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摘要

隨著晶片尺寸越來越大，線寬越來越小于100納米，挑戰(zhàn)之一是將抗蝕劑厚度和均勻性控制在嚴(yán)格的公差范圍內(nèi)，以最小化臨界尺寸上的薄膜干涉效應(yīng)。在本文中，我們提出了一種通過軟烘烤工藝來改善抗蝕劑厚度控制和均勻性的新方法。使用厚度傳感器陣列、多區(qū)域烤盤和先進的控制策略，實時控制烤盤的溫度分布，以減少抗蝕劑厚度不均勻性。烘烤溫度也受到限制，以防止抗蝕劑中光活性化合物的分解。

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介紹

wITH縮小特征尺寸，保持足夠和負擔(dān)得起的工藝范圍的挑戰(zhàn)變得越來越困難。為了實現(xiàn)小于10納米的柵極臨界尺寸(CD)控制，尤其是對于130納米及以下的技術(shù)節(jié)點，工藝控制和計量方面的進步將是必要的。除了更小的工藝窗口，出于經(jīng)濟原因，該行業(yè)也在向300毫米晶圓邁進。

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實驗裝置

? ? ? ?用于控制抗蝕劑厚度的實驗裝置由三個主要部分組成:多區(qū)域烤盤、厚度傳感器和計算單元。

圖1多區(qū)域烤盤的橫截面。它由獨立控制的電阻加熱元件陣列和嵌入式電阻溫度檢測器(RTDs)組成。

? ? ? 厚度傳感器的設(shè)置包括一個寬帶光源(LS-1)、一個能夠同時監(jiān)測三個地點反射光強度的光譜儀(SQ2000)和一個來自OceanOptics的分叉光纖反射探頭(R200)。

? ? ? 晶片上不同位置的抗蝕劑厚度由厚度傳感器陣列監(jiān)控。反射信號通過a/d轉(zhuǎn)換器獲得，計算單元在Labview環(huán)境中使用厚度估計算法將其轉(zhuǎn)換為厚度測量值。利用厚度測量的可用性，GPC算法計算最小化抗蝕劑厚度不均勻性所需的加熱器功率分布。

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抗蝕劑厚度估計??略

? ? ?圖 略

圖2 鑒定實驗：?(a)抗蝕劑厚度，(b)溫度，(c)厚度變化，其中y /=y，(d)溫度變化，其中T = T，以及(e)功率變化，u，相對于時間的曲線圖。(c)和(d)中的實線表示實驗值，虛線表示一階模型的最小二乘估計。

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廣義預(yù)測控制

當(dāng)厚度測量可用時，GPC算法可用于計算烤盤的加熱器功率分布。參考軌跡和估計的抗蝕劑厚度是控制算法的輸入，而計算的加熱器功率分布是輸出。直接控制烘烤盤的加熱器功率，以影響抗蝕劑厚度。

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結(jié)論

使用現(xiàn)場厚度傳感器陣列和預(yù)測控制策略實現(xiàn)了實時厚度控制。已經(jīng)證明，通過控制功率分布來保持不均勻的溫度分布，從晶片到晶片以及跨單個晶片，抗蝕劑厚度不均勻性平均提高了10x。已經(jīng)獲得了在給定目標(biāo)厚度下小于1納米的抗蝕劑厚度不均勻性的可重復(fù)減少。一般控制策略也可以擴展到要求嚴(yán)格膜厚均勻性的類似應(yīng)用。

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