监控热板烘烤不均匀的方法技术

本发明专利技术提供了一种监控热板烘烤不均匀的方法，包含：对热板温度进行实时监控；记录测量点的晶圆放置到热板上热板温度变化实时值；若测量点处的热板温度变化实时值与热板温度变化标准值比较，存在差值，则该测量点处烘烤不均匀，定义为异常烘烤点。据此，本发明专利技术能够达到的技术效果在于，能够实时的在热板烘烤工艺的初始阶段，即晶圆刚刚放置到热板处的时候，就能够判断出热板温度值是否存在异常，并为解决产生异常的因素排除提供监测参考。产生异常的因素排除提供监测参考。产生异常的因素排除提供监测参考。

【技术实现步骤摘要】
监控热板烘烤不均匀的方法


[0001]本专利技术涉及半导体加工领域，特别涉及产品生产过程中的测控。

技术介绍

[0002]随着半导体工艺的关键尺寸的技术节点逐渐的提升，线宽（Criticlal dimension，CD）的均匀性的要求也越来越高。
[0003]现有技术中，通过在线监控晶圆的线宽（CD）均匀性，发现涂胶后烘烤（soft bake）和曝光后烘烤（post exposure bake）不均匀问题；通常检测频次较低，无法及时发现问题。
[0004]参阅图1A和图1B所示，采用现有技术的监控线宽均匀性的方法，在烘烤过后，图1A为满足线宽均匀性的加工后晶圆的线宽分布，从212.5~218.75nm分布，线宽的变化范围为6.25nm；而相应地，图1B展示了不能满足线宽均匀性的尖工后晶圆的线宽分布，从222.5~237.5nm分布，线宽的变化范围为15nm，从而产生了异常品。此时，需要更大成本进行修复或者这一异常品已经定型无法修复造成报废。
[0005]如何在烘烤等工艺过程中能够实时监控以提升线宽的均匀性，从而避免当烘烤工艺结束后，线宽已经不具备均匀性，已无法满足产品的线宽均匀性，而导致废品产生，是半导体制造需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术需要解决的技术问题是：如何在烘烤等工艺过程中实时监控影响线宽均匀性的温度因素，从而在未完成制造前对影响温度的原因排除，而使得烘烤结束后，线宽均匀性满足相关设计要求。
[0007]为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种监控热板烘烤不均匀的方法，其目的在于能够在烘烤结束前排除线宽不均匀性的烘烤工艺过程中温度误差的影响因素，使得烘烤后的线宽均匀性满足设计要求，提升产品的合格率。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种监控热板烘烤不均匀的方法，包含：对热板温度进行实时监控；记录测量点的晶圆放置到热板上热板温度变化实时值；若测量点处的热板温度变化实时值与热板温度变化标准值比较，存在差值，则该测量点处烘烤不均匀，定义为异常烘烤点。
[0009]优选地，热板温度变化实时值与热板温度变化标准值之差的绝对值大于kδ，则存在差值。
[0010]优选地，k取值3~6；δ和热板温度变化标准值的获得方法：同一热板进行同一批次的相同形态的晶圆、同一工艺的烘烤过程中，进行了N次烘烤工艺，统计在测量点处的热板温度变化实时值，对热板温度变化实时值进行统计分析，这N个热板温度变化实时值的样本标准差为δ；
这N个热板温度变化实时值的样本均值为热板温度变化标准值。
[0011]优选地，热板温度变化标准值通过测试晶圆样片放置到热板上测量得到的温度变化值，热板温度变化标准值是与热板温度、晶圆尺寸、晶圆温度、支撑柱的支撑高度相关。
[0012]优选地，热板温度变化实时值与热板温度变化标准值之差的绝对值的容许值记为kδ，即热板温度变化实时值与热板温度变化标准值之差的绝对值大于kδ，则存在差值；k取值3~6；针对一块热板，在进行热板温度变化标准值测量前，对热板清洁；测量记录测试晶圆样片的晶圆温度；记录晶圆尺寸，记录支撑柱的支撑高度；记录热板设定温度；在进行热板温度变化标准值测量时，热板上各个测量点的温度变化值的标准差小于或等于δ，则热板上各个测量点的温度变化值的均值为热板温度变化标准值。
[0013]优选地，采用实时测定热板温度变化标准值；各个测量点处的热板温度变化值的均值为热板温度变化标准值。
[0014]优选地，根据晶圆产品的线宽均匀性要求，线宽的变化幅度容许值为Δ；热板温度变化标准值测试方法为，在测量点，通过测试晶圆样片放置到热板上测量得到的温度变化值，进行相关工艺后测量晶圆产品的线宽的变化幅度小于或等于Δ，将测量得到的温度变化值定义为该测量点的热板温度变化标准值；如果进行相关工艺后测量晶圆产品的线宽的变化幅度大于Δ，则清洁热板并更换测试晶圆样片，在重新测量温度变化值，至进行相关工艺后测量晶圆产品的线宽的变化幅度小于或等于Δ，将此次测量得到的温度变化值定义为该测量点的热板温度变化标准值。
[0015]优选地，初始状态时，热板具有的温度为热板温度；当晶圆放置到热板处时，由于晶圆温度比热板温度低，热量交换导致热板温度降低，热板的实时温度降到最低时的温度，为热板温度最低值；热板温度变化指热板温度减去热板温度最低值；热板具备实时测温、温度调节器反馈控制系统，热板的实时温度逐渐从热板温度最低值恢复到热板温度，此处系统具有超调量，到达恒温阶段时刻点后，热板的实时温度在热板温度处，此处时刻点为恒温始点。
[0016]优选地，当热板温度变化实时值比热板温度变化标准值小，且存在差值；则作出第一种判断，热板在该测量点处存在高度高于支撑柱的支撑高度的颗粒，对热板进行清洁。
[0017]优选地，在第一测量点处设置有第一温度调节器和第一温度传感器，第一温度传感器测量第一测量点处的热板的实时温度值并且反馈控制的第一温度调节器；当第一测量点处的第一温度传感器测量到的热板温度变化实时值比热板温度变化标准值小，且存在差值；则根据差值，计算出第一温度调节器应调高的温度，以调高后的温度为第一测量点处设定的第一热板温度，第一温度调节器使得第一测量点处的热板的实时温度，在热板降温后超调后再回复到第一热板温度值后，维持在第一热板温度的数值附近；在第二测量点处设置有第二温度调节器和第二温度传感器，第二温度传感器测量第二测量点处的热板的实时温度值并且反馈控制的第二温度调节器；当第二测量点处的第二温度传感器测量到的热板温度变化实时值比热板温度变化标准值小，且存在差值；则根
据差值，计算出第二温度调节器应调低的温度，以调低后的温度为第二测量点处设定的第二热板温度，第二温度调节器使得第二测量点处的热板的实时温度，在热板降温后、超调后再回复到第二热板温度值后，维持在第二热板温度的数值附近。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供了一种监控热板烘烤不均匀的方法，包含：对热板温度进行实时监控；记录测量点的晶圆放置到热板上热板温度变化实时值；若测量点处的热板温度变化实时值与热板温度变化标准值比较，存在差值，则该测量点处烘烤不均匀，定义为异常烘烤点。据此，本专利技术能够达到的技术效果在于，能够实时的在热板烘烤工艺的初始阶段，即晶圆刚刚放置到热板处的时候，就能够判断出热板温度值是否存在异常，并为解决产生异常的因素排除提供监测参考。
附图说明
[0019]图1A展示了现有技术的监控线宽均匀性的情况下，正常晶圆的线宽的分布范围。
[0020]图1B展示了现有技术的监控线宽均匀性的情况下，异常晶圆的线宽的分布范围。
[0021]图2示出了本专利技术提供的监控热板烘烤不均匀的方法的原理示意图。
[0022]图3示出了本专利技术提供的监控热板烘烤不均匀的方法的烘烤不均匀的产生的可监测量的原理示意图。
[0023]附图标记说明。
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ꢀꢀꢀꢀ<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监控热板烘烤不均匀的方法，其特征在于，包含：对热板温度进行实时监控；记录测量点的晶圆放置到热板上热板温度变化实时值；若测量点处的热板温度变化实时值与热板温度变化标准值比较，存在差值，则该测量点处烘烤不均匀，定义为异常烘烤点。2.根据权利要求1所述的监控热板烘烤不均匀的方法，其特征在于，热板温度变化实时值与热板温度变化标准值之差的绝对值大于kδ，则存在差值。3.根据权利要求2所述的监控热板烘烤不均匀的方法，其特征在于，k取值3~6；δ和热板温度变化标准值的获得方法：同一热板进行同一批次的相同形态的晶圆、同一工艺的烘烤过程中，进行了N次烘烤工艺，统计在测量点处的热板温度变化实时值，对热板温度变化实时值进行统计分析，这N个热板温度变化实时值的样本标准差为δ；这N个热板温度变化实时值的样本均值为热板温度变化标准值。4.根据权利要求1所述的监控热板烘烤不均匀的方法，其特征在于，热板温度变化标准值通过测试晶圆样片放置到热板上测量得到的温度变化值，热板温度变化标准值是与热板温度、晶圆尺寸、晶圆温度、支撑柱的支撑高度相关。5.根据权利要求4所述的监控热板烘烤不均匀的方法，其特征在于，热板温度变化实时值与热板温度变化标准值之差的绝对值的容许值记为kδ，即热板温度变化实时值与热板温度变化标准值之差的绝对值大于kδ，则存在差值；k取值3~6；针对一块热板，在进行热板温度变化标准值测量前，对热板清洁；测量记录测试晶圆样片的晶圆温度；记录晶圆尺寸，记录支撑柱的支撑高度；记录热板设定温度；在进行热板温度变化标准值测量时，热板上各个测量点的温度变化值的标准差小于或等于δ，则热板上各个测量点的温度变化值的均值为热板温度变化标准值。6.根据权利要求1所述的监控热板烘烤不均匀的方法，其特征在于，采用实时测定热板温度变化标准值；各个测量点处的热板温度变化值的均值为热板温度变化标准值。7.根据权利要求1所述的监控热板烘烤不均匀的方法，其特征在于，根据晶圆产品的线宽均匀性要求，线宽的变化幅度容许值为Δ；热板温度变化标准值测试方法为，在测量点，通过测试晶圆样片放置到热板上测量得到的温度变化值，进行相关工艺后测量晶圆产品的线宽的变化幅度小于或等于Δ，将测量得到的温度变化值定义为该测...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚振海，吴长明，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：