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TWI578389B - 半導體晶圓之溫度控制系統及方法 - Google Patents

半導體晶圓之溫度控制系統及方法 Download PDF

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TWI578389B
TWI578389B TW101145654A TW101145654A TWI578389B TW I578389 B TWI578389 B TW I578389B TW 101145654 A TW101145654 A TW 101145654A TW 101145654 A TW101145654 A TW 101145654A TW I578389 B TWI578389 B TW I578389B
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temperature
semiconductor wafer
chamber
heating
pressure level
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沙維特賴維
克勞斯拉菲
葉爾伊札克
納卡許山謬
白蘭奇尤瑞
Original Assignee
應用材料以色列公司
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Publication date
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    • H10P72/0602
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D13/00Apparatus for preheating charges; Arrangements for preheating charges
    • H10P72/0431
    • H10P72/0432
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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    • F27B17/0025Chamber type furnaces specially adapted for treating semiconductor wafers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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Description

半導體晶圓之溫度控制系統及方法
本發明係關於用於半導體晶圓溫度控制的系統和方法,例如該系統和方法協助降低半導體晶圓的熱膨脹。
半導體晶圓可在暴露於環境溫度和環境壓力位準的同時從一個工具轉移到另一個工具。工具可在腔室內處理或檢查半導體晶圓,該腔室可維持不同於環境溫度和環境壓力位準的溫度和壓力位準。
當處理或檢查半導體晶圓時,半導體晶圓通常定位於卡盤上。卡盤的溫度高於環境溫度,且當半導體晶圓置於卡盤時,半導體晶圓經歷一次熱膨脹。
此熱膨脹增加了與任何處理或檢查過程相關的不確定度,且可能降低該檢查或過程的速度和準確性。在檢查期間,可對半導體晶圓的較大區域進行掃描,以便考慮到熱膨脹。
此外,當需要檢查工具提供具有缺陷中心在圖像尺寸10%之內的級別圖像時,在缺陷檢測與級別圖像抓取之間的 熱膨脹增加了缺陷中心的不確定性。
在圖像抓取期間存在的熱膨脹也可能導致框架的失去對準,相當於放大了斑點。此影響取決於膨脹率,且在半導體晶圓剛裝載之後的晶圓邊緣就更嚴重。
本發明者已經確定存在對用於降低半導體晶圓熱膨脹的系統和方法的需要。根據本發明的一實施例,提供有一種方法,該方法可包括:當第一腔室處於第一壓力位準且半導體晶圓處於第一溫度時,在第一腔室接收半導體晶圓;由第一加熱模組將半導體晶圓加熱至第二溫度,且將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準;及當第二腔室維持第三壓力位準時,將半導體晶圓提供至第二腔室的支撐元件;其中支撐元件處於第三溫度,該第三溫度比第一溫度更接近於第二溫度,且第三壓力位準比第一壓力位準更接近於第二壓力位準。
根據本發明的一實施例,可提供一種系統,且該系統能夠執行該方法及該方法任何步驟的結合。系統可包括第一腔室,該第一腔室被配置成當第一腔室處於第一壓力位準且半導體晶圓處於第一溫度時接收半導體晶圓;其中第一腔室被配置成,將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準;第一加熱模組,被配置成將半導體晶圓加熱至第二溫度;第二腔室,第二腔室被配置成在維持第三壓力位準的同時接收半導體晶圓,且將半導體晶圓置放於支撐元件上;其中支撐元件處於第三溫度,該第三溫度比第一溫度更接近於第二溫 度,且其中第三壓力位準比第一壓力位準更接近於第二壓力位準。
系統可包括第一腔室,該第一腔室被配置成當第一 腔室處於第一壓力位準且半導體晶圓處於第一溫度時從第一轉移單元接收半導體晶圓,其中第一腔室包括第一壓力控制單元,該第一壓力控制單元被配置成,將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準;第一加熱模組,該第一加熱模組包括由加熱控制器控制的至少一個加熱元件,該加熱控制器提供有至少一個溫度感測器的溫度讀數,其中至少一個加熱元件被配置成將半導體晶圓加熱至第二溫度;第二轉移單元,被配置成在該系統的第一腔室與第二腔室之間轉移半導體晶圓,其中第二腔室包括支撐元件,該支撐元件被配置成在第二壓力控制單元維持第三壓力位準且支撐元件處於第三溫度的同時接收半導體晶圓,該第三溫度比第一溫度更接近於第二溫度,且其中第三壓力位準比第一壓力位準更接近於第二壓力位準。
第二溫度和第三溫度實質上可彼此相等。另外,第二壓力位準和第三壓力位準實質上可彼此相等。第一腔室可為裝載鎖定腔室,且第二壓力位準可為真空壓力位準。
該方法可包括由第一加熱模組接觸半導體晶圓的背部,並在接觸半導體晶圓的同時由第一加熱模組來加熱半導體晶圓。
該方法可包括由第二加熱模組來加熱半導體晶圓的上部。
該方法可包括在第二加熱模組不接觸半導體晶圓的同時由第二加熱模組來加熱半導體晶圓。
該方法可包括由耦接至第一加熱模組的提升模組,從第一腔室的另一個元件處提升半導體晶圓,並由第一加熱模組加熱半導體。
其他元件可為預對準器,且第一加熱模組可具有圍繞預對準器的中心孔。
該方法可包括在開始降低第一腔室的壓力位準之前,開始加熱半導體晶圓。
該方法可包括由第一加熱模組的加熱元件來加熱半導體晶圓,其中加熱元件定位於導熱罩殼之內,並維持超過第二壓力位準的一壓力位準。
該方法可包括回應至少一個感應嘗試的結果確定加熱半導體晶圓的方式,該感應嘗試為環境溫度和第二腔室支撐元件溫度的至少一個溫度。
10‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧晶圓盒
30‧‧‧第一機器人
40‧‧‧第一腔室
41‧‧‧第一開口
42‧‧‧第二開口
43‧‧‧開口
45‧‧‧開口
49‧‧‧第一壓力控制單元
50‧‧‧第二腔室
59‧‧‧第二壓力控制單元
60‧‧‧預對準器
70‧‧‧第二機器人
80‧‧‧卡盤
81‧‧‧卡盤溫度感測器
90‧‧‧缸體
100‧‧‧方法
110‧‧‧步驟
120‧‧‧步驟
121‧‧‧步驟
122‧‧‧步驟
123‧‧‧步驟
124‧‧‧步驟
130‧‧‧步驟
140‧‧‧步驟
150‧‧‧步驟
160‧‧‧步驟
200‧‧‧系統
210‧‧‧第一加熱模組
211‧‧‧第一加熱模組溫度感測器
212‧‧‧加熱元件
214‧‧‧中心孔
217‧‧‧上部
218‧‧‧下部
219‧‧‧密封帶
220‧‧‧馬達
221‧‧‧柔性波紋管
230‧‧‧第二加熱模組
231‧‧‧第二加熱模組溫度感測器
232‧‧‧加熱元件
240‧‧‧結構元件
260‧‧‧溫度控制器
281‧‧‧環境溫度感測器
在說明書的結尾部分特別指出了且清楚地主張了視為本發明的標的物。然而,藉由在與伴隨圖式一同閱讀的同時參閱以下詳細描述來更好地瞭解關於本發明的組織和操作方法、連同其目的、特徵和優點,在伴隨圖式中:圖1圖示根據本發明的一實施例的方法;圖2A至圖2E圖示根據本發明的不同實施例在半導體晶圓檢查過程中執行不同步驟的系統;圖3A至圖3B圖示根據本發明的不同實施例的第一 腔室和半導體晶圓;圖4A和圖4B圖示根據本發明的一實施例的系統不同部分;及圖5A至圖5C圖示根據本發明的不同實施例的第一模組元件罩殼的上部和下部。
應理解,為簡單和清楚的說明,在圖式中所展示的 元件未必按比例繪製。例如,為了清楚,一些元件的尺寸相對於其他元件進行了誇示。另外,在被認為適當的情況下,元件符號可在圖式之間重複以指示相應或類似元件。
在以下的詳細描述中,闡明了許多的具體細節以便 為本發明提供徹底的瞭解。然而,本領域技術人員應瞭解在沒有該等具體細節的情況下可實施本發明。在其他情況下,熟知的方法、程序和器件未詳細描述以免模糊了本發明。
因為本發明所說明的實施例大多可使用本領域技術 人員所知的電子器件和電路實現,所以除了視為對本發明基本概念的瞭解和理解所必須的,將不解釋任何更大程度上延伸的細節,以便不困惑或分散本發明的講解。
圖1圖示根據本發明的一實施例的方法100。
方法100可以步驟110開始,步驟110將半導體晶圓提供至第一腔室。半導體晶圓可處於第一溫度,該第一溫度可為環境溫度。第一溫度可為固定半導體晶圓的晶圓盒的溫度。半導體晶圓可由第一機器人從晶圓盒取出,並提供給預對準器或第一腔室的其他支撐元件。支撐元件被配置成支撐半 導體晶圓並且也可移動該半導體晶圓。
步驟110可包括在第一腔室中維持第一壓力位準的 同時由第一腔室接收半導體晶圓。此第一壓力位準可為大氣壓力位準。
步驟110緊接著可為步驟120和步驟130。該等步驟可 以重疊方式、部分重疊方式或非重疊方式來並存執行。該等步驟可同時或在不同時間開始,並可同時或在不同時間結束。
步驟120可包括由第一加熱模組將半導體晶圓加熱 至第二溫度。加熱過程可包括維持半導體晶圓的溫度直到將半導體晶圓提供給第二腔室。
根據本發明的一實施例,第二溫度可高於第三溫度 。此至少可部分地協助補償半導體晶圓從第一腔室轉移至第二腔室期間可能的溫度降低。溫度的降低也可歸因於半導體晶圓加熱方式的改變,此改變可在轉移之前或轉移期間引入。例如,若半導體晶圓在被第一加熱模組接觸時加熱,並且若該接觸在半導體晶圓轉移至第二腔室之前停止,則此改變可發生。
由於熱轉移的考慮,在壓力位準達到第二壓力位準之前開始加熱半導體晶圓是有益的,但不是必須如此。
在第二腔室維持第三壓力位準且第二腔室的支撐元件處於第三溫度的同時,將半導體晶圓轉移至第二腔室。
第三溫度比第一溫度更接近於第二溫度。第三壓力位準比第一壓力位準更接近於第二壓力位準。
第二溫度和第三溫度實質上可彼此相等。第二壓力 位準和第三壓力位準實質上可彼此相等。第一腔室可為裝載鎖定腔室。第二壓力位準和第三壓力位準可為真空壓力位準。
應注意,術語第一溫度、第二溫度和第三溫度是用 來區分該等溫度的。第一溫度、第二溫度和第三溫度的值可隨著時間改變。例如,由於支撐元件移動或其器件移動而引起的加熱,使得環境溫度可改變,且第二腔室支撐元件的溫度可改變。
步驟120可包括步驟121、步驟122、步驟123和步驟 124中的至少一個,皆在以下論述。
步驟121可包括由第一加熱模組接觸半導體晶圓的 背部,以及在接觸半導體晶圓的同時由第一加熱模組來加熱半導體晶圓。
該加熱可在接觸之前或接觸之後開始,並可在接觸 期間、接觸結束之後或一旦半導體晶圓與第一加熱元件互相間隔開接觸結束就停止。可藉由向半導體晶圓移動第一加熱模組,藉由向第一加熱模組移動半導體晶圓,或者該兩者來達成該接觸。
步驟122可包括由第二加熱模組來加熱半導體晶圓 的上部。此可以非接觸的方式完成,例如其中該加熱由輻射熱完成。
另外或替代地,第二加熱模組可接觸至少一部分的 半導體晶圓。該接觸可發生於半導體晶圓的邊緣、劃線處等 等。由於污染問題,僅接觸背部可能是更有益的。
步驟123可包括由耦接至第一加熱模組(或第一加熱 模組一部分)的提升模組,將半導體晶圓從第一腔室的支撐元件提升,以及由第一加熱模組加熱半導體。
第一腔室的支撐元件可為預對準器,且第一加熱模 組可具有圍繞預對準器的中心孔,以便半導體晶圓的垂直移動足夠將半導體晶圓從預對準器分離,並定位在預對準器上方從而接觸第一加熱模組。
應注意,第一加熱元件可具有環形或可包括多個間 隔開的區段,該區段能接觸半導體晶圓並能在預對準器上方提升半導體晶圓。
第一腔室可降低第二壓力位準的壓力位準,並且第 一加熱模組可包括一或多個加熱元件,該一或多個加熱元件與第二壓力位準並不相容。例如,第一加熱模組的一或多個加熱元件在為真空的第二壓力位準下工作是不適當的。此可簡化並降低該等一或多個加熱元件的成本。該等一或多個加熱元件可位於導熱的罩殼(或具有至少一個導熱部分)中,該罩殼在向半導體晶圓導熱的同時維持第一加熱模組內的壓力。
因此,步驟120可包括由第一加熱模組的加熱元件來加熱半導體晶圓的步驟124,其中加熱元件定位於導熱罩殼之內,並維持超過第二壓力位準的壓力位準。
步驟130可包括將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準。第二壓力位準可為真空壓力位準。其可等同於或 實質上等於由第二腔室維持的第三壓力位準,半導體晶圓在該第二腔室中進行檢查或處理。
圖1中虛線的使用意欲指示在步驟130處壓力位準的 降低可在步驟120開始之前開始,可與步驟120的初始化並行開始,及/或可在步驟120開始之後開始。在將半導體晶圓提供至第二腔室之後、接收回半導體晶圓且密封第一腔室和第二腔室之間的開口之後,可維持第二壓力位準。
緊接著步驟120和步驟130可為將半導體晶圓從第一 腔室轉移到第二腔室支撐元件的步驟140。此可由第二機器人或其他轉移模組完成。第二腔室的支撐元件可為卡盤。
步驟140可包括(或提前執行)從提升位置降下半導 體並將半導體置放於第一腔室的支撐元件上。或者,半導體晶圓可在第一加熱模組支撐的情況下取出。
加熱過程可在半導體晶圓進入第一腔室之前回應半 導體溫度(例如,回應環境溫度或回應晶圓固定晶圓盒的溫度),且另外或替代地,回應第二腔室支撐元件的溫度(例如,第三溫度)。加熱過程目的在於降低該等溫度之間的缺口,且當缺口較小時,可應用較不強勁的的加熱過程。
此舉由步驟150和步驟160說明:步驟150說明了感應 第一溫度、第二溫度和第三溫度中至少一個溫度,且步驟160說明了響應至少一個感應嘗試結果確定加熱半導體晶圓的方式,該感應嘗試為環境溫度和第二腔室支撐元件溫度的至少一個溫度。說明步驟160後緊接著是步驟120。
圖2A至圖2E圖示根據本發明不同實施例的在半導 體晶圓檢查過程中執行不同步驟的系統200。
圖2A圖示當半導體晶圓10位於晶圓盒20處時且由諸如第一機器人30的第一轉移單元所接觸的系統200。
圖2B圖示當半導體晶圓10定位於諸如第一腔室40的預對準器60的支撐單元頂部時的系統200。第一機器人30已經完成將半導體晶圓10從該晶圓盒轉移到第一腔室40。
圖2C圖示當半導體晶圓10定位於第一加熱模組210頂部時的系統200,第一加熱模組210將半導體晶圓10提升於預對準器60上方。
圖2D圖示當半導體晶圓10定位於預對準器60頂部,且在第一加熱模組210降下之後,同時半導體晶圓10由預對準器60支撐時的系統200。同樣展示了第二轉移單元,諸如接觸半導體晶圓10的第二機器人70。
圖2E圖示當半導體晶圓10定位於諸如第二腔室50的卡盤80的支撐單元頂部時的系統200。第二機器人70被展示為完成半導體晶圓10從第一腔室到第二腔室的轉移。
只要該處理或檢查完成,圖2A至圖2E中所圖示的步驟中至少一些就被反向。例如,第一機器人30和第二機器人70可將半導體晶圓從第二腔室50轉移至第一腔室40,以及從第一腔室40轉移到該晶圓盒。
第一加熱模組210可被配置成將半導體晶圓加熱至第二溫度。
第二腔室50可被配置成在維持第三壓力位準的同時接收半導體晶圓10,並將半導體晶圓10置放於諸如卡盤80的 支撐元件上。
在卡盤80接收半導體晶圓時,稍微在接收半導體晶圓之前,立即接收半導體晶圓之後,或靠近半導體晶圓接收時間的任何一點處,卡盤80可處於第三溫度。
第三溫度可比第一溫度更接近於第二溫度,且第三壓力位準可比第一壓力位準更接近於第二壓力位準。
第二溫度和第三溫度實質上可彼此相等,並且第二壓力位準和第三壓力位準實質上可彼此相等,因此,第一腔室40可被配置成減少環境狀態與存在於第二腔室50狀態之間的差異。
第一腔室40可執行至少一個附加功能,諸如將半導體晶圓對準到要求位置及/或方向,讀取壓印於半導體晶圓上的資訊以及指示半導體晶圓的至少一個性能等等。對準可發生在半導體晶圓加熱之前、提升之前、加熱之後或降下之後。半導體晶圓的提升可設計成不旋轉半導體晶圓或不以導致半導體晶圓未對準的方式移動半導體晶圓。因而,半導體晶圓的移動僅限於垂直移動。
半導體晶圓可由至少一個加熱模組加熱。零個或多個加熱模組可接觸半導體晶圓。零個或多個加熱模組可在不接觸半導體晶圓的情況下對半導體晶圓加熱。
加熱模組可在接觸半導體晶圓之前、僅在接觸半導體晶圓期間開始加熱半導體晶圓,或可在加熱模組停止接觸半導體晶圓之後停止對半導體晶圓的加熱。
每一個加熱模組可獨立於其他加熱模組來控制,但 應用於不同加熱模組之間的加熱可存在相關性。
一或多個加熱模組210和加熱模組230在一或多個加 熱迴圈期間可應用相同的加熱參數,但一或多個加熱參數可隨著時間而變化。加熱參數可包括目標溫度、加熱期間的功率值或電流消耗等等。加熱可以連續或非連續方式應用。加熱參數可由加熱控制器260來設置。
第一腔室40可為裝載鎖定腔室。第一腔室40可包括 第一開口41、第二開口42、諸如預對準器60的第一支撐元件、第一加熱模組231和第二加熱模組230。任何上述提到的系統可包括諸如第一機器人30和第二機器人70的第一轉移單元和第二轉移單元、結構元件240、缸體(圖2C中的該等缸體90)和可由結構元件240固定到第一腔室40的馬達220。
第二腔室50可為檢查腔室、製造過程腔室等等。
第一腔室40也包括被配置成將第一腔室的壓力位準 降低至第二壓力位準的第一壓力控制單元49。第二腔室50可包括被配置成將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準的第二壓力控制單元59。該等壓力控制單元的任一個可包括泵(諸如真空泵)、壓力位準感測器(未展示)、管道、密封元件等等。
腔室40與腔室50可共用諸如開口42的一或多個開口 ,只要滿足預定狀態,例如當達成壓力位準平衡且檢查或製造過程可開始時,開口就可有選擇地開啟(並容許半導體晶圓10從該開口轉移)。
圖2A至圖2E也圖示了不同的溫度感測器:第一加熱 模組溫度感測器211、第二加熱模組溫度感測器231、卡盤溫度感測器81和環境溫度感測器281。該等溫度感測器連接至溫度控制器260。溫度控制器260可基於該等溫度感測器的一或多個讀數來控制加熱過程。例如,環境溫度與卡盤溫度之間較低的缺口可產生更適度的加熱過程。
如上所述,半導體晶圓10可提高至預對準器60上方 ,以便確保半導體卡盤10與第一加熱模組210之間的接觸。第一加熱模組210的下部可高於預對準器60的頂部(如在圖2C和圖3A中所圖示)或在預對準器60的頂部以下(如在圖3B中所圖示)。
第二加熱模組230可定位於半導體晶圓10上方,並可 由接觸或僅僅輻射非接觸方式來對半導體加熱。
第一加熱模組210和第二加熱模組230可以部分重疊 方式或以非重疊方式同時加熱半導體晶圓10。例如,第二加熱模組230可在半導體晶圓10被提高之前對半導體晶圓加熱,並且另外或替代地,在半導體晶圓10被降低之後對其加熱,同時第一加熱模組210可同時或在其他時段加熱半導體晶圓10。
第二腔室50可在半導體晶圓正被處理、檢查、測量 (測量法)及類似的同時維持真空。
第一腔室40被配置成當第一腔室40處於第一壓力位 準且半導體晶圓處於第一溫度時接收半導體晶圓。第一腔室40被配置成將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準。第一壓力位準可為大氣(環境)壓力位準。在將半導體晶圓提 供給第二腔室50之前,第一腔室40可嘗試執行與第二腔室40壓力平衡。
圖3A至圖3B圖示根據本發明不同實施例的第一腔 室40和半導體晶圓10。
圖3A至圖3B圖示包括缸體90和諸如馬達220的提升 元件的提升模組,該提升模組可提升第一加熱模組210,以便將第一加熱模組210從低於預對準器60頂部的較低位置提升至較高位置,在較高位置處第一加熱模組接觸半導體晶圓10並將半導體晶圓提升至預對準器60的頂部以上。第一加熱模組210可具有圍繞預對準器60並容許第一加熱模組從較低位置到較高位置垂直移動的孔214。
根據本發明的一實施例,第一加熱模組210和第二加 熱模組230的至少一個包括與第二壓力位準並不相容的加熱元件,例如該等一或多個加熱元件與真空環境並不相容。儘管如此,該等一或多個加熱元件可封閉在罩殼中,該罩殼可轉移熱量但維持罩殼內空間與罩殼外部之間的壓力差。
因而,在第一腔室50可維持真空壓力位準的同時罩 殼可維持大氣壓力位準。該等壓力差可降低加熱元件的成本,並可協助檢測罩殼的洩漏,因為該等洩漏將導致易於檢測的第一腔室壓力位準的改變,從而加速該等洩漏的修復過程。圖3A圖示第一加熱模組210的罩殼包括下部218和上部。
從本發明的一個實施例到另一個實施例的加熱元件 數目和其形狀及尺寸是不同的。第一加熱模組的一或多個加熱元件可圍繞第一加熱模組210的孔來覆蓋半導體晶圓的整 個背部,但不是必須如此的。
圖3A和圖3B中第一加熱模組的加熱元件212的數目 和尺寸與第二加熱模組230的加熱元件的數目和尺寸是彼此不同的。
圖3A與圖3B圖示第一腔室40中的開口43,開口43可 容許加熱元件232和溫度感測器231的控制線、功率線和溫度讀數線的通過。該等圖式也圖示了在第一腔室40中形成的開口45,用來容許活塞90的控制線、功率線和溫度讀數線並從該等開口通過。馬達220可被維持在大氣壓力,並可由柔性波紋管221隔絕於第一腔室40的內部體積。
圖5A至圖5C圖示根據本發明不同實施例的第一加 熱模組210罩殼的上部217和下部218。圖5A為上部217的俯視圖。圖5B為下部218的仰視圖。圖5C為上部217內表面的仰視圖。圖5C也圖示了密封帶219,當罩殼上部和下部彼此緊固時,密封帶219可協助密封罩殼。該等圖式所圖示的上部和下部為具有中心孔214、其他較小孔、「老鼠咬痕」和切割邊緣,並具有適合半導體晶圓的形狀和尺寸,以便除了孔214和一些其他的小區域外,半導體晶圓的所有部分皆由第一加熱模組210加熱。
根據本發明的另一個實施例,由不同於第一腔室的 裝置,將半導體晶圓的溫度設置為要求溫度(要求溫度可等於第二溫度,或高於第二溫度)。第一腔室可具有比先前所說明的實施例中的半導體溫度控制的較不明顯的部分,並且也根本不影響溫度,僅僅維持半導體晶圓等等的溫度。在此種 情況下,第一腔室的一或多個加熱元件(若該一或多個加熱元件存在)可能不接觸半導體晶圓。裝置可為加熱裝置、冷卻裝置,該裝置可包括在輸送半導體晶圓的晶圓盒內,或不同於此晶圓盒之晶圓盒內。
根據本發明的一實施例,提供了一種方法且該方法 可包括:由不同於第一腔室的裝置將半導體晶圓加熱至第二溫度,當第一腔室處於第一壓力位準且半導體晶圓處於第二溫度時,在第一腔室接收半導體晶圓;將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準;以及當第二腔室維持第三壓力位準時,將半導體晶圓提供至第二腔室的支撐元件;其中支撐元件處於第三溫度;其中第三溫度比第一溫度更接近於第二溫度;且其中第三壓力位準比第一壓力位準更接近於第二壓力位準。
該方法可包括由第一腔室對半導體裝置溫度稍微的 更改。
根據此實施例提供了一種系統。該系統可能包括或 可能不包括將晶圓溫度設置成第二溫度的裝置。該系統可包括:(a)第一腔室,被配置成當第一腔室處於第一壓力位準且半導體晶圓處於第二溫度時接收半導體晶圓;其中第一腔室被配置成將第一腔室的壓力位準降低至第二壓力位準;(b)第二腔室,被配置成在維持第三壓力位準的同時接收半導體晶圓,且將半導體晶圓置放於支撐元件上;其中支撐元件處於第三溫度。第三溫度比第一溫度更接近於第二溫度,且第三壓力位準比第一壓力位準更接近於第二壓力位準。
在上文說明中,已經參考本發明實施例的具體實例 描述了本發明。然而,顯而易見的是,可在其中進行不同的修改和改變,而不脫離附加權利要求書中所闡明的本發明廣泛的精神和範疇。
另外,若在說明書中和在權利要求書中有術語「前 部」、「背部」、「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」等等,則該等術語是用於描述目的,而不一定用於描述固定的相對位置。應瞭解,如此使用的術語在適當情況是可互換,以使得本文描述的本發明實施例(例如)能夠在其他方向操作,而不僅是在本文所說明或以其他方式描述的方向。
如本文論述的連接可為任何類型的連接,該連接適 合於將信號轉移出或者轉移入各個結點、單元或裝置,例如通孔中間裝置轉移。因此,除非暗示或另外指明,否則連接可為(例如)直接連接或間接連接。該等連接可指代單個連接、複數個連接、單向連接或雙向連接來說明或描述。然而,不同的實施例可改變該等連接的實施。例如,使用獨立單向連接而不使用雙向連接,反之亦然。同時,複數個連接可由單個連接代替,該單個連接串列地或以分時多工方式來轉移多個信號。同樣地,承載多個信號的單個連接可分離成承載該等信號子集的各種不同連接。因此,存在許多用於轉移信號的選擇。
儘管已經在實例中描述了具體導電性類型或電位極 性,但應理解,導電性類型和電位極性是可以反向的。
本文所描述的每一個信號可設計成正邏輯或負邏輯 。在負邏輯信號的情況下,信號是低電平有效,其中邏輯真狀態對應於邏輯電平0。在正邏輯信號的情況下,信號是高電平有效,其中邏輯真狀態對應於邏輯電平1。注意,本文所描述的任何信號可設計成負邏輯或正邏輯信號。因此,在替代的實施例中,描述為正邏輯信號的彼等信號可當作負邏輯信號來實現,且描述為負邏輯信號的彼等信號可當作正邏輯信號來實現。
此外,當關於使信號、狀態位元或類似設備分別 成為其邏輯真或邏輯假狀態時,本文使用術語「有效」或「置位」和「無效」(或「失效」或「清零」)。若邏輯真狀態為邏輯電平1,則邏輯假狀態為邏輯電平0。並且,若邏輯真狀態為邏輯電平0,則邏輯假狀態為邏輯電平1。
本領域技術人員將認識到,邏輯區塊之間的邊界 僅僅是說明性的,且替代的實施例可在不同的邏輯區塊或電路元件上,合併邏輯區塊或電路元件或採用替代的功能分解。因而,應瞭解,本文所描繪的架構僅僅是示例性的,並且事實上可實現達成相同功能的許多其他架構。
達成相同功能的任何器件配置是有效地「相關」 ,以便達成所需功能。因此,本文任何兩個器件相結合來達成特定功能可視為彼此「相關」,以便達成所需功能,而不論架構或中間器件如何。同樣地,如此相關的任何兩個器件也可視作彼此「可操作連接」或「可操作耦接」以達成所需功能。
此外,本領域技術人員將承認以上所描述操作之 間的邊界僅僅是說明性的。多個操作可結合入單個操作中,單個操作可分佈在附加操作中,且該等操作在時間上至少可部分重疊執行。另外,替代的實施例可包括特定操作的多個實例,並且操作的順序可隨著不同的其他實施例而更改。
又例如,在一個實施例中,所說明的實例可由位 於單個積體電路或相同裝置之內的電路來實現。或者,實例可由任何數目的彼此以適當方式相互連接的獨立積體電路或獨立裝置來實現。
又例如,實例或實例的部分可由物理電路或可轉 變為物理電路的邏輯表示的軟體或代碼表示來實現,諸如用任何適當類型的硬體描述語言。
同時,本發明並不限於在非可程式設計硬體上實 現的物理裝置或單元,且也可應用於由根據適當程式碼操作而能夠執行所需裝置功能的可程式設計裝置或單元,諸如大型電腦、微型電腦、伺服器、工作站、個人電腦、筆記型電腦、個人數位助理、電子遊戲機、汽車和其他嵌入式系統、蜂巢式電話和各種其他無線裝置,在本申請案中統稱為「電腦系統」。
然而,其他修改、變化和替代也是可能的。因此 ,說明書和圖式被視為說明性的而非限制性的意義。
在權利要求書中,置放在括弧之間的任何元件符 號將不會解釋為限制權利要求。用語「包含」並不排除之後彼等列在權利要求上的其他元件或步驟的存在。此外,本文所使用的術語「一」或「一個」被定義為一或多個而不是一 個。同時,權利要求書中諸如「至少一個」和「一或多個」介紹性短語的使用,不應該解釋為暗示由不定冠詞「一」或「一個」的另一個權利要求元件的介紹將包含該被介紹權利要求元件的任何特定權利要求限制成僅包含一個該元件的發明,即使當相同的權利要求包括介紹性短語「一或多個」或「至少一個」及諸如「一」或「一個」的不定冠詞時也如此。其同樣適用於定冠詞的使用。除非另有說明,諸如「第一」和「第二」的術語用於任意區別所述術語描述的元件。因而,該等術語未必意欲指示該等元件時間上或其他的優先順序。僅有的事實是,在彼此不同的權利要求中所列舉的某些措施並不指示該等措施的結合不能被有利使用。
儘管本發明的某些特徵已經在本文中說明並描 述,但是本領域一般技術人員現可想到許多修改、替換、改變及同等操作。因此,應瞭解,附加權利要求書意欲涵蓋落入本發明真實精神內所有的該等修改和改變。
100‧‧‧方法
110‧‧‧步驟
120‧‧‧步驟
121‧‧‧步驟
122‧‧‧步驟
123‧‧‧步驟
124‧‧‧步驟
130‧‧‧步驟
140‧‧‧步驟
150‧‧‧步驟
160‧‧‧步驟

Claims (14)

  1. 一種方法,該方法包含以下步驟:在一第一腔室處於一第一壓力位準且一半導體晶圓處於一第一溫度時,在該第一腔室接收該半導體晶圓;利用至少一個溫度感測器來感測該半導體晶圓、一晶圓盒或一環境溫度的一溫度;由一第一加熱模組或一第二加熱模組的其中一者將該半導體晶圓加熱至一第二溫度,且將該第一腔室的該壓力位準降低至一第二壓力位準;及將該半導體晶圓提供至一第二腔室的一支撐元件,其中該第二腔室維持一第三壓力位準,該第三壓力位準比該第一壓力位準更接近於該第二壓力位準,且該支撐元件處於一第三溫度,該第三溫度比該第一溫度更接近於該第二溫度;其中該第一加熱模組具有圍繞一預對準器的一中心孔,該預對準器被組態為在該第一腔室內將該晶圓對準到一要求位置及/或方向;並且,其中一加熱控制器耦接至該第一加熱模組、第二加熱模組及該至少一個溫度感測器,其中該加熱控制器接收該至少一個溫度感測器的溫度讀數,決定該溫度讀數與一第二預定溫度間的一溫度差,若該溫度差小於一預定數值則啟動該第一加熱模組,且若該溫度差大於該預定數值則替代地啟動該第二加熱模組。
  2. 如請求項1所述之方法,其中該第二溫度和該第三溫度實質上彼此相等,該第二壓力位準和該第三壓力位準實質上彼此 相等,該第一腔室為一裝載鎖定腔室,且該第二壓力位準為一真空壓力位準。
  3. 如請求項1所述之方法,其中由該第一加熱模組加熱該半導體晶圓之步驟包含以下步驟:由該第一加熱模組來接觸該半導體晶圓的一背部,且在接觸該半導體晶圓的同時由該第一加熱模組來加熱該半導體晶圓。
  4. 如請求項1所述之方法,其中由該第二加熱模組加熱該半導體晶圓之步驟包含以下步驟:由該第二加熱模組來加熱該半導體晶圓的一上部。
  5. 一種系統,該系統包含:一第一腔室,該第一腔室被配置成在該第一腔室處於一第一壓力位準且一半導體晶圓處於一第一溫度的同時從一第一轉移單元接收該半導體晶圓,該第一腔室包括被配置成將該第一腔室一壓力位準降低至一第二壓力位準的一第一壓力控制單元;一第一加熱模組,該第一加熱模組包括由一加熱控制器控制的至少一個加熱元件,該加熱控制器提供有至少一個溫度感測器的溫度讀數;該至少一個加熱元件被配置成將該半導體晶圓加熱至一第二溫度;一第二加熱模組,該第二加熱模組由該加熱控制器所控制且被配置成加熱該半導體晶圓的一上部;及一第二轉移單元,被配置成在該系統的該第一腔室與一第二腔室之間轉移該半導體晶圓,該第二腔室包含一第一支撐元件,該第一支撐元件被配置成在一第二壓力控制單元維持 一第三壓力位準的情況下且在該第一支撐元件處於一第三溫度的同時接收該半導體晶圓,該第三壓力位準比該第一壓力位準更接近於該第二壓力位準,而該第三溫度比該第一溫度更接近於該第二溫度;其中該第一加熱模組具有圍繞一預對準器的一中心孔,該預對準器被組態為在該第一腔室內將該晶圓對準到一要求位置及/或方向;並且,其中該加熱控制器耦接至該第一加熱模組、第二加熱模組及該至少一個溫度感測器,其中該加熱控制器接收該至少一個溫度感測器的溫度讀數,決定該溫度讀數與一第二預定溫度間的一溫度差,若該溫度差小於一預定數值則啟動該第一加熱模組,且若該溫度差大於該預定數值則替代地啟動該第二加熱模組。
  6. 如請求項5所述之系統,其中該第二溫度和該第三溫度實質上彼此相等,該第二壓力位準和該第三壓力位準實質上彼此相等,該第一腔室為一裝載鎖定腔室,且該第二壓力位準為一真空壓力位準。
  7. 如請求項5所述之系統,其中該第一加熱模組被配置成接觸該半導體晶圓的一背部,且在接觸該半導體晶圓的同時加熱該半導體晶圓。
  8. 如請求項5所述之系統,其中該第二加熱模組被配置成在不接觸該半導體晶圓的情況下,加熱該半導體晶圓的該上部。
  9. 如請求項5所述之系統,進一步包含一提升模組,該提升模組被配置成從該第一腔室的另一個元件將該第一加熱模組和 該半導體晶圓提升。
  10. 如請求項5所述之系統,其中該第一加熱模組被配置成在該第一壓力控制單元開始降低該第一腔室的該壓力位準之前,開始加熱該半導體晶圓。
  11. 如請求項5所述之系統,其中該第一加熱模組包含一加熱元件,該加熱元件定位於一導熱罩殼之內,且維持超過該第二壓力位準的一壓力位準。
  12. 如請求項5所述之系統,其中該至少一溫度感測器讀出該第二腔室的該第一支撐元件的一溫度。
  13. 如請求項5所述之系統,其中該第一加熱模組包含一罩殼,該罩殼包括界定一內部空間的一上部和一下部,在該內部空間中定位了至少一個加熱元件和至少一個溫度感測器。
  14. 一種系統,該系統包含:一第一腔室,該第一腔室被配置成在該第一腔室處於一第一壓力位準且一半導體晶圓處於一第一溫度時從一第一轉移單元接收該半導體晶圓,該第一腔室包括:一第一壓力控制單元,該第一壓力控制單元被配置成將該第一腔室一壓力位準降低至一第二壓力位準;至少一個溫度感測器,該至少一個溫度感測器機能性耦接來感測該半導體晶圓、一晶圓盒或一環境溫度的一溫度;一第一加熱元件及一第二加熱元件,該第一加熱元件及第二加熱元件機能性耦接來加熱在該第一腔室內的該半導體晶圓;及 一加熱控制器耦接至該第一加熱元件、第二加熱元件及該至少一個溫度感測器,其中該加熱控制器接收該至少一個溫度感測器的溫度讀數,決定該溫度讀數與一第二預定溫度間的一溫度差,若該溫度差小於一預定數值則啟動該第一加熱元件,且若該溫度差大於該預定數值則替代地啟動該第二加熱元件;並且,該系統更包括一第二腔室,該第二腔室被配置成從一第二轉移單元接收該半導體晶圓。
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