CN100504609C - 光刻化学工艺的自适应性热控制 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于热控制光刻化学工艺的***、装置和方法。热控制***包括包含多个热传感器元件的多区带热感应单元。这些热元件被配置用于检测衬底上多个预定义区带的温度。该***还包括包含多个热耦元件的多区带热调整单元,这些热耦元件被配置用于调整预定义区带的温度。该***还包括可操作地并且可通信地耦合到多区带热感应单元和多区带热调整单元的热控制器单元。热控制器单元接收来自多区带热感应单元的检测温度,处理所检测的温度信息,基于经处理的温度信息生成温度控制信息,并将温度控制信息传输到多区带热调整单元以调整预定义区带的温度。
Description
技术领域
本发明一般地涉及光刻***和装置以及光刻曝光方法。
背景技术
这里采用的术语“图案化装置”应当宽泛地解释为指代可用于执行如下处理的装置:该装置可以赋予输入辐射光束以图案化的横截面,该图案化的横截面对应于要在衬底的目标部分创建的图案。术语“光阀”也可用于该上下文中。通常,图案对应于在目标部分中创建的器件的特定功能层,器件例如是集成电路或其他器件(见下面内容)。这种图案化装置的示例包括:
(a)掩模:掩模的概念是光刻领域公知的,其包括诸如二元、交替相移和衰减相移之类的掩模类型以及各种混合掩模类型。将这种掩模放置在辐射光束中引起照射在掩模上的辐射根据掩模图案而产生选择性透射(在透射掩模的情形中)或反射(在反射掩模的情形中)。在掩模情形中,支撑结构通常是掩模台,掩模台确保掩模可以被夹持在输入辐射光束中的期望位置处,并且在需要时其可以相对于光束移动;
(b)可编程镜阵列:这种设备的示例是具有粘弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种装置依据的基本原理(例如)是反射表面的被寻址区域将入射光反射为衍射光,而未被寻址区域将入射光反射为无衍射光。利用适当的滤光片,所述无衍射光可以从反射光束被滤掉,而只留下衍射光;以这种方式,光束根据矩阵可寻址表面的寻址图案而变成图案化的。所要求的矩阵寻址可以利用合适的电子装置来执行。关于这种镜阵列的更多信息例如可以参见美国专利US 5,296,891和US 5,523,193,这里通过引用并入其内容。在可编程镜阵列的情形中,所述支撑结构例如可以实现为框架或台,其根据需要可以是固定或可移动的;以及
(c)可编程LCD阵列:这种构造的示例在美国专利US 5,229,872中给出,这里通过引用并入其内容。如上所述,这种情况下支撑结构例如可以实现为框架或台,其根据需要可以是固定或可移动的。
出于简化目的,本文的其他部分在某些位置处可能具体涉及包括掩模和掩模台的示例;然而,这种情况下讨论的通用原理应当更宽泛地理解为上述的图案化装置。另外,投影***在下文中可被称为“透镜”;然而,该术语应当宽泛地解释为包含各种类型的投影***,例如包括折射光学器件、反射光学器件和反折射***。辐射***也可以包括根据这些设计类型中的任何一种进行操作以用于引导、整形或控制辐射的投影光束的组件,这种组件在下文中也可以被集体地或单个地称为“透镜”。
光刻曝光装置例如可以用在集成电路(IC)的制造中。这种情况下,图案化装置可以生成与IC的各个层相对应的电路图案,该图案可以成像到已涂覆有辐射敏感材料(光刻胶)层的衬底(硅晶片)的目标部分(例如,包括一个或多个芯片)上。通常,单个晶片包含相邻目标部分的整个网络,所述相邻目标部分由投影***一个一次地连续照射。
在当前采用掩模台上的掩模进行图案化的装置中,可以有两类不同机器的区别。在一类光刻曝光装置中,通过将整个掩模图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分;这种装置通常被称为晶片步进机。在通常被称为步进-扫描装置的另一种替换装置中,通过沿给定参考方向(“扫描”方向)在投影光束下逐步扫描掩模图案,同时同步地与该方向平行或反平行地扫描衬底台,来照射每个目标部分。因为通常投影***有放大因子M(通常<1),所以衬底台被扫描的速度V是因子M乘以掩模台被扫描的速度。关于这里所述的光刻设备的更多信息例如可以参见美国专利US6,046,792,这里通过引用并入其内容。
应当注意,光刻装置也可以是具有两个或更多个衬底台(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多平台”设备中,额外的台可以并行使用,或者可以在一个或多个台上执行预备步骤,而一个或多个其他的台被用于曝光。双平台光刻装置例如在美国专利No.5,969,441和WO 98/40791中有所描述,这里通过引用并入其内容。
在采用光刻曝光装置的制造工艺中,图案(例如,在掩模或光罩中)被成像或曝光到衬底晶片上,其中衬底晶片的至少一部分覆盖有辐射敏感材料(光刻胶)层。在该曝光步骤之前,衬底晶片可经受各种处理,如涂底(priming)、光刻胶涂覆和软烘烤。
在曝光后,衬底可进行附加处理,如曝光后烘(PEB)、冷却、显影、硬烘烤和成像特征的测量/检查。这些曝光后处理用作图案化器件(例如IC)各层的基础。然后这种图案化层可以进一步经受如刻蚀、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等等的曝光后处理,所有这些处理都意在完成单个层。如果需要多层,则必须对每个新的层重复整个流程或其变体。
最终,器件阵列呈现在衬底(晶片)上,然后这些器件可以利用切片或者切割之类的技术彼此分离,而单个器件可以安装载体上,连接到管脚等。关于这些工艺的进一步信息例如可以从Peter van Zant的书“Microchip Fabrication:A Practical Guide to Semiconductor Processing”,第三版,McGraw Hill出版公司,1997,ISBN 0-07-067250-4获得,这里通过引用并入其内容。
无需多言,以下一点是很重要的:即,曝光在晶片衬底的目标区域上的图案的特征和分布特性被尽可能准确地复制。为此,制造商通常指定被曝光图案的临界尺寸(CD),以表征图案的特征和分布特性并建立质量和均匀性的基准水平。另一个重要的考虑因素是操作光刻制作工艺以重复性地、大量地生产高质量衬底晶片。
然而,在光刻制作过程期间有大量的因素会影响临界尺寸均匀性(CDU)并降低被曝光图案的质量。事实上,操作并处理衬底晶片的曝光前和曝光后处理可能导致CDU的变化。而且,许多这些曝光前和曝光后处理包括使用与衬底晶片反应的化学物质以在晶片上实现期望的效果。尽管这些化学反应可能遵循可预测的Arhenius行为(即,反应速率正比于温度),但是在反应发生时温度梯度是不可控制的。所有这些因素都可能导致各个目标区域上、晶片上或者晶片之间的变化和非均匀性,这会最终导致产率的下降。
发明内容
与这里所体现并宽泛描述的本发明的原理一致的***和装置用于热控制光刻化学工艺。热控制***包括包含多个热传感器元件的多区带热感应单元。这些热元件被配置用于检测衬底上多个预定义区带的温度。该***还包括包含多个热耦元件的多区带热调整单元,这些热耦元件被配置用于调整预定义区带的温度。该***还包括可操作地并且可通信地耦合到多区带热感应单元和多区带热调整单元的热控制器单元。热控制器单元接收来自多区带热感应单元的检测温度,处理所检测的温度信息,基于经处理的温度信息生成温度控制信息,并将温度控制信息传输到多区带热调整单元以调整预定义区带的温度。
与本发明的原理一致的所公开的方法用于热控制光刻衬底的化学处理。该方法包括通过多个热传感器元件检测衬底上多个预定义区带的温度,并经由热控制器单元比较预定义区带的检测温度与预定义区带的期望温度。该方法还包括响应于确定比较结果超过预先规定的阈值,由热控制器单元生成温度控制信息以调整预定义区带的检测温度,以及响应于由所述热控制器单元生成的温度控制信息,通过多个热耦元件调整预定义区带的检测温度。
尽管在该文本中参考根据本发明的装置在IC制造中的应用进行了说明,但是应当明确理解,这种装置有许多其他可能的应用。例如,其可以用于集成光学***的制造、用于磁域存储器的引导和检测图案的制造、液晶显示器面板的制造、薄膜磁头的制造等等。本领域技术人员将意识到,在这些替换应用的环境中,用在该文本中的术语“光罩”、“晶片”或“芯片”应当分别由更一般的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”来替代。
在本文件中,术语“辐射”和“光束”用来包含所有类型的电磁辐射以及粒子束,电磁辐射包括紫外辐射(例如,波长365、248、193、157或126nm)和EUV(极紫外辐射,例如波长范围5-20nm),粒子束例如是离子束或电子束。
附图说明
仅仅作为示例,参考附图描述了本发明的实施例,在附图中:
图1是光刻曝光装置和晶片流片(track)装置的示意性图示;
图2是光刻曝光装置的示意性图示;
图3A是示出了本发明的实施例的示意性功能框图;
图3B是示出了本发明的实施例的高级别流程图;以及
图4是示出了与显影剂处理模块有关的本发明的另一个实施例的示意性功能框图。
在附图中,相应的标号指示相应的部分。
具体实施方式
如上所述,处理衬底晶片的工艺可能导致CDU的变化,这种变化对衬底上被曝光图案的质量和性能有不好的影响。这种非均匀性可能发生在目标区域上、晶片上或者晶片之间。而且,这种非均匀性取决于多种因素,包括衬底上的化学反应的速率。如下面更详细描述的,本发明构思了一种具有自适应性热控制特征的光刻***,所述适应性热控制特征可以调节各种化学工艺的温度,从而控制并增大反应速率,并进而导致CDU的提高和高质量的产品。该热控制特征采用了多区带热传感器单元和多区带热调整单元,两者协同操作以自适应性地调节曝光前和/或曝光后处理期间预定义区带内的化学反应的温度。
图1示意性地示出了根据本发明特定实施例的光刻***100。***100包括光刻曝光装置102和晶片流片装置104,装置102被配置用于将图案曝光到衬底晶片上,装置104被配置用于在各种曝光前和曝光后处理模块之间传送衬底晶片。
图2提供了光刻装置102的更详细的图示。如图2所示,光刻装置102包括用于提供投影光束PB的辐射源LA和辐射***IL、具有用于夹持掩模MA(例如光罩)的掩模夹持器的第一对象台(例如,掩模台)MT以及用于将掩模MA的被照射部分成像到衬底W的目标部分C(例如,包括一个或多个芯片)上的投影***PL(例如透镜)。如图所示,光刻装置102是透射型的(即,具有透射掩模)。然而,通常,其也可以例如是反射型的(具有反射掩模),或者,装置102可以采用另一种图案化装置,如上述类型的可编程镜阵列。
光刻装置102还包括具有用于夹持衬底W(例如,涂覆有光刻胶的硅晶片)的衬底夹持器的第二对象台(例如,衬底台)WT。
源LA产生辐射光束,辐射光束或者被直接馈送到照明***(例如,照明器)IL中,或者在经过整形装置(例如扩束器Ex)后被馈送到照明***IL中。照明器IL可以包括用于设置光束中光强分布的外部和/或内部辐射程度(通常分别称为σ-外部和σ-内部)的调整装置AM。另外,其通常包括各种其他组件,如积分器IN和聚光器CO。这样,照射在掩模MA上的光束PB具有期望的横截面均匀性和强度分布。
注意在图2中,源LA可以容纳在光刻曝光装置102壳体内(例如在源LA是汞灯时经常是这种情形)。然而,其也可以远离装置102,在源LA是受激准分子激光源时是这种情形。在这种场景中,远程辐射光束被利用合适的导向镜引导到装置102中。本发明和权利要求包括这两种场景。
光束PB随后照射掩模MA,掩模MA被夹持在掩模台MT上。在透过掩模MA后,光束PB经过透镜PL,透镜PL将光束PB聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位装置(和干涉测量装置IF)的帮助下,衬底台WT可以精确移动(例如,以便将不同目标部分C定位在光束PB的路径中)。类似地,第一定位装置可用来相对于光束PB的路径精确定位掩模MA(例如,在利用机械方式从掩模库中取得掩模MA后,或者在扫描期间)。
通常,对象台MT、WT的移动在长行程模块(粗糙定位)和短行程模块(精细定位)的帮助下实现,这两个模块未在图1中示出。然而,在晶片步进机的情形中(与步进-扫描装置相反),掩模台MT可以仅仅连接到短行程致动器,或者被固定。
光刻装置102可用在两种不同的模式中:
(a)步进模式:掩模台MT基本保持固定,整个掩模图像被一次投影到目标部分C上(即,单次“闪光”)。然后,衬底台WT沿x和/或y方向移动,以便可以用光束PB照射不同的目标部分C;以及
(b)扫描模式:基本上应用相同的场景,除了给定目标部分C不在单次“闪光”中被曝光以外。相反地,掩模台MT可以以速度v沿给定方向(所谓的“扫描方向”,例如y方向)移动,从而使得投影光束PB扫描整个掩模图像。同时,衬底台WT同时以速度V=Mv沿相同或相反方向移动,其中M是透镜PL的放大倍率(一般来说,M=1/4或1/5)。以这种方式,可以曝光相对较大的目标部分C,而无需降低分辨率。
返回到图1,光刻***100的晶片流片装置104部分将光刻曝光装置102与多个曝光前处理模块互连,这些模块被配置用于在曝光之前处理衬底晶片。这些前处理模块例如可以包括晶片供应模块106a、光刻胶涂覆模块106b、涂底模块106c和软烘烤模块106d。另外,晶片供应模块106a可以包括用于加载和卸载包含待处理晶片的卡盘的加载台12。
类似地,晶片流片装置104将光刻曝光装置102与多种曝光后处理模块互连,这些模块被配置用于在曝光之后处理和操作衬底晶片。这些曝光后处理模块例如可以包括曝光后烘(PEB)模块108a、硬烘烤模块108b、冷却板模块108c、显影剂模块108d和测量模块108e。
对于测量处理模块108e,应当注意这种模块可用来校准度量信息。例如,处理模块108e可被配置用于测量和评估与CDU有关的多个晶片衬底属性和人为结构,如整个衬底的CD、各个目标区域的CD和各种分布特性尺寸。为此,测量处理模块108e可以包括扫描电子显微镜(SEM)、电线路测量(ELM)设备或适合于这种测量目的的类似设备。
晶片流片装置104可以包括接口部分104a,接口部分104a被配置用于引导将晶片衬底W传送到光刻曝光装置102和从光刻曝光装置102传送出晶片衬底W的操作。晶片流片装置104还可以包括第二接口部分104b,第二接口部分104b被配置用于引导晶片衬底W在各种处理模块之间的传送。这样,晶片衬底W通过晶片流片装置104被传递到各个处理模块,被这些处理模块处理,从这些处理模块移出,并在这些模块之间传送。
图3A的示意性功能框图示出了根据本发明特定实施例构造和操作的自适应性热控制(ATC)***300。如上所述,许多曝光前和曝光后处理模块通过将某些与衬底W反应的化学物质施加到或者处理衬底W以实现期望效果,来处理晶片衬底。ATC***300被配置用于控制化学处理工艺期间的反应温度以控制反应速率,从而提高CDU并增大产率。
如图3A所示,ATC***300包括多区带热传感器单元TSU,TSU可操作地并且可通信地耦合到热控制器THCNT。热传感器单元TSU被配置用于检测区带温度并将所检测的温度提供给热控制器THCNT。热控制器THCNT也可操作地并且可通信地耦合到多区带热调整单元TAU。这样,热控制器THCNT响应于热传感器单元TSU提供的所检测的区带温度,生成调整热调整单元TAU内的特定区带的温度的温度控制信息。
如图3A所示,多区带热传感器单元TSU可以包括多个热传感器元件TS1-TSn,每个传感器元件被配置用于检测被处理和加工的晶片衬底工件WP的特定区带的温度。在图示实施例中,热传感器TS1-TSn被布置在悬在晶片衬底工件WP上方的平面中。热传感器元件TS1-TSn的平面和工件WP之间的距离应当被配置为可提供准确的温度读数。
而且,热传感器元件TS1-TSn被配置在其中以检测温度的区带可以是对于工件WP上的多个目标部分或芯片、单个芯片或者单个芯片的一部分的。例如,如图3A所示,热传感器TSa的区带分辨能力覆盖了整个芯片Ca,而热传感器TSb1的分辨能力覆盖了芯片Cb的子集,即Cb1。
ATC 300的多区带热调整单元TAU可以包括多个热耦元件TC1-TCn,每个热耦元件被配置用于调整被处理和加工的晶片衬底工件WP的特定区带的温度。在图示实施例中,热耦TC1-TCn被布置在晶片衬底工件WP下方的平面中。热耦元件TC1-TCn的平面和工件WP之间的距离应当被配置为可提供准确和及时的温度调节。
与其热感应部分相类似地,热耦元件TC1-TCn被配置在其中以调整温度的区带可以是对于工件WP上的多个目标部分或芯片、单个芯片或者单个芯片的一部分的。例如,如图3A所示,热耦TCa的区带分辨能力覆盖了整个芯片Ca,而热耦TCb1的分辨能力覆盖了芯片的一部分Cb1。
如上简要所述,ATC***300的热控制器THCNT被配置用于与热传感器单元TSU和热调整单元TAU通信,以接收热传感器单元TSU检测的区带温度,并生成调整热调整单元TAU内的特定区带的温度的温度控制信息。热控制器THCNT与热传感器单元TSU和热调整单元TAU之间的通信可以以本领域公知的多种方式实现,例如红外、无线和/或硬线通信链路。
而且,热控制器THCNT可以包括微处理电路、专用集成电路(ASIC)或类似的逻辑电路,其能够处理信息和指令、对信息请求作出响应、与链接设备通信并执行命令。另外,热控制器THCNT可以包括电子存储器和/或存储介质,并且还可以接口到外部电子存储器和存储设备并与之通信。为此,热控制器THCNT可以与数据仓库(如期望区带温度的存档列表或数据库)通信,从数据仓库访问信息、或者向数据仓库提供更新信息,以改进热控制处理。
图3B示出了根据本发明特定实施例构造和操作的自适应性热控制(ATC)工艺350。ATC工艺350被设计为控制包括化学处理和反应在内的光刻工艺期间的反应温度以控制反应速率,从而提高CDU并增大产率。如图3B所示,ATC工艺350开始于流程任务P300,在P300中,晶片衬底工件WP被化学处理。
在化学处理工件WP后,ATC工艺350前进到流程任务P302,在P302中,多区带热传感器单元TSU经由热传感器元件TS1-TSn检测经化学处理的工件WP上的多个区带的温度。如上所述,区带温度信息的数组被提供给热控制器THCNT。
在流程任务P304中,热控制器THCNT将所提供的区带温度信息与期望区带温度信息相比较。期望区带温度可以是基于理论信息、预测模型、经验信息或其他类似信息的。如图3B所示,期望区带温度信息可以存储在数据库、库或存档列表ARCH中。然后,热控制器THCNT确定特定的一个或多个区带的检测温度和该一个或多个区带的期望温度之间的差ΔT。
在流程任务P306中,热控制器THCNT确定对于特定的一个或多个区带,检测温度和期望温度之间的差ΔT是否在预先规定的阈值内。如果不在,则热控制器THCNT生成控制信息以调整热调整单元TAU上与工件WP上的特定一个或多个区带相对应的热耦元件TC1-TCn的温度。这回过头来又调整了在工件WP的区带上发生的化学反应的温度。温度调整包括提高或降低热耦元件TC1-TCn的温度以使在工件WP上发生的反应的速率最优化。
如果热控制器THCNT确定对于所有区带检测温度和期望温度之间的差ΔT在预先规定的阈值内,则ATC工艺350前进到流程任务P310,在P310中,测量单个芯片、芯片集和/或工件的属性。如上所述,该任务可由测量处理模块108e执行,测量处理模块108e被配置用于测量和评估与CDU有关的多个晶片衬底属性和人为结构,如整个衬底的CD、各个目标区域的CD和各种分布特性尺寸。
在测量后,ATC工艺350前进到流程任务P312,在P312中,确定所测得的属性是否足够均匀,如果是,则ATC工艺350终止。如果不是,则ATC工艺350到达流程任务P314,在P314中,基于所测得的属性修改并更新特定一个或多个区带的期望区带温度,然后返回到流程任务P300以进行后续工件的处理。期望区带温度被修改以会聚到产生期望的CDU的最优区带温度上来。
以这种方式,ATC工艺350自适应性地控制化学处理工艺期间反应的温度和速率,从而提高CDU并增大产率。
例如,考虑根据本发明特定实施例构造和操作的如图4所示的处理模块实现方式。图4示出了采用上述的本发明特征的显影剂处理模块408d。尽管这些特征是参照显影剂处理讨论的,但是应当意识到,这些特征或其变体也可等同地适用于其他与化学有关的光刻工艺。
通常,显影剂处理模块既包含显影剂应用工艺又包含旋转工艺,以溶解衬底W上的某些区域,在该区域处,光激活的光刻胶材料的化学成分已经由于曝光而发生了改变。具体而言,显影剂溶液被应用于晶片衬底W以移去已发生化学变化的光刻胶材料,并且在预定间隔后,旋转衬底W以冲洗掉残留物。然而,通过实现本发明的特征,可以优化显影剂处理以提高CDU并增大产率。
如图4所示,显影剂处理模块408d包括扫描喷嘴或多个固定喷嘴410,其向晶片衬底工件WP上施加显影剂溶液的均匀膜。模块408d还包括多区带热传感器单元TSU和多区带热调整单元TAU,这两者都可操作地并且可通信地耦合到热控制器THCNT。在显影剂溶液已均匀地分布在工件WP上之后,热传感器单元TSU、热调整单元TAU和热控制器THCNT如上所述协同操作,以维持工件WP上各个区带的期望温度。即,基于热传感器单元TSU检测到的区带温度,热控制器THCNT生成调整热调整单元TAU内的特定区带的温度的温度控制信息以确保在工件WP上产生期望的温度。
通过控制工件WP上的温度,显影剂处理模块408d可以不用进行旋转工艺。沿这样的路线,共有的冲洗和旋转模块420可被配置专用于冲洗显影剂和其他化学溶液,同时被其他处理模块共享以提高产率。这种模块可采用扫描喷嘴或多个固定喷嘴424以分配水或其他清洗溶液,采用旋转板422以旋转并冲洗掉任何残留物,并采用夹持设备426以保持工件WP耦合到旋转板422。
下面的详细描述参考附图进行,附图图示了与本发明一致的示例性实施例。其他实施例也是可能的,并且可以在不脱离本发明的精神和范围的前提下对实施例进行修改。例如,下面所述的实施例可以以软件、固件和硬件的不同实施例实现在图中所示的实体中。这样,本发明的操作和行为应当这样理解:在这里给出的细节的水平上可以对实施例进行修改和变化。从而,下面的详细描述并不是用来限制本发明,本发明的范围应当由权利要求限定。
Claims (20)
1.一种用于化学处理光刻衬底的热控制***,包括:
多区带热感应单元,其包含多个热传感器元件,所述热传感器元件检测所述衬底上多个预定义区带的温度;
多区带热调整单元,其包含多个热耦元件,所述热耦元件调整所述预定义区带的温度;以及
可操作地并且可通信地耦合到所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元的热控制器单元,所述热控制器单元包含逻辑电路以接收来自所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元的信息,处理信息,并将信息提供到所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元,
其中所述多区带热感应单元将所检测的温度信息传输到所述热控制器单元,并且
所述热控制器单元处理所述检测的温度信息,基于经处理的温度信息生成温度控制信息,并将所述温度控制信息传输到所述多区带热调整单元以调整所述预定义区带的温度,
测量处理模块,其被配置用于测量所述衬底的属性并生成衬底属性信息。
2.如权利要求1所述的热控制***,还包括包含所述预定义区带的期望温度信息的电子存储设备。
3.如权利要求2所述的热控制***,其中所述热控制器单元通过比较所述检测的温度信息和存储在所述电子存储设备中的所述期望温度信息,来处理所述检测的温度信息。
4.如权利要求3所述的热控制***,其中所述热控制器单元通过确定所述检测的温度信息和所述期望温度信息之间的所述比较结果是否超过预先规定的阈值,来生成所述温度控制信息以调整所述预定义区带的温度。
5.如权利要求1所述的热控制***,还包括基于所述衬底属性信息来修改所述预定义区带的期望温度信息。
6.如权利要求4所述的热控制***,其中所述预定义区带的所述期望温度信息基于所述衬底属性信息被修改。
7.一种热控制光刻衬底的化学处理的方法,包括:
通过多个热传感器元件检测所述衬底上多个预定义区带的温度;
经由热控制器单元比较所述预定义区带的所述检测的温度与所述预定义区带的期望温度;以及
响应于确定所述比较结果超过预先规定的阈值,由所述热控制器单元生成温度控制信息以调整所述预定义区带的所述检测的温度;以及
响应于由所述热控制器单元生成的所述温度控制信息,通过多个热耦元件调整所述预定义区带的所述检测的温度,
测量所述衬底的属性,以及
基于所述测量的属性生成衬底属性信息。
8.如权利要求7所述的热控制方法,还包括电子地存储所述预定义区带的期望温度信息。
9.如权利要求7所述的热控制方法,还包括基于所述衬底属性信息修改所述预定义区带的期望温度信息。
10.如权利要求7所述的热控制方法,还包括
电子地存储所述预定义区带的期望温度信息,基于所述衬底属性信息修改所述预定义区带的所述期望温度信息。
11.一种光刻***,包括:
光刻装置,包括,
提供辐射投影光束的照明器,
夹持图案化设备的支架,所述图案化设备被配置用于根据期望图案图案化所述投影光束,
被配置用于夹持衬底的衬底台,以及
将图案化后的光束曝光到所述衬底的目标部分的投影***,和晶片流片装置,包括
测量处理模块,其测量所述衬底的属性并生成衬底属性信息,
被配置用于化学处理所述衬底的至少一个处理模块,以及
控制所述衬底的化学处理期间的温度的热控制***,其中所述热控制***包括,
多区带热感应单元,其包含多个热传感器元件,所述热传感器元件检测所述衬底上多个预定义区带的温度;
多区带热调整单元,其包含多个热耦元件,所述热耦元件调整所述预定义区带的温度;以及
可操作地并且可通信地耦合到所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元的热控制器单元,所述热控制器单元包含逻辑电路以接收来自所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元的信息,处理信息,并将信息提供到所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元,
其中所述多区带热感应单元将所检测的温度信息传输到所述热控制器单元,并且
所述热控制器单元处理所述检测的温度信息,基于经处理的温度信息生成温度控制信息,并将所述温度控制信息传输到所述多区带热调整单元以调整所述预定义区带的温度。
12.如权利要求11所述的光刻***,还包括包含所述预定义区带的期望温度信息的电子存储设备,其中所述热控制器单元
通过比较所述检测的温度信息和存储在所述电子存储设备中的所述期望温度信息,来处理所述检测的温度信息,并且
通过确定所述检测的温度信息和所述期望温度信息之间的所述比较结果是否超过预先规定的阈值,来生成所述温度控制信息。
13.如权利要求12所述的光刻***,其中所述预定义区带的所述期望温度信息基于所述衬底属性信息被修改。
14.如权利要求12所述的光刻***,其中所述至少一个处理模块被配置作为显影剂模块来显影所述晶片,所述显影剂模块包括施加喷嘴以均匀地分配溶液。
15.如权利要求14所述的光刻***,其中所述晶片流片装置还包括专用于冲洗所述显影后的衬底的冲洗模块,所述冲洗模块包括分配清洗溶液的清洗喷嘴、接收所述显影后的衬底的旋转板和将所述显影后的衬底固定地附着到所述旋转板的夹持设备。
16.一种晶片流片装置,包括:
测量处理模块,其测量衬底的属性并生成衬底属性信息,
被配置用于化学处理所述衬底的至少一个处理模块,以及
控制所述衬底的化学处理期间的温度的热控制***,其中所述热控制***包括,
多区带热感应单元,其包含多个热传感器元件,所述热传感器元件检测所述衬底上多个预定义区带的温度;
多区带热调整单元,其包含多个热耦元件,所述热耦元件调整所述预定义区带的温度;以及
可操作地并且可通信地耦合到所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元的热控制器单元,所述热控制器单元包含逻辑电路以接收来自所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元的信息,处理信息,并将信息提供到所述多区带热感应单元和所述多区带热调整单元,
其中所述多区带热感应单元将所检测的温度信息传输到所述热控制器单元,并且
所述热控制器单元处理所述检测的温度信息,基于经处理的温度信息生成温度控制信息,并将所述温度控制信息传输到所述多区带热调整单元以调整所述预定义区带的温度。
17.如权利要求16所述的晶片流片装置,还包括包含所述预定义区带的期望温度信息的电子存储设备,其中所述热控制器单元
通过比较所述检测的温度信息和存储在所述电子存储设备中的所述期望温度信息,来处理所述检测的温度信息,并且
通过确定所述检测的温度信息和所述期望温度信息之间的所述比较结果是否超过预先规定的阈值,来生成所述温度控制信息。
18.如权利要求17所述的晶片流片装置,其中所述预定义区带的所述期望温度信息基于所述衬底属性信息被修改。
19.如权利要求17所述的晶片流片装置,其中所述至少一个处理模块被配置作为显影剂模块来显影所述晶片,所述显影剂模块包括施加喷嘴以均匀地分配溶液。
20.如权利要求19所述的晶片流片装置,其中所述晶片流片装置还包括专用于冲洗所述显影后的衬底的冲洗模块,所述冲洗模块包括分配清洗溶液的清洗喷嘴、接收所述显影后的衬底的旋转板和将所述显影后的衬底固定地附着到所述旋转板的夹持设备。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN109524318A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 用于烘烤模块的合格性测试方法和*** |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7151590B2 (en) * | 2004-02-24 | 2006-12-19 | Asml Netherlands B.V. | Transport system for a lithographic apparatus and device manufacturing method |
US7106420B2 (en) * | 2004-09-28 | 2006-09-12 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
US7534627B2 (en) * | 2006-08-07 | 2009-05-19 | Sokudo Co., Ltd. | Methods and systems for controlling critical dimensions in track lithography tools |
US8741394B2 (en) | 2010-03-25 | 2014-06-03 | Novellus Systems, Inc. | In-situ deposition of film stacks |
CN103389625A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-11-13 | 浙江大学 | 一种应用于浸没式光刻机中浸液液体传送***的通讯方法 |
CN108803260A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-13 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 曝光后烘焙装置及晶圆线宽优化方法 |
CN115903941A (zh) * | 2021-08-20 | 2023-04-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 控温装置及控温方法 |
CN115877665A (zh) | 2021-09-29 | 2023-03-31 | 长鑫存储技术有限公司 | 控温装置及控温方法 |
CN114253088B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-07-07 | 长江存储科技有限责任公司 | 改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法与装置 |
Family Cites Families (5)
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---|---|---|---|---|
WO1998005060A1 (en) * | 1996-07-31 | 1998-02-05 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Multizone bake/chill thermal cycling module |
US5996353A (en) * | 1998-05-21 | 1999-12-07 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing system with a thermoelectric cooling/heating device |
US6034771A (en) * | 1998-11-04 | 2000-03-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | System for uniformly heating photoresist |
US6235439B1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-05-22 | International Business Machines Corporation | Method for controlling image size of integrated circuits on wafers supported on hot plates during post exposure baking of the wafers |
US6495802B1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-17 | Motorola, Inc. | Temperature-controlled chuck and method for controlling the temperature of a substantially flat object |
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Non-Patent Citations (3)
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CD performance of CA-resists with dynamically controlledmulti-zone bake system. SASAKI S ET AL.PROCEDINGS OF THE SPIE-THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING SPIE-INT.SOC.OPT.ENG USA,Vol.4764 . 2002 |
CD performance of CA-resists with dynamically controlledmulti-zone bake system. SASAKI S ET AL.PROCEDINGS OF THE SPIE-THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING SPIE-INT.SOC.OPT.ENG USA,Vol.4764. 2002 * |
Litho clusters with intergrated flow manufacturing. STANLEY T ET AL.PROCEEDINGS OF THE SPIE-THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING SPIE-INT .SOC.OPT.ENG USA,Vol.3882 . 1999 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109524318A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 用于烘烤模块的合格性测试方法和*** |
Also Published As
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