[发明专利]半导体晶圆的温度控制系统及方法

说明书

在第一腔室中接收半导体晶圆，第一腔室处于第一压力水平。半导体晶圆处于第一温度，并通过第一加热模块将半导体晶圆加热至第二温度，而第一腔室的压力水平从第一压力水平降低至第二压力水平。然后，将半导体晶圆提供至维持第三压力水平的第二腔室的支承元件，第三压力水平比第一压力水平更接近于第二压力水平；支承元件处于第三温度，第三温度比第一温度更接近于第二温度。

技术领域

本发明涉及用于半导体晶圆温度控制的系统和方法，例如协助降低半导体晶圆的热膨胀的这类系统和方法。

背景技术

半导体晶圆可在暴露于环境温度和环境压力水平的同时从一个工具转移到另一个工具。工具可在腔室内处理或检查半导体晶圆，所述腔室可维持不同于环境温度和环境压力水平的温度和压力水平。

当处理或检查半导体晶圆时，半导体晶圆通常定位于卡盘上。卡盘的温度高于环境温度，且当半导体晶圆置于卡盘时，半导体晶圆经历热膨胀。

此热膨胀增加了与任何处理或检查工艺相关的不确定水平，且可能降低所述检查或处理的速度和准确性。在检查期间，可对半导体晶圆的较大区域进行扫描，以便考虑到热膨胀。

此外，当需要检查工具提供具有缺陷集中在图像尺寸10%之内的级别图像(classimage)时，在缺陷检测与级别图像采集之间的热膨胀增加了缺陷中心的不确定性。

在图像采集期间存在的热膨胀也可能导致框架的失去对准，相当于放大了斑点。此影响取决于膨胀斜率，且在半导体晶圆刚装载之后在晶圆边缘更严重。

发明内容

本发明人已经确定存在对用于降低半导体晶圆热膨胀的系统和方法的需要。根据本发明的一个实施方式，提供一种方法，所述方法可包括：当第一腔室处于第一压力水平且半导体晶圆处于第一温度时，在第一腔室接收半导体晶圆；通过第一加热模块将半导体晶圆加热至第二温度，且将第一腔室的压力水平降低至第二压力水平；以及当第二腔室维持第三压力水平时，将半导体晶圆提供至第二腔室的支承元件；其中支承元件处于第三温度，所述第三温度比第一温度更接近于第二温度，且第三压力水平比第一压力水平更接近于第二压力水平。

根据本发明的一个实施方式，可提供一种系统，且所述系统能够执行所述方法及所述方法的步骤的任何组合。系统可包括第一腔室，所述第一腔室被配置以当第一腔室处于第一压力水平且半导体晶圆处于第一温度时接收半导体晶圆；其中第一腔室被配置以将第一腔室的压力水平降低至第二压力水平；第一加热模块，被配置以将半导体晶圆加热至第二温度；第二腔室，第二腔室被配置以在维持第三压力水平的同时接收半导体晶圆，且将半导体晶圆置放于支承元件上；其中支承元件处于第三温度，所述第三温度比第一温度更接近于第二温度，且其中第三压力水平比第一压力水平更接近于第二压力水平。

系统可包括第一腔室，所述第一腔室被配置以当第一腔室处于第一压力水平且半导体晶圆处于第一温度时从第一转移单元接收半导体晶圆，其中第一腔室包括第一压力控制单元，所述第一压力控制单元被配置以将第一腔室的压力水平降低至第二压力水平；第一加热模块，所述第一加热模块包括由加热控制器控制的至少一个加热元件，至少一个温度传感器的温度读数馈送给所述加热控制器，其中至少一个加热元件被配置以将半导体晶圆加热至第二温度；第二转移单元，被配置以在所述系统的第一腔室与第二腔室之间转移半导体晶圆，其中第二腔室包括支承元件，所述支承元件被配置以在第二压力控制单元维持第三压力水平且支承元件处于第三温度的同时接收半导体晶圆，所述第三温度比第一温度更接近于第二温度，且其中第三压力水平比第一压力水平更接近于第二压力水平。

第二温度和第三温度可基本上彼此相等。另外，第二压力水平和第三压力水平可基本上彼此相等。第一腔室可为装载锁定腔室，且第二压力水平可为真空压力水平。

所述方法可包括通过第一加热模块接触半导体晶圆的背部，并在接触半导体晶圆的同时通过第一加热模块来加热半导体晶圆。

所述方法可包括通过第二加热模块来加热半导体晶圆的上部。