[发明专利]在线优化涂胶显影机热板温度的方法

说明书

本发明公开了一种在线优化涂胶显影机热板温度的方法，将一控片送入曝光机，利用曝光机的气态探测功能(AGILE)读取到该控片表面高度；在该控片上涂布光刻胶，并使用涂胶显影机热板进行软烤，将该控片送入曝光机，利用曝光机的气态探测功能读取控片表面高度；两次高度差可以计算出光刻胶在控片上的实际厚度，通过光刻胶软烤温度‑厚度曲线，计算出该热板温度与目标温度差异并进行实时补偿，通过曝光机的气态探测功能实时校准涂胶显影机热板温度。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是一种在线校准涂胶显影机热板温度的方法。

背景技术

光刻是利用光化学反应原理把事先制备在掩模版上的图形通过曝光转移到衬底上的过程。形成图形的原理是衬底在涂胶显影机中涂布上光刻胶，在曝光机中曝光区域发生光化学反应，在后续显影时被去除(或留下)从而得到所需图形。由于光刻胶是液态涂布于衬底上，涂布完成后需要进入涂胶显影机的热板进行软烤，去除其中的有机溶剂，使其形成厚度均一的光刻胶固态膜。

在光刻曝光工艺中，如图1，曝光前软烤和显影前烘烤是光刻工艺中重要工序，极大的影响光刻胶在晶圆上的尺寸和光刻胶膜厚度。

此外，热板温度的稳定性和均一性会极大的影响衬底上光刻胶厚度的平均值和均一性。在曝光之后，衬底上发生光化学反应的光刻胶也需要进入涂胶显影机的热板进行显影前烘烤，使其发生光化学链式反应，达到所需的图形尺寸。热板温度的稳定性和均一性会极大的影响图形尺寸的平均值和均一性。因此，涂胶显影机热板温度的稳定性和均一性是光刻制程中的重要指标。

在传统工艺中，涂胶显影机热板温度只在保养期通过标准片进行校准，间隔时间长且耗时多。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种在生产过程中实时校准涂胶显影机热板温度的稳定性和均一性的方法。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种在线优化涂胶显影机热板温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，选取多个控片在涂胶显影机涂布相同的光刻胶，在热板上使用不同的温度进行软烤，通过膜厚量测机台量测每一片控片的光刻胶厚度平均值，从而得到光刻胶软烤温度厚度曲线；步骤二，将控片送入曝光机，利用曝光机的气态探测功能读取到该控片表面高度；步骤三，在控片上涂布光刻胶，并使用涂胶显影机热板进行软烤，然后将该控片送入曝光机，再次利用曝光机的气态探测功能读取控片表面高度；步骤四，通过两次高度差可以计算出光刻胶在控片上的实际平均厚度，通过步骤一中的光刻胶软烤温度厚度曲线，计算出该热板温度变化，与目标温度差异并进行实时补偿。

优选地，步骤二中，在读取到控片表面高度后，将该控片面积划分为若干个区域，测量出每个区域的平均高度值，并将每个区域的平均高度值除以若干个区域的数量得到第一平均厚度值。

优选地，步骤三中，在使用涂胶显影机热板进行软烤后，将该控片送入曝光机，再次利用曝光机的气态探测功能读取控片表面高度，之后将该控片面积划分为若干个区域，测量出每个区域的平均高度值，并将每个区域的平均高度值除以若干个区域的数量得到第二平均厚度值。

优选地，步骤四中，计算出光刻胶实际平均厚度后，用目标光刻胶的厚度减去光刻胶实际平均厚度得到由于热板温度变化导致的光刻胶厚度差，通过步骤一中的光刻胶软烤温度厚度曲线，计算出热板的平均温度变化量，将温度变化量校正到涂胶显影机热板中，调整热板平均温度。

优选地，计算出热板的平均温度变化量后，将该控片面积划分为若干个区域，通过步骤一中的光刻胶软烤温度厚度曲线，计算出热板的区域温度变化量，将区域温度变化量通过热板相应区域温控感应器进行校正，调整热板区域温度。

优选地，所述控片为硅晶圆。

优选地，所述控片的数量至少为10个。

优选地，所述控片软烤温度步长为0.5℃至2℃。