可精细控制温度的晶圆加热系统.pdf

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1、10申请公布号CN104051298A43申请公布日20140917CN104051298A21申请号201410087925422申请日2014031161/786,29020130314US14/169,33720140131USH01L21/6720060171申请人台湾积体电路制造股份有限公司地址中国台湾新竹72发明人张简瑛雪杨棋铭74专利代理机构北京德恒律治知识产权代理有限公司11409代理人章社杲孙征54发明名称可精细控制温度的晶圆加热系统57摘要本发明公开了一种用于在制造半导体器件中处理晶圆的方法和系统，其中，化学反应需要设置化学品和晶圆加热。将晶圆放置在晶圆加热器之上，从而使第。

2、二表面面对晶圆加热器，并且从第二表面加热晶圆。化学层形成在相对的第一表面上。设置晶圆加热器的尺寸并且将晶圆加热器配置为能够加热整个第二表面，并且如果需要，晶圆加热器适合于产生局部不同的温度分布。在加热期间，可以监测晶圆上的实际温度分布且将实际温度分布传输至计算系统，计算系统可以产生目标温度分布并且根据目标温度分布控制晶圆加热器以调整晶圆上的局部温度。用于加热化学品的辅助加热器可以用于更精细地控制晶圆温度。30优先权数据51INTCL权利要求书1页说明书8页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图3页10申请公布号CN104051298ACN10405。

3、1298A1/1页21一种用于处理具有相对的第一晶圆表面和第二晶圆表面的晶圆的系统，包括化学品设置器，适合于将化学材料设置在所述第一晶圆表面上方以形成化学层；以及第一加热器，当晶圆被放置在所述第一加热器上方从而使得所述第二晶圆表面面对所述第一加热器时，所述第一加热器适合于从所述第二晶圆表面加热所述晶圆，其中，所述第一加热器进一步适合于在所述晶圆上产生局部不同的目标温度分布。2根据权利要求1所述的系统，进一步包括温度传感器，用于监测所述晶圆上的实际温度分布。3根据权利要求2所述的系统，进一步包括计算系统，电连接至所述温度传感器和所述第一加热器以根据所述实际温度分布控制所述目标温度分布。4根据权利。

4、要求1所述的系统，其中，设置所述第一加热器的尺寸并且将所述第一加热器配置为能够基本上均匀地和同时地加热整个所述第二晶圆表面。5根据权利要求4所述的系统，进一步包括第二加热器，被配置为用于在化学层形成之后加热所述化学层。6根据权利要求1所述的系统，进一步包括旋转机构，以在加热所述晶圆时旋转所述晶圆。7根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一加热器包括用于产生热量的辐射源。8根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一加热器包括用于产生热量的电线圈。9一种在制造半导体器件中处理晶圆的方法，所述方法包括提供适合于加热晶圆的第一加热器以在所述晶圆上产生局部不同的目标温度分布；将具有相对的第一晶圆表面和第二。

5、晶圆表面的晶圆放置在所述第一加热器上方，从而使所述第二晶圆表面面对所述第一加热器；在所述第一晶圆表面上方设置化学材料以在所述第一晶圆表面上形成化学层；以及通过所述第一加热器从所述第二晶圆表面加热所述晶圆以在所述晶圆上产生目标温度分布。10一种在制造半导体器件中加热晶圆的方法，所述方法包括将具有相对的第一晶圆表面和第二晶圆表面的晶圆设置在第一加热器上方，从而使所述第二晶圆表面面对所述第一加热器；在所述第一晶圆表面上形成化学材料层；通过所述第一加热器加热所述晶圆，同时控制所述晶圆上的温度分布，以在所述晶圆上实现最优温度分布；以及通过设置在化学层之上的第二加热器加热所述化学材料层；其中，所述晶圆被加。

6、热至所述化学材料的沸点温度以上的温度，并且所述化学材料层被加热至所述化学材料的沸点温度以下的温度。权利要求书CN104051298A1/8页3可精细控制温度的晶圆加热系统0001相关申请的交叉引用0002本申请要求2013年3月14日提交的美国临时申请第61/786290号的优先权。技术领域0003本发明涉及可精细控制温度的晶圆加热系统。背景技术0004半导体集成电路（IC）产业已经经历了指数式增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了数代IC，其中，每代IC都比前一代IC具有更小和更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度（即，每一芯片面积上互连器件的数量）已普遍增加，而几何尺寸（即，使用制。

7、造工艺可以产生的最小部件（或线）却已减小。除了IC部件变得更小和更复杂之外，在其上制造IC的晶圆变得越来越大。例如，当前的晶圆尺寸是300MM，而在未来5年可以进入450MM晶圆生产。0005以多种方式处理晶圆，其中的一些方式是在将晶圆固定在晶圆处理装置的加工室中的平坦的晶圆工作台（例如，桌子、支持件或卡盘）上时进行。在晶圆处理的多个步骤中，诸如预清洗、后清洗或各个蚀刻步骤中，将诸如清洗剂或蚀刻剂的化学材料加入到晶圆的表面以在表面上形成材料层或修饰材料层。为促进工艺的化学反应，通常需要将晶圆加热至合适的温度。在本领域中实践的传统方法中，通过位于晶圆之上的高置加热器将热量直接供给至形成在晶圆上的。

8、层，并且从而供给至下面的晶圆。一些加热器被配置为在晶圆表面上方移动，而一些加热器被固定。0006然而，本领域中实践的当前方法具有若干缺陷。一个是由整个晶圆的不均匀的热量分布所致。由于高置加热器只局部地加热化学层，该层和下面的晶圆在温度上无法具有均匀性。即使加热器配置为当加热时在晶圆上方围绕晶圆移动，可获得的均匀性是有限的，并且无法完全消除不均匀性。增加的晶圆尺寸以及由当前使用的在晶圆上沉积化学材料的系统（其通常使用喷雾器）导致的化学层本身的任何不均匀性加重了温度中的不均匀性。利用这种喷雾器，无论移动或固定，喷射在晶圆上的材料都将不会均匀。0007另一个缺陷是由于直接加热化学材料。化学材料被加热。

9、达到的温度受到化学材料的化学性质强加的温度限制。例如，由于各种原因，可能需要将化学材料加热至超过其沸点，在沸点时，材料从液态变为气态。尽管持续施加热能，由于在化学品的相变期间化学品的温度不变，在这期间虽然消耗热能但是晶圆的温度却不如所期望那样增加。而且，在液气相变之后的化学气体的突然的、剧烈的体积膨胀不仅由于可用的液态化学品（大多数化学反应最活跃地发生在这个状态下）的损耗而降低反应速率，而且还导致图案损坏或坍塌。此外，在高温环境下，在温度快速增加的化学品的蒸发阶段，更难以为了最优反应速率和均匀性，根据期望的那样精确地控制或精细调节晶圆上的温度分布。0008因此，为了防止由蒸发的化学气体的突然体。

10、积膨胀引起的图案坍塌，为了保证对晶圆的温度并因此对最优反应速率的更精细调节的控制，以及为了获得整个晶圆的更好的说明书CN104051298A2/8页4温度均匀性，期望提供一种可以在晶圆上产生确定最优反应速率的均匀的、任何期望的温度分布的加热晶圆的方法和系统。此外，也期望提供一种在温和的温度环境下（不会由于化学品的相变而在晶圆表面上引起化学气体的破坏性膨胀）可以对晶圆的温度提供更紧密和更精细控制的加热晶圆的方法和系统。发明内容0009为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理具有相对的第一晶圆表面和第二晶圆表面的晶圆的系统，包括化学品设置器，适合于将化学材料设置在所述。

11、第一晶圆表面上方以形成化学层；以及第一加热器，当晶圆被放置在所述第一加热器上方从而使得所述第二晶圆表面面对所述第一加热器时，所述第一加热器适合于从所述第二晶圆表面加热所述晶圆，其中，所述第一加热器进一步适合于在所述晶圆上产生局部不同的目标温度分布。0010在上述系统中，进一步包括温度传感器，用于监测所述晶圆上的实际温度分布。0011在上述系统中，进一步包括计算系统，电连接至所述温度传感器和所述第一加热器以根据所述实际温度分布控制所述目标温度分布。0012在上述系统中，其中，设置所述第一加热器的尺寸并且将所述第一加热器配置为能够基本上均匀地和同时地加热整个所述第二晶圆表面。0013在上述系统中，。

12、进一步包括第二加热器，被配置为用于在化学层形成之后加热所述化学层。0014在上述系统中，进一步包括旋转机构，以在加热所述晶圆时旋转所述晶圆。0015在上述系统中，其中，所述第一加热器包括用于产生热量的辐射源。0016在上述系统中，其中，所述第一加热器包括用于产生热量的电线圈。0017在上述系统中，其中，所述第一加热器包括能够局部不同地加热的多个加热盘。0018根据本发明的另一方面，还提供了一种在制造半导体器件中处理晶圆的方法，所述方法包括提供适合于加热晶圆的第一加热器以在所述晶圆上产生局部不同的目标温度分布；将具有相对的第一晶圆表面和第二晶圆表面的晶圆放置在所述第一加热器上方，从而使所述第二晶。

13、圆表面面对所述第一加热器；在所述第一晶圆表面上方设置化学材料以在所述第一晶圆表面上形成化学层；以及通过所述第一加热器从所述第二晶圆表面加热所述晶圆以在所述晶圆上产生目标温度分布。0019在上述方法中，进一步包括通过温度传感器监测所述晶圆上的实际温度分布并根据所述实际温度分布控制所述目标温度分布。0020在上述方法中，其中，设置所述第一加热器的尺寸并且将所述第一加热器配置为能够基本上均匀地和同时地加热整个所述第二晶圆表面。0021在上述方法中，其中，所述晶圆被加热至所述化学材料的沸点温度以上的温度。0022在上述方法中，进一步包括通过设置在所述化学层上方的第二加热器加热所述化学层。0023在上述。

14、方法中，其中，所述化学层被加热至所述化学材料的沸点温度以下的温度。0024在上述方法中，进一步包括当加热所述晶圆时，旋转所述晶圆。0025在上述方法中，其中，所述第一加热器从辐射源产生热量。说明书CN104051298A3/8页50026在上述方法中，其中，所述第一加热器从附接至所述第一加热器的电线圈产生热量。0027在上述方法中，其中，所述第一加热器从能够不同地加热的多个加热盘产生热量。0028根据本发明的又一方面，还提供了一种在制造半导体器件中加热晶圆的方法，所述方法包括将具有相对的第一晶圆表面和第二晶圆表面的晶圆设置在第一加热器上方，从而使所述第二晶圆表面面对所述第一加热器；在所述第一晶。

15、圆表面上形成化学材料层；通过所述第一加热器加热所述晶圆，同时控制所述晶圆上的温度分布，以在所述晶圆上实现最优温度分布；以及通过设置在化学层之上的第二加热器加热所述化学材料层；其中，所述晶圆被加热至所述化学材料的沸点温度以上的温度，并且所述化学材料层被加热至所述化学材料的沸点温度以下的温度。附图说明0029当结合附图进行阅读时，从下面的详细描述可以更好地理解本发明。应该强调，根据工业中的标准实践，图中的各个部件未按比例绘制且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚地论述，各个部件的尺寸可以任意地增大或缩小。0030图1示意性地示出了在本发明的方面中制造半导体器件时为处理晶圆、特别是加热晶圆所实施的系统。

16、和方法；0031图2是在用于制造半导体器件的晶圆处理期间设置在晶圆上的化学材料的典型的相变图；0032图3是在本发明的方面中制造半导体器件时为处理晶圆所实施的方法的示意图；0033图4A至图4C示意性地示出根据本发明的方面制造半导体器件时在为处理晶圆所实施的系统和方法中使用的晶圆加热器的实例；0034图5是在本发明的方面中制造半导体器件时为处理晶圆、特别是加热晶圆所实施的系统和方法的部分的示意图；以及0035图6是在本发明的方面中制造半导体器件时为处理晶圆、特别是加热晶圆所实施的方法中的步骤的示意图。具体实施方式0036下面的公开内容提供了许多不同的实施例或实例，用于实现本发明的不同特征。下面。

17、描述了部件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例而不旨在限制。例如，在下面的描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，且也可以包括可以在第一和第二部件之间形成额外的部件，从而使得第一和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，在各个实例中，本发明可以重复参考标号和/或字符。这种重复是用于简单和清楚的目的，且其本身不指示论述的各个实施例和/或配置之间的关系。0037本发明针对在制造半导体器件的晶圆处理期间加热晶圆的方法和系统。更具体地，本发明提供了在温和的温度环境下以更好控制的、精细调节的方式加热晶圆的一种方式，从而使得可以防止在高温下由液。

18、气相转变引发的化学气体的爆发性膨胀导致的潜在的图案坍塌的问题。此外，本发明中的方法和系统使得能够以任何期望的温度分布通过直说明书CN104051298A4/8页6接加热晶圆来加热晶圆，无论是均匀的或空间差异的，以便提高晶圆上的化学反应速率，并从而加速晶圆处理。0038图1示出了用于实施本发明的各个实施例的系统100。该系统包括加工室中的晶圆处理工作台130，将晶圆110放置在晶圆处理工作台130上，以用于各种晶圆处理。工作台130可以是诸如光刻机（STEPPER）中的晶圆载物台的平坦载物台，设置工作台130的尺寸且将其配置为在其上放置本领域的各种尺寸的晶圆110以进行处理。工作台130可以具有。

19、用于固定晶圆110的合适的装置，从而使得晶圆110在处理期间不能发生位移、动摇或方向偏离。在一些实施例中，工作台可以配备有使晶圆110与预定的方向和位置超精细对准的合适的装置，以用于高精度处理。下面将参考图3的方法进一步论述这个系统。0039图2是化学材料的典型的相变图。在分别为从固态到液态以及从液态到气态的两相变化的时间间隔期间，温度曲线形成平台期，在这期间，尽管持续施加热能，温度保持固定不变。在相变期间，化学材料的温度特性中的这种非线性、锁死的情况使晶圆的温度难以控制。直接加热化学材料的传统方式的更大的问题是，不可避免的液态到气态的相变导致化学气体的体积的突然和剧烈膨胀，这又可以引起形成在。

20、晶圆上的图案的严重变形或坍塌。0040图3是在制造本发明的方面中的半导体器件中为处理晶圆所实施的方法300的示意图。本文中将参考图1、图4A至图4C、图5和图6来描述图3中的方法300的步骤，图1、图4A至图4C、图5和图6示意性地示出了方法300的选择的步骤。0041参考图3，在步骤302中，提供晶圆加热器。本文中，词语提供以广义使用以涵盖所有获得方式，包括但不限于购买、制备、制造、布置、按顺序设置或者引入使用规定的对象，在本案中，其是晶圆处理工作台。也参考图1，在本发明的实施例中，第一晶圆加热器120设置在加工室中的晶圆处理工作台130上。对于一些实施例，第二加热器122设置在工作台130。

21、之上，且位于加工室中将设置晶圆110的位置之上。在一些实施例中，工作台130可以装备有使晶圆110与预定的方向和位置超精细对准的合适的装置，以用于高精度处理。同样，在一个实施例中，工作台130可以进一步装备有在化学层形成期间、加热晶圆期间或其他晶圆处理步骤期间用于旋转晶圆110的合适的装置。这种用于固定、对准或旋转晶圆110的装置在本领域是众所周知的，且在本文中不再进一步详细描述。0042类似于工作台130，相应地设置第一晶圆加热器120的尺寸且将其配置为覆盖晶圆的整个表面，并且基本上均匀地和同时地加热晶圆。在本发明的方法300中将要加热的晶圆110可以是本领域中使用的任何典型的薄切晶圆，其由。

22、诸如硅晶体的合适的半导体材料制成且用作在晶圆中和晶圆上方将要构建的各个微电子器件的衬底，该微电子器件通过许多微制造工艺步骤（在一些情况下超过400个微制造工艺步骤）构建，诸如掺杂或离子注入、蚀刻、沉积各种材料以及光刻图案化。晶圆110可以是任何标准尺寸，包括具有相应厚度的通常使用的400MM和450MM晶圆。随着晶圆110的尺寸变化，第一晶圆加热器120的尺寸相应地变化。此外，在一个实施例中，由于标准晶圆的典型的结构是薄圆盘，第一晶圆加热器120也可以具有圆形结构。0043在一个实施例中，第一晶圆加热器120可以刚性连接至工作台130的上表面，并且如果特定实施例要求在化学材料施加和/或加热和/。

23、或其他晶圆处理期间旋转晶圆110，则第一晶圆加热器120被配置为与放置在晶圆加热器120的上表面上的晶圆110一起旋转。说明书CN104051298A5/8页7在这种情况下，第一晶圆加热器120的上表面应该是平坦的且被合适地配置为牢固地支持其上方的晶圆110。在另一个实施例中，第一晶圆加热器120可以稍微与工作台130分隔开，但仍然设置在工作台130之上。此外，在又一个实施例中，如图1所示，晶圆110不能被直接放置在第一晶圆加热器120的物理表面上，而是当晶圆110的下表面与第一晶圆加热器120的表面平行面对时，与第一晶圆加热器120的物理表面稍微分隔开。在这个特定实施例中，合适地确定晶圆11。

24、0和加热器120之间的距离，从而使得尽管存在距离仍然可以实施有效加热。在一个实施例中，在这种情况下，在加热期间、化学层形成期间或其他处理期间，可以有用于固定、对准或旋转晶圆110的单独的装置，或者在另一个实施例中，可以有上述装备至工作台130的相同装置。0044在本发明的实施例中，第一晶圆加热器120适合于加热晶圆110以产生如期望的或定向的任何不同的温度分布。根据晶圆处理步骤的特定类型，有时可能需要均匀地加热晶圆110，从而使得晶圆110可以在其整个区域具有相同的温度。在其他时候，可能需要不同地加热晶圆110，从而使得根据一些预定温度分布，晶圆110上的不同区域可以具有不同的温度。因此，在提。

25、及的特定实施例中，第一晶圆加热器120被配置为能够将面对加热器120的晶圆110的任何特定部分（与加热器120接触或者与加热器120稍微分隔开）加热至任何特定预设的温度。为此，第一晶圆加热器120可以具有符合目的的各种不同的结构和模式。0045在一个实施例中，图4A中示意性地示出，第一晶圆加热器120可以具有作为热源的多个辐射源或灯422，其附接至由陶瓷或其他合适的材料制成的底座的一面。每个辐射源422都电连接至温度控制单元（未示出），从而使得可以单独地控制供给至每个辐射源422的功率或从每个辐射源422辐射的热能。通过控制单个辐射源422的功率或热能，第一晶圆加热器120可以产生如期望的任何。

26、不同的温度分布且相应地加热晶圆110。0046在另一个实施例中，现在图4B中示意性地示出，第一晶圆加热器120可以具有作为热源的多个热线圈424，多个热线圈424同中心地布置且附接至也由陶瓷或其他合适的材料制成的底座的一面。此外，线圈424可以电连接至温度控制单元（未示出），从而使得可以单独地控制供给至直径不同的线圈或单线圈中半径相同但周向位置不同的部分的功率、或者从直径不同的线圈或单线圈中半径相同但周向位置不同的部分辐射的热能。然后，通过控制单个线圈424的功率或热能，可以根据任何预定的不同温度分布将晶圆110加热为在不同位置处具有不同的温度。0047在又一个实施例中，如图4C中所示意性地示。

27、出的，第一晶圆加热器120可以具有形成在由陶瓷或其他合适的材料制成的底座的一面上的多个加热盘或板426。在实施例中，加热盘426可以具有环形结构且如图4C所示圆周地布置，但是在其他实施例中，它们可以具有，并且被布置为任何其他合适的几何结构，例如，以网状或阶梯状形式布置的正方形或矩形加热盘。根据不同的设计需要，也可以合适地调整加热盘426的数量、个体尺寸或结构。不管单个加热盘426的数量、尺寸、结构或布置如何，加热盘426可以电连接至温度控制单元（未示出），从而使得可以单独地控制特定位置处的特定加热盘426产生的热能，正如上述其他实施例中一样。然后，通过控制供给至第一晶圆加热器120的每个单个加。

28、热盘426的功率，可以再次将晶圆110加热至期望的任何温度分布。0048再次参考图3，在步骤304中，将晶圆放置在晶圆加热器上方。在本发明的实施例说明书CN104051298A6/8页8中，图1示意性地示出了如何相对于第一晶圆加热器120设置晶圆110。本文中使用的晶圆110是本领域中使用的任何典型的薄切晶圆，其由诸如硅晶体的合适的半导体材料制成且用作在晶圆中和晶圆上方将要通过数百个微制造工艺步骤构建的各种微电子器件的衬底。如图1所示，晶圆110具有两个相对的表面（第一晶圆表面102和第二晶圆表面104）且放置在第一晶圆加热器120上方，从而使得第二晶圆表面104以平行的方式面对第一加热器12。

29、0。适当地设置第一晶圆加热器120的尺寸和配置第一晶圆加热器120，从而使得如果期望均匀的温度分布，第一晶圆加热器120能够均匀地和同时地将热量施加至整个第二晶圆表面104。在一个实施例中，如图5所示，晶圆110可以放置在第一晶圆加热器120上且与第一晶圆加热器120直接接触。如果在加热工艺期间需要旋转晶圆110以用于更均匀和更均衡的热量分布（由图1中的箭头所示），在一个实施例中，晶圆110可以被配置为与第一晶圆加热器120一起旋转或者通过单独的合适的旋转机构（未示出）在固定的加热器120上单独地旋转。0049如图1所示，在又一个实施例中，晶圆110可以放置在晶圆加热器120上方并与晶圆加热器。

30、120稍微分隔开。在加热或化学材料施加的工艺（将在随后步骤中描述）期间，晶圆110需要通过单独的旋转装置相对于第一晶圆加热器120独立地旋转的情况下，这个实施例可以良好地工作。在这个情况下，第一晶圆加热器120和晶圆110之间的距离需要足够近以便不降低加热效率。同样，在这个特定实施例中，晶圆110可以通过单独的固定装置（未示出）保持在第一晶圆加热器120之上。此外，也可以有单独的对准装置以用于晶圆110的精细对准。0050再次参考图3，现在在步骤306中，在第一晶圆表面102上方设置化学材料以形成化学层140。化学材料可以是在晶圆处理期间施加至晶圆的任何化学品，其中，期望化学品和晶圆之间的化学。

31、反应且加热晶圆以促进化学反应。在一个实施例中，这种晶圆处理可以是预清洗、后清洗或蚀刻工艺，在该情况下，化学材料可以是适当的清洗剂或蚀刻剂。根据需要的化学反应类型，化学材料可以包括一种或混合的多种化学品。在一个实施例中，化学材料处于液态形式且通过高置喷雾器145喷射在晶圆110上以形成薄化学层140。在化学层形成期间，为了实现相等、均匀的厚度，可以旋转晶圆110。当喷射化学材料140时，如果期望进一步的均匀性，高置喷雾器145可以以常规的速度在晶圆110上方围绕晶圆110移动以覆盖整个第一晶圆表面102。然而，一些晶圆处理可能要求形成厚度局部地变化的化学层140。为此，喷雾器145可以被配置为通。

32、过连接至计算机控制单元而在晶圆110之上的不同位置处喷射不同量的化学材料。图5示意性地示出形成在晶圆110的第一晶圆表面102上的化学层140。在示出的特定实施例中，晶圆被放置为使第二晶圆表面104与第一晶圆加热器120的上表面直接接触。但是在另一个实施例中，如以上所述，晶圆110可以被放置在第一晶圆加热器120之上的小距离处。0051最后，在步骤308中，通过第一晶圆加热器120加热晶圆110以在晶圆110上生成目标温度分布。如从图1至图5可以看出，在本发明中，通过加热器120从第二晶圆表面104直接加热晶圆110。热流从与形成化学层的表面相对的晶圆表面流向形成化学层的晶圆表面。在那个布置中。

33、，仅通过加热晶圆110间接地加热化学材料。相比于本领域中通过直接加热化学材料加热晶圆的传统方式相比，这种直接加热晶圆的益处是显而易见的。本发明中的方法由于直接加热晶圆，使得更易于精细控制晶圆的温度。如下面将描述的，精细说明书CN104051298A7/8页9控制加热晶圆的能力进一步使得能够在加热工艺期间通过精密监测晶圆上的温度分布根据晶圆上的任何不同温度分布加热晶圆，以及随时通过即时反馈系统调整晶圆加热器的局部功率。此外，可以避免由于直接加热化学品导致其经历液气相变而产生的化学气体的突然和剧烈膨胀并损坏形成在晶圆上的图案的问题。进一步地，在本方法中，通过将晶圆加热至甚至高于化学材料的沸点温度的。

34、温度，可以增大化学反应速率，而同时仍限制化学品经历快速相变。0052基于将要实施的特定类型的晶圆处理的各种工艺需求，确定晶圆110上将要实现的目标温度分布。在一个工艺中，可以优选均匀的温度分布。在另一个工艺中，可以期望局部不同的温度分布。在一个实施例中，在开始加热晶圆110之前，可以预定目标温度分布。在另一个实施例中，可以获得目标温度分布，同时在加热工艺期间持续调整该目标温度分布，从而使晶圆110在其他类型的晶圆处理中可以具有将产生最高化学反应速率或最佳性能的最优温度分布。0053图6示意性地示出在实施例中如何可以确定最优温度分布。在示出的特定实施例中，温度传感器610设置在化学层630或晶圆。

35、600（通过第一晶圆加热器620加热）之上，或者邻近化学层630或晶圆600（通过第一晶圆加热器620加热）。温度传感器610可以持续监测晶圆600的表面上的实际的局部温度分布且将温度分布传输至计算系统640。另一方面，与计算系统640电连接的另一个计算系统650可以独立地接收晶圆600和实施的晶圆处理的各个阶段上的实时在线数据，诸如形成的化学层630的局部厚度、晶圆600上发生的当前化学反应速率、实施的特定晶圆处理的进展水平等。基于实际的局部温度分布和实时在线数据，计算系统650可以确定将要实现的即时目标温度分布且将其转达至温度控制单元，温度控制单元可以作为单独的计算机或计算系统650的部分。

36、存在。根据接收的即时目标温度分布，温度控制单元可以调整第一晶圆加热器620中的各种类型的单个加热元件（图4A、图4B和图4C中示出）的功率输出以控制晶圆600上的局部温度。因此，本发明中的方法300可以进一步包括通过温度传感器监测晶圆上的实际温度分布和根据实际温度分布控制目标温度分布的步骤。0054在本发明的一个实施例中，方法300可以进一步包括通过如图1所示的设置在化学层140之上的第二加热器122加热形成在晶圆110上的化学层140，以用于晶圆温度的辅助控制。辅助加热器122可以采取图4A、图4B和图4C中示出的本领域中使用的各种形式。例如，在一个实施例中，辅助加热器可以是覆盖整个化学层的。

37、固定的加热器。在另一个实施例中，它可以位于形成在旋转的晶圆上的化学层的一侧。在另一个实施例中，可以将蒸汽加热系统用作辅助加热器。本发明中使用的辅助加热器在用途和功能上不同于传统加热系统中使用的加热器。在传统的方法中，设置在化学层上方的加热器是主要的，实际上，是用于加热晶圆的唯一的加热器。因此，经常需要将化学材料加热至甚至超过化学品的沸点温度以将晶圆温度增大至足够用于期望的化学反应速率的程度，这涉及上述的由化学品的相变引起的许多问题。相比之下，本发明的方法中使用的各种类型的加热器仅用于加热化学材料的辅助目的，即，用于与位于晶圆下方的晶圆加热器（实施主要加热）结合，以超精细控制晶圆温度。同样地，本。

38、发明中的辅助加热器从不需要将化学品加热至沸点温度以上而导致上述图案坍塌问题。0055与直接加热化学材料并从而间接加热晶圆的本领域中使用的传统方法相比，在制说明书CN104051298A8/8页10造半导体器件中的各个晶圆处理步骤期间直接加热晶圆的本发明的新方法提供了许多益处。由于直接加热晶圆，本发明的方法使得更易于精细控制晶圆的温度。如果期望，能够以更均匀的温度分布加热晶圆。此外，精细控制晶圆的加热的能力进一步使得能够根据期望的晶圆上的任何不同的温度分布加热晶圆。在加热工艺期间可以监测晶圆上的实际温度分布，且使用计算系统，可以容易地将当前温度分布调整为新的目标温度分布，可以通过能够根据期望局部。

39、不同地加热晶圆的晶圆加热器在晶圆上立即实施该新的目标温度分布。此外，本方法可以避免通常存在于直接加热化学品的传统方法中的、由于其经历液气相变，化学气体在短时间内突然和剧烈膨胀（其严重损坏形成在晶圆上的图案）的问题。进一步，由于消除了来自化学性质的温度限制，本方法通过将晶圆加热至甚至高于化学材料的沸点温度的温度而可以获得更高的化学反应速率，同时仍限制化学品经历快速相变。0056上面概述了若干实施例的特征，从而使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域的技术人员应该理解，它们可以容易地将本发明用作基础，来设计或更改用于与本文中介绍的实施例执行相同的目的和/或实现相同的优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等效构造不背离本发明的精神和范围，且在不背离本发明的精神和范围的情况下，他们可以对本发明做出各种变化、替换和修改。说明书CN104051298A101/3页11图1图2说明书附图CN104051298A112/3页12图3图4A图4B图4C说明书附图CN104051298A123/3页13图5图6说明书附图CN104051298A13。