入殘 餘物512。殘餘光阻5〇2可於一剝除（或灰化）製程中，藉^ 將基材暴露於包括剝除氣體之加能製程氣體，而將之從基材 上移除。剝除氣體可能包括，例如，〇2、Ν2、η2、H20、ΝΗ3、 cf4、C2F6、chf3、c3H2H6、C2H4F2、或 CH3F。在一版本中， 適用於剝除聚合光阻材質之剝除氣體包括⑴氧氣，或選用（ii) 氧活化氣體或蒸氣，例如水蒸氣、氮氣或氟氣碳氣體，氟氯 碳氣體包括任何前述所列出者。氧活化氣體增加了氧基於剝 除用氣體内的集中，剝除氣體之組成可包括容積流率比大約 在6:1-200:1的氧氣與氮氣，且近似約在1〇:1_12:1之間。對 一個五公升處理室而言，適合的氣體流率包括 3000-3500Sccm的氧氣以及300sccm的氮氣。在一版本中， 一剝除氣體包括大約35000seem的氧氣、200sccm的氮氣， 以及選擇性約30〇sccm的水，此剝除氣體在大約14〇〇瓦特 的能階被加能，且在2托爾（Toirr)之壓力下被導入清潔室1〇8 約15秒。在一版本中，剝除氣體内的水氣含量應小於氧氣 與氮氣混合之體積的20% ，以滿足能提供合適的剝除率。水 氣的容積流率對混合氧氣與氮氣之容積流率之合適比例大 14 1290861 約從1:4-1:40,且更大約在1:1〇。當殘餘光阻包含有氧化物 硬罩幕’合適的剝除氣體為能夠剝除氧的氣體，例如含鹵素 的氣體’包括 CF4、C2F6、CHF3、C3H2F6、C2H4F2、HF。基 材5 00可暴露於剝除氣體中約ι〇·1〇〇〇秒的時間，且更大約 為45秒。可採用單一剝除步驟以及多重的剝除步驟，如美 國專利第5，5 4 5，2 8 9號，此處可完全與以參照合併。在處理 室400剝除或灰化後，晶圓5〇〇可能還會含有光阻罩幕殘餘 及/1或植入殘餘物512，如第5Β圖所示。 在一版本中，基材可以在剝除及（或）鈍化製程中被加 熱’例如，在一例如第4圖中之清潔室400中清潔基材500 時’燈管420可用於將基材加熱到至少15〇〇c的溫度，且更 明確地可以到250°C。加熱基材5(?0增加了對殘餘光阻的移 除率，也增加了對一些蝕刻劑殘餘的移除率，例如於側壁沉 積8 0之氣’因為氣可以逐漸地擴散出側壁沉積外。當使用 包含餘刻濃度之氧氣時，升高的溫度也可以加強蝕刻金屬之 表面氧化，使其較不易被腐蝕。 在本發明之實施例中，晶圓接著被傳送到一濕式清潔室 2 00且被暴露於一只包含去離子水的輕清潔劑中沖洗。在本 發明之另一實施例中，晶圓被暴露於一臭氧化之去離子水， 臭氧化之水將灰化後留下之碳予以氧化，並確保有將之移 除。在本發明之又一實施例中’晶圓被暴露於一臭氧化之水 以清潔包括NHUOH、H2〇2、介面活性劑、以及螯化物劑等之 清潔溶劑。在本發明之再一實施例中，晶圓被暴露於一·臭氧 化之去離子水，接著氫氟酸，然後是包括NH4OH、H202、介 1290861 面活性劑、以及螯化物劑等之清潔溶劑。在本發明之再一實 中曰曰圓被暴露於包括硫酸與過氧化氫之混合物，然後 暴露於水中沖洗後乾燥。在本發明之再一實施例中，晶圓 被暴露於SC1肖SC2之標準RCA清潔溶液，然後暴露於水 中：洗後乾燥。當晶圓被清潔時，百萬倍音速之能量可施加 '圓上以加強清潔之效果。在本發明之實施例中，百萬倍 逮施加於整個晶圓之背面。清潔溶液不只可施加於晶圓之 裝置側（刚側），如有需要的話，也可以施加於晶圓之背面。 曰在本發明之實施例中，選擇每一模組之製程時間及數 量，以使晶圓流達一平衡，且使每一模組之使用達到最佳 化例如，在本發明之實施例中，於清潔模組400中剝除一 晶圓的製程時間，大致與於濕式清潔模組2〇〇中濕式清潔晶 圓的時間近似，且大約為於模組300中檢查晶圓缺陷所須之 時間的兩倍❶因此，設備100包括兩個濕式清潔模組2〇〇、 2〇〇B、兩個剝除模組4〇〇、4〇〇B、以及一單一度量衡工具 3〇〇。藉由兩個濕式清潔模組200、200B、兩個剝除模組4〇〇、 4_、以及一單一度量衡工具3〇〇，沒有任何一模組是在間 置狀態。舉例而言，如果濕式清潔時間設定為兩分鐘，剝除 時間也設定為兩分鐘，度量衡工具3〇〇則使用一分鐘，模組 之晶圓產率就可以平衡。對採用較長（例如清潔或剝除）、更 快之製程模組（例如度量衡工具）之製程提供更多的模組，使 其不會閒置去等待一晶圓完成清潔或剝除之製程。在如此的 製程中，δ又備100内晶圓每60秒完成之製程，相當於如果 工具只具有一濕式清潔或剝除模組，因不平衡而所需花費之 16 1290861 120秒的時間。預防設備loo内之模組的閒置時間，可直接 提昇晶圓之產能，並降低設備之持有成本。 II)大氣蜃3 ^欠大氟壓製程工真 . 根據本發明之另一實施例，提供一同時具有大氣壓及次 ， 大氣壓處理至或模組之製程工具或設備。根據本發明之此實 施例，製程工具包括一大氣壓平台，其經由一真空隔絕室 (load lock)輕接至一次大氣壓平台（平台（platf〇rm)為一傳送 室，其内具有一自動控制設備，且連接至一製程模組）。次大 φ 氣壓製程模組連接至次大氣壓傳送室，其並不限定於蝕刻模 組、化學氣相沉積室、濺鍍室、氧化室以及退火室等。連接 至大氣轉送室的為大氣處理室，例如濕式清潔工具、灰化（剝 除）工具以及度量衡工具等。灰化（剝除）室可連接至大氣壓平— 台或次大氣壓平台或兩者同時連接，大氣壓/次大氣壓工具使 用一單晶圓真空隔絕室（通常為兩個）耦接於大氣壓平台與次 大氣壓平台之間，以使晶圓得以在大氣壓與次大氣壓傳送室 之間傳送。在本發明之實施例中，晶圓經由大氣壓傳送室進 入及離1 /、大氣壓/次大氣壓工具之優點包括兩製程步驟 間之排隊等候時間可以降低，且可使排隊等候或材質邏輯問 題前後一致且獨立。又因為暴露於空氣中的時間減少，可降 低二氧化矽的增生。經由減少暴露於製程環境，可增進對塵 粒及污染物的控制。大氣壓/次大氣壓製程工具可減少晶圓的 處理週期時間，且可減少工具的所需空間（footprint)。又， 大氣壓/次大氣壓製程工具可經由暴露於空氣的時間減少，而 一 17 1290861 降低對金屬線的腐蝕。 入’晶圓必須行經的距離數也可減 少’因此可增進晶圓夕白古 圓之良率及對污染物之控制。 故刻/剝險清潔 如第 6圖所示系女政 ·“、本發明大氣壓/次大氣壓製程設備600 之一例。第6圖所示為—居 ^ 製程工具或系統600，其可用於蝕 刻圖案（例如金屬或多晶 夕線），或者於介電層或石夕基材上之 開口，且可以用於每丨哈

、到除或冶潔光阻層以圖案化特徵。蝕刻/ 釗除製程广具600包括一大氣壓平台6〇2及一次大氣壓平台 6(M大就壓平台6〇2與次大氣壓平台_藉由—μ㈣ 空隔絕室606(通當鼻而^、 幂為兩個606、608)互相耦接。大氣壓平台 6〇2包括一中央大氣壓韓 甘βη曰士 轉送至610，其内具有一晶圓操控裝

612’例如一自動控制設備。直接連接於大氣壓轉送室 為-單晶圓濕式清潔模組200、一整合式塵粒監測器3〇〇以 及-重要尺寸量測工具700’若有需要，一剝除或乾式清潔 模組400也可連接於大氣壓轉送室61卜濕式清潔模組擔、 剝除模組400、整合式塵粒監測器3〇〇以及重要尺寸量測工 具7〇〇可分別經由一分離的可關閉且可密閉的開口（例如一 狹縫閥）連接至大氣壓轉送室610,大氣壓轉送室61〇在操作 中維持在一大約一大氣壓的壓力下。在本發明的實施例中， 大氣壓轉送室6 1 〇可被開放或暴露於其所位於之半導體結構 物”清潔室，，内的大氣中。在此一例中，大氣壓轉送室61〇可 能包含一上部過遽器（例如為高效率微粒空氣過據器），以提 供一乾淨空氣或例如為氮氣之惰性氣體的高速法. 义机，以防止污 18 l29〇861 染物進入大氣壓轉送室61〇 〇在其他實施例中，大氣壓轉達 室610為一封閉系統且可能包含其自己的大氣、乾淨空氣或 例如為氮氣之惰性氣體。 大氣壓轉送室610具有一晶圓操控裝置612，其可以在 大氣壓製程工具602内將晶圓由一模組轉換致另一模組。在 本發明之實施例中，晶圓操控裝置612為一雙槳、單臂、單 腕的自動控制設備，其操作槳連接至單臂之末端，並對其單 軸心作旋轉。

也連接至大氣壓轉送室61〇的為至少一晶圓輸出/輪入 模組620 ’或者用於提供晶圓出入系統600的箱子。在本發 明之實施例中，晶圓輸出/輸入模組62〇為一前端開口 一體成 形的容器（front opening unified p〇d ; F〇up)，其為具有可封 閉之門的谷器’且具有--^式盒，適用於約1 3-25個水平間

隔之晶圓。在本發明之實施例中，設備6〇〇包括F〇up 622 及624，一個用於將晶圓提供入系統6〇〇中，另一個則將已 完成或處理過之晶圓自系統6〇〇中移除。大氣壓轉送室61〇 包含一可封閉之通道門621，其用於使晶圓得以傳送進入或 離開大氣壓轉送室610。每一 F0UP具有一通道門621，其附 屬於每一 F0UP上相對部位之門，如此當通道門621滑動開 啟時’其開啟相關F〇UP之門以使自動控制設備612進入 F0UP。 連接於大氣壓轉送室610，且位於F0UP 622及624相 對侧的為一單晶圓真空隔絕室606以及一選用的第二單晶圓 真空隔絕室608 ^單晶圓真空隔絕室606與608使一晶圓可 19 1290861 以從大氣壓轉送室610内之大氣壓環境傳送至平台6〇4之次 大氣壓轉送室630,且使晶圓可以從次大氣壓轉送室63〇傳 送至大氣麼轉送室61〇。一可封閉之門6〇5位於大氣壓轉送 室6H)與單晶圓真空隔絕室6〇6之間，且一可封閉之門6〇7 位於次大氣麗轉送室630與單晶圓真空隔絕室6〇6之間。相

同地，一可封閉之Π 6〇9位於大氣壓轉送冑61〇與單晶圓真 空隔絕室_之間’且-可封閉之門611位於次大氣壓轉送 室630與單晶圓真空隔絕室6〇8之間。連接於每一附載鎖 606、608的為一真空源，其可使附載鎖6〇6、6〇8内之壓力 獨立地降低。又，也連接於每一附載鎖6〇6、6〇8的為一氣 體入口，用於提供例如空氣或氮氣之惰性氣體進入一真空隔 絕室’以使得Μ力鎖内之壓力得以升高。依此方法附載鎖 606、608内之壓力可以配合大氣壓轉送室61〇或次大氣壓轉 送室630内之壓力。

連接於附載鎖606、608另一端的為次大氣壓轉送室 630，其内具有一晶圓操控裝置632 ,例如為一自動控制設 備。轉送室630之所以會被稱作次大氣壓轉送室，是因為其 在操作中或傳送晶圓時都維持在一低於一大氣壓的壓力 下，一般為1(Γ6-10托爾（Τ〇ΓΓ)〇直接連接於次大氣壓轉送室 630的為一單晶圓剝除模組4〇〇Β以及一選用的蝕刻模組 9〇〇，單晶圓剝除模組400Β與蝕刻模組900經由一分離且可 關閉的開口連接至次大氣壓轉送室63〇。在本發明之實施例 中，一第二剝除模組4〇〇c以及一第二蝕刻模組9〇〇β也連接 至次大氣壓轉送室630。雖然，附載鎖606、608為理想的低 20 1290861 容積單晶圓真空隔絕室，可使晶圓於大氣壓轉送室與次大氣 壓轉送室間快速傳送，然而，如果有需要的話，附载鎖606、 608也可以為較大的多晶圓真空隔絕室，可以於單一時間操 控多個晶圓。

必須要注意的是’發生於剝除模組4 0 0 (如4 0 0 B與4 0 0 C 之模組）内之灰化或剝除製程，典型地都發生在次大氣壓下。 因此’為了製程上之需要’建ί義將剝除模組配置於次大氣壓 轉送室，因為其簡化且降低了剝除模組内的抽吸需求。然 而’有時也可能有此需求或優點，包含一剝除模組4〇〇於大 氣壓轉送室6 1 0。例如，如果位於次大氣壓轉送室内的所有 模組被其他模組所佔據，則可將剝除模組置放於大氣壓轉送 室。又，某些製程可能需要於次大氣壓室63〇與大氣壓轉送 室610間之晶圓過度傳送，造成真空隔絕室6〇6、608之過 度使用，且可能造成這些位置的瓶頸。例如，當在灰化或剝 除製程之前先對晶圓進行一快速濕式清潔，以移除侧壁殘餘 物時，可能有需要於大氣壓轉送室61〇提供一剝除模組4〇〇, 因此晶圓在連接於大氣壓轉換式的濕式清潔模組2〇〇進行濕 式π潔後’便不需要再經過真空隔絕室而船送回次大氣壓轉 換式的剝除模組。如此，即使剝除模組4〇〇理想地連接於次 大氣壓轉換式630，若有需要，剝除模組4〇〇可以包含於大 Λ壓轉送至610，或者次大氣壓室63 〇與大氣壓轉送室61〇 兩者均包含。 设備600也包含一系統電腦124，其連接且控制每一連 接於大氣壓轉送室610的模組、及每一連接於次大氣壓轉送 21 1290861 室610的次大氡壓模組、並控制真空隔絕室6〇6、6〇8與自 動控制設備612、63 2之運作。電腦丨24使得從模組而來之 回饋訊號可用於控制晶圓行經系統6〇〇之流程，且/或控制其 他模組之製程或運作。 重要尺寸監視器 第7圖緣示一重要尺寸監視工具或度量衡工具700，其 可以用於量測例如形成於晶圓上之光阻圖案的寬度。 本發明可以度量衡工具700來進行，如第7圖所示。度 量衡工具700包括一成像器71〇以及一電腦/控制器124以電 子方式對此處所揭露作分析。電腦/控制器124典型地包括一 製程監視器730，用於顯示處理器72〇分析之結果。處理器 720可與一例如為半導體記憶體之記憶裝置740以及一電腦 軟體應用之資料庫系統750連通，電腦軟體應用之資料庫系 統750如眾所週知習知用於儲存製程資料的製造執行系統 (manufacturing execution system，MES)，處理器 720 亦與 一光晶格760及蝕刻器900連通。在本發明之實施例中，成 像器710可以為一光學重要尺寸監視器（〇CD)，例如美國加 州密爾皮塔斯（Milpitas)奈米公司（Nanometrics)的奈米光學 重要尺寸監視器9000，或者如美國專利第5,963,329號案中 所揭露之光學成像器。光學成像器710可使用分散公制 (scatterometry)或反射公制（reflectometry)技術，使用分散公 制作為檢測工具的如雷蒙（Raymond)於，，微影世界 (Microlithography World)”2000年冬季號所揭露之”應用於半 22 1290861 導體製造之角度分解分散公制（Angle-resolved scattermetry for semiconductor manufacturing)，，，使用反射公制作為檢 測工具的如李（Lee) 1998年於美國物理學院國際文獻：ULSI 技術之特徵描述與度量衡學中的，，圖案化結構之分散公制與 橢圓公制資料之分析”。

光學成像器710可以直接量測重要尺寸與光阻層上之一 般圖案的輪廓，如同溝渠及其他使用傳統光學檢測技術者。 例如’可進行一嚴格的接合波分析（RCWA)，其中根據一給定 波形的重要尺寸可被計算求出，就如同由光學檢測工具中的 處理器求出般。RCWA在1994年4月美國光學社團期刊第 11期”柵攔繞射之嚴格接合波分析之演算法”，以及1995年5 月第1 2期”表面釋放柵欄之嚴格接合波的穩定實現：加強透 明度矩陣方法，’中有被討論。

在一實施例中，成像器7 1 0可以為一重要尺寸掃瞄式電 子顯微鏡（SEM ; scanning electron microscope)，例如美國加 州聖克拉拉市應用材料公司之凡爾赛掃瞄式電子顯微鏡 (Versa，SEMTM) 〇 第8圖為根據本發明實施例製程控制主要步驟之流程 圖’應用於關於檢測一特徵（此後稱為一目標特徵（target feature))，例如形成於光晶格760處之半導體晶圓w上的蝕 刻光罩。於步驟810，參考資料庫已被建立，包括參考重要 尺寸以及SEM或OCD波形形式之波形’且局部儲存於檢測 工具700或製造執行系統750。相關於每一參考波形以及正 確的餘刻方法，則伴隨著波形被儲存。如果使用者需要的 23 1290861 話，輪廓影像也可以㈣存。參考請庫只在每—層被檢測 時才建立’例如當-系列製程步驟，如光晶格76g，建立使 用者決定必須被檢測之，，關鍵層”（critical layer)。黃金波形 (例如與存在於光學重要尺寸與/或其他特性之參考特徵相關 之波形）’在步驟8 2 0被選擇。 電腦/控制器124典型地包括一處理器72〇，例如一為處 理器，用於處理資料；及—監視器m，用於顯示或輸出資 料；及一輸入裝置732 ,例如一鍵盤或觸控螢幕；以及一記 憶體，例如一用於穩定資料的動態隨機存取記憶體（dram)。 具有未知重要尺寸與其它特性之圖案的晶圓w，從光晶 格760被帶至成像器760，其目標特徵在步驟83〇被成像器 7 1 0擷取影像，且其波形被儲存成一目標波形。在步驟8 4 〇， 目標波形與所儲存之黃金波形做比較，如果目標波形與黃金 波形在預設之極限内相符合，目標特徵之重要尺寸會藉由監 視器730之顯示回報給使用者，且伴隨一相配分數（matehing score)以指示目標波形與黃金波形間之偏差量（見步驟 841)。檢測之結果接著被送至執行系統750，而晶圓W被送 至蝕刻器900以進行後續製程。 如果目標波形並不與黃金波形相配，目標波形則與資料 庫裡的每一參考波形相比較，以確認參考波形大部分與目標 波形近似相配（見步驟850)。間接行進設定與步驟86〇之黃 金波形相關者相比較，以決定黃金波形之設定值與目標波形 之設定值間的差值dEdF，例如，決定關於黃金波形之焦距設 定值與關於目標波形之焦距設定值間的差值，然後決定黃金 24 1290861 波形之曝光設定值與關於目標波形之曝光設定值間的差 值。此資訊會被傳送至光晶格760，此處是用於修正行進設 定，以減少行進間之漂移（drift)，其可能造成後續處理晶圓 之重要尺寸偏差，應該指示行進所須之調整量，例如焦距' 曝光值或兩者皆是 接著，dE與dF與步驟870之預設門檻值相比較，如果 dE與dF並不大於預設門撖值，重要尺寸與目標特徵之相配 分數會在步驟87 1被報告，此檢測之資料接著會被送至執行 系統7 5 0 ’晶圓W則被送至餘刻器9 0 0。另一方面，如果d E 與dF大於預没門根值，重要尺寸與目標特徵之相配分數會 在步驟880被報告，接著dE與dF及相關之蝕刻方法，則被 送至触刻器900以調整（或更新）其餘刻方法以修正晶圓w 上完成之特徵的重要尺寸變異值。此蝕刻方法典型地可以在 一大約為1 00%或更少之範圍内調整重要尺寸。 步驟860與880之回饋與提供可以手動或自動之方式， 在手動方式中’使用者採用所報告之製程修正資料，並手動 地將其應用於光晶格7 6 0與/或餘刻器9 0 0。此使得使用者可 以進行專家輸入，以決定製程調整之所需。在自動之模式 中’製程修正資料自動地輸入至光晶格7 6 〇之行進或者餘刻 器900，以產生經由方法更新之修正。此模式可以藉由一軟 體介面來進行’其容許處理器720與蝕刻器9〇〇間、以及處 理器7 2 0與光晶格7 6 0間之聯絡。步驟8 7 〇之預設門植測試 了作為一感光性的過遽器以決定更新是否需要，自動模式為 較優越的，因為其可達成資料之快速回饋與一致。 1290861 本發明之上述實施例被描述為關於一”黃金波形，’技 術’然而，應可瞭解藉由任何可以對一姓刻方法以及特徵輪 廓與/或剖面，修正一有限元素分析法之晶格（或dF)的掃瞄式 電子顯微鏡之重要尺寸量測技術，可以用於本發明。此技術 之一例，在 Mark P· Davidson 與 Andras E. Vladar 在

Proceedings of SPIE期刊第3677期（1999年）發表之，，一種對 於掃瞒式電子顯微鏡線寬量測法之逆向發散方法，，（An

Inverse Scattering Approach to SEM Line Width

Measuerments)中有被論及。在此技術中，掃瞄式電子顯微鏡， 波形與Monte Carlo模擬之資料庫相符合，此資料庫適用於 預測一特徵（例如：輪廓）之側壁形狀與尺寸。 典型地，在許多（例如大約2.5個）晶圓後被完成之此 方法論，是藉由一光晶格760進行❶根據使用者之喜好，從 全部之晶圖挑選一部份進行檢測。例如，當製造微處理器 時，典型地挑選丨-3個晶圓做檢驗，然而，當製造例如動態 隨機存取記憶體之記憶裝置時’典型地只挑選i個晶圓做檢 驗。在所選之晶圓w上的一些（每一晶圓上大約917個） 位置通常藉由本方法論進行檢驗（例 * 佩概、例如，在步驟830作為目 標特徵），如果使用如果使用光學重 %干I要尺寸，每一晶圓皆可 被檢驗。 當一個或多個晶圓W上的一此目枵姓外各匕 一㈢標特徵在步驟880被減 檢測時，為了決定應用於此步驟之蝕 , <蚀刻方法，所有目標特徵 的重要尺寸可被平均，關於此平均重要尺寸的㈣方法則用 L周整所有的蝕刻製程。當一些目標特徵被檢測，為了決定 26 1290861 於步驟860回饋至光晶格760的行進焦距及曝光資料（dEdF) 以調整後續照相平版印刷製程，使用者可使用先前蒐集之製 程資料，以決定於所選定之晶圓w上哪個位置要被檢測，以 及哪一被檢測特徵之資料要用於調整光晶格7 6 〇。 本發明實施例之流程圖繪示於第8B圖，於步驟890， 使用者繪製範圍以定義重要尺寸之變異範圍，其經由在對一 些晶圓檢測之前使用本方法，這幾乎是所有晶圓製造廠所施 行之払準製程控制技術^其指示了晶圓的哪些區域典型地與 叹什值間具有小的重要尺寸變異，以及晶圓的哪些區域典型 地與設計值間具有大的重要尺寸變異。例如，某些晶圓製程 裝置（如光晶格760)製造之晶圓，在晶圓之圓心具有一小的 重要尺寸變異，而在圓周上具有大的重要尺寸變異。而其他 之裝置製造之晶圓，在靠近晶圓之角落具有大的重要尺寸變 異，而在環繞圓心之一寬帶上具有小的重要尺寸變異。在繪 製重要尺寸變異後，在步驟891使用者可確認晶圓上之某（些） 區域存在著不良的尺寸變異。 接著，使用者選擇一起始重要尺寸變異，以代表使用者 所希望修正之最小重要尺寸變異（見步驟892)。目標特徵接 著於步驟8 9 3使用所發明的方法作檢測（如上所述步驟8 3 〇 以及下列等步驟），目標特徵被選定，如此於步驟89丨所確定 之晶圓上最差部分之範圍可被提出。如果所檢測特徵所包含 變異值之範圍，小於預定之門檻值（見步驟894)，相關於任 一目標特徵之dEdF可被回饋至光晶格76〇以用於調整後續 之製程（步驟895)’因為其彼此相對地互相近似。另一方面， 27 1290861 如果所檢測特徵所包含變異值之範圍，大於步驟892所選之 預定門檻值’相關於步驟891預設較差位置之檢測特徵的 dEdF，被回饋至光晶格760(見步驟896),如此，較差之重要 尺寸變異於後續被修正。 在步驟897，被檢測特徵之重要尺寸被平均，在步驟 898，相關於平均重要尺寸的蝕刻方法被向前回饋至蝕刻器 900，以調整（或更新）蝕刻方法，以修正減測室裡晶圓上特徵 的重要尺寸變異值。如此，本發明之實施例允許使用者應用 資料，例如所蒐集包含重要尺寸之圖，其理所當然的獨立應 用於本發明，並降低製程間具有最低成本增加與檢測時間之 變異值。 蝕刻模組 如第9圖所繪示，為可根據本發明使用之蝕刻模組之一 例。第9圖繪示一蝕刻製程模組，例如美國加州聖克拉拉市 應用材料公司之DPS形式的金屬蝕刻室（DPS type Metal Etch Centura chamber)。此處所示蝕刻模組900之特殊實施 例僅用於說明本發明，且應不用於限定本發明之範圍。蝕刻 模组900包括一處理室91〇，一支撐裝置94〇可能在處理室 910的製程區945内，一基材930可藉由一機器手臂而位於 支撐裝置940上，基材93〇在蝕刻過程中可使用一機械或靜 電夾950而被維持於一位置，此機械或靜電夾95〇具有一溝 槽9 5 5 ’且其内部具有一例如氦氣之冷卻劑氣體，用於控制 基材930之溫度。 28 1290861 在基材之製程中、，處理室910可維持於一低壓，製程氣 體可經由一氣體供應器960導入處理室91〇,此氣體供應器 960具有一氣體源962以及大約位於基材93〇週邊之氣體入 口 964。或者，一蓮蓬頭氣體分配器（圖未繪示）可配置於基 材930之上方。製程氣體可被一氣體加能器所加能，此氣體 加能器將一高能電磁場耦接至製程區945，例如一感應、電 容、.或微波場❶在第9圖所示之版本中，一感應線圈965鄰 接於處理室910,當其被一線圈功率供應器970動力艇動時， 其可於處理室910内形成一感應電場，其操作使用一例如一 大約200至2000瓦特之源功率階的rf電壓。或者，一電容 電場可形成於處理室910。至少一部分之支撐裝置94〇可電 性導通以作為一陰極電極975 ^陰極電極975連接於處理室 930之側壁，而處理室93〇之側壁可電性接地以作為一陽極 電極980,如此陰極電極975於製程區945内形成製程電極， 且可電容耦接以加能製程空氣。陰極電極975可藉由一電極 功率供應器985而被提供功率，其操作使用一例如一大約1〇 至1〇〇〇瓦特之功率階的RF電壓。電容電場大致垂於基材93〇 之平面，且可加速電漿粒子朝向基材運動，以提供基材上更 多的垂直疋位非等向蝕刻。施加於製程電極975、98〇、及（或） 感應線圈965 < rf電壓的頻率，典型地從大約5QKHz至大 約6〇MHZ ’且更典型地至大、約2·2《13·56ΜΗζ。在-版本 中，電極975亦為電磁夾95〇中介電質之電極。 處理室910的天花板990可以為平坦狀、矩形、拱形、 圓錐形、鐘形、或多半徑的鐘形。在-版本中，感應線圈965 29 1290861 覆蓋至少一部份形狀為多半徑鐘形的天花板990 ’而感應線 圈965具有一變平坦的鐘形之形狀，如此提供了對電漿源功 率更有效的使用，也增加了直接在基材930中心處的電漿離 子通量均勻度。 耗盡的製程氣體與蝕刻殘餘物經由一排放系統995排出 處理室9 1 0外，此排放系統9 9 5可於處理室91 0内達成一低 壓，一節流閥200被提供於排放系統995以控制處理室910 内之壓力。又，可使用一光學終點量測系統（圖未繪示），藉 由量測（例如，符合一可偵測之氣體物特定波長之光散射的改 變）之方式或其他干擾公制（interferometric)技術來決定一特 定層的蝕刻製程是否完成。 在處理室910中進行一蝕刻製.程，可於製程區945内提 供一包括蝕刻氣體的加能製程氣體，”加能製程氣體”意味著 此製程氣體被活化或加能，以形成一或多個分裂物質、非分 裂物質、離子物質、以及中性物質。可選擇蝕刻氣體之組成 以提供高蝕刻率，以及對欲蝕刻之特定層具有高選擇性餘 刻〇 剝除工具600之使用方法 蝕刻/剝除工具600使用之一例，為用於一積體電路中， 將一導體層或導體膜之堆疊圖案化成一特徵，此種製程之一 例如第1 〇 A - 1 〇 E圖所示。根據本發明之實施例，如第1 0 A圖 所示之晶圓1000的晶圓或基材，被提供至F0UP 620的設傷 6〇〇，晶圓1000包括一形成於晶圓表面的覆蓋濺鍍導體膜 30 1290861 1002，此導體膜1002可以（但不限定）為例如一多晶矽膜或一 複合多晶矽/石夕膜疊層，其用於形成閘道電極或電容電極。在 實施例中，導體薄膜1002可包括一介電硬罩幕，例如氮化 矽或氮氧化矽膜，此薄膜可以為金屬或金屬合金膜，例如 鋁、銅、鎢或金屬膜之疊層，金屬膜之疊層包括一主導體層 1001、一阻障層 1003以及一抗反射鍵層（antireflective coating，ARC)1005，例如氮化鈦（TiN)/鋁（A1)/氮化鈦（TiN)

膜疊層*其用於積體電路中之連絡結構。形成於導體膜1002 上的為一罩幕1004’如眾》所週知的光阻罩幕，其上定義有一 圖案，用於形成於導體膜1002。為了根據本發明處理晶圓 1000，通往轉送室610的門為開啟的，就如F〇uP 622上連

门 〇口叫上mu稚田曰勒衩刺敦備612從F0UP 622移 出，且被帶入大氣轉送室610。自動控制設備612接著將晶 圓傳送至重要尺寸模組7〇〇，在重要尺寸模組7〇〇中，根據 第7圖描述之重要尺寸量測工具7〇〇在晶圓義上之不同 位置量測光阻層1004之重要尺寸。如果重要尺寸量測工具 量得之重要尺寸不符要求，自動控制設備“ 或者，若重要尺寸不符寸要模 彻中移出以準備重新力/’日日圓麵會從重要尺寸模組 光阻罩幕904剥除。剝 1送入剝除室40〇，依前述將 並送入濕式清潔室咖以^日圓接著從剝除模組中移出， 可被移出清潔模組2〇〇 ::上述之濕式清潔。晶圓然後 光阻面罩與圖案化。…4 _夕卜，並可準備進行一新的 31 1290861 如果重要尺寸符合所希望之結果，晶圓1000自重要尺 寸模組700移出，並藉由自動控制設備612帶入傳送室610。 真空隔絕室606内之壓力接著被帶入大氣壓力，傳送室610 與真空隔絕室6 0 6間之門6 0 5開啟，晶圓藉由自動控制設備 612置入真空隔絕室606内。傳送室610與真空隔絕室606 間之門605接著關閉，真空隔絕室606内之壓力降低至次大 氣壓傳送室630内之壓力。 接者，早晶圓真空隔絕室606與次大氣壓傳送室630間 之門607被開啟，自動控制設備632將晶圓ι〇〇〇自真空隔 絕室606移出並帶入次大氣壓傳送室630。然後，若有需要， 如第1 0B圖所示之光阻修剪可施行於光阻罩幕9〇4，以產生 一較小尺寸之光阻罩幕1〇06，其則可以單獨進行微影。光阻 修剪可藉由將晶圓暴露於薄的氧氣電漿而發生於蝕刻室900 或900B、或者剝除室4〇〇b或400C，光阻修剪步驟為選用的 步驟。 其次’至钱刻室900的門被開啟，晶圓1〇〇〇自次大氣 壓傳送室630傳送至蝕刻室9〇〇，然後門便關閉。接著，導 體膜1002對齊光阻罩幕1〇〇6(或1〇〇4)進行非等向性的蝕 刻，以將堆疊濺鍍導體膜1002圖案化成特徵1008。自重要 尺寸模組700所得到之重要尺寸量測結果，可用於決定蝕刻 參數，例如用於蝕刻步驟之蝕刻氣體、時間、壓力、以及功 率。 當钱刻一含有金屬的材質時，蝕刻氣體可以包含一或多 種含齒素之氣體，例如氯氣（Ch)、三氣化硼（BCl3)、四氯化 32 1290861

碳（CC14)、四氣化矽（SiCl4)、四氟化碳（CF4)、三氟化氮（NF Ο、六氟化硫（S F6)、溴化氫（HBr)、三溴化硼（BBr3)、CHF3、 CF 3，及相似者，且可選擇性地加入一或多種附加氣體，例 如惰性或非反應氣體，如氫氣、氮氣、氧氣、氦·氧及相似者。 在一示範製程中，抗反射材質1005藉由將基材1〇〇〇暴露於 一加能製程氣體以進行蝕刻，此加能製程氣體包括蝕刻氣 體，其包含例如在大約8mTorr的壓力下大約90seem的氯氣 以及大約30sccm的三氯化硼（BCh)、大約1600瓦特的源功 率階、大約145瓦特的偏壓功率階、大約8mTorr的背側氦 氣壓力、以及大約50° C的陰極溫度。主金屬導體1〇〇1接 著可被一加能製程氣體蝕刻，此加能製程氣體包括蝕刻氣 體，其包括例如：大約80sccm的氣氣、大約5sccm的BC13、 在大約14mTorr的壓力下大約lOsccm的CHF3、大約1600 瓦特的源功率階、大約1 50瓦特的偏壓功率階、大約8mTorr 的背側氦氣壓力、以及大約5 0 ^ C的陰極溫度。之後，擴散 阻障層1 003以及選用的一部分基礎氧化層1〇〇7 ,可被導入 之一加能製程氣體蝕刻，此加能製程氣體包括例如··大約 30sccm的氯氣、大約 5sccm的二氣化硼（BC12)、在大約 lOmTorr的壓力下大約30sccm的氮氣或氬氣、大約1600瓦 特的源功率階、大約125瓦特的偏壓功率階、大約8mTorr 的背側氦氣壓力、以及大約5 0 ° C的陰極溫度。 在導體膜1 002已被餘刻之後，處理室900内之壓力被 帶至次大氣壓傳送室630内之壓力，蝕刻模組900與次大氣 壓傳送室6 3 0間之門6 3 7開啟，晶圓1 〇 〇 〇從钱刻模組9 〇 〇 33 1290861 被移除且被自動控制設備632帶入次大氣壓傳送室63〇。接 著，晶圓1000被傳送至剝除模組400B，且剝除模組4〇〇B 與次大氣壓傳送室630間之門633被封閉。光阻罩幕1〇〇6 接著如上述於剝除模組400B内被剝除，如第1 〇d圖所示。 如果導體膜為一石夕膜，晶圓1 0 0 〇可先被置於濕式清潔模組 200(在剝除模組400之前），且被暴露於一快速稀釋的氫氟酸 (100:1)蝕刻劑，以移除從光阻1006之側壁的濺錢石夕，以獲 得剝除模組400中對光阻1〇〇6更加之剥除效果。 乾室清潔製程也可包括基材500之後蝕刻鈍化 (post-etch passivation),特別是當在蝕刻製程中導體材質已 被蝕刻’以移除或使基材500上之腐蝕殘餘物不起反應作 用。為了使基材500不易起化學反應，可將一包括鈍化氣體 之加能製程氣體提供至製程區415内。鈍化氣體之組成被選 擇用以移除或使例如殘餘物75之腐蝕殘餘物不起反應作 用，或者預防腐蝕物或污染物形成於蝕刻後之基材上。鈍化 氣體可包括水（士0)、氨（NH3)、雙氧水（仏〇2)、氧（〇2)、氮 (N2)、CF4、C2F6、CHF3、氫（H2)、C3H2F6、C2H4F2、或 CH3f。 在一版本中，任何含有氫的氣體或蒸氣可作為鈍化氣體，包 括風軋、水蒸氣、氨氣、曱醇、硫化氫、以及其混合物。在 一另一版本中，鈍化氣體包括⑴氨氣及氧氣（ii)水蒸氣，以 及選擇性的氧氣及氮氣。當鈍化氣體包括氨氣及氧氣時，氨 氣與氧氣之體積流率比一般為大約1:1至1:5〇，較典型的為 1:5至1:20’最典型的為ι:ι〇。對一 5公升容積的處理室1〇8, 一氣體流包括300sccm的氨及3000sccm的氧。或者，鈍化 34 1290861 氣體包括至少大約80%體積的氫氣，且典型地大約ι〇〇%體 積的氫氣，可被用於鈍化蝕刻殘餘物75。在一版本中，鈍化 氣體包括在大約1400瓦特之能階被加能的大約5〇〇sccm的 水，且在大約2Torr的壓力下被導入清潔處理室4〇〇約15 秒。當使用一喷水口（bubbler)時，一例如為氬或氦之媒介氣 體，可經由此喷水口將水氣傳送至真空處理室。或者，氧氣、 氮氣、或其他添加物可被加入鈍化氣體以加強鈍化之效果， 在此版本中，鈍化氣體包括至少大約1〇〇%體積的水❶氧與 氮添加之效果，決定於水蒸氣之體積流率（Vh2〇)對氧氣與氮 氣之混合體積流率（V〇2 + VN2)之體積比例。其作為一鈍化氣體 之合適比例為至少大約1:2，更典型的為從大約丨：2至2:, 且最典型的為大約1:1。伴隨著剝除製程以及如美國專利第 5，5 45，2 8 9號案所討論，鈍化可以為單一或多重步驟。在一版 本中’基材被暴露於鈍化氣體大約1〇至1〇〇秒的時間，更 典型的為大約4 5秒。在一版本中，一多循環（例如三循環） 的鈍化製程，發現對防止腐蝕特別有效。 一旦光阻層1006被有效地自基材1〇〇〇上移除，且金屬 特徵1008被鈍化（若有需要），剝除模組40〇b與次大氣壓處 理室630間之門633被開啟，晶圓1000被自動控制設備632 移出。真空隔絕室608内之壓力接著被降低，或維持在相似 於傳送室630内之次大氣壓力下，且門611開啟。晶圓1〇〇〇 接著被傳送至真空隔絕室608，而門611封閉。真空隔絕室 6〇8内之壓力接著藉由充入一氣體（例如氮氣）而被提高至大 氣壓力，門609接著被開啟，自動控制設備612將晶圓1〇〇〇 35 1290861 從真空隔絕室608移出。在此製程點，晶圓可被傳送入重要 尺寸模組700檢查圖案特徵1008之重要尺寸，或者可被傳 送入濕式清潔模組200以移除任何殘餘污染物或顆粒，如第 10E圖所示。晶圓1〇〇〇接著於濕式清潔模組2〇〇接受一濕式 ， 清潔製程，濕式清潔取決於需求可區分從輕清潔至加強清 潔。在模組2 0 0内足夠的濕式清潔後，自動控制設備612將 晶圓1000從清潔模組200中移出，且可以（丨）送入重要尺寸 模組700檢查重要尺寸（ii)送入整合式塵粒清潔模組3〇〇以 決定晶圓1000之清潔程度。如果晶圓1〇〇〇已足夠地清潔， φ 接著自動控制設備6 1 2將晶圓1 000從整合式塵粒清潔模組 300中移出，並傳送入FOUP 622。然而，如果晶圓1〇〇〇並 未足夠地清潔殘餘物，晶圓1 000可被傳送至耦棲於大氣壓 傳送室610的剝除模組400，且接著送入濕式清潔模組2〇〇， 或者僅送入濕式清潔模組200。晶圓1000接著可再一次於整 合式塵粒監測器6 1 8被檢測，而如果已被足夠地清潔，接著 被自動控制設備612移出並送入FOUP 622。 钱刻/剝除模組6 0 0之另一應用例為於一波紋或雙波紋 製程，如第11A-11F圖所示。波紋或雙波紋製程是用於形成 Φ 導體特徵，例如閘道電極、電容電極、互連結構，例如接觸 且插入於一介電層之通道（via)。在依波紋製程中，晶圓1丨〇〇 被提供具有一覆蓋沉積介電膜1104，例如（但不限定）二氧化 矽、SiOF、BPSG、未濺鍍之矽玻璃、或者有機介電物，且 可藉由任何習知之技術構成，例如（但不限定）化學氣相沉積 · (CVD)、高密度電漿（HDP)化學氣相沉積（CVD)及濺链。介電 36 1290861 層11 00可以為單一介電膜，或可以為介電膜之組成或疊層。 一例如為光阻罩幕之罩幕1102’形成於介電膜罩幕 1102被圖案化成具有開口 1103，其形成是根據介電膜11〇4 上所需金屬或導體特徵之位置。 根據本發明之實施例，一例如晶圓1 〇 〇 〇之晶圓被提供 至FOUP 620之系統600’在開始製程時，傳送室612與FOUP 622間之通道門621被開啟，其與FOUP 622上之門相同。 自動控制設備612將晶圓1100從FOUP 560移出並帶至傳送 室610，接著再將其送至重要尺寸量測模組7〇〇。光阻罩幕 1102之重要尺寸在晶圓上之不同位置被量測，以決定是否罩 幕之重要尺寸在規格内。如果重要尺寸不符規格之要求，晶 圓1100被自動控制設備612自重要尺寸量測模組700移出， 且可以被自工具600移出，或者可被置放於剝除模組4〇〇， 且接著於濕式清潔模組200以移除光阻罩幕11 〇2，如此晶圓 1100為準備好重工。如果重要尺寸符合規格之要求，晶圓 1100被自動控制設備612自重要尺寸量測模組700移出，並 將其帶入大氣傳送室612。真空隔絕室606内之壓力（如果並 未完全在大氣壓力下）接著被升高至大氣壓力，真空隔絕室 606與大氣壓傳送室610間之門605開啟，然後晶圓11〇〇傳 送入真空隔絕室606，之後門605關閉。真空隔絕室606内 之壓力接著降低至與次大氣壓傳送室630内相等之壓力，真 空隔絕室606與次大氣壓傳送室630間之門607接著開啟， 然後自動控制設備632將晶圓1100自真空隔絕室606移出， 並將其帶入次大氣壓傳送室630，自動控制設備632接著將 37 1290861 晶圓11〇〇傳送至蝕刻模組636，且蝕刻模組636與次大氣壓 傳送室630間之門637封閉。 接著，如第11B圖所示，介電層11〇4被蝕刻，例如， 非等方性的蝕刻，在對齊罩幕11〇2以形成圖案化的介電層 1106，其具有根據需要導體特徵之位置的開口 ιι〇8。所有習 知的蝕刻化學物可被用於蝕刻介電膜1丨〇4，如果介電膜丨1 為了被餘刻化學物钱刻之一氧化梦膜，例如（但不限定）^ 4、 hh。一旦介電層11〇4被充分地蝕刻，蝕刻室9〇〇與次大氣 壓室603間之門900被開啟，且晶圓11〇〇被自動控制設備 632移出，自動控制設備632接著傳送晶圓11〇〇至剝除或乾 式清潔模組400B，然後乾式清潔模組4〇〇B與次大氣壓傳送 室630間之門被封閉。光阻罩幕揍著於剝除模組4〇〇b被剝 除，如第lie圖所示。一旦光阻罩幕1102已被充分地移除， 剝除模組400與傳送室610間之門被開啟，自動控制設備612 將晶圓1100自剝除模組400移出，並帶至大氣壓傳送室 61 〇。再光組於模組400剝除後，光阻殘餘及（或）蝕刻殘餘可 能保留於晶圓1100上。 自動控制设備6 3 2接者將晶圓11 〇 〇傳送入真空隔絕室 608，且真空隔絕室608與次大氣壓傳送室63〇間之門被封 閉。真空隔絕室608内之壓力接著藉由導入一例如為但氣之 氣體而被升高至大氣壓力。一旦處理室達到大氣壓力，真空 隔絕室608與大氣壓傳送室610間之門被開啟，自動控制設 備612將晶圓11〇〇自真空隔絕室608移出，並帶至大氣壓 傳送室ό 1 0 〇 38 1290861 此時，若有需要，晶圓11 00可被投入重要尺寸監測工 具70〇以量測圖案化介電層n〇6的重要尺寸。測定蝕刻結 果疋否符合規格，重要尺寸之結果可使後續蝕刻之晶圓於蝕 刻模纟且900的蝕刻參數最佳化。 之後，如第11 C圖所述之晶圓1100被傳送至濕式清潔 模組200，且濕式清潔模組200與大氣壓傳送室610之間的 門封閉。晶圓1100接著於上述之濕式清潔模組2〇〇進行濕 式清潔以移除殘餘物U i 〇，如第丨i D圖所示。一旦晶圓已被 足夠地濕式清潔，晶圓11〇〇被自動控制設備612自清潔模 組614移出，並被傳送至整合式塵粒監測工具618，晶圓11〇〇 接著於整合式塵粒監測工具300中被掃描以檢查晶圓1100 上之塵粒含量，以決定晶圓uoo是否已被足夠地清潔。如 果晶圓11 00並未被足夠地清潔，自動控制設備6丨2將晶圓 1100自整合式塵粒監測工具3〇〇移出，並將其傳送至剝除室 400/濕式清潔室200，或者剝除模組4〇〇再濕式清潔模組 2〇〇 ’此取決於整合式塵粒監測工具3〇〇所偵測到殘餘物之 量與形式。而如果晶圓Π 00並已被足夠地清潔，晶圓11 〇〇 自整合式塵粒監測工具300移出，並傳送至大氣壓傳送室 61〇’接著自動控制設備612接著將其自大氣壓傳送室610 移出並置入FOUP 622。 在此製程點，晶圓1 1 〇 〇可被傳送至一金屬沉積模組處 理室’此處一金屬膜1112或者膜之疊層覆蓋沉積於晶圓1100 上’如第11E圖所示。導體膜1112填滿形成於介電層1106 上的開口 1108内，並形成於介電層11〇6之上方。接著，晶 39 1290861 圓11 0 0被傳送至一平坦化模組’例如一化學機械平坦化機 器’此處導體膜1012被回復平坦，以移除介電膜η%上方 之導體膜’如第11F圖所示。波紋化製程之最終結果為於介 電層1106形成與其同平面的導體特徵m4。此時，根據本 發明之波紋製程便已完成。再另一實施例之波紋或雙波紋製 程，系統600可被改變以一第二蝕刻室9〇〇b , —例如為化學 氣相沉積室或濺渡室之金屬處理室於此處使用。以此方式， 在晶圓11 00已被足夠地濕室清潔（如第丨圖所示）且已通過 模組3 0 0中之塵粒檢測後’晶圓11 〇 〇可被傳送經過真空隔 絕室6 0 6以回到次大氣壓傳送室6 3 0，並置放入沉積膜111 2 之導體膜沉積室，如第11E圖所示。在膜m2沉積後，晶 圓自導體膜沉積室移出，並送入次大氣壓傳送室632，傳送 經過真空隔絕室608而進入大氣壓傳送室5 1 0，此處晶圓可 被移出而進入FOUP 620。若有需要，晶圓可被傳送入整合 式塵粒監測器6 1 8，以檢查沉積製程中之缺陷或塵粒，接著 晶圓再從大氣壓傳送室610移出。或者，若有需要，晶圓11〇〇 在膜沉積後，可於模組400内進行乾式清潔及（或）於模組2〇〇 内進行濕式清潔。 钱刻剝除工具600的另一種用途為剝除形成於積材上之 氮化矽膜，並後續用於清潔晶圓以除氮殘餘物與塵粒。一般 而s ’氣化石夕膜被具有低蝕刻率的熱磷酸所移除，因此其需 要長的製程時間。如此，氮化矽膜一般均於一批量（一次 35_5〇片晶圓）形式之製程中被移除。蝕刻/剝除工具600可被 用於剝除單晶圓形式之晶圓上的氮化矽膜，並不需侵蝕或蝕 40 1290861 刻現存之氧化膜，且可以一較經濟之成本效率時間來移除氮 化矽膜。 為了使用工具1600去移除一氮化石夕膜，全部所需為至 少一在次大氣壓傳送室6 3 0内之餘刻模組9 00、至少一在大 氣壓傳送室6 1 0之濕式清潔模組200。在本發明氮化矽剝除 模組之一實施例中，工具600包含多個位於次大氣壓傳送室 630之蝕刻模組9000、以及多個位於大氣壓傳送室61〇之濕 式清潔模組200。在本發明之實施例中，濕式清潔模組2〇〇 與蝕刻模組9000之數量，將與氮化物剝除及清潔製程所需 之次數達到平衡，如此使得餘刻模組之使用達到最大。 根據本發明之實施例，使用設備600剝除氮化石夕膜之方 法之一例，如第16A-16C圖所示。第16A圖所示，為一具有 氮化碎膜1604之基材或晶圓1600，在一典型應用中，形成 一氧化物光阻罩幕，其用於單晶矽基材16〇2上形成一淺溝 渠絕緣區1608(典型地一薄墊氧化物1606形成於氮化矽膜 1604與單晶矽基材1602之間）。罩幕16〇4用於定義基材16〇2 上溝渠形成之位置，以形成淺溝渠絕緣區16〇8。又，氮化石夕 膜1604提供一氧化光阻罩幕，以防止淺溝渠絕緣區1608内 之熱薄膜氧化物（thin thermal oxide) 1610的形成過程中下方 石夕層氧化。後續溝渠會被填入沉積氧化矽層1 6 i 2 ,並被研磨 回與氮罩幕1604之上表面同平面，如第16A圖所示。氮罩 幕1604也以相同之方式使用於局部矽氧化（L〇c〇s ; L〇cal Oxidation 〇f Silicon)絕緣區之形成。兩例中，在絕緣區形成 後，有需要不經蝕刻而移除氮罩幕16〇4，或不影響淺溝渠絕 41 1290861 緣區1 6 0 8之完整性。

於是’ 一具有氮化膜之基材或晶圓（例如具有氮化膜 1604之基材1600)被帶入FOUP 622内之設備600。為了根據 本發明處理晶圓1 600，通往傳送室6 1 0之門被開啟，如同連 通至FOUP 622的門，且晶圓16〇〇自FOUP 622移除，並被 自動控制設備612帶入大氣傳送室61〇。大氣傳送室610與 真空隔絕室606間之門605接著被開啟，自動控制設備612 將晶圓1600傳送入真空隔絕室606，P1 605接著封閉，真空 隔絕室606降低次大氣壓傳送室63〇内之壓力，一旦到達次 大氣壓傳送室630内之壓力，門670開啟且自動控制設備632 將晶圓1600自真空隔絕室606移出，並傳送入次大氣壓傳 送室630。晶圓1600接著自次大氣壓傳送室630傳送至蝕刻 模組900,次大氣壓傳送室630與蝕刻模組900間之門封閉， 並將蝕刻模組900内之壓力降至所需之壓力。

接著，以乾式電漿剝除氮化矽膜1 604，此乾式電漿使用 一包括例如為CF4、C2F6之化學物質。晶圓於模組900内暴 露於剝除電漿中，直至氮化矽膜1 604被充分地剝除為止。 在剝除氮化矽膜1 604後，矽殘餘物1 61 4可遺留於單晶矽基 材1602(或者氧化物墊1606)上，如第16B圖所示。 在剝除氮化矽膜1604後，剝除模組900内之壓力被帶 至次大氣壓傳送室630内之壓力，且次大氣壓傳送室630與 餘刻模組900間之門，自動控制設備632接著將晶圓1600 自剝除模組900移出，並將其置入其中一真空隔絕室1606 或1608。真空隔絕室内之壓力接著被帶至大氣壓力，大氣壓 42 1290861 傳送室與真空隔絕室間之門接著被打開，自動控制設備6 1 2 接著將晶圓1 600自真空隔絕室移出，並將其置入濕式清潔 模組200，在濕式清潔模組200中，晶圓1600被暴露於一如 前述之濕式清潔製程。濕式清潔製程可區分為只包含去離子 水清潔劑之輕（light)清潔，至使用如前述之清潔溶劑與蝕刻 劑之重式（heavy)清潔。

一旦晶圓1600已充分地清潔塵粒與殘餘物1614，晶圓 1600於模組200中旋轉乾燥，接著，自動控制設備612接著 將晶圓1600自濕式清潔模組200移出，並將其置入大氣傳 送室610，自動控制設備612可i)將晶圓送入FOUP 622或 624藉以完成製程，1丨）將晶圓送入整合式塵粒監測工具3〇〇 以檢查晶圓表面之塵粒或殘餘物。如果依據掃描之結果，在

檢視表面之内容物後，基材16〇〇被置入整合式塵粒監測工 具3 00 ’晶圓可被移至F〇Up 622，或被送回濕式清潔模紐 2〇〇或蝕刻模組900，以進行下一步驟之製程。又，·表面監 測所獲得之資料，可被控制器丨24所應用於決定剝除後續晶 圓上之氮化矽1604的製程參數，且可用於決定濕式清潔損 組2〇〇中清潔後續晶圓之清潔參數。例如，如果在ιρΜ模翻 3〇〇的掃描過程中，很明確的發現有氮化矽，對後續晶圓可 增其於蝕刻模組900内之暴露時間或者更換製程化學藥劑， 或者如果發現塵粒，一更加強之清潔製程可用於後續之晶 圓。製程參數之改變，可由合成控制器124從_儲存之檢凑 «公式而決；t，此檢查表或公式乃相關於晶s 16〇〇塵相 掃描之製程參數，應可轉的是，氮切膜用於其他用途而 43 1290861 非用於形成絕緣區時，其可以相同之方式予以剝除或移除。 羞-i^清潔/蘭i曾艺藍 第12圖緣示另一大氣壓/次大氣壓製程工具12〇〇，製程 工具1 200為一整合式清潔/閘道工具，其可用於清潔一晶圓 並於石夕單晶基材或蠢晶層（epitaxial layer)上形成一高品 質的閘道η電層或閘道電極。在本發明之實施例中，製程工 具1200包括一模組，其用於形成一高介電係數膜，例如金 屬氧化介電物、五氧化紐或氧化鈕。 整合式清潔/閘道工具1200包括一大氣平台12〇2以及一 次大氣平台1204。大氣平台12〇2與次大氣平台12〇4藉由一 單晶圓真空隔絕室1206或較佳為兩單晶圓真空隔絕室 1206、1208耦接。大氣平台12〇2包括一中央大氣轉送室 1210,其内部具有一晶圓操控裝置1212。直接連接於中央大 氣轉送室1 2 1 0的為一單晶圓濕式清潔模組2〇〇、一整合式塵 粒監測工具300、以及一整合式厚度監測工具129〇。濕式清 潔模組200、整合式塵粒監測工具3〇〇、及整合式厚度監測 工具1290分別經由一分離的、可封閉之開口或狹縫闊（sHt valve)而連接至傳送室121〇。操作過程中大氣轉送室121〇 大約維持在大氣壓力下。在本發明之實施例中，大氣轉送室 uio可開放或暴露於其所位於之半導體製造，，清潔室，，（clean room)之大氣中。在此例中，大氣轉送室121〇可包含一例如 為兩效率微粒空氣過濾器之上部過濾器，提供一乾淨空氣或 例如為氮之惰性氣體的高速氣流，以防止污染物進入大氣傳 44 1290861 送至内。在另一實施例中，大氣轉送室1 2 i 〇為一封閉系統， 並含有其自有之乾淨空氣或例如為氮之惰性氣體的大氣環 境0 大氣轉送室1210包括一晶圓操控之自動控制設備 1 2 1 2 ’其可以於一大氣製程工具1 202内將晶圓從一模組傳 送至另一模組。載本發明之一實施例中，晶圓操控之自動控 制設備1212為一雙槳、單臂、單腕之自動控制設備，其操 控槳可對連接於單臂末端之單軸作旋轉。 也連接至大氣製程工具1202的為至少一晶圓輸出/輸入 模組1220，或用於將晶圓置入或取出於系統12〇〇的容器。 在本發明之實施例中，晶圓輸出/輸入模組122〇為前端開口 一體成形的容器（front 〇pening unified pod，FOUP)，包含約 1 3-25個水平間隔之晶圓的卡式盒。在本發明之一實施例 中，設備1200包括兩個FOUP 1220與1222，一用於將晶圓 提供入系統1200内，一用於將已完成或經處理過之晶圓自 系統1200移除。大氣轉送室1210包含可封閉之通道門52卜 用於許可晶圓傳入或傳出大氣轉送室121〇。每一 FOUP具有 一通道門1221，且每一通道門鄰接於每一 FOUP相對側之 門’如此當大氣轉送室1 2 1 0之門1 22 1開啟時，也打開通往 FOUP之門，以使得自動控制設備ι212可以進入FOUP。 耦接於大氣轉送室1210及FOUP 1220與1222之相對側 的為一單晶圓真空隔絕室1206以及典型地一第二單晶圓真 空隔絕室1208。單晶圓真空隔絕室1206與1208使得一晶圓 可由大氣轉送室1210之大氣環境傳送至平台1204之次大氣 45 1290861 壓環境’亦使得晶圓可由次大氣壓平台1 204傳送至大氣轉 送室1210。一可封閉之門1205位於單晶圓真空隔絕室12〇6 與大氣轉送室1210之間，而一可封閉之門1207位於單晶圓 真空隔絕室1206與次大氣轉送室1224之間。相同地，一可 封閉之門位於單晶圓真空隔絕室1 2〇8與大氣轉送室1 2丨〇之 間，而一可封閉之門111位於單晶圓真空隔絕室12〇8與次 大氧轉送至1224之間。粞接於每一單晶圓真空隔絕室1206 與1208的為一真空源，其使得單晶圓真空隔絕室12〇6與 1208内之壓力可獨立地降低。又，耦接於每一單晶圓爲空隔 絕至1206與1208的為提供例如為一惰性氣體進入真空隔絕 至之氣體入口，其使得真空隔絕室内之壓力可升高至例如為 大氣壓力。以此方式，單晶圓真空隔絕室12〇6與12〇8内之 壓力可配合大氣轉送室1210或次大氣轉送室1224内之壓 力又’單晶圓真空隔絕室12 0 6與12 0 8為理想的低容積單 晶圓真空隔絕室，可於大氣轉送室與次大氣轉送室間快速地 傳送晶圓，然而，若有需要，單晶圓真空隔絕室12〇6與12〇8 可以為可挾持多片晶圓且較大的多晶圓真空隔絕室。 連接於單晶圓真空隔絕室1206與1208之相對端的為一 人大氣轉送室1224，其内具有一晶圓挾持裝置1226。次大 氣轉送冑1224⑨操作中及將晶圓傳送至不同次大氣壓製程 模組時，維持在一小於大氣壓之壓力，且較佳在1〇·3至5〇τ〇Η 之間。 直接連接於次大氣轉送冑1224的為一單晶圓熱處理室 13〇〇，其可用於產生：氧切或氮氧切或氮切介電層於 46 1290861 曰曰圓上。又’也直接連接於次大氣轉送室1224的為一多晶 夕/冗積至1 4 0 0，其可用於形成一多晶石夕膜，例如一多晶石夕閘 道電極。在本發明之一實施例中，製程工具12〇〇包括一高k 值之介電膜沉積模組1700,其直接連接於次大氣轉送室i224 以形成一高介電常數膜，例如氧化鈦氧化鈕氧化錘氧化銓之 金屬介電物。又，在本發明之一實施例中，設備12〇〇包括 一第二熱處理室1300以較佳地平衡經由製程工具11〇〇之晶 圓產S,熱製程工具13〇〇及多晶矽沉積室14〇〇經由分離 的、可關閉且可封閉的開口連接至次大氣轉送室丨224。 設備11〇〇也包括一系統電腦或控制裝置124，其耦接並 控制每一連接至大氣轉送室121〇的模組，並控制每一連接 至人大軋壓傳送至1 224的次大氣壓模組，及如同自動控制 设備1212、1226的操作般控制真空隔絕室12〇6、12〇8。電 腦124使得從模組來之回饋可用於控制經由過系統12〇〇之 晶圓流，且/或控制系統12〇〇之其他模組的製程或操作。 熱製裎模組 可作為熱製程模組1300或13〇〇B之熱製程模組之一 例，如第13A-B圖所示。第13A_B圖繪示因司徒蒸汽產生器 (insitu steam generati〇n，ISSG)製程工具 13〇〇，其可用於產 生一氧化膜，例如一高品質的閘道電極膜。ISS(}處理室丨3〇〇 可適用於包含含氮氣體，如此可形成氮化石夕膜或氮氧化石夕 膜。 模組1300如第13A圖所示，包括一真空處理室i3i3. 47 1290861 其被一側壁1 3 1 4及一底壁13 1 5所封閉。側壁1 3丨4與底壁 1315較佳由不鑛鋼所製成。真空處理室13 13之側壁ι314上 部藉由一 Ο形環1 3 1 6封閉於窗組立1 3 1 7。一輻射能燈管組 立1318被連接並配置於窗組立1317上方。輻射能燈管組立 1 3 1 8包括多個鶴絲電燈泡1 3 1 9，例如Sylvania EYT燈泡， 每一燈泡固設於可以為不鏽鋼、黃銅、銘或其他金屬材質之 燈管1321。 在側處理室1 3 1 3内，基材或晶圓1 3 61被由碳化矽所構 成之支撐環1362支稽於其角落，支擇環1362固設於一可旋 轉之石英柱1363，藉由旋轉之石英柱1363，支撐環1362與 晶圓1 3 6 1可被旋轉。一額外的碳化矽轉接環可被用於允許 不同半徑之晶圓進行製程（例如1 5Qmm及200mm)，支樓環 1362之外緣較佳地從晶圓1361半徑外部延伸少於兩英寸， 處理室1313之體積大約兩公升。 設備13 00之底壁1315包括一鍍金上表面1311，其用於 反射能量至晶圓1361之背面。又，快速加熱設備13〇〇包括 多個光纖探針1370,其配置穿過底壁1315,以偵測晶圓1361 背面多處之溫度。在晶圓1361之背面與反射面1311間之反 射產生一黑洞（blackbody cavity)，其使得溫度量測獨立於晶 圓背部之發射率，並因此提供了準確的溫度量測能力。 快速加熱設備1300包括一氣體入口 1369，其形成穿透 側壁1 3 1 4，用於喷射製程氣體進入處理室1 3丨3内，以使得 不同的製程步驟可於處理室内進行。連接於氣體入口 1369 的為一含有氧氣、例如為一槽之氣體源，及一含有氫氣、例 48 1290861 如為一槽之氣體源。在本發明之一實施例中，一例如氨氣 (nh3)、一氧化二氮（n20)之含氮氣體，被產生以形成氮氧化 石夕膜。在側壁13 14、位於氣體入口 1369相對側的為氣體排 放口 1 368。氣體排放口 1368連接於一真空源，例如一果浦， 以將製程氣體從處理室1313排放，並降低内處理室1313之 壓力。當製程氣體於製程中連續地充填入處理室内時，真空 源可維持其所需之壓力。

燈管1 3 1 9包括一如線圈般纏繞的燈絲，其軸心平行於 燈管殼體。大部分的光線平行於軸心而朝向燈管周圍之壁面 發射，燈管之長度選擇至少與相關之燈具等長，其可較長以 提供到達晶圓之能量不會被增加的反射所減弱。燈管組立 13 1 8較佳地包括1 8 7支燈管，以六，角形陣列或蜂巢型配置， 如第13B圖所示。燈管1319被配置以合適地覆蓋整個晶圓 1361及支撐環13 62之表面，燈管1319於一區域内被群組 化，其可被獨立地控制以對晶圓1 3 6 1提供非常均勻的加熱。 加熱燈管1 32 1可被流通於不同燈管間之冷卻劑（例如水）所 冷卻，輻射能源1 3 1 S包括多個燈管1 3 2 1及相關之燈具 1319，其允許在真空處理室内加熱一基材時使用一薄石英窗 作為觀測窗口。 窗組立1317包括多個短燈管1341，其以銅鋅合金焊接 於上/下凸緣板，而上/下凸緣板具有其封閉於外側壁1344之 外緣。一例如水之冷卻既可被喷射入燈管1 34 1間之空間以 冷卻燈管1 3 4 1與凸緣。燈管1 3 4 1表示為照明器具之燈管 1321，可表示為燈作之燈管圖形的水冷凸緣以三明治方式失 49 1290861 於兩石英板1347、1348之間。這些石英版以〇形環1349、 351封閉於凸緣周圍。上下凸緣板具有溝槽可提供燈管間之 通聯，藉由經一管子1 353使用泵浦抽氣，可於多個燈管1341 内形成真空，其中管子1353連接至其中一燈管1341，並藉 由凸緣表面上很小的通道或溝槽依序連接至其餘的燈管。如 此’當三明治結構被置放於一真空室i 3丨3時，典型地為不 鐵鋼材質且具有極佳的機械強度之金屬凸緣，提供了合適的 結構支撐。實際封閉真空室1313的較低石英窗1348承受較 [或無壓力差，其乃是因為在每一側的真空，如此其可以做 的很薄。窗組立1 3 1 7之轉接板概念使得石英窗為了清潔或 分析之目的可以很容易的被更換。又，窗組立之石英窗 1347、1348間的真空提供了防止有毒氣體從反應室内逸出的 額外保護等級。 快速加熱設備1300為一單晶圓反應室，其可以使晶圓 1 36 1或基材之溫度以25_丨〇〇〇c /sec之速率陡升。快速加熱設 備1300可稱為一，’冷壁”（c〇ld wall)反應室，因為在氧化過程 中之晶圓的溫度至少比處理室側壁1315之溫度高400〇c。加 熱/冷卻流體可以循環流經側壁1314及（或）底壁ι315，以維 持其在所需之溫度。對使用本發明之因司徒（insitu)濕氣產生 器的蒸氣氧化製程，側壁1 3 1 4及底壁1 3 1 5維持在比室溫（23 °C )高的溫度，以防止水氣凝結。快速加熱設備ι3〇〇較佳地 被裝配為群組工具之一部分，其包括一真空隔絕室及具有機 械手臂的轉送室。 50 1290861 化學氣相沉穑模組 第14A_14C圖繪示一低壓化學氣相沉積室 (LPCVD)1400,其可作為矽沉積模組14〇〇以沉積一摻雜或未 摻雜的多晶矽膜。本實施例中，第14A_14C圖所示之低壓化 學氣相沉積室1400,是由可以維持大於或等於1〇〇T〇rr之壓 力的材質所構成。為了例示之目的，此處描述一大約5·6公 升的處理室。第14Α圖繪示於一晶圓處理位置之處理室主體 1445内部，第14Β圖繪示於一晶圓分離位置之處理室的相同 視角，第1 4 C圖繪示在一晶圓負載位置之處理室的相同剖面 側視圖。在每一例中，晶圓5〇〇以虛線表示以指出其在處理 室中之位置。 第14A-14C圖繪示之處理室车體1445，其定義了為了 於晶圓上形成膜所需之製程氣體熱分解發生處之反應室（如 化學氣相沉積）。在一實施例中，處理室主體1445是由鋁所 構成’其具有給水被抽取經過至冷卻室1 445(例如一冷壁反 應室）之通道。存在於處理室1490内的為具抵抗性的加熱器 1480，其包括被軸1465支撐的感測器（suscept〇r)14〇5。感測 器1405具有一表面積用於支撐一例如為半導體晶圓ι4〇〇之 基材（圖示為虛線 製程氣體經由處理室主體1445之處理室蓋mo上表面 上的氣體分配部1420，進入封閉的處理室149〇。製程氣體 接著行經阻擋板1424,以分配氣體大約與晶圓表面積相符之 面積大小。之後，製程氣體分佈穿過穿孔的面板1425,面板 1425位於具抵抗性的加熱器上方，且連接於處理室 51 1290861 1490内之蓋子"30。本實施例中將阻擋板1424與面板1425 組合在一起的目的之一，是為了造成製程氣體在基材上的均 勻分布。

一例如為晶圓之基材1408，被置放於處理室1490内加 熱器1480的感測器1405上方，經過一入口部1440位於處 理室主體1 445的側部。為了使晶圓適於進行製程，加熱器 1480被降低，如此感測器1405之表面位於入口部1440之下 方，如第14C圖所示。藉由一自動控制設備傳送機構1226， 晶圓1408被傳送槳1441所承載進入處理室1490，且位於感 測器1405之上表面上方。一經承載，入口 1440便封閉，加 熱器1480先於一優先方向（例如朝上方）藉由一起重組立 1460(例如一步進馬達）朝向面板14,25。當晶圓500距離面板 1425為一短距離（例如400-700mils)時，其升高動作便停止， 見第14A圖。在晶圓製程位置’處理室1490有效地分成兩 區域：一在感測器1405上表面上方之第一區域以及一位於感 測器1 405上表面下方之第二區域。一般有必要去確認第一 區域的多晶矽膜結構。 在此製程點，受一氣體控制面板所控制之製程氣體，經 由一氣體分配部iWO、阻擋板1424、以及穿孔面板1425流 入處理室1490，製程氣體熱分解以於晶圓上形成一薄膜。同 時，一例如為氮氣之惰性底部清潔氣體，被導入第二處理室 區域以抑制薄膜於此區域形成。於一壓力控制系統中，處理 室1490内之壓力靠一連接於處理室1490的壓力調節器建立 與維持。例如，在一實施例中，其壓力是藉由如習知連接於 52 1290861 處理室主體1445的單調壓力調節器來建立與調整。在此實 施例中，早调壓力調郎器將壓力維持在等於或大於1 5OTorr 的程度。 殘餘製程氣體從處理室經由打氣板1485被抽治製 程主體1445之一側的收集容器（真空抽出器ι431)β打氣板 1485產生兩個流動區域並造成一氣體流樣式，而於基材上產 生均勻的矽層。

配置於設備之外部的泵浦1432提供了抽取管路1440内 之真空壓力（如第 WA-WC圖所示位於抽取管路144〇下 方），以同時經由真空抽出器1 43 1將製程氣體與清潔氣體均 抽出處理室1490外，氣體沿著一排放管路1433被排放出處 理室1490外。排放氣體經過管路1440之流率，較佳由一沿 著管路1433配置的節流閥1434來控制。處理室1490内之 壓力由感測器（圖未繪示）來監控，並藉由節流閥1434變化管 路1433之截面積來控制。較佳地，控制器1 24接收感測器 傳來指示處理室壓力之訊號，而調整節流閥1 434，如此維持 處理室1490内所需之壓力。適用於本發明之節流閥如 Murdoch所申請並讓渡給應用材料公司之美國專利第 5,000,225號案，其所完整揭露者包含於此處作為參考。 一旦晶圓製程已完成，處理室1390可被例如為氮氣之 惰性氣體剝除乾淨。在製程與清潔後，加熱器1480先被起 重組立1460移至次級（如下降）位置，如第14B圖所示。當加 熱器1480被移開，起重梢（pin)i495接觸位於處理室1490 底部之起重板1475,其中，起重梢1495具有一於感測器1405 53 1290861 表面經開口延伸之末端或貫穿鑽孔，以及自感測器1 4〇5之 次級（如較低）面以一懸臂形式延伸的第二末端。如第丨4B圖 所示，於一實施例中，在此製程點，起重板1475維持在一 晶圓製程位置（如第14A圖所示之相同位置）。當加熱器148〇 於次級方向上繼續移動，經由起重組立1460之動作，起重 梢1495維持不動，且最終延伸至感測器14〇5之上方或其上 表面，以將一處理過之晶圓從感測器1405表面分離，感測 器1405之表面移動至低於開口 1440的位置。 一旦處理後之晶圓自感測器1405之表面分離，自動控 制機構之傳送槳1441經開口 1440插入起重梢1495之下方， 並受起重梢149 5之承載。接著，起重組立146〇將加熱器148〇 及起重板1475在下移動至晶圓承載位置。藉由將起重板 於一往下方向上移動，起重梢1495也於一往下方向上移動， 直至處理過之晶圓表面接觸到傳送槳。經處理之晶圓接著被 例如一自動控制設備傳送機構！226經由入口部144〇移除， 其移除晶圓並傳送至下一製程步驟。第二片晶圓可接著承載 進入傳送室1490。上述之步驟一般顛倒過來用於將晶圓帶入 一製程點。一合適的起重組立146〇之詳細描述，如讓渡給 加州聖克拉拉市應用材料公司之美國專利第5,772,773號案。 在一间溫作業中，例如用於形成一多晶系膜的低壓化學 氣相沈積製程，處理室1490内之加熱器溫度可以為75〇艽或 更高。因此，處理室1490内之暴露元件必須適合如此高溫 之製程。此種材料也應適於可能被引進處理室149〇的製程 氣體及其他例如NF3的清潔用化學物質。加熱器148〇之暴 54 1290861 露表面可包含不同種類之材質，使此材質適合於此製程。例 如，加熱器1480之感測器1405與軸1465應包含相同的氮 化鋁材質。或者’感測器14 0 5之表面應包含高導熱氮化鋁 材質（在95%純度之等級，具有140W/mK的熱傳導係數）， 且軸14 6 5包含一較低熱傳導的氮化鋁。加熱器1 4 8 〇之感測 器1405典型地經由擴散式黏合或以銅鋅合金焊接的方式黏 接於軸1465’此種接合相同地將抵抗處理室149〇之環境。 第14A圖也繪示加熱器1480之局部剖面，包括感測器 1405與軸1465之剖面。於此圖示中，第14A圖繪示感測器 1405之主體具有兩加熱元件形成於其内：第一加熱元件145〇 與第二加熱元件1 457 ^每一加熱元件由與感測器之材質相 同、具有熱膨脹性質之材質所構成。合適的材質包括鉬 (Mo)。每一加熱元件包括一鉬材質之薄層，且呈線圈之外形。 在第14Α圖中，第二加熱元件1457感測器14〇5形成於 主體之一平面上，位於第一加熱元件145〇之上方。第一加 熱元件1450與第二加熱元件1457分別耦接至電源端子，電 源端子於一朝上之方向延伸，其導線經由一縱向延伸之開口 經過軸丨465而至電源，電源提供加熱感測器^…表面所需 之能源。於處理室蓋子内經開口延伸的為兩高溫計：第一高 溫計_與第二高溫計1415。每一高溫計提供關於感測器 1405表面（或感測器1405上之曰圚志品、a , ^ 工义日日圓表面）之溫度資料。也需 注意的是如第1 4 A圖中所示‘為w Λ Λ _ Τ所不加熱益1480的剖面有一熱電耦 1470’其延伸經過縱向延伸的開口，而經由軸η。至一正 好位於感測器14 0 5上表面下方之點。 55 1290861 介電沉_ _峭

=17A圖所示，為可用於本發明之高κ介電沉積模 二液體傳遞系統、化學氣相沉積室、排放系統、 穑一：’產生器’上述共同組成-獨特的系統，對於沉 :金屬氧化物薄膜特別有用，㈣其他需要低揮發前置液 仏化的薄膜。此系統亦提供一因斯圖（in_si叫清潔製程， 用於移除沉積於沉積室内表面的金屬氧膜。此系統亦可應用 於製造使用於超大型積體電路DRAM的金屬氧化介電物，以 及/、他需要’儿積南介電常數材料的先進特徵電子裝置。一般 而言，可應用本發明系統之裝置，其特徵為於例如為矽之合 適基材上具有一或多個絕緣層、介電層或電極材料。熟習此 技β者應可了解在不脫離本發明之範疇，可依此處所揭露 之說明書而使用替代的結構或製程。例如，本說明書並未描 述眾所週知的半導體製程設備與方法論，以避免不必要的混 淆本發明。

第17Α圖所示為本發明之高κ介電沉積模組17〇〇的透 視圖，其顯示本發明主要元件的相對位置。高κ介電沉積模 組1700包括一處理室1702、——熱排放系統17〇4、一遙控電 漿產生器1706、以及一蒸汽傳遞系統1708。如第17Α圖所 示其亦為一次大氣壓傳送室1224。處理室1702包括一蓋子 1710及處理室主體1712，且連接於中央傳送室1224。經由 蒸汽傳遞系統1708，氣體被供應至處理室1708内之製程區 (圖未繪不）’經過形成於入口區1714、混合區1716、中央區 56 1290861 1718的溫控管路。卡帶式的加熱器1720整合形成於每一區， 並連接個別的熱電耦與控制器，以維持管路内設定點之溫 度。為了能更清楚的說明，此處忽略熱電耦與控制器，其於 第17A圖中看不到，但此模組之外觀為位置整合於蓋子 1 7 1 〇、加熱器背板1 722後方的嵌入隱藏式加熱器。

處理室1 702產生之副產品經由加熱的排放系統1 704排 放出去，排放系統 1704經缶排放部 1724連接於處理室 1702。圖中亦繪示隔離閥1726、節流闕1728、處理室副產 品1730、冷u形管1 732、以及冷U形管隔離閥1734。為了 清楚起見，真空泵浦及晶圓製造廠排放系統之特定實施例並 未繪示。為了能夠更清楚的表示加熱過之排放系統1 704每 一元件間的交互關係與相對位置？封套式的加熱器、熱電 轉、用於維持排放部1 724内之設定點溫度的控制器、隔離 閥1726、節流閥1728、處理室副產品1 730、以及副產品線 1736已被省略。 遙控電漿產生器1706產生之活化物，經由活化物入口

區1740、活化物區1742及中央區1718内之管路，被提供至 處理室170 2内之製程區域。遙控電漿產生器17〇6之其他元 件’例如磁電管、自動調頻控制器1746、以及自動調頻器 1748，如第17A圖所示。 液體傳遞系統1708之一主要元件，為液體流量計175〇 及喷霧器1752。三向入口閥1 754允許先驅物（precursor)l756 或洛劑1758進入蒸汽傳遞系統17〇8。熱交換器176〇、1762 刀別將载子氡體及製程乳體預先加熱，加熱過之載子氣體行 57 1290861 經一載子氣體供應線1 764進行汽化，以於喷霧器内製造更 完整的汽化狀態，如同處理室1702之載子汽化液體。於喷 霧器内汽化之後，處理室副產品閥1 766允許蒸氣經由出口 1762轉向左至處理室1702内之製程區，或經由出口 1768向 左轉至排放系統1704’其中出口 1768搞接至加熱過之副產 品線1736。不但封套式的加熱器、熱電耦、用於維持製程副 產品閥1766與汽化先驅線1770内之溫度的控制器，而且封 套式的加熱器、熱電耦、用於維持副產品線1 73 6内之溫度 的控制器均已被省略，如此不致混淆液體傳遞系統i 7〇8之 元件、及這些元件與處理室1702及加熱排放系統ι7〇令之關 係。

不同元件間之大小與尺寸，以及彼此間之擺放位置關 係，是決定於本發明製程欲於其上形成元件之基材的大小。 此處將敘述本發明之一較佳實施例，其關於一適用於製程迴 路基材的高k值沉積模組，此基材例如為直徑20〇mm的石夕晶 圓。盡管以上所述為關於單一基材，一般熟悉半導體製程習 知技藝者，當可了解本發明實施例於單一處理室17〇2中亦 適用於多個基材。 第17B圖為第17A圖中製程系統1700之製程組立17〇2 的剖面圖，處理室主體1712及以鉸鏈連接於處理室主體1712 的加熱處理室蓋1710，一起與〇形環1770形成一溫度與壓 力控制環境或製程區域1772其可使一沉積製程或其他操作 於製程區域1772内進行。處理室主體1712與加熱處理室蓋 1 71 0較佳由堅固的材質構成，例如鋁、各種鎳合金、或其他 58 1290861 具有良好熱傳導係數之材質β 0形環1770可由Chemraz、 Kalirez、Viton或其他合適的密閉材質構成。 當蓋子1710如第17B圖關閉時，一環狀製程區1772便 形成，其是由蓮蓬頭1774、基材支撐1776、以及處理室之 壁1712所圍成。基材支撐1776(圖示於用於製程之上升部） 延伸經過處理室主體1712之底部，概入於基材支樓1776内 的為一電阻加熱器，其經由電阻加熱元件電連接插頭丨778 接收電源。一熱電耦與基材支撐1776熱接觸，以感測基材 支撐1776之溫度，其為一封閉迴圈的封閉迴路，可提供對 基材支撐1776的精確溫度控制。基材支撐177 6及基材1701 平行於蓮蓬頭1774,基材1701受基材支撐1776之上表面支 標’且被基材支撐1776内之電阻加熱器加熱至製程溫度（例 如在400°C至5 00°C之間），以用於使用本發明之方法與設備 形成钽薄膜。 處理室1702經由開口 1780連接於次大氣壓傳送室 1224，一狹縫閥1782將製程區1772封閉於次大氣壓傳送室 1224。基材支撐1776可垂直的移動以對齊開口 1780 ,當狹 縫閥1782開啟時，允許基材於製程區1772與次大氣壓傳送 室1224之間移動。基材1701可以為用於製造半導體產品之 基材，例如石夕基材及珅化鎵（gallium arsenide)基材，且可以 為用於其他目的之其他基材，例如用於製造平板面板顯示器 之基材。抽吸通路17 84及排氣部1786形成於處理室1712 内部，其用於移除製程操作於製程區1772内所產生之副產 品。排氣部1 7 8 6提供熱排放系統1 7 0 4與製程區域1 7 7 2間 1290861 之流體通聯。 現在轉至處理室1702的氣體傳遞特徵，經由管路1788 從液體傳遞系統1708來之製程氣體/先驅物混合物、以及經 由管路1790從遙控電漿產生器系統17〇6來的活化物，兩者 流經中央管路1792至形成於蓋子171〇的貫穿鑽孔（b〇re through) 1790由此，氣體與活化物流經阻擋板ι796及蓮蓬 頭1774至製程區域1772,本發明蓮蓬頭m4之特徵為多個 孔。 製程氣體與汽化先驅物及其混合物被提供至中央貫穿 鑽孔1794,其經由形成整體的溫度控制管路至熱的進料貫穿 組立1798。熱的進料貫穿組立1 798包括中央區n99、混合 沉積氣體進料區1 7 1 6、以及入口與混合區i 7丨4。儘管第i 7B 圖中之處理室1 702所繪示之實施例指出一熱的進料貫穿組 立1798包括三個分離區域1714、i716、i718，熟習此技藝 者應可了解這些區域可以合併，例如可以一單一區域取代混 合沉積氣體進料區1 7 1 6與入口與混合區丨7丨4，而不背離本 發明之精神。又，多個卡帶式加熱器1 7 2 〇分別g己置於每一 前述區域之内部，並進似於管路1792、1788、1797、1793， 其對特定管路之加熱器使用分離的控制器與熱電耦以維持 每一管路之设定點，為了可清楚說明，分離的控制器與熱電 耦被省略。 蓋子1710内也提供有一冷卻管路1791,其内具有循環 冷卻水且鄰近於0形環1770。冷卻管路1791可使蓋子171〇 維持一較佳溫度，並有助於蓮蓬頭之加熱，且可保護〇形環 60 1290861 1770免於高溫隻損壞而降低其密封品質，並藉此使其更能承 又遙控電漿產生器17〇6所產生並提供至製程區域PM的反 應物質的侵蝕。 如第17B圖所示本發明處理室之另一特徵，為蓋子ι7ΐ〇 内之嵌入式加熱器1789。處理室組立1702之此特徵使得蓋 子mo内鄰近於中央貫穿鑽孔1794、及蓋子171〇下表面與 蓮蓬頭上表面1787間之區域的溫度上升，蓋子與蓮蓬 頭上表面1 787間參照為氣體盒（gas b〇x)。形成於蓋子171〇 上表面的為一環狀溝槽，其形狀是根據嵌入式加熱器PM 的大小與形狀，以增加電阻加熱器1789與蓋子171〇間之接 觸面積與熱傳遞。沒有加熱器1 789 ,冷卻管路1791可以連 續地自蓋子1710移除熱，其結果，冷卻管路1791也影響蓋 子1710與先驅氣體接觸部位之溫度，例如環繞於中央貫穿 鑽孔1794與氣體盒之區域。當冷卻蓋子m〇之溫度增進了 〇形環1770之狀況時，冷卻蓋171〇之溫度也可能造成先驅 氣體不可預期之凝結。如此，可明暸電阻加熱器1 7 89被配 置以加熱蓋子1 7 1 0與汽化先驅氣體流接觸之部位，例如環 繞於中央貫穿鑽孔17 94與氣體盒之區域。如第17B圖所示， 例如，加熱器1 789可位於冷卻管路1 7〗9與中央貫穿鑽孔 1794之間，也可提供熱量至鄰近於阻擋板1796之蓋子表面。 遞系統 蒸汽傳遞系統1 7 0 8提供了 一方法與設備，對一基材 17〇1上沉積薄膜所需用之低氣壓先驅氣體提供了控制與重 61 1290861 複地汽介。甘rb u一方法提供了用於汽化TAETO與TAT-DAME 之直接啥jy» w. 貝射一普通之技藝可明暸以下詳述之個別或合併之 特徵1 ’使得蒸汽傳遞系統1708可以汽化並精確地控制液體 先‘驅物之傳遞’包括具有明確地比與用於習之氣體傳遞系統 中之先驅氣體低之壓力的先驅氣體，或者，更具體地，於一 大氣壓及100°C下具有低大約lOTorr之氣體壓力（第1圖）。

蒸η*傳遞系統1 7〇8之不同元件被配置鄰近於處理室 1702以減小噴霧器出口 1 752與製程區域1772間之氣體通道 的Λ控長度。盡管施行於半導體製程之技藝為將蒸汽系統配 置遠離於處理室，以確保耐用性或降低被製程系統佔據之清 潔空間的量，本發明之蒸汽傳遞系統1 708使用一創新簡潔 之3又计’其允許所有系統元件（較少體積之液體先驅氣體、載 子氣體以及製程氣體供應器）直接被配置鄰接於處理室 1702 ’以鄰近於先驅物與製程氣體室盡料貫穿孔。

一低氣壓之液體先驅物，如TAT-DMAE或ΤΑΕΤΟ，可 被儲存於大容積儲存容器1756，其被配置遠處或位於鄰近處 理室1702之主架構支·架上。儲存於容器ι756内之液體先驅 物維持於惰性氣體（如氦氣）之壓力下，大約l5_7〇psig。容器 175 6内之壓力提供了液體先驅物足夠的壓力，如此液體先驅 物可流動至其他蒸汽傳遞系統元件，而不需要泵浦來傳遞液 體先驅物。傳遞容器1756之出口被提供一關閉閥（圖未繪示） 以隔離大容量容器1756而儲存或補充液體先驅物。施壓於 容器1756之結果，容器1756之液體先驅物被提供至液體 供應線以及先驅物/溶劑入口閥1 754之先驅物入口。當調準 62 1290861 液體先驅物時’先驅物/溶劑入口閥1754提供液體先驅物至 ^驅物/溶劑出口，並進入先驅物/溶劑供應線而至液體流計 量器入口。液體流計量器1750量測先驅物流率，並提供流 、、至液體机什x器出口 5丨i的液體先驅物至汽化供應線i , 、、接著至以化入口。喷霧器1752連接於一熱的載子氣體（以 下詳述），將液體先驅物轉換成先驅物氣體。一例如為氮或氦 之載子氣體，在大約15psi之壓力下被提供至載子氣體熱交 換器入口 1761，載子氣體熱交換器176〇為一氣體至電阻加 熱器形式之熱交換器，像是商業上可購得之Lintec型號 HX-01機型。載子氣體熱交換器176〇將載子氣體預先加熱 至一溫度，如此熱的載子氣體蒸氣進入喷霧器1752時不會 干擾喷霧器！752内正在進行汽化之先驅物液體的有效汽 化。熱的載子氣體經由載子氣體供應線1764及載子氣體入 口而提供至喷霧器1752,熱載子氣體不應被不可控制地加 熱，因為載子氣體被加熱至進行汽化之先驅物的分解溫度 時，會造成先驅物於喷霧器1752内分解。因此，載子氣體 熱加熱器1 760應於一範圍内加熱載子氣體，此範圍之下限 為先驅物之凝結溫度，而其上限為先驅物之分解溫度。例如 為TAT-DMAE之鈕先驅物，其代表性汽化溫度為大約13〇 C ’且其为解服度大約為190C。例如為氮之典型載子氣體 可被提供至一喷霧器Ϊ 752 ,其可汽化例如為TAT_DMAE之 钽先驅物，在大約200與2〇〇〇標準立方公分每秒（sccm)以及 大約130°C與160°C間之溫度。這些條件造成汽化先驅物流 率在大約1〇·5〇毫克每分鐘之間。載子氣體之溫度可以至少 63 1290861 和載子氣體進入喷霧器1 752時之溫度一樣高 卩、田具不向於在 喷霧器1 7 5 2内被汽化時之汽化溫度）。必須特別考量的日 預防先驅物於噴霧器1752内之小口徑管路凝处· 疋 W、、’α，如此，喷 霧器1 7 5 2内載子氣體溫度低於汽化條件， 4死分地冷卻汽 化先驅物，其所造成之凝結應被避免。 遙控電漿 本發明之另一製程設備1 706為遙控電漿產生器17〇6， 如第17C圖所示，其相關於中央基材傳送室、處理室 _ 1702、以及熱交換系統1705之元件。遙控電漿產生器17〇6 於製程區域1772之外側或遠處產生一電漿，用於清潔、沉 積對齊或製程區域1 772内之其他製程。遙控電漿產生器 之優點為其產生之電漿或活化物可用於製程區内L /月潔或製程應用，不需隸屬於内部處理室元件（例如基材支撐 ::::或蓮蓬頭1774)，進行當習知RF能量施加於製程區： 么内產生電漿而行電漿撞擊之結果。遙控電漿產生器17〇6 ，幾種元件可見於第17C圖，如磁電管1744、自動調頻控制 器1746、絕緣器1741、自動調頻器1748、轉接管1 745以及 · 轉接管熱絕緣盤1747。 、礤電管組立1744包覆一磁電管，其產生電磁波能，電 、波管包括一熱燈絲圓柱陰極，其被一箱型陣列的陽極所包 圍田電源供應器提供一直流電源，此陽極/陰極之組立產生 強的磁場。進入之電子一與此磁場接觸，便循著一環型 · 路么移動於陽極與陰極之間。此環型運動於陽極陣列間造成 . 64 1290861 一電壓共振或電磁波。一天線將電磁波自磁電管1744導向 絕緣器1741及電磁波導引器1749，絕緣器1741吸收並消散 反射的能源’以避免損傷磁電管1744，電磁波導引器1749 將電磁波自絕緣器1741導向自動調頻器1748。 自動調頻器1748使磁電管1744與微波穴1743之組抗 相匹配’藉由調整電磁波導引器1749内三個微調端（stub)的 垂直位置’以達到反射能量之最大值。自動調頻器1748也 提供一回饋訊號給電磁波供應器，以連續地匹配實際前能量 至"又疋點。自動調頻控制器1746控制電磁波導引器1749内 三個微調端之位置，以減小反射能量，其亦可顯示微調端之 位置以及前能量與反射能量之讀數。 微波發射穴17 4 3為氣體或經由氣體供應器入口 1739供 應之氣體被離子化之位置，經由氣體供應器入口 1 739供應 之氣體進入微波發射穴1743内之水冷石英或藍寶石管，受 微波及離子作用而產生活化物，其可接著被用於製程區HU 内之α潔與製程操作。一此種清潔氣體為,當基材17〇1 ϋ在製程區1772内時，其可用於提供活化的氟以用於清 潔製程區1772 ^ —光學電漿感測器1 737偵測微波發射穴 1743内電漿是否存在，產生於微波發射穴Η"内之活化物 經由轉接管1745供應至活化物處理室進料貫穿孔1 735，轉 接管1745藉由轉接管熱絕緣盤1747隔離於處理室主體HQ 之高溫。 從活化物處理室進料貫穿孔1739,活化物傳送經過蓋子 貫穿孔，並進入與活化物區1742 一起之活化物入口區174〇, 65 1290861 於中央混合區1718内蓋子貫穿孔與中央氣體進料鑽孔1792 間，提供一以〇型環密封的活化物管路1790(如空氣密閉管 路）。 传用清潔/閘道工具1 2 0 0之 清潔/閘道工具1200可用於一基材上形成介電膜與閘 道，例如，如第1 5 A -1 5 D圖所示，清潔/閘道工具1 2 〇 〇可濕 式清潔一基材、監測濕式清潔之品質、於基材上形成一高品 質的閘道介電層、並接著於介電層上沉積一多晶矽閘道膜、 及接著量測所沉積閘道膜之厚度，一相同之製程可用於清潔 /閘道工具1200以形成電容介電層以及電容電極。 根據本發明之實施例，如第丨5 A圖所示之基材或晶圓 15 00，可被帶入一清潔/閘道工具120〇内之FOUP 1220，其 中，FOUP 1220載入於清潔/閘道工具12〇〇上。晶圓1500 典型地包括一形成於濺鍍單晶矽基材（或矽取向附生膜）15〇2 上薄的、具犧牲性的氧化層或原有的氧化層1504; —般而 言，例如塵粒之污染物會出現在具犧牲性的氧化層15〇4之 内部及（或）表面上。首先，通道門n2i開啟（如FOUP 1220 上之鄰接門）’自動控制設備1212接著自FOUP 1220移除晶 圓15 00’並將其帶入大氣壓轉送室m〇，且接著將其插入 清潔模組200。 接著’晶圓1 500被暴露於一濕式蝕刻劑一段足夠的時 間’一钱刻或剝除全部或部分具犧牲性的氧化層i 5〇4。具犧 牲性的氧化層1504可藉由暴露於一稀釋的氫氟酸溶液而被 66 1290861 蝕刻掉，去離子水與氫氟酸溶液之比例可為500:1 _10:1等。 其濃度與或餘刻時間典型地取決於具犧牲性的氧化層之厚 度以及要移除之膜的量。 的重工。 晶圓1 5 0 0接著被自動控制設備1 2 12自剝除模組2 〇 〇移 除並帶入大氣壓傳送室1210,若有需要，晶圓ι5〇〇接著被 傳送入i)整合式塵粒間控工具300或Π)整合式厚度量測工具 ^90，晶圓1 500可被送入整合式厚度量測工具ι29〇以量測 剩餘具犧牲性的氧化層1 504之厚度，以決定是否已移除之 膜的量太多、太少或正確。如果移除之膜15〇4太少，晶圓 1 500可被自模組1600移除，並置回濕式清潔模組2〇〇以進 一步蝕刻具犧牲性的膜1 506，額外蝕刻笋求的量，如整合式 厚度量測工具1 290所決定的，可被用於決定或控制其第二 蝕刻之製程參數，例如HF之濃度、蝕刻時間與旋轉速率， 以確保所需求具犧牲性的膜1506的量已被移除。如果移除 之膜1504太少，晶圓1500可被自模組16〇〇移除，並經由 大氣壓轉送室1210傳送出清潔/閘道工具1200外以進行額外 圓1 5 0 0可被自動控制 如果移除之膜1504正確， 設備1212自整合式厚度量測工具129〇移除；若有需要，可 傳送入整合式塵粒監測模組300。 在整合式塵粒監測模組300中， 第15B圖所示，晶圓

圓1500之第二清潔的量與形式可由對晶 «進行更多 對晶圓整合 1290861 式監測過程中接收到的資料來決定。 如果表面清潔程度已足夠，晶圓1500可自整合式塵粒 監測模組则移除，並送入大氣壓轉送室i2iG以於清潔/閑 道工具1200内之次大氣壓部12〇4進行更多之製程。 若有需要，當可明瞭晶圓可只被帶入整合式塵粒監測棋 組300而不帶人厚度監測卫具mG，或者只被帶人厚度監測 工具1600而不帶入整合式塵粒監測模組3〇〇。又，若有需要， 於製程中’曰曰曰圓被帶入整合式塵粒監測模组3〇〇可優先於被 ^入厚度監測卫具刪。又，應可瞭解每—晶圓需要的不只 是量測厚度及或塵粒，若有需要’可對例如每十片晶圓做污 點檢查m是否已達成合適的餘刻及（或）是否已移除塵 粒。在此例中，自整合式塵粒監測工具及或整合式厚度監測 工具mo來之資料’可用於調整後十片晶圓的剝除及清潔 方法。 當晶圓1 500已被蝕刻與清潔足夠（如第15B圖所示）門 U05被開啟且晶圓1500被自動控制設備i2i2自大氣壓轉送 室1210傳送入真空隔絕室12〇卜門12〇5接著封閉，且真空 =絕室1206被真空抽吸至次大氣壓轉送室1224之壓力。接 者，門1207被開啟，晶圓操控裝置1226將晶圓15〇〇自真 空隔絕室12〇6移出，將其帶入次大氣壓轉送室122扣然後， 晶圓操控裝置丨226將晶圓15〇〇帶入熱氧化處理室13〇〇，並 將其置於支稽器。接著，二氧切介電膜15〇8生成 於單晶矽基材1 502上，如帛15C圖所示。若有需要，在膜 生成之過程中，一含氮氣體或一可遙控產生的氮氣電漿可被 68 1290861 送入處理室1313内，以形成一含氮氧化矽1510或氮氧化石夕 膜。應可了解敗氧化梦膜比二氧化石夕介電膜具有較高的介電 常數。 為了於晶圓1500上生成一介電膜，處理室1313被封 閉，且其壓力被下降至比次大氣壓轉送室低大約20Torr。處 理室1313被真空抽吸至壓力足以移除處理室1313内之氨氣 (典型的氮）環境。處理室1313壓力下降至一預先反應之壓 力，其較因斯圖（INSITU)溼度產生器所製造之壓力為低，且 較佳為下降至比其低ITorr。 同時與預先反應壓力下降一起發生，電源被施加至燈泡 1319，其可依序照亮晶圓1500以及碳化矽支持環i 362，並 藉此加熱晶圓1 500與碳化矽支持環i 362至一穩定溫度《晶 圓1500之溫度比用於因斯圖（INsiTU)溼度產生器要起始一 含氫氣體與含氧氣體之反應所需之溫度（反應溫度）為低。本 發明較佳實施例中其穩定溫度大約為5〇〇°C。 一旦到達穩定溫度及預先反應之壓力，處理室i 3 1 3被 回填所需製程氣體混合物。製程氣體包括一蝕刻氣體混合 物’其包括兩種反應氣體：一含氫氣體與一含氧氣體，雨者 了在400-1250C之溫度一起反應而形成水。含氫氣體較传為 氫氣（HO ’但亦可以為其他含氫氣體，例如（但不限定）氨氟、 重氫、及碳氫化合物（如甲烷）。含氧氣體較佳為氧氣（〇2) ’ 但亦可以為其他含氧氣體，例如（但不限定）氧化氮。其他氣 體例如（但不限定）氮氣（N2)，若有需要，亦可以包含於製程 氣體中。含氫氣體與含氧氣體較佳於處理室1313内一起混 1290861 合，以形成#刻氣體混合物。 在本發明中，蝕刻氣體混合物之局部壓力（例如，含氫 氣體與含氧氣體之綜合局部壓力）受到控制，以確保安全之反 應條件。根據本發明，處理室1313被回填製程氣體，如此 蝕刻氣體混合物之局部壓力低於蝕刻氣體所需濃縮比例之 全部體積自然氧化的局部壓力，而不會產生一預定量的爆炸 壓力波。此預定量為處理室1313可信賴地操作而不會失敗 之壓力的量。 根據本發明，因斯圖溼度產生器較佳地於一反應室中完 成，其可信賴地操作一四個大氣壓或更多之爆炸壓力波而不 影響其完整性。在此例中，反應氣體濃度與操作中之局部壓 力較佳地不提供大於兩個大氣壓的爆炸壓力波，用於整個處 理室體積之爆炸燃燒。 在本發明中，藉由控制蝕刻氣體混合物的處理室局部壓 力任何含氫氣體與含氧氣體之濃度比例皆可被使用，包括 使用氣氣/氧氣比例大於2:丨之富含氫氣的混合物。例如，任 何含氫氣體與含氧氣體之濃度比例皆可被安全地使用，只要 蝕刻氣體混合物的處理室局部壓力在製程溫度下維持在小 於150T〇rr。含氫氣體與含氧氣體使用任何濃度比例的能力， 使其可以產生任何所需氫氣/水之濃度比之環境，或任何所需 氧乳/水之濃度比之環境。不論環境大氣為富含氧氣或蒸汽、 或田含氫氣或蒸汽，皆可大大地影響沉積膜1 5 1 0之裝置電 子特性。本發明可產生很多不同種類的蒸汽環境，因此可應 用於多種不同的氧化製程。 〜 70 1290861

在某些氧化製程中，可能需要一具有平衡氧氣之低蒸汽 濃度的環境。此種環境可以藉由使用包含10%氫氣及9〇% 氧氣之蝕刻氣體混合物而形成。在其他製程中，可能需要— 富含氫氣之蒸汽的環境（70% -80%氫氣/30% -20%水）。根據 本發明，藉由使用一包括5% -20%氧氣與剩餘氫氣（95% .8〇 % )之反應氣體混合物，可產生一富含氫氣、低蒸汽濃度的環 境。當可了解在本發明中，可使用任何比例之含氫氣體與含 氧氣體，因為熱晶圓提供一連續點火源以驅動反應。與高溫 火炬方法（pyrogenic torch method)者不同，本發明並不需要 限制特定氣體比例，以維持穩定的火焰燃燒。

接著，施加至燈泡1 3 19的電源增加，如此使晶圓6 1之 溫度迅速上升。晶圓61之溫度由穩定溫度跳升至製程溫度 的速率較佳為10-100 °C/sec，且最佳為50 °C/sec。本發明之 較佳製程溫度在600-1 150°C之間，且最佳為950eC。製程溫 度至少須為反應溫度（例如，必須至少為含氫氣體與含氧氣體 間被晶圓1 5 0 0起始反應的溫度），典型地為至少6 0 〇 °C。必 須注意的是真實反應溫度取決於反應氣體混合物之局部壓 力’以及反應氣體混合物之濃度比例，且必須在400-1 250°C 之間。 當晶圓1500之溫度跳升至製程溫度，其經過反應溫度 並4成3虱氟體與含氧氣體反應形成水汽或蒸汽。因為快速 加溫設備1300為一冷壁反應器，處理室1313内唯一足夠熱 以起始反應之表面為晶圓15〇〇與支撐環1362。如此，本發 明中座度產生反應發生於靠近晶圓1500之表面約lcm處。 71 1290861 本發明中溼度產生反應限制於大約兩英吋之晶圓内，或大約 支撐環1362延伸經過晶圓1500外緣的量。因為其為晶圓（及 支撐環）起始或開啟溼度產生反應之溫度，此反應可說是受晶 圓1 500(及支撐瓖1362)之溫度的熱控制。又，本發明之蒸汽 產生反應可稱為”表面催化，，，因為晶圓之熱表面有需要用於 發生反應，然而，其並不消耗於形成水蒸汽的反應。 接著，一旦已達到所需之製程溫度，晶圓1 5〇〇之溫度 被維持恆定一足夠長的時間，以使得含氫氣體與含氧氣體反 應形成之水蒸汽可以氧化矽表面或膜以形成二氧化石夕。晶圓 1 5 00典型地被維持於製程溫度30-120秒，製程時間及溫度 一般受氧化膜所需之厚度、氧化之目的、及製程氣體之形式 與濃度所支配。第1 5 C圖繪示因斯，圖溼度產生製程產生之水 蒸汽氧化矽表面而形成於晶圓1 500上之氧化層ι5〇8。應可 了解製程溫度必須足夠使得所產生之水蒸汽與矽表面產生 反應以形成二氧化矽。 接著，輸入至燈泡1319的電力被降低或關閉以降低晶 圓1 500之溫度。晶圓15〇0之溫度減少（陡降）和其可以冷卻 之速度一樣快（大約50 C /sec)。同時，氮氣淨化氣體被充填 入處理室1313,當晶圓1500及支撐環1362下降至反應溫度 以下，溼度產生反應便終止。再度地，當濕氣反應開啟或關 閉是受晶圓（及支持環）之溫度所支配。 接著，處理室1313壓力下降，較佳低於1T〇rr，以確保 ;又有殘餘的含il氧體與含乳氣體存在於處理室m3内。處 理室接著被回填氮氣至次大氣壓轉送室1224内之壓力，大 72 1290861 約20T〇rr，且晶圓1500被移出處理室i313以完成製程。 在此時，可能值得使用可以製造具有高濃縮比例水蒸汽 (例如> 40%之水）環境的含氫氣體與含氧氣體之濃度比例。 此種環境可由時刻氣體混合物所形成，例如，包括4〇% _8〇 。/〇氫氣/60% -2〇%氧。接近化學計量比例的氣體混合物可能 產生太多的易燃物質而獲得安全的反應條件。在此情況不， 一低濃度氣體混合物（例如，氫氣中低於丨5%的氧氣）可在步 驟306提供入反應室’晶圓溫度於步驟308提升至反應溫 度，且反應受低濃縮比起始。一旦反應起始，現存蝕刻氣體 之體積開始減少，濃度比例可以增加至所需之程度。以此方 式’反應起始可得之燃料的量維持得小且可確保安全之操作 條件。 在本發明之實施例中，使用一相對低、可起反應之氣體 的局部壓力於因斯圖蒸汽產生器，以得到更好之氧化率。已 發現提供氫氣與氧氣在lTorr-50Torr間之局部壓力，可得到 更佳之梦的氧化層生成專。也就是，對現有的一組製程條件 (例如氫氣/氧氣濃度比、溫度、及流率），石夕之氧化率於氫氣 與氧氣較低局部壓力（1 -50Τ〇ΓΓ)時實際高於氫氣與氧氣較高 局部壓力（例如50-100Torr)。 如第15C圖所示，在足夠的介電膜15〇8生成於單晶石夕 基材1 502上時，自動控制設備1226將晶圓1 500自熱氧化 處理至1 300移除。在本發明之實施例中，自動控制設備丨226 將曰曰圓1500傳送經過次大氣壓轉送室1224,並置放於高k 值介電模組1700，以沉積一高k值氧化金屬介電膜1511於 73 1290861 氧化石夕膜1 508或一含氮之氧化矽膜ι51〇上。在本發明之實 施例中，介電膜1 5 11為一過渡金屬介電膜，例如（但不限定） 五氧化钽（Ta2〇5)及氧化鈕（Ta〇2)。在另一實施例中，介電膜 1511為摻雜鈦之五氧化短膜。額外的介電膜mi可以為一 複合介電膜，其包括例如為Ta205/Ti02/ Ta205不同介電膜之 疊層。又’介電層208可以為例如鈦酸鋇锶（B sτ)及鈦酸錮 鉛（PZT)之壓電介電層或鐵電物質。 為了於晶圓1500上形成一介電層15π，基材可以至放 於高k值模組1700之處理室17〇2的基材支撐m6上，晶 圓1500接著被加熱至一需求之沉積溫度，處理室内之壓力 也下降至所需之沉積溫度。沉積氣體接著被沖填入處理室， 並自此形成一介電層。 為了藉由熱化學氣相沉積覆蓋沉積一五氧化钽（Ta2〇5) 介電膜，一包括组源及氧氣源的沉積氣體混合物可被沖填至 沉積室，且基材被加熱至300-500°C間的沉積溫度，且處理 室維持在0.5-1 OTorr間之沉積溫度，其中鈕源例如為（但不限 定

TAT-DMAE

)TAETO[Ta(OC2H5)5]

[T^OQHOdOCHCH^CH3)2]，氧氣源例如為 〇2或 n2〇。 熱基材上之沉積氣體流造成含有金屬氧化钽先驅物的熱沉 積，以及後續五氧化鈕膜的沉積。在一實施例中，TAET〇及 TAT-DMAE以10-5 0毫克每分鐘之速率充填入處理室，且 或NW以0.3-1.0SLM之速率充填入處理室。在進入處理室 之前，TAETO及TAT-DMAE可以直接以液體喷射或喷水器 提供入沉積處理室。一例如為N2、H2、He、速率為〇.3-1〇slm 74 1290861 之載子氣體可以用於傳送汽化之TAETQ & tat_dmae液體 進入沉積處理室U02。沉積一直持續直至介電膜1511形成 所需之溫度，五氧化钽（ThO5)介電膜具有5〇_2〇〇A間之厚度 以提供一合適的介電膜。 已經發現使用氧化氮（N2〇)作為氧化劑（氧氣源），在沉積 過程中其與氧氣相反地可以增進所沉積之五氧化钽（Tkh) ;丨電膜的電子特性，且可減少漏電流並加強所製造之電容的 電流容量。使用氧化氮（ΝΑ)作為氧化劑的結論有助於膜生 成過程中將碳自膜内移除，其有助於增進膜的品質。 在本發明之實施例中，介電層1511為摻雜鈦（Ti)之五氧 化鈕膜（Ta2〇5)，其可藉由化學氣相沉積提供一鈦源進入處理 室，例如（但不限定）TPWCuHMOdi)，以形成如上述之五氧 化鈕膜。TIPT以例如為異丙醇之溶劑稀釋，其可藉由直接液 體喷射或使用一喷水器及例如為氮之载子氣體充填入處理 室内。稀釋流率在5-20亳克/分鐘之τιρτ可用於產生一鈦摻 雜密度在5-20原子百分比、以及介電常數在2〇_4〇之間的五 氧化1«膜，精確的鈦摻雜密度可由不銅的鈕源流率來控制， 其相關於鈦源之流率。應可了解摻雜鈦（Ti)原子之五氧化鈕 膜（Tk〇5)比未摻雜者具有較高之介電常數。 在本發明之另一實施例中，介電層1511為一複合介電 膜’其包括例如為Ta2〇5/Ti〇2/ Ta2〇5不同介電材料之疊層。 TaWs/hO2/ Ta2〇5複合膜可先由沉積一如上述之五氧化鈕膜 而形成’在沉積一厚度在20-50A間之五氧化鈕膜後，鈕源 之机動停止’而以一例如為TIPT之鈦源流所取代，其流率 75 1290861 在5-20毫克/分鐘之間。在沉積一厚度在2(μ5〇人間之氧化钽 膜後，鈦源流被纽源流取代，並繼續沉積以形成一厚度在 20-50A間之五氧化鈕膜。在以三明治之方式將一高介電常數 的氧化钽膜夾於兩個五氧化钽膜之間，此複合疊層之介電常 數增加超過五氧化鈕之同質層。 接著’介電層1 5 11被遙控活化原子物退火，以形成一 退火介電層1511。介電層1511可於處理室1702内退火，而 處理室1702耦接於遙控電漿產生器ι7〇6。基材ι5〇〇接著被 加熱至一退火溫度，並暴露於微波穴1 743(基材所在之處理 室）内回火氣體分解所產生之活化原子物中。藉由於微波穴 1743内產生活化原子物，可不需將基材暴露於用於形成活化 原子物、但具危害性之電漿，即可完成從處理室1 7〇2遙控 之低溫回火。藉由本發明之製程與設備，可使用低於40〇cc 之回火溫度。使用遙控產生之活化原子物以回火介電層 1 5 11，使得回火溫度小於或等於介電層之沉積溫度。 在本發明之一實施例中，介電層1511為一過渡金屬介 電質’其與遙控分離氧氣所形成之可反應的氧原子一起回 火。介電層1511可於處理室1702内與可反應的氧原子一起 回火’此氧原子是藉由將包括兩種氧氣之SLM及一種氮氣之 SLM的回火氣體提供入微波穴1743，並施加一 5〇〇·15〇〇瓦 特間之能量至磁電管302，以產生一微波而導致一可點火回 火氣體的電漿。或者，可反應之氧原子可藉由將兩種氧氣之 SLM及三種氬氣之Slm流入微波穴1743而生成。當可反應 之氧原子被送入處理室1702，基材200可被加熱大約3〇〇〇c 76 1290861 之溫度，處理室1702維持在大約2Torr之回火壓力，高Κ 值介電層1511可被充分地回火，藉由將基材200暴露於可 反應之氧原子30-120秒之間。 一例如為IL氣或鼠氡之惰性氣體，較佳地包括於回火氣 流中，以幫助預防活化原子物再重組合併。要注意的是當活 化原子物（例如可反應之氧原子）從微波穴1 743行至處理室 1 702，它們彼此碰撞並重組形成一氧分子。藉由包括一惰性 氣體，在回火氣體混合物中，惰性氣體不分解，並提供活化 原子物可碰撞之原子’而不會有重組發生。又，為了幫助預 防活化原子物再重組合併，建議維持微波穴i 743與處理室 1702間之距離盡量短。 對過渡金屬介電膜1 5 11進行回火，其以可反應之氧原 子填入於介電膜1 5 11之氧空隙（飽和位置），以大幅降低膜的 漏電壓。又，對過渡金屬介電膜1511進行回火可幫助移除 膜内會造成漏電壓的碳原子。碳之所以會混入渡金屬介電膜 1511，是因為TAET0、TAT_DMAE及TIPT等鈕與鈦源為含 碳之複合物。可反應之氧原子藉由與碳形成二氧化碳氣體而 將碳自膜内移除，此二氧化碳氣體可被排放出處理室外。接 著，一植入或未植入之多晶矽膜或其他閘道金屬，被沉積於 閘道金屬層1508上（或高k值介電層1511)，如第15D圖所 示0 為了沉積一多晶矽膜1512,處理室149〇内必須達到並 穩定所需之沉積壓力與溢度。當所需之溫度與壓力到達穩 定’-例如為氮氣、氦氣、氬氣、氫氣或上述氣體之混合物 77 1290861 的穩定氣體，被充填入處理室1490。在本發明之較佳實施例 中’用於後續多晶矽沉積之稀釋氣體的流動與濃度，被用於 達成溫度與壓力之穩定。為了穩定而使用稀釋氣體，使得稀 釋氣體流與濃度之用於穩定優先於多晶石夕冗積。 在本發明之實施例中，處理室被真空抽至l5〇_35〇T〇rr 間之壓力，且較佳為200-275Torr，加熱器溫度上升至7〇〇_74〇 °c ’且較佳為710-72(rc ’且稀釋氣體以i〇_3〇slm間之流率 填充入處理室1490。根據本發明，稀釋氣體包括氫氣與惰性 氣體（例如、但不限定：氮氣、氬氣、氦氣）及其混合物。為了 本發明之目的，惰性氣體不會被消耗，且不會與用於沉積多 晶矽膜之反應互相作用，且不會在多晶矽膜沉積之過程中與 處理室之元件互相作用。在本發明之一較佳實施例中，惰性 氣體只包括氮氣。氫氣佔稀釋氣體大於8%小於2〇%之體 積，並與稀釋氣體混合，且混合體積較佳在1〇_15%之間。 在本發明中，稀釋氣體具有足夠的氫氣/惰性氣體之濃度 比例，如此後續沉積多晶矽膜時可與<22〇>結晶方向相比較 而藉由<11 〇>結晶方向控制。又，稀釋氣體具有足夠的氫氣/ f “生乳體之濃度比例，如此後續沉積多晶矽膜具有一隨機微 粒（grain)結構，其平均大小在5〇_5〇〇A間。 在本發明之實施例中，稀釋氣體混合物以兩分離之構成 要素被提供入處理室149〇。稀釋氣體混合物之第一構成要素 、呈由刀配。p 1420填充入處理室蓋143〇，第一構成要素包含 全部用於稀釋氣體混合物之氫氣，以及局部（典型為2/3)用於 稀釋氣體混合物的惰性氣體。稀釋氣體混合物之第二構成要 78 1290861 素被填充入處理室1490内加熱器ι48〇下方之較低部位，其 包括剩下（典型為1/3)用於稀釋氣體混合物的惰性氣體。提供 一些惰性氣體經過處理室底部的目的，是為了防止多晶矽膜 沉積於處理室較低部位的元件上。在本發明之實施例中， 8-18slm(較佳為9slm)間之惰性氣體（較佳為氮氣）被填充經 過上分配板1420,而3-10slm(較佳為4_6slm)間之惰性氣體 (較佳為氮氣）被填充入處理室1490之底部或較低部位。稀釋 氣體混合物内所需比例之氫氣與惰性氣體混合，優先於其進 入分配部1420。 接著，一旦溫度、壓力與氣體流均已穩定，包括矽源氣 體、含有氫氣與惰性氣體之稀釋氣體混合物的製程氣體，被 充填入處理室1490，以於基材15〇〇上沉積一多晶矽膜 1512 ,如第15 D圖所示。在本發明之較佳實施例中，矽源 氣體為SiH4，但亦可以為其他氣體，例如si2H^在本發明 之較佳實施例中，50-15〇8(^111(較佳為70_1〇〇3(^111)的3丨114被 填充入稀釋氣體混合物，此稀釋氣體混合物在溫度與壓力穩 定步驟中已流動且穩定。以此方式，在多晶矽之沉積過程 中’製程氣體混合物包括50-150sccm的SiH4，以及10-30slm 匕s風氣與惰性氣體的稀釋氣體混合物，此製程氣體混合物 被填充入處理室1490，處理室1490内之壓力維持在 15 0-3 5 0Torr之間，而感測器1405之溫度維持在70〇e<740°c 之間。應可了解在LPCVD反應器1400内之基材或晶圓15〇〇 之溫度典型地大約為50。(：，較感測器1405所量得之溫度低。 在本發明之較佳實施例中，矽源氣體被添加入稀釋氣體混合 79 1290861 物之第一構成要素（上構成要素）内，並經由入口部1420流入 處理室1490。如有需要，摻雜氣體源可包括於製程氣體混合 物中以摻雜多晶矽膜，其中摻雜氣體源例如為（但不限定）二 删氫化合物（diborane)及填化氫（phosphine)。 從感測器1450及晶圓1 500而來之熱能造成矽源氣體之 熱分解，並於矽基材15 02上之閘道介電物1508上沉積一多 晶矽膜，如第1 5D圖所示。在本發明之實施例中，只有熱能 被用於分解矽源氣體，而不需要額外能源之輔助，例如電漿 或光子。 當製程氣體混合物被填充入處理室1490,矽源氣體分解 以提供矽原子，依序於絕緣層1 508上形成多晶矽膜。應可 了解氫氣為SiH4分解之產物。藉由在製程氣體混合物中添加 一合適量之氫氣，SiH4之分解減緩，使得多晶矽膜1 5 1 2形 成小且隨機之微粒。在本發明中，氫氣被用於操縱橫越晶圓 上之矽源反應，藉由稀釋氣體混合物中含有8-20%的氫氣， 可形成具有50-500A間之隨機微粒。又，藉由稀釋氣體混合 物中含有足夠量之氫氣，形承受<111>結晶方向所支配的多 晶矽膜506，其中，<111 >結晶方向相對於<220>結晶方向。 根據本發明，選定沉積壓力、溫度、製程氣體流率與濃 度，如此多晶矽膜以每分鐘1500-5000A之速率沉積，且較 佳為每分鐘2000-3000A之速率。製程氣體混合物被連續地 充填入處理室1490，直至多晶矽膜1512形成所需之厚度。 為了閘道店極之應用，已發現多晶石夕膜1 5 1 2的厚度在 500-2000A為合適的。 80 1290861 在完成多晶矽膜1512之沈積後，加熱器1480自製程位 置降低至承載位置，自動控制設備1226將晶圓500自處理 室1490移除。 門1211接著被開啟，然後晶圓1500被至入真空隔絕室 1208，而門1211關閉。接著，真空隔絕室1208内之壓力上 升至大氣壓傳送室1210内之壓力。門1209接著開啟，自動 控制設備1 2 1 2將晶圓1 500自真空隔絕室1 208移除。在此 製程點，晶圓1500可被⑴置入整合式厚度監測工具1700以 量測矽膜1512之厚度；（Π)置入濕式清潔模組200以暴露於 一濕式清潔溶液中以移除晶圓1 500之污染物，濕式清潔溶 液包括（例如）氫氟酸；及（iii)被自動控制設備1212自大氣壓 傳送室1210移除，並置入FOUP 1.222。此時，於清潔/閘道 工具1200内形成一閘道介電膜15〇8與閘道電極膜ι516之 方法已被描述。更進一步的製程可被用於從膜1512蝕刻一 閘道電極1 5 1 4，以及形成源極/汲極區與間隔物丨5丨8，以完 成金屬氧化物半導體裝置之製造，如第15E圖所示。 1相平版印刷贺葙工且 第18A圖繪示一照相平版印刷製程工具18〇〇，其可用 於清潔一晶圓、於晶圓上形成一光阻層、並將晶圓暴露於一 封閉且受控制之環境。照相平版印刷製程工具！ 8〇〇包括一 單晶圓濕式清潔模組（立如第2A圖中所示之模組2〇〇)、一塗 抹光阻並對光阻進行曝光之光阻行動路徑i 8〇2、以及一轉換 處理室1804,其中處理室1804於一單一線性行動路徑η% 81 1290861 上具有一晶圓操控自動控制設備1 808。濕式清潔站200以及 光阻行動路徑1 802均直接連接於處理室i8〇4，且均為自動 控制設備1 808可到達。在本發明之實施例中，光阻行動路 徑1 802包括一烘烤站1810、一光阻塗佈站ι812、一軟式烘 烤站1814、以及一曝光工具。其中烘烤站181〇用於自晶圓 上移除水，以使光阻塗覆於晶圓上。光阻塗佈站1 8丨2例如 * 為旋轉站，可將一所需之光阻量旋轉塗佈於一晶圓上。軟式 烘烤站1 8 1 4可將溶劑自沉積之光阻材質中移除，而曝光工 具例如為一步進器，其可將沉積之光阻暴露於例如為深紫外 φ 線（DUV)輻射或超子外線（EUV)輻射，輻射經過一光罩以於光 阻層上定義一圖案。 工具1 800包括一過濾器182〇，其連接於轉送室18〇4 以將胺及氨蒸汽自工具i 800移除。在本發明之實施例中， 工具1 800内之環境足以避免胺及氨蒸汽，如此其不會影響 工具1 800内之光阻製程。又，工具18〇〇包括一電腦/控制器 1 2 4 ’其控制自動控制設備1 8 〇 8之操作，以及發生於清潔模 組200與光阻行動路徑1 802内之不同操作。又，光阻工具 1800可包括一第—F〇up 1 822，其連接於轉送室18〇4之— Φ 第一側’以經由轉送室18〇4提供晶圓至工具18〇〇。轉送室 1 8 04於FOUP 18 22之相對側可包括一第二FOUP 1824，以 從照相平版印刷製程工具1 800内將完成之晶圓移除。 在本發明之實施例中，如第丨8B圖所示，照相平版印刷 裝程工具1 800可選擇性的包括一第二濕式清潔模組200B， - 其配置於光阻沉積模組1812之後或其下游，以及曝光模組 82 1290861 1816之前或上游。以此方式，在光阻已被沉積（或旋轉塗佈） 之後、及光阻被曝光之前，晶圓之背側可被剝除塵粒。 印刷制鞀工具之方法 操作照相平版印刷製程工具方法之一例，如第丨9 A-1 9G 圖所示。在本發明之實施例中，晶圓i 900被提供至照相平 版印刷製程工具180〇内之F〇UP 1822。晶圓1900具有一前 側1902以及一背側19〇4。一般形成於晶圓前側19〇2的為多 個小裝置特徵1 9 06(小於0 · 2 5um)，例如用於形成互相連接或 電極的薄膜線。晶圓1 900典型地包括多個不希望形成於晶 圓前側與背側之塵粒1 908。為了對晶圓1 900進行照相平版 印刷製程’轉送室1804與F〇UP 1 822間之門被開啟，晶圓 操控裝置1 808將晶圓1900自FOUP 182 2移除，並將其帶入 轉送室1 804。自動控制設備18〇8接著將晶圓傳送至濕式清 潔模組200，此處晶圓被晶圓支撐器21 〇水平放置，並平行 且位於一水平配置板2〇2之上方，此水平配置板2〇2具有多 個百萬音速（megasonic)的電能轉換器（transcuder)2〇4，其形 成於水平配置板202之背側。晶圓被配置使其背側19〇4平 行且鄰接（間隔一空間）於水平配置板2〇2，此時，晶圓之背 側藉由一流體之流動而剝除塵粒19〇8，此流體例如為去離子 水或清潔溶液，包括例如：氨/過氧化氩/水。清潔溶液包括螯 化物劑及（或）表面活性劑。當液體流經晶圓之背侧19〇4與水 平配置板202之間，電能轉換器2〇4所施加以產生超音速波 之百萬音速能量，於一平行於晶圓19〇〇背側的方向上。在 83 1290861 清潔晶圓時，晶圓可被支撐器210旋轉。在本發明之實施例 中，在清潔晶圓背側時，沒有流體被提供至晶圓i 9〇〇之前 側1902,如此液體膜222(如第2A圖所示）不會形成於晶圓 之前側。以此方式，百萬音速能量不會傳送至晶圓前側之流 體上，而形成於晶圓前側上之脆弱的裝置特徵2〇〇6不會被 損壞。

然而，在本發明之另一實施例中，當清潔晶圓背側時， 清潔溶液及（或）去離子水可被提供至晶圓之前側19〇2形成 薄塗層222(如第2 A圖所示）以清潔晶圓前側。一旦晶圓背側 已被足夠地剝除塵粒1 908，如第1 9B圖所示，清潔便停止， 而晶圓被旋轉乾燥。

接著，自動控制設備1 808將清潔過之晶圓1900自濕式 清潔模組200移除，並將其帶入轉送室1804，接著滑下線性 行動路徑1806至烘烤站1810，此處晶圓1902被置入烘烤站 1810。當烘烤站1810内晶圓1900於氮氣及壓力降低之環境 下被加熱至200¾，以移除晶圓1900之所有水氣，如第19C 圖所示。烘烤站1810可包括一水平放置的熱板，晶圓1900 之背側1904即被置放於其上。接著，在晶圓1900已被足夠 地烘烤以移除水分殘餘，自動控制設備1 8 0 8將烘烤過之晶 圓1900自烘烤站1810移除，並將其帶入轉送室18 04，滑下 線性行動路徑1 806至旋轉站1812,並將晶圓1900置放入旋 轉站1 8 1 2。旋轉站1 8 1 2典型地包括一旋轉板，晶圓即置放 於此旋轉板上，上方有一喷嘴，以沉積一光阻膜於其上。於 旋轉站1812中，一光阻膜1910形成於晶圓前側1902，如第 84 1290861 19D圖所示。光阻材質為有機感光材質，其對輻射可於一特 定頻率起感應。現今典型地，使用對深紫外光起感應之光阻 膜又’若有需要，可在光阻膜1910之前將例如為HMDS 的黏著促進劑配置於晶圓前側1 902。 接著’在足夠量的光阻1 9丨〇被施加於晶圓前侧丨9〇2 後，晶圓可選擇性的置入一第二濕式清潔模組，以移除在晶 圓塗佈過程中形成於晶圓背侧之塵粒1 908。在此例中，於前 側形成有一光阻膜1910的晶圓1 900,接著被晶圓支撐器210

水平的挾持且平行於平板2〇6，如第2A圖所示，晶圓背側 1904鄰接於平板2〇6〇 —流體接著被傳輸入平板2〇6與晶圓 背側1904之間以移除在光阻沉積過程中形成之塵粒19〇8。 清潔溶液包括螯合劑及（或）表面活化劑。當液體流經平板2〇6 與晶圓背側1904之間時，電能轉換器2〇4施加百萬音速能 1所產生之超音速波，其方向平行於晶圓背侧19〇4。當清潔 晶圓背侧19〇4時，晶圓支撐器21〇可旋轉晶圓。在清潔具

有光阻材質191〇之晶圓背側的過程中，沒有溶液經由噴嘴 214提供至晶圓前側19G2。亦gp，在清潔於前側具有光阻材 質1910之晶圓的背側的過程中，晶圓前側被維持完全的乾 燥。應可了解’在清潔晶圓背側之過程中，形成於晶圓前側 之光阻材質1910並未暴露於清潔溶液或去離子水。在本發 明之實施例中，當晶圓背側1904以剝除塵粒，清潔空氣或 例如為氣氣之惰性氣體可被吹入晶圓19〇〇之上表面，以確 保背側之清潔溶液不會晶圓邊緣而5加必& 您深向則側移動，而濕潤或損壞 晶圓前側1 902之光阻膜1 9 1 〇。在斛女认由t Λ 长所有的塵粒1912自晶圓背 85 1290861 侧1904移除後，如第丨9E圖所示，此選擇性的清潔步驟可 被停止。接著，自動控制設備1 808將晶圓1900自濕式清潔 站1900B移除，並將其帶入轉送室18〇4。自動控制設備18〇8 接著沿線性行動路徑i 8〇6向下移動至軟式烘烤站丨8丨4，並 將具有光阻膜1910的晶圓1900置入軟式烘烤站1814内。（如 果並未使用清潔晶圓背側之製程，則晶圓可直接自旋轉站送 入軟式烘烤站1814)。於軟式烘烤站1814内，晶圓1900被 加熱以移除包含於光阻膜i 9 i 〇内之溶劑，如第丨9f圖所示。 晶圓1900於軟式烘烤站1814内被充分地軟式烘烤之 後，自動控制設備1 808將晶圓1900自軟式烘烤站ι814移 除，自動控制設備1 808接著沿線性行動路徑i8〇6向下移動 至曝光站1816，並將晶圓1900置入曝光站1816内。於曝光 站1816内，光阻膜1910暴露於一例如為深紫外光之輻射 線，此深紫外光來自一燈源1914，其照射穿過具有一圖案的 光罩1916，如第19G圖所示。光罩1916阻擋光線於部分的 光阻膜1 9 1 0上進行曝光，並允許光線通過對其他部分的光 阻膜1910進行曝光。光輻射選擇性的使光阻膜之化學物質 形成光線曝光區1920,未曝光於光線1918的光阻膜191〇 選擇性的被顯影劑顯影沖洗掉。以此方式，一光阻罩幕可形 成於基材1 900上。因為晶圓背側可能造成影像失焦的塵粒 已被除，所以可達成一極佳的曝光。一旦足夠地曝光，自動 控制設備1 808將晶圓1900自曝光站1816移除，並將其置 放入 FOUP 1 824。 第1 8C圖為根據本發明之照相平版印刷製程工具。照相 86 1290861 平版印刷製程設備1 880包括一光阻塗佈工具1 882、一留曰 平曰曰 圓背侧清潔工具1 884、以及一曝光工具1 886。單晶圓背側 清潔工具1 884連接於光阻塗佈工具1 882與曝光工具1886 之間’單晶圓背侧清潔工具1 8 8 4可說是一緩衝站。也就是 · 背側之清潔工具1 884，藉由例如螺栓直接連結於光阻塗佈工 事 具1882的輸出口，並藉甴例如螺栓直接連結於曝光工具 之輸入口。在一實施例中，光阻塗佈工具1 882、清潔工具 1 884 '以及曝光工具1886分別具有其電腦/控制器以分別控 制其操作。 · 光阻塗佈工具1 8 8 2之功能在形成一光阻膜（後續被映像） 於晶圓上，其可以為任何習知之光阻塗佈工具或行動路線， 而在一實施例中，其包括所有需用於曝光工具1886内曝光 的預備光阻膜之工作站。在本發明之實施例中，光阻塗佈工 具1 882包括一烘烤站181〇、一旋轉站1812、以及一如上述 之軟式烘烤站1814。 動控制設備1 8 8 8，# 。光阻塗佈工具1 882具有一晶圓操控自

晶圓背側之塵粒，而不 4可為任何適用者，其可清潔與移除 需暴露晶圓上形成光阻膜之前側於清 87 1290861 潔或濕潤溶液。在本發明之實施例中，背側清潔工具1 884 可以為一單晶圓濕式清潔模組，例如第2 A -2 C圖所示之模 組2 00。然而，亦可使用其他形式之清潔模組，只要其可以 清潔與移除晶圓背側，而不需暴露晶圓上形成光阻膜之前 側。例如，背側清潔工具1 8 8 4可包括一晶圓支撐器以挾持 或於一旋轉刷上旋轉一晶圓，以從晶圓背側剝除塵粒。在本 發明之另一實施例中，背侧清潔工具1 884可包括一氣刀（air knife)，其可使用空氣流創造一空氣剪，於晶圓旋轉時移除 晶圓背側之塵粒。 曝光工具1 8 8 6可以為任何習知之曝光工具，例如一步 進器（stepper) ’光阻膜於此被暴露於輻射線，例如深紫外光 或超紫外光’其輻射經過一光罩以，於光阻膜上定義一圖案。 曝光工具1 886包含一晶圓操控裝置189〇 ,例如自動控制設 備’其可以自背側清潔工具1 8 8 4接收晶圓，並將其置入曝 光工具1886内，晶圓操控裝置189〇亦可自曝光工具1886 將晶圓移除。 在使用設備1 880之方法中，如第19A圖所示之晶圓19〇〇 被置入光阻塗佈工具1 882，此處光阻膜191〇被形成於晶圓 前侧1902。理想地，晶圓19〇〇在置入光阻塗佈工具1 882前 已被足夠地清潔。光阻膜191〇可由任何習知之技術或如上 述之一系列步驟形成。在本發明之實施例中，光阻膜i9i〇 使用如第19C圖以後及伴隨描述之預烘烤步驟、如第19〇圖 以後及伴隨描述之光阻旋塗步驟、如第19F圖以後及伴隨描 述之軟式烘烤步驟來形成。自動控制設備“Μ將晶圓於光 88 1290861 阻塗佈工具1 882的不同工作站間移動。 一旦一合適的光阻膜1910已形成於晶圓1 900之前側 1902 ’自動控制設備1888將晶圓190〇自光阻塗佈工具U82 傳送至背侧清潔工具1 884，此處晶圓1900之背側1904被剝 · 除塵粒。在本發明之實施例中，晶圓背側之清潔發生在光阻 靡 膜形成之後，並在所有必須發生於光阻191〇曝光之前的製 程步驟之後。在本發明之實施例中，背側清潔直接發生於軟 式烘烤步驟之後’如第1 9 F圖所示。在本發明之實施例中， 背侧清潔直接或立即發生於將晶圓置放於曝光工具1 内 · 曝光之前。在本發明之實施例中，背側清潔發生於單晶圓濕 式清潔模組200内，如第2A-2C圖所示。在此一例中，具有 一形成於前側1902之光阻膜191〇，的晶圓1900，接著被晶圓 支撐器210水平地挾持並平行於平板202,如第2A圖所示。 晶圓背側1 904鄰接於平板202，一例如為去離子水或清潔溶 液（例如氨/過氧化氫/水）之流體接著被傳送於背側1 9 0 4與平 板202之間，以移除光阻形成過程中產生之塵粒19〇8。清潔 溶液包括螯合劑及（或）表面活化劑《當液體流經平板2〇2與 晶圓背側1904之間時，電能轉換器204施加百萬音速能量 ® 所產生之超音速波，其方向平行於晶圓背側1 904。當清潔晶 圓背側1904時，晶圓支撐器210可旋轉晶圓。在清潔具有 光阻材質1 9 1 0之晶圓背側的過程中，沒有溶液經由喷嘴214 提供至晶圓前側1902。亦即，在清潔於前側具有光阻材質 1910之晶圓的背側的過程中，晶圓前側被維持完全的乾燥。 · 應可了解，在清潔晶圓背側之過程中，形成於晶圓前側之光 89 1290861 阻材質1910並未暴露於清潔溶液或去離子水。在本發明之 實施例中，當晶圓背側1904 為氮氣之惰性氣體可被吹入晶 側之清潔溶液不會晶圓邊緣向 前側1902之光阻膜1910。惰 離的喷嘴吹至晶圓前侧上。 以剝除塵粒，清潔空氣或例如 圓1900之上表面，以確保背 别側移動，而濕潤或損壞晶圓 性氣體可經由喷嘴2丨4或一分

在晶圓1900之背側已被足夠地清潔後，晶圓ι9〇〇被自 動控制設備1 890自背側清潔模組1 884移除，並被置入曝光 工具1886。在曝光工具1886中’光阻膜1910暴露於一例如 為深紫外光之輻射線，此深紫外光來自一燈源丨9G圖所示。 光輻射選擇性的使光阻膜之化學物質形成光源曝光區 1920，未曝光於光線1918的光阻膜1910可選擇性的被顯影 劑顯影沖洗掉。因為晶圓背侧可能造成影像失焦的塵粒已被 除，所以可達成一極佳的曝光。如此，一高品質微影製程設 備與其方法已被敘述。

第1 8D圖繪示微影製程設備之另一實施例。微影製程設 備1 892包括如上所述之光阻塗佈工具或行動路徑1 882、如 上所述之緩衝站1894與曝光工具1 886。緩衝站1 894位於光 阻塗佈工具1882與曝光工具1886之間。緩衝站18 94包括 一轉送室1 896，其具有一直接連結於光阻塗佈工具1 882輸 出口之一端、以及直接連結於曝光工具1886輸入口之第二 端。緩衝站1894亦包括一背側清潔工具1 884，如上所述， 其直接連接於轉送室1 896之第三側。在本發明之實施例中， 緩衝站1 894包括一背側整合式塵粒監測工具，以檢查晶圓 90 1290861 背側之塵粒。在本發明之實施例中，背側整合式塵粒監測工 具可包括一用於照射光線於晶圓背側的光源發射器、以及用 於收集散射自晶圓背側之收集器或偵測器，以檢測晶圓背側 之塵粒。合適的背側整合式塵粒監測工具之一例為ipm工具 · 3〇〇,如第3圖所示。然而，IPM工具3〇〇可相對於掃描晶 · 圓前側而設定掃描晶圓背側，如第3圖所示。轉送室i 896 内具有一晶圓操控自動控制設備i 899以操控一單晶圓，晶 圓操控自動控制設備1899可自光阻塗佈工具ι882之自動控 制設備1 888接收一晶圓，並可提供晶圓至曝光工具1 886的 自動控制設備1 890。又，自動控制設備1 899可傳送晶圓進 入背側清潔工具1 8 8 4以及背側塵粒監測工具1 § 9 7。 如第18D圖所示使用微影設備1892之一方法中，晶圓 被置入光阻塗佈工具1882，此處其移下行動路徑並進入用於 晶圓上形成光阻膜的不同製程工具，以準備用於工具1886 内曝光的光阻膜。一旦一合適的光阻膜已形成於晶圓前侧， 自動控制設備1 888將晶圓傳送至自動控制設備1 899，此處 將其帶入轉送室1 896。在本發明之實施例中，自動控制設備 · 1 8 99將晶圓傳送入背側清潔工具1 884，此處晶圓如上所述 被清潔塵粒。在一足夠的背側清潔後，自動控制設備1 899 將晶圓自背侧清潔工具1 884移除，並帶回至轉送室1 896。 在本發明之實施例中，在提供有背側塵粒監測工具1 897處， 在晶圓背側清潔後，自動控制設備1 899可將晶圓傳送入背 側塵粒監測工具1 897，以監測其背侧之塵粒。如果其背側以 合適的清潔，自動控制設備i 899將晶圓自背側塵粒監測工 · 91 1290861 具1 897移除，並帶入轉送室1 896。自動控制設備1 899接著 將晶圓傳送至曝光工具1 886的自動控制設備1 890，以對晶 圓進行如上述之曝光。在本發明之實施例中，如果背側塵粒 監測工具1 897測定晶圓背側並未足夠地清潔，晶圓可被傳 送回背侧清潔工具1 884以進行額外的清潔製程❶在額外的 清潔製程後，晶圓可被傳送回背側塵粒監測工具1 897再度 檢測塵粒。 又在本發明之另一實施例中，在光阻膜於光阻塗佈工具 1 8 82中已被形成與預備，晶圓可先被傳送入背側檢測工具 1 894以檢驗塵粒，接著傳送入背側清潔工具1 884。以此方 式’關於背部塵粒之資訊可用於決定背側清潔工具1 884内 對晶圓背側清潔之形式與量。在背侧清潔工具1 884内足夠 地背部清潔後’晶圓可被傳送回背部塵粒監測工具1 8 9 7，而 曰曰圓在傳送入曝光工具1886之前先進行再度檢測。如此， 一兩品質的微影製程工具以如其操作方法所述。 i腦/控制器 第20A圖纷示一電腦/控制器124，其可用於控制工具中 曰曰圓之移動與製程，此工具例如為關於本發明之工具1 〇 〇、 600、1200、與1 800。電腦/控制器124包括一記憶體74〇、 一處理器720、以及一輸出/輸入裝置。其中記憶體例如為硬 碟或其他形式之記憶體，輸出/輸入裝置例如為CRT監視器 730及鍵盤732 ,其可作為使用者與電腦/控制器124間之介 面。處理器720執行儲存於電腦可讀式媒介（例如記憶體74〇) 92 1290861 内之系統控制軟體程式，並提供/接收給工具之控制訊號，此 訊號控制Μ由工*之傳$，並提供連接於工具之每一模組為 達成特定製程參數所需之特定控制訊號，例如製程溫度 '製 程氣體/流體流率及製程壓力等。 根據本發明較佳實施例，處理一晶圓之製程可應用一電 &程式產品，其儲存於記憶體740並由處理器72〇執行。電 腦程式碼可由任何習知電腦可讀之程式語言所寫成，例如 68000組合語言、c、c + +、pascd、或其他。合適的 程式碼被輸入一單一檔或個檔案，其使用傳統的文字編輯器 並儲存或收錄於電腦可使用之媒介，例如電腦之記憶體系 、’充右輸入之程式碼文字為高階之程式語言，此程式碼會被 編澤，其產生之編碼會鏈結於預先編譯之視窗資料庫程序的 才T馬為了執行此鏈結編譯過的目標碼，系統使用者執行 目標碼，造成電腦系統載人記憶體中之程式碼，處理器讀取 並執行程式碼以進行程式中所指派之卫作。也儲存於記憶體 740的為製程參數’例如製程氣體/流體流率與成分、溫度、 壓力、需要完成膜之沉積、蝕刻、晶圓之清潔、灰化等的次 數、以及監測與紀錄晶圓之度量衡，如膜厚均句度與缺陷。 第20B圖繪不儲存於記憶體74〇内之系統控制電腦程式 的P白級之一例。系統控制程式包括一工具管理子程式2剛， 其亦控制不同處王里室元件子程式之執行，$些處⑬室元件子 程式控制處理室疋件於工具内不同處理室或模組需要完成 斤選定之製程叹定的操作。處理室元件子程式之例子為製程 氣體/流體控制子程式2〇〇2、壓力控制子程式2〇〇4、溫度控 93 1290861 制子程式2008、以及晶圓支撐子程式2010。又，工具管理 子程式包括一晶圓歷史子程式2012以及一晶圓傳送子程式 20 1 4。熟習此技藝者應很快地可以了解，依據工具與製程模 組需要施行之製程，其他控制子程式亦可包含於本發明《在 操作中，工具管理子程式2000根據被執行之特定製程設定 以選擇性地安排或呼叫一製程元件子程式。典型地，工具管 理子程式2 0 0 0包括監測不同處理室元件、根據執行之製程 設定的製程參數來決定哪一個元件必須被操作、以及回應監 測與決定步驟來執行一處理室元件子程式等步驟。 製程氣體/流體控制子程式2002具有一用於控制反應氣 體/流體組成與流率之程式碼，其控制安全關閉閥之開關位 置，也控制質量流控制器之陡升降,，以得到所需之氣體/流體 流率。如同所有處理室元件子程式，製程氣體/流體控制子程 式2002受工具管理子程式之控制，並接收來自工具管理子 程式、關於所需氣體/流體流率之製程參數。典型地，製程氣 體/流體控制子程式2002藉由開敖氣體供應線來進行操作， 並一再地⑴讀取所需之質量流率控制器（ii)比較接受自工具 管理子程式2000所需流率之參數（iii)依所需調整氣體/流體 供應線之流率。更且，製程氣體/流體控制子程式2〇〇2包括 監測氣體/流體流率之步驟，用於不安全之流率、當摘測到不 安全狀況時啟動安全關閉閥。 壓力控制子程式2004包括用於控制不同模組之處理室 内的壓力的程式碼，例如藉由調整節流閥開口大小來控制次 大氣壓轉送室與真空隔絕室内之壓力，其被設定於控制製程 94 1290861 壓力治所需之程度，此程度關係於全部製程氣體流、處理室 之大小、及排放系統之抽吸設定點壓力。當壓力控制子程式 2004運作，藉由讀取一或多個連接於處理室之壓力計的讀 數，以量測處理室内之壓力，將量測值與目標壓力相比較， 並根據壓力表獲得之PID值來調整節流閥。又，壓力控制子 程式2004可被編寫以開啟或關閉節流閥至一特定的開口大 小，以調整處理室至所需之壓力。 溫度控制子程式2008包括用於控制提供至加熱器或燈 管之電源的程式碼，其用於加熱基材或晶圓。溫度控制子程 式2008亦受工具管理子程式2〇〇〇之操控’並接收一目標或 設定點溫度參數。溫度控制子程式2〇〇8藉由量測溫度量測 裝置直接於感測器或晶圓處的電壓輸出來量測溫度，並將量 測μ度與设定點溫度作比較，而增加或減少施加於加熱器或 燈管之電源，以得到設定點溫度。 曰曰圓支撐子程式2010具有一用於控制晶圓支撐元件之 定位與旋轉速率的程式碼，例如感測器，於晶圓之製程中及 晶圓負載/卸載於模組或處理室過程中。晶圓支撐子程式 2010控制操控晶圓支撐器之高度位置的馬達、以及操控晶圓 支撐器之旋轉速率的馬達。 晶圓歷史子程式2012具有用於儲存及檢索（分析）治劇 中晶圓製程歷史之程式碼，其儲存詳列發生於一晶圓製造之 製程資料’以及在每H之度量衡f料，例如膜厚、均 勻度圖及缺陷圖。 晶圓傳送子程式2014包括用於控制貫穿整個工具之晶 1290861 圓傳送的程式碼，其決定晶圓要在哪一處理室或模組進行製 程，以及製程之順序。晶圓傳送子程式20丨4可應用來自晶 圓歷史子程式20 1 2之資料，來決定晶圓要經歷哪一製程。 例如’在度量衡掃描後’測定晶圓上之塵粒的數量與形式， 晶圓傳送子程式2014可被操作以決定晶圓是否要進一步的 濕式清潔或灰化、或送至製程中的下一個模組。晶圓傳送子 程式2014可利用晶圓度量衡資料以決定晶圓之後續製程。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明之範圍，任何熟知該項技藝者在不脫離本發明之精 神和範圍内當可做各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範 圍視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為使本發明之上述及其他目的、特徵、以及優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，詳細說明如下： 第1圖為本發明大氣壓群組工具的上視圖，其具有一單晶圓 濕式清潔模組、一單晶圓剝除（strip)模組、以及一整 合式製程度量衡工具，且皆圍繞於一大氣壓轉送室週 邊而互相連接，此轉送室内具有一自動控制設備； 第2A-2C圖為本發明實施例之單晶圓濕式清潔模組的示意 T3SI · 圖， 第3圖為本發明實施例之整合式微塵監控工具的剖視圖； 第4圖為本發明實施例之單晶圓剝除模組的剖視圖； 第5 A-5D圖繪示本發明實施例之乾式剝除以及濕式清潔製 96 1290861 程； 第6圖為本發明實施例用於#刻、剝除、清潔以及監控一單 晶圓之大氣壓/次大氣壓製程工具的示意圖； 第7圖為本發明實施例之再檢查或監測工具的方塊圖； 第8A、8Β圖為本發明實施例之監測方法連續步驟的流程圖； 第9圖為一蝕刻室之概要剖面側視圖； 第10Α-10Ε圖繪示本發明實施例對一晶圓蝕刻導電特徵然後 剝除並清潔之方法； 第11Α-11F圖為本發明實施例之波紋化（damascene)製程； 第12圖為本發明實施例於一單晶圓上清潔、形成一介電層 以及形成一矽金屬層之大氣壓/次大氣壓製程工具的 示意圖； 第1 3 A圖為本發明實施例可生成一介電層之快速加熱設備； 第13B圖為第13A圖中快速加熱設備内之光源配置； 第1 4 A圖為本發明實施例經過處理室一半的第一剖面與第二 剖面之處理室的剖面側視圖，包括一晶圓製程位置上 之電阻加熱器； 第14B圖為第14A圖中於一晶圓分離位置之相同的剖面側視 Γ5ΓΙ · 圃， 第14C圖為第14A圖中於一晶圓裝載位置之相同的剖面側視 圖； 第15A-15E圖繪示本發明實施例濺鍍並形成一介電層與閘道 電極之方法； 第1 6A-1 6C圖繪示本發明實施例移除一氮化矽層之方法； 97 1290861 第1 7 A圖為本發明高k值介電沉積模組之立體圖； 第1 7B圖為本發明，高k值介電沉積模組室之剖面圖； 第17C圖為典型之遙控電漿產生器示意圖； 第1 8 A圖為本發明照相平版印刷工具之上視圖； 第1 8B圖為本發明實施例照相平版印刷工具之上視圖； 第1 8C圖為本發明實施例照相平版印刷製程之上視圖； 第1 8D圖為本發明實施例照相平版印刷設備之上視圖； 第19A-19G圖繪示本發明實施例清潔一晶圓、於晶圓上3 一光阻層、且對此光阻層進行曝光之方法； 第20A圖緣示可用於本發明之工具的電腦/控制· 1 时 > 以及^ 第20B圖繪示可用於控制本發明工具之軟體程式。

【元件代表符號簡單說明】 61 晶圓 75 殘餘物 8〇 側壁沉積 100 清潔設備 102 中央轉送室 104 操控裝置 106/130 晶圓輸出/輸入模組 106/108 FOUP 110 道門 114 圓庫存系統 119 122 道 131 對接站台 2〇2 平板 2〇6 環氧化物 112 晶圓操控槳 116 晶圓操控槳 120 臂 124 系統電腦 200 /200B 濕式清潔模級 204 音波轉換器 20 8 基材或晶圓 98 1290861 200B 第二濕式清潔模組 210 夾鉗 212 晶圓支持器 214 喷嘴 216 通道 220 喷霧 222 液體塗層 224 槽 226 管路 228 文氏管（Venturi) 300/61 8 整合式製程監控工具 301 晶圓 302 晶圓支持器 304 雷射源 306 雷射光束 308 反射光束 310 探測器 400 剝除模組 400B 第二剝除模組 400C 第二剝除模組 410 支持器 412 靜電夾頭 415 ,製程區 420 紅外線燈管 422 氣體分配器 425 遙控電漿區域 430 遙控處理室 440 系統 480 基材 440 系統 450 節流閥 455 微波產生器 460 微波塗抹器 465 微波微調組立 470 磁電管微波產器 480 基材 500 晶圓 502 光阻層 504 離子植入步驟 508 单晶梦基材 511 液體流計量器出口 512 植入殘餘物 602 大氣壓平台 600 大氣壓/次大氣壓製程設備 604 大氣壓平台 606 單晶圓真空隔絕室 1290861 608 晶圓真空隔絕室 610 中央大氣壓轉送室 612 晶圓操控裝置 632 晶圓操控裝置 700 重要尺寸量測工具 620 晶圓輸出/輸入模組 622/624 FOUP 621 通道門 60 5/607/60 9/61 1可封閉之門 630 次大氣壓轉送室 710 成像器 720 處理器 730 製程監視器 732 鍵盤 740 記憶裝置 750 資料庫系統 760 光晶格 900 蝕刻模組 900B 第二蝕刻模組 910 處理室 930 基材 940 支撐裝置 945 製程區 950 |機械或靜電夾 955 溝槽 960 氣體供應室 962 氣體源 964 氣體入口 965 感應線圈 970 線圈功率供應器 975 陰極電極 980 陽極電極 985 電極功率供應器 990 天花板 995 排放系統 1000 晶圓 1001 主導體層 1002 導體膜 1003 阻障層 1004 罩幕 1005 抗反射鍍層 1006 光阻罩幕 1007 基礎氧化層 1008 圖案特徵 1100 製程工具 1102 罩幕 1103 開口 1104 覆蓋沉積介電膜 1290861 1106 介電層 1108 開口 1110 殘餘物 1112 金屬膜 1114 導體特徵 1300 熱製程模組 1300B 熱製程模組 1200 系統 1204 平台 1205/1211/1209 門 1206/1208 真空隔絕室 1202 大氣製程工具 1210 大氣轉送室 1212/1226自動控制設備 1220/1222 FOUP 1221 通道門 1224 次大氣轉送室 1290 整合式厚度監測工具 1300 熱製程工具 1311 反射面 1313 真空處理室 1314 侧壁 1315 底壁 1316 0形環 1317 窗組立 1318 輻射能燈管組立 1319 鎢絲電燈泡 1321 燈管 1341 短燈管 1347/1348 石英板 1361 基材 1362 支撐環 1363 石英柱 1368 氣體排放口 1369 氣體入口 1370 光纖探針 1408 基材 1400 多晶矽沉積室 1405 感測器 1410 第一南溫計 1415 第二高溫計 1420 氣體分配部 1424 阻擋板 1425 穿孔面板 1430 蓋子 1431 真空抽出器 1432 泵浦 1433 排放管路 1290861 1434 節流閥 1440 入口部 1441 傳送槳 1445 處理室主體 1450 第一加熱元件 1457 第二加熱元件 1460 起重組立 1465 轴 1470 熱電耦 1475 起重板 1480 加熱器 1485 打氣板 1490 處理室 1495 起重梢 1500 晶圓 1502 濺鍍單晶矽基材 1504 具犧牲性的氧化層 1506 具犧牲性的氧化層 1508 二氧化矽介電膜 1510 含氮氧化矽 1511 高k值氧化金屬介電膜 1512 多晶矽膜 1514 閘道電極 1516 閘道電極膜 1518 間隔物 1 600/1701 晶圓基材 1602 单晶带基材 1604 氣化梦膜罩幕 1606 薄墊氧化物 1608 淺溝渠絕緣區 1614 殘餘物 1700 介電膜沉積模組 1702 處理室 1704 熱排放系統 1706 遙控電漿產生器 1708 蒸汽傳遞系統 1710 蓋子 1712 處理室主體 1714 入口區 1716 混合區 1718 中央區 1720 加熱器 1722 加熱器背板 1724 排放部 1726 隔離閥 1728 節流閥 1730 處理室副產品 1290861 1732 冷U形管 1734 冷U形管隔離閥 1735 進料貫穿孔 1736 副產品線 1737 光學電漿感測器 1739 進料貫穿孔 1740 活化物入口區 1741 絕緣器 1742 活化物區 1743 微波穴 1744 磁電管 1745 轉接管 1746 自動調頻控制器 1748 自動調頻器 1749 電磁波導引器 1747 轉接管熱絕緣盤 1750 液體流量計 1752 噴霧器 1754 三向入口閥 1756 先驅物 1758 溶劑 1760/1762 熱交換器 1761 熱交換器入口 1763 汽化供應線 1764 载子氣體供應線 1766 處理室副產品閥 1768 出π 1770 汽化先驅線/ 〇形環 1772 環狀製程區 1774 蓮蓬頭 1776 基材支撐 1778 電連接插頭 1780 開口 1782 狹縫閥 1784 抽吸通路 1786 排氣部 1787 蓮蓬頭上表面 1789 嵌入式加熱器 1 788、 1790 管路 1792 中央管路 1794 貫穿鑽孔 1794 阻擋板 1798 熱的進料貫穿組立 1799 中央區 1800 1802 照相平版印刷製程工具 光阻行動路徑 18〇4 處理室

103 1290861 1806 線性行動路徑 1808 自動控制設備 1810 烘烤站 1812 光阻沉積模組 1814 軟式烘烤站 1816 曝光模組 1820 過濾器 1822 第一 FOUP 1824 第二 FOUP 1880 照相平版印刷製程設 1882 光阻塗佈工具 1884 單晶圓背側清潔工具 1886 曝光工具 1888 自動控制設備 1890 晶圓操控裝置 1892 微影製程設備 1894 緩衝站 1896 轉送室 1897 背部塵粒監測工具 1899 晶圓操控自動控制設備 1900 晶圓 1902 •前側 1904 背側 1906 小裝置特徵 1908、 1912 塵粒 1910 光阻膜 1914 燈源 1916 光罩 1920 光線曝光區 1940 燈源 2000 工具管理子程式 2002 製程氣·體/流體控制子程式 2004 壓力控制子程式 2006 裝置特徵 2008 溫度控制子程式 2010 晶圓支撐子程式 2012 晶圓歷史子程式 2014 晶圓傳送子程式 9000 蝕刻模組

104

Claims (1)

1. -j..，1' J. ~：xcrrrr~~—r： 冲工1 —wwb·1—— 炻年叫]/^::;彥⑵正本 第仙鱗喋今月紐 拾、申請專利範圍 1. 一種單晶圓乾式/濕式清潔設備，至少包含： 一轉送室，該轉送室内具有一晶圓操控器； 一第一單晶圓濕式清潔模組，直接耦接於該轉送 室；以及 一第一單晶圓灰化模組，直接耦接於該轉送室。

   2.如申請專利範圍第1項所述之單晶圓乾式/濕式清潔設備， 其中更包括： 一第一晶圓晶圓盒，耦接於該轉送室；以及 一第二晶圓晶圓盒，耦接於該轉送室。 3.如申請專利範圍第1項所述之單晶圓乾式/濕式清潔設備， 其中更包括： 一第二單晶圓濕式清潔模組，直接耦接於該轉送 室；以及

   一第二單晶圓灰化模組，直接耦接於該轉送室。 4.如申請專利範圍第1項所述之單晶圓乾式/濕式清潔設備， 其中該晶圓操控器為一單行動路徑自動控制設備，位於該 轉送室内。 5·如申請專利範圍第1項所述之單晶圓乾式/濕式清潔設備， 其中該單晶圓濕式清潔模組至少包括： 105 1290861 一晶圓支撐器； —音速能量產生器，傳遞音速能量至該晶圓之非元 件側；以及 —液體傳遞源，提供液體至該晶圓之元件側上。 6·—種用於晶圓之大氣壓與次大氣壓製程的設備，其至少包 括： —大氣壓轉送室，其内具有一第一晶圓操控器； 一次大氣壓轉送室，其内具有一第二晶圓操控器； 一第一真空隔絕室，耦接於該大氣壓轉送室與該士 大氣壓轉送室； 乂人 整合式塵粒監測模組，用以監測一晶圓表面上之 塵粒，其輕接於該大氣壓轉送室； 第一次大氣壓製程模組，耦接於該次大氣壓关 室； ^ 一濕式清潔模組，耦接於該大氣壓轉送室； 一整合式塵粒監測工具，耦接於該大氣壓轉送室； 以反’ 一控制器，用以控制該整合式塵粒監測工具之操作 與該濕式清潔模組之操作，其中該控制器包括有經儲存之 資訊’根據先前在該濕式清潔模組中清潔之晶圓於該整合 式塵粒監測工具中所得到的結果，該資訊可控制一後續晶 圓在該濕式清潔模組中之清潔。 106 1290861 7. 如申請專利範圍第6項所述之設備，更包括一灰化模組， 耦接於該大氣壓轉送室。 8. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該第一次大氣壓 製程模組選自包括一蝕刻模組、一化學氣相沉積模組'一 灰化模組、一濺鍍模組、一氧化模組與一退火模組之群組。 9.如申請專利範圍第6項所述之設備，其中更包括一第二真 空隔絕室，耦接於該大氣壓轉送室與該次大氣壓轉送室之 間。 10.如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該第一真空隔絕 室與該第二真空隔絕室為單晶圓真空隔絕室。 11.如申請專利範圍第6項所述之設備，其中更包括一晶圓 盒，柄接於該大氣壓轉送室以提供該晶圓承載入該大氣壓

   12. —種用於蝕刻與清潔一晶圓之設備，其至少包括： 一大氣壓轉送室，該大氣壓轉送室内具有一第一晶 圓操控器； 一次大氣壓轉送室，該次大氣壓轉送室内具有一第 二晶圓操控器； 一第一真空隔絕室，耦接於該大氣壓轉送室與該次 107 ‘1290861 大氣壓轉送室； 一單晶圓濕式清潔模組，直接耦接於該大氣壓轉送 室； 一蝕刻模組，耦接於該次大氣壓轉送室；以及 一重要尺寸量測工具，耦接於該大氣壓轉送室。 13 .如申請專利範圍第12項所述之設備，其中更包括一灰化 模組，耦接於該大氣壓轉送室。

   14 .如申請專利範圍第12項所述之設備，其中更包括： 一整合式塵粒監測工具，用以監測一晶圓表面上之 塵粒，其耦接於該大氣壓轉送室；及 一控制器，用於控制談濕式清潔模組，其中該控制 器包括多個儲存之指令，根據該整合式塵粒監測工具之結 果，該些儲存之指令可決定該濕式清潔模組之操作。 15 .如申請專利範圍第13項所述之設備，其中更包括一第二 灰化模組，耦接於該大氣壓轉送室。

   16 .如申請專利範圍第12項所述之設備，其中更包括一第二 蝕刻模組，耦接於該次大氣壓轉送室。 .如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該控制器控制 該灰化模組並包括多個儲存之指令，根據該整合式塵粒監 108 17 1290861 測工具之結果，該些儲存之指令可決定該灰化模組之操 作。 18·如申請專利範圍第14項所述之設備，其中更包括一控制 器，用於控制該重要尺寸量測工具之操作與該蝕刻模組之 操作，其中該控制器包括一儲存之資訊，根據該重要尺寸 量測工具量測之結果，該儲存之資訊可控制該蝕刻模組之 操作。 1 9 · 一種用於形成一電極之設備，其至少包括： 一大氣壓轉送室，其内具有一第一晶圓操控器； 一次大氣壓轉送室，其内具有一第二晶圓操控器； 一第一真空隔絕室，耦接於該大氣壓轉送室與該次大 氣壓轉送室； 濕式清春棋組，輕接於該大氣壓轉送室； 一沉積模組，耦接於該次大氣壓轉送室； 一整合式厚度量測工具，耦接於該大氣壓轉送室；以 及 一控制斋，用於控制該沉積模組與該整合式厚度量測 工具之操作，其中該控制器係儲存有資訊，根據一具有先 前在該沉積處理室中沉積之薄膜的晶圓在該整合式厚度 里測工具中所得到的結果，該資訊可決定在該沉積處理室 中於一後續晶圓上沉積一薄祺之製程參數。 109 1290861 20·如申請專利範圍第19項所述之設備，其中更包括一整合 式塵粒監測工具，該整合式塵粒監測工具輕接於該大氣^ 轉送室。 21·如申請專利範圍第19項所述之設備，其中更包括一整合 式厚度量測工具，該整合式厚度量測工具耗接於該大氣壓 轉送室。 22·如申請專利範圍第 單晶圓熱製程模組 大氣壓轉送室。 2〇項所述之設備，其中更包括一第二 ’該第二單晶圓熱製程模組耦接於該次

   23.如申請專利範圍第19項所述之設備，其中更包括一第二 真二隔、名至，該第二真空隔絕室耦接於該大氣壓轉送室與 該次大氣壓轉送室。 24.如㈣專利範圍第20項所述之設備，其中該控制器係控 制忒整口 4塵粒監測I具與該濕式清潔模•且之操作，且其 中該控制器包括有資訊，根據先前在該濕式清潔模組中清 潔之晶圓於該整合式塵粒監測工具中所得到的結果，該= Λ可控制一後續晶圓在該濕式清潔模組中之清潔。 25·如申請專利範圍第19項所述之設備，其中更包括一 腦，用於控制該熱處理室、該多晶矽沉積處理室之操作 110 1290861 其中該電腦儲存資訊，根據該整合式厚度量測工具量測之 結果’該資訊可決定該多晶石夕沉積處理室與/或該熱氧化室 之製程參數。 26·—種用於一晶圓之微影製程的設備，其至少包括： 一單晶圓濕式清潔模組； 一微影模組；以及 一轉送室，該轉送室内具有一晶圓操控裝置，該轉送 室直接輛接於該單晶圓濕式清潔模組與該微影模組。 27·如申請專利範圍第％項所述之設備，其中該單晶圓濕室 清潔权組至少包括* · 一平板’該平板具有一音速能量產生裝置耦接於一第 一用於將一 裝置，該第二侧 晶圓水平置放於該平板之一第二側上方之 二側相對於該第一側；以及 一用於將― 將一清潔溶液施加於該平板之該第二側上之裝

   2 7項所述之設備，其中用於將一清潔 -該第二側上之該裝置，包括一孔隙及 ‘故過該平板，該導管耦接於該孔隙以 、潔溶液至該平板之該第二側。 111 ^ 1290861 29·如申請專利範圍第 少包括： 26項所述之設備 其中該微影模組至 、> 塗佈工作站，用於塗佈一光阻膜於一晶圓上 軟式烘烤工作站，用於加熱該光阻膜；以及 曝光工作站，將該光阻膜暴露於輻射。 訊如申請專利範圍第29項所述之設備，其中該晶圓操控3 置連接於該轉送室内之-線性行動路線，其中該晶圓㈣

   可使用忒.濕式清潔模組、該旋轉塗佈工作站、該軟玉 烘烤工作站、以及該曝光工作站。 31.如申請專利範圍第3()項所述之設備，其中該單晶圓濕式 清潔模組鄰接於該旋轉塗佈工作站，其中該旋轉塗佈工作 站鄰接於該軟式烘烤工作站，其中該軟式烘烤工作站鄰接 於該步進器工作站。 32·^^申請專利範圍第3〇項所述之設備，其中該單晶圓濕式 清潔模組之一第一側鄰接於該旋轉塗佈工作站，而該單晶 圓濕式清潔模組之一第二側鄰接於該軟式烘烤工作站，該 第一側相對於該第二側。 33 ·如申請專利範圍第30項所述之設備，其中該單晶圓濕式 清潔模組之一第一側鄰接於該軟式烘烤工作站，而該單晶 圓濕式清潔模組之一第二側鄰接於該曝光工作站，該第一 112 1290861 侧相對於該第二側。 34·如申請專利範圍第29項所述之設備，其中該轉送室包括 一過濾器’用於過濾來自該轉送室内之大氣環境的胺類及 氨氣體。 3 5 · —種光阻製程設備，其至少包括：

   一光阻塗佈工具，用於在一晶圓前側上形成一光阻 膜，該晶圓前側相對於一晶圓背側； 一背側清潔工具，用於清潔該晶圓背側，其中該背 侧清潔工具直接耦揍於該光阻塗佈工具；以及 一曝光工具’用於使該晶圓前側上之該光阻膜曝光 於一輻射，其中該曝光工具直接耦接於該背側清潔工具。

   3 6 ·如申請專利範圍第3 5項所述之設備，其中更包括一第一 晶圓操控自動控制設備，用於將該晶圓移動於該光阻塗佈 工具的工作站之間，以及將該晶圓自該光阻塗佈工具傳送 至該背側清潔工具。 37.如申請專利範圍第36項所述之設備，其中更包括一第二 晶圓操控自動控制設備，其位於該曝光工具内，用於將該 晶圓自該背側清潔工具傳送入該曝光工具。 3 8 ·如申請專利範圍第3 5項所述之設備，其中該光阻塗佈工 113 1290861 具包括一烘烤工作站、一旋轉工作站、以々 μ 釈式烘烤工 作站’該烘烤工作站甩於移除該晶圓上之水蒸 a ., 、“L，該旋轉 工作站用於該晶圓上形成一光阻膜，該軟式烘烤工作站 於移除來自形成在該晶圓上之該光阻膜之溶劑。 用 3 9. —種對一晶圓進行製程之設備，其至少包括： 一單晶圓背側清潔工具； 一光阻塗佈工具； 一曝光工具，用於將形成於該晶圓之一前侧上之光阻 膜暴露於一輻射；以及 一轉送室，其内具有一晶圓操控裝置，該轉送室直接 耦接於該光阻塗佈工具、該轉送室直接耦接於該曝光工 /、 該轉送至直接叙接於該早晶圓背側清潔工|。 40·如申請專利範圍第39項所述之設備，其巾更包括一背側 塵粒監測工具，用於監測該晶圓背側之塵粒，其中該背側 塵粒監測工具直接耦接於該轉送室。

   41•如申請專利範圍第39項所述之設備’其中該單晶圓背側 清潔工具至少包括： 一平板，該平板具有一音速能量產生裝置，該音速能 量產生裝置耦接於該平板之一第一側； 一用於將該晶圓水平地置放於該平板之一第二側上方 的裝置，該第二側相對於該第一側；以及 114 .1290861 一將一清潔溶液施加於該平板之該第二側的裝置。 42.如申請專利範圍第39項所述之設備，其中該單晶圓背側 清潔工具包括一刷子，用於自該晶圓背側移除塵粒。 43.如申請專利範圍第3 9項所述之設備，其中該單晶圓背側 清潔工具包括一氣刀，用於提供一空氣流以產生一空氣剪 力，以自該晶圓背側移除塵粒。

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