專利名稱：光刻化學工藝的自適應性熱控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及光刻系統(tǒng)和裝置以及光刻曝光方法。
背景技術：
這里采用的術語“圖案化裝置”應當寬泛地解釋為指代可用于執(zhí)行如下處理的裝置該裝置可以賦予輸入輻射光束以圖案化的橫截面，該圖案化的橫截面對應于要在襯底的目標部分創(chuàng)建的圖案。術語“光閥”也可用于該上下文中。通常，圖案對應于在目標部分中創(chuàng)建的器件的特定功能層，器件例如是集成電路或其他器件(見下面內(nèi)容)。這種圖案化裝置的示例包括(a)掩模掩模的概念是光刻領域公知的，其包括諸如二元、交替相移和衰減相移之類的掩模類型以及各種混合掩模類型。將這種掩模放置在輻射光束中引起照射在掩模上的輻射根據(jù)掩模圖案而產(chǎn)生選擇性透射(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，支撐結構通常是掩模臺，掩模臺確保掩?？梢员粖A持在輸入輻射光束中的期望位置處，并且在需要時其可以相對于光束移動；(b)可編程鏡陣列這種設備的示例是具有粘彈性控制層和反射表面的矩陣可尋址表面。這種裝置依據(jù)的基本原理(例如)是反射表面的被尋址區(qū)域將入射光反射為衍射光，而未被尋址區(qū)域將入射光反射為無衍射光。利用適當?shù)臑V光片，所述無衍射光可以從反射光束被濾掉，而只留下衍射光；以這種方式，光束根據(jù)矩陣可尋址表面的尋址圖案而變成圖案化的。所要求的矩陣尋址可以利用合適的電子裝置來執(zhí)行。關于這種鏡陣列的更多信息例如可以參見美國專利US 5,296,891和US 5,523,193，這里通過引用并入其內(nèi)容。在可編程鏡陣列的情形中，所述支撐結構例如可以實現(xiàn)為框架或臺，其根據(jù)需要可以是固定或可移動的；以及
(c)可編程LCD陣列這種構造的示例在美國專利US 5,229,872中給出，這里通過引用并入其內(nèi)容。如上所述，這種情況下支撐結構例如可以實現(xiàn)為框架或臺，其根據(jù)需要可以是固定或可移動的。
出于簡化目的，本文的其他部分在某些位置處可能具體涉及包括掩模和掩模臺的示例；然而，這種情況下討論的通用原理應當更寬泛地理解為上述的圖案化裝置。另外，投影系統(tǒng)在下文中可被稱為“透鏡”；然而，該術語應當寬泛地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，例如包括折射光學器件、反射光學器件和反折射系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)也可以包括根據(jù)這些設計類型中的任何一種進行操作以用于引導、整形或控制輻射的投影光束的組件，這種組件在下文中也可以被集體地或單個地稱為“透鏡”。
光刻曝光裝置例如可以用在集成電路(IC)的制造中。這種情況下，圖案化裝置可以生成與IC的各個層相對應的電路圖案，該圖案可以成像到已涂覆有輻射敏感材料(光刻膠)層的襯底(硅晶片)的目標部分(例如，包括一個或多個芯片)上。通常，單個晶片包含相鄰目標部分的整個網(wǎng)絡，所述相鄰目標部分由投影系統(tǒng)一個一次地連續(xù)照射。
在當前采用掩模臺上的掩模進行圖案化的裝置中，可以有兩類不同機器的區(qū)別。在一類光刻曝光裝置中，通過將整個掩模圖案一次曝光到目標部分上來照射每個目標部分；這種裝置通常被稱為晶片步進機。在通常被稱為步進-掃描裝置的另一種替換裝置中，通過沿給定參考方向(“掃描”方向)在投影光束下逐步掃描掩模圖案，同時同步地與該方向平行或反平行地掃描襯底臺，來照射每個目標部分。因為通常投影系統(tǒng)有放大因子M(通常＜1)，所以襯底臺被掃描的速度V是因子M乘以掩模臺被掃描的速度。關于這里所述的光刻設備的更多信息例如可以參見美國專利US6,046,792，這里通過引用并入其內(nèi)容。
應當注意，光刻裝置也可以是具有兩個或更多個襯底臺(和/或兩個或更多個掩模臺)的類型。在這種“多平臺”設備中，額外的臺可以并行使用，或者可以在一個或多個臺上執(zhí)行預備步驟，而一個或多個其他的臺被用于曝光。雙平臺光刻裝置例如在美國專利No.5,969,441和WO 98/40791中有所描述，這里通過引用并入其內(nèi)容。
在采用光刻曝光裝置的制造工藝中，圖案(例如，在掩模或光罩中)被成像或曝光到襯底晶片上，其中襯底晶片的至少一部分覆蓋有輻射敏感材料(光刻膠)層。在該曝光步驟之前，襯底晶片可經(jīng)受各種處理，如涂底(priming)、光刻膠涂覆和軟烘烤。
在曝光后，襯底可進行附加處理，如曝光后烘(PEB)、冷卻、顯影、硬烘烤和成像特征的測量/檢查。這些曝光后處理用作圖案化器件(例如IC)各層的基礎。然后這種圖案化層可以進一步經(jīng)受如刻蝕、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等等的曝光后處理，所有這些處理都意在完成單個層。如果需要多層，則必須對每個新的層重復整個流程或其變體。
最終，器件陣列呈現(xiàn)在襯底(晶片)上，然后這些器件可以利用切片或者切割之類的技術彼此分離，而單個器件可以安裝載體上，連接到管腳等。關于這些工藝的進一步信息例如可以從Peter van Zant的書“Microchip FabricationA Practical Guide to Semiconductor Processing”，第三版，McGraw Hill出版公司，1997，ISBN 0-07-067250-4獲得，這里通過引用并入其內(nèi)容。
無需多言，以下一點是很重要的即，曝光在晶片襯底的目標區(qū)域上的圖案的特征和分布特性被盡可能準確地復制。為此，制造商通常指定被曝光圖案的臨界尺寸(CD)，以表征圖案的特征和分布特性并建立質(zhì)量和均勻性的基準水平。另一個重要的考慮因素是操作光刻制作工藝以重復性地、大量地生產(chǎn)高質(zhì)量襯底晶片。
然而，在光刻制作過程期間有大量的因素會影響臨界尺寸均勻性(CDU)并降低被曝光圖案的質(zhì)量。事實上，操作并處理襯底晶片的曝光前和曝光后處理可能導致CDU的變化。而且，許多這些曝光前和曝光后處理包括使用與襯底晶片反應的化學物質(zhì)以在晶片上實現(xiàn)期望的效果。盡管這些化學反應可能遵循可預測的Arhenius行為(即，反應速率正比于溫度)，但是在反應發(fā)生時溫度梯度是不可控制的。所有這些因素都可能導致各個目標區(qū)域上、晶片上或者晶片之間的變化和非均勻性，這會最終導致產(chǎn)率的下降。

發(fā)明內(nèi)容
與這里所體現(xiàn)并寬泛描述的本發(fā)明的原理一致的系統(tǒng)和裝置用于熱控制光刻化學工藝。熱控制系統(tǒng)包括包含多個熱傳感器元件的多區(qū)帶熱感應單元。這些熱元件被配置用于檢測襯底上多個預定義區(qū)帶的溫度。該系統(tǒng)還包括包含多個熱耦元件的多區(qū)帶熱調(diào)整單元，這些熱耦元件被配置用于調(diào)整預定義區(qū)帶的溫度。該系統(tǒng)還包括可操作地并且可通信地耦合到多區(qū)帶熱感應單元和多區(qū)帶熱調(diào)整單元的熱控制器單元。熱控制器單元接收來自多區(qū)帶熱感應單元的檢測溫度，處理所檢測的溫度信息，基于經(jīng)處理的溫度信息生成溫度控制信息，并將溫度控制信息傳輸?shù)蕉鄥^(qū)帶熱調(diào)整單元以調(diào)整預定義區(qū)帶的溫度。
與本發(fā)明的原理一致的所公開的方法用于熱控制光刻襯底的化學處理。該方法包括通過多個熱傳感器元件檢測襯底上多個預定義區(qū)帶的溫度，并經(jīng)由熱控制器單元比較預定義區(qū)帶的檢測溫度與預定義區(qū)帶的期望溫度。該方法還包括響應于確定比較結果超過預先規(guī)定的閾值，由熱控制器單元生成溫度控制信息以調(diào)整預定義區(qū)帶的檢測溫度，以及響應于由所述熱控制器單元生成的溫度控制信息，通過多個熱耦元件調(diào)整預定義區(qū)帶的檢測溫度。
盡管在該文本中參考根據(jù)本發(fā)明的裝置在IC制造中的應用進行了說明，但是應當明確理解，這種裝置有許多其他可能的應用。例如，其可以用于集成光學系統(tǒng)的制造、用于磁域存儲器的引導和檢測圖案的制造、液晶顯示器面板的制造、薄膜磁頭的制造等等。本領域技術人員將意識到，在這些替換應用的環(huán)境中，用在該文本中的術語“光罩”、“晶片”或“芯片”應當分別由更一般的術語“掩模”、“襯底”和“目標部分”來替代。
在本文件中，術語“輻射”和“光束”用來包含所有類型的電磁輻射以及粒子束，電磁輻射包括紫外輻射(例如，波長365、248、193、157或126nm)和EUV(極紫外輻射，例如波長范圍5-20nm)，粒子束例如是離子束或電子束。


僅僅作為示例，參考附圖描述了本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1是光刻曝光裝置和晶片流片(track)裝置的示意性圖示；圖2是光刻曝光裝置的示意性圖示；圖3A是示出了本發(fā)明的實施例的示意性功能框圖；圖3B是示出了本發(fā)明的實施例的高級別流程圖；以及圖4是示出了與顯影劑處理模塊有關的本發(fā)明的另一個實施例的示意性功能框圖。
在附圖中，相應的標號指示相應的部分。
具體實施例方式
如上所述，處理襯底晶片的工藝可能導致CDU的變化，這種變化對襯底上被曝光圖案的質(zhì)量和性能有不好的影響。這種非均勻性可能發(fā)生在目標區(qū)域上、晶片上或者晶片之間。而且，這種非均勻性取決于多種因素，包括襯底上的化學反應的速率。如下面更詳細描述的，本發(fā)明構思了一種具有自適應性熱控制特征的光刻系統(tǒng)，所述適應性熱控制特征可以調(diào)節(jié)各種化學工藝的溫度，從而控制并增大反應速率，并進而導致CDU的提高和高質(zhì)量的產(chǎn)品。該熱控制特征采用了多區(qū)帶熱傳感器單元和多區(qū)帶熱調(diào)整單元，兩者協(xié)同操作以自適應性地調(diào)節(jié)曝光前和/或曝光后處理期間預定義區(qū)帶內(nèi)的化學反應的溫度。
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的光刻系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括光刻曝光裝置102和晶片流片裝置104，裝置102被配置用于將圖案曝光到襯底晶片上，裝置104被配置用于在各種曝光前和曝光后處理模塊之間傳送襯底晶片。
圖2提供了光刻裝置102的更詳細的圖示。如圖2所示，光刻裝置102包括用于提供投影光束PB的輻射源LA和輻射系統(tǒng)IL、具有用于夾持掩模MA(例如光罩)的掩模夾持器的第一對象臺(例如，掩模臺)MT以及用于將掩模MA的被照射部分成像到襯底W的目標部分C(例如，包括一個或多個芯片)上的投影系統(tǒng)PL(例如透鏡)。如圖所示，光刻裝置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，裝置102可以采用另一種圖案化裝置，如上述類型的可編程鏡陣列。
光刻裝置102還包括具有用于夾持襯底W(例如，涂覆有光刻膠的硅晶片)的襯底夾持器的第二對象臺(例如，襯底臺)WT。
源LA產(chǎn)生輻射光束，輻射光束或者被直接饋送到照明系統(tǒng)(例如，照明器)IL中，或者在經(jīng)過整形裝置(例如擴束器Ex)后被饋送到照明系統(tǒng)IL中。照明器IL可以包括用于設置光束中光強分布的外部和/或內(nèi)部輻射程度(通常分別稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)的調(diào)整裝置AM。另外，其通常包括各種其他組件，如積分器IN和聚光器CO。這樣，照射在掩模MA上的光束PB具有期望的橫截面均勻性和強度分布。
注意在圖2中，源LA可以容納在光刻曝光裝置102殼體內(nèi)(例如在源LA是汞燈時經(jīng)常是這種情形)。然而，其也可以遠離裝置102，在源LA是受激準分子激光源時是這種情形。在這種場景中，遠程輻射光束被利用合適的導向鏡引導到裝置102中。本發(fā)明和權利要求包括這兩種場景。
光束PB隨后照射掩模MA，掩模MA被夾持在掩模臺MT上。在透過掩模MA后，光束PB經(jīng)過透鏡PL，透鏡PL將光束PB聚焦到襯底W的目標部分C上。在第二定位裝置(和干涉測量裝置IF)的幫助下，襯底臺WT可以精確移動(例如，以便將不同目標部分C定位在光束PB的路徑中)。類似地，第一定位裝置可用來相對于光束PB的路徑精確定位掩模MA(例如，在利用機械方式從掩模庫中取得掩模MA后，或者在掃描期間)。
通常，對象臺MT、WT的移動在長行程模塊(粗糙定位)和短行程模塊(精細定位)的幫助下實現(xiàn)，這兩個模塊未在圖1中示出。然而，在晶片步進機的情形中(與步進-掃描裝置相反)，掩模臺MT可以僅僅連接到短行程致動器，或者被固定。
光刻裝置102可用在兩種不同的模式中(a)步進模式掩模臺MT基本保持固定，整個掩模圖像被一次投影到目標部分C上(即，單次“閃光”)。然后，襯底臺WT沿x和/或y方向移動，以便可以用光束PB照射不同的目標部分C；以及(b)掃描模式基本上應用相同的場景，除了給定目標部分C不在單次“閃光”中被曝光以外。相反地，掩模臺MT可以以速度v沿給定方向(所謂的“掃描方向”，例如y方向)移動，從而使得投影光束PB掃描整個掩模圖像。同時，襯底臺WT同時以速度V＝Mv沿相同或相反方向移動，其中M是透鏡PL的放大倍率(一般來說，M＝1/4或1/5)。以這種方式，可以曝光相對較大的目標部分C，而無需降低分辨率。
返回到圖1，光刻系統(tǒng)100的晶片流片裝置104部分將光刻曝光裝置102與多個曝光前處理模塊互連，這些模塊被配置用于在曝光之前處理襯底晶片。這些前處理模塊例如可以包括晶片供應模塊106a、光刻膠涂覆模塊106b、涂底模塊106c和軟烘烤模塊106d。另外，晶片供應模塊106a可以包括用于加載和卸載包含待處理晶片的卡盤的加載臺12。
類似地，晶片流片裝置104將光刻曝光裝置102與多種曝光后處理模塊互連，這些模塊被配置用于在曝光之后處理和操作襯底晶片。這些曝光后處理模塊例如可以包括曝光后烘(PEB)模塊108a、硬烘烤模塊108b、冷卻板模塊108c、顯影劑模塊108d和測量模塊108e。
對于測量處理模塊108e，應當注意這種模塊可用來校準度量信息。例如，處理模塊108e可被配置用于測量和評估與CDU有關的多個晶片襯底屬性和人為結構，如整個襯底的CD、各個目標區(qū)域的CD和各種分布特性尺寸。為此，測量處理模塊108e可以包括掃描電子顯微鏡(SEM)、電線路測量(ELM)設備或適合于這種測量目的的類似設備。
晶片流片裝置104可以包括接口部分104a，接口部分104a被配置用于引導將晶片襯底W傳送到光刻曝光裝置102和從光刻曝光裝置102傳送出晶片襯底W的操作。晶片流片裝置104還可以包括第二接口部分104b，第二接口部分104b被配置用于引導晶片襯底W在各種處理模塊之間的傳送。這樣，晶片襯底W通過晶片流片裝置104被傳遞到各個處理模塊，被這些處理模塊處理，從這些處理模塊移出，并在這些模塊之間傳送。
圖3A的示意性功能框圖示出了根據(jù)本發(fā)明特定實施例構造和操作的自適應性熱控制(ATC)系統(tǒng)300。如上所述，許多曝光前和曝光后處理模塊通過將某些與襯底W反應的化學物質(zhì)施加到或者處理襯底W以實現(xiàn)期望效果，來處理晶片襯底。ATC系統(tǒng)300被配置用于控制化學處理工藝期間的反應溫度以控制反應速率，從而提高CDU并增大產(chǎn)率。
如圖3A所示，ATC系統(tǒng)300包括多區(qū)帶熱傳感器單元TSU，TSU可操作地并且可通信地耦合到熱控制器THCNT。熱傳感器單元TSU被配置用于檢測區(qū)帶溫度并將所檢測的溫度提供給熱控制器THCNT。熱控制器THCNT也可操作地并且可通信地耦合到多區(qū)帶熱調(diào)整單元TAU。這樣，熱控制器THCNT響應于熱傳感器單元TSU提供的所檢測的區(qū)帶溫度，生成調(diào)整熱調(diào)整單元TAU內(nèi)的特定區(qū)帶的溫度的溫度控制信息。
如圖3A所示，多區(qū)帶熱傳感器單元TSU可以包括多個熱傳感器元件TS1-TSn，每個傳感器元件被配置用于檢測被處理和加工的晶片襯底工件WP的特定區(qū)帶的溫度。在圖示實施例中，熱傳感器TS1-TSn被布置在懸在晶片襯底工件WP上方的平面中。熱傳感器元件TS1-TSn的平面和工件WP之間的距離應當被配置為可提供準確的溫度讀數(shù)。
而且，熱傳感器元件TS1-TSn被配置在其中以檢測溫度的區(qū)帶可以是對于工件WP上的多個目標部分或芯片、單個芯片或者單個芯片的一部分的。例如，如圖3A所示，熱傳感器TSa的區(qū)帶分辨能力覆蓋了整個芯片Ca，而熱傳感器TSb1的分辨能力覆蓋了芯片Cb的子集，即Cb1。
ATC 300的多區(qū)帶熱調(diào)整單元TAU可以包括多個熱耦元件TC1-TCn，每個熱耦元件被配置用于調(diào)整被處理和加工的晶片襯底工件WP的特定區(qū)帶的溫度。在圖示實施例中，熱耦TC1-TCn被布置在晶片襯底工件WP下方的平面中。熱耦元件TC1-TCn的平面和工件WP之間的距離應當被配置為可提供準確和及時的溫度調(diào)節(jié)。
與其熱感應部分相類似地，熱耦元件TC1-TCn被配置在其中以調(diào)整溫度的區(qū)帶可以是對于工件WP上的多個目標部分或芯片、單個芯片或者單個芯片的一部分的。例如，如圖3A所示，熱耦TCa的區(qū)帶分辨能力覆蓋了整個芯片Ca，而熱耦TCb1的分辨能力覆蓋了芯片的一部分Cb1。
如上簡要所述，ATC系統(tǒng)300的熱控制器THCNT被配置用于與熱傳感器單元TSU和熱調(diào)整單元TAU通信，以接收熱傳感器單元TSU檢測的區(qū)帶溫度，并生成調(diào)整熱調(diào)整單元TAU內(nèi)的特定區(qū)帶的溫度的溫度控制信息。熱控制器THCNT與熱傳感器單元TSU和熱調(diào)整單元TAU之間的通信可以以本領域公知的多種方式實現(xiàn)，例如紅外、無線和/或硬線通信鏈路。
而且，熱控制器THCNT可以包括微處理電路、專用集成電路(ASIC)或類似的邏輯電路，其能夠處理信息和指令、對信息請求作出響應、與鏈接設備通信并執(zhí)行命令。另外，熱控制器THCNT可以包括電子存儲器和/或存儲介質(zhì)，并且還可以接口到外部電子存儲器和存儲設備并與之通信。為此，熱控制器THCNT可以與數(shù)據(jù)倉庫(如期望區(qū)帶溫度的存檔列表或數(shù)據(jù)庫)通信，從數(shù)據(jù)倉庫訪問信息、或者向數(shù)據(jù)倉庫提供更新信息，以改進熱控制處理。
圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明特定實施例構造和操作的自適應性熱控制(ATC)工藝350。ATC工藝350被設計為控制包括化學處理和反應在內(nèi)的光刻工藝期間的反應溫度以控制反應速率，從而提高CDU并增大產(chǎn)率。如圖3B所示，ATC工藝350開始于流程任務P300，在P300中，晶片襯底工件WP被化學處理。
在化學處理工件WP后，ATC工藝350前進到流程任務P302，在P302中，多區(qū)帶熱傳感器單元TSU經(jīng)由熱傳感器元件TS1-TSn檢測經(jīng)化學處理的工件WP上的多個區(qū)帶的溫度。如上所述，區(qū)帶溫度信息的數(shù)組被提供給熱控制器THCNT。
在流程任務P304中，熱控制器THCNT將所提供的區(qū)帶溫度信息與期望區(qū)帶溫度信息相比較。期望區(qū)帶溫度可以是基于理論信息、預測模型、經(jīng)驗信息或其他類似信息的。如圖3B所示，期望區(qū)帶溫度信息可以存儲在數(shù)據(jù)庫、庫或存檔列表ARCH中。然后，熱控制器THCNT確定特定的一個或多個區(qū)帶的檢測溫度和該一個或多個區(qū)帶的期望溫度之間的差ΔT。
在流程任務P306中，熱控制器THCNT確定對于特定的一個或多個區(qū)帶，檢測溫度和期望溫度之間的差ΔT是否在預先規(guī)定的閾值內(nèi)。如果不在，則熱控制器THCNT生成控制信息以調(diào)整熱調(diào)整單元TAU上與工件WP上的特定一個或多個區(qū)帶相對應的熱耦元件TC1-TCn的溫度。這回過頭來又調(diào)整了在工件WP的區(qū)帶上發(fā)生的化學反應的溫度。溫度調(diào)整包括提高或降低熱耦元件TC1-TCn的溫度以使在工件WP上發(fā)生的反應的速率最優(yōu)化。
如果熱控制器THCNT確定對于所有區(qū)帶檢測溫度和期望溫度之間的差ΔT在預先規(guī)定的閾值內(nèi)，則ATC工藝350前進到流程任務P310，在P310中，測量單個芯片、芯片集和/或工件的屬性。如上所述，該任務可由測量處理模塊108e執(zhí)行，測量處理模塊108e被配置用于測量和評估與CDU有關的多個晶片襯底屬性和人為結構，如整個襯底的CD、各個目標區(qū)域的CD和各種分布特性尺寸。
在測量后，ATC工藝350前進到流程任務P312，在P312中，確定所測得的屬性是否足夠均勻，如果是，則ATC工藝350終止。如果不是，則ATC工藝350到達流程任務P314，在P314中，基于所測得的屬性修改并更新特定一個或多個區(qū)帶的期望區(qū)帶溫度，然后返回到流程任務P300以進行后續(xù)工件的處理。期望區(qū)帶溫度被修改以會聚到產(chǎn)生期望的CDU的最優(yōu)區(qū)帶溫度上來。
以這種方式，ATC工藝350自適應性地控制化學處理工藝期間反應的溫度和速率，從而提高CDU并增大產(chǎn)率。
例如，考慮根據(jù)本發(fā)明特定實施例構造和操作的如圖4所示的處理模塊實現(xiàn)方式。圖4示出了采用上述的本發(fā)明特征的顯影劑處理模塊408d。盡管這些特征是參照顯影劑處理討論的，但是應當意識到，這些特征或其變體也可等同地適用于其他與化學有關的光刻工藝。
通常，顯影劑處理模塊既包含顯影劑應用工藝又包含旋轉工藝，以溶解襯底W上的某些區(qū)域，在該區(qū)域處，光激活的光刻膠材料的化學成分已經(jīng)由于曝光而發(fā)生了改變。具體而言，顯影劑溶液被應用于晶片襯底W以移去已發(fā)生化學變化的光刻膠材料，并且在預定間隔后，旋轉襯底W以沖洗掉殘留物。然而，通過實現(xiàn)本發(fā)明的特征，可以優(yōu)化顯影劑處理以提高CDU并增大產(chǎn)率。
如圖4所示，顯影劑處理模塊408d包括掃描噴嘴或多個固定噴嘴410，其向晶片襯底工件WP上施加顯影劑溶液的均勻膜。模塊408d還包括多區(qū)帶熱傳感器單元TSU和多區(qū)帶熱調(diào)整單元TAU，這兩者都可操作地并且可通信地耦合到熱控制器THCNT。在顯影劑溶液已均勻地分布在工件WP上之后，熱傳感器單元TSU、熱調(diào)整單元TAU和熱控制器THCNT如上所述協(xié)同操作，以維持工件WP上各個區(qū)帶的期望溫度。即，基于熱傳感器單元TSU檢測到的區(qū)帶溫度，熱控制器THCNT生成調(diào)整熱調(diào)整單元TAU內(nèi)的特定區(qū)帶的溫度的溫度控制信息以確保在工件WP上產(chǎn)生期望的溫度。
通過控制工件WP上的溫度，顯影劑處理模塊408d可以不用進行旋轉工藝。沿這樣的路線，共有的沖洗和旋轉模塊420可被配置專用于沖洗顯影劑和其他化學溶液，同時被其他處理模塊共享以提高產(chǎn)率。這種模塊可采用掃描噴嘴或多個固定噴嘴424以分配水或其他清洗溶液，采用旋轉板422以旋轉并沖洗掉任何殘留物，并采用夾持設備426以保持工件WP耦合到旋轉板422。
下面的詳細描述參考附圖進行，附示了與本發(fā)明一致的示例性實施例。其他實施例也是可能的，并且可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對實施例進行修改。例如，下面所述的實施例可以以軟件、固件和硬件的不同實施例實現(xiàn)在圖中所示的實體中。這樣，本發(fā)明的操作和行為應當這樣理解在這里給出的細節(jié)的水平上可以對實施例進行修改和變化。從而，下面的詳細描述并不是用來限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍應當由權利要求限定。
權利要求
1.一種用于化學處理光刻襯底的熱控制系統(tǒng)，包括多區(qū)帶熱感應單元，其包含多個熱傳感器元件，所述熱傳感器元件檢測所述襯底上多個預定義區(qū)帶的溫度；多區(qū)帶熱調(diào)整單元，其包含多個熱耦元件，所述熱耦元件調(diào)整所述預定義區(qū)帶的溫度；以及可操作地并且可通信地耦合到所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元的熱控制器單元，所述熱控制器單元包含邏輯電路以接收來自所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元的信息，處理信息，并將信息提供到所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元，其中所述多區(qū)帶熱感應單元將所檢測的溫度信息傳輸?shù)剿鰺峥刂破鲉卧?，并且所述熱控制器單元處理所述檢測的溫度信息，基于所述經(jīng)處理的溫度信息生成溫度控制信息，并將所述溫度控制信息傳輸?shù)剿龆鄥^(qū)帶熱調(diào)整單元以調(diào)整所述預定義區(qū)帶的溫度。
2.如權利要求1所述的熱控制系統(tǒng)，還包括包含所述預定義區(qū)帶的期望溫度信息的電子存儲設備。
3.如權利要求2所述的熱控制系統(tǒng)，其中所述熱控制器單元通過比較所述檢測的溫度信息和存儲在所述電子存儲設備中的所述期望溫度信息，來處理所述檢測的溫度信息。
4.如權利要求3所述的熱控制系統(tǒng)，其中所述熱控制器單元通過確定所述檢測的溫度信息和所述期望溫度信息之間的所述比較結果是否超過預先規(guī)定的閾值，來生成所述溫度控制信息以調(diào)整所述預定義區(qū)帶的溫度。
5.如權利要求4所述的熱控制系統(tǒng)，還包括測量處理模塊，其被配置用于測量所述襯底的屬性并生成襯底屬性信息。
6.如權利要求5所述的熱控制系統(tǒng)，還包括基于所述襯底屬性信息來修改所述預定義區(qū)帶的所述期望溫度信息。
7.如權利要求1所述的熱控制系統(tǒng)，還包括包含所述預定義區(qū)帶的期望溫度信息的電子存儲設備，其中所述熱控制器單元通過比較所述檢測的溫度信息和存儲在所述電子存儲設備中的所述期望溫度信息，來處理所述檢測的溫度信息，并且通過確定所述檢測的溫度信息和所述期望溫度信息之間的所述比較結果是否超過預先規(guī)定的閾值，來生成所述溫度控制信息。
8.如權利要求7所述的熱控制系統(tǒng)，還包括測量處理模塊，其測量所述襯底的屬性并生成襯底屬性信息，其中所述預定義區(qū)帶的所述期望溫度信息基于所述襯底屬性信息被修改。
9.一種熱控制光刻襯底的化學處理的方法，包括通過多個熱傳感器元件檢測所述襯底上多個預定義區(qū)帶的溫度；經(jīng)由熱控制器單元比較所述預定義區(qū)帶的所述檢測的溫度與所述預定義區(qū)帶的期望溫度；以及響應于確定所述比較結果超過預先規(guī)定的閾值，由所述熱控制器單元生成溫度控制信息以調(diào)整所述預定義區(qū)帶的所述檢測的溫度；以及響應于由所述熱控制器單元生成的所述溫度控制信息，通過多個熱耦元件調(diào)整所述預定義區(qū)帶的所述檢測的溫度。
10.如權利要求9所述的熱控制方法，還包括電子地存儲所述預定義區(qū)帶的期望溫度信息。
11.如權利要求10所述的熱控制方法，還包括測量所述襯底的屬性，以及基于所述測量的屬性生成襯底屬性信息。
12.如權利要求11所述的熱控制方法，還包括基于所述襯底屬性信息修改所述預定義區(qū)帶的所述期望溫度信息。
13.如權利要求9所述的熱控制方法，還包括電子地存儲所述預定義區(qū)帶的期望溫度信息，測量所述襯底的屬性，以及基于所述測量的屬性生成襯底屬性信息。
14.如權利要求13所述的熱控制方法，還包括基于所述襯底屬性信息修改所述預定義區(qū)帶的所述期望溫度信息。
15.一種光刻系統(tǒng)，包括光刻裝置，包括，提供輻射投影光束的照明器，夾持圖案化設備的支架，所述圖案化設備被配置用于根據(jù)期望圖案圖案化所述投影光束，被配置用于夾持襯底的襯底臺，以及將圖案化后的光束曝光到所述襯底的目標部分的投影系統(tǒng)，和晶片流片裝置，包括測量處理模塊，其測量所述襯底的屬性并生成襯底屬性信息，被配置用于化學處理所述襯底的至少一個處理模塊，以及控制所述襯底的化學處理期間的溫度的熱控制系統(tǒng)，其中所述熱控制系統(tǒng)包括，多區(qū)帶熱感應單元，其包含多個熱傳感器元件，所述熱傳感器元件檢測所述襯底上多個預定義區(qū)帶的溫度；多區(qū)帶熱調(diào)整單元，其包含多個熱耦元件，所述熱耦元件調(diào)整所述預定義區(qū)帶的溫度；以及可操作地并且可通信地耦合到所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元的熱控制器單元，所述熱控制器單元包含邏輯電路以接收來自所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元的信息，處理信息，并將信息提供到所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元，其中所述多區(qū)帶熱感應單元將所檢測的溫度信息傳輸?shù)剿鰺峥刂破鲉卧?，并且所述熱控制器單元處理所述檢測的溫度信息，基于所述經(jīng)處理的溫度信息生成溫度控制信息，并將所述溫度控制信息傳輸?shù)剿龆鄥^(qū)帶熱調(diào)整單元以調(diào)整所述預定義區(qū)帶的溫度。
16.如權利要求15所述的光刻系統(tǒng)，還包括包含所述預定義區(qū)帶的期望溫度信息的電子存儲設備，其中所述熱控制器單元通過比較所述檢測的溫度信息和存儲在所述電子存儲設備中的所述期望溫度信息，來處理所述檢測的溫度信息，并且通過確定所述檢測的溫度信息和所述期望溫度信息之間的所述比較結果是否超過預先規(guī)定的閾值，來生成所述溫度控制信息。
17.如權利要求16所述的光刻系統(tǒng)，其中所述預定義區(qū)帶的所述期望溫度信息基于所述襯底屬性信息被修改。
18.如權利要求16所述的光刻系統(tǒng)，其中所述至少一個處理模塊被配置作為顯影劑模塊來顯影所述晶片，所述顯影劑模塊包括施加噴嘴以均勻地分配溶液。
19.如權利要求18所述的光刻系統(tǒng)，其中所述晶片流片裝置還包括專用于沖洗所述顯影后的襯底的沖洗模塊，所述沖洗模塊包括分配清洗溶液的清洗噴嘴、接收所述顯影后的襯底的旋轉板和將所述顯影后的襯底固定地附著到所述旋轉板的夾持設備。
20.一種晶片流片裝置，包括測量處理模塊，其測量襯底的屬性并生成襯底屬性信息，被配置用于化學處理所述襯底的至少一個處理模塊，以及控制所述襯底的化學處理期間的溫度的熱控制系統(tǒng)，其中所述熱控制系統(tǒng)包括，多區(qū)帶熱感應單元，其包含多個熱傳感器元件，所述熱傳感器元件檢測所述襯底上多個預定義區(qū)帶的溫度；多區(qū)帶熱調(diào)整單元，其包含多個熱耦元件，所述熱耦元件調(diào)整所述預定義區(qū)帶的溫度；以及可操作地并且可通信地耦合到所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元的熱控制器單元，所述熱控制器單元包含邏輯電路以接收來自所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元的信息，處理信息，并將信息提供到所述多區(qū)帶熱感應單元和所述多區(qū)帶熱調(diào)整單元，其中所述多區(qū)帶熱感應單元將所檢測的溫度信息傳輸?shù)剿鰺峥刂破鲉卧?，并且所述熱控制器單元處理所述檢測的溫度信息，基于所述經(jīng)處理的溫度信息生成溫度控制信息，并將所述溫度控制信息傳輸?shù)剿龆鄥^(qū)帶熱調(diào)整單元以調(diào)整所述預定義區(qū)帶的溫度。
21.如權利要求20所述的晶片流片裝置，還包括包含所述預定義區(qū)帶的期望溫度信息的電子存儲設備，其中所述熱控制器單元通過比較所述檢測的溫度信息和存儲在所述電子存儲設備中的所述期望溫度信息，來處理所述檢測的溫度信息，并且通過確定所述檢測的溫度信息和所述期望溫度信息之間的所述比較結果是否超過預先規(guī)定的閾值，來生成所述溫度控制信息。
22.如權利要求21所述的晶片流片裝置，其中所述預定義區(qū)帶的所述期望溫度信息基于所述襯底屬性信息被修改。
23.如權利要求21所述的晶片流片裝置，其中所述至少一個處理模塊被配置作為顯影劑模塊來顯影所述晶片，所述顯影劑模塊包括施加噴嘴以均勻地分配溶液。
24.如權利要求23所述的晶片流片裝置，其中所述晶片流片裝置還包括專用于沖洗所述顯影后的襯底的沖洗模塊，所述沖洗模塊包括分配清洗溶液的清洗噴嘴、接收所述顯影后的襯底的旋轉板和將所述顯影后的襯底固定地附著到所述旋轉板的夾持設備。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于熱控制光刻化學工藝的系統(tǒng)、裝置和方法。熱控制系統(tǒng)包括包含多個熱傳感器元件的多區(qū)帶熱感應單元。這些熱元件被配置用于檢測襯底上多個預定義區(qū)帶的溫度。該系統(tǒng)還包括包含多個熱耦元件的多區(qū)帶熱調(diào)整單元，這些熱耦元件被配置用于調(diào)整預定義區(qū)帶的溫度。該系統(tǒng)還包括可操作地并且可通信地耦合到多區(qū)帶熱感應單元和多區(qū)帶熱調(diào)整單元的熱控制器單元。熱控制器單元接收來自多區(qū)帶熱感應單元的檢測溫度，處理所檢測的溫度信息，基于經(jīng)處理的溫度信息生成溫度控制信息，并將溫度控制信息傳輸?shù)蕉鄥^(qū)帶熱調(diào)整單元以調(diào)整預定義區(qū)帶的溫度。
文檔編號G03F7/00GK1849561SQ200480026213
公開日2006年10月18日 申請日期2004年8月31日 優(yōu)先權日2003年9月12日
發(fā)明者卡珊德拉·M·歐文, 維姆·T·泰爾, 斯蒂芬·埃瓦得·辛克維茨 申請人:Asml 控股股份有限公司