本揭露部分实施例是关于一种抗蚀剂泵送缓冲罐及减少抗蚀剂缺陷的方法。
背景技术：
光微影用于图案化被抗蚀剂材料覆盖的晶圆的表面。对抗蚀剂材料进行图案化，使得可以选择性地移除抗蚀剂材料的部分以暴露晶圆的下层区域，以便进行诸如蚀刻、材料沉积、注入等选择性处理。光微影利用包括紫外线或x射线在内的光能射束来将抗蚀剂材料选择性曝光。或者，已将例如电子射束和离子射束等带电粒子射束用于高分辨率光微影抗蚀剂曝光。
在积体电路(ic)设计期间，针对不同的ic处理步骤，会产生ic的多种布局图案。这些布局图案包括与要在晶圆上制造的结构相对应的几何形状。布局图案可以是掩模上的图案，这些图案被投影(例如，成像)在晶圆上的抗蚀剂层上以创建ic。光微影制程将掩模的图案转印到晶圆的抗蚀剂层，以便将蚀刻、注入或其他步骤仅施加到晶圆的预定区域。抗蚀剂材料是光微影处理的关键组分。为了保持较高的元件良率，涂覆在晶圆上的抗蚀剂材料应不含杂质和诸如结晶杂质等缺陷。因此，期望一种避免抗蚀剂材料结晶的使抗蚀剂材料流动和分配抗蚀剂材料的方法。
技术实现要素：
根据本揭露的一些实施例，抗蚀剂材料分配系统包括抗蚀剂供应部和抗蚀剂过滤器，该抗蚀剂过滤器在该抗蚀剂供应部的下游连接到该抗蚀剂供应部。分配系统亦包括抗蚀剂储罐结构，该抗蚀剂储罐结构在抗蚀剂过滤器的下游连接到该抗蚀剂过滤器；以及抗蚀剂泵送装置，该抗蚀剂泵送装置在该抗蚀剂储罐结构的下游连接到该抗蚀剂储罐结构。抗蚀剂储罐结构为竖直布置的，使得抗蚀剂材料从抗蚀剂材料进入抗蚀剂储罐结构的位置开始直到抗蚀剂材料离开抗蚀剂储罐结构为止以连续向下流进行流动。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本揭露。需要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制，并且仅用于说明目的。实际上，为了论述的清楚性，可以任意地增大或缩小各种特征的尺寸。
图1显示用于在晶圆上的抗蚀剂材料中产生布局图案的示例性制程；
图2a和图2b显示根据本揭露的一些实施例在晶圆的表面上分配抗蚀剂层并检查该抗蚀剂层的操作；
图3a、图3b、图3c、图3d和图3e显示晶圆顶表面上的抗蚀剂缺陷；
图4a和图4b显示根据本揭露的一些实施例的用于将抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部分配至分配喷嘴的抗蚀剂泵送系统；
图4c和图4d分别显示根据本揭露的一些实施例的抗蚀剂泵送系统的抗蚀剂储罐结构和示例性可控阀；
图5显示根据本揭露的一些实施例的示例性抗蚀剂分配系统的图；
图6显示根据本揭露的一些实施例的用于控制抗蚀剂分配系统的控制系统；
图7显示根据本揭露的一些实施例用于控制抗蚀剂分配系统的示例性制程的流程图；
图8a、图8b和图8c显示在抗蚀剂材料停留在抗蚀剂泵送系统中的每单位时间量分配在晶圆上的抗蚀剂材料中的抗蚀剂缺陷的数目；
图9a和图9b显示根据本揭露的一些实施例的用于控制抗蚀剂分配系统的设备。
【符号说明】
100...制程
102...操作
104...操作
106...操作
108...操作
110...操作
202...抗蚀剂供应部
204...抗蚀剂材料
206...抗蚀剂泵送系统
208...抗蚀剂分配喷嘴
210...基板
212...旋转方向
214...边缘区域
216...抗蚀剂层
217...均匀射束
218...管道
219...聚焦射束
220...抗蚀剂分配控制器
230...扫描成像装置
232...处理单元
234...透镜
240...工作台
302...缺陷
304...缺陷
310...晶圆
320...缺陷
402...抗蚀剂储罐结构
404...抗蚀剂泵送装置
405...循环流
406...抗蚀剂过滤器
408...开口
410a...阀
410b...阀
410c...阀
410d...阀
416...开口
420...压力监测器
422...控制信号
424...压力信号
425...稳流控制器
430...可调节阀
440...第一直径
442...第二直径
446...第一直径
448...第二直径
452...方向
454...方向
462...第一储罐
464...第二储罐
466...椭圆
472a...可调节膜
472b...可调节膜
474...方向
476a...第一输入端口
476b...第二输入端口
500...抗蚀剂分配系统
502...稳流装置
522...控制信号
600...控制系统
602...抗蚀剂分配控制器
604...曝光控制器
606...烘烤控制器
608...扫描成像装置
610...稳流控制器
612...工作台控制器
615...信息
620...抗蚀剂材料信息
630...分析器模块
640...主控制器
700...制程
710...操作
720...操作
730...操作
801...计算机
802...键盘
803...鼠标
804...监测器
805...光盘只读记忆体驱动器
806...磁盘驱动器
811...处理器
812...只读记忆体(rom)
813...随机存取记忆体
814...硬盘
815...总线
821...光盘
822...磁盘
850...曲线图
860...坐标
862...坐标
900...计算机系统
具体实施方式
以下揭露内容提供了用于实施所提供标的的不同特征的许多不同实施例或实例。以下描述了部件和布置的特定实例以简化本揭露内容。当然，这些仅仅是实例，而并且意欲为限制性的。例如，在以下描述中在第二特征上方或之上形成第一特征可以包括第一特征和第二特征形成为直接接触的实施例，并且亦可以包括可以在第一特征与第二特征之间形成额外特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本揭露可以在各种实例中重复参考数字及/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，在此可以使用空间相对术语，诸如“下方”、“以下”、“下部”、“上方”、“上部”等来简化描述，以描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除了图中所示的取向之外，空间相对术语意欲包括使用或操作中的装置/元件的不同取向。设备可以以其他方式取向(旋转90度或在其他方向上)，并且可以类似地相应解释在此使用的空间相对描述词。另外，术语“由...制成”可以表示“包含”或“由......组成”。在本揭露中，除非另有说明，否则用语“a、b和c中的一者”表示“a，b及/或c”(a、b、c、a和b、a和c、b和c，或a、b和c)，并不意味着来自a的一个要素，来自b的一个要素和来自c的一个要素。
在一些实施例中，将抗蚀剂材料经由抗蚀剂泵从抗蚀剂供应部转移以分配在晶圆(例如，工件)的表面上，以涂覆晶圆的表面。在一些实施例中，抗蚀剂材料是对光能射束敏感的光阻剂材料，该光能射束为例如深紫外线(duv)辐射或极紫外线(euv)辐射。随后，duv成像系统或euv成像系统将布局图案投影到晶圆的经抗蚀剂涂覆的表面。在暴露于duv或euv辐射之后，光阻剂材料的随后显影在该光阻剂材料中产生布局图案。在一些实施例中，抗蚀剂材料对例如电子射束等带电粒子射束敏感，并且带电粒子成像或扫描系统将布局图案投影在晶圆的经抗蚀剂涂覆的表面中。在暴露于带电粒子射束之后，抗蚀剂材料的随后显影在该抗蚀剂材料中产生布局图案。
抗蚀剂层216是正性抗蚀剂或负性抗蚀剂。正性抗蚀剂是指抗蚀剂材料暴露于带电粒子射束或光化辐射(通常为uv光，例如euv)时变得可溶于显影剂中，而抗蚀剂的未曝光(或曝光较少)的区域不溶于显影剂中，从而在未曝光的区域中留下涂层。另一方面，负性抗蚀剂是指该抗蚀剂材料暴露于带电粒子射束或光化辐射时变得不溶于显影剂中，而抗蚀剂的未曝光(或曝光较少)的区域可溶于显影剂中。负性抗蚀剂在暴露于辐射后变得不溶的区域可能是由于暴露于辐射而引起的交联反应而变得不溶的，从而在曝光的区域中留下涂层。
在分配在晶圆的表面上的抗蚀剂材料中产生的布局图案限定了临界尺寸(criticaldimension，cd)。抗蚀剂材料中的杂质或缺陷可导致抗蚀剂材料无法相应地发生反应，由此可能在布局图案中产生cd不均匀性。在一些实施例中并且在正性抗蚀剂材料的情况下，缺陷(例如，抗蚀剂材料的结晶)可能阻止抗蚀剂材料的在缺陷下方的部分接收带电粒子射束或光能射束。因此，在施加显影剂之后，缺陷下方的部分可能不会溶解。或者，缺陷可能无法由带电粒子射束或光能射束改变，因此缺陷和缺陷下方的部分在施加显影剂之后可能不会溶解，并产生cd不均匀性。在一些实施例中并且在负性抗蚀剂材料的情况下，缺陷可能阻止抗蚀剂材料的在缺陷下方的部分接收带电粒子射束或光能射束。因此，缺陷下方的部分可能会在施加显影剂之后溶解，并产生cd不均匀性。
在一些实施例中，抗蚀剂材料在抗蚀剂供应部与分配喷嘴之间的抗蚀剂泵送系统中保持不动(例如，静止)持续介于1小时至24小时之间的时段。在一些实施例中，静止的抗蚀剂材料在抗蚀剂泵送系统中进行结晶并产生缺陷。因此，在一些实施例中，抗蚀剂泵送系统被设计成使得抗蚀剂材料在抗蚀剂泵送系统中不保持静止，而是从抗蚀剂材料离开抗蚀剂材料供应部的情况持续地移动直到抗蚀剂材料被分配在晶圆的表面上。
图1显示用于在晶圆上的抗蚀剂材料中产生布局图案的示例性制程100。在一些实施例中，制程100由图6的控制系统600或图9a和图9b的计算机系统900执行。在操作102中，将抗蚀剂层设置(例如，涂覆)在例如晶圆或工件等基板的顶表面上。参照图2a描述了将抗蚀剂层设置在晶圆的顶表面上。在操作104处，执行施加后烘烤(postapplicationbake，pab)操作104。将包括抗蚀剂层的晶圆烘烤以驱除抗蚀剂材料中的溶剂并使晶圆的顶部上的抗蚀剂层固化。在操作106(亦即曝光操作)处，用光化辐射或带电粒子射束照射抗蚀剂层以将掩模图案投影到抗蚀剂层上。在一些实施例中，通过来自euv光源的euv辐射将掩模上的布局图案投影到抗蚀剂层上，以在晶圆上的抗蚀剂层中产生布局图案。在一些实施例中，将抗蚀剂层的各部分暴露于来自电子射束源的电子射束，以在晶圆上的抗蚀剂层中产生布局图案。在操作108处，在晶圆上执行曝光后烘烤(postexposurebake，peb)操作108，并且在操作110处，通过施加显影剂溶液，使抗蚀剂层的抗蚀剂材料显影。对于正性抗蚀剂材料，通过施加显影剂溶液使曝光区域显影，随后移除这些曝光区域，并在抗蚀剂层中产生布局图案。对于负性抗蚀剂材料，通过施加显影剂溶液使未曝光区域显影，随后移除这些未曝光区域，并在抗蚀剂层中生成布局图案。
图2a和图2b显示根据本揭露的一些实施例在晶圆的表面上分配抗蚀剂层216并检查该抗蚀剂层216的操作。将抗蚀剂材料204(例如，光阻剂材料)涂覆在基板210(例如，晶圆)的表面上，以形成图2a和图2b的抗蚀剂层216。从抗蚀剂分配喷嘴208分配抗蚀剂材料204。在一些实施例中，抗蚀剂分配控制器220耦合到抗蚀剂泵送系统206，以控制在基板210上产生的抗蚀剂层216的厚度。抗蚀剂泵送系统206耦合到抗蚀剂分配喷嘴208并将抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部202经由管道218(例如，导管或管子)转移到抗蚀剂分配喷嘴208，该抗蚀剂泵送系统206在关于图4a和图4b的内容更详细地描述。在一些实施例中，将基板210放置在工作台240上，并且工作台240绕旋转方向212旋转以将抗蚀剂材料均匀地分布在基板210上。在一些实施例中，将保护区段(未图示)涂覆在基板210的边缘周围的边缘区域214中，以防止抗蚀剂材料溢出基板210的边缘。在一些实施例中，抗蚀剂分配控制器220亦耦合至工作台240中的工作台控制器(未图示)，以使抗蚀剂材料的分配与基板210的旋转同步。在一些实施例中，使用基板210来制造半导体元件，因此在抗蚀剂层216下方包括一或多层的半导体元件。在一些实施例中，工作台240绕与旋转方向212相反的方向旋转。
在一些实施例中，抗蚀剂层216是通过暴露于光化辐射而图案化的光敏层。在一些实施例中，抗蚀剂层216对带电粒子敏感，并且抗蚀剂层216通过暴露于例如电子射束等带电粒子射束而被图案化。被光化辐射或带电粒子射束撞击的抗蚀剂区域的化学性质可能会根据所使用的抗蚀剂类型而改变。抗蚀剂层216是正性抗蚀剂或负性抗蚀剂。
图2b显示在基板210的顶部上的抗蚀剂层216。在一些实施例中，在pab操作104中，烘烤包括抗蚀剂层216的基板210，以驱除抗蚀剂材料中的溶剂并固化抗蚀剂层216。在一些实施例中，在抗蚀剂层216上执行操作108(亦即peb操作)。另外，图2b显示扫描成像装置230，该扫描成像装置230生成聚焦射束219，该聚焦射束219用于扫描抗蚀剂层216的顶表面并生成抗蚀剂层216的顶表面的图像。另外，图2b显示扫描成像装置230和透镜234，该扫描成像装置230和透镜234生成均匀射束217，该均匀射束217用于对抗蚀剂层216的顶表面进行成像并生成抗蚀剂层216的顶表面的图像以检查抗蚀剂层216的顶表面。另外，扫描成像装置230包括处理单元232，例如图像处理单元，以处理所生成的抗蚀剂层216的顶表面的图像。在一些实施例中，处理单元232对所生成的抗蚀剂层216的顶表面的图像执行一或多种图像处理及/或图像识别算法，并确定所生成的图像中的一或多种缺陷。在一些实施例中，处理单元232执行斑点分析并确定所生成的图像的缺陷，并根据大小和严重性对所确定的缺陷进行排名。在一些实施例中，缺陷严重性是根据缺陷的位置(诸如与布局图案的关键特征的接近度)以及缺陷是否导致cd不均匀性来限定的。在一些实施例中，聚焦射束219和均匀射束217是光束。在一些实施例中，聚焦射束219是电子射束。
图3a、图3b、图3c、图3d和第3e显示晶圆顶表面上的抗蚀剂缺陷。图3a显示基板210，例如晶圆，其中在基板210的顶部上具有抗蚀剂层216。如图所示，在一些实施例中，抗蚀剂层216在操作104(pab操作)之后或在操作108(peb操作)之后。抗蚀剂层216具有缺陷304，该缺陷304是抗蚀剂层216中的空隙。在一些实施例中，抗蚀剂层216是抗蚀剂材料的保留在晶圆上以用于后续处理步骤的一部分。缺陷304产生是由于抗蚀剂层216在该抗蚀剂层的顶表面上包括结晶缺陷，并且该结晶缺陷没有附接至抗蚀剂层216，从而产生空隙。在移除缺陷304并产生空隙之后，抗蚀剂层216在缺陷304下方的剩余部分可能没有足够的厚度来在后续的制程步骤中保护抗蚀剂层216下方的元件。在抗蚀剂层216中显示另一缺陷302，例如结晶缺陷。在一些实施例中，抗蚀剂层216是正性抗蚀剂材料的在曝光操作106中曝光的一部分。由于缺陷302，在缺陷302下方的抗蚀剂材料可能没有接收到足够的曝光剂量，因此可能不会变得溶于显影剂中。在其他实施例中，抗蚀剂层216是负性抗蚀剂材料的在曝光操作106中曝光的一部分。由于缺陷302，在缺陷302下方的负性抗蚀剂材料可能没有接收到足够的曝光剂量，因此可能不会变得不溶于显影剂中。在一些实施例中，当抗蚀剂层216的一部分要保留时，缺陷302可能导致移除该部分；或者当抗蚀剂层216的一部分要移除时，缺陷302可能导致该部分被保留。
图3b、图3c、图3d和图3e显示由图2b的扫描成像装置230从晶圆310的表面捕获的图像，该图像与图2b的基板210一致。在一些实施例中，将抗蚀剂层216沉积(例如，涂覆)在晶圆310上，并且在操作104(pab操作)之后、在曝光操作106之后或在操作108(peb操作)之后拍摄捕获的图像。处理捕获的图像，并确定抗蚀剂层216上的缺陷320，例如结晶缺陷320。如图3b、图3c、图3d和图3e所示，从图3b至图3e缺陷320的数量增多。另外，与具有最多数量的缺陷320的图3e相比，图3b、图3c、图3d具有较大的缺陷320。缺陷的数量可以被确定(例如，计算)为晶圆上的缺陷的总数或单位面积中(例如，在每平方毫米的晶圆表面中)的缺陷数量的图谱。
图4a和图4b显示根据本揭露的一些实施例的用于将抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部分配至分配喷嘴的抗蚀剂泵送系统。图4a显示图2a的抗蚀剂泵送系统206，该抗蚀剂泵送系统206经由管道218连接至抗蚀剂供应部202以接收抗蚀剂材料。另外，抗蚀剂泵送系统206将抗蚀剂材料提供给抗蚀剂分配喷嘴208。抗蚀剂供应部202经由阀(例如，打开/关闭的阀410a)连接至抗蚀剂过滤器406；并且抗蚀剂过滤器406经由管道218连接至抗蚀剂储罐结构402，例如抗蚀剂缓冲罐。抗蚀剂储罐结构402亦经由管道218和阀(例如，打开/关闭的阀410b)连接至抗蚀剂泵送装置404。抗蚀剂泵送装置404经由管道218和阀(例如，打开/关闭的阀410d)连接至抗蚀剂分配喷嘴208。此外，抗蚀剂泵送装置404经由管道218和阀(例如，打开/关闭的阀410c)连接回抗蚀剂过滤器406。
在一些实施例中，当阀410b打开时，抗蚀剂泵送装置404从抗蚀剂储罐结构402抽吸抗蚀剂材料，并且当阀410d打开时，抗蚀剂泵送装置404将抗蚀剂材料推动至抗蚀剂分配喷嘴208。在一些实施例中，如图2a所示，抗蚀剂分配喷嘴208将抗蚀剂材料分配在晶圆上。在一些实施例中，经由管道218和阀410c将从抗蚀剂储罐结构402抽吸的抗蚀剂材料的至少一部分推动回到抗蚀剂过滤器406。
在一些实施例中，第一对阀包括阀410b和阀410d或第二对阀包括阀410b和阀410c中的至少一对是打开的，并且抗蚀剂泵送装置404从抗蚀剂储罐结构402抽吸抗蚀剂材料并将该抗蚀剂材料推动至抗蚀剂分配喷嘴208及/或将该抗蚀剂材料推动回到抗蚀剂过滤器406。在一些实施例中，抗蚀剂材料在抗蚀剂泵送系统206中不保持静止，而是持续流动，并且抗蚀剂材料被连续循环及/或被分配。在一些实施例中，抗蚀剂泵送装置404持续地保持开启，使得抗蚀剂材料不会在抗蚀剂储罐结构402、抗蚀剂过滤器406、抗蚀剂泵送装置404或管道中保持静止。在一些实施例中，抗蚀剂材料流包括抗蚀剂泵送系统206中的抗蚀剂材料的循环流405，并且在抗蚀剂供应部202至抗蚀剂分配喷嘴208之间的抗蚀剂材料流是层流，因此在抗蚀剂泵送系统206中没有气泡产生。
图4b亦显示抗蚀剂泵送系统206，该抗蚀剂泵送系统206经由管道218连接至抗蚀剂供应部202，并且经由管道218将抗蚀剂材料转移至抗蚀剂分配喷嘴208。图4b的抗蚀剂泵送系统206包括可调节阀430，而不是图4a的打开/关闭的阀410b。在一些实施例中，通过向可调节阀430的一或多个输入端口施加一或多个信号(例如，电压)，来控制抗蚀剂材料在可调节阀430中的流动。参照图4d描述可调节阀430。图4b亦包括压力监测器420，该压力监测器420连接至抗蚀剂泵送装置404或包括在抗蚀剂泵送装置404中。压力监测器420监测在管道218进入抗蚀剂泵送装置404的位置处管道218中的压力，并且亦监测在管道218离开抗蚀剂泵送装置404到达打开/关闭阀410d和410c中的任一者的位置处管道218中的压力。压力监测器420根据监测到的压力而产生压力信号424。压力监测器420将压力信号424传输到与压力监测器420耦合的稳流控制器425。稳流控制器425使用压力信号424并根据这些压力信号424生成用于可调节阀430的一或多个输入端口的控制信号422(例如，控制电压)，以控制抗蚀剂材料在可调节阀430中的流动。在一些实施例中，抗蚀剂过滤器406移除抗蚀剂材料的缺陷(例如，结晶缺陷)，并且将经过滤的抗蚀剂材料经由管道218输送至抗蚀剂储罐结构402。在一些实施例中，将从抗蚀剂泵送装置404经由管道218和打开/关闭阀410c循环回到抗蚀剂过滤器406的抗蚀剂材料通过抗蚀剂过滤器406过滤，并移除缺陷。在一些实施例中，可调节阀430是稳流阀，该稳流阀经调节以在抗蚀剂泵送系统206中产生稳定的抗蚀剂材料流。
图4c和图4d分别显示根据本揭露的一些实施例的抗蚀剂泵送系统206的抗蚀剂储罐结构402和示例性可控阀430。图4c的抗蚀剂储罐结构402包括在方向452上延伸的第一储罐462(例如，储罐a，亦称作上部储罐)，以及在方向454上延伸的第二储罐464(例如，储罐b，亦称作下部储罐)，使得方向452和方向454具有大于90度的角度θ。在一些实施例中，角度θ大于90度但小于180度。在一些实施例中，角度θ介于90度与135度之间。在一些实施例中，角度θ介于90度与270度之间。第一储罐462的第一端由椭圆466定义，其为第一储罐462的入口。第一端具有第一直径440，并且在第二端具有第二直径442。在一些实施例中，第一储罐是竖直取向的，使得方向452是从底部到顶部，并且第一端是顶端且第二端是底端，因此顶端具有第一直径440并且底端具有直第二直径442。在一些实施例中，第一直径440大于第二直径442。第二储罐464在与第一储罐462的第二端联接的第一端处具有第一直径448，并且在第二端处具有第二直径446。在一些实施例中，第一直径448大于或等于第二直径446。在一些实施例中，抗蚀剂材料从开口416进入抗蚀剂储罐结构402，并且从开口408离开抗蚀剂储罐结构402。在一些实施例中，第一储罐462的第一直径440及第二直径442、第二储罐464的第一直径448和第二直径446以及角度θ被设计为使得当抗蚀剂材料从开口416进入抗蚀剂储罐结构402并且从开口408离开(例如，退出)抗蚀剂储罐结构402时，在抗蚀剂储罐结构402的每个部分中都存在连续的流，并且抗蚀剂材料在抗蚀剂储罐结构402中不是静止的，因此避免了抗蚀剂材料的结晶。
如图所示，图4d的可调节阀430具有可调节膜472a和可调节膜472b，当抗蚀剂材料在可调节阀430中在方向474上移动时，可调节膜472a和可调节膜472b限定用于抗蚀剂材料的通道。可调节阀430亦包括第一输入端口476a和第二输入端口476b，该第一输入端口476a和第二输入端口476b用于根据压力信号424施加可调节的控制电压，以控制可调节阀430的流率。在一些实施例中，离开抗蚀剂泵送装置404到达阀410d的管道218中的压力指示阀410d是打开的并且抗蚀剂材料被分配在晶圆上。随后，在第一输入端口476a及/或第二输入端口476b处的控制电压控制可调节膜472a和472b，以使可调节阀430的通道更宽，以增加可调节阀430中在方向474上的流量。在一些实施例中，离开抗蚀剂泵送装置404到达阀410d的管道218中的压力指示阀410d是关闭的并且抗蚀剂材料未被分配在晶圆上。随后，在输入端口476a及/或476b处的控制电压控制可调节膜472a和472b，以缩窄可调节阀430的通道，以减少可调节阀430在方向474上的流量。在一些实施例中，离开抗蚀剂泵送装置404到达阀410d的管道218中的压力指示阀410d是关闭的，并且离开抗蚀剂泵送装置404到达阀410c的管道218中的压力指示循环流405低于可在抗蚀剂泵送系统206中产生结晶的阈值位凖。随后，在第一输入端口476a及/或第二输入端口476b处的控制电压控制可调节膜472a和472b以加宽可调节阀430的通道，从而增加可调节阀430内在方向474上的流量，由此增加从抗蚀剂泵送装置404到抗蚀剂过滤器406的循环流405并且避免了抗蚀剂材料的结晶。
图5显示根据本揭露的一些实施例的示例性抗蚀剂分配系统500的图。如
图5所示，抗蚀剂分配系统500包括抗蚀剂供应部202，该抗蚀剂供应部202经由管道218连接至抗蚀剂过滤器406，并且抗蚀剂过滤器406经由管道218连接至抗蚀剂储罐结构402。当从抗蚀剂供应部202抽取抗蚀剂材料时，抗蚀剂材料中的缺陷被抗蚀剂过滤器406移除，并且将经过滤的抗蚀剂材料转移至抗蚀剂储罐结构402。抗蚀剂分配系统500亦包括稳流装置502(例如，稳流阀)和抗蚀剂泵送装置404。抗蚀剂泵送装置404经由管道218并且经由稳流装置502连接到抗蚀剂储罐结构402。在一些实施例中，抗蚀剂泵送装置404从抗蚀剂储罐结构402抽取抗蚀剂材料，并将该抗蚀剂材料经由管道218推动到位于抗蚀剂泵送装置404下游的抗蚀剂分配喷嘴208。在一些实施例中，回应于由抗蚀剂泵送装置404从抗蚀剂储罐结构402抽取抗蚀剂材料，抗蚀剂储罐结构402从抗蚀剂供应部202经由抗蚀剂过滤器406抽取抗蚀剂材料。
如图5所示，抗蚀剂泵送装置404亦经由管道218使抗蚀剂材料中未转移到抗蚀剂分配喷嘴208的至少一部分循环回到抗蚀剂过滤器406。稳流装置502与图4b的可调节阀430一致，并且用于至少在抗蚀剂分配系统500的抗蚀剂泵送系统206部分中产生抗蚀剂材料的稳流，例如连续流。在一些实施例中，抗蚀剂材料的连续流动防止抗蚀剂材料在抗蚀剂泵送系统206中结晶。抗蚀剂分配系统500亦包括压力监测器420和稳流控制器425。如所描述的，压力监测器420产生压力信号424并且将该压力信号424传输到与压力监测器420耦合的稳流控制器425。稳流控制器425根据稳流装置502的压力信号424而生成一或多个控制信号422，例如控制电压。通过将控制信号422施加到稳流装置502，来调节抗蚀剂材料在稳流装置502中的流动。另外，稳流控制器425根据抗蚀剂泵送装置404的压力信号424而生成一或多个控制信号522，例如控制电压。通过将控制信号522施加到抗蚀剂泵送装置404，来调节抗蚀剂材料到抗蚀剂过滤器406的循环流405，并且避免了抗蚀剂材料的结晶。
图6显示根据本揭露的一些实施例的用于控制抗蚀剂分配系统的控制系统。控制系统600包括彼此耦合的分析器模块630和主控制器640。分析器模块630耦合到扫描成像装置608，并且可以接收抗蚀剂层的缺陷的信息，例如图3b、图3c、图3d或图3e的抗蚀剂层216的顶表面上的缺陷的信息615。与图2b的扫描成像装置230一致的扫描成像装置608可在图3b、图3c、图3d或图3e的抗蚀剂层216的表面上生成缺陷的图谱。在一些实施例中，分析器模块630亦接收关于抗蚀剂材料的信息，例如抗蚀剂材料信息620。分析器可以从抗蚀剂材料信息620中提取抗蚀剂材料的类型，诸如正性抗蚀剂材料或负性抗蚀剂材料，以及应当被传递至抗蚀剂材料以完全暴露该抗蚀剂材料的能量密度。
在一些实施例中，主控制器640耦合到抗蚀剂分配控制器602、曝光控制器604、稳流控制器610、烘烤控制器606和工作台控制器612。在一些实施例中并返回到图2a，抗蚀剂分配控制器602与抗蚀剂分配控制器220一致，并且工作台控制器612包括在工作台240中。在一些实施例中，稳流控制器610与图4b和图5的稳流控制器425一致。在一些实施例中并且根据缺陷的信息615，分析器模块630可以产生抗蚀剂层216的表面上的缺陷密度，并且可以将严重性得分指派给抗蚀剂层216的缺陷。在一些实施例中并且根据严重性得分，分析器模块630经由主控制器640向稳流控制器610发送命令以调节抗蚀剂泵送系统206中的抗蚀剂材料的流量。在一些实施例中，分析器模块630经由主控制器640向稳流控制器610发送命令以增加穿过稳流装置502的抗蚀剂材料的流量，并且亦向抗蚀剂泵送装置404发送命令以增加抗蚀剂泵送装置404的流量。返回到抗蚀剂过滤器406的抗蚀剂材料的循环流405。
在一些实施例中，分析器模块630根据抗蚀剂材料信息620确定加热基板的时间和温度的量，例如以用于操作104(pab操作)或操作108(peb操作)。分析器模块630经由主控制器640命令烘烤控制器606执行pab操作或peb操作。在一些实施例中，分析器模块630根据抗蚀剂材料信息620确定用于完全曝光抗蚀剂材料以在抗蚀剂材料中产生布局图案的能量值。分析器模块630经由主控制器640命令曝光控制器604打开辐射源(未图示)以将抗蚀剂层216暴露于辐射。
图7显示根据本揭露的一些实施例用于控制抗蚀剂分配系统的示例性制程700的流程图。在一些实施例中，制程700由图6的控制系统600或图9a和图9b的计算机系统900执行。在操作710中，产生抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部经由抗蚀剂过滤器到达抗蚀剂储罐结构的流动。在一些实施例中并且如图5所示，产生抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部202经由抗蚀剂过滤器406到达抗蚀剂储罐结构402的流动。在一些实施例中，该流动由抗蚀剂泵送装置404产生，并且该流动发生在管道218中。
在操作720处，产生抗蚀剂材料从抗蚀剂储罐结构经由抗蚀剂泵到达抗蚀剂分配喷嘴的流动。在一些实施例中并且如图5所示，产生抗蚀剂材料从抗蚀剂储罐结构402经由抗蚀剂泵送装置404到达抗蚀剂分配喷嘴208的流动。在一些实施例中，该流动由抗蚀剂泵送装置404产生，并且该流动发生在管道218中。
在操作730处，产生从抗蚀剂材料进入抗蚀剂缓冲罐时直到抗蚀剂材料离开抗蚀剂储罐结构为止的连续流。在一些实施例中，如图4c所示，从抗蚀剂材料经由开口416进入抗蚀剂储罐结构402时直到抗蚀剂材料经由开口408离开抗蚀剂储罐结构402为止的抗蚀剂材料的流动是连续流，例如稳流。
图8a、图8b和图8c显示在抗蚀剂材料停留在图2a、图4a、图4b和图5的抗蚀剂泵送系统206中的每单位时间量分配在晶圆上的抗蚀剂材料中的抗蚀剂缺陷的数目。图8a、图8b和图8c的坐标860显示例如由图2b的扫描成像装置230观察到的缺陷的数量。在一些实施例中，确定每单位面积的缺陷数量。在一些实施例中，在操作104(pab操作)之后或在操作108(peb操作)之后观察到缺陷。图8a、图8b和图8c的坐标862显示在抗蚀剂材料已经进入抗蚀剂泵送系统(例如，图2a、图4a和图4b的抗蚀剂泵送系统206)之后的持续时间。
在一些实施例中，图8a、图8b和图8c的曲线图850显示在时间t＝0处，当最初将抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部抽取到抗蚀剂储罐结构402并且没有延迟地沉积在晶圆上时观察到的缺陷的数量。曲线图850亦显示在冲洗8小时之后，例如在晶圆上连续沉积抗蚀剂材料8小时之后，观察到的缺陷的数量。曲线图850亦显示在浸泡8小时和24小时之后，例如在没有分配的情况下循环抗蚀剂材料8小时和24小时之后观察到的缺陷的数量。在图8a中，第一储罐462为竖直取向的并且第一储罐462的顶端的第一直径440等于第一储罐462的底端的第二直径442，并且第一储罐462与第二储罐464之间的角度为90度。在图8b中，第一储罐462为竖直取向的并且第一储罐462的顶端的第一直径440大于第一储罐462的底端的第二直径442，并且第一储罐462与第二储罐464之间的角度θ为90度。在图8c中，第一储罐462为竖直取向的并且第一储罐462的顶端的第一直径440大于第一储罐462的底端的第二直径442，并且第一储罐462与第二储罐464之间的角度θ为95度。在一些实施例中，图8a、图8b和图8c的曲线图850上的数字显示缺陷的数量。如图8a、
图8b和图8c所示，没有一部分抗蚀剂材料是闲置的稳定流，使抗蚀剂材料在具有与第一储罐462的顶端直径相比更小的底端直径的抗蚀剂储罐结构402中流动，并且具有在第一储罐462与第二储罐464之间的大于90度的角度θ，减少了抗蚀剂材料中的缺陷数量。在一些实施例中，侦测到具有至少阈值大小(例如，宽度、长度及/或直径)的缺陷，而未侦测到更小的缺陷。在一些实施例中，阈值大小介于约10nm与约20nm之间。图8a、图8b和图8c显示具有至少19nm的大小的缺陷的数量。
图9a和图9b显示根据本揭露的一些实施例的用于控制抗蚀剂分配系统的设备。在一些实施例中，使用计算机系统900来执行图6的模块的功能，该模块包括主控制器640、分析器模块630、工作台控制器612、抗蚀剂分配控制器602、曝光控制器604、烘烤控制器606和稳流控制器610。在一些实施例中，使用计算机系统900来执行图7的制程700。在一些实施例中，计算机系统900控制抗蚀剂分配系统。另外，计算机系统900控制加热基板，使基板暴露于辐射，以及对基板进行扫描或成像。
图9a是计算机系统的示意图，该计算机系统执行用于控制抗蚀剂材料在基板上的分配的设备的功能。可以使用在其上执行的计算机硬件和计算机程序来实现前述实施例的全部或部分处理、方法及/或操作。在图9a中，计算机系统900具有计算机801，该计算机801包括光盘只读记忆体(例如，cd-rom或dvd-rom)驱动器805和磁盘驱动器806、键盘802、鼠标803，以及监测器804。
图9b是图示计算机系统900的内部配置的图。在图9b中，除了光盘只读记忆体驱动器805和磁盘驱动器806之外，计算机801亦具有一或多个处理器811(例如微处理单元(microprocessingunit，mpu))，储存诸如启动程序的rom812，连接到处理器811并在其中暂时储存应用程序的命令并提供暂时储存区域的随机存取记忆体(randomaccessmemory)813，在其中储存应用程序、系统程序和数据的硬盘814，以及连接处理器811、只读记忆体(readonlymemory，rom)812的总线815等。应注意，计算机801可包括用于提供到lan的连接的网卡(未图示)。
在前述实施例中，用于使计算机系统900执行控制系统的用于控制抗蚀剂材料在基板上的分配的功能的程序可以储存在光盘821或磁盘822中，该光盘821或磁盘822被插入到光盘只读记忆体驱动器805或磁盘驱动器806中，并被传输到硬盘814。或者，程序可以经由网络(未图示)传输到计算机801，并且储存在硬盘814中。在执行时，程序被加载到随机存取记忆体813中。可以从光盘821或磁盘822或直接从网络加载程序。该程序不必一定包括例如作业系统(operationsystem，os)或第三方程序以使计算机801执行控制系统的用于控制在前述实施例中由电子射束向抗蚀剂材料传递的能量的量的功能。该程序可仅包括命令部分，以在受控模式下调用适当的功能(模块)并获得所需的结果。
如所论述的，以上实施例防止了抗蚀剂材料在抗蚀剂泵送系统中静止并且防止了抗蚀剂材料的结晶。抗蚀剂泵送系统中的抗蚀剂材料处于稳定、连续的运动中，并且没有抗蚀剂材料的任何部分处于闲置状态。因此，稳流防止了抗蚀剂材料结晶。另外，具有比第一储罐的顶端直径更小的底端直径并且在第一储罐与第二储罐之间具有大于90度的角度θ的抗蚀剂储罐减少了抗蚀剂材料中的缺陷数量。
根据本揭露的一些实施例，一种分配抗蚀剂材料的方法包括使该抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部经由抗蚀剂过滤器流动到抗蚀剂储罐结构。该方法亦包括使抗蚀剂材料从抗蚀剂储罐结构经由抗蚀剂泵送装置流动到抗蚀剂分配喷嘴。该方法更包括产生从抗蚀剂材料进入抗蚀剂储罐结构时直到抗蚀剂材料离开抗蚀剂储罐结构为止的抗蚀剂材料连续流。在一个实施例中，抗蚀剂储罐结构包括实质竖直取向的上部储罐及相对于上部储罐以角度θ取向的下部储罐，其中90°≤θ≤270°。该方法更包括当抗蚀剂材料进入上部储罐直到抗蚀剂材料自下部储罐流出时，产生抗蚀剂材料生的连续流。在一个实施例中，该方法更包括通过将一部分抗蚀剂材料从抗蚀剂泵送装置引导回到抗蚀剂过滤器来产生循环流。在一个实施例中，该抗蚀剂储罐结构是竖直布置的，使得该抗蚀剂材料从该抗蚀剂储罐结构的一顶部进入并且从该抗蚀剂储罐结构的一底部离开，该方法更包括产生从该抗蚀剂材料进入该抗蚀剂储罐结构时直到该抗蚀剂离开该抗蚀剂储罐结构为止在一向下方向上的连续流。在一个实施例中，在抗蚀剂储罐结构与抗蚀剂泵送装置之间布置稳流装置，并且该方法进一步括通过控制抗蚀剂材料穿过稳流装置的流量来产生连续流。在一个实施例中，该方法更包括经由抗蚀剂分配喷嘴将抗蚀剂材料分配到晶圆上；产生晶圆上的抗蚀剂材料的图像；侦测晶圆上的每单位面积抗蚀剂材料的缺陷数量；以及根据侦测到的缺陷数量来调节连续流。
根据本揭露的一些实施例，一种在一晶圆上分配抗蚀剂材料的方法包括使该抗蚀剂材料从抗蚀剂供应部经由抗蚀剂过滤器流动到抗蚀剂储罐结构。该方法亦包括使抗蚀剂材料从抗蚀剂储罐结构经由抗蚀剂泵送装置流动到抗蚀剂分配喷嘴。该方法更包括经由抗蚀剂分配喷嘴将抗蚀剂材料的第一部分分配到晶圆上。该方法包括通过将抗蚀剂材料的第二部分从抗蚀剂泵送装置引导回到抗蚀剂过滤器来产生循环流。该方法更包括从抗蚀剂材料离开抗蚀剂供应部时直到抗蚀剂材料被分配到晶圆上为止使抗蚀剂材料连续流动。在一个实施例中，该方法更包括产生抗蚀剂材料的第二部分的连续流。在一个实施例中，该方法更包括产生从抗蚀剂材料离开抗蚀剂供应部直到抗蚀剂材料被分配到晶圆上为止的层流，使得该层流不产生气泡。在一个实施例中，该方法更包括接收晶圆上每单位面积抗蚀剂材料的缺陷数量，并根据该缺陷数量来调节连续流。
根据本揭露的一些实施例，抗蚀剂材料分配系统包括抗蚀剂供应部和抗蚀剂过滤器，该抗蚀剂过滤器在该抗蚀剂供应部的下游连接到该抗蚀剂供应部。分配系统亦包括抗蚀剂储罐结构，该抗蚀剂储罐结构在抗蚀剂过滤器的下游连接到该抗蚀剂过滤器；以及抗蚀剂泵送装置，该抗蚀剂泵送装置在该抗蚀剂储罐结构的下游连接到该抗蚀剂储罐结构。抗蚀剂储罐结构为竖直布置的，使得抗蚀剂材料从抗蚀剂材料进入抗蚀剂储罐结构的位置开始直到抗蚀剂材料离开抗蚀剂储罐结构为止以连续向下流进行流动。在一个实施例中，分配系统亦包括分配喷嘴，该分配喷嘴在抗蚀剂泵送装置的下游连接到该抗蚀剂泵送装置，以分配离开抗蚀剂储罐结构的抗蚀剂材料的第一部分到晶圆的表面上。在一个实施例中，分配系统亦包括连接在抗蚀剂泵送装置与抗蚀剂过滤器之间的一导管，并且抗蚀剂泵送装置经由该导管将离开抗蚀剂储罐结构的抗蚀剂材料的第二部分发送回到抗蚀剂过滤器。在一个实施例中，抗蚀剂储罐结构包括第一储罐和第二储罐，使得抗蚀剂储罐结构内部的抗蚀剂材料的流动路径为基本上l形的。在一个实施例中，该系统使抗蚀剂材料在抗蚀剂储罐结构中保持恒定运动。在一个实施例中，抗蚀剂储罐结构包括基本上竖直取向的上部储罐和相对于上部储罐以角度θ取向的下部储罐，其中90°≤θ≤270°。在一个实施例中，抗蚀剂储罐结构包括实质竖直取向的上部储罐，且实质竖直取向的上部储罐的内部是锥形的，使得上部储罐在上部储罐入口处的内部宽度大于上部储罐在上部储罐出口处的内部宽度。在一个实施例中，下部储罐在下部储罐入口处的内部宽度大于或等于下部储罐在下部储罐出口处的内部宽度。在一个实施例中，分配系统更包括一稳流阀，该稳流阀连接在该抗蚀剂储罐结构与该抗蚀剂泵送装置之间；一压力感测器，该压力感测器耦合到该抗蚀剂泵送装置并被配置为监测该抗蚀剂泵送装置的一压力；以及一稳流控制器，该稳流控制器监测该压力感测器并调节该稳流阀，以使该抗蚀剂材料在该抗蚀剂储罐结构中连续流动。在一个实施例中，分配系统更包括一成像装置，该成像装置被配置为捕获该晶圆的该表面上的该抗蚀剂材料的一图像并监测该抗蚀剂材料的缺陷数量，其中该稳流控制器被配置为根据该缺陷数量来调节该稳流阀，以调节该抗蚀剂材料在该抗蚀剂储罐结构中的连续流动。
先前概述了若干实施例或实例的特征，使得本领域技艺人士可以更好地理解本揭露的各态样。本领域技艺人士应当理解，他们可以容易地使用本揭露作为设计或修改其他制程和结构的基础，以实现与本文介绍的实施例或实例相同的目的及/或实现与本文介绍的实施例相同的优点。本领域技艺人士亦应当认识到，此类等同构造不脱离本揭露的精神和范围，并且在不脱离本揭露的精神和范围的情况下，他们可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
1.一种抗蚀剂材料分配系统，其特征在于，包括：
一抗蚀剂供应部；
一抗蚀剂过滤器，该抗蚀剂过滤器在该抗蚀剂供应部的下游连接到该抗蚀剂供应部；
一抗蚀剂储罐结构，该抗蚀剂储罐结构在该抗蚀剂过滤器的下游连接到该抗蚀剂过滤器；以及
一抗蚀剂泵送装置，该抗蚀剂泵送装置在该抗蚀剂储罐结构的下游连接到该抗蚀剂储罐结构，
其中该抗蚀剂储罐结构为竖直布置的，使得一抗蚀剂材料被配置为从该抗蚀剂材料进入该抗蚀剂储罐结构的位置开始直到该抗蚀剂材料离开该抗蚀剂储罐结构为止以一连续向下流进行流动。
技术总结