使用光学投影的基板调整系统和方法技术方案

本文中的技术包括提供将光空间控制地或基于像素地投影到基板上以调整各种基板属性的系统和方法。投影到基板表面的给定的基于像素的图像可以基于基板信号。基板信号可以在空间上表示跨基板的表面的非均匀性。这种非均匀性可以包括能量、热、临界尺寸、光刻曝光剂量等。这样的基于像素的光投影可以用于调整基板的各种属性，包括调整临界尺寸、加热均匀性、蒸发冷却以及产生感光剂。将这样的基于像素的光投影与光刻图案化工艺和/或加热过程相结合提高了处理的均匀性并且减少了缺陷。实施方式可以包括使用数字光处理(DLP)芯片、光栅光阀(GLV)或其他的基于网格的微投影技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用光学投影的基板调整系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2013年11月27日提交的题为“OpticalProjectionTunedHotPlate”的美国临时专利申请第61/909,714号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。本申请还要求2014年1月27日提交的题为“SystemandMethodforShiftingCriticalDimensionsofPatternedFilms”的美国临时专利申请第61/932,005号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术介绍
本公开内容一般性涉及包括半导体基板(如硅晶片)的基板的图案化。本公开内容还涉及与包括作为半导体器件制造的一部分的在基板上涂覆膜和对膜进行显影的光刻有关的工艺。本公开内容具体地涉及作为光刻和图案化工艺的一部分的控制图案化特征的尺寸和精度。光刻包括使用对电磁(EM)辐射敏感的膜对基板进行涂覆，将这些膜曝光于EM辐射的图案，以限定膜内的隐性图案，然后显影掉所述膜中的一些以显露基板上的物理图案或凹凸图案。这样的膜的制备和显影可以包括热处理或烘烤。例如，最新应用的膜可能需要施加后烘烤(PAB)，以蒸发溶剂以及/或者增加结构刚度或抗蚀刻性。另外，可以执行曝光后烘烤(PEB)，以设置给定的图案以防止进一步溶解。用于对基板进行涂覆和显影的制造工具典型地包括可以用于添加膜、添加抗蚀剂以及对基板进行显影的许多模块。
技术实现思路
半导体制造工艺经常对用于热处理基板的系统指定精确的温度容差。这样的系统典型地被构造为在处理室中的热板。典型地热板可以包括一个或更多个加热元件或加热区域，以用于均匀地加热定位于其上的基板。这种热板和常规系统可以将基板加热至跨基板的表面在约0.1摄氏度内的温度均匀性。例如，特定的温度可以保持在0.1摄氏度内，以增强蚀刻前的抗蚀剂结构。不利地，具有0.1℃的容差或温度波动可能不足以防止半导体制造工艺中的缺陷。随着半导体器件继续缩小至更小的尺寸，防止缺陷变得越来越重要。然而，本文所公开的技术可以提供约0.02摄氏度内的温度均匀性。这样的温度均匀性的提高减少了缺陷，并且使得半导体器件能够继续按比例缩小(scaling)。本文中的技术包括提供将光或电磁(EM)辐射空间控制地投影至到基板上的系统和方法。使这样的空间光投影与热板加热相结合可以实现跨基板的表面的温度均匀性的显著提高。指向目标的400nm至700nm波长的光、紫外光(UV)、红外光或任何波长可以在投影光的撞击点上产生热。随着在基板上的特定点处的总能量增加，该点的温度将增加，直至该点的温度达到稳定状态的值为止。可以使用光源(例如灯)的范围内的不同强度和波长来改变和控制基板上的稳定状态温度。给定的投影图像可以包括多个强度和各种波长，其可以被设置成在多个基板上同时改变和保持许多不同的稳定状态条件。换句话说，基板保持器热源与特定的空间热信号的投影光图像相结合可以增加跨基板的表面的温度均匀性。在一个实施方式中，相机/检测器和投影仪指向基板。投影仪利用光照射基板(至少部分被照射)，这可以基于从红外检测相机检测到的热信号。然后，该基板可以利用许多光图案和强度具有高空间分辨率的调制温度。在相机(或传感器阵列/传感器机构)检测到热信号的情况下，对应的像素化图像可以被投影到基板表面上，以修改表面温度。因此，热信号可以通过像素来控制，也就是说，通过基板表面上的点或网格点位置来控制。投影图像可以被调节成所期望的具体结果。例如，如果需要温度均匀性，那么投影图像可以与热信号相反，以基本上加热冷却区和/或冷却或保持温暖区。因此，对热板的精细和粗略控制的结合可以提供显著地较好的均匀性。因为光是热的，所以可以利用一定量的光照射需要空间温度调节的区域。因为光可以改变某些材料(例如光致抗蚀剂)的材料属性，所以现有的曝光可以增强为向上或向下偏离。因此，另外的实施方式包括使用基于像素的投影光图案来调整膜性能。这样的系统和方法使得半导体制造商能够满足设计要求。半导体制造的设计规格通过向工程师强加目前的技术不可避免的一组参数来限制开发和生产半导体的工艺。这些设计规格中的一个涉及半导体生产的烘烤步骤。当烘烤基板时，基板在具体的温度下均匀地烘烤一定的时间。能够用可变的温度代替均匀的温度的常量给工艺控制者提供了更多的灵活性并且提高了半导体生产的效率。注意，本公开内容不限于光刻中的热处理。本公开内容还解决了用于空间上改变基板的温度的技术，并且可以适用于包括沉积系统、蚀刻系统(湿式和干式)的半导体、平板显示器和光伏系统中的真空和非真空处理系统。例如，基于像素的投影光图案可以校正临界尺寸、光刻曝光非均匀性、步进曝光延迟时间等。当然，为了清楚起见，已经呈现出如本文描述的不同的步骤的讨论顺序。在一般情况下，这些步骤可以以任意适当的顺序进行。另外，尽管本文中的不同的特征、技术、构造等中的每个都可以在本公开内容的不同地方进行讨论，但是旨在每个概念可以彼此独立或彼此结合执行。因此，本专利技术可以以许多不同的方式实施和查看。注意，本
技术实现思路
部分并不指定本公开内容或所要求保护的专利技术的每个实施方式和/或增加的新颖的方面。相反，本
技术实现思路
仅提供不同的实施方式的初步讨论和相应的与常规技术相比的新颖点。对于本专利技术和实施方式的附加的细节和/或可能的方面，读者被引导至如以下进一步描述的本公开内容的详细描述部分和对应的附图。附图说明结合附图考虑，通过参考以下详细描述，本专利技术的各种实施方式的更完整的理解及其许多附带的优点将变得易于明显。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在示出特征、原理和概念上。图1是用于调整基板的示例性图像投影系统的示意性透视图。图2是用于调整基板的示例性图像投影系统的示意性侧视图。图3是表示空间上变化的属性的示例性基板信号的图。图4是用于调整基板的示例性图像投影系统的示意性侧视图。图5是跨基板横截面的示例性简化热信号的图。图6是表示补偿给定的热信号的投影图像的图。图7是跨基板横截面的示例性简化热信号的图。图8是示出可用于调整基板的灰度和频率输出的图。具体实施方式本文中的技术包括提供空间控制地或基于像素地将光投影至基板上以调整各种基板属性的系统和方法。这样的基于像素的光投影可以用于调整基板的各种属性，包括调整临界尺寸、加热均匀性、蒸发冷却、光刻闪耀(flare)、光栅延迟和感光剂产生。将这样的基于像素的光投影与基于接触的加热(例如，热板)相结合可以实现跨基板的表面上的温度均匀性上的显著提高。将这样的基于像素的光投影与光刻图案化工艺相结合可以提高工艺均匀性并且减少缺陷。在一个实施方式中，与光源耦合的数字光处理(DLP)芯片、光栅光阀(GLV)或其他的基于网格的微投影技术可以使图像(可选地使用透镜)聚焦到基板上，并且校正或调节温度和其他的非均匀性。投影图像可以被改变成使经聚焦的图像的温度输出变化。例如，利用可见光谱灯投影到板上的实心白色图像将使板加热到该特定灯的给定的最高温度。每个投影的像素的温度可以通过使用由该光源产生的所有波长的光、没有波长的光或一些波长的光来调节。这种技术提供了对半导体的给定的烘烤工艺的极其精确的控制，足以使半导体烘烤至1nm内。DLP芯片可以将图像投影到基板上，并且改变基板上的任意一个或多个特定点处的加热量。注意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理基板的方法，所述方法包括：将基板定位在基板保持器上；经由基于网格的光投影系统将光投影到所述基板的表面上，所述基于网格的光投影系统被配置成根据位置改变投影的光的振幅；以及基于基板信号根据位置来改变投影在所述基板的表面上的光的振幅。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.27 US 61/909,714;2014.01.27 US 61/932,0051.一种处理基板的方法，所述方法包括：将基板定位在基板保持器上；使用位于所述基板的顶表面下方的热源对所述基板进行加热；经由基于网格的光投影系统将光投影到所述基板的表面上，所述基于网格的光投影系统被配置成根据位置改变投影的光的振幅；基于基板信号根据位置来改变投影在所述基板的表面上的光的振幅；使用热成像设备识别所述基板的表面的空间热信号；基于所述空间热信号计算温度校正图像；以及将所述温度校正图像投影到所述基板的表面上，使得所述温度校正图像减小跨所述基板的表面的平均温度差。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空间热信号具有彼此变化高达0.1摄氏度的空间温度，并且其中，将所述温度校正图像投影到所述基板的表面上使所述空间温度变化降低到差小于0.02摄氏度。3.一种处理基板的方法，所述方法包括：将基板定位在半导体制造工具的基板保持器上；使用位于所述基板保持器内的加热机构对在所述基板保持器上的基板进行加热；以及通过使用数字控制的微镜投影设备将基于像素的图像投影到所述基板上来对所述基板的表面温度进行空间调节，其中，所述基于像素的图像通过独立可寻址像素来改变光振幅，所投影的基于像素的图像基于所述基板的热信号。4.一种处理基板的方法，所述方法包括：将基板定位在基板保持器上；使用位于所述基板的顶表面下方的热源对所述基板进行加热；使用空间温度传感器识别所述基板的表面的空间热信号；基于所述空间热信号计算温度校正图像；以及将所述温度校正图像投影到所述基板的表面上，使得所述温度校正图像减小跨所述基板的表面的平均温度差，其中，经由基于网格的光投影系统对所述温度校正图像进行投影，所述基于网格的光投影系统被配置成根据位置改变投影的光的振幅，投影的所述温度校正图像导致了光基于所述空间热信号根据所述基板上的位置来改变振幅。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述空间热信号具有彼此变化高达0.1摄氏度的空间温度，并且其中，将所述温度校正图像投影到所述基板的表面上使所述空间温度变化降低到差小于0.02摄氏度。6.一种处理基板的方法，所述方法包括：将基板定位在基板保持器上；使用位于所述基板的顶表面下方的热源对所述基板进行加热；识别所述基板的表面的基板信号；基于所述基板信号计算基于像素的图像；以及将所述基于像素的图像投影到所述基板的表面上，使得所述基于像素的图像基于所述基板信号来改变跨所述基板的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东·J·德维利耶，丹尼尔·富尔福德，赫里特·J·勒斯因克，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP