CN116649015A - 用于翘曲校正的方法和设备 - Google Patents

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CN116649015A CN202180050900.5A CN202180050900A CN116649015A CN 116649015 A CN116649015 A CN 116649015A CN 202180050900 A CN202180050900 A CN 202180050900A CN 116649015 A CN116649015 A CN 116649015A
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Abstract

本文提供了用于处理基板的方法和设备。例如，一种用于处理基板的系统包括：处理腔室，所述处理腔室包括第一处理空间与第二处理空间；载体，所述载体设置在第一处理空间中，所述载体包括第一热电模块(TEM)，并且所述载体被配置成在基板被加热或冷却时支撑基板；以及吸盘，所述吸盘设置在第二处理空间中，所述吸盘包括第二TEM，并且所述吸盘被配置成从载体接收基板并在基板被加热或冷却时支撑基板；以及系统控制器，所述系统控制器被配置成在操作期间监测基板、载体或吸盘中的至少一者的温度，并基于基板、载体或吸盘中的至少一者的温度来供应电流至第一TEM或第二TEM中的至少一者。

Description

用于翘曲校正的方法和设备
技术领域
本公开内容的实施例总体上涉及用于处理基板的方法和设备，并且更具体地，涉及配置用于在(例如，用于翘曲校正的)处理期间控制基板温度的方法和设备。
背景技术
随着技术的快速发展，微芯片有增加的趋势变得越来越小，但在密集的集成电路中封装越来越多的晶体管，例如由于对更小的占地面积的需求。生产线可以包括一个或多个生产线前端(FEOL)和生产线后端(BEOL)工艺，诸如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、光刻、固化、成型(例如，对于扇出晶片级封装(FOWLP)和集成扇出(InFO)两者)、翘曲校正等。此类工艺通常在相对较高的温度下发生以促进化学反应，以实现例如基板结构的改变、薄膜生长和材料去除，从而提供更稳健的基板。
因此，在此类高温工艺期间，基板的热管理是必不可少的，以避免可能在微观层面发生的缺陷，从而影响整体良率。例如，由于等离子体处理温度可能高于200℃，因此基板的热管理可以在实现可接受的接触电阻(Rc)方面发挥关键作用。此外，基板的热管理对于防止(例如由于热膨胀系数(CTE)不匹配而导致的)基板翘曲和介电膜的缺陷产生至关重要，基板翘曲会使应力水平增加，介电膜的缺陷产生会使器件性能退化。此外，无法控制整个基板上的温度梯度会使基板发生塑性变形，因为应力水平可能超过临界极限，进而会导致图案错误配准、图案错误配准，并最终导致器件故障。
被配置用于在上述工艺中的一个或多个工艺中对基板进行热管理的常规方法/设备可以包括用于冷却基板的压缩机、低温泵、冷却器等。然而，此类方法/设备包括许多移动部件，这些移动部件有时可能具有旋转和/或振动问题、相对较大、具有相对较长或延长的冷却周期、并且不能提供足够或精确的温度控制。
发明内容
本文提供了用于处理基板的方法和设备。在一些实施例中，设备可包括一种用于处理基板的系统，所述系统包括：处理腔室，所述处理腔室包括第一处理空间与第二处理空间；载体，所述载体设置在第一处理空间中，所述载体包括第一热电模块(TEM)，并且所述载体被配置成在基板被加热或冷却时支撑基板；以及吸盘，所述吸盘设置在第二处理空间中，所述吸盘包括第二TEM，并且所述吸盘被配置成从载体接收基板并在基板被加热或冷却时支撑基板；以及系统控制器，所述系统控制器被配置成在操作期间监测基板、载体或吸盘中的至少一者的温度，并基于基板、载体或吸盘中的至少一者的温度来供应电流至第一TEM或第二TEM中的至少一者。
根据本公开内容的至少一些实施例，一种处理基板的方法包括以下步骤：将基板定位在设置在第一处理空间中的载体或设置在第二处理空间内的吸盘中的至少一者上，载体包括第一热电模块(TEM)，吸盘包括第二TEM；以及在操作期间监测基板、载体或吸盘中的至少一者的温度，并基于基板、载体或吸盘中的至少一者的温度来供应电流至第一TEM或第二TEM中的至少一者。
根据本公开内容的至少一些实施例，一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时执行处理基板的方法，所述方法包括以下步骤：将基板定位在设置在第一处理空间中的载体或设置在第二处理空间内的吸盘中的至少一者上，载体包括第一热电模块(TEM)，吸盘包括第二TEM；以及在操作期间监测基板、载体或吸盘中的至少一者的温度，并基于基板、载体或吸盘中的至少一者的温度来供应电流至第一TEM或第二TEM中的至少一者。
下面进一步说明本公开内容的其他与进一步的实施例。
附图说明
通过参照附图中描绘的本公开内容的说明性实施例，可理解在上文简要概述并在下文更详细讨论的本公开内容的实施例。然而，附图仅图示说明本公开内容的典型实施例，并且因此不应被视为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可允许其他等效的实施例。
图1是根据本公开内容的至少一些实施例的处理基板的设备的示意图。
图2是根据本公开内容的至少一些实施例的热电模块(TEM)的示意性侧视图。
图3是根据本公开内容的至少一些实施例的底座的示意性侧视图，底座包括图2的TEM。
图4是根据本公开内容的至少一些实施例的底座的基板支撑表面的示意性俯视图，底座包括以阵列布置在基板支撑表面上的多个TEM。
图5是根据本公开内容的至少一些实施例的用于处理基板的方法的流程图。
为了促进理解，尽可能使用相同的附图标记指示附图中共有的相同要素。附图并未按照比例绘制，并且为了清楚起见可被简化。一个实施例的要素与特征可被有益地并入其他实施例中，而无需进一步的叙述。
具体实施方式
本公开内容提供用于在处理基板时控制基板温度的方法和设备。例如，设备可以被实施在包括处理空间的处理腔室中，处理空间被配置为在基板支撑件的支撑表面上接收一个或多个基板，基板支撑件被配置为在基板被处理时支撑基板。基板支撑件包括一个或多个TEM，这些TEM被配置为通过向/从基板传递热量来控制基板的温度。本文描述的方法和设备不使用移动部件，这减少了(如果不是消除)通常与常规方法和设备(诸如使用压缩机、低温泵、冷却器等的那些方法和设备)相关联的旋转或振动问题，并且本文描述的方法和设备具有紧凑尺寸、提供相对较短的冷却时间、并提供基板的精确温度控制。
本文描述的方法和设备可以用在基板制造中使用的一个或多个处理腔室来实施。例如，处理腔室可用于FEOL和BEOL工艺中的一者或多者，诸如固化、成型(例如，对于FOWLP和InFO两者)、翘曲校正等。在一些实施例中，本文描述的方法和设备可以与翘曲校正设备一起使用。例如，设备可以被体现在包括处理腔室的系统中，处理腔室包括被配置用于一个或多个基板的非接触式翘曲校正的两个处理空间。更具体地，第一处理空间可以被配置为在载体上接收一个或多个基板(例如，需要翘曲校正的基板)，载体被配置为在基板被加热(或冷却)的同时支撑基板。载体可包括可用于促进基板加热的一个或多个TEM。在基板加热期间，载体允许基板热膨胀，从而允许基板完全膨胀以校正基板的翘曲。在基板热膨胀之后，可以将基板传送到设置在第二处理空间中的吸盘。吸盘包括被配置为快速冷却基板的一个或多个TEM。快速冷却基板有利于将基板保持在经热膨胀的状态(例如，未翘曲或基本上平坦的状态)。因此，本文描述的系统提供了用于基板翘曲校正的快速、廉价且非接触的方法。
图1是根据本公开内容的至少一些实施例的用于处理基板的系统100的示意图。系统100可以被实施在一个或多个设备中。例如，在所示实施例中，系统100被示为包括处理腔室102，处理腔室102包括由侧壁107、底面109和顶面111限定的腔室主体105。腔室主体105包围两个处理空间，第一处理空间104和第二处理空间106(例如，由一种或多种金属(诸如铝、钢等)制成)，在第一处理空间104和第二处理空间106中可以接收一种或多种类型的基板以进行处理。在至少一些实施例中，当基板在第一处理空间104和第二处理空间106内被处理时，腔室主体105可以被配置为提供真空环境，例如以在基板被加热、冷却、在第一处理空间104和第二处理空间106之间转移等等时，消除/减少基板的热冷却动态。在至少一些实施例中，系统100可以包括两个单独的独立处理腔室，每个独立处理腔室包括各自的处理空间。替代地，系统100可以包括两个或更多个处理腔室，这些处理腔室是公共工具或平台(诸如群集工具)的一部分。
在一些实施例中，处理腔室102可被配置用于各种基板封装应用，例如2.5D基板后端封装。在这样的实施例中，处理腔室102的第一处理空间104可以包括第一加热装置108，第一加热装置108被配置为将基板加热到第一温度。第一加热装置108可包括例如加热器、气体输送装置等中的一个或多个。例如，在至少一些实施例中，第一加热装置108可包括加热器110和气体输送装置112中的一个或多个。在至少一些实施例中，加热器110可以是灯、线圈等并且可以被配置为提供辐射加热、电阻加热等。例如，在至少一些实施例中，加热器110可以是红外加热灯。加热器110可用于促进将基板(和/或一种或多种处理气体)加热至第一温度。此外，气体输送装置112可以是适于将一种或多种经加热的处理气体提供到第一处理空间中的任何气体输送装置，包括但不限于气体输送喷头、气体输送环等。例如，在至少一些实施例中，气体输送装置112可以是配置成将一种或多种经加热的气体提供到第一处理空间104中以将基板加热至第一温度的气体输送喷头，所述经加热的气体例如氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氡气或其他惰性气体等。例如，在至少一些实施例中，气体输送装置112可以被配置为将热氮气提供到第一处理空间104中以将基板加热到第一温度，如下文将更详细地描述的。
第一处理空间104可以包括一个或多个温度传感器114(温度传感器114)，温度传感器114被配置为在基板被加热至第一温度时监测基板和/或被配置为支撑基板的载体的温度。温度传感器114可以包括但不限于热电堆传感器、非接触式传感器，诸如红外传感器等。例如，在至少一些实施例中，温度传感器114可以包括一个或多个红外温度传感器(图1中所示的两个红外传感器)。温度传感器114操作地耦合到处理腔室102的系统控制器113，以用于在基板被(例如，原位)加热的同时监测基板(和/或载体)的温度。温度传感器114可以定位在第一处理空间104内的不同位置，例如侧壁107、第一加热装置108上或与第一加热装置108相邻、底面109上等。在至少一些实施例中，诸如在所示实施例中，温度传感器114位于与第一处理空间中的载体相邻的底表面109上。
第一处理空间104可以包括载体118，载体118被配置为在基板(例如，硅、锗、玻璃等)被加热到第一温度时支撑基板。载体118可由合适的工艺兼容材料制成，所述材料能够支撑基板并被加热到一个或多个温度，例如玻璃化转变温度(Tg)。此类合适材料的示例包括但不限于金属或具有相对良好热传递特性的其他类型的材料。例如，载体118可由金属制成，所述金属包括但不限于钢、铝、铜等。例如，在至少一些实施例中，载体118可由铝制成。
此外，载体118可具有一种或多种几何构造，例如圆形、矩形、椭圆形等。例如，在至少一些实施例中，载体118可具有大致圆形的构造。发明人已经发现，圆形构造为基板提供合适的热表面积接触，这进而可以减少来自基板底侧或表面的热损失。载体118包括基板支撑表面，所述基板支撑表面被配置为支撑基板并且被配置为在基板被加热到第一温度时允许基板完全膨胀(例如，大约10微米)。
提升组件120(例如，包括电机、致动器、分度器(indexer)等中的一个或多个)设置在第一处理空间104内并且被配置为控制载体118的竖直位置。载体118的竖直位置被控制以促进基板通过开口122(例如，狭缝阀开口)的传送，开口122沿着处理腔室的不同位置设置，例如以用于将基板装载到处理腔室102中或从处理腔室102卸载出基板、在第一处理空间104与第二处理空间106之间传送基板等。例如，开口122可在接近载体118的高度处穿过侧壁107和内壁103两者形成，侧壁107和内壁103分隔第一处理空间104和第二处理空间106。在一些实施例中，开口122可以是可伸缩密封的，例如，以控制第一处理空间104和第二处理空间106的压力和温度条件。
系统控制器116被提供并耦合到处理腔室102的各种部件，以控制处理腔室102的操作以处理基板。系统控制器126包括中央处理单元(CPU)119、支持电路121和存储器或非瞬时性计算机可读介质123。系统控制器116直接地或经由与特定处理腔室和/或支持系统部件相关联的计算机(或控制器)可操作地耦接至一个或多个能量源124并控制一个或多个能量源124。此外，系统控制器116被配置为接收来自例如温度传感器的输入，以用于控制一个或多个能量源124，使得在处理基板时基板的温度不超过阈值。
系统控制器116可以是可在工业设定中用于控制各种腔室与子处理器的任何形式的通用计算机处理器。系统控制器116的存储器或计算机可读介质122可以是容易获得的存储器中的一个或多个，所述存储器诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘、硬盘、光存储介质(例如，光盘或数字视频盘)、闪存驱动器、或任何其他形式的本地或远程的数字存储。支持电路121耦合至CPU 119以用于以常规方式支持CPU 119。支持电路121包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出系统、子系统等等。如本文所述的发明方法，诸如用于处理基板(例如，非接触式翘曲校正)的方法，可以作为软件例程126存储在存储器122中，软件例程126可以被执行或调用以由本文描述的方式控制一个或多个能量源124的操作。软件例程还可由第二CPU(未示出)存储和/或执行，第二CPU定位成远离由CPU 119控制的硬件。
一个或多个能量源124可以使用DC功率和RF功率中的任一者或两者来向处理腔室102及其部件供电。一个或多个能量源124可用于为例如系统控制器116、包括加热器110和气体输送装置112的第一加热装置108、提升组件120、温度传感器114、处理腔室102的一个或多个机器人、设置在载体118上的一个或多个TEM或设置在第二处理空间106中的吸盘供电，如下文将更详细地描述的。
气体供应器128耦合到处理腔室102并且被配置为经由例如气体输送装置112将适于加热基板的一种或多种经加热的处理气体提供到第一处理空间104和第二处理空间106中。如上所述，处理气体可以是例如氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氡气或其他惰性气体等。气体供应器128被配置为将经加热的处理气体供应到第一处理空间104和第二处理空间106中以将基板加热至第一温度。在至少一些实施例中，气体供应器128可以包括加热装置(未示出)，所述加热装置可以将处理气体加热到足够的温度。替代地或附加地，加热器110可以被配置为在将处理气体经由气体输送装置112注入第一处理空间104之前加热处理。例如，在至少一些实施例中，气体供应器128可以向第一加热装置108的气体输送装置112提供经加热的处理气体(例如，氮气)，以将翘曲的基板(和/或载体118)加热到基板(和/或基板上的环氧树脂，如果有提供)的玻璃化转变温度(Tg)。将基板加热至基板的玻璃化转变温度Tg并允许基板在载体118上自由膨胀使基板变平或拉直至未翘曲或基本上变平的构造。在至少一些实施例中，载体118和基板可以被加热到热平衡。可以理解，将基板(和/或载体118)加热到基板(和/或基板上的环氧树脂，如果有提供的话)的玻璃化转变温度Tg和/或热平衡可以取决于一个或多个因素，包括但不限于制成基板、环氧树脂和/或载体的材料类型等。发明人已经发现，例如，目前使用的大多数基板的玻璃化转变温度Tg为约150℃至约200℃的温度。然而，任何给定基板的实际玻璃化转变温度Tg将取决于基板的成分，并且可能高于或低于上述温度范围。
真空源130(或泵)可耦合至气体供应器128和处理腔室102的腔室主体105中的排气口(未示出)以控制处理期间的压力和/或从第一处理空间104和第二处理空间106排出热气体，如下文将更详细地描述的。在至少一些实施例中，真空源130可以被配置为向设置在第二处理空间106中的吸盘提供吸力，如下文将更详细地描述的。
一个或多个机器人设置在第一处理空间104和/或第二处理空间106内。例如，在至少一些实施例中，机器人132可以设置在第一处理空间104和第二处理空间106中的每一者内。机器人132可以是适合于将基板传送进出第一处理空间104和第二处理空间106以及适合于在第一处理空间104和第二处理空间106之间传送基板的任何机器人。例如，在至少一些实施例中，机器人132可以被配置为例如从耦合到处理腔室102的装载锁定(未示出)接收基板，并且将基板定位到载体118和设置在第二处理空间106内的吸盘上和将基板从载体118和设置在第二处理空间106内的吸盘移离。机器人132还被配置为经由例如穿过内壁103限定的路径134(在图1中以虚线示出)将基板从第一处理空间104传送到第二处理空间106(反之亦然)。例如，在至少一些实施例中，第一处理空间104中的机器人132可以将载体118传送通过路径134，载体118包括先前已经被处理过(例如，被加热到基板(和/或基板上的环氧树脂，如果有提供)的玻璃化转变温度Tg和/或基板和载体之间的热平衡)的基板，并将包括基板的载体118移交给第二处理空间106的机器人132。第二处理空间106的机器人132随后可以将基板传送到设置在第二处理空间106内的吸盘，如下文将更详细地描述的。
基板136可以由一种或多种材料制成，所述材料包括但不限于硅、锗、玻璃等。例如，在至少一些实施例中，基板136可以由硅制成，例如，贯透硅的通孔(TSV)中介层基板组件。此外，一个或多个焊料凸块(未明确示出)可以设置在基板136上并且被配置为支撑一个或多个对应的IC芯片138。环氧树脂模料140可用于完全或部分封装基板136。例如，在至少一些实施例中，环氧树脂模料140可用于仅封装基板136上的一个或多个焊料凸块。例如，环氧树脂模料底部填充。此外，在至少一些实施例中，环氧树脂模料140可用于封装一个或多个焊料凸块和IC芯片138这两者，如图1所示。
继续参考图1，第二处理空间106可以与第一处理空间104基本相同。例如，第二处理空间106可包括一个或多个加热装置。更具体地，第二处理空间106可以包括第二加热装置142，第二加热装置142被配置为在将基板136从第一处理空间104转移到第二处理空间106期间将基板136保持在第一温度。例如，在至少一些实施例中，第二加热装置142可包括气体输送装置144。气体输送装置144可以是任何气体输送装置，包括但不限于气体输送喷头、气体输送环等。例如，在至少一些实施例中，气体输送装置144可以是设置在吸盘146上方的气体输送环。例如，在至少一些实施例中，气体输送装置144可以设置在吸盘146上方并且可以从吸盘146径向向外延伸。气体输送装置144被配置为在冷却基板136之前，提供一种或多种热气体(例如，氮气)以将基板136保持在第一温度，例如保持到基板(和/或基板上的环氧树脂，如果有提供)的玻璃化转变温度Tg和/或保持到基板和载体之间的热平衡，如下文将更详细地描述的。替代地或附加地，如以上关于第一加热装置108所描述的，在至少一些实施例中，第二加热装置142可以进一步包括被配置为提供辐射加热、电阻加热等的加热器(例如，灯、线圈等)。例如，在至少一些实施例中，加热器可以是被配置为加热基板和/或处理气体的红外加热灯。
吸盘146可包括一个或多个销(或支撑件)148，销148被配置为当吸盘146处于第一位置时允许将包括基板136的载体118定位在吸盘146上方。销148对应于载体118的多个暴露的槽。为了说明的目的，图1中示出了三个销148。此外，在至少一些实施例中，可以提供多行销。例如，替代于仅一个销对应于载体的暴露区域，一行销中的两个或更多个销可对应于每个暴露的槽，例如以用于额外的支撑或稳定性。
此外，吸盘146可从用于从载体118接收基板136的第一位置移动到用于冷却基板136的第二位置。更具体地，当基板136正从载体118传送到吸盘146时，吸盘146处于第一位置。在第一位置中，吸盘146处于降低配置并且销148被暴露(例如，从吸盘146露出，例如参见图1)。机器人132在系统控制器116的控制下定位载体118，使得载体118的暴露的槽与销148对齐。一旦对齐，机器人132就将载体118移动到吸盘146上方，使得载体118可以被降低并且基板136被定位在销148上。随着基板136被定位在销148上，并且载体118不再定位在吸盘146上方，吸盘146可以移动到第二位置。在第二位置，吸盘146处于升高配置并且销148不再暴露(例如，被吸盘146盖住)并且基板136由吸盘146的顶面支撑。
多个内部冷却通道150可以设置在吸盘146上并且被配置为提供一种或多种合适的冷却流体，以在基板136被定位在吸盘146上(例如，其中吸盘处于升高配置)时快速冷却基板136。冷却流体可以是例如冷却水或其他合适的传热流体(例如，介电流体，诸如等)。例如，在至少一些实施例中，用于快速冷却基板136的冷却流体可以是冷却水。
此外，多个导管或通道152或能够从真空源130提供吸力的其他合适的装置被限定在吸盘146内，并且被配置为在操作期间向吸盘146的顶面提供吸力，如下文将更详细描述的。
图2是根据本公开内容的至少一些实施例的TEM 200的图。TEM200可以设置在载体118和/或吸盘146上。TEM 200包括p型掺杂和n型掺杂的半导体元件的阵列。为了说明的目的，示出了两个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件(以下统称为半导体元件202)。在至少一些实施例中，半导体元件202可以排列成阵列，其中半导体元件202彼此串联电连接和并联热连接。
半导体元件202可以设置在两个或更多个介电/非导电基板之间，所述基板包括但不限于玻璃、陶瓷、云母和/或其他合适的介电/非导电基板，诸如由液体或气体制成的那些介电/非导电基板。例如，在至少一些实施例中，半导体元件202可以设置在两个陶瓷基板204之间。陶瓷基板204可以经由电互连件206(诸如并联或串联的导线)连接到半导体元件202，电互连件206可以经由一种或多种合适的连接方法(诸如粘合)连接到陶瓷基板204中的相应的陶瓷基板204。电互连件206连接到一个或多个电源以向TEM 200供应电流。出于说明的目的，电互连件206被示为连接到一个或多个能量源124，能量源124可以包括DC电源221。
使用TEM阵列允许在具有或不具有冷却通道的情况下在基板支撑件的整个表面上实现非常均匀的冷却/加热和精确的温度控制。此外，根据TEM的配置(例如，是串联还是并联)，可以使用各种区域温度控制方案。例如，通过反转通过TEMS的电流极性，TEMS可用于加热基板而不是冷却基板，从而产生可根据用户要求进行调整的极其通用的设备。例如，在至少一些实施例中，包括TEM 200的基板支撑件(例如，载体118和/或吸盘146)使得能够在同一基板支撑件内进行区域加热和/或冷却，如下文更详细描述的。例如，可以在将基板设置在载体118上的同时对基板136进行加热，并且可以在将基板设置在吸盘146上的同时对基板136进行冷却，或者反之亦然。
图3是根据本公开内容的至少一些实施例的基板支撑件300的图，基板支撑件300可用于载体118和吸盘146，包括图2的TEM 200。由于TEM200的紧凑性，TEM 200的阵列可以集成到基板支撑件300中(例如，在基板支撑件300的底座302内)，具有或不具有其他冷却能力，例如散热器或其他合适的冷却能力。例如，在至少一些实施例中，诸如当基板支撑件300包括用于供应一种或多种冷却剂(例如，处理冷却水(PCW)或其他合适的冷却剂)的流体通道304时，TEM 200可以设置成相对靠近流体通道304。例如，在至少一些实施例中，TEM 200可以设置在流体通道304上方的基板支撑件300的顶层307中，顶层307的顶面可以支撑基板。替代地或附加地，TEM 200可以设置在流体通道304下方的基板支撑件300的顶层307中。与使用压缩机、冷却器和/或低温泵来冷却基板(例如，基板136)的常规方法和设备不同，本文所述的方法和设备可以使用TEM阵列结合例如PCW来实现零下温度以用于以相对快速的方式冷却基板。
图4是根据本公开内容的至少一些实施例的基板支撑件300的基板支撑表面的俯视图，基板支撑件300包括以阵列布置在顶层307上的多个TEM。如图4所示，多个TEM 200可以以阵列布置在顶层307中以确保从/向基板充分传递热量。例如，在至少一些实施例中，TEM 200的阵列可以包括与顶层307的外围相邻设置的TEM和与顶层307的中心相邻设置的TEM。也可以使用TEM的其他布置/配置。
如上所述，可以使用各种区域加热和/或冷却方案来实现一种或多种期望的效果。例如，在至少一些实施例中，系统控制器116可以被配置为控制TEM 200中的每个TEM 200，使得邻近顶层307的外围(例如，第一部分)设置的TEM可以用于加热基板136，并且邻近顶层307的中心(例如，第二部分)设置的TEM可用于冷却基板136，反之亦然。替代地或附加地，系统控制器116可以被配置为独立地控制TEM 200中的每个TEM 200，使得也可以使用TEM 200的其他温度控制布置和/或配置。为了实现各种控制布置，可以提供附加的电气互连件、开关、电源等。例如，在至少一些实施例中，开关400可以连接到DC电源221和系统控制器116，并且可以被配置为独立地向TEM200中的每个TEM 200提供电流以实现一个或多个各种温度控制布置。
一个或多个传感器可以设置在顶层307中。例如，在至少一些实施例中，一个或多个热电偶402可以设置在顶层307中/上并且可以与系统控制器116通信。在处理期间，热电偶402可以被配置用于测量顶层307、基板136和/或TEM 200中的每个TEM 200的温度，并且将测量的温度提供给系统控制器116。在至少一些实施例中，例如，热电偶402中的一个或多个热电偶402可以被配置为提供顶层307和/或基板136的温度测量值，并且热电偶402中的一个或多个热电偶402可以被配置为提供TEM 200中的相应的一个TEM 200的温度测量值。
图5是根据本公开内容的至少一些实施例的用于处理基板的方法500的流程图。方法500大体上开始于502处，其中将基板定位在基板支撑件上(例如，设置在第一处理空间中的载体或设置在第二处理空间内的吸盘中的至少一者)。例如，在502处，可以将翘曲的基板设置在载体118上以将翘曲的基板(和/或载体118)加热到玻璃化转变温度(Tg)，使得基板不再翘曲。类似地，在502处，已经在第一处理空间中处理过的基板可以被转移到第二处理空间的吸盘146，使得经加热的未翘曲基板可以被快速冷却以将基板保持在未翘曲状态。
在504处，在操作期间监测设置在处理腔室的处理空间中的基板支撑件(例如，载体118或吸盘146)和/或支撑在所述基板支撑件上的基板(例如，基板136)的温度。例如，在处理基板期间，可以使用一个或多个热电偶(例如，热电偶402)来监测基板支撑件(或基板支撑表面)和/或基板。例如，在至少一些实施例中，诸如当基板136设置在载体118或吸盘146上时，一个或多个热电偶402可用于在基板136被加热或冷却时分别监测载体118或吸盘146的温度，反之亦然。
此外，基于基板支撑件和/或基板的温度，在504处，可以向设置在基板支撑件上的一个或多个TEM(例如，TEM 200)供应电流以冷却或加热基板。例如，在至少一些实施例中，热电偶可以被配置用于监测/测量基板支撑件和/或基板的温度，并且用于将基板支撑件和/或基板的温度测量值提供给系统控制器(例如，系统控制器116)。响应于接收温度测量值，系统控制器可以向TEM提供电流。例如，取决于TEM的配置(例如，极性)，通过TEM的电流可用于冷却基板或加热基板。例如，当基板136设置在载体118上时，可以使用通过TEM的电流来加热基板136。类似地，当基板136设置在吸盘146上时，通过TEM的电流可用于冷却基板136。通过改变提供给TEM的电流量，可以增加或减少冷却/加热效果(例如，可以控制温度)。
虽然前述内容涉及本公开内容的实施例，但可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下构想本公开内容的其他与进一步的实施例。

Claims (20)

1.一种用于处理基板的系统，包括：
处理腔室，所述处理腔室包括第一处理空间与第二处理空间；
载体，所述载体设置在所述第一处理空间中，所述载体包括第一热电模块(TEM)，并且所述载体被配置成在所述基板被加热或冷却时支撑所述基板；以及
吸盘，所述吸盘设置在所述第二处理空间中，所述吸盘包括第二TEM，并且所述吸盘被配置成从所述载体接收所述基板并在所述基板被加热或冷却时支撑所述基板。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者包括多个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件。
3.如权利要求1或2中的任一项所述的系统，其中所述多个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件以阵列布置，其中所述p型掺杂和n型掺杂的半导体元件彼此串联电连接并且彼此并联热连接。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者包括两个陶瓷基板，所述多个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件被设置在所述两个陶瓷基板之间并且被连接至电互连件，所述电互连件连接至所述两个陶瓷基板。
5.如权利要求1、2或4中的任一项所述的系统，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者经由所述电互连件连接至电源。
6.如权利要求1所述的系统，进一步包括多个第一TEM与第二TEM，所述多个第一TEM与第二TEM各自以阵列设置在所述载体与所述吸盘上。
7.如权利要求1、2、4或6中的任一项所述的系统，其中所述载体与所述吸盘中的每一者包括多个通道，所述多个通道被配置成接收冷却剂以用于冷却所述基板。
8.一种处理基板的方法，所述方法包括以下步骤：
将基板定位在设置在第一处理空间中的载体或设置在第二处理空间内的吸盘中的至少一者上，所述载体包括第一热电模块(TEM)，所述吸盘包括第二TEM；以及
在操作期间监测所述基板、所述载体或所述吸盘中的至少一者的温度，并基于所述基板、所述载体或所述吸盘中的所述至少一者的所述温度来供应电流至所述第一TEM或所述第二TEM中的至少一者。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者包括多个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件。
10.如权利要求8或9中的任一项所述的方法，其中所述多个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件以阵列布置，其中所述p型掺杂和n型掺杂的半导体元件彼此串联电连接并且彼此并联热连接。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者包括两个陶瓷基板，所述多个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件被设置在所述两个陶瓷基板之间并且被连接至电互连件，所述电互连件连接至所述两个陶瓷基板。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者经由所述电互连件连接至电源。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括多个第一TEM与第二TEM，所述多个第一TEM与第二TEM各自分别以阵列设置在所述载体与所述吸盘上，并且所述方法进一步包括以下步骤中的至少一个步骤：
供应电流至所述第一TEM中的一些第一TEM以冷却所述基板的第一部分，以及供应电流至所述第一TEM中的一些第一TEM以加热所述基板的第二部分，所述基板的所述第二部分不同于所述基板的所述第一部分；或者
供应电流至所述第二TEM中的一些第二TEM以冷却所述基板的所述第一部分，以及供应电流至所述第二TEM中的一些第二TEM以加热所述基板的所述第二部分，所述基板的所述第二部分不同于所述基板的所述第一部分。
14.如权利要求8、9或11至13中的任一项所述的方法，进一步包括提供冷却剂至所述载体或所述吸盘中的至少一者上的多个通道。
15.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时执行处理基板的方法，所述方法包括以下步骤：
将基板定位在设置在第一处理空间中的载体或设置在第二处理空间内的吸盘中的至少一者上，所述载体包括第一热电模块(TEM)，所述吸盘包括第二TEM；以及
在操作期间监测所述基板、所述载体或所述吸盘中的至少一者的温度，并基于所述基板、所述载体或所述吸盘中的所述至少一者的所述温度来供应电流至所述第一TEM或所述第二TEM中的至少一者。
16.如权利要求15所述的非瞬时性计算机可读存储介质，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者包括多个p型掺杂和n型掺杂的半导体元件。
17.如权利要求15或16中的任一项所述的非瞬时性计算机可读存储介质，其中所述多个p型掺杂和n型掺杂半导体元件以阵列布置，其中所述p型掺杂和n型掺杂的半导体元件彼此串联电连接并且彼此并联热连接。
18.如权利要求15所述的非瞬时性计算机可读存储介质，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者包括两个陶瓷基板，所述多个p型掺杂和n型掺杂的半导体器件被设置在所述两个陶瓷基板之间并且被连接至电互连件，所述电互连件连接至所述两个陶瓷基板。
19.如权利要求18所述的非瞬时性计算机可读存储介质，其中所述第一TEM与所述第二TEM中的每一者经由所述电互连件连接至电源。
20.如权利要求15、16、18或19中的任一项所述的非瞬时性计算机可读存储介质，进一步包括多个第一TEM与第二TEM，所述多个第一TEM与第二TEM中各自分别以阵列设置在所述载体与所述吸盘上，并且进一步包括以下步骤中的至少一个步骤：
供应电流至所述第一TEM中的一些第一TEM以冷却所述基板的第一部分，以及供应电流至所述第一TEM中的一些第一TEM以加热所述基板的第二部分，所述基板的所述第二部分不同于所述基板的所述第一部分；或者
供应电流至所述第二TEM中的一些第二TEM以冷却所述基板的所述第一部分，以及供应电流至所述第二TEM中的一些第二TEM以加热所述基板的所述第二部分，所述基板的所述第二部分不同于所述基板的所述第一部分。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6271459B1 (en) * 2000-04-26 2001-08-07 Wafermasters, Inc. Heat management in wafer processing equipment using thermoelectric device
US6410971B1 (en) 2001-07-12 2002-06-25 Ferrotec (Usa) Corporation Thermoelectric module with thin film substrates
JP4765328B2 (ja) * 2004-04-16 2011-09-07 東京エレクトロン株式会社 被処理体の処理装置
US7097779B2 (en) 2004-07-06 2006-08-29 Tokyo Electron Limited Processing system and method for chemically treating a TERA layer
JP2008013200A (ja) 2006-07-05 2008-01-24 Meadwestvaco Packaging Systems Llc カートン
JP5092157B2 (ja) 2006-10-30 2012-12-05 株式会社Ｋｅｌｋ 熱電モジュール
US20080217293A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Tokyo Electron Limited Processing system and method for performing high throughput non-plasma processing
JP4404127B2 (ja) 2007-09-28 2010-01-27 ヤマハ株式会社 熱電モジュール用基板およびこの基板を用いた熱電モジュール
US9673037B2 (en) 2011-05-31 2017-06-06 Law Research Corporation Substrate freeze dry apparatus and method
US20140356985A1 (en) 2013-06-03 2014-12-04 Lam Research Corporation Temperature controlled substrate support assembly

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