專利名稱：原位晶片溫度測量和控制的制作方法
原位晶片溫度測量和控制
背景技術：
隨著半導體工業(yè)持續(xù)縮減特征尺寸，關鍵尺寸(CD)的控 制變得越來越重要以及對整個晶片CD變化的限制變得更加嚴才各。對 于半導體等離子蝕刻工藝，往往使用多個等離子蝕刻室以實現產量 目標。蝕刻工藝的室與室之間的匹配以及保持一致的室蝕刻性能對 于獲得良好的CD控制以滿足嚴格的要求是關鍵的。蝕刻形貌關鍵尺寸(如線寬)受到許多因素的影響，但是最 典型地是光刻工藝。在蝕刻工藝期間，基片溫度對蝕刻速率和所蝕 刻的形貌有很強的影響。為了實現CD緊密控制，基片溫度必須仔細 地監(jiān)測和控制。常規(guī)上，蝕刻工藝室中的基片溫度并不在原位監(jiān)測。在硬件 顯影或硬件維護期間間或測量基片溫度以在開始新的工藝之前才t 準工藝溫度。通常，通過控制ESC溫度直接控制基片溫度。然而， 在蝕刻工藝期間，由于晶片和ESC表面之間熱傳遞的熱傳遞系凄t比 ESC的熱傳遞系數低而導致基片溫度會比ESC的表面高差不多60 。C。所以，測量ESC溫度來4青確控制基片溫度是不i見實的。如前面提到的，在硬件顯影或硬件維護期間間或測量基片溫 度以調節(jié)工藝設置。然而，在等離子蝕刻期間，由于在蝕刻工藝中 使用工藝化學制劑而導致靜電卡盤(ESC)(用以支撐基片)經歷表 面粗糙度的變化。表面粗糙度的改變會因此導致ESC和該晶片之間 的接觸變化，其導致基片(或晶片)溫度隨時間漂移，即使在設備
6和工藝設置保持不變的情況下。進一步的問題是，這種溫度漂移導 致室與室之間的變化，以及增加了在多個室之間獲得一致的蝕刻結
果的難度。鑒于前面所述，需要一種自動原位測量基片溫度以及自動調
節(jié)室工藝溫度以補償制造期間基片溫度變化或差異的機制。該原位
溫度測量機制以及自動工藝參數調節(jié)將允許緊密CD控制以滿足高 級半導體制造的嚴格CD要求。

發(fā)明內容
大體而言，本發(fā)明的實施例通過提供自動原位晶片(或基片) 溫度測量方法方法以及用于通過該蝕刻處理工具自動調節(jié)工藝參 數的設備來滿足的該需求。該原位晶片溫度測量方法以及設備提供 瞬時晶片溫度信息以允許連續(xù)監(jiān)測該蝕刻工藝以及允許緊密CD控 制。應當認識到，本發(fā)明可以多種方式實現，包括工藝、設備或系 統(tǒng)。下面描述本發(fā)明的多個創(chuàng)新性實施例。在一個實施例中，才是供處理室。該處理室包4舌^爭電卡盤，其
包括至少一個光線管，該靜電卡盤能夠接收基片，其在該基片背面
上至少 一個點上具有感光以及溫#丈才才沖+ 。該處理室還包4舌4禹4妄到該
至少一個光線管的光源，該光源配置為4是供光線至該至少一個光線
管，以便當該基片位于該靜電卡盤上時提供光線至該基片背面上的 至少一個點。該處理室進一步包括耦接到該光線管的一企測器，該檢測器配 置為收集/人該基片背面上至少 一個點上的感光以及溫壽文材料發(fā)出 的光線以確定該基片背面至少一個點上的基片溫度。另外，該處理 室包括室控制器，基于所確定的基片溫度以調節(jié)該靜電卡盤的溫度 控制從而為在該靜電卡盤上處理的多個基片保持所需的基片溫度范圍。在另一實施例中，l是供組合設備工具系統(tǒng)。該組合設備工具 系統(tǒng)包括基片夾持工作臺，用于夾持能夠發(fā)出指示基片溫度信號的
基片；以及處理室，該處理室配置為從該基片夾持工作臺接收基片
以及當該基片在該處理室中時進行主動工藝操作。該組合設備工具 系統(tǒng)還包括用于在該處理室運行主動工藝才喿作時檢測由該基片發(fā) 出的信號的信號檢測器，該信號檢測器配置為收集所發(fā)出的指示該 基片溫度的信號。在又一實施例中，提供在處理室中基片處理期間原位監(jiān)測
以及控制基片溫度的方法。該方法包括將基片設在該處理室中，以 及在該處理室開始一個處理序列。該方法還包4舌/人該基片收集溫度 測量信號以確定縱貫該基片 一個或多個區(qū)的一個或多個基片處理 溫度，以及確定該一個或多個基片處理溫度是否在控制范圍內。本發(fā)明的這些和其他特征將在下面結合附圖、作為本發(fā)明
示例i兌明的具體描述中變纟尋更加明顯。


在附圖中，本發(fā)明作為示例而不是作為限制來說明，以及 類似的參考標號指出相似的元件。圖1A示出在處理室中工藝溫度測量原位使用的基片的一 個實施例的剖視示意圖。圖1B示出焚光燈發(fā)射強度(I)衰減與時間(t)的函數。 [15]圖1C示出T與溫度函數的示范性曲線。
8[16]圖1D示出基片溫度監(jiān)測以及控制區(qū)的另 一示例。圖1E示出基片溫度監(jiān)測以及控制區(qū)的另 一示例。圖1F示出基片溫度監(jiān)測以及控制區(qū)的又一示例。圖2示出組合設備工具，具有處理室和夾持基片用于工藝溫 度測量的操作臺或裝載鎖。圖3 A示出硬件維護期間利用用于原位工藝溫度測量的基 片進行的基片溫度校準工藝的工藝流程。圖3B示出在利用用于原位基片溫度測量的基片進行的工藝 期間監(jiān)測以及控制基片溫度的工藝流程。圖4示出對于示例性的多晶硅工藝的基片溫度變化與時間 的函lt的曲線。圖5A示出處理室中工藝溫度測量原位4吏用的基片的另一 個實施例的剖視示意圖。圖5B示出圖5A中工藝溫度測量原位使用的基片的剖視示意圖。圖5C示出夾持圖5A中用于原位溫度測量基片的基片夾持
室的一個實施例。圖5D示出夾持圖5A中用于原位溫度測量基片的基片夾持 室的另一個實施例。
具體實施方式
[27]現在將描述原位晶片(或基片)溫度測量和控制系統(tǒng)、方 法和i殳備的多個示范性實施例。對于本領域4支術人員來i兌，顯然， 本發(fā)明可不采用這里描述的具體細節(jié)的一些或者全部而實現。如之前描述的，傳統(tǒng)的通過控制ESC溫度直接控制基片溫 度的方法不能對高級蝕刻工藝起作用，因為ESC表面溫度比基片溫 度低得多。這是因為相比于ESC的熱傳遞系數，晶片與ESC表面之 間熱傳遞的熱傳遞系凄t相對4交4氐，這顯著地導致基片溫度改變。所 以，由于蝕刻工藝化學制劑導致的ESC表面粗糙度變化使得基片與 基片之間以及室與室之間的ESC和基片之間的溫度關系惡化。有效 的原位基片溫度(在處理)測量以及控制方法以及設備可提供瞬時 基片溫度信息以及可提供瞬時基片溫度控制以將產品基片溫度保 持在緊密控制限制內，晶片與晶片之間以及室與室之間工藝變化可 以最小化。圖1A示出本發(fā)明一實施例，提供基片150，其可設在處理 室100中的基片支撐件160上以在處理期間原位測量基片溫度。在基 片150的背面，具有,皮感光材泮+層155 (如4乙鋁石榴石(YAG )或其 他稀土摻雜陶瓷)覆蓋的位置，其對于光線以及基片溫度變化每文感。 該感光材料155應當選擇對工藝溫度附近范圍內的溫度變化敏感以 幫助確定基片溫度的變化。對于某些蝕刻系統(tǒng)，基片溫度的范圍在 大約-l(TC到大約8(TC之間。當光或光脈沖照在基片150的材料155上時，該材料155可發(fā)
生不同波長的熒光。 一旦關閉光源，發(fā)射強度就會衰減。在一定時 間內發(fā)射強度衰減的速率耳又決于表面溫度。所以，可基于發(fā)射的熒 光強度的特征衰減時間來計算基片溫度。圖1B示出熒光發(fā)射的強度 (I)衰減與時間(t)的函數，如7>式(1)所說明的。
I=I0exp (-tAc) ( 1 )時刻O的強度是Io。衰減速率受到常量i;(衰減時間)影響，其 是溫度的函數。圖1 C示出t與溫度的函ft的示例性曲線。當將用于處理常 >見產品基片的工藝應用于該基片時，測量 原位基片溫度。所以，在基片溫度測量，該工藝氣體、功率和其他 工藝參數可以與處理常規(guī)基片相同的方式來操作。在該基片支撐件 160中，在具有感光材料155的位置下面的右邊設有光纖管道(或者 光線管道)165。該光纖管道165包住光纖163,光纖允許光線從光 源168傳遞到在基片150背面上的感光材料155。該光纖管道165還包 住光纖163，其允i午響應入射光(也是通過光纖163 ) ^人感光材^f155 發(fā)出的熒光從材料155到達才企測器170。從該光源168傳遞到感光材 料155的光線的示例包括紅外(IR)以及可見光。在一個實施例中， 來自光源168的光線的波長在大約300nm至大約1600nm之間。在一個實施例中，該檢測器170將來自光纖164的可見信號 (或光)轉變?yōu)殡娦盘?，其然后通過分析器171以電學的方式處理。 該分析器171處理該電信號以確定基片溫度。在一個實施例中，該 分析器171從強度衰減與時間的函數數據確定衰減時間(t)。然后從 該衰減時間(t)確定基片溫度，如上面在圖1B和1C中描述的。然 后將該分析器171的結果發(fā)送到室控制器180。該室控制器180確定 溫度是否在控制限制內。另外，該室控制器180具有軟件和硬件， 可將控制信號發(fā)送到靜電卡盤(ESC)加熱/冷卻元件(如ESC散熱 器163, ESC加熱器162以及ESC中的背部He 161)的控制器以調節(jié) 這些加熱/冷卻元件的參數，從而4吏得基片溫度在控制限制內。例如， 如果溫度過高，該室控制器180可發(fā)送信號至He壓力控制器181以增 加基片背面He壓力，從而降低ESC以及基片溫度?；蛘?，該室控制 器180還可發(fā)送信號至加熱元件控制器182以增加靜電卡盤(ESC ) 的加熱功率或至該ESC散熱器以增加該ESC冷卻'液的溫度乂人而增加ESC以及基片的溫度?；谏鲜鍪痉缎缘臋C制，可以監(jiān)測和控制該
基片溫度。另夕卜，可按照基片上不同的"區(qū)，，監(jiān)測和控制基片溫度。 圖1D、 1E以及1F示出基片上不同區(qū)的示例。例如，圖1D中，有區(qū)I 以及區(qū)II。區(qū)I以及區(qū)II中的基片溫度可以獨立監(jiān)測和控制。類似地， 圖1E以及1F中不同的區(qū)也可以獨立監(jiān)測和控制。在另 一實施例中， 該檢測器170捕獲的光線是從該基片150的前面或背面之一反射的 光線。原位使用以在處理期間測量基片溫度的基片(或晶片)150 當沒用來測量基片溫度時可設在工作臺或負載鎖中，如在常規(guī)(或 普通)基片處理期間。該基片150可用來在處理一定數量的基片后 或在室硬件啟動或維護期間測量(監(jiān)測或校準)基片溫度。圖2示出半導體工藝組合設備工具系統(tǒng)200的一個實施例， 具有真空傳輸模塊202、負載鎖204 (或晶片傳輸壁)以及用于將基 片或晶片208從一個或多個盒210傳送到該負載鎖204的啟動傳輸才莫 塊(ATM) 206。在該氣動傳輸才莫塊206中，有一個前端才幾械手(未 示)，用來在這些盒210和該負載鎖204之間傳送基片。該真空傳輸^ 模塊202也包含一個機械手(未示)，用來在該負載鎖204以及這些 處理室226p 226 、 22之間傳送基片。在該處理室226p 226n、 226 ,中常規(guī)基片處理或處理室226！、 226 、 226m的室硬件維護期間， 用于溫度測量的基片250可i殳在^矣著該氣動傳輸"漠塊(ATM) 206的 工作臺232或挨著這些負載鎖204之一的工作臺234中。在一個實施 例中，該基片250類似于圖1A中示出的基片150。或者，這些負載鎖 204還可包括額外的槽以夾持該基片250。為了在該處理室中的基片處理期間測量基片溫度，該基片 250可從其存儲位置(如工作臺232、工作臺234或這些負載鎖204之
12一)移動并在這些處理室226^ 226n或226m之一中以在基片處理條
件下測量該基片溫度。通過使用該基片以及隨附的儀器(如檢測器 和分析器)可原位、瞬時和直"l妄測量該基片溫度。才艮據測量結果， 該基片溫度可分為在控制限制內或超出控制限制。如果該基片溫度 在控制限制內，該處理室可以"有資才各"啟動或恢復基片處理。如 果該基片溫度超出控制限制，^f旦是仍在系統(tǒng)可以響應的范圍內，可 以調節(jié)影響該基片溫度的硬件參數(如背面He壓力或ESC散熱器溫 度或加熱元件)以及將該基片溫度調諧為在控制限制內?；蛘?，如 果該基片溫度大大超出控制限制并且超出系統(tǒng)可以補償的溫度范 圍，該系統(tǒng)會向操作者發(fā)出警告(或報警)來考慮啟動故障檢測或 維護。圖3A示出在處理期間使用基片以原位測量基片溫度從而 才交準基片溫度的工藝流程300。在步驟301，開始該處理室維護。在 步驟302,開始該基片溫度校準工藝。該基片溫度校準工藝在步驟 303通過將用于溫度測量的基片設在該處理室中開始。在步驟304， 開始基片溫度測量工藝。在一個實施例中，該工藝包括在該處理室 開始一個處理序列以及使光線到達溫度監(jiān)測基片的背面(在該基片 背面上具有感光材料)。該感光材料在4妄收到該光線時可發(fā)射熒光， 這可以檢測并且分析。在步驟30S，檢測指示基片溫度的信號。在 步驟305 ，分析指示基片溫度的信號或基片溫度測量信號。在步驟 306,根據該基片溫度測量結果，該數據(或信號)分析器決定測 量溫度是否打到所需要的基片溫度。如果該測量溫度不在目標溫度 范圍內以及測量溫度超出工藝規(guī)范，該工藝可進行到步驟307以及 向操作者發(fā)出報警?；蛘?，如果該測量溫度不在目標溫度范圍內但 在系統(tǒng)調節(jié)可以4吏溫度處于目標范圍內的范圍中，該工藝可通過向 處理室發(fā)送控制信號以調節(jié)基片溫度控制元件(如背面He壓力、 ESC散熱器溫度或ESC加熱元件)進行到步驟308。在一個實施例中，向處理室發(fā)送信號以調節(jié)溫度控制元件包括確定用于這些溫度控 制元件的控制設置點。如之前在圖1B、 1C以及1D中描述的，基片溫度可為該基片 上不同區(qū)測量以及還可按照不同的區(qū)控制。在調節(jié)這些溫度控制元 件后，該工藝可返回到步驟304以重復基片溫度測量工藝。該溫度 測量和調節(jié)可重復直到該溫度到達所需目標(或目標范圍)。如果 這些測量溫度在目標范圍內，該工藝進4亍到步驟309以及該處理室 有資格用于基片處理。圖3B示出基片溫度監(jiān)測以及控制工藝流程350的另 一實施 例。該工藝開始于在步驟351在該處理室中處理常^見基片。常身見基 片(或產品基片)意思是用來制作器件的基片。在步驟352,啟動 該溫度監(jiān)測以及控制工藝。在一個實施例中，步驟352包括接收信 號以停止處理常規(guī)基片(或產品基片)而開始溫度監(jiān)測以及控制工 藝。在步驟353，該基片溫度監(jiān)測工藝開始于將特殊的基片(例如 類似于之間描述的基片150的基片)設在該處理室中以測量基片溫 度。在步驟354，開始基片溫度測量工藝。在一個實施例中，該工
藝包4舌在該處理室中開始 一 個處理序列以及^f吏光線到達溫度監(jiān)測 基片的背面(在該基片背面上有感光材料)。該感光材料在接收到 該光線時將發(fā)射熒光，其可以^L一企測和分析。在步驟355！， 4企測指 示基片溫度的信號。在步驟355n，分析指示基片溫度的信號或基片
溫度測量信號。在步驟356，才艮據該基片溫度測量結果，該數據分析器決定 該測量溫度是否到達所需基片溫度。如果測量溫度不在目標溫度范 圍內以及測量溫度超出操作者規(guī)定的工藝限制，該工藝可進行到步 驟357以向操作者發(fā)出報警從而采取必要的行動?；蛘?，如果測量 溫度不在目標溫度范圍內，但在系統(tǒng)調節(jié)可使該溫度處于目標范圍 內的范圍，則該工藝可通過向處理室發(fā)送控制信號以調節(jié)基片溫度
14控制元件(如背面He壓力、ESC散熱器溫度或ESC加熱元件)而進 行到步驟358。在一個實施例中，步驟358包括在發(fā)送控制信號至處 理室以調節(jié)基片溫度控制元件之前決定用于該基片溫度控制元件 控制i殳置點。在調節(jié)該溫度控制元件之后，該工藝可回到步驟354 以重復基片溫度測量工藝。該溫度測量以及調節(jié)可持續(xù)到溫度達到 所需溫度(或目標范圍)。如果測量溫度在目標范圍內，該工藝可 進行到步驟359以在具有新的氦氣壓力、ESC加熱器設置點和/或 ESC散熱器溫度的處理室恢復處理常^L基片。圖3 A的基片溫度校準工藝以及圖3 B的基片溫度監(jiān)測以及 控制工藝可用于集合系統(tǒng)(如圖2所示)的多個室(如室226！、 226H、 226m)。對于高級蝕刻，室與室之間的匹配對于實現緊密CD控制是 非常重要的。如之前描述的，基片溫度強烈地影響蝕刻性能，在室 之間的處理期間基片溫度的匹配對實現密集CD控制是關鍵的。關于處理期間的基片溫度，基片溫度經過具有高點和低點 的曲線。圖4示出用于基片的多晶硅蝕刻工藝的 一 個示范性基片溫 度分布403。該溫度分布示出在預蝕刻步驟期間溫度快速上升，在 主蝕刻步驟相對平地下降。在過蝕刻步驟期間，該基片溫度低于主 蝕刻步驟。跟著該過蝕刻步驟是去卡緊步驟。在該去卡緊步驟，該 基片溫度在該基片去卡緊之后劇烈地上升以及劇烈地下降。使用特 殊基片(如上面描述的基片150)以在處理期間測量該基片溫度， 可在該蝕刻工藝的特定步驟(如該預蝕刻步驟、主蝕刻步驟、過蝕 刻步驟或去卡緊步驟)或整個蝕刻工藝中進行數據收集。如果選才奪
藝性能(包括關鍵尺寸(CD)分布)最關鍵的步驟。例如，可選擇 主蝕刻步驟從TA到TB的蝕刻時間來監(jiān)測基片溫度?；谠S多基片的 處理數據，可建立控制區(qū)域以設定可接收的控制范圍。圖4中，虛 線401以及402是多晶硅蝕刻的示范性的上、下控制曲線。該特殊基片可用來在基片處理期間測量特定瞬時的基片溫度。例如，可選擇
測量該主蝕刻步驟的TA的基片溫度以與控制上限Tu以及控制下限 Tl相比校。如果測量溫度超出Tu或Tl，調節(jié)該He壓力161、該加熱 元件162或散熱器163的設置以使該基片溫度處于控制限制內。除了使用在該基片背面具有感光材料的溫度測量基片之 外，還可4吏用其4也類型的4支術。例如，California, PleasantHill的 On Wafer Technologies, 4是供帶有溫度傳感器的晶片或者在晶片上提 供可檢測基片溫度的裝置。這些傳感器(或裝置)置于該晶片內。 在一個實施例中，該傳感器晶片在該晶片上具有存儲裝置以存儲由 該傳感器收集到的基片溫度數據。OnWafer Technologies的傳感器晶 片可i殳置在處理室內以與上述基片150類似的方式測量基片溫度。 利用OnWaferTechnologies的傳感器晶片，不需要額外的光源。該傳 感器晶片可設置在類似于圖2的工作臺232 、 234以及也類似于該負 載鎖204的工作臺上。該傳感器晶片還可用于圖3A以及3B中描述的 類似的工藝流程。另外，傳感器晶片(如OnWafer Technology的) 可能需要電池來向晶片上的裝置和存儲裝置供電。在一個實施例 中，用于夾持該傳感器晶片的工作臺或負載鎖裝備有電池充電器。圖5A示出示范性的傳感器基片550,其設在ESC560上。該 基片550具有用于在基片表面上測量基片溫度的裝置551 (見圖5B )。 在一個實施例中，基片550具有存儲裝置552,其存儲由該裝置551 收集的數據(或信號)用于之后讀取。在一個實施例中，該傳感器 基片550具有存儲裝置552,其可存儲由裝置551收集的數據(或信 號)用于之后讀耳又。在一個實施例中，該傳感器基片550還具有電 池553，其向該裝置551以及存儲裝置552供電。該存儲裝置552耦接 至端口554，其可以是物理端口、紅外端口或光學端口。在該傳感器基片550完成處理室500中的數據收集之后，將 基片550返回到其存儲位置(工作臺)555，如工作臺232、工作臺234或負載鎖204。在其存儲工作臺(或室)555,基片550設在電池 充電工作臺580上，其具有與基片550的電池553電連接的電池充電 裝置581 (見圖5C)。該電池充電裝置581經過物理連4妄件或者通過 使用將電力傳遞到該基片550上的電池553導電回路任 一 方式電連 接到電池554。在一個實施例中，降低具有探針571的信號沖全測器570 以接觸基片550。該探針571電連接到物理端口554,其耦接到該存 儲裝置s552。在另 一實施例中，具有信號采集器571的信號檢測器570 不與該基片物理接觸。該信號采集器571處于該端口的554一見界內以 收集紅外或光學信號。將由檢測器570收集以及由該存儲裝置552存 儲的信號通過該物理端口 554提供至分析器171'。在另 一實施例中， 該端口 554是紅外端口 ，該探針571發(fā)射紅外線以從端口 554收集數 據。在一個實施例中，該分析器171，處理該數據以確定該基片溫度。 然后將來自該分析器171'的結果發(fā)送到該室控制器180。該結果允許 該室控制器180確定該溫度是否在控制限制內。如上所述，該室控 制器180具有軟件和硬/f牛以向靜電卡盤(ESC)加熱/冷卻元件(如 ESC力口熱器162、 ESC冷卻液通道163以及該ESC中的He背面壓力 161)的控制器發(fā)送控制信號，從而調節(jié)該加熱/冷卻元件的參數以 使基片溫度在控制限制內。除了使用如該信號檢測器570的探針571的裝置從基片550 收集數據之外，也可^f吏用無線信號檢測(收集)裝置590通過該基 片550上的無線端口554'從該基片550收集數據(見圖5D)。類似地， 如上所述，該數據可提供至分析器171"以及該分析器171"的結果可 發(fā)送到室控制器180。<吏用特殊基片以原位測量溫度，可以收集準確的基片溫度
該基片溫度。利用更精確的該基片溫度測量以及控制，可以實現晶 片與晶片之間以及室與室之間更緊密的CD分布。
17[48]本發(fā)明的概念可應用于任何適用的系統(tǒng)以及工藝，并且不 限于蝕刻室及蝕刻工藝。例如，化學氣相沉積以及光刻膠預烘干系 統(tǒng)和工藝也可采用本發(fā)明的概念。該應用最適于才交準、監(jiān)測和/或控 制性能對基片溫度敏感的工藝以及設備。盡管為了清楚理解的目的相當詳細地描述前述發(fā)明，但是 顯然，可在所附權利要求的范圍內實施某些變化和<奮改。因此，當 前實施例應當認為是說明性而非限制性的，以及本發(fā)明并不限于這 里給出的細節(jié)，而是可在所附權利要求的范圍以及等同方式內進行修改。
權利要求
1. 一種處理室，包括靜電卡盤，包括至少一個光線管，該靜電卡盤能夠接收在背面至少一個點上具有感光以及溫敏材料的基片；光源，耦接到該至少一個光線管，該光源配置為提供光線至該至少一個光線管以便當該基片在該靜電卡盤上時提供光線至該基片背面的該至少一個點；檢測器，耦接至該光線管，該檢測器配置為收集從該基片背面至少一個點上的感光以及溫敏材料發(fā)出的光線以確定在該基片背面至少一個點上的基片溫度；以及室控制器，利用所確定的基片溫度來調節(jié)該靜電卡盤溫度控制參數，從而為在該靜電卡盤上處理的多個基片保持所需的基片溫度范圍。
2. 根據權利要求1所述的處理室，進一步包括分析器，配置為處理所接收到的從該基片背面至少 一個少一個點上的基片溫度。
3. 根據權利要求1所述的處理室，其中該室控制器配置為根據所 確定的基片溫度辨別在該基片背面多個點的任意 一 個是否發(fā) 生臨界溫度變化。
4. 根據權利要求3所述的處理室，其中當才僉測到在該基片背面至 少一個點之一上的溫度度數超出所需基片溫度范圍時發(fā)生該 臨界溫度變化。
5. 才艮據權利要求1所述的處理室，其中<吏用一個或多個加熱/冷 卻元件設定該溫度控制參數。
6. 根據權利要求5所述的處理室，其中該加熱/冷卻元件之一由 背面氦氣(He)壓力設定。
7. 根據權利要求1所述的處理室，其中在該基片背面有多個具有 該感光以及溫敏材料的點，以及在該靜電卡盤中與該多個點相 關的獨立控制的區(qū)內調節(jié)溫度控制參數，從而單獨控制該獨立 控制區(qū)中的溫度。
8. 根據權利要求1所述的處理室，其中在背面至少一個點上具有 感光以及溫敏材料的基片設置在工作臺或負載鎖中，其耦接到基片傳送室。
9. 才艮據—又利要求1所述的處理室，其中該光源通過嵌在該光線管 中的光纖提供光線。
10. 根據權利要求1所述的處理室，其中該感光以及溫每文材料在接 收來自該光源的光線后發(fā)射熒光。
11. 根據權利要求10所述的處理室，其中通過測量所發(fā)射熒光在 該光源關閉后的衰減來確定該基片溫度。
12. —種組合設備工具系統(tǒng)，包括基片夾持工作臺，用于夾持能夠發(fā)射指示基片溫度的信 號的基片；處理室，該處理室配置為,人該基片夾持工作臺4妻收該基 片以及當該基片在該處理室中時進行主動工藝操作；以及信號檢測器，用于在該處理室進行該主動工藝操作時檢 測由該基片發(fā)出的信號，該信號檢測器配置為收集所發(fā)出的指 示該基片溫度的信號。
13. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，進一步包括分析器，配置為從由該基片發(fā)出的信號確定該基片溫度；以及室控制器，配置為確定該基片溫度是否超出控制范圍以 及調節(jié)該處理室的溫度控制參數以使該基片溫度在用于多個 在該處理室處理的基片的控制范圍內。
14. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中該信號檢測 器整合在該處理室中。
15. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中由該基片發(fā) 出的信號被用于測量基片溫度的裝置捕獲以及傳輸到存儲裝 置用于之后讀取，該測量基片溫度的裝置以及該存儲裝置嵌在 該基片中。
16. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中該基片進一 步嵌入電池以對該測量基片溫度的裝置以及該存儲裝置充電。
17. 根據權利要求16所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中該基片夾持 工作臺包4舌電池充電工作臺以使_對嵌在該基片中的電池充電。
18. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中該信號檢測 器整合在該基片夾持工作臺中。
19. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中該信號檢測 器是無線裝置。
20. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中該信號檢測 器檢測紅外或光學信號。
21. 根據權利要求12所述的組合設備工具系統(tǒng)，其中該基片夾持 室是負載鎖，4禺4妻至該組合"i殳備工具系統(tǒng)的該負載鎖、該真空 傳輸模塊或至氣動傳輸模塊。
22. —種在處理室中處理基片期間原位監(jiān)測以及控制基片溫度的 方法，包括將基片設在該處理室中；在該處理室中開始一個處理序列；收集來自該基片的溫度測量信號以確定貫通該基片的一 個或多個區(qū)的一個或多個基片處理溫度；以及確定該一個或多個基片處理溫度是否在控制范圍內。
23. 才艮據權利要求22所述的方法，進一步包括如果該一個或多個基片處理溫度的4壬4可一個不在控制范 圍內，則發(fā)送控制信號至該處理室以調節(jié)基片溫度控制元件以 使該一個或多個基片溫度在控制范圍內。
24. 根據權利要求22所述的方法，其中收集該溫度測量信號在該 處理序列期間所選取的工藝步驟中選耳又的時間范圍內進行。
25. 才艮據4又利要求24所述的方法，其中收集該溫度測量信號在該 處理序列期間選取的瞬時進行。
全文摘要
大體而言，本發(fā)明的實施例通過提供原位晶片溫度測量方法以及設備滿足該需求。該原位基片溫度測量方法以及設備提供瞬時晶片溫度信息以允許持續(xù)監(jiān)測該蝕刻工藝。該方法以及設備還允許瞬時基片溫度控制以使得晶片與晶片之間以及室與室之間工藝分布更緊密。提供示范性的組合設備工具系統(tǒng)。該組合設備工具系統(tǒng)包括基片夾持工作臺，用于夾持能夠發(fā)出指示基片溫度的信號的基片；以及處理室，該處理室配置為從該基片夾持工作臺接收基片以及當該基片在該處理室中時進行主動工藝操作。該組合設備工具系統(tǒng)還包括信號檢測器，用于檢測在該處理室進行該主動工藝操作時由該基片發(fā)出的信號，該信號檢測器配置為收集所發(fā)出的收集指示該基片溫度的信號。
文檔編號G01K11/00GK101512307SQ200780033606
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月30日 優(yōu)先權日2006年9月11日
發(fā)明者基思·加夫 申請人:朗姆研究公司