CN101246833A - 基底位置检测方法、基底处理方法和基底处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明披露了基底位置检测方法、基底处理方法和基底处理装置，具体披露了一种对放置在支撑板上的基底的位置进行检测的方法，其中，通过测量支撑板的温度来检测放置在支撑板上的基底的位置。将基底放置在支撑板上之后，测量支撑板的温度并且将它与参考温度进行比较。如果测量温度处于参考温度范围之内，则判定基底是放置在支撑板上的适当位置处。另一方面，如果测量温度处于参考温度范围之外，则判定基底不在支撑板上的适当位置处。当基底不是放置在支撑板上的适当位置处时，就产生警报，或者中止对基底的处理。

Description

基底位置检测方法、基底处理方法和基底处理装置

相关申请的交叉参考

本申请要求2007年2月12日提交的韩国专利申请No.2007-14263的优先权，该韩国专利申请的全部内容并入本文中作为参考。

技术领域

本发明涉及基底位置检测方法、基底处理方法和基底处理装置。更具体地说，本发明涉及对放置在支撑板上的基底的位置进行检测的方法、基底处理方法和基底处理装置。

背景技术

在半导体制造中需要用光刻胶进行光刻工艺。光刻胶由感光有机高分子或者感光剂与高分子的混合物形成。在经过曝光和溶解之后，利用形成在基底上的光刻胶图案，通过蚀刻基底或者蚀刻形成在基底上的层，将该图案转印到基底上。这种高分子被称为光刻胶，并且使用光源在基底上形成精细图案的工艺被称为光刻工艺。

在这种半导体制造过程中，通常借助于灰化工艺从基底上去除用来形成线路或各种精细电路图案(例如，空间图案)的光刻胶或者在离子注入期间用作掩模的光刻胶。

在常规的灰化工艺中，将晶片放置在被加热至高温(200～300摄氏度)的加热器卡盘上，此时，氧等离子体与光刻胶发生反应从而去除光刻胶。氧气(O2)主要用作反应气体，并且可以混合另一种气体以提高灰化效率。

晶片必须正常装载在加热器卡盘上的预定位置处。如果晶片不是装载在预定位置处或者是倾斜装载的，则从加热器卡盘产生出来的热量就不会平稳地传递给晶片。

图1A～图2B显示了放置在支撑板120上的晶片W。

图1A和图1B显示了正常放置在支撑板120上的晶片W。处于适当位置状态的晶片W放置在设在支撑板120边缘处的晶片引导件140内。

图2A和图2B显示了异常放置在支撑板120上的晶片W。由于传送机械手(未示出)的错误操作，可能将晶片W装载在晶片引导件140上。在这种情况下，晶片引导件140使得晶片W的一侧与支撑板120隔开，并且妨碍了支撑板120的热量传递给晶片W的隔开部分。也就是说，晶片W的隔开部分的温度低于其未隔开部分的温度。因此，不能充分地进行灰化工艺。

按照现有技术，还没有任何用于检测晶片位置的方法。因此，即使在晶片W异常放置时，也会毫无例外地进行灰化工艺。为此，灰化工艺不能充分地实施。

发明内容

本发明的示例性实施方案涉及对放置在支撑板上的基底的位置进行检测的方法。在一示例性实施方案中，这种检测方法可以包括：测量所述支撑板的温度；并且将所述测量温度与预定参考温度进行比较，从而检测基底的位置。

本发明的示例性实施方案涉及基底处理方法。在一示例性实施方案中，这种处理方法可以包括：将基底放置在支撑板上；测量所述支撑板的温度；并且将所述测量温度与参考温度进行比较，从而检测基底是否放置在所述支撑板上的预定位置处。

本发明的示例性实施方案涉及基底处理装置。在一示例性实施方案中，这种处理装置可以包括：处理室，在所述处理室中对基底进行处理；安装在所述处理室内的支撑板，在所述支撑板上放置基底；加热器，用于加热所述支撑板；安装在所述支撑板上的温度检测部件，用于检测所述支撑板的温度；温度控制器，用于根据从所述温度检测部件发出的信号来控制所述加热器；以及主控制器，用于控制对基底的处理，其中所述主控制器根据由所述温度检测部件检测出来的温度，来检测基底是否放置在所述支撑板上的预定位置处。

附图说明

图1A和图1B显示了正常装载在支撑板上的晶片。

图2A和图2B显示了异常装载在支撑板上的晶片。

图3是典型半导体制造装置的示意图。

图4是图3中所示的缓冲室的示意图。

图5是图3中所示的处理模块的示意图。

图6是图5中所示的加热器卡盘的示意图。

图7是显示了图6中所示支撑板的温度变化的曲线图。

图8是显示了本发明的基底位置检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行更充分地说明，在这些附图中显示了本发明的优选实施方案。但是，本发明可以按照许多不同方式实施，并且不应该被解释为局限于这里所给出的实施方案。提供这些实施方案是为了全面且完整地公开本发明，并且把本发明的范围完全传达给本领域技术人员。相同的附图标记始终指代相同的元件。

虽然下面将对灰化装置进行示例性说明，但是本发明可以应用于各种半导体制造装置，例如当晶片放置在支撑板上时进行处理的沉积装置。

图3是典型半导体制造装置的示意图，图4是图3中所示的缓冲室的示意图。

如图3所示，半导体制造装置包括晶片传输系统1、缓冲室2、传输模块5、处理模块6和主控制器7。

晶片传输系统1与缓冲室2相邻设置，用来将从晶片容器(未示出)取出的晶片W传输给缓冲室2。晶片容器分成开口型晶片容器和闭合型晶片容器。开口型晶片容器用来在无尘室中存储和传输晶片，而闭合型晶片容器用来防止晶片在清洁度相对较低的区域中受到空气杂质或化学污染。闭合型晶片容器的代表性示例是前端开口型统一规格晶片盒(FOUP)。晶片传输系统1的代表性示例是美国专利No.6,473,996中所披露的设备前端模块(EFEM)。

缓冲室2设置在晶片传输系统1与传输模块5之间，并且包括冷却台3a和3b以及对准台4a和4b，它们与图4所示那样设置的两个底板(floor)结构布置在一起。冷却台3a和3b用于冷却在处理模块6中经过处理之后由传输模块5装载的晶片W。对准台4a和4b用于对准将要装载在传输模块5上的晶片，以便在处理模块6中进行处理。使用冷却台3a和3b来冷却晶片W的方法以及使用对准台4a和4b来对准晶片W的方法对于本领域技术人员而言是公知的，因此不再赘述。

传输模块5的一侧与缓冲室2连接，其他侧与多个处理模块6连接。在传输模块5内，安装有传输机械手(未示出)，用来将在对准台4a和4b处经过对准的晶片W传输给处理模块6，并且将在处理模块6中经过处理的晶片W传输给冷却台3a和3b。

处理模块6与传输模块5连接并且被设置用来处理晶片W。虽然在图3中示出了两个处理模块6，但是可以设置至少三个处理模块6。稍后将对处理模块6进行详细说明。

主控制器7与晶片传输系统1、缓冲室2、传输模块5和处理模块6连接，并且用于控制对晶片W的整个处理过程。虽然为了说明方便而在本实施方案中提到了由主控制器7控制整个处理过程这一情况，但是主控制器7可以包括多个子控制器，并且各子控制器可以安装在它们的相应设备内。

图5是图3中所示的处理模块6的示意图。如图5所示，处理模块6包括处理部分10、等离子体产生部分20和排放部分30。处理部分10进行包括灰化处理在内的基底处理过程。等离子体产生部分20产生在灰化处理中使用的等离子体，并且将等离子体提供给处理部分10。排放部分30将处理部分10内的气体和反应副产物排放到外面。

处理部分10包括壳体12、加热器卡盘100、喷头16和电源18。壳体12提供了在其中进行灰化处理的处理室。在壳体12的侧壁处形成有基底入口12a。在处理期间，基底W通过基底入口12a进出。通过诸如狭缝门(未示出)等开关构件来打开或关闭基底入口12a。在壳体12的下壁处形成有排放口12b。壳体12内的气体通过排放口12b排出。排放口12b围绕着加热器卡盘100而形成，并且与将在稍后予以说明的排放部分30连接。

加热器卡盘100用于在处理期间支撑基底W。加热器卡盘100可以是静电卡盘。基底W在装载到加热器卡盘100上之后在处理期间被加热至预定处理温度。稍后将对加热器卡盘100进行详细说明。

喷头16用于朝着加热器卡盘100的顶面喷射等离子体。电源18被设置用来向加热器卡盘100供电。也就是说，电源18用于向加热器卡盘100提供预定大小的偏压。

等离子体产生部分20在处理期间产生等离子体并且将等离子体供应给喷头16。等离子体产生部分20是远程等离子体产生装置。也就是说，等离子体产生部分20包括磁控管22、波导管24和供气管线26。磁控管22在处理期间产生用于生成等离子体的微波。波导管24用于将在磁控管22处产生出来的微波引导至供气管线26。供气管线26被构造成用来在处理期间供应反应气体。沿着供气管线26供应的反应气体借助于由磁控管22产生出来的微波而生成等离子体。在等离子体产生部分20处产生出来的等离子体在灰化处理期间被供应到处理部分10的喷头16。

排放部分30控制处理部分10的压力，并且将处理部分10的内部气体排出。排放部分30包括主排放管线34和子排放管线32。如图5所示，两个子排放管线32分别与两个排放口12b连接，并且与主排放管线34连接。因此，沿着子排放管线32排出的气体在主排放管线34处聚集之后沿着主排放管线34排放到外面。可以在主排放管线34上安装一个泵(未示出)，将壳体12内的气体强制排出，从而降低壳体12的内部压力。

下面参照图5对使用处理模块6进行的处理过程进行说明。

如果处理过程开始，则通过晶片入口12a将晶片W装载到加热器卡盘100上。通过加热器卡盘100将所装载的晶片W加热至预定处理温度。电源18向加热器卡盘100提供偏压。通过一个泵(未示出)强制排出内部气体从而将壳体12的内部压力降低至预定压力。壳体12的内部压力最大可以为1200mTorr，提供给加热器卡盘100的偏压最大为500瓦。如果处理压力高于1200mTorr或者偏压高于500瓦，则在处理期间在壳体12内会出现放电现象。

如果壳体12的内部处理压力和温度满足预定条件，则等离子体产生部分20产生等离子体，并且将等离子体供应到处理部分10，而排放部分30将处理部分10的内部压力维持在规定水平处。也就是说，等离子体产生部分20的磁控管22产生微波，并且其波导管24将微波施加于通过供气管线26而供应到喷头16的反应气体，从而产生等离子体。当等离子体穿过喷头16时，等离子体中的诸如电子或离子等带电粒子受到由接地金属制成的喷头16的限制，而只有诸如氧基团等中性粒子通过喷头16供应到基底W。这种氧等离子体去除残留在基底上的光刻胶。排放部分30以规定流量将供应到壳体12内的等离子体和反应气体排出，从而维持壳体12的内部压力。如果已去除了晶片W的表面上的光刻胶，则在将晶片W从加热器卡盘100卸载之后通过晶片入口12a从壳体12内取出晶片W。

图6是图5中所示的加热器卡盘100的示意图。加热器卡盘100包括支撑板120、晶片引导件140和多个提升销160。支撑板120是直径大于晶片W的圆盘状板。晶片W放置在支撑板120上。晶片引导件140设置在支撑板120的顶面边缘处，并且从支撑板120的顶面突起。如上所述，处于适当位置状态的晶片W放置在设在支撑板120边缘处的晶片引导件140内。

多个提升销160可以穿过支撑板120上升到其上方。当晶片装载在支撑板120上时，提升销160可以上升从而提升晶片W，也可以下降从而将所装载的晶片W放置在支撑板120的顶面上。提升轴162与提升销160的下端连接，并且由驱动器164升降。

在支撑板120内安装有加热器122，并且有多个传感器124埋在支撑板120中。加热器122利用外部供电来加热支撑板120。传感器124实时地检测支撑板120的温度。由于传感器124可以分别检测其埋入位置的温度，所以可以检测对应于支撑板120的各个位置的温度。可选地，可以只安装一个传感器124。

由传感器124检测出来的温度传送给温度控制器300。如果支撑板120的温度达到预定温度，则温度控制器300切断向加热器12的供电，从而使得支撑板120的温度能够维持在预定温度。显示部件200用于显示由传感器124检测出来的温度。

温度控制器300与主控制器7连接，并且基于主控制器7的控制来操作加热器122。用户可以根据所期望的处理过程而不同地设定支撑板120的温度。主控制器7将所设定的温度传送给温度控制器300。温度控制器300可以根据所设定的温度来控制传感器124和加热器122。

警告装置400与主控制器7连接，并且由主控制器7控制。当出现紧急情况时，警告装置400向外输出警告声。

图7是显示了图6中所示支撑板120的温度变化的曲线图，图8是显示了本发明的晶片W位置检测方法的流程图。下面将对图6中所示的使用加热器卡盘100进行的检测方法进行说明。

如图7所示，在将晶片W放置到支撑板120上之前，将支撑板120加热并且维持在受热状态下。

如前所述，通过晶片入口12a将晶片W装载在加热器卡盘100上(S10)。如图6所示，将所装载的晶片W放置在升起的支撑销160上。支撑销160允许所装载的晶片W与支撑板120持续间隔开。由于晶片W的温度低于支撑板120的温度，所以支撑板120的温度会由于晶片W与支撑板120之间的热传递而稍微降低。但是，支撑板120的温度变化是轻微的，因为晶片W持续地与支撑板120间隔开。

在使支撑销160下降从而将晶片W下放到支撑板120上之后，测量支撑板120的温度(S20)。如果晶片W下放到支撑板120上，则热量在晶片W与支撑板120之间积极传递，并且由于晶片W而使支撑板120冷却至确定的温度。但是，由于支撑板120被加热器122加热，所以支撑板120的温度会随着时间而上升。在图7中，用实线画出的曲线表示当晶片W放置在支撑板120上的预定位置处时支撑板120的温度变化。在支撑板120冷却至大约247摄氏度之后，由加热器122将其加热至250摄氏度。

用虚线画出的曲线表示当晶片W偏置于支撑板120上的预定位置之外时支撑板120的温度变化。如图2A和图2B所示，由于传输机械手的错误操作而可能将晶片W放置在晶片引导件140上。在这种情况下，因为晶片W的一侧由于晶片引导件140而与支撑板120间隔开，所以在晶片W与支撑板120之间不会发生积极的热传递。这是因为热传递的量与接触面积是成正比的。因此，当晶片W偏置于预定位置之外的位置处时，支撑板120不会冷却至247摄氏度，而是在冷却至高于247摄氏度的温度之后被重新加热。也就是说，在晶片W放置在预定位置处的情况下的温度变化ΔT₁大于在晶片W偏置于预定位置之外的情况下的温度变化ΔT₂。

将测量温度与参考温度进行比较，以便检测晶片W是否放置在预定位置处(S30)。参考温度是用于检测晶片W是否放置在预定位置处的值，并且具有一个针对当晶片W放置在预定位置处时支撑板120的测量温度的容许范围。将参考温度存储在主控制器7的数据库单元7a中，并且主控制器7的处理单元7b将测量温度与参考温度进行比较，以便检测晶片W是否放置在预定位置处。在测量温度处于参考温度范围之内的情况下，处理单元7b判定晶片W是放置在预定位置处。另一方面，在测量温度处于参考温度范围之外的情况下，处理单元7b判定晶片W是偏置于预定位置之外。根据用户需要的精确度来确定上述容许范围。存在各种用于将测量温度与参考温度进行比较的方法。下面将说明其中的两种比较方法。

一种比较方法是，在测量支撑板120的最低温度之后，将所测量出来的最低温度与参考温度进行比较。也就是说，如图7所示，当晶片W放置在预定位置处时，支撑板120的最低温度为247摄氏度。假设容许范围为1摄氏度，则参考温度为246～248摄氏度。因此，在所测量出来的支撑板120的最低温度处于该参考温度范围之内的情况下，就可以判定晶片W是放置在预定位置处。

另一种比较方法是，在经过预定时间之后测量支撑板120的温度，然后将测量温度与参考温度进行比较。例如，假设在表示预定时间的t₁处支撑板120的测量温度为247摄氏度，并且容许范围为1摄氏度，则参考温度为246～248摄氏度。因此，在经过预定时间t₁之后测量出来的温度处于该参考温度范围之内的情况下，就可以判定晶片W是放置在预定位置处。

当晶片W偏置于预定位置之外的位置处时，主控制器7操作警告装置40从而产生警告(S40)。这种警告使得操作人员知道出现了错误这一情况。主控制器7中止在整个系统中正在进行的处理(S50)，并且操作人员可以在针对该错误采取措施之后继续进行所中止的处理。

如上所述，可以检测放置在支撑板120上的晶片W的位置。在晶片W偏置于预定位置之外的情况下，就产生警告从而将位置错误告知用户。而且，当晶片W偏置于预定位置之外的位置处时，就中止整个处理过程从而防止由位置错误引起的处理错误。

如上所述，可以检测晶片是否放置在支撑板上的预定位置处。尤其是，无需安装单独的检测装置，就可以容易地检测晶片是否放置在预定位置处。当晶片偏置于预定位置之外的位置处时，就产生警告从而将位置错误告知操作人员，并且使整个处理过程中止以防止处理错误。

虽然已经结合附图中所示的本发明实施方案对本发明进行了说明，但是本发明不限于此。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明作出各种替换、修改和变化。

Claims (12)

1.一种对放置在支撑板上的基底的位置进行检测的方法，包括：

测量所述支撑板的温度；并且

将所述测量温度与预定参考温度进行比较，从而检测基底的位置。

2.如权利要求1所述的检测方法，其中所述测量温度是所述支撑板的最低温度。

3.如权利要求1所述的检测方法，其中所述测量温度是在将基底放置在所述支撑板上并经过预定时间之后测量出来的温度。

4.一种基底处理方法，包括：

将基底放置在支撑板上；

测量所述支撑板的温度；并且

将所述测量温度与参考温度进行比较，从而检测基底是否放置在所述支撑板上的预定位置处。

5.如权利要求4所述的处理方法，其中所述测量温度是所述支撑板的最低温度。

6.如权利要求4所述的处理方法，其中所述测量温度是在将基底放置在所述支撑板上并经过预定时间之后测量出来的温度。

7.如权利要求4所述的处理方法，其中如果所述测量温度处于所述参考温度范围之外，则判定基底是偏置于所述支撑板上的预定位置之外；并且

如果所述测量温度处于所述参考温度范围之内，则判定基底是放置在所述支撑板上的预定位置处。

8.如权利要求7所述的处理方法，其中当基底偏置于所述支撑板上的预定位置之外时，中止对基底的处理；并且

当基底放置在所述支撑板上的预定位置处时，进行对基底的处理。

9.如权利要求7所述的处理方法，其中当基底偏置于所述支撑板上的预定位置之外时，产生警告。

10.一种基底处理装置，包括：

处理室，在所述处理室中对基底进行处理；

安装在所述处理室内的支撑板，在所述支撑板上放置基底；

加热器，用于加热所述支撑板；

安装在所述支撑板上的温度检测部件，用于检测所述支撑板的温度；

温度控制器，用于根据从所述温度检测部件发出的信号来控制所述加热器；以及

主控制器，用于控制对基底的处理，

其中所述主控制器根据由所述温度检测部件检测出来的温度，来检测基底是否放置在所述支撑板上的预定位置处。

11.如权利要求10所述的处理装置，其中所述主控制器包括：

数据库单元，所述支撑板的预定参考温度存储在所述数据库单元中；以及

检测单元，用于将存储在所述数据库单元中的参考温度与由所述温度检测部件检测出来的温度进行比较，从而检测基底是否放置在所述支撑板上的预定位置处。

12.如权利要求11所述的处理装置，其中所述主控制器还包括：

警告单元，用于在基底偏置于所述支撑板上的预定位置之外时产生警告。

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