旋涂工艺的增厚阶段的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于执行与晶圆相关的旋涂工艺和在旋涂工艺期间控制光刻胶厚度的旋涂工艺的增厚阶段的一种或多种技术和系统。具体地，为了增加光刻胶的厚度，在旋涂工艺期间执行增厚阶段。例如，在增厚阶段期间，增加朝着晶圆提供的向下流动的气体的气体温度、向下流动的气体的流速和热量的热量温度。增加的向下流动的气体和热量增加了光刻胶的蒸发因素，这使得光刻胶的粘度和厚度增加。以这种方式，可以以相对较低的速度旋转晶圆，同时仍可获得期望的厚度。降低晶圆的转速允许稳定地旋转相对较大的晶圆。
【专利说明】旋涂工艺的增厚阶段
【技术领域】
[0001]本发明总的来说涉及半导体制造的旋涂工艺，更具体地，涉及旋涂工艺的增厚阶段(thickening phase)。
【背景技术】
[0002]光刻通常涉及在不同介质之间转印一个或多个图案的工艺。在光刻中，光敏光刻胶涂层形成在图案将被转印到其上的一层或多层的上方。然后，通过将其曝光于(选择性地)穿过包含图案的中介掩模的一种或多种类型的辐射或者光来图案化光刻胶涂层。取决于所使用的光刻胶的类型(正性或负性)，光使得光刻胶的曝光部分或未曝光部分变为几乎可溶。然后，使用显影剂来移除可溶部分而留下图案化的光刻胶。然后，图案化的光刻胶可用作下面的层或可被选择性蚀刻(掺杂或其他处理)的层的模板。一旦处理了下面的层，就移除(诸如化学剥离)图案化的光刻胶，从而留下具有形成在其中的图案的被处理层。
【发明内容】
[0003]提供本发明来以简化的形式介绍在以下详细描述中进一步描述的许多概念。本发明并不是所要求的主题的关键因素或必要特征，也不用于限制所要求的主题的范围。
[0004]本文提供了用于执行与晶圆相关的旋涂工艺或者在诸如旋涂工艺的晶圆处理过程中用于控制光刻胶厚度的一种或多种系统和技术。在光刻图案化期间，旋涂工艺用于在晶圆上涂覆光刻胶。例如，将光刻胶分配到晶圆上，并且旋转晶圆以使根据目标厚度将光刻胶分布在晶圆的表面上。调节旋转晶圆的速度以控制光刻胶的厚度。因为晶圆的晶圆边缘处的切向速度而使得相对较大的晶圆不能在相对较快的速度下稳定旋转，所以使用能够影响光刻胶厚度的具有不同粘度的多种类型的光刻胶，以覆盖在制造过程中所使用的一个或多个掩模指定的光刻胶厚度的不同范围。因此，使用热量和向下流动的气体(down flowair)来控制光刻胶的厚度，使得光刻胶可用于大范围的目标厚度而与晶圆尺寸无关，因为与仅根据晶圆的转速相反，可以通过温度或者向下流动的气体来控制厚度。具体地，温度的增加能够增加光刻胶的蒸发因素，从而使得光刻胶的粘度增加。增加粘度能够增加光刻胶的厚度。以这种方式，在旋涂工艺的增厚阶段或其他阶段中，使用增加的热量或向下流动的气体来控制光刻胶的厚度。
[0005]在一些实施例中，旋涂工艺包括一个或多个阶段，诸如第一溶剂的光刻胶减少涂覆(resist reduct1n coating)阶段、晶圆上的光刻胶的分配阶段、使用热量或气体增加光刻胶的蒸发因素以增加光刻胶的粘度或厚度的增厚阶段、根据均匀的厚度度量旋转晶圆的主晶圆旋转阶段或沿着晶圆的晶圆边缘洗掉至少一部分光刻胶的第二溶剂的边缘珠状物清洗(edge bead rinse)。根据各个阶段的气体设置，气流设备被配置为在一个或多个阶段期间基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。例如，在基于分配阶段气体设置的分配阶段中，气流设备根据基线温度或基线流速提供向下流动的气体。在增厚阶段的加热部分期间，基于第一增厚阶段气体设置，气流设备根据增加的温度或增加的流速提供向下流动的气体。以这种方式，根据旋涂工艺的各个阶段的气体设置，以特定温度或者流速提供向下流动的气体。根据各个阶段的热量设置，在一个或多个阶段期间，热量设备被配置为基本朝着晶圆的底部提供热量。例如，在基于分配阶段热量设置的分配阶段中，热量设备提供诸如处于基线热量温度的热量。在增厚阶段的加热部分期间，基于第一增厚阶段热量设置，热量设备根据增加的热量温度来提供热量。在一个实例中，在增厚阶段的冷却部分期间，基于第二增厚阶段气体设置，气流设备可以改变或维持向下流动的气体。在另一个实例中，在增厚阶段的冷却部分期间，基于第二增厚阶段热量设置，热量设备可以改变或维持热量。以这种方式，在旋涂工艺的一个或多个阶段中，气流设备和热量设备可以控制光刻胶的厚度，使得具有特定初始粘度的光刻胶可用于相对较大的厚度范围。以这种方式，可以使用具有不同粘度的相对较少的光刻胶来产生用于光刻的一种或多种掩模。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种用于执行与晶圆相关的旋涂工艺的系统，包括:分配站，被配置为在材料分配阶段期间将材料分配到晶圆的表面上；旋转设备，被配置为在材料分配阶段期间旋转晶圆；增厚站。增厚站包括:热量设备，被配置为:根据第一增厚阶段热量设置来增加热量，在增厚阶段的加热部分期间基本朝着晶圆的底部提供热量；以及EBR站，被配置为:将溶剂分配到晶圆上以从晶圆移除部分材料。
[0007]优选地，增厚站还包括:气流设备，被配置为:根据第一增厚阶段气体设置增加向下流动的气体的气体温度和流速中的至少一个，在增厚阶段的加热部分期间基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。
[0008]优选地，该系统包括:气流设备，被配置为:在一个或多个旋涂工艺阶段期间以与晶圆的晶圆温度不同的受控温度提供气体。
[0009]根据本发明的另一方面，提供了一种用于在晶圆处理过程中控制光刻胶的厚度的系统，包括:气流设备，被配置为在将光刻胶分配到晶圆上的分配阶段期间，根据分配阶段气体设置基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体，以及在分配阶段之后和主晶圆旋转阶段之前的增厚阶段的加热部分期间，根据指定增加气体温度和增加流速中的至少一个的第一增厚阶段气体设置，基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体；以及热量设备，被配置为在分配阶段期间，根据分配阶段热量设置基本朝着晶圆的底部提供热量，以及在分配阶段之后和主晶圆旋转阶段之前的增厚阶段的加热部分期间，根据指定增加热量温度的第一增厚阶段热量设置，基本朝着晶圆的底部提供热量。
[0010]优选地，热量设备被配置为:在增厚阶段的冷却部分期间，根据指定基线热量温度的第二增厚阶段热量设置，基本朝着晶圆的底部提供热量。
[0011]优选地，气流设备被配置为:在增厚阶段的冷却部分期间，根据指定增加气体温度和增加流速中的至少一个的第二增厚阶段气体设置，基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。
[0012]优选地，气流设备被配置为:在增厚阶段的冷却部分期间，根据指定基线气体温度和基线流速中的至少一个的第二增厚阶段气体设置，基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。
[0013]优选地，该系统包括:光刻胶减少涂覆设备，被配置为:在分配阶段之前的RRC阶段期间，将溶剂分配到晶圆的表面上。
[0014]优选地，气流设备被配置为在RRC阶段期间根据RRC阶段气体设置提供向下流动的气体，并且热量设备被配置为在RRC阶段期间根据RRC阶段热量设置提供热量。
[0015]优选地，该系统包括:光刻胶分配设备，被配置为在分配阶段期间将光刻胶分配到晶圆上。
[0016]优选地，该系统包括:晶圆旋转设备，被配置为:在增厚阶段之后的主晶圆旋转阶段期间，根据光刻胶的均匀厚度度量来旋转晶圆。
[0017]优选地，气流设备被配置为在主晶圆旋转阶段期间根据主晶圆旋转阶段气体设置提供向下流动的气体，并且热量设置被配置为在主晶圆旋转阶段期间根据主晶圆旋转阶段热量设置来提供热量。
[0018]优选地，该系统包括:边缘珠状物清洗器，被配置为在主晶圆旋转阶段之后的EBR阶段期间将溶剂分配到晶圆上以沿着晶圆的晶圆边缘洗掉至少一部分光刻胶，并且气流设备被配置为在EBR阶段期间根据EBR阶段气体设置提供向下流动的气体，以及热量设备被配置为在EBR阶段期间根据EBR阶段热量设置来提供热量。
[0019]根据本发明的又一方面，提供了一种用于执行与晶圆相关的旋涂工艺的方法，包括:执行材料分配阶段以将材料分配到晶圆的表面上，执行材料分配阶段包括旋转晶圆；在第一溶剂的RRC阶段、将光刻胶分配到晶圆上的分配阶段、根据均匀厚度度量旋转晶圆的主晶圆旋转阶段和沿着晶圆的晶圆边缘洗掉至少一部分光刻胶的第二溶剂的EBR阶段中的至少一个阶段期间，基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体；执行增厚阶段，包括在增厚阶段的加热部分期间根据第一增厚阶段气体设置增加向下流动的气体的气体温度和流速中的至少一个；执行主晶圆旋转阶段以根据均匀厚度度量旋转晶圆；以及执行EBR阶段以将第二溶剂分配到晶圆上，从而从晶圆移除部分光刻胶。
[0020]优选地，该方法包括:对于增厚阶段的冷却部分之后的主晶圆旋转阶段，提供与晶圆的晶圆温度不同的受控温度的气体以将晶圆温度改变为环境温度。
[0021 ] 优选地，该方法包括:在RRC阶段、分配阶段、主晶圆旋转阶段和EBR阶段中的至少一个阶段期间，改变向下流动的气体的气体温度和流速中的至少一个。
[0022]优选地，该方法包括:响应于将材料分配到晶圆的表面上的分配阶段的完成，将晶圆从分配站移动到增厚站以执行增厚阶段。
[0023]优选地，该方法包括:响应于将材料分配到晶圆的表面上的分配阶段的完成，在分配站中执行增厚阶段。
[0024]优选地，该方法包括:在第一溶剂的RRC阶段、将光刻胶分配到晶圆上的分配阶段、根据均匀厚度度量旋转晶圆的主晶圆旋转阶段和沿着晶圆的晶圆边缘洗掉至少一部分光刻胶的第二溶剂的EBR阶段中的至少一个阶段期间，基本朝着晶圆的底部提供热量；以及在增厚阶段的加热部分期间，根据第一增厚阶段热量设置增加热量。
[0025]优选地，该方法包括以下处理中的至少一种:在增厚阶段的冷却部分期间，根据第二增厚阶段气体设置降低向下流动的气体的气体温度和流速中的至少一个；或者在增厚阶段的冷却部分期间，根据第二增厚阶段热量设置降低热量。
[0026]以下描述和附图提出了特定示例性的方面和实例。这些表明了在其中应用一个或多个方面的各种方法的一些。当结合附图考虑时，根据以下详细描述，本发明的其他方面、优点和新特征变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是根据一些实施例的在晶圆处理期间被配置用于控制光刻胶的厚度的系统的示图。
[0028]图2是根据一些实施例的在旋转控制工艺的一个或多个阶段期间用于控制温度或向下流动的气体的一种或多种设置的示图。
[0029]图3是根据一些实施例的被配置用于执行与晶圆相关的旋涂工艺的系统的示图。
[0030]图4是示出根据一些实施例的执行与晶圆相关的旋涂工艺的方法的流程图。
[0031]图5是根据一些实施例的在旋涂工艺的过程中与晶圆转速相应的曲线图。
[0032]图6是可包括被配置为包括本文所提出的一种或多种设置的处理器的可执行指令的示例性计算机可读介质的示图。
[0033]图7示出了可以执行本文所提出的一种或多种设置的示例性计算机环境。
【具体实施方式】
[0034]现在参考附图描述所要求主题，其中，相同参考数字在文中通常用于表示相同元件。在以下描述中，出于解释说明目的，提出了许多具体细节以提供对所要求主题的理解。然而，明显地，所要求主题可在没有这些具体细节时实施。在其他情况下，为了利于描述所要求主题，以框图形式示出了结构和设备。
[0035]图1示出了根据一些实施例的在晶圆处理期间用于控制光刻胶厚度的系统100。系统100包括被配置为执行增厚阶段106的增厚站128。增厚站128包括热量设备122。在一些实施例中，增厚站128包括被配置为提供与晶圆的晶圆温度不同的控制温度(诸如热量温度或冷却温度)的气体的气流设备120。在一些实施例中，气流设备120与分配站130结合在一起。系统100包括被配置为在材料分配阶段(诸如第一溶剂的光刻胶减少涂覆(RRC)阶段102、光刻胶材料的分配阶段104或第二溶剂的边缘珠状物清洗(EBR)阶段114)将材料分配到晶圆表面上的分配站130。在一些实施例中，分配站130包括被配置为分配光刻胶材料的光刻胶分配设备118。系统100包括被配置为在材料分配阶段期间旋转晶圆的旋转设备132。系统100包括EBR站134，其包括边缘珠状物清洗器126。在一些实施例中，系统100包括被配置为执行RRC阶段102的RRC设备116或被配置为执行主晶圆旋转阶段112的晶圆旋转设备124中的至少一个。
[0036]系统100与在晶圆处理(诸如用于半导体制造的光刻工艺)期间用光刻胶涂覆晶圆的旋涂工艺相关联。旋涂工艺包括一个或多个阶段，诸如通过光刻胶减少涂覆设备116执行的光刻胶减少涂覆(RRC)阶段102、通过光刻胶分配设备118执行的分配阶段104、通过气流设备120或热量设备122中的至少一个所执行的包括加热部分108和冷却部分110的增厚阶段106、通过晶圆旋转设备124执行的主晶圆旋转阶段112或者通过边缘珠状物清洗器126执行的边缘珠状物清洗(EBR)阶段114。在一个或多个阶段中，气流设备120被配置为在各个阶段期间根据指定向下流动的气体的气体温度或流速的各种气体设置来提供向下流动的气体。在各个阶段期间，热量设备122被配置为根据指定热量的热量温度的各种热量设置来提供热量。在一个实例中，热量设备122利用诸如热板的加热机制来提供热量。
[0037]在旋涂循环期间提供向下流动的气体或热量中的至少一种的一些实施例中，光刻胶减少涂覆设备116被配置为在RRC阶段102期间将溶剂分配到晶圆的表面上。在光刻胶被分配到表面上之前，使用溶剂来湿润晶圆的表面。在一个实例中，气流设备120被配置为在RRC阶段102期间根据RRC阶段气体设置来提供向下流动的气体。基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。在一些实施例中，以基线气体温度和基线流速提供向下流动的气体。在旋涂循环的各个阶段期间，基线温度可以与标准气体温度相对应，并且基线流速可以与维持在旋涂室内的标准流速相对应。在一个实例中，基线温度与基本上不影响光刻胶的粘度的温度(诸如23°C以下的温度)相对应，并且基线流速与基本上不影响光刻胶的粘度的气体速度相对应。在另一个实例中，基线温度或基线流速与气流设备120的关机设置相对应。应当理解，在RRC阶段102期间，可以以其他气体温度或流速提供向下流动的气体。在另一个实例中，热量设备122被配置为在RRC阶段102期间根据RRC阶段热量设置来提供热量。基本朝着晶圆的底部提供热量。在一些实施例中，以基线热量温度来提供热量。在旋涂循环的各个阶段期间，基线热量温度可以与维持在旋涂室内的标准热量温度相对应。在一个实例中，基线热量温度与基本不影响光刻胶的粘度的温度(诸如23°C以下的温度)相对应。在另一个实例中，基线热量温度与热量设备122的关机设置相对应。应当理解，在RRC阶段102期间可以提供处于其他热量温度的热量。
[0038]光刻胶分配设备118被配置为在分配阶段104期间将光刻胶分配到晶圆上。在分配阶段104的至少一部分期间，旋转晶圆，使得在晶圆表面的至少一部分上分配光刻胶。在一个实例中，气流设备120被配置为在分配阶段104期间根据分配阶段气体设置提供向下流动的气体。基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。在一些实施例中，以基线气体温度和基线流速提供向下流动的气体。应当理解，可以在分配阶段104期间提供其他气体温度或流速(诸如增加的气体温度或增加的流速)的向下流动的气体以促进光刻胶在晶圆上的分配。在另一个实例中，热量设备122被配置为在分配阶段104期间根据分配阶段热量设置来提供热量。基本朝着晶圆的底部提供热量。在一些实施例中，以基线热量温度来提供热量。应当理解，可以在分配阶段104期间以其他热量温度提供热量。
[0039]执行增厚阶段106，以便在主晶圆旋转阶段112之前增加光刻胶的厚度，使得晶圆可在主晶圆旋转阶段112期间以相对较低的速度旋转同时仍获得目标厚度的光刻胶，诸如厚度范围在大约200nm至大约1200nm之间。例如，向下流动的气体和热量用于增加光刻胶的蒸发因素。增加蒸发因素导致光刻胶的粘度增加。由于粘度增加，光刻胶的厚度也增加。以这种方式，晶圆旋转设备124可以以相对较低的速度旋转晶圆，这可以减轻由沿着晶圆边缘的切向速度所产生的旋转不稳定问题。在一个实例中，增厚阶段106包括诸如加热阶段的加热部分108和诸如冷却阶段的冷却部分110。
[0040]在增厚阶段106的加热部分108中，气流设备120被配置为根据指定增加气体温度或增加流速中的至少一个的第一增厚阶段气体设置提供向下流动的气体。基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。在一些实施例中，以比基线气体温度相对更高的增加气体温度(诸如影响光刻胶粘度的温度)提供向下流动的气体。例如，增加的气体温度与22°C以上的温度相对应。以比基线气体速度相对更快的增加流速(诸如影响光刻胶粘度的速度)提供向下流动的气体。热量设备122被配置为根据指定增加的热量温度的第一增厚阶段热量设置来提供热量。基本朝着晶圆的底部提供热量。在一些实施例中，提供比基线热量温度相对更高的增加热量温度(诸如影响光刻胶粘度的温度)的热量。例如，增加的热量温度与22 °C以上的温度相对应。
[0041]在增厚阶段106的冷却部分110期间，气流设备120被配置为根据第二增厚阶段气体设置提供向下流动的气体。在一个实例中，第二增厚阶段气体设置指定增加气体温度或增大流速中的至少一个。在一些实施例中，以比基线气体温度相对更高的增加气体温度提供向下流动的气体，以及以比基线气流速度相对更快的增加流速来提供向下流动的气体。在一些实施例中，第二增厚阶段气体设置指定基线气体温度或基线流速中的至少一个。热量设备122被配置为根据指定基线热量温度的第二增厚阶段热量设置来提供热量。基本朝着晶圆的底部提供热量。在一个实例中，以比增加的热量温度相对更冷的基线热量温度来提供热量。在另一个实例中，关闭热量设备122以获得基线热量温度。
[0042]晶圆旋转设备124被配置为在主晶圆旋转阶段112期间根据光刻胶的均匀厚度度量来旋转晶圆。例如，旋转晶圆，使得光刻胶在晶圆表面的顶部上形成为具有相对均匀厚度的光刻胶薄膜。在一个实例中，气流设备120被配置为在主晶圆旋转阶段112期间根据主晶圆旋转阶段气体设置提供向下流动的气体。基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。在一些实施例中，以基线温度和基线流速提供向下流动的气体。应当理解，可以在主晶圆旋转阶段112期间提供其他温度或流速(诸如增加的温度或增加的流速)的向下流动的气体，以促进光刻胶在晶圆上的增厚和分配。在另一个实例中，热量设备122被配置为在主晶圆旋转阶段112期间根据主晶圆旋转阶段热量设置来提供热量。基本朝着晶圆的底部提供热量。在一些实施例中，以基线热量温度来提供热量。应当理解，可在主晶圆旋转阶段112期间提供其他热量温度的热量，以便形成均匀目标厚度的光刻胶。
[0043]边缘珠状物清洗器126被配置为在EBR阶段114期间将溶剂分配到晶圆上以沿着晶圆的晶圆边缘洗掉(诸如移除)至少一部分光刻胶。在一个实例中，气流设备120被配置为在EBR阶段114期间根据EBR阶段气体设置提供向下流动的气体。基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。在一些实施例中，提供基线温度和基线流速的向下流动的气体。应当理解，可在EBR阶段114期间提供其他温度或流速的向下流动的气体。在另一个实例中，热量设备122被配置为在EBR阶段114期间根据EBR阶段热量设置来提供热量。基本朝着晶圆的底部提供热量。在一些实施例中，以基线热量温度提供热量。应当理解，可在EBR阶段114期间提供其他热量温度的热量。以这种方式，在旋涂工艺的一个或多个阶段期间，一种或多种设置用于控制温度和向下流动的气体，使得光刻胶可以形成为目标厚度而不需要晶圆旋转设备124以不稳定的速度旋转诸如相对较大晶圆的晶圆来实现目标厚度。
[0044]图2示出了在旋转控制工艺的一个或多个阶段期间用于控制温度或向下流动的气体的一种或多种设置的实例200。旋转控制工艺包括一个或多个阶段，诸如RRC阶段102、分配阶段104、包括加热部分108和冷却部分110的增厚阶段106、主晶圆旋转阶段112或EBR阶段114。在旋转控制工艺期间，一种或多种气体设置用于指定与基本朝着晶圆的顶部提供的向下流动的气体相关联的气体温度202和流速204的值。在旋转控制工艺期间，一种或多种热量设置用于指定基本朝着晶圆的底部提供热量的热量温度206的值。
[0045]应当理解，可以指定大范围的气体温度202、流速204和热量温度206的值，并且为了便于说明仅使用诸如基线值、比基线值小幅增加的值、比基线值适度增加的值、比基线值大幅增加的值或比基线值小幅减小的值的几种值。
[0046]在一些实施例中，RRC阶段102的RRC阶段气体设置208指定:将基线气体温度用于与向下流动的气体相关的气体温度202，并且将基线流速用于与向下流动的气体相关的流速204。基线气体温度和基线流速可以与基本上不影响光刻胶粘度的温度和流速相对应，诸如23°C以下的温度。RRC阶段102的RRC阶段热量设置220指定将基线热量温度用于热量温度206。基线热量温度可以与基本上不影响光刻胶粘度的温度相对应，诸如23°C以下的温度。
[0047]在一些实施例中，分配阶段104的分配阶段气体设置210指定:将比基线气体温度小幅增加的温度用于气体温度202，并且将比基线流速小幅增加流速用于流速204。可以指定小幅度增加的气体温度202和流速204，以便在分配阶段104期间晶圆相对较高的旋转速度不会造成光刻胶厚度相对较大的损失，同时仍然允许将光刻胶分配在晶圆表面上方。分配阶段104的分配阶段热量设置222指定将比基线热量温度小幅增加的热量温度用于热量温度206。
[0048]在一些实施例中，增厚阶段106的加热部分108的第一增厚阶段气体设置212指定:将比基线气体温度大幅增加的气体温度(诸如高于22°C的会大大影响光刻胶粘度的温度)用于气体温度202，并且将比基线流速大幅增加的流速用于流速204。增厚阶段106的加热部分108的第一加厚阶段热量设置224指定将比基线热量温度大幅增加的热量温度(诸如高于22°C的会大大影响光刻胶粘度的温度)用于热量温度206。指定大幅增加的气体温度202、流速204和热量温度206以增加光刻胶的蒸发因素。增加的蒸发因素使得光刻胶的粘度增大。由于粘度增大而使光刻胶的厚度增加。以这种方式，可以以相对较低的速度旋转晶圆，这可以减轻沿着晶圆边缘的切向速度所导致的旋转不稳定问题。
[0049]在一些实施例中，增厚阶段106的冷却部分110的第二增厚阶段气体设置214指定:将比基线气体温度小幅增加的气体温度用于气体温度202，并且将比基线流速适度增加的流速用于流速204。增厚阶段106的冷却部分110的第二增厚阶段热量设置226指定将比基线热量温度小幅减小的热量温度用于热量温度206。
[0050]在一些实施例中，主晶圆旋转阶段112的主晶圆旋转阶段气体设置216指定:将基线气体温度用于气体温度202，并且将基线流速用于流速204。主晶圆旋转阶段112的主晶圆旋转阶段热量设置228指定将基线热量温度用于热量温度206。以这种方式，控制温度和向下流动的气体，同时旋转晶圆以根据均匀目标厚度将光刻胶分配在晶圆的表面上。
[0051]在一些实施例中，EBR阶段114的EBR阶段气体设置218指定:将基线气体温度用于气体温度202，并且将基线流速用于流速204。EBR阶段114的EBR阶段热量设置230指定将基线热量温度用于热量温度206。以这种方式，在旋涂工艺的一个或多个阶段期间，气流设备120和热量设备122能够利用一种或多种气体设置和热量设置来控制气体温度202、流速204和热量温度206。
[0052]图3示出了根据一些实施例的用于执行与晶圆302相关的旋涂工艺的系统300。系统300包括被配置为在旋涂工艺(包括诸如RRC阶段102、分配阶段104、增厚阶段106、主晶圆旋转阶段112或EBR阶段114的一个或多个阶段)期间控制(诸如改变)热量308和向下流动的气体306的气流设备120和热量设备122。在一个实例中，系统300包括增厚站128，其包括热量设备122，并且可选地包括可与诸如分配站130的其他设备相关的气流设备120。气流设备120被配置为基本朝着晶圆302的顶部(诸如晶圆302的包括光刻胶304的表面)提供向下流动的气体306。热量设备122被配置为基本朝着晶圆302的底部提供热量308。在一些实施例中，系统300包括被配置为在材料分配阶段将材料分配到晶圆表面上的分配站130、被配置为在材料分配阶段旋转晶圆的旋转设备132或被配置为将溶剂分配到晶圆上以从晶圆移除一部分材料的EBR站134中的至少一个。
[0053]在一个实例中，在诸如增厚阶段106之前发生的分配阶段104的一个或多个阶段期间，气流设备120被配置为根据基线气体温度和基线流速来提供向下流动的气体306。气流设备120被配置为根据第一增厚阶段气体设置212在增厚阶段106的加热部分108期间增加向下流动的气体306的气体温度202或流速204中的至少一个。增加后的气体温度202或增加后的流速204可以增加光刻胶304的蒸发因素以增加光刻胶304的粘度。以这种方式，光刻胶304变得相对较厚，使得在增厚阶段106之后发生的主晶圆旋转阶段112能够相对较慢地旋转晶圆302但仍可获得目标厚度。在一个实例中，热量设备122被配置为根据第一增厚阶段热量设置224来增加热量308，诸如热量308的热量温度206。热量温度的增加能够增加光刻胶304的蒸发因素，从而产生相对较厚的光刻胶304。
[0054]图4示出了根据一些实施例的执行与晶圆302相关的旋涂工艺的方法400。在402中，执行材料分配阶段以将诸如光刻胶的材料分配到晶圆302的表面上。在404中，在RRC阶段102、分配阶段104、主晶圆旋转阶段112或EBR阶段114中的至少一个阶段期间，基本朝着晶圆302的顶部提供向下流动的气体306。在一个实例中，在RRC阶段102、分配阶段104、主晶圆旋转阶段112或EBR阶段114中的至少一个阶段期间，基本朝着晶圆302的底部提供热量308。在一些实施例中，将晶圆从分配站130移动到增厚站128以执行增厚阶段。在一些实施例中，在分配站130执行增厚阶段。在406中，执行增厚阶段。在增厚阶段106的加热部分108期间，根据第一增厚阶段气体设置212增加向下流动的气体306的气体温度202或流速204中的至少一个。在一些实施例中，在增厚阶段106的加热部分108期间，根据第一增厚阶段热量设置224增加热量308的热量温度206。在一些实施例中，在增厚阶段106的冷却部分110期间，基于第二增厚阶段气体设置214或第二增厚阶段热量设置226，降低热量308的热量温度206、向下流动的气体306的气体温度202或向下流动的气体306的流速204中的至少一个。在408中，根据均匀厚度度量执行主晶圆阶段以旋转晶圆。在410中，执行EBR阶段来将溶剂分配到晶圆上以从表面移除部分光刻胶。
[0055]在一些实施例中，对于在增厚阶段的冷却部分之后执行的主晶圆旋转阶段，以不同于晶圆的晶圆温度的控制温度来提供气体以将晶圆温度变为环境温度。在一些实施例中，在RRC阶段、分配阶段、主晶圆旋转阶段或EBR阶段中的至少一个阶段期间改变气体温度或流速。
[0056]图5示出了在旋涂工艺522的进行过程中与晶圆302的转速520相对应的曲线图500。旋涂工艺522包括一个或多个阶段，在这些阶段期间晶圆或者被旋转或被维持在静止状态。在这些阶段期间，控制向下流动的气体306的气体温度202、向下流动的气体306的流速204或者热量308的热量温度206。在一个实例中，晶圆302以诸如O的第一转速502开始旋涂工艺522。在RRC阶段102的第一部分期间，以第二转速504旋转晶圆302。在RRC阶段102的第二部分期间，以诸如O的第三转速506旋转晶圆302。在RRC阶段102期间，气体温度202、流速204和热量温度206维持在基线值，诸如大约22°C至大约23°C之间的温度和大约0.3m/s至大约0.5m/s之间的流速。在分配阶段104的第一部分期间，以第四转速508 (诸如以相对较高的转速)旋转晶圆302，使得沉积在晶圆302上的光刻胶304能够分散在晶圆302的表面上。在分配阶段104的第二部分期间，以比第四转速508相对较慢的第五转速510旋转晶圆302。在分配阶段104期间，气体温度202、流速204和热量温度206维持在基线值，诸如大约22°C至大约23°C之间的温度和大约0.3m/s至大约0.5m/s之间的流速。
[0057]在增厚阶段106的加热部分108和冷却部分110期间，以诸如O的第六转速512旋转晶圆302。在加热部分108期间，将气体温度202升高到诸如大约50°C至大约70°C之间的热量温度，并且将流速204增加到诸如大约0.6m/s至大约1.0m/s之间的快速。将热量温度206升高到诸如大约50°C至大约70°C之间的热量温度。在冷却部分110期间，将气体温度202降低到诸如大约22°C至大约23°C之间的冷却温度。可变地控制流速204，诸如大约0.3m/s至大约1.0m/s之间。可选地将热量温度206降低到大约22°C至大约23°C之间。以这种方式，基于增加与增厚阶段106相关的向下流动的气体或温度来增厚光刻胶304。
[0058]在主晶圆旋转阶段112期间，以第七转速514 (诸如以相对较高转速)旋转晶圆302。提供基线值的气体温度202，诸如大约22°C至大约23°C之间。提供基线值的流速204，诸如大约0.3m/s至大约0.5m/s之间。提供基线值的热量温度206，诸如大约22°C至大约23°C之间。在EBR阶段114期间，以第八转速516旋转晶圆302。在EBR阶段114期间，将气体温度202、流速204和热量温度206维持在基线值，诸如大约22°C至大约23°C之间的温度和大约0.3m/s至大约0.5m/s之间的流速。一旦完成旋涂工艺522，晶圆302就进入静止态 518。
[0059]根据本公开的一个方面，提供了一种用于执行与晶圆相关的旋涂工艺的系统。该系统包括被配置为在诸如第一溶剂的RRC阶段、光刻胶材料的分配阶段或第二溶剂的EBR阶段的材料分配阶段期间将材料分配到晶圆的表面上的分配站。该系统包括被配置为在材料分配阶段期间旋转晶圆的旋转设备。该系统包括增厚站。增厚站包括被配置为根据第一增厚阶段热量设置增加诸如热量温度的热量的热量设备。在增厚阶段的加热部分期间，基本朝着晶圆的底部提供热量。以这种方式，晶圆表面的顶部上的光刻胶由于向下流动的气体增加或热量增加引起的蒸发所导致的粘度增大而增厚。该系统包括被配置为将溶剂分配到晶圆上以从表面移除部分材料的EBR站。
[0060]根据本公开的一个方面，提供了一种在晶圆处理期间用于控制光刻胶厚度的系统。该系统包括被配置为在将光刻胶分配到晶圆上的分配阶段期间根据分配阶段气体设置基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体的气流设备。气流设备被配置为根据指定增加气体温度或增加流速中的至少一个的第一增厚阶段气体设置提供向下流动的气体。在分配阶段之后和主晶圆旋转阶段之前的增厚阶段的加热部分期间，基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。该系统包括被配置为在分配阶段期间根据分配阶段热量设置基本朝着晶圆的底部提供热量的热量设备。热量设备被配置为在增厚阶段的加热部分期间根据指定增加热量温度的第一增厚阶段热量设置基本朝着晶圆的底部提供热量。以这种方式，由于增加的向下流动的气体或增加的热量引起蒸发所导致的粘度增加，增厚了晶圆表面的顶部上的光刻胶。
[0061]根据本公开的一个方面，提供了一种用于执行与晶圆相关的旋涂工艺的方法。该方法包括执行材料分配阶段以将诸如光刻胶的材料分配到晶圆的表面上。在一个实例中，在材料分配阶段旋转晶圆。在第一溶剂的RRC阶段、将光刻胶分配到晶圆上的分配阶段、根据均匀厚度度量旋转晶圆的主晶圆旋转阶段或沿着晶圆的晶圆边缘洗掉至少一部分光刻胶的第二溶剂的EBR阶段中的至少一个阶段期间，基本朝着晶圆的顶部提供向下流动的气体。执行增厚阶段。在增厚阶段的加热部分期间，根据第一增厚阶段气体设置增加向下流动的气体的气体温度或流速中的至少一个。以这种方式，由于增加的向下流动的气体或增加的热量引起蒸发所导致的粘度增加，增厚了晶圆表面的顶部上的光刻胶。根据均匀厚度度量执行主晶圆旋转阶段以旋转晶圆。执行EBR阶段以将第二溶剂分配到晶圆上以从表面上移除部分光刻胶。
[0062]另一个实施例涉及计算机可读介质，其包括被配置为执行本文所提出的一种或多种技术的处理器可执行指令。图6示出了以这些方法设计的计算机可读介质或计算机可读设备的示例性实施例，其中实施例600包括计算机可读介质608，诸如在其上编码有计算机可读数据606的⑶-R、DVD-R、闪存驱动器、硬盘驱动器的底板等。诸如包括O或I中至少一个的二进制数据的计算机可读数据606又包括被配置为根据本文所提出的一个或多个机制操作的一组计算机指令604。在一些实施例中，处理器可执行计算机指令604被配置为执行方法602，诸如图4的示例性方法400中的至少一些。在一些实施例中，处理器可执行指令604被配置为实施诸如图3的示例性系统300中的至少一些的系统。本领域技术人员设计的许多这种计算机可读介质被配置为根据本文所提出的技术进行操作。
[0063]如本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”、“接口”等通常是指计算机相关实体，如硬件、硬件与软件的组合、软件或执行软件。例如，组件包括在处理器上运行的程序、处理器、客体、可执行指令、执行线程、程序或者计算机。以实例说明，在控制器上运行的应用程序和控制器都可以是组件。属于程序或执行线程以及组件的一个或多个组件位于一台计算机上或者分布在两台或多台计算机之间。
[0064]另外，所要求主题被应用为方法、装置或者使用标准编程或工程技术生产软件、固件、硬件或其任意组合以控制控制计算机实现所公开主题的产品。本文所使用的术语“产品”旨在包括从任意计算机可读设备、载体或介质可进入的计算机程序。当然，在不背离所要求主题的精神或范围的情况下，可以对本配置进行多种改变。
[0065]图7和以下讨论提供了适当计算机环境的简洁一般性描述以实施本文所提出的一个或多个指定的实施例。图7的操作环境只是适当操作环境的一个实例，但不用于表明限制操作环境的使用或功能范围。示例性计算设备包括但不限于个人计算机、服务器计算机、便携式或笔记本设备、诸如手机、个人数字助理(PDA)、媒体播放器等的移动设备、多处理器系统、消费性电子产品、小型计算机、大型计算机、包括任意以上系统或设备的分布式计算环境等。
[0066]通常，由一个或多个计算设备执行的“计算机可读指令”的一般语境描述了具体实施例。通过下面将要讨论的计算机可读介质分配计算机可读指令。计算机可读指令被实施为执行特定任务或实现特定抽象数据类型的诸如函数、对象、应用程序界面(API)、数据结构等的程序模块。通常，依据不同环境的需要，结合或分布计算机可读指令的功能。
[0067]图7示出了包括被配置为实施本文所提供的一个或多个实施例的计算设备712的系统700的实例。在一个配置中，计算设备712包括至少一个处理单元716和存储器718。在一些实施例中，根据计算设备的精确结构和类型，存储器718是诸如RAM的易失性存储器、诸如ROM、闪存等的非易失性存储器或两者的一些组合。通过虚线714在图7中示出了该配置。
[0068]在其他实施例中，设备712包括附加特征或功能。例如，设备712还包括诸如可去除存储器或不可去除存储器的附加存储器，包括但不限于磁存储器、光存储器等。在图7中通过存储器720示出这种附加存储器。在一些实施例中，实施本文所提供的一个或多个实施例的计算机可读指令存储在存储器720中。存储器720还存储其他计算机可读指令以执行操作系统、应用程序等。例如，通过处理单元716将计算机可读指令加载到存储器718中用于执行。
[0069]本文所使用的术语“计算机可读介质”包括计算机存储介质。计算机存储介质包括在用于存储诸如计算机可读指令或其他数据的信息的任何方法或技术中应用的易失性和非易失性、可去除和不可去除的介质。存储器718和存储器720是计算机存储介质的实例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPR0M、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光学存储器、磁性录像带、磁带、磁盘存储器或其他磁存储器或可以用于存储所需信息并且可以通过设备712存取的任意其他介质。任何这种计算机存储介质都是设备712的一部分。
[0070]术语“计算机可读介质”包括传播介质。传播介质通常体现了在诸如载波的“调制数据信号”或其他传输机制中的计算机可读指令或其他数据并包括任何信息传输介质。术语“调制数据信号”包括具有以这种方式设置或改变其一种或多种特性的信号以编码信号中的信息。
[0071]设备712包括诸如键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入装置、红外摄像机、视频输入设备或任何其它输入设备的输入设备724。设备712还包括诸如一个或多个显示器、扬声器、打印机或其他任何输出设备的输出设备722。输入设备724和输出设备722通过有线连接、无线连接或它们的任何组合连接到设备712。在一些实施例中，来自另一个计算设备的输入设备或输出设备被用作计算设备712的输入设备724或输出设备722。设备712还包括利于与一个或多个其他设备通信的通信连接726。
[0072]虽然已用具体语言描述主题的结构特征和/或方法方案，应当理解，所附权利要求的主题不一定限于上述的具体的特征或方案。相反，上文描述的具体特征或方案被作为实施权利要求的示例性形式来公开。
[0073]本文提供了实施例的各个操作。所描述的一些或全部操作的顺序不应被解释为意味着这些操作依赖一定的顺序。本领域技术人员应当理解具有本说明书的优势的可选操作。进一步地，应当理解，不是所有的操作在本文提供的每个实施例中都是必需存在的。
[0074]应当理解，本文描述的层、特征、元件等示出具有与另外一个尺寸相关的具体尺寸，诸如结构尺寸和/或方向，例如，在一些实施例中，为了简单和易于理解的目的，其实际尺寸与本文示出的尺寸基本不同。此外，例如，存在用于形成本文提到的层、特征、元件等的各种技术，诸如注入技术、掺杂技术、旋涂技术、诸如磁控或尚子束派射的派射技术、诸如热生长的生长技术和/或诸如化学气相沉积(CVD)的沉积技术。
[0075]此外，本文所使用的“示例性的”表示用作实例、情况、说明等，并且未必是有利的。如在本申请中所使用的，“或”旨在表示兼容的“或”而不是独有的“或”。此外，除非另有指明或从针对单一形式的环境中清楚看出，否则本申请中所使用的“一个(a)”和“一个(an)”通常被解释为表示“一个或多个”。此外，A和B中的至少一个等通常是指A或B或者A和
B。此外，详细说明书或权利要求中使用的“包括”、“具有”、“有”、“具有”或它们的变形的范围来说，这种术语旨在包含以类似于术语“包含”。
[0076]并且，虽然已参照一个或多个实例示出并描述了本发明，基于阅读和理解本说明书和附图将发生等效变更和修改。本发明包括所有这种修改和变更并且仅限于以下权利要求书的范围。
【权利要求】
1.一种用于执行与晶圆相关的旋涂工艺的系统，包括: 分配站，被配置为: 在材料分配阶段期间将材料分配到所述晶圆的表面上； 旋转设备，被配置为: 在所述材料分配阶段期间旋转所述晶圆； 增厚站，包括: 热量设备，被配置为: 根据第一增厚阶段热量设置来增加热量，在增厚阶段的加热部分期间基本朝着所述晶圆的底部提供所述热量；以及EBR站,被配置为: 将溶剂分配到所述晶圆上以从所述晶圆移除部分所述材料。
2.根据权利要求1所述的系统，所述增厚站还包括: 气流设备，被配置为: 根据第一增厚阶段 气体设置增加向下流动的气体的气体温度和流速中的至少一个，在所述增厚阶段的加热部分期间基本朝着所述晶圆的顶部提供所述向下流动的气体。
3.根据权利要求1所述的系统，包括: 气流设备，被配置为: 在一个或多个旋涂工艺阶段期间以与所述晶圆的晶圆温度不同的受控温度提供气体。
4.一种用于在晶圆处理过程中控制光刻胶的厚度的系统，包括: 气流设备，被配置为: 在将所述光刻胶分配到晶圆上的分配阶段期间，根据分配阶段气体设置基本朝着所述晶圆的顶部提供向下流动的气体；和 在所述分配阶段之后和主晶圆旋转阶段之前的增厚阶段的加热部分期间，根据指定增加气体温度和增加流速中的至少一个的第一增厚阶段气体设置，基本朝着所述晶圆的顶部提供所述向下流动的气体；以及热量设备，被配置为:在所述分配阶段期间，根据分配阶段热量设置基本朝着所述晶圆的底部提供热量；和在所述分配阶段之后和所述主晶圆旋转阶段之前的所述增厚阶段的加热部分期间，根据指定增加热量温度的第一增厚阶段热量设置，基本朝着所述晶圆的底部提供所述热量。
5.根据权利要求4所述的系统，所述热量设备被配置为: 在所述增厚阶段的冷却部分期间，根据指定基线热量温度的第二增厚阶段热量设置，基本朝着所述晶圆的底部提供所述热量。
6.根据权利要求4所述的系统，所述气流设备被配置为: 在所述增厚阶段的冷却部分期间，根据指定增加气体温度和增加流速中的至少一个的第二增厚阶段气体设置，基本朝着所述晶圆的顶部提供所述向下流动的气体。
7.根据权利要求4所述的系统，所述气流设备被配置为: 在所述增厚阶段的冷却部分期间，根据指定基线气体温度和基线流速中的至少一个的第二增厚阶段气体设置，基本朝着所述晶圆的顶部提供所述向下流动的气体。
8.一种用于执行与晶圆相关的旋涂工艺的方法，包括:执行材料分配阶段以将材料分配到所述晶圆的表面上，执行所述材料分配阶段包括旋转所述晶圆； 在第一溶剂的RRC阶段、将光刻胶分配到所述晶圆上的分配阶段、根据均匀厚度度量旋转所述晶圆的主晶圆旋转阶段和沿着所述晶圆的晶圆边缘洗掉至少一部分所述光刻胶的第二溶剂的EBR阶段中的至少一个阶段期间，基本朝着所述晶圆的顶部提供向下流动的气体； 执行增厚阶段，包括在所述增厚阶段的加热部分期间根据第一增厚阶段气体设置增加所述向下流动的气体的气体温度和流速中的至少一个； 执行所述主晶圆旋转阶段以根 据所述均匀厚度度量旋转所述晶圆；以及 执行所述EBR阶段以将第二溶剂分配到所述晶圆上，从而从所述晶圆移除部分所述光刻胶。
9.根据权利要求8所述的方法，包括: 在所述第一溶剂的所述RRC阶段、将所述光刻胶分配到所述晶圆上的所述分配阶段、根据所述均匀厚度度量旋转所述晶圆的所述主晶圆旋转阶段和沿着所述晶圆的晶圆边缘洗掉至少一部分所述光刻胶的第二溶剂的所述EBR阶段中的至少一个阶段期间，基本朝着所述晶圆的底部提供热量；以及 在所述增厚阶段的加热部分期间，根据第一增厚阶段热量设置增加所述热量。
10.根据权利要求8所述的方法，包括以下处理中的至少一种: 在所述增厚阶段的冷却部分期间，根据第二增厚阶段气体设置降低所述向下流动的气体的气体温度和流速中的至少一个；或者 在所述增厚阶段的冷却部分期间，根据第二增厚阶段热量设置降低所述热量。
【文档编号】H01L21/312GK104051259SQ201310582709
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】张浚威, 林佳洁, 王志谦, 莫忘本, 谢弘璋 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司