TWI832125B

TWI832125B - 半導體電路之製造方法及半導體製造系統

Info

Publication number: TWI832125B
Application number: TW110145638A
Authority: TW
Inventors: 劉仲軒; 林震洋; 宋古翔; 于大衛; 林冠文; 陳嘉仁; 李信昌
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2024-02-11
Also published as: US20250328088A1; US20220308464A1; US12032302B2; US12393129B2; TW202240274A; CN114783856A; US20240310744A1

Abstract

在一種半導體元件之製造方法中，從裝載埠取回半導體晶圓。將半導體晶圓傳送至處理裝置。在處理裝置中，將半導體晶圓之表面暴露於電漿風之定向流，以從半導體晶圓之表面清除粒子。電漿風流係由環境電漿產生器產生，並將其以相對於半導體晶圓之表面的垂直平面之傾斜角導入持續預設的電漿暴露時間。在清除之後，將光阻層設置於半導體晶圓上。

Description

半導體電路之製造方法及半導體製造系統

本揭露之實施方式是關於半導體電路之製造方法及半導體製造系統。

在積體電路(integrated circuit，IC)設計期間，在基板上產生用於不同的IC處理步驟之IC的多個圖案。可藉由將罩幕之佈局圖案投影，例如成像，於晶圓的光阻層上，來產生圖案。微影製程將罩幕之佈局圖案轉移至晶圓之光阻層，使得蝕刻、植入、或其他步驟僅應用於晶圓之預定義區域。為了將罩幕的佈局圖案轉移至光阻層，期望罩幕不具有附接至罩幕之表面的粒子或殘留物，以在微影操作中，將罩幕之佈局圖案明顯且清晰地成像於晶圓上。另外，期望晶圓不具有附接至晶圓之表面的粒子或殘留物，而可在微影術操作中，將光阻層均勻地分佈於晶圓的整個表面上。

依照本揭露之一些實施方式，一種半導體元件之製造方法包含經由裝載埠取回半導體晶圓；將半導體晶圓傳送至處理裝置；藉由將半導體晶圓之表面暴露於電漿風定向流持續預設的電漿暴露時間，以在處理裝置中從半導體晶圓之表面清除粒子，電漿風定向流由環境電漿產生器產生，且電漿風定向流相對於半導體晶圓之表面的垂直平面成一傾斜角；以及在清除之後，將光阻層設置於半導體晶圓上。

依照本揭露之一些實施方式，一種半導體電路之製造法包含藉由將倍縮光罩之表面暴露於電漿風定向流持續預設的電漿暴露時間，以在處理裝置中從倍縮光罩之表面清除粒子，電漿風定向流係由環境電漿產生器產生，且相對於倍縮光罩之表面的垂直平面成一傾斜角；在清除之後，將倍縮光罩從處理裝置傳送至曝光裝置，以進行微影操作；以及使用曝光裝置之極紫外(EUV)源之入射EUV輻射，將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓的光阻層上。

依照本揭露之一些實施方式，一種半導體製造系統包含主控制器、耦合至主控制器之分析器模組、具有可延伸機器手臂之晶圓交換裝置、處理裝置、及曝光裝置。處理裝置包含配置以安裝倍縮光罩或晶圓之第一平台及環境電漿產生器。曝光裝置包含配置以安裝倍縮光罩之第二平台、極紫外(EUV)光源、及配置以固持晶圓之第三平台。主控制器命令環境電漿產生器將電漿風定向流導向第一平台的方向持續預設的電漿暴露時間，以從安裝在處理裝置之第一平台上的倍縮光罩或晶圓的表面清除粒子。在清除之後，主控制器配置以命令晶圓交換裝置藉由可延伸機器手臂將倍縮光罩或晶圓從處理裝置傳送至曝光裝置，以進行微影操作。

10:半導體基板

15:光阻層

29:輻射光束

31:圖案化光束

100:製程流程

101:晶圓裝載操作

102:光阻塗佈操作

103:晶圓裝載及清潔操作

104:應用後烘烤操作

105:罩幕取回操作

106:罩幕取回及清潔操作

108:罩幕裝載及曝光操作

109:輻射源

110:曝光後烘烤操作

112:顯影操作

160:平台

170:平台控制器

200:處理系統

202:倍縮光罩庫

204:第一可移動區段

205:第一樞轉點

205a:光學儀器

205b:光學儀器

205c:反射罩幕

205d:縮小投影光學儀器

205e:縮小投影光學儀器

206:機器人裝置

208:第二可移動區段

212:處理裝置

214:曝光裝置

250:處理系統

252:晶圓裝載埠/晶圓儲存器

254:第一可移動區段

255:第一樞轉點

256:機器人裝置

258:第二可移動區段

260:清潔控制器

262:處理裝置

270:清潔控制器

300:製程流程

400:曝光裝置

402:倍縮光罩平台

406:真空壓力控制器

408:壓力感測器

430:輻射控制器

500:處理裝置

502:主體

503:通道壁

504:基板

505:風角控制器

506:電漿風

507:輸入埠

508:輸入氣流

509:正電極及負電極

510:環境電漿產生器、電漿產生器

511:寬度

512:輸入開口

513:寬度

516:輸出埠

518:輸出開口

520:平台

521:噴嘴

522:通道

524:管道

530:處理裝置

532:鉸接壁

534:鉸鏈

550:處理裝置

552:傾斜角

554:粒子

556:氣流

565:粒子收集器

570:平台控制器

600:區域

602:區段

617:均勻光束

619:聚焦光束

630:分析器模組

633:影像處理單元

634:透鏡

635:掃描成像裝置

654:粒子

664:粒子

665:平台控制器

700:檢查裝置

702:粒子圖

750:清潔系統

800:控制系統

830:分析器模組

840:主控制器

900:製程

950:製程

1000:電腦系統

1001:電腦

1002:鍵盤

1003:滑鼠

1004:顯示器

1005:光碟機

1006:磁碟機

1011:微處理單元

1012:唯讀記憶體

1013:隨機存取記憶體

1014:硬碟

1015:匯流排

1021:光碟

1022:磁碟

S910:操作

S920:操作

S930:操作

S940:操作

S960:操作

S970:操作

S980:操作

S990:操作

下列詳細的描述配合附圖閱讀可使本揭露獲得最佳的理解。需強調的是，依照業界的標準實務，各種特徵並未依比例繪示，且僅為說明之目的。事實上，可任意增加或減少各種特徵的尺寸，以使討論清楚。

第1圖係繪示產生光阻圖案於半導體基板上的製程流程。

第2A圖及第2B係繪示在多個位置之間傳送倍縮光罩及晶圓的處理系統。

第3圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之產生光阻圖案於半導體基板上的製程流程。

第4圖係繪示產生光阻圖案於晶圓上之微影術系統的曝光裝置的示意圖。

第5A圖、第5B圖、及第5C圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之使用電漿風從基板清潔粒子的處理裝置。

第6A圖及第6B圖係繪示基板之表面及基板之表面上的粒子。

第7A圖及第7B圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之基板之表面上的粒子的檢查系統及用於清洗基板的系統。

第8圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清洗倍縮光罩或晶圓基板，並將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓上的控制系統。

第9A圖及第9B圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清洗倍縮光罩或半導體晶圓，並將倍縮光罩之佈局圖案投影至半導體基板上的例示製程的流程圖。

第10A圖及第10B圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清潔倍縮光罩或半導體晶圓，並將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓上的裝置。

以下揭露提供許多不同實施方式或例子，以實施所提供之標的之不同特徵。以下描述構件及排列的特定例子以簡化本揭露。這些當然僅為例子而非作為限制。舉例而言，在描述中，形成第一特徵於第二特徵之上的製程可包含第一特徵與第二特徵以直接接觸形成的實施方式，亦可包含額外特徵形成於第一特徵與第二特徵之間，而使得第一特徵和第二特徵可非直接接觸的實施方式。除此之外，本揭露可在多個例子中重複參考符號及/或字母。此重複為簡明與清楚之目的，並非在本質上規定所討論之多個實施方式及/或配置之間的關係。

此外，可在此使用空間關係的用語，例如「下方(beneath)」、「在...之下(below)」、「低於(lower)」、「在...之上(above)」、「高於(upper)」、以及相似用語，以簡明描述如圖式所繪示之一元件或特徵與另一(另一些)元件或特徵之關係的敘述。這些空間關係的用語，除了在圖中所描繪的方向外，意欲包含元件在使用上或操作時的不同方向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或其他方向)，而本文使用的空間關係描述詞也可依此解讀。另外，用語「由...製成」可能意指「包含」或「由...組成」。在本揭露中，除非另外描述，用語「A、B、以及C之一者」意指「A、B、及/或C」(A、B、C、A與B、A與C、B與C、或A與B及C)，而並非意指A中之一元件、B中之一元件、以及C中之一元件。

在一些實施方式中，倍縮光罩儲存在倍縮光罩庫中，且倍縮光罩庫保持在真空條件下，以防止粒子及烴污染物沉積於倍縮光罩上。然而，在微影製程期間使用倍縮光罩時，粒子及烴污染物可堆積於倍縮光罩上。倍縮光罩上之粒子及烴污染物可損害在晶圓之光阻層中產生的圖案的關鍵尺寸(critical dimension，CD)一致性。在一些實施方式中，在從倍縮光罩庫取回倍縮光罩之後，使用溶劑從倍縮光罩表面清潔粒子及烴污染物。在一些實施方式中，將倍縮光罩儲存在倍縮光罩庫中之前，以溶劑從倍縮光罩表面清潔粒子及烴污染物。若在儲存之前清潔倍縮光罩，則以溶劑清洗倍縮光罩可能將其他粒子引入倍縮光罩庫中。若在從倍縮光罩庫取回之後清潔倍縮光罩，則以溶劑清洗倍縮光罩可能將其他粒子引入微影系統之曝光裝置中。另外，以溶劑清潔倍縮光罩可能在微影製程中引入長的延遲。另外，在一些實施方式中，在晶圓的輸送或處理期間設置粒子，而晶圓上的粒子可另外導致晶圓上之光阻圖案的關鍵尺寸(critical dimension，CD)的不一致性。因此，期望在進行微影製程之前清潔倍縮光罩及/或晶圓。

在一些實施方式中，除曝光裝置之外，微影系統還包含處理裝置。曝光裝置用於將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓之光阻層上，以圖案化晶圓。具有電漿產生器之處理裝置可用於清潔倍縮光罩或晶圓之表面。在一些實施方式中，由電漿產生器產生電漿風，電漿風對倍縮光罩或晶圓之表面的撞擊用以分解沉積於倍縮光罩或晶圓之表面上的粒子或烴污染物。另外，電漿風所照射之倍縮光罩或晶圓的表面愈多，則分解出的粒子及烴污染物愈多，然而，在去除粒子及烴污染物之後的額外清會造成延遲。因此，期望照射倍縮光罩或晶圓之表面，以獲得CD一致性(CDU)的最佳改善，並避免延遲。

在一些實施方式中，處理裝置包含產生環境電漿之電漿產生器，且環境電漿作為具有傾斜角之電漿風，例如電漿風定向流，經導引穿過電漿產生器的開口。電漿風撞擊晶圓上或倍縮光罩上之粒子，使粒子分裂。由於撞擊，電漿風之傾斜角致使粒子的分裂部分獲得平行於倍縮光罩或晶圓之表面的速度。在一些實施方式中，分裂部分之平行速度致使分裂部分從倍縮光罩或晶圓之表面拋出。在一些實施方式中，分裂部分之平行速度由電漿產生器之開口的大小及電漿風角度決定，使得更小的開口及更大的角度 (相對於與倍縮光罩或晶圓之表面垂直的表面)為電漿風提供更高的速度，從而更佳地清潔表面，且促使分裂部分從倍縮光罩或晶圓的表面去除。在電漿風中，氣體原子在更高的能態下被激發或離子化。在一些實施方式中，當激發的氣體原子返回正常能態時，可釋放紫外(ultraviolet，UV)光。電漿粒子撞擊及UV光的混合物與粒子相互作用，例如，實體相互作用，並去除粒子。在一些實施方式中，粒子愈大，導引電漿來去除粒子的時間愈多。在一些實施方式中，在輸送或處理期間設置於晶圓或倍縮光罩上的粒子係「掉落的」粒子。在一些實施方式中，濕式清潔晶圓或倍縮光罩的表面致使掉落的粒子分裂，且在晶圓或倍縮光罩之表面上產生多個更小的粒子，因此重複濕式清洗及檢查，直至去除所有粒子或粒子數量在臨限範圍內為止。

第1圖係繪示產生光阻圖案於半導體基板上的製程流程100。在一些實施方式中，製程流程100由微影術系統進行，微影術系統由第8圖的控制系統800及/或第10A圖及第10B圖的電腦系統1000控制。在晶圓裝載操作101中，將晶圓裝載於平台上。晶圓裝載參照第2B圖描述。在光阻塗佈操作102中，將光阻材料的光阻層設置，例如塗佈，於基板，例如晶圓或工作件，之上表面上。如第4圖所示，光阻層15設置於半導體基板10之上。在應用後烘烤(post application bake，PAB)操作104中進行PAB，烘烤包含光阻層15之半導體基板10，以驅除光阻材料中的溶劑，並使半導體基板10之頂部上的光阻層 15凝固。

在本揭露中，可互換地使用術語罩幕、光罩及倍縮光罩。另外，可互換地使用術語光阻(resist)及光阻劑(photo resist)。在罩幕取回操作105中，從倍縮光罩庫取回倍縮光罩。藉由罩幕裝載及曝光操作108將取回的倍縮光罩裝載至曝光裝置，曝光裝置參照第4圖來描述。罩幕裝載及曝光操作108亦使用輻射源之光化輻射來將罩幕的佈局圖案投影至半導體基板10之光阻層15上。

在一些實施方式中，罩幕係反射性罩幕，藉由來自極紫外(EUV)光源之EUV輻射，將罩幕上的佈局圖案投影至光阻層15上，以在半導體基板10上之光阻層15中產生光阻圖案。在曝光後烘烤(post exposure bake，PEB)操作110中，對晶圓上進行PEB，其中在曝光於光化輻射之後且在顯影操作112中顯影之前，進一步烘烤光阻層。藉由對光阻層15施加顯影劑溶液，在顯影操作112中對光阻層的光阻材料進行顯影。對於正光阻材料，在顯影操作112中，藉由施加顯影劑溶液來顯影曝光之區域，接著去除顯影區域，剩餘的區域產生光阻層15之光阻圖案。對於負光阻材料，在顯影操作112中，藉由施加顯影劑溶液來顯影未曝光區域，隨後去除顯影區域，剩餘的區域產生光阻層15之光阻圖案。

第2A圖及第2B圖係繪示在多個位置之間傳送倍縮光罩及晶圓的處理系統。第2A圖係繪示在不同位置之間傳送倍縮光罩的處理系統200(倍縮光罩處理系統)。處理系統200在倍縮光罩庫202、處理裝置212、及曝光裝置214之間傳送倍縮光罩。處理系統200包含具有機器手臂之機器人裝置206，例如晶圓交換裝置。機器手臂包含第一可移動區段204及第二可移動區段208。第二可移動區段208圍繞第一樞轉點205旋轉。第一可移動區段204圍繞機器人裝置206內之第二樞轉點(未示出)旋轉，並進一步移動第一樞轉點205及第二可移動區段208。機器人裝置206可使第一可移動區段204及第二可移動區段208圍繞相應的樞轉點旋轉，以將機器手臂延伸至倍縮光罩庫202、處理裝置212、或曝光裝置214。在一些實施方式中，機器人裝置206、倍縮光罩庫202、處理裝置212、及曝光裝置214保持在真空條件下。曝光裝置214參照第4圖描述。

處理系統200亦包含清潔控制器260耦合至倍縮光罩庫202、機器人裝置206、處理裝置212、及曝光裝置214。在一些實施方式中，清潔控制器260命令機器人裝置206從倍縮光罩庫202取回倍縮光罩，並將倍縮光罩裝載至處理裝置212或曝光裝置214。在一些實施方式中，清潔控制器260命令機器人裝置206從處理裝置212取回倍縮光罩，並將倍縮光罩裝載至曝光裝置214。在一些實施方式中，清潔控制器260命令倍縮光罩庫202釋出將取回的倍縮光罩之一者。在一些實施方式中，清潔控制器260命令機器人裝置206將倍縮光罩裝載於平台，例如處理裝置212之罩幕安裝平台或曝光裝置214之罩幕安裝平台上。曝光裝置214參照第4圖描述，處理裝置212參照第5C圖描述。

第2B圖與第2A圖一致，其係繪示在不同位置之間傳送晶圓的處理系統250。處理系統250在晶圓裝載埠/晶圓儲存器252、處理裝置262、及晶圓處理裝置，例如曝光裝置214，之間傳送晶圓。在其他實施方式中，晶圓處理裝置包含薄膜沉積裝置(例如，化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、及原子層沉積(ALD)裝置等)、蝕刻裝置(例如，電漿乾式蝕刻裝置及濕式蝕刻裝置等)、雜質摻雜裝置(例如，爐子及離子植入裝置等)、及量測裝置(例如，厚度量測裝置、檢查裝置等)等。處理系統250包含具有機器手臂之機器人裝置256，例如晶圓交換裝置。機器手臂包含第一可移動區段254及第二可移動區段258。第二可移動區段258圍繞第一樞轉點255旋轉。第一可移動區段254圍繞機器人裝置256內之第二樞轉點(未示出)旋轉，並進一步移動第一樞轉點255及第二可移動區段258。機器人裝置256可使第一可移動區段254及第二可移動區段258圍繞相應的樞轉點旋轉，以將機器手臂延伸至晶圓裝載埠/晶圓儲存器252、處理裝置262、或曝光裝置214。在一些實施方式中，機器人裝置256、晶圓裝載埠/晶圓儲存器252、處理裝置262、及曝光裝置214保持在真空條件下。

處理系統250亦包含清潔控制器270耦合至晶圓裝載埠/晶圓儲存器252、機器人裝置256、處理裝置262、及曝光裝置214。在一些實施方式中，清潔控制器270命令機器人裝置256從晶圓裝載埠/晶圓儲存器252取回晶圓，並將晶圓裝載至處理裝置262或曝光裝置214。在一些實施方式中，清潔控制器270命令機器人裝置256從處理裝置262取回晶圓，並將晶圓裝載至曝光裝置214。在一些實施方式中，清潔控制器270命令晶圓裝載埠/晶圓儲存器252釋出將取回的晶圓。在一些實施方式中，清潔控制器270命令機器人裝置256將晶圓裝載於平台(例如，處理裝置262之晶圓安裝平台或曝光裝置214之晶圓安裝平台)上。在處理裝置262中對基板，例如半導體晶圓，之清潔及在處理裝置212中對基板，例如倍縮光罩，之清潔參照第5A圖、第5B圖、及第5C圖描述。

第3圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之產生光阻圖案於半導體基板上的製程流程300。製程流程300包含第1圖之製程流程100的光阻塗佈操作102、PAB操作104、PEB操作110、及顯影操作112。另外，製程流程300包含由第2A圖的處理系統200所進行的罩幕取回及清潔操作106。在罩幕取回及清洗操作106中，第2A圖之清潔控制器260命令機器人裝置206及倍縮光罩庫202。回應來自清潔控制器260的命令，倍縮光罩庫202釋出倍縮光罩，且機器人裝置206之第二可移動區段208延伸至倍縮光罩庫202中，並取回釋出的倍縮光罩。接著，清潔控制器260命令機器人裝置206將釋出的倍縮光罩裝載至處理裝置212，以進行清潔。

將倍縮光罩裝載至處理裝置212之後，清潔控制器260可命令處理裝置212之環境電漿產生器(與第5C圖之環境電漿產生器510一致)產生電漿風(與第5C圖之電漿風506一致)，並將電漿風導引至倍縮光罩之表面持續預設量的時間，以從倍縮光罩之表面清除粒子及/或烴污染物。處理裝置212及環境電漿產生器參照第5A圖、第5B圖、及第5C圖定義。

在一些實施方式中，電漿分解晶圓之表面上的烴污染物及粒子。此外，在罩幕裝載及曝光操作108中，將裝載於處理裝置212中的倍縮光罩傳送至曝光裝置214，並將罩幕裝載，例如安裝，於罩幕平台上。接著，曝光裝置214之輻射源，例如EUV輻射源，將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓，例如半導體基板，之光阻層，例如第4圖之半導體基板10的光阻層15上，以產生光阻圖案。

製程流程300包含晶圓裝載及清潔操作103。在一些實施方式中，清洗晶圓的製程由第2B圖之處理裝置262來進行。清潔控制器270命令機器人裝置256及晶圓裝載埠/晶圓儲存器252。回應來自清潔控制器270的命令，晶圓裝載埠/晶圓儲存器252釋出晶圓，且機器人裝置256之第二可移動區段258延伸至晶圓裝載埠/晶圓儲存器252中，並取回釋出的晶圓。在晶圓裝載及清潔洗操作103中，清潔控制器270命令機器人裝置256將釋出的晶圓裝載至處理裝置262，以進行清潔。

將晶圓裝載至處理裝置262之後，清潔控制器 270可命令處理裝置262之環境電漿產生器(與第5A圖之環境電漿產生器510一致)產生電漿風(與第5A圖之電漿風506一致)，將電漿風導引至晶圓的表面持續預設量的時間，以從倍縮光罩之表面清除粒子及/或烴污染物。處理裝置262及環境電漿產生器參照第5A圖、第5B圖、及第5C圖定義。在一些實施方式中，電漿分解晶圓之表面上的烴污染物及粒子。

第4圖係繪示產生光阻圖案於晶圓上之微影術系統的曝光裝置400的示意圖。曝光裝置400顯示以圖案化光束31，例如極紫外(EUV)光，曝光半導體基板10。曝光裝置400可包含晶圓移動裝置，例如平台160；步進器；掃描器；步進掃描系統；直寫系統；使用接觸式及/或近接式罩幕的裝置等，曝光裝置400配備有一或多個光學儀器205a與205b，以例如利用如極紫外輻射光束之輻射光束29，來照射如倍縮光罩(例如，反射罩幕205c)之圖案化光學儀器。照射圖案化光學儀器可產生圖案化光束31，光學系統之一或多個縮小投影光學儀器205d及205e用以將圖案化光束31投影至半導體基板10之光阻層15上。平台控制器170可耦合至晶圓移動裝置，例如平台160，以產生在半導體基板10與圖案化光學儀器，例如反射罩幕205c，之間之受控的相對移動。藉由受控的相對移動，可圖案化半導體基板10之不同晶粒。在一些實施方式中，反射罩幕205c安裝於倍縮光罩平台402，例如罩幕平台上。

如進一步所示，第4圖之曝光裝置400包含輻射源109，以產生用於照射反射罩幕205c之輻射光束29。在一些實施方式中，因為氣體分子吸收EUV光，所以當輻射源109係EUV輻射源時，曝光裝置400在操作時保持在真空環境下，以避免EUV強度損失。另外，曝光裝置400包含輻射控制器430，以控制輻射光束29的強度。在一些實施方式中，輻射控制器430藉由調整微影操作之投影時間，來調整輻射的強度，以圖案化光阻層。在一些實施方式中，曝光裝置400內的壓力由曝光裝置400內的壓力感測器408感測，並由耦合至曝光裝置400之真空壓力控制器406控制。

第5A圖、第5B圖、及第5C圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之使用電漿風從基板清除粒子的處理裝置。第5A圖之處理裝置500與第2A圖及第2B圖之處理裝置212及262一致，第5A圖之處理裝置500包含環境電漿產生器510，環境電漿產生器510包含通道522。通道522位於主體502內，主體502以主體502之通道壁503包圍通道522，在一些實施方式中，通道壁503由絕緣材料，例如石英或陶瓷，所製成。通道壁503包含附接至主體502內之電子控制電路(未示出)的正電極及負電極509。電子控制電路向通道壁503內之正電極及負電極509提供相應的正電壓及負(例如，接地)電壓。在一些實施方式中，正電極及負電極509包含在通道壁503中或附接至通道壁503。通道壁503之正電極及負電極509在通道522中，例如橫跨通道522之寬度513，產生約 200伏特/毫米至約500伏特/毫米的強(例如，高強度)電場。在一些實施方式中，橫跨通道522之寬度513的電子控制電路供應約200伏特至約2000伏特的電壓。在一些實施方式中，通道522之寬度513為約0.5mm至約4mm。來自氣體源(未示出)之輸入氣流508(例如，氦氣氣流或氬氣氣流)從輸入埠507之輸入開口512進入環境電漿產生器510的通道522。通道522中的強電場將輸入氣流508轉變成電漿，例如環境電漿，電漿在通道522內移動，且經由輸出埠516之輸出開口518離開通道522。在一些實施方式中，輸入氣流508具有在約1立方釐米/秒至約10立方釐米/秒的流率。輸入氣流經過通道522，通道壁503內之電極之間的強電場將輸入氣流至少部分地轉變成電漿，且作為電漿風506經由輸出開口518離開通道522，電漿風506具有與輸入氣流508相同的流率。在一些實施方式中，通道522內的氣體壓力，例如氦氣或氬氣的氣體壓力，小至約1托，且在一些其他實施方式中，通道522內的氣體壓力為約一大氣壓。

在一些實施方式中，當基板504安裝在平台520上時，將電漿風506導引至基板504的表面。在一些實施方式中，一或多個粒子附接至基板的表面，電漿風506的撞擊致使粒子遭去除。平台520由平台控制器570耦合及控制，平台控制器570與第4圖之平台控制器170一致，平台控制器570移動基板，使得電漿風506經導向基板504之表面上的不同位置。在一些實施方式中，電漿風506 相對於環境電漿產生器510下方之基板504之平面的垂直表面以傾斜角552(例如，與基板504的入射角)離開通道522。在一些實施方式中，電漿產生器510之輸出埠516中的輸出開口518具有約0.2mm與約10mm之間的寬度511。在一些實施方式中，基板504係半導體基板(例如，晶圓)，而在一些其他實施方式中，基板504係倍縮光罩。在一些實施方式中，主體502由不銹鋼所製成，輸出埠516及輸入埠507由介電材料，例如二氧化矽、陶瓷(例如，石英)所製成，通道壁503之正電極及負電極509由金屬，例如鋼或銅所製成。

第5B圖係繪示處理裝置530，其與處理裝置500一致，其中不同之處在於，第5B圖之環境電漿產生器510另外包含鉸接壁532，鉸接壁532圍繞鉸鏈534旋轉。鉸接壁532由風角控制器505耦合及控制，使得鉸接壁532圍繞鉸鏈534旋轉，且輸出開口518之寬度511由風角控制器505調整。藉由增加寬度511，減少電漿風506之速度的大小及傾斜角552。藉由減少寬度511，增加電漿風506之速度的大小及傾斜角552。在一些實施方式中，電漿風506之角度為0度至90度。在一些實施方式中，電漿風506之角度為5度至85度。在一些實施方式中，基板為安裝在平台520上之半導體基板或倍縮光罩之一者。在一些實施方式中，鉸接壁532由金屬，例如鋼或陶瓷所製成。

第5C圖係繪示處理裝置550，其與處理裝置530 一致，其中不同之處在於，第5C圖繪示出設置於基板504上的粒子554。如圖所示，將電漿風506之方向導向粒子554，以分裂粒子554。另外，第5C圖繪示出由於電漿風506之傾斜角552而產生之氣流556，氣流556平行於基板之表面。在一些實施方式中，氣流556係平行於基板504之表面的電漿風的一部分。在一些實施方式中，粒子554的分裂部分由氣流556推動。在一些實施方式中，風角控制器505調整輸出開口518之寬度511，使得電漿風506的傾斜角552及速度產生氣流556，氣流556將粒子554之分裂部分從基板504之表面上的指定區域或從基板504之整個表面推離。第5C圖亦繪示出耦合至平台520的平台控制器570。在一些實施方式中，平台控制器570命令平台520移動平台520，使得基板504之表面上的粒子沿電漿風506之方向被帶走。在一些實施方式中，平台未移動，直到電漿風506去除粒子為止，接著平台移動，使得下一個粒子沿電漿風506之方向被帶走。在一些實施方式中，平台控制器接收基板504之表面上的粒子的粒子圖，且平台控制器570移動平台520及安裝在平台520上的基板504，使得基板504的表面上的所有粒子連續地被電漿風506帶走，去除粒子並從基板的表面清除粒子。

在一些實施方式中，平台520在每個位置處停留約0.1秒至約5秒，使得電漿風506可清除粒子。在一些實施方式中，除位置之外，粒子圖還包含設置於基板504 之表面上的粒子的大小。平台控制器570將平台520保持在每個位置處的時間量取決於粒子的大小，每個位置對應於基板504之表面上的每個粒子。在一些實施方式中，平台520在對應於更大粒子之位置處停留更長的時間。在一些實施方式中，如第5C圖所示，處理裝置550包含粒子收集器565，例如粒子計數器，粒子收集器565藉由管道524附接至噴嘴521。在一些實施方式中，粒子收集器565施加真空以吸入粒子。將噴嘴521置於基板504之上表面附近，以將粒子554之分裂部分經由噴嘴521吸入粒子收集器565。

第6A圖及第6B圖係繪示基板之表面及基板之表面上的粒子。第6A圖繪示出基板504之表面上的區域600，例如指定區域。區域600分成多個區段602。區域600包含多個粒子654及664。粒子664位於區域600外，然而，粒子654分佈於區域600上且需要清除。如下所述，檢查裝置700決定區域600中之粒子的粒子圖(位置及大小)，並將圖發送至處理裝置550的平台控制器570，以進行清潔。在一些實施方式中，平台控制器570移動平台520，使得將電漿風506連續地導向粒子654，並去除粒子654。第6B圖繪示出區域600內之放大的粒子654。

第7A圖及第7B圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之基板之表面上的粒子的檢查裝置700及用於清潔基板之系統。第7A圖繪示掃描成像裝置635，掃描成像裝置635產生聚焦光束619以掃描基板504之上表面，並產生基板504之上表面的影像。另外，第7A圖繪示掃描成像裝置635及透鏡634，透鏡634產生均勻光束617以對基板504之上表面成像，並產生基板504之上表面的影像。第7A圖繪示設置於平台520上的基板504。平台520由平台控制器665耦合及控制。在一些實施方式中，基板504係晶圓，而在一些其他實施方式中，基板504係倍縮光罩。掃描成像裝置635在基板504之不同位置處擷取基板504之表面的一或多個影像，並將影像發送至分析器模組830或分析器模組630。分析器模組830或分析器模組630之影像處理單元633決定基板504上之粒子的數量及位置，例如粒子圖。若粒子之數量或粒子之密度，例如基板504之表面的每平方毫米粒子數，高於臨界值，則將基板發送至或送回處理裝置212、262、或550，以進行清潔。在一些實施方式中，粒子之臨界密度為每平方毫米約0至約0.1。如所述般，在一些實施方式中，將包含粒子大小之粒子圖發送至分析器模組830或平台控制器570。在一些實施方式中，在清潔之後，由掃描成像裝置635對基板504成像，若粒子之密度不在臨界值內，則再次清潔基板。

第7B圖係繪示清潔系統750，清潔系統750包含檢查裝置700及處理裝置550。在一些實施方式中，檢查系統檢查基板，例如基板504，之表面上的粒子，例如第6A圖之粒子654及664，並產生基板之表面上的粒子的粒子圖702，例如位置及大小。將基板及地圖702傳送至處理裝置550。處理裝置550之平台控制器570將平台520連續地移動至粒子中之每一者，處理裝置550之電漿風506去除粒子。將基板送回檢查裝置700進行檢查，若檢查裝置700決定粒子存在基板之表面上，或基板之表面上的粒子的數目及/或大小不在臨界範圍內，則產生粒子圖702，並將粒子圖702與基板送回處理裝置550，以去除粒子。在一些實施方式中，重複檢查及清潔循環，直至基板之表面上的粒子的數目及/或大小在臨界範圍內為止。在一些實施方式中，清潔系統750用於決定粒子之清除時間。如所述般，在一些實施方式中，粒子圖702包含粒子大小，且因此，粒子之去除取決於粒子的大小。基於重複的檢查及清洗循環，處理裝置550之平台控制器570可決定去除每個粒子之總清除時間，以作為清除時間的總和，且可基於粒子大小來決定總清除時間作為去除粒子的預設時間。在一些實施方式中，處理裝置550之平台控制器570產生粒子大小與去除粒子所需的時間之間的關係，例如表。因此，在一些實施方式中，對於每個粒子，平台控制器570將粒子保持在電漿風506下持續基於粒子大小的時間量。在一些實施方式中，基於粒子大小調整處理裝置550之環境電漿產生器510的輸出開口518的寬度511，使得電漿風506之速度為更大的粒子而增加。在一些實施方式中，檢查裝置700包含在處理裝置550中，使得平台控制器665由平台控制器570取代。平台控制器570移動平台520及基板504，使得基板504位於掃描成像裝置635 下並經檢查。另外，平台控制器570移動平台520及基板504，使得基板504位於環境電漿產生器510下並經清潔。

第8圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清潔倍縮光罩或晶圓，並將倍縮光罩之佈局圖案投影於晶圓上的控制系統800。控制系統800包含耦合至彼此之分析器模組830及主控制器840。在一些實施方式中，控制系統800包含第4圖、第5C圖、及第7A圖之平台控制器665、170、及570；第2A圖之清潔控制器260或第2B圖之清潔控制器270；第7圖之掃描成像裝置635；及第4圖之真空壓力控制器406。在一些實施方式中，主控制器840耦合至且控制平台控制器665、170、或570；清潔控制器260或270；掃描成像裝置635；及真空壓力控制器406。在一些實施方式中，主控制器840直接耦合至掃描成像裝置635，或經由分析器模組830耦合至掃描成像裝置635。在一些實施方式中，掃描成像裝置635獲取安裝在平台520上之基板504的影像，並將獲取之影像發送至分析器模組630或830。分析器模組630或830決定基板之表面上的粒子的粒子圖(位置及大小)，並經由主控制器840將粒子圖發送至平台控制器570。

在一些實施方式中，分析器模組830與第7A圖之分析器模組630一致或包含分析器模組630。在一些實施方式中，主控制器840經由分析器模組830命令掃描成像裝置635擷取半導體基板上之光阻圖案的影像，並決定，例如量測，設置於半導體基板上之光阻圖案的CDU。如上所述，基於所量測的CDU，分析器模組830決定倍縮光罩之表面及/或晶圓之表面是否經清潔。在一些實施方式中，主控制器840命令平台控制器665移動平台660，以在不同位置處擷取設置於半導體基板上之光阻圖案的一或多個影像。在一些實施方式中，主控制器840命令真空壓力控制器406保持處理裝置212及曝光裝置214內的真空環境，並保持倍縮光罩庫202內的真空環境。在一些實施方式中，主控制器840命令清潔控制器260清潔處理裝置212中之倍縮光罩的表面，並將清潔後的倍縮光罩裝載至曝光裝置214，且將倍縮光罩之佈局圖案投影於基板之光阻層上。在一些實施方式中，主控制器840命令分析器模組830在清潔之後擷取從倍縮光罩或晶圓反射的影像，並將擷取之影像傳送至分析器模組830或630進行分析。

在一些實施方式中，分析器模組830包含或耦合至影像處理單元633。在一些實施方式中，主控制器840命令掃描成像裝置635連續地掃描倍縮光罩或晶圓之表面，並決定倍縮光罩或晶圓之表面上的粒子或粒子密度。

第9A圖及第9B圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清潔倍縮光罩或半導體晶圓，並將倍縮光罩之佈局圖案投影至半導體基板上的例示製程的流程圖。第9A圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清潔倍縮光罩，並將清潔後之倍縮光罩的佈局圖案投影於半導體基板上的製程900的流程圖。可由第2B圖之系統來進行製程900 或一部分之製程900。在一些實施方式中，由以下參照第10A圖及第10B圖描述之電腦系統1000進行及/或控制製程900或一部分之製程900。在一些實施方式中，由上述之第8圖的控制系統800進行製程900或一部分之製程900。方法包含操作S910，其中從裝載埠取回晶圓，並將晶圓傳送至清潔裝置。如第2B圖所示，由機器人裝置256之機器手臂從晶圓裝載埠/晶圓儲存器252取回晶圓。取回晶圓之後，機器手臂將晶圓遞送至處理裝置262。

在操作S920中，藉由將晶圓之表面暴露於環境電漿產生器所產生之電漿風定向流持續預設的時間量，在處理裝置262中從晶圓之表面清除粒子。如第5C圖所示，在處理裝置262中從晶圓的表面清除粒子。電漿風的流具有相對於晶圓表面之垂直平面的傾斜角。在一些實施方式中，電漿風由環境電漿產生器510產生。

在操作S930中，在清除之後，將晶圓從處理裝置傳送至曝光裝置，以進行微影操作。如第2B圖所示，清潔晶圓之後，將晶圓從處理裝置262傳送至曝光裝置214。晶圓由機器人裝置256之機器手臂傳送。在曝光裝置214中，使用倍縮光罩之佈局圖案進行微影操作。

在操作S940中，在曝光裝置中，將光阻層設置於晶圓上。如第4圖所示，將光阻層15設置於安裝在平台160上之半導體基板10，例如晶圓上。

第9B圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清潔倍縮光罩，並將清潔後之倍縮光罩的佈局圖案投影於半導體基板上的製程950的流程圖。可由第2A圖之系統進行製程950或一部分之製程950。在一些實施方式中，由以下參照第10A圖及第10B圖描述之電腦系統1000進行及/或控制製程950或一部分之製程950。在一些實施方式中，由以上描述之第8圖的控制系統800進行製程950或一部分之過程950。方法包含操作S960，其中從倍縮光罩庫取回倍縮光罩，並將倍縮光罩傳送至清潔裝置。如第2A圖所示，由機器人裝置206之機器手臂從倍縮光罩庫202取回倍縮光罩。取回倍縮光罩後，機器手臂將倍縮光罩遞送至處理裝置212。

在操作S970中，藉由將倍縮光罩之表面曝光於環境電漿產生器所產生之電漿風506的定向流持續預設的時間量，在處理裝置212或550中從倍縮光罩之表面清除粒子。如第5C圖所示，在處理裝置550中從倍縮光罩之表面清除粒子。電漿風的流具有相對於倍縮光罩表面之垂直平面的傾斜角552。在一些實施方式中，電漿風由環境電漿產生器510產生。在一些實施方式中，藉由移動鉸接壁532及修改環境電漿產生器510之輸出開口518的寬度511，來調整傾斜角552。在一些實施方式中，電漿風基本上平行於鉸接壁532。因此，藉由增加寬度511，傾斜角552減少，而藉由減少寬度511，傾斜角552增加。

在操作S980中，在清除之後，將倍縮光罩從處理裝置傳送至曝光裝置，以進行微影操作。如第2A圖所示，清潔倍縮光罩之後，將倍縮光罩從處理裝置212傳送至曝光裝置214。倍縮光罩由機器人裝置206之機器手臂傳送。在曝光裝置214中，使用倍縮光罩之佈局圖案來進行微影操作，並將倍縮光罩之佈局圖案投影於晶圓上。

在操作S990中，在曝光裝置中，將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓之光阻層上。如第4圖所示，將相應之反射罩幕205c的佈局圖案投影至相應之半導體基板10的光阻層15上。

第10A圖及第10B圖係繪示依照本揭露之一些實施方式之用於清潔倍縮光罩或半導體晶圓，並將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓上的裝置。在一些實施方式中，電腦系統1000用於執行第8圖之模組的功能，這些模組包含主控制器840；分析器模組830；平台控制器665、170、或570；清潔控制器260或270；真空壓力控制器406；及分析器模組830或630之影像處理單元633。在一些實施方式中，電腦系統1000用於執行第9A圖或第9B圖之製程900或950。

第10A圖係繪示電腦系統的示意圖，此電腦系統執行用於清潔倍縮光罩及/或晶圓，並將清潔後之倍縮光罩的佈局圖案投影於晶圓(清潔後的晶圓)上的裝置的功能。前述實施方式之製程、方法及/或操作的全部或一部分可使用電腦硬體及在其上執行之電腦程式來實現。在第10A圖中，電腦系統1000配備有電腦1001、鍵盤1002、滑鼠1003、及顯示器1004，電腦1001包含光碟唯讀記憶體(例如，光碟唯讀記憶體或數位多功能光碟唯讀記憶體)光碟機1005及磁碟機1006。

第10B圖係繪示電腦系統1000之內部配置的圖。在第10B圖中，除了光碟機1005及磁碟機1006之外，電腦1001還配備有一或多個處理器，例如微處理單元(MPU)1011；唯讀記憶體(ROM)1012，其中儲存程式，例如啟動程式；隨機存取記憶體(RAM)1013連接微處理單元1011，其中暫時儲存應用程式的命令，並提供暫存區；硬碟1014，其中儲存應用程式、系統程式、及資料；以及匯流排1015連接微處理單元1011、唯讀記憶體1012、及類似者。應注意的是，電腦1001可包含網路卡(未示出)，以提供連接至局部區域網路(LAN)。

使電腦系統1000執行前述實施方式中用於清潔倍縮光罩及投影倍縮光罩之佈局圖案的程式可儲存於插入光碟機1005或磁碟機1006中的光碟1021或磁碟1022中，並傳送至硬碟1014。替代地，此程式可透過網路(未示出)傳送至電腦1001，並儲存於硬碟1014中。執行的時候，將程式載入隨機存取記憶體1013中。可從光碟1021、或磁碟1022、或直接從網路載入程式。此程式並非需包含例如作業系統(OS)或第三方程式，以使電腦1001執行在前述實施方式中用於清潔倍縮光罩及投影倍縮光罩之佈局圖案的控制系統的功能。此程式可僅包含指令部分，以在控制的模式中呼叫適合的功能(模組)，並獲得所需的結果。

依照本揭露之一些實施方式，一種半導體元件之製造方法包含經由裝載埠取回半導體晶圓及將半導體晶圓傳送至處理裝置。此方法亦包含藉由將半導體晶圓之表面暴露於電漿風定向流，以在處理裝置中從半導體晶圓之表面清除粒子。電漿風定向流由環境電漿產生器產生持續預設的電漿暴露時間。將電漿風定向流以相對於半導體晶圓之表面的垂直平面之傾斜角導入。在清除之後，此方法更包含將光阻層設置於半導體晶圓上。在一實施方式中，此方法更包含在清除之前，檢查半導體晶圓之表面；產生半導體晶圓之表面上的一或多個粒子的粒子圖，其中粒子圖包含粒子位置；及藉由依照粒子圖移動半導體晶圓，在處理裝置中從半導體晶圓之表面連續地清除一或多個粒子。在一實施方式中，粒子圖包含粒子大小，此方法更包含基於粒子大小調整電漿風定向流的速度。在一實施方式中，此方法更包含調整環境電漿產生器之輸出埠的輸出開口的寬度，以調整電漿風定向流的速度。在一實施方式中，此方法更包含將氬氣氣流導入環境電漿產生器，以產生電漿風定向流。在一實施方式中，此方法更包含對半導體晶圓之表面成像，以產生半導體晶圓之表面的影像；及分析半導體晶圓之表面之所產生的影像，以產生粒子圖。在一實施方式中，此方法更包含對於每個粒子，重複清除、檢查、成像、分析，以產生粒子圖，直至去除粒子為止；決定每個粒子之總清除時間；決定每個粒子的大小；及決定總清除時間作為與粒子之大小有關之預設的電漿暴露時間。

依照本揭露之一些實施方式，一種半導體電路之製造法包含藉由將倍縮光罩之表面暴露於電漿風定向流，以在處理裝置中從倍縮光罩之表面清除粒子。電漿風定向流係由環境電漿產生器產生持續預設的電漿暴露時間，且相對於倍縮光罩之表面的垂直平面成一傾斜角。在清除之後，此方法亦包含將倍縮光罩從處理裝置傳送至曝光裝置，以進行微影操作。此方法更包含使用曝光裝置之極紫外(EUV)源之入射EUV輻射，將倍縮光罩之佈局圖案投影至晶圓的光阻層上。在一實施方式中，此方法更包含將氦氣氣流導入環境電漿產生器，以產生電漿風定向流。在一實施方式中，清潔倍縮光罩之表面包含藉由將倍縮光罩之表面上之二或多個非重疊區中的第一區暴露於成傾斜角之電漿風定向流持續預設的電漿暴露時間，以在處理裝置中清潔倍縮光罩之表面上之二個或多個非重疊區中之第一區，其中每個非重疊區包含一或多個粒子；及對倍縮光罩之表面上之二或多個非重疊區的其他區重複清潔，以清潔倍縮光罩的整個表面。在一實施方式中，此方法更包含對環境電漿產生器內的氦氣氣流施加高強度電場，以產生電漿風定向流。在一實施方式中，此方法更包含調整環境電漿產生器之輸出埠的輸出開口的寬度，以調整電漿風定向流的速度及角度。在一實施方式中，此方法更包含調整電漿風定向流之傾斜角相對於倍縮光罩之表面的垂直平面為30度至80度，以驅使粒子離開倍縮光罩之表面。在一實施方式中，此方法更包含調整環境電漿產生器之輸出埠的輸出開口的寬度為100微米至5mm，以調整電漿風定向流的角度及速度。

依照本揭露之一些實施方式，一種半導體製造系統包含主控制器、耦合至主控制器之分析器模組、具有可延伸機器手臂之晶圓交換裝置、處理裝置、及曝光裝置。處理裝置包含配置以安裝倍縮光罩或晶圓之第一平台及環境電漿產生器。曝光裝置包含配置以安裝倍縮光罩之第二平台、極紫外(EUV)光源、及配置以固持晶圓之第三平台。主控制器命令環境電漿產生器將電漿風定向流導向第一平台的方向持續預設的電漿暴露時間，以從安裝在處理裝置之第一平台上的倍縮光罩或晶圓的表面清除粒子。在清除之後，主控制器配置以命令晶圓交換裝置藉由可延伸機器手臂將倍縮光罩或晶圓從處理裝置傳送至曝光裝置，以進行微影操作。在一實施方式中，處理裝置更包含鉸接壁，鉸接壁耦合至位於環境電漿產生器之輸出埠的輸出開口處的風角控制器。風角控制器使鉸接壁旋轉，以改變電漿風定向流之方向及速度。在一實施方式中，處理裝置更包含掃描成像裝置。回應來自主控制器的命令，第一平台在掃描成像裝置下移動，掃描成像裝置擷取倍縮光罩或晶圓之表面的影像，並將所擷取之影像傳送至分析器模組。分析器模組決定晶圓或倍縮光罩之表面上之粒子的粒子圖。在一實施方式中，環境電漿產生器更包含由主體包圍之通道；及位於主體中之正電極及負電極，正電極及負電極附接至通道之壁或包含在此壁中。正電極及負電極在通道內產生高強度電場，以在經過通道的氣流中產生電漿。在一實施方式中，此系統更包含倍縮光罩庫，其中在將電漿風定向流導向倍縮光罩之表面之前，主控制器將命令發送至晶圓交換裝置，以從倍縮光罩庫取回倍縮光罩，並將倍縮光罩傳送至處理裝置。在一實施方式中，此系統更包含檢查裝置，檢查裝置包含第四平台配置以固持晶圓或倍縮光罩；及掃描成像裝置安裝在第四平台之上，以獲取晶圓或倍縮光罩之表面的影像，並將所獲取之影像發送至分析器模組。分析器模組產生晶圓或倍縮光罩之表面上之多個粒子的粒子圖，並將多個粒子之粒子圖發送至處理裝置。處理裝置藉由電漿風定向流連續地去除多個粒子之每一者。

如前述實施方式所述，藉由電漿風定向流清潔倍縮光罩或晶圓之表面，使得掉落的粒子被逐一去除且不使用溶劑。前述實施方式清潔半導體基板，並增加半導體基板的濕潤性，且因此，光阻層可分佈於且接觸半導體基板之整個表面上。

以上概述數個實施方式或例子的特徵，使熟習此技藝者可更佳地理解本揭露的態樣。熟習此技藝者應理解，他們可輕易地利用本揭露作為基礎來設計或修飾其他製程及結構，以實現與在此所介紹之實施方式相同的目的和/或達成相同優勢。熟習此技藝者也應了解這種均等的架構並未脫離本揭露之精神與範疇，且他們可在不偏離本揭露之精神與範疇下在此做出各種改變、替換、及變動。