改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法与装置与流程

1.本技术涉及半导体领域，具体而言，涉及一种改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法、装置、晶圆、计算机可读存储介质和光刻设备。


背景技术：

2.在3d nand工艺中，通过不断的增加no(其中，n指的是氮化硅，o指的是二氧化硅)的层数来提高单位面积内的存储容量，并且通过3d的台阶结构以保证接触孔能够顺利连到每层no的栅线上，同时在3d nand工艺中存在复杂的材料填充和退火过程。3d nand的这种设计和工艺，使得晶圆因为应力产生巨大的形变，并且在整个工艺过程中不断变化，难以控制。
3.晶圆形变过大且不规则，会导致晶圆在litho机台的烘干设备上吸附不够平整。不平整的晶圆在烘干设备上加热时候会出现温度分布不均匀的问题，而加热温度不均匀尤其是曝光后烘干(peb，post exposure bake)加热不均匀导致的直接问题就是晶圆的关键尺寸均匀性(cdu，critical dimension uniformity)控制变差。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法、装置、晶圆、计算机可读存储介质和光刻设备，以解决现有技术中由于曝光后烘干加热不均匀导致的晶圆的关键尺寸均匀性变差的问题。
5.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法，包括：获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布；根据所述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，所述涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与所述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成；根据所述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的所述曝光能量对所述晶圆进行曝光，以改善所述晶圆的关键尺寸均匀性。
6.可选地，所述方法还包括：在所述曝光能量固定的情况下，构建所述关键尺寸均匀性、所述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间的之间关系式。
7.可选地，根据所述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，包括：根据所述第二温度分布、预定烘干时间和所述关系式，确定预测的关键尺寸均匀性；根据所述预测的关键尺寸均匀性，调整所述曝光工艺中的曝光能量。
8.可选地，在所述曝光能量固定的情况下，构建所述关键尺寸均匀性、所述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间的之间关系式，包括：将所述晶圆划分为不同的区域；构建各所述区域对应的所述关键尺寸均匀性、所述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间之间的关系式。
9.可选地，根据所述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，包括：根据各区域的所述第二温度分布、预定烘干时间和所述关系式，确定预测各区域的关键尺寸均匀
性；根据预测的各区域的关键尺寸均匀性，调整所述曝光工艺中各区域的所述曝光能量。
10.可选地，在根据所述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的所述曝光能量对所述晶圆进行曝光之后，所述方法还包括：控制对曝光后的所述晶圆进行烘干。
11.根据本技术的另一个方面，提供了一种改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置，包括：获取单元，用于获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布；预测单元，用于根据所述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布；补偿单元，用于根据所述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的所述曝光能量对所述晶圆进行曝光，以改善所述晶圆的关键尺寸均匀性。
12.根据本技术的另一个方面，提供了一种晶圆，所述晶圆采用任意一种所述的方法进行处理。
13.根据本技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。
14.根据本技术的再一个方面，提供了一种光刻设备，包括烘干设备、一个或多个处理器，存储器以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。
15.应用本技术的技术方案，通过首先获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布，然后根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，再根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，使得经过曝光后烘干工艺的晶圆的表面温度分布比较均匀，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。由于涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成，使得可以采用第一温度分布预测第二温度分布，进而根据第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，使得改善了上述晶圆的关键尺寸均匀性。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本技术的实施例的改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法流程图；
18.图2示出了根据本技术的实施例的改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置示意图。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
21.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
22.应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
23.为了便于描述，以下对本技术实施例涉及的部分名词或术语进行说明：
24.peb：曝光后烘干(post exposure bake)，是指在曝光之后的光刻胶膜的烘干过程。由于光刻胶膜还未显影，也就是说还未闭合，peb也可以在高于光刻胶软化温度的情况下进行。后烘所需要的时间和温度并不取决于光刻胶薄膜的厚度，而是取决于所使用的光刻胶的种类，通常在110～130℃的温度下持续几分钟。
25.pab：涂覆后烘干(post apply bake)，是指在涂覆光刻胶之后的烘干过程。
26.根据本技术的实施例，提供了一种改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法。
27.图1是根据本技术实施例的改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
28.步骤s101，获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布；
29.具体地，上述第一温度分布既包括晶圆的不同区域的温度值分布，也包括晶圆的相同的区域的温度值随时间的变化情况。
30.步骤s102，根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，上述涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成；
31.具体地，涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备具有同样的吸附压力。
32.步骤s103，根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。
33.上述方案中，通过首先获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布，然后根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，再根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，使得经过曝光后烘干工艺的晶圆的表面温度分布比较均匀，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。由于涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成，使得可以采用第一温度分布预测第二温度分布，进而根据第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，使得改善了上述晶圆的关键尺寸均匀性。
34.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的
计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
35.本技术的一种实施例中，上述方法还包括：在上述曝光能量固定的情况下，构建上述关键尺寸均匀性、上述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间的之间关系式。关系式可以表示为：cd＝f(t
peb
，t
peb
)，其中，cd表示关键尺寸均匀性，t
peb
表示温度分布，t
peb
表示烘干时间。
36.一种更为具体的关系式表示为：其中，k1、k2、k3均为常量，t
peb
表示温度分布，t
peb
表示烘干时间，d表示曝光能量。当然，该关系式只是示例性的，本领域技术人员可以根据实际需求设置合适的关系式。
37.本技术的另一种实施例中，根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，包括：根据上述第二温度分布、预定烘干时间和上述关系式，确定预测的关键尺寸均匀性；根据上述预测的关键尺寸均匀性，调整上述曝光工艺中的曝光能量。可以将预定烘干时间设置为实际的烘干时间，将第二温度分布、预定烘干时间代入上述关系式中，就可以求解出预测的关键尺寸均匀性，进而根据上述预测的关键尺寸均匀性，调整上述曝光工艺中的曝光能量，以改善晶圆的关键尺寸均匀性。
38.本技术的另一种实施例中，在上述曝光能量固定的情况下，构建上述关键尺寸均匀性与上述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间之间的关系式，包括：将上述晶圆划分为不同的区域；构建各上述区域对应的上述关键尺寸均匀性、上述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间之间的关系式。即可以对晶圆分区域处理，以保证更好地改善关键尺寸均匀性。
39.本技术的另一种实施例中，根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，包括：根据各区域的上述第二温度分布、预定烘干时间和上述关系式，确定预测各区域的关键尺寸均匀性；根据预测的各区域的关键尺寸均匀性，调整上述曝光工艺中各区域的上述曝光能量。
40.本技术的再一种实施例中，在根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光之后，上述方法还包括：控制对曝光后的上述晶圆进行烘干。即对晶圆进行曝光之后，对晶圆进行曝光后烘干工艺，以及后续的工艺处理，保证晶圆的成功制备。
41.本技术实施例还提供了一种改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置，需要说明的是，本技术实施例的改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法。以下对本技术实施例提供的改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置进行介绍。
42.图2是根据本技术实施例的改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置的示意图。如图2所示，该装置包括：
43.获取单元10，用于获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布；
44.预测单元20，用于根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布；
45.补偿单元30，用于根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。
46.上述方案中，获取单元获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布，预测单元根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，补偿单元根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，使得经过曝光后烘干工艺的晶圆的表面温度分布比较均匀，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。由于涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成，使得可以采用第一温度分布预测第二温度分布，进而根据第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，使得改善了上述晶圆的关键尺寸均匀性。
47.本技术的一种实施例中，上述装置还包括构建单元，构建单元用于在上述曝光能量固定的情况下，构建上述关键尺寸均匀性、上述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间的之间关系式。关系式可以表示为：cd＝f(t
peb
，t
peb
)，其中，cd表示关键尺寸均匀性，t
peb
表示温度分布，t
peb
表示烘干时间。
48.本技术的另一种实施例中，补偿单元包括第一确定模块和调整模块，第一确定模块用于根据上述第二温度分布、预定烘干时间和上述关系式，确定预测的关键尺寸均匀性；调整模块用于根据上述预测的关键尺寸均匀性，调整上述曝光工艺中的曝光能量。可以将预定烘干时间设置为实际的烘干时间，将第二温度分布、预定烘干时间代入上述关系式中，就可以求解出预测的关键尺寸均匀性，进而根据上述预测的关键尺寸均匀性，调整上述曝光工艺中的曝光能量，以改善晶圆的关键尺寸均匀性。
49.本技术的另一种实施例中，构建单元包括划分模块和构建模块，划分模块用于将上述晶圆划分为不同的区域；构建模块用于构建各上述区域对应的上述关键尺寸均匀性、上述曝光后烘干工艺中的温度分布和烘干时间之间的关系式。即可以对晶圆分区域处理，以保证更好地改善关键尺寸均匀性。
50.本技术的另一种实施例中，补偿单元包括第二确定模块和调整模块，第二确定模块用于根据各区域的上述第二温度分布、预定烘干时间和上述关系式，确定预测各区域的关键尺寸均匀性；调整模块用于根据预测的各区域的关键尺寸均匀性，调整上述曝光工艺中各区域的上述曝光能量。
51.本技术的再一种实施例中，上述装置还包括控制单元，控制单元用于在根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光之后，控制对曝光后的上述晶圆进行烘干。即对晶圆进行曝光之后，对晶圆进行曝光后烘干工艺，以及后续的工艺处理，保证晶圆的成功制备。
52.所述改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置包括处理器和存储器，上述获取单元、预测单元和补偿单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
53.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来改善晶圆的关键尺寸均匀性。
54.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
55.本发明实施例提供了一种晶圆，上述晶圆采用任意一种上述的方法进行处理。采
用本技术的方法处理得到的晶圆的关键尺寸均匀性较好。
56.本发明实施例提供了一种光刻设备，包括烘干设备、一个或多个处理器，存储器以及一个或多个程序，其中，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，并且被配置为由上述一个或多个处理器执行，上述一个或多个程序包括用于执行任意一种上述的方法。
57.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法。
58.本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法。
59.本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
60.步骤s101，获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布；
61.步骤s102，根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，上述涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成；
62.步骤s103，根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。
63.本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
64.本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
65.步骤s101，获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布；
66.步骤s102，根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，上述涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成；
67.步骤s103，根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。
68.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
69.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
70.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指
令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
71.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
72.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
73.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
74.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
75.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
76.从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
77.1)、本技术的改善晶圆的关键尺寸均匀性的方法，通过首先获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布，然后根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，再根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，使得经过曝光后烘干工艺的晶圆的表面温度分布比较均匀，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。由于涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成，使得可以采用第一温度分布预测第二温度分布，进而根据第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，使得改善了上述晶圆的关键尺寸均匀性。
78.2)、本技术的改善晶圆的关键尺寸均匀性的装置，获取单元获取涂覆后烘干工艺中的晶圆表面的第一温度分布，预测单元根据上述第一温度分布预测曝光后烘干工艺中的第二温度分布，补偿单元根据上述第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，并采用补偿后的上述曝光能量对上述晶圆进行曝光，使得经过曝光后烘干工艺的晶圆的表面温度分布比较均匀，以改善上述晶圆的关键尺寸均匀性。由于涂覆后烘干工艺中采用的烘干设备与上述曝光后烘干工艺中采用的烘干设备是采用同样的工艺制成，使得可以采用第一
温度分布预测第二温度分布，进而根据第二温度分布对曝光工艺中的曝光能量进行补偿，使得改善了上述晶圆的关键尺寸均匀性。
79.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。