CN102541119A

CN102541119A - 一种热板温度控制方法

Info

Publication number: CN102541119A
Application number: CN2012100149820A
Authority: CN
Inventors: 何伟明; 朱治国
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种热板温度控制方法。本发明一种热板温度控制方法，通过采用多个可独立控制的加热片构成的热板，及利用可移动的热电偶反馈的温度信息建立热板温度控制系统，从而对晶圆小面积内进行细小温度的控制。

Description

一种热板温度控制方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路及其制造领域，尤其涉及一种热板温度控制方法。

背景技术

随着集成电路的集成度不断提高，半导体技术也持续的飞速发展。随着半导体性能要求的不断提高，集成电路芯片的尺寸也越来越小，光刻工艺逐渐成为芯片制造中核心的工序。通常在一个完整的芯片制造工艺中，需要进行多次光刻工序，如在一个完整的45纳米工艺芯片制造工艺中，视性能要求的不同大约需要40至60次光刻工序；而随着器件尺寸的缩小，光刻的图形也相应不断缩小，光阻的厚度及光刻完成后的尺寸也越来越小；当芯片生产工艺从微米级到目前最先进的15纳米工艺时，光刻所使用的波长也在随着芯片工艺的进步不断缩小，已经从汞的I、G系线发展到紫外区域的193nm紫外线、极紫外线EUV、乃至电子束，即光刻已经成为一项精密加工技术。

在光刻工艺中，现有的光刻设备配备了各种热板，热板的温度控制会影响到光刻胶的软烘、显影的后烘和硬烘等工艺；现有的热板通常使用一体化设计，以在晶圆面内实现同时加热，并同时采用6个热电偶均匀分布以监控热板的温度，使得温度控制能力通常在+/-0.5℃~2℃之间，但随着晶圆尺寸的增大，热板温度的精确控制变得越来越困难，使得晶圆面内的均匀性无法满足日益增长的需求，且由于光刻胶的软烘、显影的后烘和硬烘都会影响到光刻工艺关键尺寸、光阻形貌、光刻工艺窗口等，因此如何提高热板的均匀性和控制精度对光刻工艺至关重要。

发明内容

本发明公开了一种热板温度控制方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1：设置一包含有至少两个加热片的热板，且对应每个加热片设置热电偶；

步骤S2：记录每个热电偶的位置信息，并根据工艺需求设置每个热电偶的预定温度；

步骤S3：进行工艺时，将每个热电偶反馈回的实时温度与对应热电偶预定温度对比进行温度调控。

上述的热板温度控制方法，其中，加热片之间进行无缺损拼合构成热板，以覆盖所要加热的区域。

上述的热板温度控制方法，其中，加热片的形状为多边形或同心圆环形状。

上述的热板温度控制方法，其中，每个加热片进行独立的温控。

上述的热板温度控制方法，其中，热电偶可移动的设置在加热片上。

上述的热板温度控制方法，其中，热电偶成矩阵式分布。

上述的热板温度控制方法，其中，热电偶分布采用矩阵轴为6*6或7*7。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种热板温度控制方法，通过采用多个可独立控制的加热片构成的热板，及利用可移动的热电偶反馈的温度信息建立热板温度控制系统，从而对晶圆小面积内进行细小温度的控制。

附图说明

图1是本发明热板温度控制方法中多边形加热片构成热板的结构示意图；

图2是本发明热板温度控制方法中同心圆环形状加热片构成热板的结构示意图；

图3是本发明热板温度控制方法中热电偶的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

图1是本发明热板温度控制方法中多边形加热片构成热板的结构示意图；图2是本发明热板温度控制方法中同心圆环形状加热片构成热板的结构示意图；图3是本发明热板温度控制方法中热电偶的分布示意图。

如图1-3所示，本发明一种热板温度控制方法，包括以下步骤：

首先，如图1所示，采用多个六边形的加热片11进行无缺损拼合构成热板1，以覆盖所要加热的区域2上，且每个加热片11上均设置有热电偶，以使得每个加热片11能够独立进行温度控制；其中，如图2所示，还可以采用同心圆环形状的加热片12进行无缺损拼合构成热板1。

然后，如图3所示，在设置好热电偶3后，记录每个热电偶3的位置信息如在热板1上的坐标等，并根据实际工艺需求和对应不同的位置设置每个热电偶3的预定温度，以用来与实际工艺时热电偶3上的实时温度进行参照对比。

最后，在进行工艺时，将每个热电偶反馈回的实时温度与对应热电偶3的预定温度进行对比，然后进行温度的调控。

其中，加热片的形状可以根据实际工艺需求设置为任意形状，进行无缺损拼合构成热板。

进一步的，热电偶可以移动的设置在加热片上，成矩阵式分布，采用矩阵轴为6*6或7*7等。

由于，可以对每个独立的加热片进行单独的温度控制，采用本发明热板温度控制方法，在光刻工艺中能大大提高光刻胶涂布的均匀性和晶圆线宽面内均一性，尤其对于尺寸较大的硅片效果越明显；同时，在蚀刻工艺中由于晶圆中心和边缘的蚀刻速度会有不同，而需求不同的光刻胶致密度，可以通过本发明热板温度控制方法引入不同的温度以改变晶圆中心和边缘的光刻胶的膜的物理特性；还有在前工艺（如薄膜成长）中由于下地不均匀而导致光刻工艺窗口缩小，也可以通过在光刻工艺中引入局部温度来改善线宽CD和光刻胶形貌，降低前工艺对光刻工艺的影响，从而增加了光刻工艺窗口。本发明热板温度控制方法还可以用在涂胶时的前烘、软烘、冷却硅片和显影时的后烘、硬烘、冷却硅片等工艺中。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种热板温度控制方法，通过采用多个可独立控制的加热片构成的热板，及利用可移动的热电偶反馈的温度信息建立热板温度控制系统，从而对晶圆小面积内进行细小温度的控制，还能优化其他工艺如涂胶时的前烘、软烘、冷却硅片和显影时的后烘、硬烘、冷却硅片等工艺。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims

1.一种热板温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的热板温度控制方法，其特征在于，加热片之间进行无缺损拼合构成热板，以覆盖所要加热的区域。

3.根据权利要求1或2所述的热板温度控制方法，其特征在于，加热片的形状为多边形或同心圆环形状。

4.根据权利要求1或2所述的热板温度控制方法，其特征在于，每个加热片进行独立的温控。

5.根据权利要求1所述的热板温度控制方法，其特征在于，热电偶可移动的设置在加热片上。

6.根据权利要求1、4或5所述的热板温度控制方法，其特征在于，热电偶成矩阵式分布。

7.根据权利要求6所述的热板温度控制方法，其特征在于，热电偶分布采用矩阵轴为6*6或7*7。