CN106575635B - 增加用于静电夹盘的气体效率 - Google Patents

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Abstract

通过入口接收气体。气体的部分供应至静电夹盘。气体的部分通过压缩器再循环。增加气体的第二部分的压力。将气体的第二部分储存在气体储存器中。

Description

增加用于静电夹盘的气体效率
本申请案主张于2014年9月12日提交的、名称为“增加用于静电夹盘的气体效率(INCREASING THE GAS EFFICIENCY FOR AN ELECTROSTATICCHUCK)”的在先的美国临时专利申请案第62/049,963号，以及于2014年10月31日提交的、名称为“增加用于静电夹盘的气体效率(INCREASING THEGAS EFFICIENCY FOR AN ELECTROSTATIC CHUCK)”的美国非临时申请案第14/529,985号的权益，上述专利申请通过引用其全文的方式并入本文中。
技术领域
本发明的实施例涉及电子器件制造领域，并且尤其涉及将气体提供至静电夹盘。
背景技术
大体而言，在等离子体处理系统中，光子、离子和其他粒子撞击在晶片上并加热晶片。对于等离子体处理，晶片放置在处理腔室中的静电夹盘上。典型地，在晶片的背侧上使用气体(例如，氦气)以增强E夹盘(静电夹盘)与晶片之间的热传递。为了以低阻力引进气体，将沟槽铣入夹盘中。进入到夹盘上的沟槽的气体在晶片下方扩散，并且可在晶片下方泄漏至腔室中。
典型地，由于夹盘上的经抛光的外侧密封带与晶片的背侧表面之间的良好密封，仅较少部分的氦背侧气体(例如，以约0.5标准立方厘米/分钟(SCCM)的流率)通过夹盘。背侧氦的大部分(以约19.5SCCM的流率)通过真空系统中的流孔而泄出。这不是使用背侧昂贵热传递气体的高效方法。
当前，由于政府规定和增加的氦气成本，许多制造商正在将除氦气以外的气体(诸如，氮气和氩气)用作在静电夹盘中的背侧气体。氮气和氩气在电子电离电位和热性质方面具有严峻的限制，这些限制对一些等离子体工具可能无法接受。
此外，氩和氮背侧气体在某些等离子体条件下具有传导路径和起弧问题。这些问题导致缺陷(例如，孔、印记、其他缺陷)的生成并损坏晶片，这大大地限制了等离子体处理设计并增加了制造成本。
发明内容
描述了用于增加用于静电夹盘(e-夹盘)的气体的效率的方法和设备。通过入口接收气体。气体的第一部分供应至e-夹盘。气体的第二部分通过压缩器再循环。
在实施例中，通过入口接收气体。气体的第一部分供应至e-夹盘。气体的第二部分通过压缩器再循环。通过压缩器增加气体的第二部分的压力。将气体的第二部分储存在气体储存器中。
在实施例中，通过入口接收气体。气体的第一部分供应至e-夹盘。气体的第二部分通过压缩器再循环。气体是氦气、氩气、氖气、氪气、氙气、其他惰性气体、氮气或上述气体的任何组合。
在实施例中，通过入口接收气体。气体的第一部分供应至e-夹盘。通过流孔将气体的第二部分供应至真空管线达第一时间间隔。将气体的第二部分供应至再循环管线达第二时间间隔，以通过压缩器传送。
在实施例中，通过入口接收气体。气体的第一部分供应至e-夹盘。确定用于气体的第一部分的压力设定点。获得校准曲线。基于总流量以及在来自校准曲线的那个压力处的流量之间的差异，计算对于压力设定点的供应至e-夹盘的气体的第一部分的流率。基于在ESC的外侧密封带与晶片背表面之间的气体压力和密封来控制供应至e-夹盘的气体的第一部分。气体的第二部分通过压缩器再循环。
在实施例中，在流的第一部分被关闭的情况下，通过入口接收气体。测量在当仅流动通过第二部分时在多个压力值处的气体的流以生成校准曲线。以使用校准曲线而估计的流率将气体的第一部分供应至e-夹盘。气体的第二部分通过压缩器再循环。
在实施例中，通过入口接收气体。气体的第一部分供应至e-夹盘。判定是否通过入口供应气体。如果气体供应至入口，则将触发信号发送至压缩器。气体的第二部分通过压缩器再循环。
在实施例中，用于增加用于e-夹盘的气体的效率的系统包括用于接收气体的入口。第一出口耦接至入口，以将气体的第一部分供应至e-夹盘。第二出口耦接至第一出口，以通过压缩器使气体的第二部分再循环。控制器经耦接以控制入口、第一出口和第二出口中的至少一者。
在实施例中，用于增加用于e-夹盘的气体的效率的系统包括用于接收气体的入口。第一出口耦接至入口，以将气体的第一部分供应至e-夹盘。第二出口耦接至第一出口，以通过压缩器使气体的第二部分再循环。控制器经耦接以控制入口、第一出口和第二出口中的至少一者。压缩器耦接至第二出口，以增加气体的第二部分的压力。气体储存器耦接至压缩器，以储存气体的第二部分。
在实施例中，用于增加用于e-夹盘的气体的效率的系统包括用于接收气体的入口。第一出口耦接至入口，以将气体的第一部分至e-夹盘。第二出口耦接至第一出口，以通过压缩器使气体的第二部分在循环。控制器经耦接以控制入口、第一出口和第二出口中的至少一者。气体是氦气、氩气、氖气、氪气、氙气、其他惰性气体、氮气或上述气体的任何组合。
在实施例中，用于增加用于e-夹盘的气体的效率的系统包括用于接收气体的入口。第一出口耦接至入口，以将气体的第一部分供应至e-夹盘。第二出口耦接至第一出口，以通过压缩器使气体的第二部分再循环。控制器经耦接以控制入口、第一出口和第二出口中的至少一者。控制器具有第一配置，用于控制通过流孔将气体的第二部分供应至真空管线达第一时间间隔，以计算在第一出口中的流量。控制器具有第二配置，用于控制使气体的第二部分再循环达第二时间间隔。
在实施例中，用于增加用于e-夹盘的气体的效率的系统包括用于接收气体的入口。第一出口耦接至入口，以将气体的第一部分供应至e-夹盘。第二出口耦接至第一出口，以通过压缩器使气体的第二部分再循环。控制器经耦接以控制入口、第一出口和第二出口中的至少一者。控制器具有第三配置，用于确定用于气体的第一部分的压力设定点。控制器具有第四配置，用于获得用于气体的校准曲线。控制器具有第五配置，用于基于校准曲线而估计对于压力设定点的供应至e-夹盘的气体的第一部分的流率。控制器具有第六配置，用于基于所估计的流率来控制气体的第一部分。
在实施例中，用于增加用于e-夹盘的气体的效率的系统包括用于接收气体的入口。第一出口耦接至入口，以将气体的第一部分供应至e-夹盘。第二出口耦接至第一出口，以通过压缩器使气体的第二部分再循环。控制器经耦接以控制入口、第一出口和第二出口中的至少一者。控制器具有第七配置，用于控制在多个压力值处测量气体的流，以生成校准曲线。使用校准曲线将气体的第一部分供应至e-夹盘。
在实施例中，用于增加用于e-夹盘的气体的效率的系统包括用于接收气体的入口。第一出口耦接至入口，以将气体的第一部分供应至e-夹盘。第二出口耦接至第一出口，以通过压缩器使气体的第二部分再循环。控制器经耦接以控制入口、第一出口和第二出口中的至少一者。控制器具有第八配置，用于控制判定是否通过入口供应气体。控制器具有第九配置，用于控制如果气体供应至入口，则将触发信号发送至压缩器。
在实施例中，非暂态机器可读取介质包括可执行程序指令，当由数据处理系统执行可执行程序指令时，可执行程序指令使数据处理系统执行以包括以下步骤的操作：通过入口接收气体；将气体的第一部分供应至e-夹盘；以及通过压缩器使气体的第二部分再循环。
在实施例中，非暂态机器可读取介质包括可执行程序指令，当由数据处理系统执行可执行程序指令时，可执行程序指令使数据处理系统执行包括以下步骤的操作：通过入口接收气体；将气体的第一部分供应至e-夹盘；通过压缩器使气体的第二部分再循环；通过压缩器增加气体的第二部分的压力；以及将气体的第二部分储存在气体储存器中。
在实施例中，非暂态机器可读取介质包括可执行程序指令，当由数据处理系统执行可执行程序指令时，可执行程序指令使数据处理系统执行包括以下步骤的操作：通过入口接收气体；将气体的第一部分供应至e-夹盘；通过流孔将气体的第二部分供应至真空管线达第一时间间隔；以及通过压缩器使气体的第二部分再循环达第二时间间隔。
在实施例中，非暂态机器可读取介质包括可执行程序指令，当由数据处理系统执行可执行程序指令时，可执行程序指令使数据处理系统执行包括以下步骤的操作：通过入口接收气体；将气体的第一部分供应至e-夹盘；确定用于气体的第一部分的压力设定点；获得用于气体的校准曲线；基于校准曲线估计对于压力设定点的在e-夹盘处的气体的第一部分的流率；以及通过压缩器使气体的第二部分再循环。
在实施例中，非暂态机器可读取介质包括可执行程序指令，当由数据处理系统执行可执行程序指令时，可执行程序指令使数据处理系统执行包括以下步骤的操作：通过入口接收气体；在多个压力值处测量气体的流以生成校准曲线；以使用校准曲线而确定的流率将气体的第一部分供应至e-夹盘；以及通过压缩器使气体的第二部分再循环。
在实施例中，非暂态机器可读取介质包括可执行程序指令，当由数据处理系统执行可执行程序指令时，可执行程序指令使数据处理系统执行包括以下步骤的操作：通过入口接收气体；将气体的第一部分供应至e-夹盘；判定是否通过入口供应气体；如果气体供应至入口，则将触发信号发送至压缩器；以及通过压缩器使气体的第二部分再循环。
通过所附附图并通过以下具体实施方式，本发明的实施例的其他特征将是显而易见的。
附图说明
在所附附图的各图中通过示例而非限制方式阐释如本文中所述的实施例，在附图中，类似的元件符号指示类似的元件。
图1示出根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体使用的效率的设备。
图2是根据本发明的一个实施例的用于增加用于e-夹盘的气体使用的效率的方法的流程图。
图3A是阐释根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的设备的视图。
图3B示出根据本发明的一个实施例的阐释被提供以周期地开启和关闭阀的电信号的示例性图表。
图4A是根据本发明的一个实施例的用于生成静电夹盘处的背侧气体的校准曲线的方法的流程图。
图4B示出描绘漏率对气体压力的图表。
图5是根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的方法的流程图。
图6是根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的方法的流程图。
图7示出处理腔室系统的一个实施例的框图，所述处理腔室系统用于执行用于增加用于静电夹盘的气体的效率的一个或多个方法。
图8是阐释根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的集成式系统的框图。
图9示出用于执行本文中所述的方法的数据处理系统的示例性实施例的框图。
具体实施方式
在以下的描述中，阐述许多特定的细节(诸如，元件的特定材料、化学性质、尺度等)，以提供对本发明的实施例中的一个或多个实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可在不具有这些特定细节的情况下实践本发明的一个或多个实施例。在其他实例中，未详细地描述半导体制造工艺、技术、材料、装备等，以避免不必要地使描述含糊。本领域技术人员利用所包括的描述将能够实现合适的功能而无需过度的实验。
虽然在所附附图中描述并示出本发明的某些示例性实施例，但是应理解的是，此类实施例仅是说明性的且并非限制本发明，并且本发明不限于示出和描述的特定的构造和布置，因为本领域技术人员可以想到修改。
贯穿说明书提及“一个实施例”、“另一实施例”或“实施例”意味着结合所述实施例而描述的特定特征、结构或性质被包含于本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿说明书的各处的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定全都是指相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，能以任何合适的方式组合特定的特征、结构或性质。
此外，多个发明方面在于少于单个公开的实施例的所有特征。因此，具体实施方式之后的权利要求书明确地被并入此具体实施方式中，并且每一项权利要求自身作为本发明的单独实施例而存在。虽然已针对若干实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，本发明不限于所述实施例，而是可利用修改和变化实践本发明而仍在所附权利要求书的精神和范围内。因此，说明书被视为是说明性而非限制性的。
描述了用于在静电夹盘(e-夹盘)中增加气体使用的效率的方法和设备。通过入口接收气体。气体的部分被供应至静电夹盘。气体的剩余部分通过流孔往回再循环至压缩器而至入口和气体储存器中的至少一者，而不是被泄出到真空管线中。
将气体的第一部分供应至静电夹盘并通过压缩器将气体的第二部分往回再循环至入口，这样通过将用于e-夹盘的背侧气体使用的效率增加至少约40倍而提供了优点。多于约95％的背侧气体(BSG)往回再循环至入口，并且不是一直通过真空系统中的流孔而被泄出。背侧气体使用被减少至微乎其微的数量，使得可有利地使用氦气，同时节省制造成本。
此外，用于有利地如本文中所述地增加在e-夹盘中的气体使用的效率的方法和设备可使用现有的等离子体处理硬件。
图1示出根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体使用的效率的设备100。气体供应系统111包括具有至少两个出口的伺服装置106。
在替代实施例中，伺服装置106是使用压力感测负反馈、流率感测负反馈或这两者来将气体流动调整至预定的设定点的自动装置。出口121耦接至静电夹盘108，并且出口122耦接至控制阀107。使气体101通过气体供应系统111的入口而流至压力伺服装置106。气体101是热传递气体或被供应至e-夹盘的任何其他气体。在实施例中，气体101是氦气、氩气、氖气、氪气、氙气、其他惰性气体、氮气或上述气体的任何组合。气体101的部分102通过气体伺服装置106的出口121被供应至静电夹盘(e-夹盘)108。在实施例中，部分102的压力经调整以匹配在静电夹盘108处的压力设定点。在实施例中，在静电夹盘108处的压力设定点从约6torr至30torr。如图1中所示，通过出口122被供应至控制阀107的气体101的部分103通过再循环管线104往回再循环至气体供应系统111的入口。在实施例中，气体101的再循环部分103的压力通过压缩器(未示出)而增加。在实施例中，增加气体的再循环部分103的压力，使得部分102具有匹配入口处的压力的压力。在一个实施例中，在入口处的压力从约10psi至约25psi。在更特定的实施例中，在入口处的压力为约15psi。在实施例中，在通过压缩器压缩之后，气体101的再循环部分103被储存在气体储存器(未示出)中以供将来使用。
在实施例中，开启控制阀107达第一时间间隔，以便引导气体101的部分103通过流孔，从而使用真空泵管线105来泄出。计算在那个间隔中第一部分中的漏率。在实施例中，关闭控制阀107达第二时间间隔，以便将气体101的部分103引导至再循环管线104，从而限制气体在真空泵管线105中的损失，所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。在一个实施例中，调整泄出的频率，使得气体中的大部分被往回馈送至再循环管线。
e-夹盘108包括在导电基底112上的绝缘部分113。电极114嵌入到绝缘部分113中以产生吸引力来夹持晶片109。在实施例中，绝缘部分113是为电子器件制造领域中的技术人员所知的陶瓷、聚酰亚胺或任何其他电介质材料。在一个实施例中，导电基底112是对于电子器件制造领域中的技术人员所知的铝、其他耐久的金属、其他导电材料或上述材料的任何组合。
虽然图1描绘了一个电极114，但是共平面的电极对可被嵌入在绝缘部分113内，用于双极e-夹盘。绝缘部分113具有用于支撑工件109的顶表面。在施加了夹持电压的情况下，工件109被吸引向夹盘108的顶表面，并且被静电地夹持至夹盘108。
在实施例中，工件109是半导体晶片，例如，硅、锗或任何其他半导体晶片。在至少一些实施例中，工件109包括用于制造集成电路、无源(如，电容器、电感器)和有源(如，晶体管、光检测器、激光器、二极管)微电子器件中的任一者的任何材料。工件109可包含将此类有源和无源微电子器件与形成在这些有源和无源微电子器件的顶部上的一个或多个导电层分隔的绝缘(如，电介质)材料。在一个实施例中，工件109是包含一个或多个电介质层(例如，二氧化硅、淡化硅、蓝宝石和其他电介质材料)的硅(“Si”)基板。在一个实施例中，工件109是包含一个或多个层的晶片叠层。工件109的一个或多个层可包含导电层、半导电层、绝缘层或上述层的任何组合的层。
至少一个冷却通道(诸如，冷却通道115)穿过e-夹盘108而形成，以便将气体101的部分102从气体供应系统111供应至工件109的背侧与夹盘108的顶表面之间的间隙空间116。在实施例中，为了确保跨工件109的背侧的均匀的气体分布，静电夹盘108的顶表面设有气体分布沟槽(未示出)。本领域技术人员将意识到，气体分布沟槽的任何图案和布置(以及根本不使用沟槽)在本发明的实施例的范围内。在实施例中，用于在e-夹盘108处提供足够的热传递的背侧气体的压力从约6torr至约30torr，且在更特定的实施例中，为约12torr。
图2是根据本发明的一个实施例的用于增加用于e-夹盘的气体使用效率的方法200的流程图。在操作201处，通过入口接收热传递气体。在操作202处，将气体的第一部分供应至e-夹盘。在操作203处，如上文中参照图1所描述，通过流孔将气体的第二部分再循环至压缩器而至入口和气体储存器中的至少一者。
图3A是阐释根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的设备300的视图。设备300包括入口301和入口阀302以接收加压气体331。加压气体331表示例如氦气、氩气、氖气、氪气、氙气、其他惰性气体、氮气或上述气体的任何组合。开启入口阀302，随后使气体331的流通过流控制区段，所述流控制区段包括流量计303、控制阀304和压力传感器305。在实施例中，阀302是气动切断阀。在一个实施例中，压力传感器305是为电子器件制造领域中的技术人员所知的Baratron压力计或任何其他气体压力测量装置。
在流控制区段中，压力传感器305测量气体流331的实际压力。测得的压力与预定的压力设定点比较，并且如果测得的压力不匹配预定的压力设定点，则调整控制阀304的开启以将实际压力匹配至压力设定点。控制阀304可以是为本领域技术人员所知的用于调整气体的压力的螺线管控制阀或任何其他控制阀。气体331的流由流量计303监测。流量计303可以是为本领域技术人员所知的用于测量气体流的质量流流量计(例如，MKS 流量计)或任何其他流量计。针对用于背侧晶片冷却的特定气体来校准流量计303。在实施例中，流量计303是质量流控制器，用于测量气体331的流率并将气体331的流率控制至给定的流率设定点。在流控制区段的下游处，气体331的部分307通过阀组件306引导至静电夹盘308。在实施例中，使气体331的部分317通过流孔309，并且通过再循环管线被往回馈送至入口阀302。在另一实施例中，流孔309定位在真空阀311与真空泵316之间，使得在再循环管线之前没有流孔。在此实施例中，气体331的部分317是通过再循环管线被往回直接馈送至入口阀302。在实施例中，阀组件306包括控制阀。
大体而言，控制阀用于通过响应于从控制器接收的信号被开启或关闭来控制气体参数(例如，流量、压力)，所述控制器将设定点与由传感器提供的实际参数值进行比较，所述传感器监测此类参数的改变。控制阀的开启或关闭典型地通过电子、液压或气动致动器基于电信号或气动信号而自动地完成。在实施例中，阀组件306包括耦接至控制阀的质量流控制器，所述质量流控制器用于测量气体331的部分307的流率，并将气体331的部分307的流率控制至预定的流率设定点。在实施例中，用于部分307的预定的流率设定点在从约0.2SCCM至约2SCCM的大致范围中，并且在更特定的实施例中为约0.5SCCM。
在另一实施例中，阀组件306包括耦接至控制阀的压力控制器。压力控制器经定位以调节进入e-夹盘308的气体部分307的压力。当实际压力读数小于设定点值时，压力控制器开启控制阀以增加进入e-夹盘的气体量。当阀开启时，气体部分307进入e-夹盘，因此压力升高以满足设定点值。当实际压力读数大于设定点值时，压力控制器关闭阀以减少进入静电夹盘308的气体部分307的量。当阀关闭时，较少的气体进入静电夹盘308，因此压力下降以满足设定点值。
再循环管线包括控制阀312。控制阀312开启以将部分317引导至压缩器313。如上文所描述，由压缩器增加气体331的部分317的压力。在实施例中，触发信号315被发送以开启压缩器。触发信号被发送至压缩器以指示在再循环管线中存在气体。气体331的经压缩的部分317储存在气体储存器314中。气体从气体储存器314通过阀332被往回供应至入口阀302。在实施例中，气体331的部分317通过流孔309被引导至真空管线，所述真空管线连接至真空泵316。在实施例中，真空管线包括控制阀，所述控制阀开启以将气体的部分317供应至真空泵316，使得通过流孔309提供气体部分317至真空的受控的“渗出(bleed)”。在实施例中，流孔309是固定流孔。在另一实施例中，流孔309是可调整流孔。
大体而言，渗出的目的在于，确保压力控制系统不是“完全终止的(dead-ended)”。因为通过晶片的泄漏通常非常低，因此受控的渗出提供附加的压力释放，用于对压力设定点的更快响应。流孔309的尺寸取决于由流量计303测得的气体流的范围。典型地，流量计测得的气体流越大，流孔的尺寸就越大。
在一个实施例中，气体331的部分317通过流孔被馈送达第一时间间隔，以在真空管线上泄出，并且气体331的部分317被馈送至再循环管线而往回流至入口达第二时间间隔。在实施例中，为了限制气体损失，在小于其间开启再循环管线的时间间隔的时间间隔期间开启泄出管线。在实施例中，电信号被发送以关闭阀311并开启阀312，以便通过再循环通路将气体往回馈送至入口。在实施例中，电信号被发送以关闭阀312并开启阀311，以便通过泄出真空管线来馈送气体。
图3B示出示例性图表310，所述图表310阐释根据本发明的一个实施例的被提供以周期地开启和关闭阀311和312的电信号。图表310是表示电信号的振幅322对时间321的图表。例如，曲线323表示用于在时间间隔324期间开启阀311并在时间间隔325期间关闭阀311的信号。例如，曲线326表示用于在时间间隔324期间关闭阀312并在时间间隔325期间开启阀312的信号。在实施例中，时间间隔325大于时间间隔324。在另一实施例中，时间间隔325小于时间间隔324。在又一实施例中，时间间隔325类似于时间间隔324。在实施例中，其间开启真空管线以泄出气体的时间间隔324大于约3秒。在实施例中，其间开启再循环管线的时间间隔325大于约3秒。在更特定的实施例中，时间间隔325为约60秒。
图4A是根据本发明的一个实施例的用于生成静电夹盘处的背侧气体的校准曲线的方法400的流程图。在操作401处，通过入口供应气体。气体是上文所述的气体中的一种。在操作402处，当通过固定流孔将气体引导至真空管线时，在多个压力值处测量通过流孔的气体的流率。在实施例中，使用流量计(诸如，图3中所描绘的流量计303)测量气体的流率。使用压力传感器(诸如，压力传感器305)测量进入e-夹盘的气体的压力值。通过流孔而流至真空管线的气体的部分的流率由流孔尺寸确定。在此实施例中，在e-夹盘处的气体的部分的流率(漏率)计算为测得的流率与通过流孔而流至真空管线的气体的流率之间的差异。在另一实施例中，在使用阀组件(诸如，阀组件306)而采集的多个压力值处测量漏率。在操作403处，生成将漏率显示为压力值的函数的校准曲线。在操作404处，将校准曲线存储在数据处理系统的存储器中。
图4B示出描绘漏率412对气体压力411的图表410。如上文中参照图4A所描述，通过在多个压力值处测量流率来生成用于气体的校准曲线413。使用校准曲线来估计对于预定的压力设定点的漏率值。如图4B中所示，根据曲线413，对于压力设定点414的漏率值为值415。
图5是根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的方法500的流程图。在操作501处，确定用于静电夹盘处的气体的压力设定点。压力设定值是在e-夹盘处实现所需的热传递所处于的背侧气体压力。可例如从存储在数据处理系统的存储器中的等离子体工艺配方来确定用于e-夹盘处的气体的压力设定点。在操作502处，确定用于气体的校准曲线。在一个实施例中，用于气体的校准曲线从数据处理系统的存储器取出。在操作503处，如上文所述，使用校准曲线和压力设定点来估计e-夹盘处的气体的流率(漏率)。在操作504处，如上文所述，通过入口接收气体。在操作505处，如上文所述，将气体的第一部分供应至e-夹盘。在操作506处，如上文所述，通过流孔将气体的第二部分供应至真空管线。在操作507处，判定静电夹盘处的气体的流率(漏率)是否匹配所估计的流率。可使用阀组件(诸如，图3中所描绘的阀组件306)来测量漏率。如果测得的漏率不匹配所估计的漏率，则方法500返回到操作506。如果测得的漏率匹配所估计的漏率，使得漏率被稳定化，则在操作508处，如上文所述，将气体的第二部分供应至再循环管线。在操作509处，判定是否由压缩器接收到触发信号。触发信号被发送至压缩器以指示在再循环管线中存在气体。如果由压缩器接收到触发信号，则在操作510处，如上文所述，打开压缩器以增加在再循环管线中的气体的压力。如果未由压缩器接收到触发信号，则方法500返回到操作504。在操作511处，如上文所述，经压缩的第二气体部分被储存在气体储存器中。
图6是根据本发明的一个实施例的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的方法600的流程图。在操作601处，如上文所述，通过入口接收气体。在操作602处，如上文所述，开启用于引导气体通过流孔而至真空管线的阀(诸如，阀311)达第一时间间隔。在操作603处，估计在静电夹盘处的气体的流率(漏率)。如上文中参照图4A和图4B所描述，可通过在多个压力值处测量气体流以获得校准曲线来估计漏率。在操作604处，如上文所述，关闭至真空管线的阀达第二时间间隔。在操作605处，如上文所述，以估计的漏率将气体的第一部分供应至e-夹盘。在操作606处，如上文所述，将气体的第二部分往回再循环至入口。在操作607处，判定是否需要检查e-夹盘处的漏率。如果需要检查e-夹盘处的漏率，则方法600返回到操作603。如果不需要检查e-夹盘处的漏率，则方法600在操作608处继续，操作608涉及将气体的第二部分往回再循环至入口，如上文所述。
图7示出处理腔室系统700的一个实施例的框图，所述处理腔室系统700用于执行如上文所述的用于增加用于静电夹盘的气体的效率的一个或多个方法。如图7中所示，系统700具有处理腔室701，所述处理腔室701包含温度受控的静电夹盘基座702。工件703放置在静电夹盘基座702上。工件703表示上文所述的多个工件中的一者。工件703通过开口718被装载，并且被夹持至温度受控的静电夹盘702。在实施例中，使气体704在ESC 702与工件703之间通过。气体704表示上文所述的多种气体中的一种。如上文所述，DC电极708嵌入到静电夹盘702中。DC功率供应器724连接至DC电极708。形成多个冷却通道709以从气体供应系统717供应气体704。气体供应系统表示在图1和图3中描绘的系统中的一者。
使用高频电场、从一种或多种工艺气体716中产生等离子体707。如图9中所示，压力控制系统723将压力提供至处理腔室701，DC偏置功率供应器724将DC偏置电压提供至DC电极708。如图7中所示，腔室701耦接至RF源功率706，并耦接至两个RF偏置功率720和721以产生等离子体707。RF偏置功率720和721中的至少一者施加至ESC 702，以在工件附近产生有向电场。腔室701通过排气出口710被抽空。排气出口710连接至真空泵系统(未描绘)，以便抽空在处理期间在腔室中产生的挥发性化合物。如图7中所示，工艺气体716通过质量流控制器725被供应至腔室701。当等离子体功率被施加至腔室701时，等离子体707形成在工件703上方的处理区域中。等离子体偏置功率720经由RF匹配719而耦接至夹盘702，以便对等离子体供能。等离子体偏置功率720典型地具有约2MHz至约60MHz之间的频率。也可提供等离子体偏置功率721(例如，以约2MHz至约60MHz操作)以提供双频率偏置功率。等离子体源功率706耦接至等离子体生成元件705(例如，喷淋头)以提供高频源功率，从而对等离子体供能。等离子体源功率706典型地具有比等离子体偏置功率720高的频率，并且在特定实施例中，处于60MHz频带中。在实施例中，等离子体腔室701是电容性耦合的等离子体腔室。在另一实施例中，等离子体腔室701是电感性耦合等离子体腔室。
如图7中所示，系统700包含控制器711，所述控制器711耦接至腔室701以执行如本文中所述的一个或多个方法。控制器711包括：处理器712、耦接至处理器712的温度控制器713、耦接至处理器712的存储器714以及耦接至处理器712的输入/输出装置715。在实施例中，存储器714经配置以存储校准曲线，所述校准曲线用于确定在e-夹盘处的气体的漏率，如上文所述。控制器711可以是软件或硬件或这两者的组合。处理系统700可以是本领域中已知的任何类型的高性能半导体处理腔室，诸如但不限于，由位于加州圣克拉拉市的应用材料公司制造的腔室。可使用其他可商购的半导体腔室来执行如本文中所述的方法。
图8是根据本发明的一个实施例的用于增加用于e-夹盘的气体的效率的集成式系统800的框图。系统800包括多个子系统，诸如，子系统801和子系统802。子系统中的每一者包括多个处理腔室(诸如，腔室803)。腔室803可以是如图7中描绘的处理腔室或任何其他处理腔室。处理腔室中的每一个包括e-夹盘(诸如，e-夹盘804)。e-夹盘804表示本文中所述的多个e-夹盘中的一者。气体通过气体供应系统(诸如，气体供应系统805)而供应至e-夹盘中的每一个。气体供应系统805表示图1中描绘的气体供应系统111，或如本文中所述的用于增加用于e-夹盘的气体使用的效率的任何其他气体供应系统。每一个气体供应系统具有用于接收气体的入口，诸如，入口806。每一个气体供应系统具有出口以将所接收气体的部分供应至本文中所述的对应的e-夹盘。每一个气体供应系统具有出口，以便通过再循环管线(诸如，再循环管线809)将气体的部分往回再循环807至入口，如上文所述。压缩器811耦接至多个再循环管线中的每一个以增加气体的经再循环的部分的压力，如本文中所述。气体储存器812耦接至压缩器811以储存加压气体，如本文中所述。加压气体813从储存器往回供应至气体供应系统(诸如，系统805)中的每一者的入口。控制器814经耦接以控制气体供应入口、出口、压缩器和气体储存器中的每一者来执行本文中所述的方法。
图9示出用于执行本文中所述的方法的数据处理系统900的示例性实施例的框图。数据处理系统处理900表示控制器711、控制器814或如本文中参照图1-8所述用于控制增加用于静电夹盘的气体的效率的任何其他数据处理系统。在替代实施例中，数据处理系统可连接(如，联网)至在局域网(LAN)、内联网、外联网或因特网中的其他机器。数据处理系统可以在客户机-服务器网络环境中以服务器或客户端机器的身份操作，或在对等式(或分布式)网络环境中作为对等机器来操作。
数据处理系统可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、web装置、服务器、网络路由器、交换器或桥接器、或能够执行指定将由那个数据处理系统执行的动作的一组指令(序列的或以其他方式)的任何机器。此外，虽然仅阐释单个数据处理系统，但是术语“数据处理系统”也应被视为包含单独或共同地执行一组(或多组)指令以执行本文中所述的方法中的任何一个或多个方法的数据处理系统的任何集合。
示例性数据处理系统900包含处理器902、主存储器904(例如，只读存储器(ROM)、闪存、动态随机存取存储器(DRAM)(诸如，同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等)、静态存储器906(诸如，闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等))以及次存储器918(如，数据存储装置)，这些存储器经由总线930而彼此通信。
处理器902表示一个或多个通用处理装置(诸如，微处理器、中央处理单元或其他处理装置)。更特定地，处理器902可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、实现其他指令集的处理器或实现指令集的组合的处理器。处理器902也可以是一个或多个专用处理装置，诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器，等等。处理器902经配置以控制处理逻辑926，用于执行本文中参照图1-8所描述的操作。
计算机系统900可进一步包含网络接口装置908。计算机系统900也可包含视频显示单元910、字母数字输入装置912(例如，键盘)、光标控制装置914(例如，鼠标)以及信号生成装置916(如，扬声器)。
次存储器918可包含机器可存取存储介质(或更特定地为计算机可读取存储介质)921，在所述机器可存取存储介质(或更特定地为计算机可读取存储介质)921上存储有具体化本文中所述的方法或功能中的任一者或多者的一组或多组指令(例如，软件922)。软件922也可完全地或至少部分地驻留在主存储器904内和/或在由数据处理器系统900执行软件期间驻留在处理器902内，主存储器904和处理器902也构成机器可读取存储介质。软件922可进一步经由网络接口装置908通过网络920被传送或接收。
虽然机器可存取存储介质921在示例性实施例中示出为单个介质，但是术语“机器可读取存储介质”应被视为包含存储一组或多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读取存储介质”应被视为包含可存储或编码一组指令供由机器执行并使机器执行本发明的方法中的任何一个或多个的任何介质。术语“机器可读取存储介质”相应地应被视为包含但不限于固态存储器以及光介质和磁介质。
在前述说明书中，已参照说明书的特定示例性实施例描述了本发明的实施例。将显而易见的是，可对这些实施例作出各种修改而不背离所附权利要求书中陈述的本发明的实施例的较广的精神和范围。因此，说明书和附图旨在以说明性的意义而非限制性的意义来看待。

Claims (14)

1.一种用于增加用于静电夹盘的背侧气体的效率的方法，所述方法包括以下步骤：
通过入口接收所述气体；
将所述气体的第一部分供应至所述静电夹盘；
通过压缩器使所述气体的第二部分再循环；
通过流孔将所述气体的所述第二部分供应至真空管线达第一时间间隔，其中将所述气体的所述第二部分供应至再循环管线达第二时间间隔。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：
通过所述压缩器增加所述气体的所述第二部分的压力；
将所述气体的所述第二部分储存在气体储存器中。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述气体是氦气、氩气、氖气、氪气、氙气、其他惰性气体、氮气或上述气体的任何组合。
4.一种用于增加用于静电夹盘的气体的效率的系统，所述系统包括：
入口，所述入口用于接收所述气体；
第一出口，所述第一出口耦接至所述入口，以将所述气体的第一部分供应至所述静电夹盘；
第二出口，所述第二出口耦接至所述第一出口，以通过压缩器使所述气体的第二部分再循环；以及控制器，所述控制器经耦接以控制所述入口、所述第一出口以及所述第二出口中的至少一者，其中所述控制器具有第一配置，用于控制通过流孔将所述气体的所述第二部分供应至真空管线达第一时间间隔，并且其中所述控制器具有第二配置，用于控制使所述气体的所述第二部分再循环达第二时间间隔。
5.如权利要求4所述的系统，所述系统进一步包括：
压缩器，所述压缩器耦接至所述第二出口，以增加所述气体的所述第二部分的压力；以及
气体储存器，所述气体储存器耦接至所述压缩器，以储存所述气体的所述第二部分。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述气体是氦气、氩气、氖气、氪气、氙气、其他惰性气体、氮气或上述气体的任何组合。
7.一种用于增加用于静电夹盘的气体的效率的系统，所述系统包括：
入口，所述入口用于接收所述气体；
第一出口，所述第一出口耦接至所述入口，以将所述气体的第一部分供应至所述静电夹盘；
第二出口，所述第二出口耦接至所述第一出口，以通过压缩器使所述气体的第二部分再循环；以及控制器，所述控制器经耦接以控制所述入口、所述第一出口以及所述第二出口中的至少一者，其中所述控制器具有第三配置，用于确定用于所述静电夹盘处的所述气体的压力设定点，其中所述控制器具有第四配置，用于获得用于所述气体的校准曲线，其中所述控制器具有第五配置，用于基于所述校准曲线来估计针对所述压力设定点的所述静电夹盘处的流率，并且其中所述控制器具有第六配置，用于基于所估计的流率来控制所述气体的所述第一部分。
8.一种用于增加用于静电夹盘的气体的效率的系统，所述系统包括：
入口，所述入口用于接收所述气体；
第一出口，所述第一出口耦接至所述入口，以将所述气体的第一部分供应至所述静电夹盘；
第二出口，所述第二出口耦接至所述第一出口，以通过压缩器使所述气体的第二部分再循环；以及控制器，所述控制器经耦接以控制所述入口、所述第一出口以及所述第二出口中的至少一者，其中所述控制器具有第七配置，用于控制在多个压力值处测量所述气体的流以生成校准曲线。
9.一种用于增加用于静电夹盘的气体的效率的系统，所述系统包括：
入口，所述入口用于接收所述气体；
第一出口，所述第一出口耦接至所述入口，以将所述气体的第一部分供应至所述静电夹盘；
第二出口，所述第二出口耦接至所述第一出口，以通过压缩器使所述气体的第二部分再循环；以及控制器，所述控制器经耦接以控制所述入口、所述第一出口以及所述第二出口中的至少一者，其中所述控制器具有第八配置，用于控制判定是否通过所述入口供应所述气体；并且其中所述控制器具有第九配置，用于控制如果所述气体供应至所述入口，则将触发信号发送至所述压缩器。
10.一种非暂态机器可读取介质，包括多条可执行程序指令，当由数据处理系统执行所述多条可执行程序指令时，所述多条可执行程序指令使所述数据处理系统执行包括以下步骤的操作：
通过入口接收气体；
将所述气体的第一部分供应至静电夹盘；
通过压缩器使所述气体的第二部分再循环；
通过流孔将所述气体的所述第二部分供应至真空管线达第一时间间隔；其中将所述气体的所述第二部分供应至再循环管线达第二时间间隔。
11.如权利要求10所述的非暂态机器可读取介质，进一步包括多条指令，当由所述数据处理系统执行所述多条指令时，所述多条指令使所述数据处理系统执行包括以下步骤的操作：
通过所述压缩器增加所述气体的所述第二部分的压力；
将所述气体的所述第二部分储存在气体储存器中。
12.一种非暂态机器可读取介质，包括多条可执行程序指令，当由数据处理系统执行所述多条可执行程序指令时，所述多条可执行程序指令使所述数据处理系统执行包括以下步骤的操作：
通过入口接收气体；
将所述气体的第一部分供应至静电夹盘；
通过压缩器使所述气体的第二部分再循环：
确定用于所述气体的所述第一部分的压力设定点；
获得用于所述气体的校准曲线；
基于所述校准曲线估计对于所述压力设定点的所述气体的所述第一部分的流率；以及
基于所估计的流率来控制所述气体的所述第一部分。
13.一种非暂态机器可读取介质，包括多条可执行程序指令，当由数据处理系统执行所述多条可执行程序指令时，所述多条可执行程序指令使所述数据处理系统执行包括以下步骤的操作：
通过入口接收气体；
将所述气体的第一部分供应至静电夹盘；
通过压缩器使所述气体的第二部分再循环：以及
在多个压力值处测量所述气体的流以生成校准曲线。
14.一种非暂态机器可读取介质，包括多条可执行程序指令，当由数据处理系统执行所述多条可执行程序指令时，所述多条可执行程序指令使所述数据处理系统执行包括以下步骤的操作：
通过入口接收气体；
将所述气体的第一部分供应至静电夹盘；
通过压缩器使所述气体的第二部分再循环：
判定是否通过所述入口供应所述气体；
如果所述气体供应至所述入口，则将触发信号发送至所述压缩器。
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