TWI574118B - 使用光學投影之基板調諧系統及方法 - Google Patents

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Description

使用光學投影之基板調諧系統及方法
[相關案件交互參照] 本申請案主張美國暫時專利申請案第61/909,714號的優先權，該暫時專利申請案申請於西元2013年11月27日，發明名稱為“Optical Projection Tuned Hot Plate”，其內容藉由參照全部納入本案揭示內容。本申請案亦主張美國暫時專利申請案第61/932,005號的優先權，該暫時專利申請案申請於西元2014年1月27日，發明名稱為“System and Method for Shifting Critical Dimensions of Patterned Films”， 其內容藉由參照全部納入本案揭示內容。
本揭露內容係一般性關於包含半導體基板（例如矽晶圓）之基板的圖案化。本揭露內容亦關於作為半導體元件加工一部分之涉及光微影技術的製程，該光微影技術包含將基板上的膜塗佈及顯影。本揭露內容特別關於作為光微影及圖案化製程一部分之控制圖案化特徵部之尺寸及準確性。
光微影法包含：將基板塗佈對電磁（EM）輻射敏感的膜；暴露這些膜於EM輻射圖案以在膜之內定義潛在圖案（latent pattern）；及接著將此等膜其中部分顯影以在基板上顯露物理或浮雕圖案（relief pattern）。此等膜的製備和顯影可包含熱處理或烘烤。舉例來說，新近塗佈的膜可能需要塗佈後烘烤（PAB）以蒸發溶劑及/或增加結構剛性或耐蝕刻性。此外，曝光後烘烤（PEB）可加以執行，以設定特定圖案防止進一步溶解。用於塗佈及顯影基板的加工機台通常包含許多模組，其可用以加入膜、加入光阻、及顯影基板。
半導體加工製程經常針對用以加熱受處理基板的系統規定精確的溫度容限。此種系統典型上建構成一處理腔室內的一加熱板。典型的加熱板可包含一個以上加熱元件或區域，以均勻地加熱置放於其上的基板。此等加熱板及習知系統可加熱基板達到整個基板表面於約攝氏0.1度之內的溫度均勻性。舉例來說，特定的溫度可維持在攝氏0.1度以內，以在蝕刻之前強化光阻結構。不幸地，具有0.1 ℃的容限或溫度變化，可能不足以防止在半導體加工製程中的缺陷。隨著半導體元件持續縮小至較小的尺寸，防止缺陷變得越來越重要。
然而，此處揭露的技術，可提供在約攝氏0.02度以內的溫度均勻性。此在溫度均勻性上的增加，降低缺陷率且允許持續縮小半導體元件。
此處技術包含系統和方法，提供空間控制的光或電磁（EM）投影至一基板上。結合此空間光投影與加熱板加熱，可達成整個基板表面上溫度均勻性的顯著改善。針對一物體之波長400-700 nm的光、紫外線光（UV）、紅外線光、或任何波長的光，可在所投影光的作用位置產生熱。隨著於基板上特定點處的總能量增加，那個點的溫度將增加，直到其達到一穩態值。在基板上的穩態溫度，可利用在例如燈之光源的範圍內的不同亮度和波長而加以變化和控制。一特定的投影影像，可包含多個亮度和各種不同的波長，其可加以設定以同時在多片基板上改變及維持許多不同的穩態條件。換言之，一基板固持器加熱源，與特定空間熱記號的投影光影像結合，可增加整個基板表面上的溫度均勻性。
在一個實施例中，一相機/偵測器及一投影器係針對一基板。該投影器對該基板照光（照射至少一部份），此操作可基於由一紅外線偵測相機所偵測的熱記號。該基板可於是具有以任何數目光圖案及亮度之高空間解析度調製的溫度。在相機（或感測陣列/感測機構）偵測一熱記號的情況下，一對應的像素化影像可投影至基板表面上，以修改表面溫度。如此，一個熱記號可依像素加以控制，亦即是，依基板表面上的點或柵格點位置加以控制。所投影的影像可針對所欲的特定結果而加以定制。舉例來說，若期望溫度均勻性，則所投影影像可為該熱記號的反相，以實質加熱冷區域及/或冷卻或維持暖區域。如此，加熱板精密及粗控制的組合，可提供顯著較佳的均勻性。由於光係熱，需要空間溫度調整的區域可照射一光量。由於光可改變若干材料（例如光阻）的材料特性，現有的曝光可擴充而加以上下偏移。因此，額外的實施例包含使用基於像素之投影的光圖案調整膜特性。
此等系統和方法使半導體製造者能夠達到設計需求。半導體製造的設計規格，對工程師強加目前技術無法避免的一組參數而限制開發和生產半導體的過程。這些設計規格其中一者係關於半導體生產的烘烤步驟。當一基板受烘烤時，該基板在特定溫度烘烤一段時間。能夠將該均勻溫度常數以可變溫度取代，提供製程控制者更多彈性且增加半導體生產效率。
要注意到，此揭露內容不限定於光微影法中的熱處理。此揭露內容亦針對空間變化基板溫度的技術，且可適用於在半導體、平板顯示器、及光伏系統中的真空及非真空處理系統，包含沉積系統、蝕刻系統（乾式及濕式）。舉例來說，基於像素之投影的光圖案可校正關鍵尺寸、微影曝光非均勻性、步進器曝光延遲時間等等。
當然，此處描述之不同步驟的探討順序係以清楚為目的而呈現。一般而言，這些步驟可以任何適合順序加以執行。此外，雖然此處各個不同特徵、技術、構造等可能在此揭露內容不同處加以探討，此等概念每一者應可彼此獨立執行，或彼此組合而執行。因此，本發明可以許多不同方式加以實現及觀察。
要注意到，此發明內容章節未說明每一實施例及/或本揭露內容或所請發明的遞增新穎實施態樣。相反地，此發明內容章節僅初步探討相對於習知技術之不同實施例及對應的新穎點。對於本發明及實施例的額外細節及/或可能的觀點，讀者可參見如以下進一步探討之本揭露內容的實施方式章節及對應圖式。
此處技術包含系統和方法，提供將光空間控制地或基於像素地投影至基板上以調諧各種基板特性。此基於像素的光投影可用以調整各種基板特性，包含調整關鍵尺寸、加熱均勻性、蒸發冷卻、光微影閃焰、光柵延遲、及光敏劑的產生。結合此基於像素的光投影與基於接觸的加熱（例如加熱板），在整個基板表面的溫度均勻性上可達成顯著的改善。結合此基於像素的光投影與光微影圖案化製程，可改善處理均勻性且降低缺陷率。
在一個實施例中，數位光處理（DLP）晶片、柵光閥（GLV）、或其他基於柵格的微投影技術，搭配一光源，可聚焦一影像（選用性使用透鏡）至一基板上且校正或調整溫度及其他非均勻性。此投影的影像可加以改變，以變化所聚焦影像的溫度輸出。舉例來說，以一可見光譜燈泡投影至板上的實心白影像，將加熱該板至那個特定燈泡的特定最大溫度。每個投影像素的溫度，可藉由利用那個光源所產生光波長的全部或其中若干或不利用該光波長，而加以調整。此一技術對一特定半導體烘烤製程提供極精確的控制，足以於1 nm之內的範圍烘烤半導體。DLP晶片可投影一影像至一基板上，且在基板上任何特定一個以上的點改變熱量。要注意到，調整空間溫度非均勻性可用於加熱或冷卻基板。舉例來說，若基板正進行冷卻，投影的光影像可藉由對與冷卻中基板上其他位置相比冷卻過快的點些微加溫而協助均勻冷卻。
習知烘烤板僅可維持攝氏0.1度的準確性，這可能部分由於基板的關鍵尺寸。典型的加熱板可具有加熱區，但這些加熱區的尺寸係與需要溫度調整的基板上區域相比大數個數量級。因此，傳統上，在各個別區域上所需的熱不能調整至所欲的規格。然而，如此處所揭露的投影影像，可取決於選定DLP及入射區域所支援的像素數量而變化每個個別基原（atom）的熱輸出。亦即是，使用微鏡投影可取得的加熱控制，可如其最大投影解析度一般靈活或加以微調。在一個實施例中，基於像素的光投影系統係連接至烘烤裝置、曝光腔室、分配腔室、加熱板等之控制電腦。基於像素的光投影系統可透過一透鏡系統聚焦進一曝光腔室，在其中一基板係加以對準。投影至基板上或在基板處的光接著加熱或調整所欲基板區域至所欲溫度。此方法和系統有數種用途。一種應用係維持溫度均勻性。另一應用係降低半導體生產烘烤製程的關鍵尺寸需求。
圖1描述光學投影調諧加熱板的例示實施例。處理腔室108的尺寸可加以建構用於容納一基板，例如一矽晶圓、平板等。處理腔室108可為針對最大熱保留及防止有害光波長的相對最小尺寸（基於基板的尺寸）。一基板對準系統107可用以將一影像對準至基板上的一可操作區域上，其可在0.1奈米以內。基板105可置放於一基板固持器及/或加熱板之上。基板105可為一習知的反射式或非反射式矽碟片，具有任何類型的塗層。
該系統包含光源102，其可位於處理腔室108之內、鄰近處理腔室108、或遠離處理腔室108。光源102可為數種光源其中任一者，例如可見光源、紅外線光源、UV光源、或產生其他光波長的燈泡。光源特性可對於特定受處理基板及特定調諧應用加以定製（或選用）。對於若干基板，60瓦（或等效的）光源可能充足，其具有400-700 nm的波長範圍，以及1080p的DLP解析度（1080水平線的垂直解析度及逐行掃描）。其他應用可能需要較高的功率及較高的解析度。該光源可基於所欲特定波長而加以選擇。舉例來說，一紫外線光源可加以選擇用於若干應用，而一白光或紅外線光源可加以選擇用於其他應用。光源選擇可基於特定基板及/或膜的吸收特性。由DLP、GLV、或其他光閥技術所支援的任何解析度可加以使用。
光投影元件103可實現成一DLP晶片、柵光閥（GLV）或其他光閥技術。DLP晶片及GLV係習知可取得的。透鏡系統104可用以產生影像，在投影至基板105上時基板105的尺寸具有最小像差。投影線106表示向基板105投影之像場或視訊。此視訊或影像可基於預期熱輸出以及/或基於來自例如紅外線相機的空間溫度感測器的動態回饋而加以設計。一特定影像可自一視訊處理器輸入至一DLP。部件101顯示（受加熱）基板105上的例示位置，其具有與基板其他部分不同的溫度。投影的影像109以部件101其中一者的形狀投影光線。若部件101正好是在與基板105其餘表面區域相比較低的溫度，則所投影影像109可增加局部表面溫度而達到整個基板105的均勻溫度。
此處的此一系統因而結合對於加熱板溫度控制的粗細控制系統，該加熱板對應（相對地）粗控制而該光投影系統對應（相對地）細控制。習知的溫度控制係從而擴增來自DLP控制迴路的基於位置的高解析度能力。加熱能量係藉由將光投影至基板表面上而轉移至加熱板表面。投影像素可加以開啟或關閉的每個位置，從而成為可對於熱、溫度、CD校正、及光回復能具有微調能力的區域。
舉例來說，影像投影係用以產生均勻溫度的實施例中，夾頭（基板固持器）及/或基板的熱記號可加以辨識用於準確的校正。於平衡狀態之基板的預期數值應為在基板上每一點0.00X ℃。自0.00X ℃的任何偏差於是為目前該基板的熱記號。當一基板係置於一加熱板之上時，該加熱板係非均勻於0.00X ℃，且自所欲平衡狀態產生偏差而產生該熱記號。習知的加熱板可產生具有攝氏0.1度空間偏差的基板表面溫度。
此處技術，當應用於基板加熱應用時，可增加溫度均勻性。自特定投影影像的熱輸出，取決於其亮度、圖案、及/或顏色。舉例來說，無光投影的點位置將具有0%的熱增加，接收灰色光的空間可具有50%的相對熱增加，而具有全光投射的區域造成100%之可取得的可能熱增加。
圖5係一圖表，描述特定基板的簡化例示熱記號。這可為整個基板剖面的熱記號。在此例示熱記號中，有19個點位置用於量測相對熱。此圖表的頂部表示相對較冷的溫度，在圖表中溫度向下增加，使得圖表底部表示相對較暖的溫度。舉例來說，點位置1係一相對熱點，而點位置2係相對冷的，點3及4係中度暖的。要注意到，在整個基板上有溫度變化，此隨平面位置的溫度變化係熱記號的一個實施例。
圖6係一圖形，表示一投影影像，其用以校正圖5所示熱記號的熱變化。換言之，所投影影像以溫度變化補償該熱記號。舉例來說，要注意到在圖5中熱記號的點1、9、10、17、及18係相對熱點。吾人注意到，在圖6中的投影影像不具有投影於這些位置的光，這造成沒有熱增加。在圖5中熱記號的點位置2及12係相對冷的，且因此在圖6中的影像投影中，這些點位置係顯示為白色，代表全曝光（full light exposure），用以造成最大熱增加（基於對應光源亮度可能的最大溫度變化）。其他點係以不同灰色陰影部分描繪，代表溫度的中度變化係以光可變光投影加以類似地校正。圖7顯示經修改的熱記號，其為圖6中的投影影像施加至圖5中的熱記號所得結果。要注意的是，與圖5中熱記號相比，大多數的溫度已受到修改，使得溫度變化大幅減少。
圖5中所示基板記號係簡化的線形記號。基板通常是平面的，且因此均勻性變化可基於基板上平面或X, Y位置而變化。圖3描繪例示關鍵尺寸記號的圖示。此關鍵尺寸記號係映射成特定基板表面上的點位置，此特定基板係例如在微加工製程中所使用的晶圓。要注意到，在CD記號圖示上的各種不同點在明暗程度上變化。在CD記號圖示上的點位置處的這些相對差異，代表在CD均勻性上的相對差異。舉例來說，完全黑暗的點位置可代表具有過小CD的區域，而完全明亮或較亮的點位置可代表CD過大的區域。此CD記號可基於所觀察及/或量測的尺寸而加以產生。
圖3中的此基板記號圖示亦可代表在受處理基板上特定光投影可能看起來的樣貌。在影線圖案黑暗度上的變化可代表亮度、振幅及/或頻率。因此，接收投影光全亮度之基板表面上的點位置可包含在圖示中的明亮或白區域。類似地，具有較少空白的點位置可具有中等亮度或部分亮度之投射於那些位置的光。在此圖示中顯示為黑色塊的點位置可能未接收光或接收相對極微量的曝光。要注意的是，基板記號可基於非均勻性或記號類型而在視覺表現上變化。舉例來說，CD記號可呈現為對應切割道、記號具有若干可察覺線。顯示光柵延遲非均勻性的基板記號可顯示特定步進器/掃描器行進通過基板表面的證據。熱非均勻性的基板記號可具有圓形圖案或於熱區介面處顯示差異。
圖4類似於圖1，且描述一光學投影調諧基板105的例示實施例。基板105可包含：膜115，其可為一光阻膜；以及下層110，其可成為硬遮罩或其他圖案化層或記憶層用於圖案轉移。光投影元件103，或附帶的控制器，可接收一基於像素的影像以投影於基板105之上。此基於像素影像的投影係以投影影像109加以顯示。要注意到，基板105的部分係受到照射，而其他部分則無。使用基於像素的影像投影，而非用於光微影曝光的基於遮罩的光投影。在投影期間，所投影影像可改變或變化，例如回應即時回饋或其他調諧目標。
所投影的特定影像或視訊，可基於一個以上感測器，該一個以上感測器可在加熱/處理製程之前（靜態調整）或在用於動態調整的加熱/處理製程期間收集資料。在一回饋迴路中，一特定的感測器或感測器陣列可收集資料（例如熱記號）且接著傳送所接收的資料至一控制器。基於所收集資料及/或基於是否需要熱或光校正，該控制器可接著計算一影像以投影至基板上。一比例積分微分控制器（PID控制器）可用以實現熱記號回饋。所投影影像可基於整個基板上的任何溫度振盪而改變，例如中央至邊緣振盪。
要注意到，亮度或振幅可基於基板表面上的材料類型而加以調整。舉例來說，有些聚合物可具有低反射率，而例如矽及金屬的其他材料可具有最大反射率數值。在一個特定例示材料中，亦即是銅，反射率可為45%至99%，僅管當光入射於銅之上時，銅表面將升溫。因此，此處技術可應用於大多數的基板材料。
圖2係一例示系統的側視圖，該系統用於改善的基板處理。一基板105位在一基板固持器130之上，該基板固持器130可實現為或包含一熱夾頭。各種習知技術可用於基於夾頭的加熱，包含液體迴路和加熱區。在該基板上方（面向受處理基板側），一DLP投影器或類似者可加以配置作為光投影元件103的一部分，以將一影像投影至基板表面上。投影器的位置可基於特定腔室內的空間可用性而改變。舉例來說，許多微加工機台的加熱模組係相對短的。在這些實施例中，各種開口135及/或透鏡系統可加以使用，以在基板上方任何限制的垂直空間之內投影一影像。例示高度和寬度量測係加以顯示，但是這些是非限定的且僅用以說明特定實施例。
特製的光投影系統可加以製造，用於此基板調諧或加熱模組。或者是，習知的DLP投影器可加以使用。對於習知的DLP投影器使用，移除彩色濾片可增加在各基板位置上可投影的光（熱）強度。在許多光投影器中，由一光源產生的白光，在該白光向DLP晶片表面行進時，穿過一彩色濾片。這意味在離開該投影器前大部分的波長係被吸收。除了移除任何彩色濾片之外，燈泡亮度亦可根據特定設計規格而加以增加。
其他實施例可使用不同波長燈泡以將光投影至單一基板上。這些燈泡可皆貢獻於光投影，或加以選擇性啟動。類似地，每加熱板多個投影器的配置可加以使用。在其他實施例中，光投影可具有基於頻率的輸出以進行較精細調諧，例如使用3D圖形。除了基於影像的光投影器之外，熱成像相機143可針對基板105加以配置，以即時辨識特定熱記號而基於所投影影像動態調整熱記號。在另一實施例中，一感測器陣列可安裝在加熱板內部且連接至PID控制器的回饋迴路。
投影至基板上的特定光影像可基於亮度（灰階）及/或頻率（開啟及關閉）。現有的DLP鏡子可加以開閉切換上達每秒一萬次，具有超過一千個灰色陰影。圖8描述基於灰階及頻率的光投影可如何用以在基板上的點位置處達成溫度上所欲變化。要注意到，溫度變化可能性係取決於特定光源的輸出或亮度。在沒有光投影至一特定點的的情況下，表面溫度沒有變化。在全光投影至該特定點之情況下，在溫度上增加基於特定燈泡亮度及基於受加熱材料類型可取得的100%可能溫度變化。介於0%與100%之間的溫度變化通常與灰階亮度呈正比。基於頻率的光投影可為全光亮度投影與無光投影的循環投影。在一特定點上介於光投影間愈短的間隔，可增加愈多的對應局部溫度。
若期望較精細的光/熱投影控制，則灰階投影可與基於頻率的投影結合。舉例來說，若干習知的DLP晶片可運作於1,700 Hz，具有1,024灰色陰影。藉由結合灰階與基於頻率之投影，可產生每秒總共1,739,776輸出色階。
投影基於熱記號影像至位於一加熱板上的基板之上，係僅為此處系統和方法的一個實施例。有許多其他的應用和實施例用於在各種不同半導體加工階段處理基板。因此，應用係不限定於微影法。在另一實施例中，投影光–熱技術可在基板塗佈（例如塗佈光阻）期間加以使用。在液體塗佈期間投影影像至旋轉基板之上可協助減緩蒸發冷卻影響。好處是需要較低的分配量且同時提供較佳的塗佈均勻性。若在旋塗腔室具有不透明物體阻礙光投影，則光可至少投影至基板的一區段上，由於基板的旋轉，這將實質為基於頻率的投影（這是針對其中僅一徑向區段可在一特定時點加以照射的實施例）。
在其他實施例中，光影像投影可用於塗佈後烘烤（PAB）及曝光後烘烤（PEB）二者。光影像投影可用於複合邊珠去除（EBR）清除部——可針對邊珠去除加以「劃定」或投影的一區域。光影像投影可用以界定用於嵌段共聚物的定向自組裝的區域而作為印製一陣列的一種方式。亦即是，曝光可充分加以加強於定向自組裝（DSA）在一陣列中可印製的位置，而其餘區域則不曝光，使得該嵌段共聚物在不使用切割遮罩的情況下自組裝，這在一些微加工製程中節省一製程步驟。
此處實施例可與濕式或乾式基板清潔系統一起使用。使用濕式清潔系統，所投影光影像可協助中央至邊緣溫度均勻性。在液體分配於旋轉基板上的若干製程中，與邊緣相比，膜厚度係朝向基板中央變大。然而，此處技術可協助等化徑向溫度均勻性。取決於分配噴嘴與分配臂的位置，投影於分配腔室中的影像可實質為局部影像（例如派餅形影像）。儘管如此，僅投影於基板一部分之上可為有效的，特別是使用旋轉基板時，因為所有的表面可照射或通過一投影影像。使用UV光投影影像可進一步有助於化學品反應性，以改善此等化學品的徑向反應性，作為可與例如直接提供大部分照射之UV燈結合之空間光增強技術。要注意到，對於UV光增強及投影，光學器件應加以選擇以允許UV傳輸，例如石英、鈣氟化物、或其他透明傳導介質。
應該明白的是，有許多各種不同的實施例，用於此處揭露的系統和方法。
一個實施例包含處理基板的一方法。此方法包含置放一基板於一基板固持器上。置放一基板的操作可包含在一半導體加工機台的一模組中接收該基板。此半導體加工機台可包含至少一模組，其分配光阻於基板上。此加工機台可包含基板搬運機構，用於在處理模組之間自動化移動基板。光接著經由基於柵格的光投影系統投影至基板表面，該基於柵格的光投影系統係建構成依位置改變所投影光的振幅。執行典型的光微影曝光，係使用一遮罩或光罩，其遮蔽一部分的光，使得一光圖案到達基板表面。與此相比，基於柵格的光投影系統將光投影成一陣列或矩陣的點，其中各投影點可加以切換開啟或關閉，以及/或在頻率或振幅上變化。所投影的光接著在基板表面上依基板上的位置在振幅上變化，該變化係基於一基板記號。投影光至基板表面上的操作可包含藉由一數位光處理（DLP）元件將一影像投影至基板上。一特定投影影像可基於對應該基板的預定能量記號。此能量記號可包含熱記號、光反射記號、表面能量、x光、微波等。所產生影像可基於對應該基板的預定關鍵尺寸（CD）記號、或對應該基板的預定微影曝光記號，其可為光柵延遲或閃焰的結果。此等記號可補償光柵掃描/曝光延遲和極紫外線（EUV）閃焰。
處理該基板的操作可包含使用位於基板頂面下方的加熱源加熱基板，例如使用一加熱板。因此，置放該基板的操作可包含接收該基板於一半導體加工機台的一烘烤模組的一加熱板上，其可用以烘烤塗佈於該基板上的光阻材料，且可包含習知的氣流及排放構件。基板表面的一空間熱記號，可接著使用例如紅外線相機之熱成像裝置加以辨識。一溫度校正影像接著基於熱記號加以計算。該溫度校正影像接著投影至基板表面上，使得該溫度校正影像減少整個基板表面的平均溫度差。因此，加熱均勻性顯著提升。空間熱記號可具有彼此變化上達約攝氏0.1度以上的空間溫度。投影影像至此表面上的操作於是造成表面溫度變化下降至差距小於約攝氏0.02度。在替代實施例中，處理基板可包含辨識基板表面上的基板特性的空間變化，且接著基於所辨識的空間變化計算一基於像素的影像。要注意到，一特定的基板記號可自已經由一特定機台、機台組、及/或製程順序加以處理之先前基板加以辨識。換言之，基板記號可針對處理中的基板即時計算，或針對一特定微加工製程自一重複記號圖案加以計算/觀察。此一重複圖案可能由於所使用特定機台及/或材料的假影（artifact）。基板特性可包含光學特性、電子特性、機械特性、結構高度、膜厚度、溫度等。
在一些實施例中，數位光處理元件係用以將具有獨立可定址像素之影像投影至基板表面上。數位光處理元件可用以變化各獨立可定址像素的亮度。亮度可藉由DLP晶片及/或光源加以變化。一些方法可包含使用位於基板頂面下方的散熱器冷卻基板。
另一實施例包含處理基板的方法。一基板係置放於一處理腔室之內的基板固持器之上。一基於像素的影像係藉由一數位控制微鏡投影元件加以投影至基板表面上，該基於像素的影像係基於一基板記號加以產生。該基板可包含具有光反應劑的一層，使得所投影之基於像素的影像造成光反應劑基於在基板上特定點位置處之所投影光的振幅及/或波長而對該基於像素的影像起化學反應。換言之，所投影光的圖案可協助造成光反應劑產生酸、鹼、或其他溶解度轉移材料。該基板記號可對應基板表面上溫度的預定熱記號。投影基於像素的影像，可包含就各投影的像素變化亮度、持續時間、波長。
在另一實施例中，處理基板的方法包含將一基板置放於半導體加工機台的基板固持器上。使用位於基板固持器之內的加熱機構加熱在基板固持器之上的基板，且藉由使用一數位控制微鏡投影元件將一基於像素的影像投影至基板之上而空間調整基板的表面溫度。基於像素的影像就個別可定址像素變化光振幅，且所投影的基於像素的影像係基於基板的熱記號。
另一實施例包含用於處理基板的一系統或設備。此系統包含一腔室，該腔室係尺寸設計成且用以接收一基板進行處理。一基板固持器係配置於腔室之內且用以固持基板。該系統包含一影像投影系統，用以在基板係在腔室之中時將一影像投影到基板上表面（亦即是受處理表面）之上。該影像投影系統使用一微鏡投影元件以投影影像。一微鏡元件可包含具有對應在待投影影像中之像素的微透鏡（microscopic mirror）陣列之元件。該系統包含一控制器，用以控制影像投影系統且使影像投影系統投影基於像素的影像至基板上表面上。影像投影系統包含一光源，且可使用基於像素的投影系統。各個投影的像素可藉由選自由光波長、亮度、光頻率、及光振幅組成之群組的參數加以變化。影像投影系統可用以基於預定的基板記號投影影像，該記號可為不同基板特性（熱、曝光劑量、關鍵尺寸變化）之基於像素的表徵。
此處理系統亦可包含一熱成像系統，針對基板上表面（受處理表面）加以配置，且用以擷取基板的基於像素的熱記號。該影像投影系統可使用一數位光處理（DLP）元件或柵光閥（GLV）元件以將影像投影至基板的上表面上。此系統可包含一分配系統，用以在一相同的處理腔室中分配液體組成物於基板表面上。該腔室可位於一半導體加工機台之內，該機台包含分配液體於一旋轉基板上的至少一模組，且包含具有用於加熱基板之加熱機構的至少一模組。此等機台有時被稱作塗佈器/顯影器。在另一實施例中，該腔室係位於一半導體加工機台之內，該機台包含：用以分配光阻於基板上的至少一模組；用以分配顯影化學品於基板上的至少一模組；及用以烘烤基板的至少一模組。其他系統可實現為掃描器/步進器機台，其包含微鏡投影系統或基於像素的投影系統。此一實施例可設有一處理腔室，其為與微影曝光堆疊獨立的模組，或加以設置以在微影曝光期間投影一影像於基板表面。
另一實施例包含用於處理基板的處理系統。此處理系統包含：一腔室，該腔室係設計尺寸且加以建構以接收一基板進行處理；及一加熱板，位於該腔室之內。該加熱板包含一上表面，用以支撐基板且傳熱至基板。一氣體注入系統係用於將加熱板及/或基板的上表面暴露於惰性氣體流。一加熱器係用於加熱該加熱板。一影像投影系統係用以投影一影像至基板的上表面上，該影像投影系統包含一微鏡投影元件。該系統亦可包含一控制器，用於監控加熱板溫度，控制氣體注入系統，控制加熱器，及控制影像投影系統。該影像投影系統可使用一基於像素的投影系統，且可包含一光源。各個投影的像素可在亮度、光頻率、及光振幅其中至少一者上加以變化。一特定的影像可投影成光點的柵格。各投影像素的亮度可基於基板的空間熱記號。在一些實施例中，影像投影系統使用一數位光處理（DLP）元件或柵光閥（GLV）元件以將影像投影至基板的上表面上。選用性地，一熱成像系統可針對基板上表面加以配置，且用以辨識基於柵格的基板溫度。加熱板可包含多個加熱區，用於基板的背面加熱。此影像投影系統可包含一濾光系統，用以排除特定的光波長投影至基板上表面。
在另一實施例中，處理系統包含：一腔室，該腔室係設計尺寸且加以建構以接收一基板進行處理；及一冷卻板，包含一上表面，用以支撐基板且將熱自基板移除。一散熱器係用於冷卻該冷卻板，且一影像投影系統係用以投影一影像至基板上表面上。影像投影系統包含一微鏡投影元件。一控制器係用於監控冷卻板的溫度，控制散熱器，且控制影像投影系統。
另一實施例包含接收一基板，該基板具有用於嵌段共聚物定向自組裝的膜。一影像係使用數位光投影加以投影至基板膜上，使得該影像根據一空間投影影像修改該膜。一嵌段共聚物膜係加以塗佈，且自組裝係加以激活或啟動，使得共聚物基於空間投影（基於像素的）影像組裝成一圖案。
在先前說明中，已描述特定的細節，例如此處所使用處理系統的特定幾何結構及各種構件及製程的說明。然而，應理解的是，此處技術可在偏離這些特定細節的其他實施例中實施，且此等細節係以說明為目的而非以限定為目的。此處揭露的實施例已參照隨附圖式加以描述。類似地，為了說明，已描述特定數量、材料、及構造，以提供完整理解。儘管如此，實施例可在沒有此等特定細節的情況下實施。具有實質相同功能結構的構件係以類似參考符號表示，且因此任何多餘的說明可加以省略。
各種技術已描述成多個獨立的操作，以協助理解各種實施例。說明的順序不應視為暗示這些操作必然順序相依。實際上，這些操作不需要以介紹順序加以執行。所述操作可以不同於所描述實施例的順序加以執行。各種額外操作可加以執行，且/或所述操作可在其他實施例中加以省略。
此處所使用「基板」或「目標基板」係一般性關於根據本發明所處理的物體。此基板可包含一元件的任何材料部分或結構，特別是半導體或其他電子元件，且舉例來說可為基底基板結構，例如半導體晶圓、光罩、或在一基底基板結構之上或上方的一層，例如一薄膜。因此，基板不限定於任何特定基底結構、下層或上層、圖案化的或非圖案化的，而是設想為包含任何此種層或基底結構、以及層和/或基底結構的任何組合。此說明可能提及特定類型基板，但僅為說明目的。
熟習此技藝者亦理解，對上述說明技術的操作可進行許多變化，且仍達成相同的發明目的。此等變化應涵蓋於此揭露內容的範圍內。因此，前述發明實施例說明應為非限制性的。相反地，任何本發明實施例的限制係在以下申請專利範圍中加以呈現。
101‧‧‧部件
102‧‧‧光源
103‧‧‧光投影元件
104‧‧‧透鏡系統
105‧‧‧基板
106‧‧‧投影線
107‧‧‧基板對準系統
108‧‧‧處理腔室
109‧‧‧影像
110‧‧‧下層
115‧‧‧膜
130‧‧‧基板固持器
135‧‧‧開口
143‧‧‧熱成像相機
參照以下詳細說明以及隨附圖式，本發明的各種實施例及許多其隨之而來的優點將更容易明白。此等圖式未必依比例繪製，其重點在於說明特徵、原理、及概念。
圖1係用於調整基板的例示影像投影系統的示意立體圖。
圖2係用於調整基板的例示影像投影系統的示意側視圖。
圖3呈現一個空間上變化之特性的例示基板記號。
圖4係用於調整基板的例示影像投影系統的示意側視圖。
圖5係橫跨一基板剖面的例示簡化熱記號的圖形。
圖6係表現補償特定熱記號之投影影像的圖形。
圖7係橫跨一基板剖面的例示簡化熱記號的圖形。
圖8係說明可用於調整基板的灰階及頻率輸出的圖形。
101‧‧‧部件
102‧‧‧光源
103‧‧‧光投影元件
104‧‧‧透鏡系統
105‧‧‧基板
106‧‧‧投影線
107‧‧‧基板對準系統
108‧‧‧處理腔室
109‧‧‧影像

Claims (40)

  1. 一種基板處理方法，該方法包含：置放一基板於一基板固持器上；經由一基於柵格的光投影系統，投影光於該基板的一表面上，該基於柵格的光投影系統係用以依位置改變所投影光的振幅；及基於一基板記號，依位置改變投影於該基板的該表面上之光的振幅。
  2. 如申請專利範圍第1項的基板處理方法，其中投影光於該基板的該表面上的步驟，包含經由一數位光處理元件，投影一影像於該基板之上。
  3. 如申請專利範圍第2項的基板處理方法，其中該影像係基於對應該基板的一預定能量記號加以產生。
  4. 如申請專利範圍第2項的基板處理方法，其中該影像係基於對應該基板的一預定關鍵尺寸(CD)記號加以產生。
  5. 如申請專利範圍第2項的基板處理方法，其中該影像係基於對應該基板的一預定微影曝光記號加以產生。
  6. 如申請專利範圍第1項的基板處理方法，更包含使用位於該基板一頂面下方的一加熱源加熱該基板。
  7. 如申請專利範圍第6項的基板處理方法，更包含：使用一熱成像元件，辨識該基板的該表面的一空間熱記號；基於該熱記號，計算一溫度校正影像；及投影該溫度校正影像至該基板的該表面上，使得該溫度校正影像減少整個該基板的該表面上的平均溫度差。
  8. 如申請專利範圍第7項的基板處理方法，其中該空間熱記號具有彼此變化上達約攝氏0.1度的空間溫度，且其中投影該影像至該表面上的步驟造成表面溫度變化下降至差距小於約攝氏0.02度。
  9. 如申請專利範圍第1項的基板處理方法，更包含：辨識該基板的該表面上的基板特性的空間變化；基於所辨識的空間變化，計算一基於像素的影像。
  10. 如申請專利範圍第1項的基板處理方法，其中該數位光處理元件係用以將具有獨立可定址像素的一影像投影至該基板的該表面上。
  11. 如申請專利範圍第10項的基板處理方法，其中該數位光處理元件係用以改變各獨立可定址像素的亮度。
  12. 如申請專利範圍第1項的基板處理方法，更包含使用位於該基板一頂面下方的一散熱器冷卻基板。
  13. 如申請專利範圍第1項的基板處理方法，其中置放該基板的步驟包含在一半導體加工機台的一烘烤模組的一加熱板上接收該基板。
  14. 如申請專利範圍第13項的基板處理方法，其中該烘烤模組係用以烘烤塗佈在該基板上的光阻材料。
  15. 如申請專利範圍第1項的基板處理方法，其中置放該基板的步驟包含在一半導體加工機台的一模組之中接收該基板，該半導體加工機台亦包含在基板上分配光阻的至少一模組。
  16. 一種基板處理方法，該方法包含：置放一基板於一處理腔室之內的一基板固持器之上； 經由一數位控制微鏡投影元件，投影一基於像素的影像於該基板的一表面上；及基於一基板記號，產生該基於像素的影像。
  17. 如申請專利範圍第16項的基板處理方法，其中該基板包含具有光反應劑的一層，其中所投影的基於像素的影像造成該光反應劑基於在該基板上特定點位置處的所投影光的振幅對該基於像素的影像起化學反應。
  18. 如申請專利範圍第16項的基板處理方法，其中該基板記號對應該基板表面上的溫度的預定熱記號。
  19. 如申請專利範圍第16項的基板處理方法，其中投影該基於像素的影像的步驟包含依據各投影像素改變亮度、持續時間、及波長。
  20. 一種基板處理方法，該方法包含：置放一基板於一半導體加工機台的一基板固持器之上；使用位於該基板固持器之內的一加熱機構，加熱在該基板固持器之上的該基板；及藉由使用一數位控制微鏡投影元件投影一基於像素的影像於該基板之上，空間調整該基板的表面溫度，其中該基於像素的影像係依據個別可定址像素改變光振幅，所投影的該基於像素的影像係基於該基板的一熱記號。
  21. 一種處理系統，用於處理基板，該處理系統包含：一腔室，其設計尺寸且建構成用以接收一基板進行處理；一基板固持器，配置於該腔室之內且用以固持該基板；一影像投影系統，用以當該基板在該腔室時投影一影像於該基板的上表面上，該影像投影系統使用一微鏡投影元件以投影該影像；及 一控制器，用以控制該影像投影系統，且使該影像投影系統投影一基於像素的影像於該基板的該上表面上。
  22. 如申請專利範圍第21項的處理系統，其中該影像投影系統包含一光源。
  23. 如申請專利範圍第21項的處理系統，其中該影像投影系統使用一基於像素的投影系統。
  24. 如申請專利範圍第23項的處理系統，其中各個所投影的像素可藉由選自亮度、光頻率、及光振幅所組成之群組的參數而加以變化。
  25. 如申請專利範圍第23項的處理系統，其中該影像投影系統係建構成基於一預定的基板記號而投影一影像。
  26. 如申請專利範圍第25項的處理系統，更包含：一熱成像系統，針對該基板的上表面加以配置，而用以擷取該基板的一基於像素的熱記號。
  27. 如申請專利範圍第21項的處理系統，其中該影像投影系統使用一數位光處理(DLP)元件或柵光閥(GLV,grating light valve)元件以將影像投影至該基板的上表面上。
  28. 如申請專利範圍第21項的處理系統，更包含一分配系統，用以在該基板的表面上分配液體組成物。
  29. 如申請專利範圍第21項的處理系統，其中該腔室係位於一半導體加工機台之內，該半導體加工機台包含在一旋轉基板上分配液體的至少一個模組，且包含具有用於加熱基板之加熱機構的至少一個模組。
  30. 如申請專利範圍第21項的處理系統，其中該腔室係位於一半導體加工機台之內，該半導體加工機台包含：在基板上分配光阻的至少一個模組；在基板上分配顯影化學品的至少一個模組；及用以烘烤基板的至少一個模組。
  31. 一種處理系統，用於處理基板，該處理系統包含：一腔室，其設計尺寸且建構成用以接收一基板進行處理；一加熱板，位於該腔室之內，該加熱板包含一上表面，用以支撐一基板且傳熱至該基板；一氣體注入系統，用以將該加熱板的上表面暴露於一惰性氣體流；一加熱器，用於加熱該加熱板；一影像投影系統，用以投影一影像於該基板的上表面上，該影像投影系統包含一微鏡投影元件；及一控制器，用於監控該加熱板的溫度、控制該氣體注入系統、控制該加熱器、及控制該影像投影系統，該控制器係用以使該影像投影系統投影一基於像素的影像於該基板的該上表面上。
  32. 如申請專利範圍第31項的處理系統，其中該影像投影系統使用一基於像素的投影系統，且其中該影像投影系統包含一光源。
  33. 如申請專利範圍第32項的處理系統，其中各個投影的像素可變化亮度、光頻率、及光振幅其中至少一者。
  34. 如申請專利範圍第32項的處理系統，其中該影像投影系統將影像投影成光點的柵格。
  35. 如申請專利範圍第32項的處理系統，其中各投影之像素的亮度係基於該基板的一空間熱記號。
  36. 如申請專利範圍第31項的處理系統，其中該影像投影系統使用一數位光處理(DLP)元件或柵光閥(GLV)元件以將影像投影至該基板的上表面上。
  37. 如申請專利範圍第31項的處理系統，更包含：一熱成像系統，針對該基板的上表面加以配置，而用以辨識基於柵格的基板溫度。
  38. 如申請專利範圍第31項的處理系統，其中該加熱板包含多個加熱區，用於基板的背側加熱。
  39. 如申請專利範圍第31項的處理系統，其中該影像投影系統包含一濾光系統，用以排除特定的光波長投影至該基板的上表面上。
  40. 一種處理系統，用於處理基板，該處理系統包含：一腔室，其設計尺寸且建構成用以接收一基板進行處理；一冷卻板，包含一上表面，用以支撐一基板且將熱自基板移除；一散熱器，用於冷卻該冷卻板；一影像投影系統，用以投影一影像至該基板的上表面，該影像投影系統包含一微鏡投影元件；及一控制器，用於監控該冷卻板的溫度，控制該散熱器，且控制該影像投影系統，該控制器係用以使該影像投影系統投影一基於像素的影像於該基板的該上表面上。
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