半导体晶片冷却方法和系统技术方案

本公开实施例提供一种半导体晶片冷却方法和系统。冷却控制器从一个或多个传感器接收与晶片相关联的晶片信息。冷却控制器基于晶片信息确定晶片的图案掩模面积。冷却控制器基于图案掩模面积确定晶片的冷却时间。冷却控制器使冷却板冷却晶片的持续时间与冷却时间相等。基于图案掩模面积确定晶片的冷却时间为具有不同掩模及布局性质的晶片提供稳定且一致的晶片温度，此会减少掩模上覆变化并增大晶片良率。率。率。

Semiconductor wafer cooling method and system

【技术实现步骤摘要】
半导体晶片冷却方法和系统


[0001]本专利技术的实施例涉及一种半导体芯片冷却方法和系统。

技术介绍

[0002]可通过使用各种处理技术在晶片上开发半导体器件。一种技术包括光刻，其中将光刻胶施加到晶片并暴露到辐射源，以将器件图案从光掩模转移到光刻胶。可通过多个曝光阶段将晶片图案化，以构建半导体器件的层。

技术实现思路

[0003]一种方法，包括：由冷却控制器从一个或多个传感器接收与晶片相关联的晶片信息；由冷却控制器基于晶片信息确定晶片的图案掩模面积；由冷却控制器基于图案掩模面积及曝光工艺信息确定晶片的冷却时间；以及由冷却控制器使冷却板冷却晶片的持续时间与冷却时间相等。
[0004]一种方法，包括：使用光刻胶对晶片批次中的每一晶片进行涂覆；确定晶片批次的冷却时间；基于冷却时间将晶片批次中的每一晶片冷却；将晶片批次中的每一晶片暴露到辐射源，以将图案从光掩模转移到光刻胶；以及对被转移到晶片批次中的每一晶片上的光刻胶的图案进行显影。
[0005]一种系统，包括：一个或多个传感器，用于：产生晶片的图像扫描，以及将图像扫描提供到冷却控制器；冷却控制器，用于：基于图像扫描确定晶片的多个场边缘点，基于多个场边缘点确定晶片的图案掩模面积，基于图案掩模面积确定时间调整，基于时间调整确定晶片的冷却时间，以及基于冷却时间将信号提供到冷却板；以及冷却板，基于信号使冷却晶片的持续时间与冷却时间相等。
附图说明
[0006]结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并未按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0007]图1A到图1F是本文中阐述的一个或多个示例性实施方案的图。
[0008]图2是可在其中实施本文中阐述的系统和/或方法的示例性环境的图。
[0009]图3是图2所示一个或多个器件的示例性组件的图。
[0010]图4到图8是半导体晶片冷却的示例性工艺的流程图。
具体实施方式
[0011]以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征
与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中在第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是为了简明及清晰起见，且自身并不表示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0012]在将晶片(wafer)上的光刻胶暴露到辐射源以进行图案化之前可将晶片冷却。将晶片冷却(例如，冷却到室温)可通过减小晶片和/或光刻胶的热膨胀来减少处理缺陷。减小热膨胀会减少例如晶片的不同曝光阶段之间的光掩模未对准及不同晶片之间的光掩模对准变化(variation)等上覆问题(overlay issue)。
[0013]可通过将晶片放置在冷却板上且使冷却板将晶片冷却特定的时间量来将晶片冷却。在一些情形中，将晶片冷却相同的固定时间量(例如，20秒、30秒或另一固定的时间量)。尽管此会提供一些热膨胀减小，然而不同的曝光阶段可将晶片暴露到辐射源达不同的时间量，此可能会导致晶片加热不一致，且因此导致晶片的曝光阶段温度不同。由于晶片的热膨胀或热收缩而导致光掩模未对准，因此曝光阶段的不同晶片温度可能会导致上覆性能劣化。
[0014]本文中阐述的一些实施方案提供用于半导体晶片冷却的技术及设备。在一些实施方案中，提供冷却器件。由于冷却器件能够确定晶片的冷却时间而不是使用默认冷却时间或固定冷却时间来冷却晶片，因此冷却器件可为学习冷却器件。冷却器件可基于晶片的图案掩模面积(也可被称为曝光场面积或规定在曝光阶段内光掩模的每一步骤期间要曝光的晶片的面积的另一用语)确定晶片的冷却时间。图案掩模面积越大，则在曝光阶段期间用于将晶片图案化的光掩模步骤便越少。相反，图案掩模面积越小，则在曝光阶段期间用于将晶片图案化的光掩模步骤便越多。
[0015]因此，冷却器件可使用图案掩模面积作为晶片曝光时间的指示器，以确定晶片的适当冷却时间。举例来说，与使用较大掩模面积曝光的晶片的冷却时间(且因此具有较短的曝光时间)相比，冷却器件可确定使用较小图案掩模面积曝光的晶片的较长冷却时间(且因此具有较长的曝光时间)。以此种方式，冷却器件可使冷却板将晶片冷却与基于晶片的图案掩模面积而为晶片确定的冷却时间相等的时间量。此会确保晶片曝光时间与冷却时间同步，此会减少晶片的不同曝光阶段之间的光掩模未对准并提高光掩模上覆性能。
[0016]图1A到图1F是本文中阐述的一个或多个示例性实施方案100的图。如图1A到图1F中所示，示例性实施方案100可包括冷却器件102。冷却器件102可在使用光刻胶对晶片进行涂覆之后且在通过曝光器件(例如，步进机或扫描器)暴露到辐射源之前将晶片冷却。在一些实施方案中，曝光器件与冷却器件102被组合为同一器件的一部分。在一些实施方案中，冷却器件102包括在曝光器件中。在一些实施方案中，冷却器件102是与曝光器件分离的独立器件。
[0017]如图1A中所示，冷却器件102可包括一个或多个传感器104、冷却控制器106、信号转换器108、冷却板110及冷却板传感器112。传感器104包括能够产生与晶片相关联的晶片信息的一个或多个传感器器件。举例来说，传感器104可包括照相机、激光器(laser)、光电传感器和/或相似类型的器件。冷却控制器106包括能够确定晶片的图案掩模面积、能够确定晶片的冷却时间、能够实行与冷却器件102相关联的其他动作或其组合的器件。信号转换器108包括能够将模拟信号转换成数字信号且将数字信号转换成模拟信号的器件。冷却板
110包括能够支撑并冷却晶片的夹具(fixture)。冷却板传感器112包括能够检测晶片的存在和/或冷却板的温度的传感器器件。
[0018]传感器104可被定位成捕获整个晶片或晶片的一部分的图像扫描。举例来说，传感器104可被定位成距晶片(例如，距晶片上的光刻胶的顶表面)约100毫米(millimeter，mm)到约1000mm的范围内且在晶片的中心附近对准。冷却板传感器112可被定位成距晶片的中心特定距离，例如约10mm到约300mm的范围内。另外，冷却板110可被定位成使得冷却板传感器112能够在感测范围(例如，距冷却板的顶表面1mm到50mm)内检测晶片在冷却板110上的存在。上述范围仅为实例且可使用其他范围和/或距离。
[0019]如图1B中所示且由参考编号114所示，传感器104可产生与晶片116相关联的晶片信息。在将光刻胶118施加到晶片116之后，晶片116可被定位在冷却板110上，以准备进行冷却。晶片信息可包括晶片116的图像扫描(例如，由照相机或光电传感器捕获的图像)、可包括对图像扫描产生的时间及日期的指示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶片冷却方法，包括：由冷却控制器从一个或多个传感器接收与晶片相关联的晶片信息；由所述冷却控制器基于所述晶片信息确定所述晶片的图案掩模面积；由所述冷却控制器基于所述图案掩模面积及曝光工艺信息确定所述晶片的冷却时间；以及由所述冷却控制器使冷却板冷却所述晶片的持续时间与所述冷却时间相等。2.根据权利要求1所述的半导体晶片冷却方法，其中所述晶片信息包括所述晶片的图像扫描；且其中确定所述晶片的所述图案掩模面积包括：基于所述图像扫描确定所述晶片的中心点；基于所述中心点确定所述晶片的多个场边缘点；以及基于所述多个场边缘点确定所述图案掩模面积。3.根据权利要求2所述的半导体晶片冷却方法，其中所述多个场边缘点中的第一场边缘点与所述中心点之间的第一向量和所述多个场边缘点中的第二场边缘点与所述中心点之间的第二向量正交。4.根据权利要求2所述的半导体晶片冷却方法，其中所述晶片的所述中心点是基于所述晶片的多个边缘点。5.根据权利要求4所述的半导体晶片冷却方法，其中所述多个边缘点的数量不同于所述多个场边缘点的数量。6.根据权利要求1所述的半导体晶片冷却方法，其中确定所述图案掩模面积包括：基于与所述晶片相关联的所述晶片信息确定所述图案掩模面积。7.根据权利要求1所述的半导体晶片冷却方法，其中确定所述冷却时间包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永尧，胡政纲，彭瑞君，刘旭水，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：