自适应烘烤系统及其使用方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及自适应烘烤系统及其使用方法。
【背景技术】
[0002]晶圆烘烤用于在图案化光刻胶材料之前帮助固化晶圆上的光刻胶材料。将晶圆放置在烘烤腔室中，并使用加热元件加热晶圆。烘烤工艺的持续时间和温度是基于光刻胶材料的材质和晶圆的特性预先确定的。烘烤腔室中的温度在烘烤工艺期间保持恒定的温度。在烘烤工艺之后，图案化光刻胶。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种自适应烘烤系统，包括:烘烤腔室，配置为接收晶圆；加热元件，配置为支持所述晶圆；以及控制器，配置为接收与所述加热元件和所述晶圆相关的温度信息，其中，所述控制器还配置为在烘烤工艺期间响应于所述温度信息调整由所述加热元件提供的热量的量。
[0004]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述加热元件包括多个加热区域。
[0005]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述加热元件包括多个加热区域，其中，所述控制器配置为单独地控制所述多个加热区域的每个加热区域。
[0006]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述加热元件包括多个加热区域，其中，所述控制器配置为基于由邻近第一加热区域的加热区域提供的热量的量来控制所述多个加热区域的所述第一加热区域。
[0007]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述控制器配置为响应于所述温度信息增大所述烘烤工艺的持续时间。
[0008]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述加热元件包括嵌入到所述加热元件的表面中的至少一个温度传感器，其中，所述加热元件配置为支持所述晶圆。
[0009]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述控制器配置为将单个加热信号提供至所述加热元件以调整由所述加热元件提供的热量的量。
[0010]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述控制器配置为将多个加热信号提供至所述加热元件以调整由所述加热元件提供的热量的量。
[0011]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述控制器配置为将多个加热信号提供至所述加热元件以调整由所述加热元件提供的热量的量，其中，所述加热元件包括多个加热区域并且所述多个加热区域的每个加热区域配置为接收所述多个加热信号的相应加热信号。
[0012]在上述自适应烘烤系统中，其中，所述控制器配置为响应于所述温度信息的变化速率的增大而减少由所述加热元件提供的热量的量。
[0013]根据本发明的另一方面，还提供了一种使用自适应烘烤系统的方法，所述方法包括:将晶圆支持在加热元件上，其中，所述加热元件位于烘烤腔室中；使用所述加热元件加热所述晶圆第一持续时间；在所述第一持续时间期间，测量所述加热元件的温度和所述晶圆的温度；以及在所述第一持续时间期间基于所述加热元件的温度或所述晶圆的温度调整由所述加热元件提供的热量的量。
[0014]在上述方法中，其中，加热所述晶圆包括:使用多个加热区域加热所述晶圆，并且调整由所述加热元件提供的热量的量包括:单独地控制所述多个加热区域的每个加热区域。
[0015]在上述方法中，其中，加热所述晶圆包括:使用多个加热区域加热所述晶圆，并且调整由所述加热元件提供的热量的量包括:单独地控制所述多个加热区域的每个加热区域，其中，调整由所述加热元件提供的热量的量包括:基于邻近第一加热区域的所述多个加热区域的加热区域的热量的量来调整由所述多个加热区域的所述第一加热区域提供的热量的量。
[0016]在上述方法中，其中，加热所述晶圆包括:使用多个加热区域加热所述晶圆，并且调整由所述加热元件提供的热量的量包括:单独地控制所述多个加热区域的每个加热区域，其中，调整所述热量的量包括:通过所述加热元件接收单个加热信号并将所述单个加热信号寻址到所述多个加热区域的至少一个加热区域。
[0017]在上述方法中，其中，加热所述晶圆包括:使用多个加热区域加热所述晶圆，并且调整由所述加热元件提供的热量的量包括:单独地控制所述多个加热区域的每个加热区域，其中，调整所述热量的量包括:通过所述加热元件接收多个加热信号，所述多个加热信号的每个加热信号与所述多个加热区域的加热区域相对应。
[0018]在上述方法中，其中，测量所述加热元件的温度包括:使用嵌入到所述晶圆的表面中的至少一个传感器来测量所述温度。
[0019]在上述方法中，其中，测量所述晶圆的温度包括:测量所述晶圆的表面上的晶圆温度。
[0020]根据本发明的又一方面，还提供了一种用于自适应烘烤系统的控制器，所述控制器包括:非暂时性计算机可读介质，配置为存储与晶圆的目标温度、加热元件的目标温度、晶圆的温度和加热元件的温度相关的信息；以及处理器，连接至所述非暂时性计算机可读介质，所述处理器配置为在烘烤工艺期间产生至少一个加热信号以调整由所述加热元件提供至所述晶圆的热量的量。
[0021]在上述控制器中，其中，所述处理器还配置为产生多个加热信号，其中，所述多个加热信号的每个加热信号与所述加热元件的多个加热区域的加热区域相对应。
[0022]在上述控制器中，其中，所述处理器配置为基于由邻近第一加热区域的加热元件的多个加热区域提供的热量的量来产生用于所述加热元件的所述第一加热区域的至少一个加热信号。
【附图说明】
[0023]当结合附图进行阅读时，根据下面的详细描述可以最佳理解本发明的各个方面。应该注意的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘出。事实上，为了清楚的论述，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0024]图1是根据一些实施例的自适应烘烤系统的示意图。
[0025]图2是根据一些实施例的加热元件的顶视图。
[0026]图3是根据一些实施例的晶圆和加热元件在烘烤工艺期间的温度图。
[0027]图4是根据一些实施例使用自适应烘烤系统的方法的流程图。
[0028]图5是根据一个或多个实施例的执行用于使用自适应烘烤系统的指令的通用计算机系统的框图。
【具体实施方式】
[0029]以下公开内容提供了许多用于实施本发明的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，并不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成附加部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。另外，本发明可以在各个实例中重复参考标号和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0030]而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中示出的方位之外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
[0031]图1是根据一些实施例的自适应烘烤系统100的示意图。自适应烘烤系统100包括腔室110。加热元件112设置在腔室110内并且配置为支持晶圆114。晶圆114具有弯曲，该弯曲是由对晶圆实施的先前的工艺步骤引起的翘曲导致的。由于翘曲，在晶圆114和加热元件112之间存在间隙116。在操作期间，加热元件112配置为产生热量以烘烤晶圆114。控制器120配置为向加热元件112提供信号以控制提供至晶圆114的热量的量。自适应烘烤系统100还包括嵌入加热元件112的表面中的传感器118。
[0032]腔室110配置为容纳加热元件112上的晶圆114。腔室110包括用于插入晶圆114和从腔室内部取出晶圆114的端口。在一些实施例中，腔室110包括配置为降低从腔室壁至周围环境的热损耗的隔热外壳。在一些实施例中，腔室110的壁包括钢、铝、陶瓷或其他合适的材料。在一些实施例中，腔室I1足够大以容纳多个加热元件112。
[0033]加热元件112配置为支持晶圆114并且在烘烤工艺期间将热量供应至晶圆。加热元件112配置为在烘烤工艺期间从控制器120接收信号并且改变提供至晶圆114的热量的量或位置。在一些实施例中，加热元件112包括配置为测量最接近晶圆114的加热元件的表面的温度的传感器。在一些实施例中，该传感器包括温度计、热电偶、或其他合适的温度测量元件。在一些实施例中，加热元件112包括电阻加热器。在一些实施例中，加热元件112包括用于将加热流体传输穿过加热元件的至少一个通道。在一些实施例中，加热元件112包括配置为发射红外辐射以接触晶圆114的红外光源。
[0034]图2是根据一些实施例的加热元件200的顶视图。加热元件200包括十三个加热区域I至13。在一些实施例中，加热元件包括2至100个区域或5至30个区域。在一些实施例中，加热元件在加热元件表面的每50cm2至80cm2上具有