[发明专利]处理晶片的设备及控制该设备的方法

说明书

一种用于处理晶片的设备包含：可旋转卡盘，其适于接收晶片；加热组件，其包含加热元件阵列，该加热元件阵列被配置用于加热由该可旋转卡盘所接收的晶片；图像传感器，其被配置用于检测来自该晶片的表面的电磁辐射；以及控制器，其设置用于基于该图像传感器的测量输出来控制供应到该加热元件阵列的功率。

技术领域

本发明涉及处理晶片的设备及控制该设备的方法。

背景技术

半导体晶片可经历各种表面处理工艺，诸如蚀刻、清洗、研磨、以及材料沉积。为了执行这样的工艺，晶片可安装在可旋转卡盘上，以使得可以在晶片的表面上执行各种工艺。

例如，可通过施用清洗液体或漂洗液体(例如异丙醇或去离子水)到晶片的表面来清洗晶片的表面。接着，可通过使用可旋转卡盘来转动晶片以及加热晶片而使清洗液体或漂洗液体蒸发，以干燥晶片表面。这样的清洗工艺一般称为“旋转清洗工艺”。

可用于清洗晶片表面的设备的一实例在US2017/0345681A1中描述，其内容通过引用并入此处。

在US2017/0345681A1中描述的设备包括上面可安装晶片的可旋转卡盘，及当晶片安装在可旋转卡盘上时用于分配液体到晶片的上表面的液体分配器。该设备还包括加热元件阵列，当晶片安装在可旋转卡盘中时，所述加热元件阵列设置在晶片下方，且其配置用于加热该晶片。在液体分配到晶片的表面上之后，控制该加热元件阵列来加热该晶片，以造成液体的蒸发。

发明内容

最一般而言，本发明提供用于处理晶片的设备，该设备包含：多个加热元件，这些加热元件被配置用于加热安装在设备中的晶片；以及图像传感器，该图像传感器被配置用于检测来自该晶片的表面的电磁辐射，其中基于该图像传感器的测量输出来控制供应到该些加热元件的功率。

在晶片上执行的工艺对于处理条件(例如温度)可以是高度敏感的。本发明使得能在处理期间对晶片温度的更精确控制，这是因为基于图像传感器的测量输出来控制用于加热晶片的加热元件，其中该图像传感器检测来自晶片的表面的电磁辐射。

例如，图像传感器的测量输出可指出晶片的整个或部分的目前温度分布，以及可接着基于测量输出来控制供应到加热元件的功率，以实现晶片的整个或部分的期望温度分布。

用于试图在晶片处理期间实现对整个晶片的期望的温度分布的传统技术是基于该期望的温度分布来手动设定供应到各个加热元件的功率。然而，这是冗长且麻烦的程序。此外，该技术对于温度分布中的扰动并不稳健。例如，由加热元件造成的加热可能随着时间推移而改变，例如由于一或更多个加热元件的缺陷或劣化而改变。这会导致施加到晶片的加热条件不正确和/或不同处理步骤之间和/或晶片至晶片的加热条件的变化。难以或无法事先适当地考虑的其他环境因素也会影响整个晶片的温度分布。例如，当液体存在于晶片的表面上时，液体的性质或特性在晶片表面各处可能会有变化，并且因而影响晶片表面各处的温度分布。

本发明的设备可用于解决该问题，因为基于图像传感器的测量输出来控制加热晶片的加热元件，其中该图像传感器检测来自晶片的表面的电磁辐射。例如，可基于图像传感器的测量输出来辨识晶片的实际温度分布与晶片的目标温度分布之间的差异，并可控制施加到加热元件的功率，以移除或减少任何这样的差异，由此实现或实质上实现目标温度分布。

因此，根据本发明的第一方面，提供一种用于处理晶片的设备，该设备包含：可旋转卡盘，该可旋转卡盘适于接收晶片；加热组件，该加热组件包含加热元件阵列，该加热元件阵列被配置用于加热由该可旋转卡盘所接收的晶片；图像传感器，该图像传感器被配置用于检测来自该晶片的表面的电磁辐射；以及控制器，该控制器被配置成基于该图像传感器的测量输出来控制供应到该加热元件阵列的功率。

如上文所解释的，图像传感器被配置用于检测来自晶片表面的电磁辐射。接着便基于图像传感器的测量输出来控制供应到加热元件的功率。指出晶片的目前温度分布的信息可因此例如实时地进行原位测量，并且可用于控制加热元件，由此例如实时地改变晶片的温度分布。