CN100361288C - 控制静电卡盘温度系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体刻蚀设备中的静电卡盘温度控制系统。本发明快速控制静电卡盘温度系统包括静电卡盘和温度控制系统，其中温度控制系统包括冷却机、分别与静电卡盘和冷却机连接的冷却液流入管和冷却液流出管，冷却液流入管上设有可快调节温度的控温装置。本发明的有益效果在于：可以对冷却液的温度进行快速调节，从而实现对静电卡盘温度的实时控制。

Description

控制静电卡盘温度系统

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀设备中的静电卡盘温度控制系统，特别是一种控制静电卡盘温度系统。

背景技术

静电卡盘在半导体生产工艺中被用来固定和支撑晶片，避免晶片在处理过程中出现移动或者错位现象。静电卡盘采用静电引力来固定晶片，相对于以前采用的机械卡盘和真空卡盘，具有很多优势。静电卡盘减少了在使用机械卡盘时由于压力、碰撞等原因造成的晶片破损；增大了晶片可被有效加工的面积；减少了晶片表面腐蚀物颗粒的沉积；并且可以在真空工艺环境下工作。典型的静电卡盘在其中具有冷却液体通道，通过冷却机(Chiller)控制流过其中的冷却液体的温度，来控制静电卡盘的温度。

图1所示为传统的静电卡盘的温控系统示意图。利用一个冷却机提供冷却液，冷却液流过静电卡盘内的冷却液通道以控制静电卡盘的温度。

上述现有技术的一个缺点为，冷却机的温度控制速度慢，通常从发出温度设置指令到温度开始变化需要数秒钟时间。此外，在半导体厂内，冷却机的位置距离机台位置通常比较远，例如在5到10米的范围内，温度改变的冷却液到达机台还需要一段时间。这就导致了采用现有技术中控制温度的速度非常慢，实时性很差。

随着晶片尺寸的增大，工艺尺寸的减小，对于温度控制的要求越来越高。一些工艺中要求在不同的工艺步骤之间改变静电卡盘的温度，期望的温度的改变值可以达到10摄氏度以上。因为一般的工艺步骤的时间为30～200秒，而利用现有的温度控制方法，控制温度的速度在0.5摄氏度/秒以下，且滞后时间可以达到10秒以上。因此，现有技术的静电卡盘温控系统已经不能满足日益发展的工艺需要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种控制静电卡盘温度系统。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明控制静电卡盘温度系统，包括静电卡盘和温度控制系统，其中温度控制系统包括冷却机、连接在静电卡盘和冷却机之间的冷却液流入管和冷却液流出管，所述冷却液流入管上设有调节温度的控温装置。

其中所述控温装置包括连接在冷却液流入管上的密封容器和温度控制器、加热器以及继电器，其中温度控制器上设有用于探测密封容器出口温度的测温传感器，加热器用于加热密封容器内的液体，继电器用于控制加热器的温度。

其中所述控温装置设置在靠近静电卡盘位置。

其中所述继电器为固态继电器。

其中所述加热器位于密封容器内。

其中所述测温传感器位于密封容器内。

其中所述密封容器的冷却液入口和冷却液出口分布在尽量远离位置。

其中所述控温装置设置在机台上。

其中所述加热器位于冷却液入口位置，测温传感器位于冷却液出口位置。

(三)有益效果

本发明的控制静电卡盘温度系统的优点和积极效果在于：本发明中，由于温控系统的冷却液流入管上设有可快调节温度的控温装置，所以可以对冷却液的温度进行快速调节，从而实现对静电卡盘温度的实时控制。

附图说明

图1是现有静电卡盘的温控系统示意图；

图2是本发明控制静电卡盘温度系统和第一种实施例的示意图；

图3是本发明中的控温装置的结构示意图。

图中：1.静电卡盘；12.加热器；13.测温传感器；14.密封容器。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明控制静电卡盘温度系统的具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。

参见图2。本发明的控制静电卡盘温度系统的第一种实施例，包括静电卡盘1和温度控制系统，其中温度控制系统包括冷却机、分别与静电卡盘1和冷却机连接的冷却液流入管和冷却液流出管，在冷却液流入管上设有可快调节温度的控温装置，该控温装置设置在靠近静电卡盘1位置，优选地控温装置设置在机台上。

参见图3。本发明控制静电卡盘温度系统中的控温装置包括连接在冷却液流入管上的密封容器14和温度控制器、加热器12以及固态继电器，其中温度控制器上设有用于探测密封容器14出口温度的测温传感器13，加热器12用于加热密封容器14内的液体，继电器用于控制加热器12的温度。测温传感器13探测密封容器14内的冷却液的温度值，并且将该温度值信号发送给温度控制器，温度控制器通过控制供给到加热器12的电信号来控制冷却液的温度。所述加热器12位于密封容器14内，其也可以位于密封容器14外；所述测温传感器13位于密封容器14内，其也可以位于密封容器14外；密封容器14的冷却液入口和冷却液出口分布在尽量远离位置，如图中所示分布在容器对角线端点位置，所述加热器12位于冷却液入口位置，测温传感器13位于冷却液出口位置。

本发明中的继电器也可以是其他类型的继电器。温度控制器的型号为日本山武株式会社的DMC10D，也可以使用具有相同功能的其他类型温度控制器，温度控制器可以为继电器输出或电压输出或其它任何形式的输出。加热装置可以为任何种类的加热装置，测温传感器可以为任何种类的测温装置，供电电源可以为交流或直流。

使用根据本发明的控温装置时，冷却机的输出温度设定为低于静电卡盘要控制的最低温度10摄氏度。例如，工艺过程中需要的静电卡盘温度在50～80摄氏度之间，则将冷却机的输出温度设定为40摄氏度。

使用本发明的控制静电卡盘温度系统，温度的滞后时间在5-10秒，控温速度为每分钟2到5摄氏度。

以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.控制静电卡盘温度系统，包括静电卡盘(1)和温度控制系统，其中温度控制系统包括冷却机、连接在静电卡盘(1)和冷却机之间的冷却液流入管和冷却液流出管，其特征在于所述冷却液流入管上设有调节温度的控温装置，所述控温装置包括连接在冷却液流入管上的密封容器(14)和温度控制器、加热器(12)以及继电器，其中温度控制器上设有用于探测密封容器(14)出口温度的测温传感器(13)，加热器(12)用于加热密封容器(14)内的液体，继电器用于控制加热器(12)的温度。

2.根据权利要求1所述的控制静电卡盘温度系统，其特征在于所述控温装置设置在靠近静电卡盘(1)位置。

3.根据权利要求1所述的控制静电卡盘温度系统，其特征在于所述继电器为固态继电器。

4.根据权利要求1所述的控制静电卡盘温度系统，其特征在于所述加热器(12)位于密封容器(14)内。

5.根据权利要求1所述的控制静电卡盘温度系统，其特征在于所述测温传感器(13)位于密封容器(14)内。

6.根据权利要求1所述的控制静电卡盘温度系统，其特征在于所述密封容器(14)的冷却液入口和冷却液出口分布在尽量远离位置。

7.根据权利要求2所述的控制静电卡盘温度系统，其特征在于所述控温装置设置在机台上。

8.根据权利要求6所述的控制静电卡盘温度系统，其特征在于所述加热器(12)位于冷却液入口位置，测温传感器(13)位于冷却液出口位置。

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