CN111725113A - 晶圆加热装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆加热装置，其用于晶圆光阻加温制程，包括：可升降探针，其用于将被加热晶圆水平支撑在加热源上方，其能根据控制器指令靠近或远离加热源；温度传感器，其与加热晶圆设置在相同高度，其用于量测被测晶圆温度；控制器，其接收温度传感器量测数据控制可升降探针上升或下降，当温度传感器量测数据达到第一预设温度且停留第一预设时段则控制可升降探针下降，使加热晶圆靠近加热源，当温度传感器量测数据达到第二预设温度则控制可升降探针停止移动使晶圆停留第二预设时段。本发明还公开了一种用于晶圆多段加热控制方法令材料具有良好平坦度。本发明在加热过程中不需要使用光罩，在达到现有技术相同效果的同时能降低生产成本。

Description

晶圆加热装置及控制方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种用于晶圆多段加热制程的晶圆加热装置。本发明还涉及一种用于晶圆多段加热制程的晶圆加热控制方法。
背景技术
平坦化是指在晶圆表面保持平整平坦的工艺。现行集成电路制程设计,以多是3D结构设计,尤其在进入14纳米级研发中,以全线引进3D结构设计。因此,光刻材料的填洞能力与平坦能力急需重视。其中,under layer可利用multiple baking(多段或分段加热)技术来增加材料的平坦能力。如图1所示，是现有multiple baking(多段或分段加热)技术平坦化制程示意图，该制程主要分为三个阶段，晶圆在第一位置100摄氏度加热60秒，晶圆在第二位置250摄氏度加热60秒，晶圆在第三位置23摄氏度冷却。特殊平坦化制程需要使用单一光阻与单一光罩进行光刻与干刻制作,成本高且需要使用光罩来消除平原高区。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明要解决的技术问题是提供一种在达到现有技术实现平坦化前提下，使用单一晶圆加热装置实现晶圆多段加热。
为解决上述技术问题，本发明提供用于晶圆多段加热制程的晶圆加热装置，包括：
可升降探针，其用于将被加热晶圆水平支撑在加热源上方，其能根据控制器指令靠近或远离加热源；其可以通过气缸、伺服电机等常见动力源驱动实现平稳、匀速的上下移动；所述加热源是辐射热源；
温度传感器，其与加热晶圆设置在相同高度，其用于量测被测晶圆温度；
控制器，其接收温度传感器量测数据控制可升降探针上升或下降，当温度传感器量测数据达到第一预设温度且停留第一预设时段则控制可升降探针下降，使加热晶圆靠近加热源，当温度传感器量测数据达到第二预设温度则控制可升降探针停止移动使晶圆停留第二预设时段。控制器可以通过MCU等实现，也可以集成于生产机台通过机台的控制器实现。
可选择的，进一步改进所述的晶圆加热装置，可升降探针至少包括三个pin脚，其能将被加热晶圆保持水平。根据三角形稳定性，三个pin脚是简单的可实现水平支撑的形式；
可选择的，进一步改进所述的晶圆加热装置，第一预设温度范围为80摄氏度-120摄氏度，第二预设温度范围为230摄氏度-270摄氏度。
优选方案为：第一预设温度为100摄氏度，第二预设温度为250摄氏度。
可选择的，进一步改进所述的晶圆加热装置，第一预设时段和第二预设时段范围为 30秒-90秒。优选方案为：第一预设时段和第二预设时段为60秒。
可选择的，进一步改进所述的晶圆加热装置，控制器控制可升降探针下降速度范围为0.001米/秒-0.01米/秒。下降速度可根据实际工况需要调节，建议使用缓慢下降，避免温度骤升。优选方案为：可升降探针下降速度范围为0.005米/秒。
本发明提供一种用于晶圆多段加热制程的晶圆加热控制方法，包括以下步骤：
S1，将待加热晶圆水平固定在加热源上方；
S2，使用加热源开始加热；
S3，当量测到第一预设温度，则控制待加热晶圆下降靠近加热源；
S4，当量测到第二预设温度，则控制待加热晶圆停止移动停留预设时段。
可选择的，进一步改进所述的晶圆加热控制方法，第一预设温度范围为80摄氏度-120摄氏度，第二预设温度范围为230摄氏度-270摄氏度。
优选方案为：第一预设温度为100摄氏度，第二预设温度为250摄氏度。
可选择的，进一步改进所述的晶圆加热控制方法，第一预设时段和第二预设时段范围为30秒-90秒。
优选方案为：第一预设时段和第二预设时段为60秒。
可选择的，进一步改进所述的晶圆加热控制方法，控制待加热晶圆下降速度范围为 0.001米/秒-0.01米/秒。优选方案为：可升降探针下降速度范围为0.005米/秒。
平坦化的抗反射层材料通常需要使用厚膜制程,对于干刻制程而言,过厚的膜会导致干刻后产生均一度不佳的问题。本发明晶圆加热装置将被加热晶圆水平固定加热源上方，通过控制被加热晶圆靠近或远离加热源实现不同的加热温度，可藉由溶剂(PGMEA) 移除溶解的抗反射层实现一次达成平坦化以及膜厚减薄了，本发明的晶圆加热装置在加热过程中不需要使用光罩去除不平坦化区域，因此可以在达到现有技术相同效果的同时降低生产成本。
附图说明
本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有技术加热装置工作过程示意图。
图2是本发明加热装置工作过程示意图。
图3是晶圆加热控制方法流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
第一实施例，参考图2所示，本发明提供用于晶圆多段加热制程的晶圆加热装置，包括：
可升降探针，其用于将被加热晶圆水平支撑在加热源上方，其能根据控制器指令靠近或远离加热源；其可以通过气缸、伺服电机等常见动力源驱动实现平稳、匀速的上下移动；所述加热源是辐射热源(图中未显示)；
温度传感器，其与加热晶圆设置在相同高度，其用于量测被测晶圆温度；
控制器(图中未显示)，其接收温度传感器量测数据控制可升降探针上升或下降，当温度传感器量测数据达到第一预设温度且停留第一预设时段则控制可升降探针下降，使加热晶圆靠近加热源，当温度传感器量测数据达到第二预设温度则控制可升降探针停止移动使晶圆停留第二预设时段。
控制器可以通过MCU等实现，也可以集成于生产机台通过机台的控制器实现。
其中，第一预设温度范围为80摄氏度-120摄氏度，第二预设温度范围为230摄氏度-270摄氏度，第一预设时段和第二预设时段范围为30秒-90秒，控制器控制可升降探针下降速度范围为0.001米/秒-0.01米/秒。
第二实施例，继续参考图2所示，本发明提供用于晶圆多段加热制程的晶圆加热装置，包括：
可升降探针，可升降探针至少包括三个pin脚(探针)，其能将被加热晶圆保持水平支撑在加热源上方，其能根据控制器指令靠近或远离加热源；其可以通过气缸、伺服电机等常见动力源驱动实现平稳、匀速的上下移动；所述加热源是辐射热源(图中未显示)；
温度传感器，其与加热晶圆设置在相同高度，其用于量测被测晶圆温度；
控制器(图中未显示)，其接收温度传感器量测数据控制可升降探针上升或下降，当温度传感器量测数据达到第一预设温度且停留第一预设时段则控制可升降探针下降，使加热晶圆靠近加热源，当温度传感器量测数据达到第二预设温度则控制可升降探针停止移动使晶圆停留第二预设时段。
其中，第一预设温度为100摄氏度，第二预设温度为250摄氏度，第一预设时段和第二预设时段为60秒，控制器控制可升降探针下降速度为0.005米/秒。
此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、参数、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、参数、组件、区域、层和/ 或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、参数、组件、区域、层或部分与另一个元件、参数、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本发明的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、参数、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、参数、组件、区域、层或部分。
第三实施例，如图3所示，本发明提供用于晶圆光阻材料多段加热制程的晶圆加热控制方法，包括：
S1，将待加热晶圆水平固定在加热源上方；
S2，使用加热源开始加热；
S3，当量测到第一预设温度，则控制待加热晶圆下降靠近加热源；
S4，当量测到第二预设温度，则控制待加热晶圆停止移动停留预设时段。
其中，第一预设温度范围为80摄氏度-120摄氏度，第二预设温度范围为230摄氏度-270摄氏度，第一预设时段和第二预设时段范围为30秒-90秒，控制器控制可升降探针下降速度范围为0.001米/秒-0.01米/秒。
第四实施例，本发明提供用于晶圆光阻材料多段加热制程的晶圆加热控制方法，包括：
S1，将待加热晶圆水平固定在加热源上方；
S2，使用加热源开始加热；
S3，当量测到100摄氏度，则控制待加热晶圆以0.005米/秒下降靠近加热源；
S4，当量测到250摄氏度，则控制待加热晶圆停止移动停留预设时段，预设时段根据实际工艺需要选择。
其中，第一预设温度为100摄氏度，第二预设温度为250摄氏度，第一预设时段和第二预设时段为60秒，控制器控制可升降探针下降速度为0.005米/秒。
除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶圆加热装置，其用于晶圆多段加热制程，其特征在于，包括：
可升降探针，其用于将被加热晶圆水平支撑在加热源上方，其能根据控制器指令靠近或远离加热源；
温度传感器，其与加热晶圆设置在相同高度，其用于量测被测晶圆温度；
控制器，其接收温度传感器量测数据控制可升降探针上升或下降，当温度传感器量测数据达到第一预设温度且停留第一预设时段则控制可升降探针下降，使加热晶圆靠近加热源，当温度传感器量测数据达到第二预设温度则控制可升降探针停止移动使晶圆停留第二预设时段。
2.如权利要求1所述的晶圆加热装置，其特征在于：可升降探针至少包括三个pin脚，其能将被加热晶圆保持水平。
3.如权利要求1所述的晶圆加热装置，其特征在于：第一预设温度范围为80摄氏度-120摄氏度，第二预设温度范围为230摄氏度-270摄氏度。
4.如权利要求3所述的晶圆加热装置，其特征在于：第一预设时段和第二预设时段范围为30秒-90秒。
5.如权利要求1所述的晶圆加热装置，其特征在于：控制器控制可升降探针下降速度范围为0.001米/秒-0.01米/秒。
6.一种晶圆加热控制方法，其用于晶圆多段加热制程，其特征在于,包括以下步骤：
S1，将待加热晶圆水平固定在加热源上方；
S2，使用加热源开始加热；
S3，当量测到第一预设温度，则控制待加热晶圆下降靠近加热源；
S4，当量测到第二预设温度，则控制待加热晶圆停止移动停留预设时段。
7.如权利要求6所述的晶圆加热控制方法，其特征在于：第一预设温度范围为80摄氏度-120摄氏度，第二预设温度范围为230摄氏度-270摄氏度。
8.如权利要求6所述的晶圆加热控制方法，其特征在于：第一预设时段和第二预设时段范围为30秒-90秒。。
9.如权利要求6所述的晶圆加热控制方法，其特征在于：控制待加热晶圆下降速度范围为0.001米/秒-0.01米/秒。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070051646A (ko) * 2006-05-04 2007-05-18 주식회사 대우일렉트로닉스 핫플레이트 장치
CN105336562A (zh) * 2014-07-22 2016-02-17 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 热处理腔室和热处理方法、涂布设备
CN108630584A (zh) * 2018-05-11 2018-10-09 上海华力集成电路制造有限公司 涂胶显影机的加热装置和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070051646A (ko) * 2006-05-04 2007-05-18 주식회사 대우일렉트로닉스 핫플레이트 장치
CN105336562A (zh) * 2014-07-22 2016-02-17 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 热处理腔室和热处理方法、涂布设备
CN108630584A (zh) * 2018-05-11 2018-10-09 上海华力集成电路制造有限公司 涂胶显影机的加热装置和方法

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