通过光刻和蚀刻工艺顺序提高整个晶圆的关键尺寸均匀性(2)

多区域peb烘烤盘
peb步骤在控制栅极cd方面变得非常关键,因为热剂量扩散酸并催化曝光后化学放大的抗蚀剂的化学反应。现代晶圆跟踪系统包括一个多区域/多控制器烘烤盘,旨在调整以提供更均匀的空间peb温度分布。这种多区/多控制器烘烤盘的近似布局,与我们的实验安排相一致,在图3.2中作了概念性的说明
2在本文描述的整个工作过程中,从未获得关于本实验中使用的烘烤板的确切布局或控制算法的信息。所有关于烘烤盘及其操作的信息都是通过实验提取的。
在改进的300毫米板上使用200毫米晶片,图3仅显示了300毫米烘烤板的内部200毫米区域。内部200毫米区域由七个区域组成。如(1)所示,在我们的建模方法中,我们假设在多区域/多控制器烘烤板的每个区域上的晶片上的实际稳态peb温度由温度设定值、区域控制器的相应偏移以及其它区域的影响决定,这是由于烘烤板的良好导电性
其他区域的实际设定值偏移效应(1)
在peb模块中采用多区域烘烤板的最初动机是减少peb温度不均匀性,从而最小化其对整个晶片cd变化的影响。然而,在我们的新颖的cdu控制方法中,它被用来产生某些跨晶片的peb温度分布,以补偿上游和下游的cd变化,使得最终的后显影或后蚀刻cd变化可以被最小化。
温度-失调模型
在本文的整个实验部分中,我们只对与multi zone/multi controller烘焙板的200mm区域相对应的内部七个区域的区域控制器偏移进行了实验和建模,而将外部八个区域偏移、曝光剂量、焦距和所有其他参数保留在它们的(标称)基线条件下。在区域控制器偏移的特定组合下,由温度矢量表示的整个晶片的稳态peb温度可以表示为
其中矩阵是温度-偏移模型的核心,其第列表示第个区域控制器偏移对稳态peb温度的影响。图4和5描述了每个区域控制器偏移对对应区域偏移增加1℃的稳态peb温度的影响。它们清楚地表明,每个区域控制器偏移控制晶片特定区域上的peb温度。此外,区域控制器偏移的影响随着远离该区域而逐渐减小,并且晶片温度随着区域控制器偏移的增加而降低。
c. cd到偏移模型
与多区域烘烤板相关的cd-区域偏移模型也是从设计实验中并行提取的,该模型可用于计算优化cd均匀性的最佳区域控制器偏移。由于每个本地cd在稳定状态下由本地peb温度直接控制,所以在特定区域偏移组合下的cd可以表示为


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