TW202044455A - 晶圓處理設備及該設備的控制方法 - Google Patents

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普拉迪普 西魯戈那南
馬蒂亞 龐尼卡娃
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Abstract

一種用以處理晶圓的設備,包含:一可旋轉卡盤,用以接收一晶圓;一加熱組件,包含發光加熱元件的陣列,該發光加熱元件的陣列經設置以照射由該可旋轉卡盤所接收的一晶圓而加熱該晶圓;以及一或更多光感測器,經設置以偵測由該發光加熱元件之陣列所發出的光。

Description

晶圓處理設備及該設備的控制方法
本發明係關於晶圓處理設備,並且關於該設備的控制方法。
半導體晶圓可接受各種表面處理製程,例如蝕刻、清理、拋光以及材料沉積。為了執行這些製程,可將晶圓安裝在可旋轉卡盤上,以便在晶圓的表面上可執行各種製程。
例如,可藉由將清理液(例如,異丙醇或去離子水)施加到晶圓的表面,以清理晶圓的表面。之後,可藉由使用可旋轉卡盤來旋轉晶圓並且加熱晶圓而致使清理液蒸發,以乾燥晶圓的表面。此種清理製程通常被稱為旋轉清理製程。
可用於清理晶圓表面之設備的一範例係描述在US 2017/0345681A1中,其內容乃藉由參考文獻方式合併於此。
US 2017/0345681A1中所述的設備包含可旋轉卡盤以及液體分配器,於該可旋轉卡盤上可安裝晶圓,以及該液體分配器係用以當晶圓被安裝於該可旋轉卡盤上時,將液體分配在晶圓的上表面上。該設備亦包含加熱元件的陣列,當晶圓被安裝於該可旋轉卡盤中時,加熱元件的陣列係配置在晶圓的下方並且經設置以加熱晶圓。在將液體分配於晶圓的表面上之後,控制加熱元件的陣列以加熱晶圓而致使液體蒸發。
最概括而言,本發明提供一種晶圓處理設備,包含:發光加熱元件,經設置以加熱安裝在該設備中的晶圓;以及一或更多光感測器,經設置以偵測由該發光加熱元件所發出的光。因此,本發明之設備能夠量測由該發光加熱元件所發出的光。
對於若干不同理由,由該發光加熱元件所發出之光的量測可以係有用的。舉例來說,該量測可用以鑑別該發光加熱元件其中一或更多者的劣化、誤差或失效,或者可用於達成由該發光加熱元件所發出之光的光強度分佈的更準確控制。例如,此可改善藉由該設備加熱不同半導體晶圓之間的再現性、或不同各別設備之間的再現性。
尤其,本案發明人已發現由該發光加熱元件所發出的光可能會例如因為該發光加熱元件其中一或更多者的故障或劣化而隨著時間變化。此可能會導致不同處理步驟之間以及從晶圓到晶圓的加熱條件變動。此可能會造成問題,例如,因為在半導體晶圓上所執行的製程可對處理條件(例如,溫度)具有高度敏感性。
本發明之設備可用以解決此問題,此乃因為由該發光元件所發出之光的任何變化(例如,強度的變化)可藉由該一或更多光感測器加以偵測。
本發明亦可藉由量測並且比較不同設備中之發光加熱元件所發出的光,以改善從設備到設備之晶圓加熱的再現性。
本發明之設備亦可促進設備的維護與故障排除。舉例而言,該一或更多光感測器可用以偵測由該發光元件其中一或更多者所發出之光隨著時間的變化,此可能係因為該發光元件其中一或更多者的劣化所引起。該一或更多光感測器可用以確定哪個元件或哪個元件群組正在引起所發出之光的變化,以便可更換或修理故障的元件。
在某些情況下,可藉由基於來自一或更多感測器之輸出來調整輸送到該發光加熱元件之功率的量,以補償該發光加熱元件之光照變化。
用以監視加熱元件之陣列的習知技術包含使用測試晶圓,該測試晶圓具有配置於其上的溫度感測器之陣列。該測試晶圓可安裝於加熱元件的陣列之上,並且可使用溫度感測器的陣列來監視位在該測試晶圓上之不同點的溫度。之後可使用演算法來調整輸送到加熱元件的功率,直到在整個該測試晶圓達到期望溫度為止。
本發明之設備優於使用此種測試晶圓的一個優點為該一或更多光感測器能夠原位偵測由發光加熱元件之陣列所發出的光。相比之下,該測試晶圓只能夠經由量測該測試晶圓的溫度而間接量測該加熱元件的輸出,此亦可能受到各種其他變數與環境因素所影響。因此,本發明可對發光加熱元件之陣列的輸出進行更準確且快速的監視與控制。
因此,依照本發明之第一實施樣態,提供一種晶圓處理設備,該設備包含:一可旋轉卡盤,用以接收一晶圓;一加熱組件,包含發光加熱元件的陣列,該發光加熱元件的陣列經設置以照射由該可旋轉卡盤所接收的晶圓而加熱該晶圓;以及一或更多光感測器,經設置以偵測由該發光加熱元件之陣列所發出的光。
如上所述,該一或更多光感測器能夠原位偵測由該發光元件之陣列所發出的光。此可促進該設備的維護與故障排除,及/或可提供對晶圓之加熱條件的改善控制。
依照本發明之第一實施樣態的該設備可具有下列任一選擇特徵或(在相容的情況下)其任何組合。
『可旋轉卡盤』(或旋轉卡盤)一詞可僅指晶圓支架,其經設計以固持一晶圓並且使該晶圓旋轉。
該可旋轉卡盤可設置成使該晶圓相對於該可旋轉卡盤的一旋轉軸而旋轉,該旋轉軸係實質垂直於該晶圓的一表面。
當從上方觀看時,該可旋轉卡盤可實質為圓形。
該可旋轉卡盤可包含用以接收該晶圓並且相對於該卡盤而將該晶圓穩固地固持在一適當位置的一機構(例如夾鉗、螺絲、真空支架等等)。
該可旋轉卡盤可用以接收具有一預定尺寸的一晶圓,例如具有300 mm或450 mm直徑的一晶圓。
該可旋轉卡盤可包含一馬達,其用以驅動該卡盤之相對於該旋轉軸的旋轉。
或者,可藉由一外部驅動裝置(例如經由磁感應)而使該可旋轉卡盤旋轉。
該加熱組件用以加熱安裝在該可旋轉卡盤上的一晶圓。該加熱組件包含發光加熱元件的陣列,該發光加熱元件的陣列經設置以照射由該可旋轉卡盤所接收的晶圓。
因此,該發光加熱元件係藉由使用光的輻射加熱來加熱該晶圓。
『陣列』一詞可僅意指複數發光加熱元件,且不一定意指該發光加熱元件係以任何特定順序加以排列。
當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,該發光加熱元件的陣列可經設置以面向該晶圓。
該發光加熱元件的陣列可經設置以面向該晶圓的第一表面,該第一表面係與該晶圓的第二表面相反,於該第二表面上執行處理(例如清理、材料的沉積等等)。
該發光加熱元件可被配置在一實質平坦表面上(例如,在一板上,例如一電路板)。
當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,該板可經設置以實質平行於該晶圓。
該發光加熱元件可實質均勻地分佈在該平坦表面之上,以均勻方式照射該晶圓,此可造成該晶圓的均勻加熱。
當從上方觀看時,該加熱組件可具有圓形形狀。
該發光加熱元件的陣列可經設置以覆蓋一面積,該面積係與該晶圓之面積實質相同、或在該晶圓之面積的增減10%之範圍內。
所有的該發光加熱元件可具有相同的類型(例如,其皆可具有相同的特性)。
一般而言,一發光加熱元件為使用光來執行輻射加熱的一元件(或部件)。
由該發光加熱元件所發出的光可為可見光。
該加熱組件可相對於該可旋轉卡盤安裝,以當該可旋轉卡盤繞著該旋轉軸旋轉時,使該加熱組件不與該可旋轉卡盤一起旋轉。換言之,當該可旋轉卡盤繞著該旋轉軸旋轉時,該發光加熱元件的陣列可保持固定不動。此可促進提供對該發光加熱元件之陣列的電連接。
在此,一發光加熱元件可以係指一光源,其發出具有適用於加熱晶圓之波長的光。舉例而言,一發光加熱元件可發出具有在從380 nm到650 nm之波長範圍內之最大強度的光。
在某些實施例中,該發光加熱元件其中一或更多者可為發光二極體(LED,light emitting diodes)。
該發光加熱元件可以同心圓方式(與該加熱組件的中心呈同心)設置在該加熱組件中。
在每一個同心圓中,該加熱元件可被分成不同群組。換言之,在一各別同心圓中的該加熱元件可不均勻地繞著該同心圓分佈。
該不同群組之每一者可含有相同數量的加熱元件,例如16個加熱元件。
該一或更多光感測器經設置以偵測由該發光加熱元件之陣列所發出的光。
該一或更多光感測器可因此輸出與由該發光加熱元件之陣列所發出之光的量(或光的強度)有關的一信號。
依此方式,可將由該發光加熱元件之陣列所發出之光的量與一預定值(例如一目標值、一先前量測值、或一參考值)進行比較,以判定該陣列是否於期望水準下進行操作。
該一或更多光感測器可被校正(例如相對於一參考光源)。此可確保不同設備之間的再現性。
在此,一光感測器可為能夠偵測光並且輸出一信號的一感測器,該信號係與所偵測之光的量有關。舉例來說,一合適的光感測器可為一光偵測器,例如光二極體。
該一或更多光感測器可經設置以偵測具有一波長的光,該波長係對應於由該發光加熱元件之陣列所發出之光的一波長。
該一或更多光感測器可相對於該發光加熱元件之陣列而位在該設備中的固定位置。此可達成由該發光加熱元件之陣列所發出之光的量的可再現量測。
在使用中,可藉由(例如經由連接至該陣列的電源)將功率供應到該發光加熱元件的陣列而控制該陣列。此可使該發光加熱元件發光。
從該一或更多光感測器所獲得的一信號(或複數信號)可用以判定該發光加熱元件的陣列是否正在以期望的強度發光,此例如係藉由比較該信號與一先前量測值或一參考信號或目標值而進行該判定。
來自該一或更多光感測器的該信號可用以校正該發光加熱元件的陣列。例如,可調整供應到該發光加熱元件之陣列的功率,直到該信號顯示已達到期望之強度為止。此亦可達成對於隨著時間之該發光加熱元件之劣化的補償。
來自該一或更多光感測器的該信號可隨著時間被監視,以檢查該發光加熱元件之陣列的劣化、或該陣列中之故障的出現。
在某些實施例中,可分別控制該陣列中之個別的發光加熱元件之群組。依此方式,可判定各群組是否正在以期望的強度發光。
同樣地,在某些實施例中,可分別控制每一個別發光加熱元件,以便可偵測由每一個別發光加熱元件所發出之光的量。
這些實施例可進一步促進該設備的維護,因為其可鑑別未正確運作的單一發光加熱元件或發光加熱元件之群組。
該一或更多光感測器可包含相對於該發光加熱元件之陣列而設置的一光感測器(或多於一個的光感測器)。
相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器係直接或以一角度面向該發光加熱元件之陣列。
依此方式,由該發光加熱元件之陣列所發出的光可朝向該一或更多光感測器發射。
此可達成在該陣列中之該發光加熱元件之每一者所發出之光的直接偵測。
此可改善偵測該發光加熱元件之陣列所產生之光的量之變化的準確性。因此,亦可改善跨越不同設備之加熱條件的再現性。
面向該發光加熱元件之陣列的一光感測器可意指該光感測器的一受光表面係直接或一角度朝向該陣列。
當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,對照該發光加熱元件之陣列,相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器可經設置而位於該晶圓的一相反側上。
換言之,對照被該發光加熱元件之陣列所照射的該晶圓之一側,相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器可配置在該晶圓的一相反側上。
此可促進將該光感測器合併到一既有設備中,因為該可旋轉卡盤與該加熱組件的結構不需要被修改以容納該光感測器。
此外,相對於該發光加熱元件之陣列的該感測器之此種配置可意指該感測器可設置離該發光加熱元件的陣列更遠。因此,該光感測器能夠偵測從更大量之發光加熱元件所發出的光,因而可需要更少的光感測器來量測由整個陣列所發出的光,或者只要單一光感測器即可足以偵測由整個陣列所發出的光。
相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器可設置在該可旋轉卡盤的旋轉軸上,及/或以該可旋轉卡盤的旋轉軸為中心。
該發光加熱元件的陣列可繞著該可旋轉卡盤的該旋轉軸呈對稱配置。依此方式,設置在該可旋轉卡盤之該旋轉軸上、或以其為中心的該光感測器亦可相對於該發光加熱元件的陣列置中設置。
此可促進偵測由在該發光加熱元件之陣列中的所有元件所發出的光。
相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器可設置在與該發光加熱元件之陣列相對的一預定固定位置。
於存在相對於該發光加熱元件之陣列而設置的多於一個的光感測器之情況下,相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器之每一者可設置在與該發光加熱元件之陣列相對的一對應預定固定位置。
此可確保由該發光加熱元件之陣列所發出之光的量測之間的再現性。
該光感測器之位置被預先決定,乃意指該光感測器與該發光加熱元件的每一者之間的距離亦被預先決定。
此可基於來自該一或更多光感測器的一輸出信號而計算由該發光加熱元件之陣列所發出之光的強度。
在某些實施例中,該設備可包含一蓋體,該蓋體經設置以防止雜散光到達相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器。
此可避免相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器偵測到非由該發光加熱元件之陣列所發出的雜散光。
因此,可改善由該發光加熱元件所發出之光的量測準確性。
相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器可設置在該蓋體的內部、或附接於該蓋體的內部。
該蓋體因此可提供方便安裝該光感測器的位置。此可避免必須修改該可旋轉卡盤或該發光加熱元件之陣列的結構以容納該一或更多光感測器。此可促進將該一或更多光感測器合併於一既有設備中。
該蓋體可安裝在該設備之一處理腔室的一框架上。
例如,該設備可包含一處理腔室,於其中配置該可旋轉卡盤與加熱組件。該處理腔室可為一腔室,於其中,在該晶圓上執行各種處理,例如蝕刻、材料沉積、清理等等。該蓋體可經設置以當其被安裝於該處理腔室的該框架上時,防止雜散光進入該腔室。因此,當量測由該發光加熱元件之陣列所發出的光時,該蓋體可安裝在該處理腔室的該框架上。一旦完成量測,則可移除該蓋體,而例如安裝其他設備於該處理腔室中。
該蓋體可包含一組對正特徵部,以確保相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器係位在與該發光加熱元件之陣列相對的一預定位置。此可確保由該發光加熱元件之陣列所發出之光的量測係可再現的。
在某些實施例中,該設備可僅包含單一光感測器,其係相對於該發光加熱元件之陣列而設置。此可簡化該設置、及/或促進由該發光加熱元件之陣列所發出之光的偵測及/或量測,因為只有一個來自該單一光感測器的輸出信號需要被分析。依此方式,相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該單一光感測器可偵測該發光加熱元件之整個陣列所發出的光。
在某些實施例中,該一或更多光感測器可包含經設置以偵測來自該發光加熱元件之陣列之光的一光感測器,當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,該光係從該晶圓反射。
因此,當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,經設置以偵測所反射之該光的該光感測器可設置在該晶圓之與該發光加熱元件之陣列相同的側上。
當一晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,由該發光加熱元件之陣列所發出的光可被該晶圓所反射。然後,某些、或全部所反射的該光可被經設置以偵測所反射之該光的該光感測器加以偵測。
依此方式,當一晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,可偵測並且監視由該發光元件之陣列所發出的光。
此可在處理該晶圓時,使該發光加熱元件之陣列所發出的光被監視。因此,可在處理該晶圓時,原位執行對於該發光加熱元件之劣化的補償。此可用以確保在該晶圓的處理期間維持期望的加熱條件。
經設置以偵測所反射之該光的該光感測器係設置在與該發光加熱元件之陣列相同的平面。
此可避免該光感測器阻擋由該發光加熱元件所發出的光,並且同時確保該光感測器被適當地設置以接收所反射的該光。
經設置以偵測所反射之該光的該光感測器與該發光加熱元件的陣列可合併到該設備的同一個板中,例如電路板。
依此方式,可將經設置以偵測所反射之該光的該感測器與該發光加熱元件的陣列兩者設置在同一個板(或支座)上。此可簡化該設備的結構。
例如,經設置以偵測所反射之該光的複數該光感測器可分佈而遍及於該發光加熱元件的陣列。此可確保該感測器能夠偵測到來自該發光加熱元件之整個陣列的所反射的光。
該板可為一電路板。
在某些情況下,該板可包含一散熱器,其經設置以消散在該發光加熱元件中所產生的熱。
如上所述,該設備可包含經設置以偵測來自該發光加熱元件之陣列之光的複數該光感測器,當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,該光係從該晶圓反射。
此可使來自該發光加熱元件之其中更多或所有發光加熱元件的光被該光感測器偵測到。
在上文中,吾人已討論了其中該一或更多光感測器包含相對於該發光加熱元件之陣列而設置的一或更多光感測器的實施例、以及其中該一或更多光感測器包含經設置以偵測來自該發光加熱元件之陣列並且從該晶圓反射之光的一或更多光感測器的實施例。然而,在某些實施例中,該一或更多光感測器可包含兩種型態的光感測器;即,該一或更多光感測器可包含與該發光加熱元件之陣列相對的一或更多光感測器以及經設置以偵測來自該發光加熱元件之陣列並且從該晶圓反射之光的一或更多光感測器。
在某些實施例中,該發光加熱元件其中一或更多者可為發光二極體(LED),其經設置以發出具有一預定波長或在一預定波長範圍內之波長的光,並且該一或更多光感測器可用以偵測具有該預定波長或在該預定範圍內之波長的光。
使用LED可以係有利的,因為LED可具有高效率並且可產生相對小的廢熱。該LED發出在適用於加熱晶圓之一波長或一波長範圍內的光。舉例而言,該LED可發出具有在380 nm到650 nm範圍內之一波長或複數波長的光。其他波長範圍也可以係適合的。
該一或更多光感測器係對具有由該發光加熱元件所發出之該波長的光敏感。此可確保準確偵測到由該發光加熱元件之陣列所發出的光。
在某些情況下,該一或更多光感測器可僅對在該預定波長範圍內的波長敏感。依此方式,具有在該預定波長範圍外之波長的雜散光可不被該光感測器偵測到,此可改善偵測由該發光加熱元件之陣列所發出之光的準確性。
該設備可包含一或更多光學濾波器,其經設置以選擇性地傳遞具有該預定波長或在該預定波長範圍內之波長的光。例如,該濾波器可為低通濾波器、高通濾波器、或帶通濾波器。
該一或更多光學濾波器可經設置,以使該一或更多光感測器僅接收已通過該一或更多光學濾波器的光。
依此方式,具有在該預定波長範圍外之波長的雜散光可不被該光感測器偵測到。此可改善偵測由該發光元件之陣列所發出之光的準確性。
該一或更多濾波器可與該一或更多光感測器合併在一起或附接於該一或更多光感測器,或者可分別設置於該一或更多光感測器。
該設備可更包含一控制器,其經設置以控制供應到該發光加熱元件之陣列的功率,並且接收該一或更多光感測器的一量測輸出。
該控制器可為一計算裝置,其具有安裝於其上的軟體,該軟體用以控制供應到該發光加熱元件之陣列的功率並且接收該一或更多光感測器的一量測輸出。
此種控制器可例如藉由記錄來自該一或更多光感測器的量測值而促進監視由該發光加熱元件所發出的光。
此種量測值之後可例如用以判定隨著時間是否存在該發光加熱元件之陣列的任何劣化。
該控制器可經由一通信介面(例如USB、乙太網路(Ethernet)等等)而連接至一電源,該電源將功率供應到該發光加熱元件的陣列。該控制器可經設置而將指令傳送至該電源,以控制由該電源供應到該發光加熱元件之陣列之功率的量。同樣地,該控制器可經由一通信介面(例如USB、乙太網路(Ethernet)等等)而連接至該一或更多光感測器,以接收來自該一或更多光感測器的該量測輸出。
該控制器可經設置,以基於該一或更多光感測器的該量測輸出而控制該設備。
例如,該控制器可經設置以控制供應到該發光加熱元件之陣列的功率,直到該量測輸出顯示達到由該發光加熱元件之陣列所發出之光的期望強度為止。此可例如藉由下列方式加以達成:將該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與對應於該期望強度的一參考值進行比較。依此方式,該控制器可執行該發光加熱元件之陣列的自動校正。
該控制器可經設置以將該一或更多光感測器的一量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與一參考值進行比較,並且基於比較結果:判定與該發光加熱元件之陣列的其中一或更多該發光加熱元件之操作狀態有關的資訊;及/或調整供應到該發光加熱元件之陣列的其中一或更多該發光加熱元件的功率。
該參考值可為例如一目標/期望值、來自相同之該一或更多光感測器的一先前量測值、或針對一或更多參考發光加熱元件所獲得的一個別量測值。
與其中一或更多該發光加熱元件之操作狀態有關的資訊可例如為下列鑑別結果:來自該發光加熱元件之一群組或所有該發光加熱元件的光強度小於預期,且因此其中一或更多該發光加熱元件可能不依照預期進行操作。或者,此資訊可為一特定發光加熱元件的鑑別結果,該特定發光加熱元件因為例如劣化或個別故障而未正確地運作。
依此方式,該控制器可判定該發光加熱元件其中一或更多者是否正確地運作、或其是否遭受到劣化或故障。舉例來說,若該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊符合該參考值的話,則該控制器可判定該一或更多發光元件正確地運作。若該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊不符合(例如低於)該參考值的話,則該控制器可判定該一或更多發光元件未正確地運作,例如其已劣化或故障。
該控制器可經設置而向使用者通知該一或更多發光加熱元件的經判定之操作狀態。依此方式,可讓使用者注意到該發光加熱元件的劣化或故障,俾能令使用者可執行該裝置的適當維護。
該控制器可經設置,以將與在一預定功率位準被供應到該發光加熱元件其中一或更多者時的一量測輸出對應的一參考值儲存於一記憶體內。依此方式,該控制器可藉由下列方式來檢驗該一或更多發光加熱元件的操作狀態:將該預定功率位準施加至該一或更多發光加熱元件,並且將該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與該參考值進行比較。該控制器可經設置以儲存關於不同組之該一或更多發光加熱元件的參考值。依此方式,該控制器可判定該不同組之該一或更多發光加熱元件的操作狀態。
該控制器可基於比較結果,調整供應到該發光加熱元件之陣列的其中一或更多該發光加熱元件的功率。例如,在判定來自一發光加熱元件或發光加熱元件之群組的光強度小於該參考值的情況下,該控制器可增加供應到該發光加熱元件或該發光加熱元件之群組的功率,以使該光強度增強至該參考值。此功率調整的執行可獨立於操作狀態的判定,或者可依循操作狀態的判定。
依此方式,該控制器可補償該一或更多發光加熱元件的劣化或故障。此可用以確保在處理晶圓時係使用期望的加熱條件(例如光照強度),因此可改善晶圓間與設備間之處理的再現性。
該發光加熱元件的陣列可由複數可個別控制的發光加熱元件之群組所構成,且該控制器可經設置而個別控制供應到該複數的發光加熱元件之群組之每一者的功率。
依此方式,該發光加熱元件的群組之每一者可藉由該控制器將功率供應到該群組而被個別啟動。此可降低該設備關於個別控制該發光加熱元件之每一者的複雜度。
發光加熱元件之群組可包含該發光加熱元件之陣列中的一或更多該發光加熱元件。
當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,發光加熱元件的每一群組可經設置以加熱該晶圓的不同區域。
該複數的發光加熱元件之群組可繞著該可旋轉卡盤之旋轉軸而呈同心設置,以使每一群組佔據一對應徑向位置。依此方式,可藉由啟動不同的發光加熱元件之群組而加熱該晶圓的不同徑向區域。
該控制器可經進一步設置以:接收來自該一或更多光感測器的一量測輸出,該量測輸出表示該複數的發光加熱元件之群組的其中一者的光照強度;將關於該發光加熱元件之群組的該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與關於該群組的一參考值進行比較;以及基於比較結果:判定與該發光加熱元件之群組之操作狀態有關的資訊、及/或控制供應到該發光加熱元件之群組的功率。
依此方式,該控制器可判定一特定的發光加熱元件之群組的操作狀態。該控制器可對發光加熱元件之每一群組執行此種程序,以便判定發光加熱元件之每一群組的操作狀態。此可促進該設備的故障排除與維護,因為此可促進鑑別未正確運作的發光加熱元件之群組。
為了獲得表示該複數的發光加熱元件之群組的其中一者的光照強度的該量測輸出,該控制器可經設置而控制供應到該發光加熱元件之群組的功率,以使該發光加熱元件之群組發光(例如僅控制該發光元件之群組發光,而不控制該陣列中的其他發光加熱元件)。
該控制器可經進一步設置,以基於該發光加熱元件之群組的經判定之操作狀態,調整供應到該發光元件之群組的功率。依此方式,可個別校正該發光加熱元件的群組之每一者。
該控制器可經設置以將該複數的發光加熱元件的群組之每一者的一參考值儲存於一記憶體內。發光加熱元件之群組的一參考值可與該發光加熱元件之群組的一預定功率位準有關聯。因此,為了判定發光加熱元件之群組的一操作狀態,該控制器可將供應到該群組的功率位準調整至該群組的該預定功率位準。
該參考值可為使用該一或更多光感測器所獲得的一先前量測輸出。
該設備可包含如執行該晶圓上之製程所需的另外構件。舉例而言,該設備可更包含一液體分配器,其經設置以將液體(例如清理液)分配到該晶圓的一表面上。該液體分配器可經設置以將液體分配在與面向該發光加熱元件之陣列的該晶圓的一表面相反的該晶圓的一表面上。
該液體分配器可以係可移動的,以將液體分配在位於該晶圓之該表面上的不同位置。因此,在清理製程期間,可將液體分配在該可旋轉卡盤中所接收之一晶圓的表面上。該晶圓接著可與該可旋轉卡盤一起旋轉,以從該晶圓的表面移除該液體。之後可藉由以該發光加熱元件之陣列來加熱該晶圓而使剩下的液體蒸發。
該設備可更包含一透明板(例如由石英或藍寶石所製造),當該晶圓被接收在該可旋轉卡盤中時,該透明板係設置在該發光加熱元件的陣列與該晶圓之間。由該發光加熱元件所發出的光可穿透該透明板。該透明板可用以保護該發光加熱元件之陣列免於受到正在該晶圓之表面上執行之製程的影響。
該設備可為用以清理該晶圓的一清理設備。更具體而言,該設備可為用以旋轉清理該晶圓的一旋轉清理設備。
該晶圓可為一半導體晶圓。
依照本發明之第二實施樣態,提供一種依照本發明之第一實施樣態之該設備的控制方法。本發明之第二實施樣態的方法可包含在上文中關於本發明之第一實施樣態所討論的特徵;因此這些特徵不再重述。
該方法可包含:將功率供應到該發光加熱元件的陣列;接收來自該一或更多光感測器的一量測輸出;將該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與一參考值進行比較;以及基於比較結果:判定與該發光加熱元件之陣列的一操作狀態有關的資訊,及/或控制供應到該發光加熱元件之陣列的功率。
該方法可更包含,基於經判定之該操作狀態,調整供應到該發光加熱元件之陣列的功率。
該方法可更包含選擇性地將功率供應到該發光加熱元件其中一或更多者,並且判定與該發光加熱元件其中一或更多者之一操作狀態有關的資訊。
依照本發明之第一實施例,圖1a與1b顯示用以處理晶圓之設備100的示意橫剖面圖。在圖1a中,沒有晶圓被安裝在該設備中。在圖1b中,晶圓101被安裝在設備100中。
設備100包含可旋轉卡盤102,其用以接收晶圓。可旋轉卡盤102包含卡盤本體104,其可旋轉地被安裝在基座106上。卡盤本體104可相對於基座106而繞著藉由參考符號108所標示的旋轉軸旋轉。卡盤本體104相對於基座106的旋轉可例如藉由一馬達(未顯示)加以驅動,該馬達本身可被一控制器所控制。卡盤本體104包含一組夾持銷110,其用以接收晶圓並且將該晶圓穩固地固持在一適當位置。依此方式,當經由夾持銷110將晶圓安裝在可旋轉卡盤102上時,可藉由使卡盤本體104相對於基座106旋轉而使該晶圓旋轉。在圖1b所示的構造中,夾持銷110施加一夾持力,以將晶圓101固持在一適當位置。然而,作為替代,其他合適的機構可用於將晶圓101固持在一適當位置(例如夾鉗、螺絲、吸引支架等等)。
可旋轉卡盤102更包含例如由石英或藍寶石所製造並且安裝在卡盤本體104上的透明板112。將透明板112固定於卡盤本體104,以使其與卡盤本體104一起相對於基座106旋轉。如圖1b所示,當晶圓101被安裝在可旋轉卡盤102中時,透明板112經設置而實質平行於晶圓101。
設備100更包含加熱組件114。加熱組件114包含LED 116的陣列,其經設置以照射安裝在可旋轉卡盤102中的晶圓。LED 116係作為發光加熱元件,其用以加熱被該可旋轉卡盤所接收的晶圓(例如晶圓101)。在本範例中,該等LED經設置以發出在從380 nm到650 nm之波長範圍內的光。例如,LED 116可發出具有在從380 nm到650 nm之波長範圍內之最大強度的光。本案發明人已發現此波長範圍係適用於加熱半導體晶圓。透明板112經設置以實質被LED 116發出的波長所穿透,即,由LED 116發出的全部或大多數光係被透明板112所傳遞。
加熱組件114更包含板118。LED 116的陣列係安裝在板118的上表面上,該板係作為用於LED 116之陣列的散熱器,以消散LED 116所產生的熱。舉例來說,板118可由例如鋁的金屬加以製造。包含用於LED 116之驅動電路(未顯示)的電路板120係設置在板118的下表面上。LED 116的陣列與電路板上的驅動電路之間的互連被製造而穿過板118。板118係安裝在固定柱122上。固定柱122不連接至卡盤本體104,以使其不與卡盤本體104一起旋轉。板118係實質平行於透明板112。
當晶圓被安裝在可旋轉卡盤102中時,LED 116的陣列係經設置而面向晶圓101。如圖1b所示,當晶圓101被安裝在可旋轉卡盤102中時,透明板112係位在LED 116的陣列與晶圓101之間。因此,由LED 116之陣列所發出的光可被透明板112所傳遞,並且照射在晶圓101上而加熱晶圓101。當晶圓被安裝在可旋轉卡盤102中時,透明板112可用以保護LED 116之陣列免於受到在晶圓101上所執行之製程的影響。
LED 116之陣列經設置以照射晶圓101的第一表面103,該第一表面係與晶圓101的第二表面105相反。晶圓101的第二表面105被露出,以使製程(例如蝕刻、材料沉積、清理)可在晶圓101的第二表面105上被執行。LED 116的陣列可繞著可旋轉卡盤102的旋轉軸108呈實質對稱配置。依此方式,LED 116的陣列可實質對稱地繞著旋轉軸108而照射該晶圓。
設備100更包含光感測器124,其經設置以偵測由LED 116之陣列所發出的光。光感測器124可為光二極體或其他合適的光感測器,並且對由LED 116所發出的光敏感。光感測器124可包含光學帶通濾波器,其經設置以選擇性地傳遞對應於或包含由LED 116所發出之波長的一系列波長。光感測器124係相對於LED 116之陣列設置並且面向LED 116之陣列,即,光感測器124的受光區域係朝向LED 116之陣列。光感測器124係以可旋轉卡盤102的旋轉軸108為中心。因此,其可實質相對於LED 116之陣列置中設置。在本實施例中,僅設置單一光感測器124,且光感測器124經設置以感測來自LED 116之陣列中之所有LED 116的光。
光感測器124係位在與LED 116之陣列相對的一固定位置。此可改善來自LED 116之光的偵測之再現性。可設定光感測器124與LED 116的陣列之間的距離,例如將LED 116的亮度、光感測器124的敏感度、以及從該LED到光感測器124的入射角度納入考量,以達成來自LED 116之陣列中之所有LED 116之光的良好偵測。
在圖1a中藉由參考符號126所標示的箭頭係說明由該LED所發出並且入射在光感測器124上的光。光感測器124能夠直接偵測由LED 116所發出的光,以便可直接監視LED 116之陣列的性能。
光感測器124可輸出與所偵測之光的量有關(例如與所偵測之光的量成比例)的信號。依此方式,可基於來自光感測器124的量測輸出,估計由LED 116之陣列所產生的光強度。實際上,由於整個LED 116之陣列之入射角度的變異,所以可能難以估計LED 116之光強度的絕對值。然而,光感測器124可使LED 116所發出之光的相對值隨著時間被量測與追蹤。舉例而言,來自光感測器124的輸出信號可被記錄與監視,以判定隨著時間是否例如因為LED 116的劣化或該陣列中的故障而存在由該LED之陣列所發出之光的量的任何變化。
如圖1b所示,當晶圓101被安裝在可旋轉卡盤102中時,晶圓101係配置在光感測器124與LED 116的陣列之間。因此,來自LED 116的光係被晶圓101阻止到達光感測器124。因此,在使用中,在將晶圓安裝於可旋轉卡盤102中之前,可量測由LED 116之陣列所發出的光,以例如評估該LED之陣列的性能及/或校正LED 116之陣列。在此量測之後,可將晶圓101安裝在可旋轉卡盤102中以進行處理。
可將LED 116設置成複數可個別控制的LED 116之群組。可例如經由電路板120上的電路,將功率獨立供應到複數的LED 116之群組的每一者,以使LED 116之群組的每一者可被獨立控制(例如開啟或關閉)。LED 116的每一群組可包含該陣列中的一或更多LED 116。LED 116的每一群組可經設置以加熱晶圓101的特定區域,以使晶圓101的不同區域可被可控制地加熱。複數的LED 116之群組可繞著可旋轉卡盤102之旋轉軸108而呈同心設置,以使每一群組佔據一對應徑向位置。依此方式,可藉由啟動不同的LED 116之群組而加熱晶圓101的不同徑向區域。
為了使用光感測器124來獲得由該群組所發出之光的量測值,可個別啟動LED 116的群組之每一者。依此方式,可判定LED 116的群組之每一者是否正確地運作。
為了偵測來自單一LED 116或單一的LED 116之群組的光,可僅將功率供應到該單一LED 116或該單一的LED 116之群組,俾能使光感測器124僅偵測到來自該單一LED 116或該單一的LED 116之群組的光。
設備100可更包含一控制器(未顯示),該控制器控制供應到LED 116之陣列的功率,並且接收來自光感測器124的量測輸出(例如一輸出信號)。
該控制器可為任何合適的計算裝置,其具有安裝於其上以執行所需功能的軟體。舉例來說,該控制器可經由一通信介面(例如USB、乙太網路等等)而連接至電路板120,以控制供應到LED 116之陣列的功率的量。同樣地,該控制器可經由一通信介面而連接至光感測器124,以接收來自光感測器124的量測輸出。該控制器可包含一記憶體,於其中儲存用於LED 116之陣列的各種控制參數(例如功率位準)。該控制器亦可儲存接收自光感測器124的量測資料。
該控制器可經設置,以基於接收自光感測器124的量測輸出而自動控制供應到LED 116之陣列的功率。舉例而言,該控制器可調整供應到LED 116之陣列的功率,直到該量測輸出顯示LED 116產生期望的光照為止(例如藉由將該量測輸出與一參考值進行比較)。在LED 116之陣列包含複數可個別控制的LED 116之群組的情況下,該控制器可自動調整供應到LED 116之群組之每一者的功率,以便針對每一群組獲得期望之輸出。
該控制器可經設置以自動判定LED 116之陣列的操作狀態,例如LED 116之陣列是否正確地運作。為此,該控制器可將關於LED 116之陣列的一參考值儲存於其記憶體中。舉例而言,如在先前量測中所量測,該參考值可對應於當一預定功率位準被供應到LED 116之陣列時來自光感測器124的一量測輸出。於是,該控制器可將該預定功率位準供應到LED 116的陣列,並且將來自光感測器124的該量測輸出與該參考值進行比較。若該量測輸出符合該參考值的話,則該控制器可判定LED 116之陣列係正確地運作。若該量測輸出係不同於(例如低於)該參考值的話,則該控制器可判定LED 116之陣列未正確地運轉。當作出此種判定時,該控制器可通知使用者,以便讓使用者進一步調查該問題並且執行任何適當的維護。同樣地,該控制器可儲存關於複數的LED 116之群組之每一者的一參考值,以使該群組之每一者的操作狀態可被判定。該控制器可經進一步設置,以基於該量測或經判定之該操作狀態,調整供應到LED 116之陣列的功率以例如補償LED 116中的劣化。
圖2顯示用以處理晶圓之設備200的示意橫剖面圖,其為本發明之第二實施例。設備200包含關於設備100所述的所有特徵,例如可旋轉卡盤、加熱組件以及光感測器。與關於設備100所述之特徵相對應的設備200之特徵係以與在圖1中相同的參考符號標示於圖2中,並且不再敘述。
除了關於設備100所述的特徵以外,設備200包含處理腔室202。如圖2所示,可旋轉卡盤102、基座106、加熱組件114以及光感測器124係配置在處理腔室202內。處理腔室202可為適用於處理晶圓的一腔室。舉例來說,能夠控制處理腔室202內的大氣(例如其壓力與組成),以提供用以處理晶圓的適合狀態。處理腔室202包含框架204,於其中安裝可旋轉卡盤102、基座106以及加熱組件114(與柱122一起)。處理腔室202更包含蓋體206,於其中安裝光感測器124。光感測器124係安裝在蓋體206中,以使其面向LED 116的陣列並且以該可旋轉卡盤的旋轉軸108為中心。蓋體206係安裝在處理腔室202的框架204上,並且用以防止雜散光從外部進入處理腔室202。依此方式,由光感測器124所偵測的光可僅為由LED 116之陣列所發出的光。此可改善量測由LED 116之陣列所發出之光的準確性。
蓋體206經設置以將光感測器124固持在與LED 116之陣列相對的一預定固定位置上,以使與LED 116之陣列相對的光感測器124之位置可在量測期間被準確地辨別。此可確保量測的再現性。
在某些情況下,蓋體206可移除地安裝在處理腔室202的框架204上。依此方式,例如為了將晶圓安裝在可旋轉卡盤102中以進行處理,可將蓋體206從框架204移除。一旦將晶圓安裝在可旋轉卡盤102中,則可將蓋體206安裝在框架204上,以關閉處理腔室202。蓋體206與框架204可包含可嚙合的對正特徵部,以使蓋體206相對於框架204設置。此可確保當蓋體206被安裝在框架204上時,光感測器124係位在一預定位置。舉例而言,一合適的對正特徵部可為一對應的突部及凹部或凹槽。設備200的構成可促進將光感測器124合併到一既有設備中。實際上,只需修改處理腔室202的蓋體206以適應光感測器124的存在。
圖3顯示用以處理晶圓之設備300的示意橫剖面圖,其為本發明之第三實施例。設備300包含用以接收晶圓301的可旋轉卡盤302。可旋轉卡盤302包含卡盤本體304,其可旋轉地安裝在基座306上,並且可繞著藉由參考符號308所標示的旋轉軸旋轉。卡盤本體304包含一組夾持銷310,其用以接收晶圓並且將該晶圓穩固地固持在一適當位置。在圖3所示的範例中,顯示晶圓301係安裝在可旋轉卡盤302中。可旋轉卡盤302更包含透明板312,其例如由石英或藍寶石所製造,並且安裝在卡盤本體304上。當晶圓被安裝在可旋轉卡盤302中時,透明板312經設置而實質平行於晶圓301。可旋轉卡盤302及其構件可以與上述設備100之可旋轉卡盤102類似的方式運作,且在上文中之設備100之構件的說明可用於此設備300之對應構件。
設備300更包含加熱組件314。加熱組件314包含LED 316的陣列,其經設置以當晶圓301被安裝在可旋轉卡盤302中時照射該晶圓。LED 316係作為用以加熱晶圓301的發光加熱元件。在本範例中,該LED經設置以發出在從380 nm到650 nm之波長範圍內的光。例如,LED 316可發出具有在從380 nm到650 nm之波長範圍內之最大強度的光。透明板312經設置以被LED 316發出的波長所穿透,即,由LED 316所發出的光係被透明板312所傳遞。
加熱組件314更包含板318。LED 316係安裝在板318的上表面上。板318係作為用於LED 316之陣列的散熱器,以消散LED 316所產生的熱。舉例來說,板318可由例如鋁的金屬加以製造。包含用於LED 316之驅動電路(未顯示)的電路板320係設置在板318的下表面上。LED 316的陣列與電路板上的驅動電路之間的互連被製造而穿過板318。板318係安裝在固定柱322上。固定柱322不連接至卡盤本體304,以使其不與卡盤本體304一起旋轉。板318係實質平行於透明板312。
LED 316之陣列經設置以照射晶圓301的第一表面303,該第一表面係與晶圓301的第二表面305相反。晶圓301的第二表面305被露出,以使製程(例如蝕刻、材料沉積、清理)可在晶圓301的第二表面305上被執行。LED 316的陣列係繞著可旋轉卡盤302的旋轉軸308呈實質對稱配置。依此方式,LED 316的陣列可實質對稱地繞著旋轉軸308而照射該晶圓。
加熱組件314可以與上述設備100之加熱組件114類似的方式運作。舉例而言,如在上文中關於設備100所討論,可將LED 316之陣列設置成可個別控制的LED 316之群組。
設備300更包含一組光感測器324。該組光感測器324係配置在板318的上表面上,即,在與LED 316之陣列相同的表面上。該組光感測器324係例如以實質均勻的方式(例如以固定間隔)分佈遍及該陣列。光感測器324可為光二極體或若干其他合適的光感測器,並且對由LED 316所發出的光敏感。光感測器324可包含光學帶通濾波器,其經設置以選擇性地傳遞與LED 316所發出之波長對應的一系列波長。
光感測器324係經設置而面向與LED 316相同的方向。依此方式,該光感測器可偵測來自LED 316的光,當晶圓301被安裝在可旋轉卡盤302中時,該光係從晶圓301的第二表面305反射。此係藉由圖3中的箭頭326加以說明,該箭頭係表示由LED 316所發出的光,該光係被晶圓301所反射並且接著被光感測器324所偵測。由於光感測器係分佈遍及LED 316的陣列,所以可以光感測器324來偵測由所有LED 316所發出的光。每一光感測器324可輸出一量測信號,該量測信號係與該光感測器324所偵測到之光的量有關(例如與其成比例)。電路板320可包含讀取電路,其用以獲得來自每一光感測器324的量測信號。光感測器324與電路板320之間的互連可形成穿過板318。
因此,設備300使來自LED 316並且從晶圓301反射的光被量測。此可當該晶圓被安裝在該可旋轉卡盤中時(例如當晶圓正在被處理時),達成LED 316之性能的即時監視。此可達成供應到LED 316之陣列之功率的即時調整,以確保晶圓的處理始終維持期望的加熱條件。
設備300可更包含一控制器(未顯示),其用以控制供應到LED 316的功率,並且接收來自光感測器324的量測輸出(例如輸出信號)。該控制器可為任何合適的計算裝置,其具有安裝於其上以執行所需功能的軟體。舉例來說,該控制器可經由一通信介面(例如USB、乙太網路等等)而連接至電路板320,以控制供應到LED 316之陣列的功率的量,並且接收來自光感測器324的量測輸出。該控制器可包含一記憶體,於其中儲存用於LED 316之陣列的各種控制參數(例如功率位準)。該控制器亦可儲存接收自光感測器324的量測資料。
該控制器可經設置而執行與在上文中關於設備100之控制器所述之功能類似的功能。例如,該控制器可經設置,以基於接收自光感測器324的量測輸出,自動控制供應到LED 316或LED 316之群組的功率。依此方式,當晶圓301被安裝在可旋轉卡盤302中時,該控制器可基於藉由光感測器324的量測而進行LED 316之陣列的自動控制。該控制器亦可經設置而判定LED 316之陣列或LED 316之群組的操作狀態。根據經判定的該操作狀態,該控制器可經設置而向使用者通知該操作狀態,俾能讓使用者可執行適當的維護程序。
上述所有實施例的設備可包含另外構件,其經設置以處理安裝在可旋轉卡盤中的晶圓。例如,該設備可包含一液體分配器,其經設置以將一液體分配到該晶圓的一上表面(即,與被該LED之陣列所照射之該晶圓之一表面相反的該晶圓的一表面)上。
該設備可為用以清理該晶圓的一設備,例如用以旋轉清理該晶圓的一旋轉清理設備。
該晶圓可為一半導體晶圓。
本發明之某些實施例中的加熱組件114、314的一示範結構係說明於圖4中。
如圖4所示,LED 116、316係設置在繞著加熱組件114、314之中心的同心環上。LED 116、316的排列係繞著加熱組件114、314的中心呈旋轉對稱。
在一既定同心環內,LED 116、316被分成群組401,例如在每一群組401中具有16個LED 116、316。換言之,在一既定同心環中的LED 116、316並未繞著該同心環均勻分佈。
如上所討論,到LED 116、316之群組401之每一者的功率可被獨立控制。
在本範例中,存在20個LED 116、316之同心環,但當然,在其他實施例中,同心環的數量可為不同。
在圖4中,加熱組件114、314被分成四個四分之一圓402,其藉由連接部403而連結在一起。
每一LED可具有10 W的功率消耗並且提供3 W的功率。
當然,加熱組件114、314可與圖4中所說明者不同。尤其,對於本發明而言,該加熱組件中之LED的排列並非必要。
100:設備 101:晶圓 102:可旋轉卡盤 103:第一表面 104:卡盤本體 105:第二表面 106:基座 108:旋轉軸 110:夾持銷 112:透明板 114:加熱組件 116:LED 118:板 120:電路板 122:固定柱 124:光感測器 126:光 200:設備 202:處理腔室 204:框架 206:蓋體 300:設備 301:晶圓 302:可旋轉卡盤 303:第一表面 304:卡盤本體 305:第二表面 306:基座 308:旋轉軸 310:夾持銷 312:透明板 314:加熱組件 316:LED 318:板 320:電路板 322:固定柱 324:光感測器 326:光 401:群組 402:四分之一圓 403:連接部
在下文中參考隨附圖式來討論本發明之實施例,於其中:
圖1a係依照本發明之第一實施例之一設備的示意橫剖面圖;
圖1b係本發明之第一實施例的示意橫剖面圖,於此處,一晶圓被安裝於該設備中;
圖2係依照本發明之第二實施例之一設備的示意橫剖面圖;
圖3係依照本發明之第三實施例之一設備的示意橫剖面圖;
圖4係可在本發明之實施例中所使用的一加熱組件的一範例。
100:設備
102:可旋轉卡盤
104:卡盤本體
106:基座
108:旋轉軸
110:夾持銷
112:透明板
114:加熱組件
116:LED
118:板
120:電路板
122:固定柱
124:光感測器
126:光

Claims (21)

  1. 一種用以處理晶圓的設備,該設備包含: 一可旋轉卡盤,用以接收一晶圓; 一加熱組件,包含發光加熱元件的陣列,該發光加熱元件的陣列經設置以照射由該可旋轉卡盤所接收的一晶圓而加熱該晶圓;以及 一或更多光感測器,經設置以偵測由該發光加熱元件之陣列所發出的光。
  2. 如請求項1之用以處理晶圓的設備,其中該一或更多光感測器包含相對於該發光加熱元件之陣列而設置的一光感測器。
  3. 如請求項2之用以處理晶圓的設備,其中當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,對照該發光加熱元件之陣列,相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器係經設置而位於該晶圓的一相反側上。
  4. 如請求項2或請求項3之用以處理晶圓的設備,其中相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器係設置在該可旋轉卡盤的一旋轉軸上,及/或以該可旋轉卡盤的一旋轉軸為中心。
  5. 如請求項2到4其中任一項之用以處理晶圓的設備,其中相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器係設置在與該發光加熱元件之陣列相對的一預定固定位置。
  6. 如請求項2到5其中任一項之用以處理晶圓的設備,其中該設備包含一蓋體,該蓋體經設置以防止雜散光到達相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器。
  7. 如請求項6之用以處理晶圓的設備,其中相對於該發光加熱元件之陣列而設置的該光感測器係設置在該蓋體的內部、或附接於該蓋體的內部。
  8. 如請求項6或請求項7之用以處理晶圓的設備,其中該蓋體可安裝在該設備之一處理腔室的一框架上。
  9. 如請求項2到8其中任一項之用以處理晶圓的設備,其中該設備僅包含單一光感測器,該單一光感測器係相對於該發光加熱元件之陣列而設置。
  10. 如前述請求項其中任一項之用以處理晶圓的設備,其中該一或更多光感測器包含經設置以偵測來自該發光加熱元件之陣列之光的一光感測器,當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,該光係從該晶圓反射。
  11. 如請求項10之用以處理晶圓的設備,其中經設置以偵測所反射之該光的該光感測器與該發光加熱元件的陣列係合併到該設備的同一個板中。
  12. 如請求項10或請求項11之用以處理晶圓的設備,其中該設備包含經設置以偵測來自該發光加熱元件之陣列之光的複數光感測器,當該晶圓被該可旋轉卡盤所接收時,該光係從該晶圓反射。
  13. 如前述請求項其中任一項之用以處理晶圓的設備,其中: 該發光加熱元件為發光二極體(LED),該發光二極體經設置以發出具有一預定波長或在一預定波長範圍內之波長的光;以及 該一或更多光感測器用以偵測具有該預定波長或在該預定範圍內之波長的光。
  14. 如請求項13之用以處理晶圓的設備,其中該設備包含一光學濾波器,該光學濾波器經設置以選擇性地傳遞具有該預定波長或在該預定波長範圍內之波長的光。
  15. 如前述請求項其中任一項之用以處理晶圓的設備,其中該設備更包含一控制器,該控制器經設置以控制供應到該發光加熱元件之陣列的功率,並且接收該一或更多光感測器的一量測輸出。
  16. 如請求項15之用以處理晶圓的設備,其中該控制器經設置以將該一或更多光感測器的一量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與一參考值進行比較,並且基於比較結果: 判定與該發光加熱元件之陣列的其中一或更多該發光加熱元件之一操作狀態有關的資訊;及/或 調整供應到該發光加熱元件之陣列的其中一或更多該發光加熱元件的功率。
  17. 如請求項15或請求項16之用以處理晶圓的設備,其中: 該發光加熱元件的陣列係由複數可個別控制的發光加熱元件之群組所構成;以及 該控制器經設置而個別控制供應到該複數的發光加熱元件之群組之每一者的功率。
  18. 如請求項17之用以處理晶圓的設備,其中該控制器經設置以: 接收來自該一或更多光感測器的一量測輸出,該量測輸出表示該複數的發光加熱元件之群組的其中一者的光照強度; 將關於該發光加熱元件之群組的該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與關於該群組的一參考值進行比較;以及 基於比較結果: 判定與該發光加熱元件之群組之一操作狀態有關的資訊;及/或 控制供應到該發光加熱元件之群組的功率。
  19. 如請求項16到18其中任一項之用以處理晶圓的設備,其中該參考值為來自該一或更多光感測器的一先前量測輸出,或自該先前量測所取得。
  20. 一種如前述請求項其中任一項之用以處理晶圓之設備的控制方法,該方法包含: 將功率供應到該發光加熱元件的陣列; 接收來自該一或更多光感測器的一量測輸出; 將該量測輸出或自該量測輸出所取得的資訊與一參考值進行比較;以及 基於比較結果: 判定與該發光加熱元件之陣列的一操作狀態有關的資訊;及/或 控制供應到該發光加熱元件之陣列的功率。
  21. 如請求項20之控制方法,其中該方法包含: 選擇性地將功率供應到該發光加熱元件其中一或更多者;以及 判定與該發光元件之其中一者或子集合之一操作狀態有關的資訊。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210103956A (ko) * 2020-02-13 2021-08-24 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 수광 장치를 포함하는 기판 처리 장치 및 수광 장치의 교정 방법
KR102406087B1 (ko) * 2020-03-23 2022-06-10 엘에스이 주식회사 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6479801B1 (en) * 1999-10-22 2002-11-12 Tokyo Electron Limited Temperature measuring method, temperature control method and processing apparatus
US6970644B2 (en) * 2000-12-21 2005-11-29 Mattson Technology, Inc. Heating configuration for use in thermal processing chambers
US7734439B2 (en) * 2002-06-24 2010-06-08 Mattson Technology, Inc. System and process for calibrating pyrometers in thermal processing chambers
US7543981B2 (en) * 2006-06-29 2009-06-09 Mattson Technology, Inc. Methods for determining wafer temperature
US8404499B2 (en) * 2009-04-20 2013-03-26 Applied Materials, Inc. LED substrate processing
JP5964626B2 (ja) 2012-03-22 2016-08-03 株式会社Screenホールディングス 熱処理装置
WO2014179010A1 (en) * 2013-05-01 2014-11-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for low temperature measurement in a wafer processing system
KR102257567B1 (ko) * 2013-09-30 2021-05-31 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 캡슐화된 광 배리어를 갖는 지지체 링
JP2016054242A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法及び熱処理装置
JP6202111B2 (ja) * 2014-11-20 2017-09-27 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
US20170316963A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 Applied Materials, Inc. Direct optical heating of substrates
US10720343B2 (en) 2016-05-31 2020-07-21 Lam Research Ag Method and apparatus for processing wafer-shaped articles
JP6984228B2 (ja) * 2016-11-17 2021-12-17 東京エレクトロン株式会社 露光装置、露光装置の調整方法及び記憶媒体
US20180337069A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Lam Research Ag Systems and methods for detecting undesirable dynamic behavior of liquid dispensed onto a rotating substrate

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