CN111489949B - 半导体加工设备及其工艺控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种半导体加工设备及其工艺控制方法。该半导体加工设备包括:腔室、升降组件和设置于腔室内的基座及测温组件;升降组件,用于承载并带动晶圆选择性地位于基座上方的多个工位,多个工位与多个目标温度值一一对应,且每个工位至基座上表面的距离与对应的目标温度值成反比;测温组件,设置于升降组件与晶圆相接触的位置,用于实时采集晶圆的实测温度值。本申请实施例实现了根据不同类型的晶圆及不同工艺调节目标温度值的目的,并且还可以满足工艺过程中对温度变化的需求,由此不仅有效提高了晶圆良率,而且大幅提高工艺效率。

Description

半导体加工设备及其工艺控制方法
技术领域
本申请涉及半导体加工技术领域,具体而言,本申请涉及一种半导体加工设备及其工艺控制方法。
背景技术
目前,在集成电路(IC)的制造工艺中,金属刻蚀设备是必不可少的设备。一般金属离子体刻蚀设备包括:加载及卸载模块、传送模块、校准模块、两个反应腔室、两个去胶腔室及冷却(Cooling)腔室。传送模块与反应腔室模块连接,负责将待工艺的晶圆传送至反应腔室,在反应腔室内执行刻蚀工艺,工艺结束后,再经由传送模块将晶圆传送到去胶腔室内,在去胶腔室执行去胶工艺,工艺结束后,又经由传送模块将晶圆传送到冷却(Cooling)腔室,在冷却(Cooling)腔室冷却晶圆,冷却结束后,再经由传送模块将晶圆传递回加载及卸载模块。
去胶腔室负责将反应腔室执行完工艺的晶圆上的胶刻蚀掉,在去胶过程中,去胶腔室中的晶圆温度的高低将会影响去胶的效果,并且不同类型的晶圆去胶对温度需求不一样。
现有技术中的去胶腔室无法针对晶圆类型及工艺对温度进行调节,而且无法满足工艺过程中温度变化的要求,因此,不仅影响了工艺良率,而且生产效率较低。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点,提出一种半导体加工设备及其工艺控制方法,用以解决现有技术存在的去胶腔室无法针对晶圆类型及工艺对温度进行调节,而且无法满足工艺过程中温度变化的技术问题。
第一个方面,本申请实施例提供一种半导体加工设备,包括腔室、升降组件和设置于所述腔室内的基座及测温组件;所述升降组件,用于承载并带动晶圆选择性地位于所述基座上方的多个工位,多个所述工位与多个目标温度值一一对应,且每个所述工位至所述基座上表面的距离与对应的所述目标温度值成反比;所述测温组件,设置于所述升降组件与所述晶圆相接触的位置,用于实时采集所述晶圆的实测温度值。
于本申请的一实施例中,所述半导体加工设备还包括控制器,所述控制器与所述基座、所述升降组件及所述测温组件均电连接,用于根据所述测温组件采集的实测温度值控制所述升降组件带动所述晶圆升降至对应的所述工位。
于本申请的一实施例中,所述升降组件包括多个支撑件、驱动部及驱动连杆,其中,多个所述支撑件和所述驱动连杆均位于所述腔室内,所述驱动部位于所述腔室外,所述驱动部通过所述驱动连杆与多个所述支撑件传动连接,且所述驱动部通过所述驱动连杆带动多个所述支撑件升降运动,多个所述支撑件穿过所述基座,用于承载并带动所述晶圆选择性地位于多个所述工位。
于本申请的一实施例中,所述驱动部包括伺服电机或者步进电机,所述驱动连杆为丝杠。
于本申请的一实施例中,所述测温组件包括与所述支撑件一一对应设置的多个温度传感器。
于本申请的一实施例中,任意两个相邻的所述工位之间的距离与所述伺服电机或者所述步进电机的最小分辨率对应设置。
于本申请的一实施例中,所述半导体加工设备还包括与所述腔室相连的管道,所述管道上设置有阀门,所述阀门用于控制冷却气体通过所述管道输入所述腔室。
第二个方面,本申请实施例提供了一种如第一个方面提供的半导体加工设备的工艺控制方法,包括:获取当前工艺配方中的目标温度值;根据预先建立的控制模型和所述目标温度值,控制所述升降组件将晶圆移动至与所述目标温度值对应的工位;通过所述测温组件对所述晶圆进行实时检测,以得到所述晶圆的实测温度值;将所述实测温度值与所述目标温度值进行实时对比,并且根据对比结果控制所述升降组件进行升降,以使所述晶圆达到所述目标温度值,并进行当前工艺。
于本申请的一实施例中,若所述实测温度值大于所述目标温度值,则控制所述升降组件上升;若所述实测温度值小于所述目标温度值,则控制所述升降组件下降;若所述实测温度值等于所述目标温度值,则保持所述升降组件不变。
于本申请的一实施例中,若所述晶圆达到多个所述工位中距离所述基座上表面最远的工位,且所述实测温度值仍然大于所述目标温度值,则控制冷却气体输入所述腔室,直至所述实测温度值等于所述目标温度值。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是:
本申请实施例通过升降组件承载并带动晶圆相对于基座升降,以带动晶圆在多个工位之间移动,由于多个工位分别对应不同的目标温度值,从而实现了根据不同类型的晶圆及不同工艺调节目标温度值的目的,并且还可以满足工艺过程中对温度变化的需求,由此不仅有效提高了晶圆加工的良率,而且可以大幅提高工艺效率。由于测温组件实时采集晶圆的实测温度值,能实现对晶圆温度的实时监控,从而有效提高晶圆温度的准确性。另一方面由于满足了不同晶圆及不同工艺的温度需求,从而大幅提高了本申请实施例的适用范围。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请实施例提供的一种半导体加工设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种升降组件的部分结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种半导体加工设备的控制方法的流程示意图;
图4为本申请实施例提供的一种半导体加工设备加热晶圆的温度变化曲线示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请,本申请的实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的,则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供了一种半导体加工设备,该半导体加工设备的结构示意图如图1所示,包括:腔室1、升降组件3和设置于腔室1内的基座2及测温组件4;升降组件3用于承载并带动晶圆100选择性位于基座2上方的多个工位;多个工位与多个目标温度一一对应,且每个工位至基座2上表面21的距离与对应的目标温度值成反比;测温组件4设置于升降组件3与晶圆100相接触的位置,用于实时采集晶圆100的实测温度值。
如图1所示,本申请实施例的半导体加工设备可以是用于对半导体执行去胶工艺的设备,即腔室1内可以对晶圆100执行去胶的工艺步骤,但是本申请实施例并不限定腔室1内具体执行的工艺步骤,例如腔室1也可以应用于对晶圆100执行刻蚀工艺步骤,因此本申请实施例对此并不限定。基座2设置于腔室1内的底部,其上表面21用于承载晶圆100,并且基座2可以与一温控器22连接,以用于对晶圆100进行加热。当腔室1用于执行去胶工艺步骤时,温控器22能控制基座2达到250℃,但是本申请实施例并不限定基座2的具体温度,其还可以根据工艺的不同设置为其它的温度。升降组件3用于承载并带动晶圆100选择性位于基座2上方在的多个工位(由于工位为虚拟位置,因此图中并未示出工位的位置)。多个工位距离基座2的上表面21的距离不同,工位距离上表面21的距离越近,则目标温度值越高;而工位距离上表面21的距离越远,则目标温度值越低;即多个工位至上表面21之间的距离与目标温度值之间的关系成反比。在实际执行工艺过程中,根据晶圆的类型及其所执行的工艺,将晶圆设置于对应的工位上,从而实现了根据不同类型的晶圆100及不同工艺调节目标温度值的目的。测温组件4设置于升降组件3与晶圆100相接触的位置,用于实时采集晶圆100的实测温度值。在执行工艺过程中,测温组件4可以实时采集晶圆100的实测温度值,控制器5可以根据该实测温度值实时控制升降组件3升降,从而进一步提高晶圆100温度的准确性,进而提高晶圆100加工的良率。
本申请实施例通过升降组件承载并带动晶圆相对于基座升降,以带动晶圆在多个工位之间移动,由于多个工位分别对应不同的目标温度值,从而实现了根据不同类型的晶圆及不同工艺调节目标温度值的目的,并且还可以满足工艺过程中对温度变化的需求,由此不仅有效提高了晶圆加工的良率,而且可以大幅提高工艺效率。由于测温组件实时采集晶圆的实测温度值,能实现对晶圆温度的实时监控,从而有效提高晶圆温度的准确性。另一方面由于满足了不同晶圆及不同工艺的温度需求,从而大幅提高了本申请实施例的适用范围。
于本申请的一实施例中,半导体加工设备还包括控制器5,控制器5与基座2、升降组件3及测温组件4均电连接,用于根据测温组件4采集的实测温度值控制升降组件3带动晶圆100升降至对应的工位。
如图1及图2所示,控制器5具体可以是半导体加工设备的下位机。在实际应用时,控制器5与基座2的温控器22电连接,用于通过温控器22控制基座2的温度;控制器5还可以与升降组件3电连接,以通过升降组件3控制晶圆100升降至对应的工位,但是本申请实施例并不以此为限。控制器5与测温组件4电连接,以通过测温组件4实时监测并采集晶圆100的实测温度值。采用上述设计,控制器5能根据实测温度值控制升降组件3以带动晶圆100在多温度区间加热,从而有效提高本申请实施例的适用范围;另外,控制器5可以实现本申请实施例的自动化控制,从而能进一步提高晶圆100加工的良率,并且能有效提高本申请实施例的自动化水平。
需要说明的是,本申请实施例并不限定控制器5的具体类型,例如,控制器5还可以是单片机,同样能达到上述技术效果。因此,本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,升降组件3可以包括多个支撑件31、驱动部32及驱动连杆33,多个支撑件31和驱动连杆33均位于腔室1内,驱动部32位于腔室外,驱动部32通过驱动连杆33与多个支撑件31传动连接,且驱动部32通过驱动连杆33带动支撑件31升降运动,多个支撑件31穿过基座2,用于承载并带动晶圆100选择性位于多个工位。可选地,驱动部32可以包括伺服电机或者步进电机,驱动连杆33可以为丝杠。
如图1及图2所示,三个支撑件31穿设于基座2内,其顶部用于承载晶圆100,三个支撑件31能相对于基座2升降,以承载并带动晶圆100选择性位于多个工位。驱动部32具体采用伺服电机或者步进电机,驱动部32设置于腔室1的外侧,通过驱动连杆33与多个支撑件31传动连接,以带动多个支撑件31升降,而驱动连杆33具体可以是丝杠结构。在实际应用时,驱动部32在控制器5的控制下,通过驱动连杆33带动多个支撑件31在多个工位之间升降运动,从而带动晶圆100在多个工位之间移动,进而实现对晶圆100在多温度区间加热。采用上述设计,由于伺服电机或者步进电机的运动位置精度非常准确,由此带动多个支撑动运位置也较为准确,因此能实现精确控制晶圆100的温度;并且由于驱动部设置于腔室1的外侧,还能有效降低应用及维护成本。
需要说明的是,本申请实施例并不限定驱动部32及驱动连杆33的具体类型,例如驱动部32可以采用其它类型的驱动器,只要其达到与伺服电机相同的精度即可。因此本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图1及图2所示,测温组件4包括与支撑件31一一对应的多个温度传感器41。具体来说,多个温度传感器41分别设置于多个支撑件31的顶部,并且温度传感器41位于支撑件31的顶部及晶圆100之间。可选地,温度传感器41为接触式温度传感器41。温度传感器41可以采用热电偶,直接设置于支撑件31的顶端,热电偶的导线42可以穿设于支撑件31内,并且导线42可以穿过基座2后导引至腔室1外部。由于采用接触式温度传感器41,不仅可以准确的监测晶圆100表面的温度,减少其他干扰因素,从而有效提高了实测温度值准确性;而且由于接触式温度传感器41成本较低,结构简单,还可以在降低应用成本的同时,大幅降低故障率。
需要说明的是,本申请实施例并不限定温度传感器41的类型,例如,温度传感器41也可以采用红外测温传感器,其可以设置于支撑件31内部或者腔室1的其他位置。因此,本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图1所示,任意两个相邻的工位之间的距离与伺服电机或者步进电机的最小分辨率对应设置。具体来说,任意两个相邻的工位之间的距离与伺服电机或者步进电机最小驱动量对应设置,换言之,伺服电机或者步进电机可以带动支撑件以微小距离进行移动,由此,驱动部32在控制器5的控制下,使得多个工位能对应多个较小温度区间。
于本申请的一实施例中,如图1所示,半导体加工设备还包括与腔室1相连的管道6,管道6上设置有阀门61,阀门61用于控制冷却气体通过管道6输入腔室1。管道6设置于腔室1及气源62之间,并且管道6上还设置有阀门61,阀门61能选择性导通气源62及腔室1,以控制冷却气体通过管道6输入腔室1内。可选地,半导体加工设备还可以包括有抽气泵7,抽气泵7用于将腔室1抽真空以及排出腔室1内的冷却气体及废气。可选地,腔室1的顶部还设置有匀流板8,冷却气体经过匀流板8匀流后流向基座2及基座2上承载的晶圆100,以执行工艺步骤。
基于同一发明构思,本申请实施例提供了一种如上述各实施例提供的半导体加工设备的工艺控制方法,该方法的流程示意图如图3所示,该方法包括:
S301:获取当前工艺配方中的目标温度值。
S302:根据预先建立的控制模型和目标温度值,控制升降组件将晶圆移动至与目标温度值对应的工位。
S303:通过测温组件对晶圆进行实时监测,以得到晶圆的实测温度值。
S304:将实测温度值与目标温度值进行实时对比,并且根据对比结果控制升降组件进行升降,使晶圆达到目标温度值,并进行当前工艺。
可选地,若实测温度值大于目标温度值,则控制升降组件上升;若实测温度值小于目标温度值,则控制升降组件3下降;若实测温度值等于目标温度值,则保持升降组件3不变。
可选地,在控制升降组件上升之后,若晶圆达到多个工位中距离基座上表面最远的工位,且实测温度值仍然大于目标温度值,则控制冷却气体输入腔室,直至实测温度值等于目标温度值。
如图1至图3所示,以下将通过一具体的实施方式来对半导体加工设备的控制方法进行说明。
具体来说,驱动部32可以带动三个支撑件31以微小距离进行移动,三个支撑件31处于不同高度时基座2对晶圆100的热辐射不同,从而,晶圆100可以稳定在不同的温度范围。当需要对晶圆100执行去胶工艺时,机械手将晶圆100放到三个支撑件31上,机械手缩回腔室1并关上腔室1的门阀。三个支撑件31上的温度传感器41读到晶圆100的初始温度,控制器5可以从当前工艺配方获取去胶工艺步骤的目标温度值,控制器5根据目标温度值控制驱动部32带动三个支撑件31运动到对应的工位上进行加热,待晶圆100达到目标温度值后则可以开始执行去胶工艺步骤。
为了便于理解本申请的实施例,以下对多个工位与目标温度值之间的对应关系的控制模型计算方式说明如下:通过实验晶圆100在三个支撑件31不同高度下得到晶圆100温度曲线,具体可参照如图4所示,最大温度值为三个支撑件31带动晶圆100直接降到基座2的上表面21上,因此晶圆100能达到与基座2相同的温度值。初始温度为机械手将晶圆100放入到腔室1中,三个支撑件31在最高点的工位上时的温度值。晶圆100在三个支撑件31上以伺服电机的最小驱动量(即伺服电机的最小分辨率)向基座2运动,即三个支撑件31移动至下一个工位,每运动一个最小驱动量等晶圆100温度稳定后控制器5记录下该温度,当晶圆100运动到基座2的上表面21时得到的温度曲线。
之后通过仿真算法软件进行实验数据分析,将矩阵式的数据进行拟合,从而得到输入(三个支撑件的高度L)、输出(晶圆温度T)关系对应的关系拟合函数。
通过自动采集数据得到如下的关系拟合函数:
T=-7E-06L6+0.0008L5-0.0362L4+0.7341L3-6.7642L2+14.61L+241.27
T的取值范围:250≤T≤44℃;L的取值范围:0≤L≤45mm(毫米),其中250℃可以根据工艺步骤中使用的最大温度进行变化、44℃为晶圆100初始放到三个支撑件上的平均值。
通过上述实验过程,完成了用于控制晶圆100温度的实现,后期通过实验的具体表现,根据需要对关系拟合函数进行修正,以便能更准确的适应实际执行工艺时对目标温度值的精确控制。但是需要说明的是,上述关系拟合函数仅为控制模型的一个示例,在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
例如,当去胶工艺步骤开始时,控制器5读取工艺配方中去胶工艺步骤的目标温度值,三个支撑件31运动到与预设温度对应的工位上,测温组件4的温度传感器41实时监测晶圆100以得到实测温度值,并且将实测温度值与目标温度值进行实时对比,以根据对比结果控制升降组件3的升降状态。具体来说,当实测温度值大于目标温度值时,控制器5可以控制升降组件3上升一个工位以使得晶圆100升温至目标温度值;当实测温度值小于目标温度值时,控制器5可以控制升降组件3下降一个工位以使得晶圆降温至目标温度值;而当实测温度值等于目标温度值时,控制升降组件3保持现有的工位,并且可以开始执行去胶工艺步骤。进一步的,当晶圆达到多个工位中距离基座2的上表面21最远的工位,且实测温度值仍然大于目标温度值,则控制冷却气体输入腔室,直至实测温度值等于目标温度值。
可选地,当去胶工艺步骤执行完成后,控制器5可以判断是否还有其它工艺,如果有其它工艺,则将其它工艺作为当前工艺,并重复执行步骤S301至步骤S304,直至完成所有工艺。
本申请实施例通过升降组件承载并带动晶圆相对于基座升降,以带动晶圆在多个工位之间移动,由于多个工位分别对应不同的目标温度值,从而实现了根据不同类型的晶圆及不同工艺调节目标温度值的目的,并且还可以满足工艺过程中对温度变化的需求,由此不仅有效提高了晶圆加工的良率,而且可以大幅提高工艺效率。由于测温组件实时采集晶圆的实测温度值,能实现对晶圆温度的实时监控,从而有效提高晶圆温度的准确性。另一方面由于满足了不同晶圆及不同工艺的温度需求,从而大幅提高了本申请实施例的适用范围。
应用本申请实施例,至少能够实现如下有益效果:
本申请实施例,通过根据预先建立的控制模型和获取的当前工艺配方中的目标温度值,控制升降组件将晶圆移动至与目标温度值对应的工位,以使晶圆快速地达到目标温度值附近,然后通过测温组件对晶圆进行实时监测,并根据实测温度值与目标温度值的对比结果控制升降组件进行升降,以使晶圆准确地达到目标温度值,由此可见,该实施例可以使晶圆快速准确地达到目标温度值。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
本技术领域技术人员可以理解,本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地,具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地,现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种半导体加工设备,其特征在于,包括腔室、升降组件和设置于所述腔室内的基座及测温组件;
所述升降组件,用于承载并带动晶圆选择性地位于所述基座上方的多个工位,多个所述工位与多个目标温度值一一对应,且每个所述工位至所述基座上表面的距离与对应的所述目标温度值成反比;
多个所述工位与多个目标温度值的关系拟合函数为:
T=-7E-06L6+0.0008L5-0.0362L4+0.7341L3-6.7642L2+14.61L+241.27;
其中,L为所述工位至所述基座上表面的距离、T为所述目标温度值;
所述测温组件,设置于所述升降组件与所述晶圆相接触的位置,用于实时采集所述晶圆的实测温度值;并且
所述半导体加工设备还包括与所述腔室的顶部相连的管道,所述管道上设置有阀门,所述阀门用于控制冷却气体通过所述管道输入所述腔室,所述腔室的顶部还设置有匀流板,所述冷却气体经过所述匀流板流向所述基座及所述基座上承载的所述晶圆;
所述半导体加工设备还用于在所述升降组件将所述晶圆承载并带动到多个所述工位中距离所述基座上表面最远的工位,且所述实测温度值大于所述目标温度值时,控制所述冷却气体输入所述腔室,直至所述实测温度值等于所述目标温度值。
2.如权利要求1所述的半导体加工设备,其特征在于,所述半导体加工设备还包括控制器,所述控制器与所述基座、所述升降组件及所述测温组件均电连接,用于根据所述测温组件采集的实测温度值控制所述升降组件带动所述晶圆升降至对应的所述工位。
3.如权利要求1或2所述的半导体加工设备,其特征在于,所述升降组件包括多个支撑件、驱动部及驱动连杆,其中,多个所述支撑件和所述驱动连杆均位于所述腔室内,所述驱动部位于所述腔室外,所述驱动部通过所述驱动连杆与多个所述支撑件传动连接,且所述驱动部通过所述驱动连杆带动多个所述支撑件升降运动,多个所述支撑件穿过所述基座,用于承载并带动所述晶圆选择性地位于多个所述工位。
4.如权利要求3所述的半导体加工设备,其特征在于,所述驱动部包括伺服电机或者步进电机,所述驱动连杆为丝杠。
5.如权利要求3所述的半导体加工设备,其特征在于,所述测温组件包括与所述支撑件一一对应设置的多个温度传感器。
6.如权利要求4所述的半导体加工设备,其特征在于,任意两个相邻的所述工位之间的距离与所述伺服电机或者所述步进电机的最小分辨率对应设置。
7.一种如权利要求1至6任一所述的半导体加工设备的工艺控制方法,其特征在于,包括:
获取当前工艺配方中的目标温度值;
根据预先建立的控制模型和所述目标温度值,控制所述升降组件将晶圆移动至与所述目标温度值对应的工位;
通过所述测温组件对所述晶圆进行实时检测,以得到所述晶圆的实测温度值;
将所述实测温度值与所述目标温度值进行实时对比,并且根据对比结果控制所述升降组件进行升降,以使所述晶圆达到所述目标温度值,并进行当前工艺。
8.如权利要求7所述的工艺控制方法,其特征在于,所述根据对比结果控制所述升降组件进行升降,包括:
若所述实测温度值大于所述目标温度值,则控制所述升降组件上升;
若所述实测温度值小于所述目标温度值,则控制所述升降组件下降;
若所述实测温度值等于所述目标温度值,则保持所述升降组件不变。
9.如权利要求8所述的工艺控制方法,其特征在于,在所述控制所述升降组件上升之后,所述工艺控制方法还包括:
若所述晶圆达到多个所述工位中距离所述基座上表面最远的工位,且所述实测温度值仍然大于所述目标温度值,则控制冷却气体输入所述腔室,直至所述实测温度值等于所述目标温度值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111900085A (zh) * 2020-08-18 2020-11-06 上海华力微电子有限公司 去胶方法
CN112271155B (zh) * 2020-10-22 2024-06-21 北京北方华创微电子装备有限公司 承载装置及半导体工艺设备
CN113161250B (zh) * 2020-12-08 2022-02-25 恩纳基智能科技无锡有限公司 共晶焊接设备及其加热系统
CN112687568B (zh) * 2020-12-23 2024-07-23 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备及其承载装置
CN113186520B (zh) * 2021-04-29 2022-09-16 北京北方华创微电子装备有限公司 反应腔室、半导体工艺设备和基座温度控制方法
CN113463070B (zh) * 2021-06-08 2022-05-10 长江存储科技有限责任公司 半导体结构加工设备
CN113739946B (zh) * 2021-08-30 2024-03-26 北京北方华创微电子装备有限公司 温度检测装置以及半导体热处理设备
CN117373965B (zh) * 2023-12-07 2024-02-13 泓浒(苏州)半导体科技有限公司 可追踪半导体晶圆生产缺陷的晶圆运输机械手

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06177141A (ja) * 1992-12-08 1994-06-24 Toshiba Corp 熱処理装置
JPH11272342A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板熱処理装置および基板熱処理方法
US6140256A (en) * 1995-11-28 2000-10-31 Tokyo Electron Limited Method and device for treating semiconductor with treating gas while substrate is heated
US6597964B1 (en) * 2002-05-08 2003-07-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Thermocoupled lift pin system for etching chamber
US8052419B1 (en) * 2007-11-08 2011-11-08 Novellus Systems, Inc. Closed loop temperature heat up and control utilizing wafer-to-heater pedestal gap modulation

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100642644B1 (ko) * 2005-01-20 2006-11-10 삼성전자주식회사 웨이퍼 냉각장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06177141A (ja) * 1992-12-08 1994-06-24 Toshiba Corp 熱処理装置
US6140256A (en) * 1995-11-28 2000-10-31 Tokyo Electron Limited Method and device for treating semiconductor with treating gas while substrate is heated
JPH11272342A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板熱処理装置および基板熱処理方法
US6597964B1 (en) * 2002-05-08 2003-07-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Thermocoupled lift pin system for etching chamber
US8052419B1 (en) * 2007-11-08 2011-11-08 Novellus Systems, Inc. Closed loop temperature heat up and control utilizing wafer-to-heater pedestal gap modulation

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