一種熱板抽氣裝置及其溫控方法
【專利摘要】一種熱板抽氣裝置，包括：具有工藝腔室的箱本體，所述箱本體內(nèi)容置熱板抽氣裝置的各功能部件；熱板，通過承載體固定設(shè)置在所述工藝腔室內(nèi)，并在所述熱板上設(shè)置待工藝處理之晶圓；抽氣單元，與用于檢測工藝腔室內(nèi)之溫度的溫控單元電連接，并根據(jù)所述溫控單元之檢測溫度調(diào)控所述抽氣單元之輸出功率。通過本發(fā)明熱板抽氣裝置及其溫控方法，可以實(shí)時(shí)檢測工藝腔室內(nèi)溫度，并調(diào)控所述抽氣單元的輸出功率，以維持工藝腔室處于穩(wěn)定的工藝環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光刻膠厚度的均一性，關(guān)鍵尺寸(CD)穩(wěn)定性、均勻性，以及形狀(Profile)的穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種熱板抽氣裝置及其溫控方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱板抽氣裝置及其溫控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在芯片制造業(yè)的光刻工藝中，光刻Jj父品質(zhì)的提升對于工藝窗口的提尚起著重要的作用。光刻膠的烘烤工藝是光刻膠工藝窗口優(yōu)化的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別地，曝光后烘烤(PEB)對于化學(xué)放大型光阻起著最重要的作用，且現(xiàn)有的曝光機(jī)型均配置化學(xué)放大型光阻(Chemically Amplified Photoresist ,CAR)，涂布后烘烤(PAB)的控制也會影響于光阻厚度均勻性及其圖形形狀。然而，現(xiàn)有技術(shù)的熱板溫度控制僅限于晶圓背面的溫度管控，現(xiàn)有曝光機(jī)臺所設(shè)置的熱板抽氣系統(tǒng)僅用于去除工藝腔體內(nèi)副反應(yīng)物，對工藝腔體內(nèi)的溫度和壓力未進(jìn)行管控。
[0003]另一方面，對于相鄰批次的晶圓生產(chǎn)工藝中，其前、后所設(shè)定的熱板溫度不同，勢必導(dǎo)致工藝腔體內(nèi)的溫度波動過大。通常地，曝光后烘烤(PEB)之熱板溫度控制精度在業(yè)界可達(dá)到0.1?0.3°C，但是工藝腔體內(nèi)的溫度波動卻達(dá)到，甚至超過10°C。顯然地，工藝腔體內(nèi)之幅度過大的溫度波動未能得到有效的管控，實(shí)屬熱板工藝控制的一個(gè)重大缺失。
[0004]作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易知曉地，對于業(yè)界常用的兩類化學(xué)放大型光阻，例如低活化能光刻膠(LEAR)、高活化能光刻膠(HEAR)，在曝光后烘烤(PEB)均會有副反應(yīng)物產(chǎn)生，而實(shí)際生產(chǎn)中不同光刻膠的副反應(yīng)物不同，有的副反應(yīng)物會對產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸(CD)和圖形形狀形成重大影響。曝光后烘烤(PEB)之工藝腔體內(nèi)的溫度和抽氣壓力變化亦會對曝光后烘烤(PEB)之反應(yīng)速度和副反應(yīng)物抽走速度造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致副反應(yīng)物濃度變化的不穩(wěn)定性。
[0005]故針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種熱板抽氣裝置及其溫控方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有工藝腔體因相鄰批次的晶圓生產(chǎn)工藝中，其前、后所設(shè)定的熱板溫度不同，勢必導(dǎo)致工藝腔體內(nèi)的溫度波動過大，或者因工藝腔體內(nèi)之不同溫度和抽氣壓力，導(dǎo)致光刻膠之副反應(yīng)物的濃度變化不穩(wěn)定等缺陷提供一種熱板抽氣裝置。
[0007]本發(fā)明之第二目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有工藝腔體因相鄰批次的晶圓生產(chǎn)工藝中，其前、后所設(shè)定的熱板溫度不同，勢必導(dǎo)致工藝腔體內(nèi)的溫度波動過大，或者因工藝腔體內(nèi)之不同溫度和抽氣壓力，導(dǎo)致光刻膠之副反應(yīng)物的濃度變化不穩(wěn)定等缺陷提供一種熱板抽氣裝置之溫控方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明提供一種熱板抽氣裝置，所述熱板抽氣裝置，包括:具有工藝腔室的箱本體，所述箱本體內(nèi)容置熱板抽氣裝置的各功能部件;熱板，通過承載體固定設(shè)置在所述工藝腔室內(nèi)，并在所述熱板上設(shè)置待工藝處理之晶圓；抽氣單元，與用于檢測工藝腔室內(nèi)之溫度的溫控單元電連接，并根據(jù)所述溫控單元之檢測溫度調(diào)控所述抽氣單元之輸出功率。
[0009]可選地，所述熱板抽氣裝置進(jìn)一步包括:報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置用于在所述工藝腔室內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)溫度后進(jìn)行警示。
[0010]可選地，所述待工藝處理之晶圓進(jìn)一步包括設(shè)置在所述晶圓表面的功能膜層，以及設(shè)置在所述功能膜層之異于所述晶圓襯底一側(cè)的光刻膠層。
[0011]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之又一目的，本發(fā)明提供一種熱板抽氣裝置之溫控方法，所述溫控方法，包括:
[0012]執(zhí)行步驟S1:將待工藝處理之晶圓設(shè)置在工藝腔室內(nèi)之熱板上；
[0013]執(zhí)行步驟S2:通過設(shè)置在所述晶圓背面的熱板對所述晶圓進(jìn)行烘烤；
[0014]執(zhí)行步驟S3:設(shè)置在所述工藝腔室內(nèi)的溫控單元實(shí)時(shí)檢測所述工藝腔室內(nèi)的溫度，并將檢測信號作為輸入信號傳遞至所述抽氣單元，進(jìn)而調(diào)控所述抽氣單元之輸出功率；
[0015]執(zhí)行步驟S4:工藝腔室內(nèi)之工藝溫度和工藝氣壓穩(wěn)定，完成所述晶圓之工藝處理。
[0016]可選地，當(dāng)所述溫控單元檢測到所述工藝腔室內(nèi)溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元的運(yùn)行功率增大，以維持所述工藝腔室內(nèi)溫度的可接受范圍波動；當(dāng)所述溫控單元檢測到的所述工藝腔室內(nèi)溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元的運(yùn)行功率降低，以維持所述工藝腔室內(nèi)溫度的可接受范圍波動。
[0017]可選地，所述熱板抽氣裝置之工藝腔室內(nèi)的溫度可接受波動范圍為O?3°C。
[0018]可選地，所述熱板溫度變化的控制范圍為0.1?0.3 °C。
[0019]可選地，所述溫控方法應(yīng)用于涂布之后的烘烤(PAB)和曝光后烘烤(PEB)工藝的至少其中之一。
[0020]綜上所述，通過本發(fā)明熱板抽氣裝置及其溫控方法，可以實(shí)時(shí)檢測工藝腔室內(nèi)溫度，并調(diào)控所述抽氣單元的輸出功率，以維持工藝腔室處于穩(wěn)定的工藝環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光刻膠厚度的均一性，關(guān)鍵尺寸(CD)穩(wěn)定性、均勻性，以及形狀(Profile)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1所示為本發(fā)明熱板抽氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2所示為本發(fā)明熱板抽氣裝置之溫控方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0024]在芯片制造業(yè)的光刻工藝中，光刻Jj父品質(zhì)的提升對于工藝窗口的提尚起著重要的作用。光刻膠的烘烤工藝是光刻膠工藝窗口優(yōu)化的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別地，曝光后烘烤(PEB)對于化學(xué)放大型光阻起著最重要的作用，且現(xiàn)有的曝光機(jī)型均配置化學(xué)放大型光阻(Chemically Amplified Photoresist ,CAR)，涂布后烘烤(PAB)的控制也會影響于光阻厚度均勻性及其圖形形狀。然而，現(xiàn)有技術(shù)的熱板溫度控制僅限于晶圓背面的溫度管控，現(xiàn)有曝光機(jī)臺所設(shè)置的熱板抽氣系統(tǒng)僅用于去除工藝腔體內(nèi)副反應(yīng)物，對工藝腔體內(nèi)的溫度和壓力未進(jìn)行管控。
[0025]另一方面，對于相鄰批次的晶圓生產(chǎn)工藝中，其前、后所設(shè)定的熱板溫度不同，勢必導(dǎo)致工藝腔體內(nèi)的溫度波動過大。通常地，曝光后烘烤(PEB)之熱板溫度控制精度在業(yè)界可達(dá)到0.1?0.3°C，但是工藝腔體內(nèi)的溫度波動卻達(dá)到，甚至超過10°C。顯然地，工藝腔體內(nèi)之幅度過大的溫度波動未能得到有效的管控，實(shí)屬熱板工藝控制的一個(gè)重大缺失。
[0026]作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易知曉地，對于業(yè)界常用的兩類化學(xué)放大型光阻，例如低活化能光刻膠(LEAR)、高活化能光刻膠(HEAR)，在曝光后烘烤(PEB)均會有副反應(yīng)物產(chǎn)生，而實(shí)際生產(chǎn)中不同光刻膠的副反應(yīng)物不同，有的副反應(yīng)物會對產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸(CD)和圖形形狀形成重大影響。曝光后烘烤(PEB)之工藝腔體內(nèi)的溫度和抽氣壓力變化亦會對曝光后烘烤(PEB)之反應(yīng)速度和副反應(yīng)物抽走速度造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致副反應(yīng)物濃度變化的不穩(wěn)定性。
[0027]請參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明熱板抽氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述熱板抽氣裝置I，包括:具有工藝腔室11的箱本體12，所述箱本體12內(nèi)容置熱板抽氣裝置I的各功能部件;熱板13，所述熱板13通過承載體14固定設(shè)置在所述工藝腔室11內(nèi)，并在所述熱板13上設(shè)置待工藝處理之晶圓15;抽氣單元16，所述抽氣單元16與用于檢測工藝腔室11內(nèi)之溫度的溫控單元17電連接，并根據(jù)所述溫控單元17之檢測溫度調(diào)控所述抽氣單元16之輸出功率。
[0028]非限制性地，例如，當(dāng)所述溫控單元17檢測到所述工藝腔室11內(nèi)溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元16的輸出功率增大，以維持所述工藝腔室11內(nèi)溫度的可接受范圍波動；當(dāng)所述溫控單元17檢測到的所述工藝腔室11內(nèi)溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元16的輸出功率降低，以維持所述工藝腔室11內(nèi)溫度的可接受范圍波動?？蛇x地，所述熱板抽氣裝置I，進(jìn)一步包括:報(bào)警裝置(未圖示)，所述報(bào)警裝置用于在所述工藝腔室11內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)溫度后進(jìn)行警示。
[0029]為了更直觀的揭露本發(fā)明之技術(shù)方案，凸顯本發(fā)明之技術(shù)效果，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施對所述熱板抽氣裝置之結(jié)構(gòu)和溫控方法之工作原理進(jìn)行闡述。在【具體實(shí)施方式】中，所述熱板抽氣裝置之各功能部件的具體形狀、尺寸大小、位置設(shè)置等僅為列舉，不應(yīng)視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0030]請參閱圖2，并結(jié)合參閱圖1，圖2所示為本發(fā)明熱板抽氣裝置之溫控方法的流程圖。所述熱板抽氣裝置之溫控方法，包括:
[0031 ] 執(zhí)行步驟SI:將待工藝處理之晶圓14設(shè)置在工藝腔室11內(nèi)之熱板13上；
[0032]執(zhí)行步驟S2:通過設(shè)置在所述晶圓14背面的熱板13對所述晶圓14進(jìn)行烘烤；
[0033]執(zhí)行步驟S3:設(shè)置在所述工藝腔室11內(nèi)的溫控單元17實(shí)時(shí)檢測所述工藝腔室11內(nèi)的溫度，并將檢測信號作為輸入信號傳遞至所述抽氣單元16，進(jìn)而調(diào)控所述抽氣單元16之輸出功率；
[0034]非限制性地，當(dāng)所述溫控單元17檢測到所述工藝腔室11內(nèi)溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元16的輸出功率增大，以維持所述工藝腔室11內(nèi)溫度的可接受范圍波動；當(dāng)所述溫控單元17檢測到的所述工藝腔室11內(nèi)溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元16的輸出功率降低，以維持所述工藝腔室11內(nèi)溫度的可接受范圍波動。
[0035]執(zhí)行步驟S4:工藝腔室11內(nèi)之工藝溫度和工藝氣壓穩(wěn)定，完成所述晶圓14之工藝處理。
[0036]在【具體實(shí)施方式】中，優(yōu)選地，所述熱板13溫度變化的控制范圍為0.1?0.3°C。所述熱板抽氣裝置I之工藝腔室11內(nèi)的溫度可接受波動范圍為O?:TC。所述待工藝處理之晶圓14進(jìn)一步包括設(shè)置在所述晶圓表面的功能膜層(未圖示)，以及設(shè)置在所述功能膜層之異于所述晶圓襯底一側(cè)的光刻膠層(未圖示)。
[0037]作為【具體實(shí)施方式】，非限制性的列舉，例如涂布之后的烘烤(PAB)，通過本發(fā)明熱板抽氣裝置及其溫控方法，可以穩(wěn)定去除光刻膠中的多余溶劑，以提高熱板13烘烤對于光刻膠厚度的均勻度;例如曝光后烘烤(PEB)，通過本發(fā)明熱板抽氣裝置及其溫控方法，可以維持工藝腔室11處于穩(wěn)定的工藝環(huán)境，促進(jìn)曝光后烘烤內(nèi)光酸反應(yīng)速度恒定，以提高關(guān)鍵尺寸(CD)的穩(wěn)定性、均勻性和形狀(Profile)的穩(wěn)定性。顯然地，所述熱板抽氣裝置及其溫控方法非局限于此，可適于本領(lǐng)域技術(shù)人員所能掌握、了解的其他工藝。
[0038]綜上所述，通過本發(fā)明熱板抽氣裝置及其溫控方法，可以實(shí)時(shí)檢測工藝腔室內(nèi)溫度，并調(diào)控所述抽氣單元的輸出功率，以維持工藝腔室處于穩(wěn)定的工藝環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光刻膠厚度的均一性，關(guān)鍵尺寸(CD)穩(wěn)定性、均勻性，以及形狀(Profile)的穩(wěn)定性。
[0039]本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熱板抽氣裝置，其特征在于，所述熱板抽氣裝置，包括: 具有工藝腔室的箱本體，所述箱本體內(nèi)容置熱板抽氣裝置的各功能部件； 熱板，通過承載體固定設(shè)置在所述工藝腔室內(nèi)，并在所述熱板上設(shè)置待工藝處理之晶圓； 抽氣單元，與用于檢測工藝腔室內(nèi)之溫度的溫控單元電連接，并根據(jù)所述溫控單元之檢測溫度調(diào)控所述抽氣單元之輸出功率。2.如權(quán)利要求1所述的熱板抽氣裝置，其特征在于，所述熱板抽氣裝置進(jìn)一步包括:報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置用于在所述工藝腔室內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)溫度后進(jìn)行警示。3.如權(quán)利要求1所述的熱板抽氣裝置，其特征在于，所述待工藝處理之晶圓進(jìn)一步包括設(shè)置在所述晶圓表面的功能膜層，以及設(shè)置在所述功能膜層之異于所述晶圓襯底一側(cè)的光刻膠層。4.一種如權(quán)利要求1所述的熱板抽氣裝置之溫控方法，其特征在于，所述溫控方法，包括: 執(zhí)行步驟S1:將待工藝處理之晶圓設(shè)置在工藝腔室內(nèi)之熱板上； 執(zhí)行步驟S2:通過設(shè)置在所述晶圓背面的熱板對所述晶圓進(jìn)行烘烤； 執(zhí)行步驟S3:設(shè)置在所述工藝腔室內(nèi)的溫控單元實(shí)時(shí)檢測所述工藝腔室內(nèi)的溫度，并將檢測信號作為輸入信號傳遞至所述抽氣單元，進(jìn)而調(diào)控所述抽氣單元之輸出功率； 執(zhí)行步驟S4:工藝腔室內(nèi)之工藝溫度和工藝氣壓穩(wěn)定，完成所述晶圓之工藝處理。5.如權(quán)利要求4所述的熱板抽氣裝置之溫控方法，其特征在于，當(dāng)所述溫控單元檢測到所述工藝腔室內(nèi)溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元的運(yùn)行功率增大，以維持所述工藝腔室內(nèi)溫度的可接受范圍波動；當(dāng)所述溫控單元檢測到的所述工藝腔室內(nèi)溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則所述抽氣單元的運(yùn)行功率降低，以維持所述工藝腔室內(nèi)溫度的可接受范圍波動。6.如權(quán)利要求5所述的熱板抽氣裝置之溫控方法，其特征在于，所述熱板抽氣裝置之工藝腔室內(nèi)的溫度可接受波動范圍為O?3°C。7.如權(quán)利要求4所述的熱板抽氣裝置之溫控方法，其特征在于，所述熱板溫度變化的控制范圍為0.1?0.3°C。8.如權(quán)利要求4所述的熱板抽氣裝置之溫控方法，其特征在于，所述溫控方法應(yīng)用于涂布之后的烘烤(PAB)和曝光后烘烤(PEB)工藝的至少其中之一。
【文檔編號】G03F7/40GK105892243SQ201610212831
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】王曉龍, 陳力鈞, 李德建, 朱駿
【申請人】上海華力微電子有限公司