用于热映射和热工艺控制的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于热映射和热工艺控制的方法和装置。根据一些实施例提供了一种热处理装置。该热处理装置包括：加热源，用于向在正表面上形成有电路的工件传输入射辐射；辐射传感器，被配置为接收从工件的正表面辐射的光；以及控制器，耦合至辐射传感器，控制器被设计为控制加热源以减小工件的温度变化。

【技术实现步骤摘要】
交叉参考本申请是2010年5月28日提交的第12/789,816号美国专利申请的部分继续，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地涉及热处理装置及方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)工业经历了快速发展。IC材料和设计的技术进步产生了多代IC，每一代都具有比前一代更小且更复杂的电路。这些进步增加了处理和制造IC的复杂度，并且对于将要实现的进步来说，需要IC处理和制造的类似发展。在IC演进的过程中，功能密度(即，单位芯片面积上互连器件的数量)通常增加，而几何尺寸(即，可使用制造工艺创建的最小部件(或线))减小。这种按比例缩小工艺通常通过增加生产效率和降低相关成本来提供优势。这种按比例缩小还增加了处理和制造IC的复杂度，并且对于将要实现的进步来说，需要IC处理和制造的类似发展。在一个实例中，当热退火工艺被应用于半导体晶圆时，出现非均匀热效应，导致不同位置的器件性能不同。然而，还没有监控上述不均匀性的有效方式以及降低不均匀性的有效方式。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种热处理装置，包括：加热源，用于向工件传输入射辐射，所述工件具有形成在所述工件的正表面上的电路；辐射传感器，被配置为接收从所述工件的正表面辐射的光；以及控制器，耦合至所述辐射传感器，所述控制器
被设计为控制所述加热源以减小所述工件的温度变化。该装置还包括：第一滤波器，被配置为与所述加热源相邻，并被设计为使得来自所述加热源的第一波长范围内的入射辐射被导向所述工件以及阻挡来自所述加热源的第二波长范围内的入射辐射，其中，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。该装置还包括：第二滤波器，被配置为与所述辐射传感器相邻，以在从所述工件的正表面辐射的光到达所述辐射传感器之前过滤从所述工件的正表面辐射的光，其中所述第二滤波器使所述第二波长范围内的光通过。在该装置中，所述第二波长范围与所述第一波长范围互补。在该装置中，所述辐射传感器被设计为响应于所述第二波长范围内的光。在该装置中，所述辐射传感器包括配置为阵列的多个感测像素，且所述辐射传感器被配置为与所述热处理装置的视窗相邻。该装置还包括：成像模块，配置在所述工件和所述辐射传感器之间，以将从所述工件的正表面的目标区域内辐射的光成像至所述感测像素。在该装置中，所述成像模块包括至少一个透镜，以将从所述正表面辐射的光聚焦到所述辐射传感器的感测像素。在该装置中，所述成像模块包括改变所述目标区域的大小的机构。在该装置中，所述成像模块包括将所述目标区域重新定位到所述工件的正表面上的不同位置的机构。在该装置中，所述辐射传感器的多个感测像素形成在半导体衬底上；以及成像模块与所述辐射传感器集成并形成在所述半导体衬底上。在该装置中，所述第二滤波器与所述辐射传感器集成并形成在所述半导体衬底上。在该装置中，所述第一波长在大约0.35μm至大约3μm的范围内，以及所述第二波长在大约3μm至大约6μm的范围内。在该装置中，所述控制器包括分辨率增强器，所述分辨率增强器被设计为使用数学模块预处理被所述辐射传感器检测的光以减少不同感测像素之间的串扰。在该装置中，所述数学模型被定义为：I(ri)＝∑C(ri,rj)*S(rj)，其中，总和∑关于下标j；下标i和j是在1至所述目标区域中的子区域的总数的范围内的整数；参数ri表示第i个子区域，S(rj)是被与子区域ri配对的感测像素所接收的总辐射信号；I(ri)表示来自所述子区域ri的总辐射强度，以及C(ri，rj)是与串扰相关联的系数矩阵。在该装置中，所述加热源包括被配置为与所述工件的正表面相邻的正面加热源以及被配置为与所述工件的背表面相邻的背面加热源；所述控制器被设计为向所述正面加热源提供第一功率P1以及向所述背面加热源提供第二功率P2；以及所述控制器可用于根据与图案相关的温度变化调整功率比P1/P2。根据本专利技术的另一方面，提供了一种热处理装置，包括：正面加热源，被配置为从工件的正表面向所述工件传输第一入射辐射，所述工件具有形成在所述正表面上的电路图案；背面加热源，被配置为从所述工件的背表面向所述工件传输第二入射辐射；辐射传感器，被配置为检测从所述工件的正表面辐射的光；以及控制器，耦合至所述辐射传感器，所述控制器被设计为向所述正面加热源提供第一功率P1以及向所述背面加热源提供第二功率P2，其中，所述控制器可用于根据反馈回路中的所述工件的温度变化调整功率比P1/P2。在该装置中，所述控制器可用于减小功率比以减小温度变化。根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于热处理的方法，包括：在热处理室中提供工件；使用来自加热源的第一波长范围内的辐射，照射所述工件，从而加热所述工件；通过对不同于所述第一波长范围的第二波长范围内的光敏感的辐射传感器，在热处理期间接收从所述工件的正表面辐射的光；以及根据所接收的光确定与图案相关的温度变化。该方法还包括：通过控制器，根据所述温度变化控制所述加热源，其中，所述加热源还包括被配置为加热所述工件的正表面的正面加热源；所述加热源还包括被配置为加热所述工件的背表面的背面加热源；所述控制器被设计为向所述正面加热源提供第一功率P1以及向所述背面加热源提供第二功率P2，并且所述控制器可用于根据反馈回路中的与图案相关的温
度变化调整功率比P1/P2。附图说明当结合附图阅读时，根据以下详细的描述来更好地理解本专利技术的各个方面。注意，根据工业的标准实践，各个部件没有按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚，可以任意地增加或减小各个部件的尺寸。图1是根据一些实施例的热处理系统的示意图。图2是示出根据一些实施例的第一波长范围和第二波长范围的示图。图3示出了根据一些实施例的图1的热处理系统的一部分。图4是根据一些实施例的图1中的控制器的框图。图5是根据一些实施例的利用图1的热处理系统实施的方法的流程图。图6是根据一些实施例的热处理系统的示意图。图7是示出根据一些实施例的图6的热处理系统的各个区域的顶视图。图8是示出根据一些其他实施例的图6的热处理系统的各个区域的顶视图。图9是根据一些实施例的图6中的控制器的框图。图10是根据一些实施例的利用图6的热处理系统实施的方法的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同的用于实施本专利技术的不同特征的实施例或实例。以下描述部件或配置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例而不用于限制。例如，在以下的描述中，在第二部件上方或之上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件被形成为直接接触的实施例，并且也可以包括可以在第一部件和第二部件形成附件部件使得第一部件和第二部分没有直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各个实例中重复参考标号和/或字母。这些重复是为了简化和清楚，其本身并不表示所讨论的各个实施例和/或结构之间的关系。图1是根据一些实施例构造的热处理装置100的示意图。热处理装置
100包括处理室102，其具有被设计和构造为用于热处理(诸如快速热处理(RTP))的封闭空间。室102可包括各种机构，它们被集成到一起并可用于执行与对应的热处理相关联的各种功能。在一个实例中，室102包括提供用于净化和/或反应(诸如热氧化)的气体的机构。根据本专利技术的一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理装置，包括：加热源，用于向工件传输入射辐射，所述工件具有形成在所述工件的正表面上的电路；辐射传感器，被配置为接收从所述工件的正表面辐射的光；以及控制器，耦合至所述辐射传感器，所述控制器被设计为控制所述加热源以减小所述工件的温度变化。

【技术特征摘要】
2014.11.12 US 14/539,8441.一种热处理装置，包括：加热源，用于向工件传输入射辐射，所述工件具有形成在所述工件的正表面上的电路；辐射传感器，被配置为接收从所述工件的正表面辐射的光；以及控制器，耦合至所述辐射传感器，所述控制器被设计为控制所述加热源以减小所述工件的温度变化。2.根据权利要求1所述的装置，还包括：第一滤波器，被配置为与所述加热源相邻，并被设计为使得来自所述加热源的第一波长范围内的入射辐射被导向所述工件以及阻挡来自所述加热源的第二波长范围内的入射辐射，其中，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。3.根据权利要求2所述的装置，还包括：第二滤波器，被配置为与所述辐射传感器相邻，以在从所述工件的正表面辐射的光到达所述辐射传感器之前过滤从所述工件的正表面辐射的光，其中所述第二滤波器使所述第二波长范围内的光通过。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二波长范围与所述第一波长范围互补。5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述辐射传感器被设计为响应于所述第二波长范围内的光。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述辐射传感器包括配置为阵列的多个感测像素，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡俊雄，陈科维，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71