CN111446198A - 静电卡盘及其控制方法 - Google Patents

静电卡盘及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111446198A
CN111446198A CN202010206609.XA CN202010206609A CN111446198A CN 111446198 A CN111446198 A CN 111446198A CN 202010206609 A CN202010206609 A CN 202010206609A CN 111446198 A CN111446198 A CN 111446198A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
local heating
electrostatic chuck
local
base layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010206609.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111446198B (zh
Inventor
刘建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority to CN202010206609.XA priority Critical patent/CN111446198B/zh
Publication of CN111446198A publication Critical patent/CN111446198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111446198B publication Critical patent/CN111446198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明公开一种静电卡盘及其控制方法，所述静电卡盘包括基体、加热组件和吸附部，所述加热组件叠设于所述基体上，所述加热组件包括加热基层和至少一个局部加热部，各所述局部加热部均层叠设置于所述加热基层的表面，且所述加热基层和各所述局部加热部均独立控制；所述吸附部叠设于所述加热组件背离所述基体的一侧，所述吸附部用于吸附被加工件。采用上述静电卡盘可以解决目前静电卡盘为晶圆提供加热作用时，因出现晶圆中位于同一加热区域内的部分中，不同位置处的实际温度不同，导致晶圆的工艺结果存在不均匀现象的问题。

Description

静电卡盘及其控制方法
技术领域
本发明涉及晶圆加工技术领域，尤其涉及一种静电卡盘及其控制方法。
背景技术
晶圆加工过程通常包括多个工艺步骤，多个工艺步骤的加工过程中，以等离子蚀刻为例，对晶圆的蚀刻速度与晶圆的温度相关，因而在晶圆的加工过程中，通常借助静电卡盘为晶圆提供固定和升温作用。但是，受位置偏差等因素的影响，使用目前的静电卡盘为晶圆提供加热作用时，可能出现晶圆中位于同一加热区域内的部分中，不同位置处的实际温度不同，这导致晶圆的工艺结果存在不均匀现象。
发明内容
本发明公开一种静电卡盘及其控制方法，以解决目前静电卡盘为晶圆提供加热作用时，因出现晶圆中位于同一加热区域内的部分中，不同位置处的实际温度不同，导致晶圆的工艺结果存在不均匀现象的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
一种静电卡盘，其包括：
基体；
加热组件，所述加热组件叠设于所述基体上，所述加热组件包括加热基层和至少一个局部加热部，各所述局部加热部均层叠设置于所述加热基层的表面，且所述加热基层和各所述局部加热部均独立控制；
吸附部，所述吸附部叠设于所述加热组件背离所述基体的一侧，所述吸附部用于吸附被加工件。
一种如上所述的静电卡盘的控制方法，其包括：
建立工艺步骤与所述局部加热部的对应关系；
根据所述对应关系，开启与即将进行的所述工艺步骤对应的所述局部加热部。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明公开的静电卡盘中，晶圆等被加工件可以被吸附在吸附部上，各局部加热部层叠设置在加热基层的表面。在某一工艺步骤中，如果单独开启静电卡盘的加热基层，会造成被加工件对应于加热基层的部分出现工艺结果不均匀的现象，则在后续进行上述工艺步骤时，可以通过控制设置于出现工艺结果不均匀现象的区域的局部加热部工作，以借助局部加热部产生的热量补偿出现工艺结果不均匀现象的区域处的温度，使该区域的温度与被加工件其他区域处的温度基本相同，达到提升工艺结果均匀程度的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例公开的静电卡盘的剖面示意图；
图2为本发明实施例公开的静电卡盘中部分结构的示意图；
图3为本发明实施例公开的静电卡盘中局部加热部的剖面示意图；
图4为本发明实施例公开的静电卡盘中部分结构的控制电路示意图；
图5为本发明实施例公开的静电卡盘的控制方法的流程图；
图6为本发明实施例公开的静电卡盘的控制方法的另一种流程图。
附图标记说明：
100-基体、
200-加热基层、210-第一加热区、220-第二加热区、230-第三加热区、240-第四加热区、
300-导热胶层、
400-吸附部、
500-局部加热部、510-第一导热绝缘层、520-加热层、530-第二导热绝缘层、
600-电流计、
700-开关、
800-电源。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1-图4所示，本发明实施例公开一种静电卡盘，其包括基体100、加热组件和吸附部400，其中，加热组件叠设在基体100上，加热组件包括加热基层200和至少一个局部加热部500，吸附部400叠设在加热组件背离基体100的一侧。
各局部加热部500均层叠设置在加热基层200上，加热基层200和各局部加热部500在通电的情况下能够产生热量，且二者产生的热量可以经吸附部400传递至被加工件上。
并且，各局部加热部500和加热基层200独立控制，在对晶圆等被加工件进行各项工艺步骤的过程中，保持加热基层200开启，且根据所要进行的具体工艺步骤，确定各局部加热部500的启闭状态。
具体来说，在工艺步骤不同的情况下，局部加热部500的启闭状态可能不同，例如，在某一工艺步骤中，可能仅需开启加热基层200，而无需开启局部加热部500，也可以保证被加工件上任意位置处的温度均相同；而在另一工艺步骤中，可能需要同时开启加热基层200和局部加热部500，以借助局部加热部500为加热基层200的某一区域提供温度补偿作用，使被加工件中与局部加热部500对应位置处的温度，基本等于被加工件中仅与加热基层200对应的位置处的温度，保证被加工件上任意位置处的温度均相同。
并且，在局部加热部500的数量为多个的情况下，进行不同的工艺步骤可能需要开启数量和/或位置不同的局部加热部500，以借助开启的局部加热部500为被加工件对应位置处提供温度补偿作用。例如，加热基层200的第1、2、3、4、5位置处均设置有局部加热部500，在进行某一工艺步骤时，可能需要同时开启位于第1、3、5位置处的局部加热部；而在进行另一工艺步骤时，可能则需要开启位于第2和第4位置处的局部加热部。需要说明的是，本发明实施例公开的局部加热部500的数量和位置均可以根据实际情况确定，且多个局部加热部500的位置编号也可以根据实际情况对应确定，此处不作限定。
因此，本发明实施例公开的静电卡盘通过加热基层200和与加热基层200独立控制的至少一个局部加热部500，能够在不同的工艺步骤中，使对应于加热基层200的被加工件中任意位置处的温度基本保持一致，达到提升工艺结果均匀程度的目的。另外，在使用本发明实施例公开的静电卡盘之前，可以预先对静电卡盘进行评估，以得到不同工艺步骤与各局部加热部500之间的对应关系；或者，在本发明实施例公开的静电卡盘出厂之前，厂家可以预先对其进行测试，以得到不同工艺步骤与各局部加热部500之间的对应关系，并记录在静电卡盘对应的软件或使用说明书中，从而使用户可以根据上述对应关系，直接使用静电卡盘，提升产品的易用性。
具体地，加热基层200可以为片状加热器，其可以包括电阻，以在通电的情况下产生热量。可选地，加热基层200具体可以包括聚酰亚胺薄膜以及设置在聚酰亚胺薄膜之间的金属片，或者，加热基层200也可以包括沉积在导电基座绝缘层上的金属膜。在静电卡盘的使用过程中，向加热基层200通电，即可使加热基层200产生热量，且在吸附部400的作用下，使加热基层200产生的热量能够传递至被加工件上。
可选地，加热基层200和吸附部400之间还可以设置有均热板，从而在加热基层200开启时，借助均热板可以提升热量传递的均匀程度，以在局部加热部500尚未开启时，使被加工件中与加热基层200对应的区域内的不同位置处的温度尽可能得接近。
相应地，局部加热部500中产热的部件也可以为设置在金属片或沉积在导电基座绝缘层上的金属膜。局部加热部500可以为矩形结构或圆形结构等，具体可以根据加热基层200的实际结构确定。加热基层200和各局部加热部500均可以通过单独的线缆外接市电或电源800，且可以单独配置开关700，实现独立控制，单独控制的目的。
基体100可以采用质地较硬，且熔点较高的材料形成，例如，基体100可以采用金属铝制成，这还使得基体100具有较高的导热性能，以进一步提升静电卡盘对被加工件的温度的调节能力和调节精度等。
可选地，基体100内部设置有冷却介质通道，在静电卡盘的使用过程中，可以向冷却介质通道内通入冷却介质，通过调节基体100的冷却介质流速等参数，理论上可以使静电卡盘作用于被加工件上的热量保持稳态，保证被加工件中任意位置处的温度均相等。
冷却介质通道的具体形状和尺寸可以根据基体100的实际结构确定，例如，冷却介质通道可以呈圆形盘旋状设置，以提升基体100对加热组件的冷却能力和冷却均匀程度。冷却介质通道可以通过管道等部件与冷却介质容器等连通，保证冷却介质能够在冷却介质通道内循环流动，为基体100及整个静电卡盘提供冷却作用。可选地，冷却介质具体可以为水，以降低生产成本和加工难度。
可选地，吸附部400可以包括导热绝缘部和吸附电极，吸附电极安装在导热绝缘部，以在静电卡盘的使用过程中通过静电吸附的方式固定被加工件。吸附电极外接电源，以产生静电荷，在静电的作用下，能够使靠近吸附部400的被加工件被吸附在吸附部400上，采用静电吸附的方式固定被加工件，尤其是晶圆等大面积薄片工件时，静电吸附过程中不会造成被加工件产生伤痕和皱纹；并且，静电吸附的开启和关闭动作迅速，被加工件上也不会产生电位，保证被加工件具有较高的整洁程度。
导热绝缘部可以采用导热性能较好的绝缘材料形成，一方面保证加热组件产生的热量能够被传递至位于吸附部400背离加热组件一侧的被加工件上，另一方面还可以防止在吸附电极通电时出现连电现象。可选地，导热绝缘部可以采用导热能力和绝缘能力均相对较优，且成本较低的陶瓷材料形成。在吸附部400的加工过程中，可以通过一体烧结的方式，使吸附电极被安装在导热绝缘部内，且使吸附电极的端部自导热绝缘部的表面露出。
进一步地，可以在加热基层200上设置有多个温度采样点，以对加热基层200上不同位置处的温度进行采样，以辅助判断被加工件的工艺结果。具体地，可以采用温度传感器对加热基层200的温度进行检测，且传输至上位机等操控设备处。
进一步地，局部加热部500可以包括第一导热绝缘层510、加热层520和第二导热绝缘层530，三者可以采用一体成型的方式形成，且加热层520可以为金属结构件，以在通电的情况下，保证加热层520能够产生热量，提升该局部加热部500所在位置处的温度，第一导热绝缘层510和第二导热绝缘层530可以较好地将加热层520产生的热量传递出去，且可以防止加热层520出现漏电现象。
可选地，第一导热绝缘层510和第二导热绝缘层530可以为导热胶或导热脂等。优选地，第一导热绝缘层510和第二导热绝缘层530中至少一者可以为陶瓷结构件，陶瓷材料的导热性能和绝缘性能均相对较好，且成本较低。加热层520具体可以为不锈钢结构，以降低加热层520的加工难度和生产成本，加热层520可以为丝状结构或片状结构。
在局部加热部500的加工过程中，可以采用粘接的方式将加热层520固定于第一导热绝缘层510和第二导热绝缘层530之间。或者，还可以采用一体烧结的方式直接将加热层520固定于第一导热绝缘层510和第二导热绝缘层530之间，采用这种加工方式，使得第一导热绝缘层510和第二导热绝缘层530基本可以完全包裹加热层520，一方面可以进一步防止在局部加热部500的使用过程中出现漏电情况，另一方面，还可以使加热层520与第一导热绝缘层510和第二导热绝缘层530之间的接触关系更紧密，提升导热效果，以进一步保证局部加热部500产生的热量能够被较好地传递至位于吸附部400背离加热组件一侧的被加工件，补偿被加工件中局部加热部500对应的部分的温度。
在静电卡盘的使用过程中，当加热基层200开启后，如果被加工件的工艺结果出现不均匀现象的情况下，可以开启局部加热部500对被加工件的局部进行温度补偿。一般地，加热基层200中同一区域内的温度差异通常在2℃左右，可选地，通过改变局部加热部500中加热层520的电阻值等参数，可以使局部加热部500的温度补偿范围为1-3℃，这可以降低整个静电卡盘形成温度稳态的难度。
如上所述，相比于加热基层200而言，由于局部加热部500对被加工件的温度改变能力相对较弱，为了保证局部加热部500工作所产生的热量能够较好地传递至位于吸附部400背离加热组件一侧的被加工件上进行温度补偿，进一步地，可以使局部加热部500位于加热基层200与吸附部400之间，以尽量减少局部加热部500与被加工件之间所间隔的部件的数量，防止热量在传递过程中过多地扩散和损失。
具体地，局部加热部500可以通过粘接等方式固定在加热基层200和吸附部400之间。更具体地，可以在加热基层200和吸附部400之间涂覆导热胶，形成导热胶层300，这可以保证加热基层200和吸附部400之间具有更高的热传递效率；并且，局部加热部500可以被安置于导热胶层300内，保证各局部加热部500均能够被稳定地固定在初始设计位置。
可选地，局部加热部500的数量为一个或多个。优选地，局部加热部500的数量可以为多个，且可以使多个局部加热部500均匀地分布在加热基层200上。并且，在生产工艺允许的情况下，可以使局部加热部500的数量越多越好，由于加热基层200的面积为固定值，因而设置于加热基层200的局部加热部500的数量越多，各局部加热部500的尺寸则越小，且各局部加热部500工作能够调节的区域的面积越小，这使得静电卡盘对被加工件上温度不同于其他位置的部分的温度调节能力更高，温度调节精度也更高，保证被加工件任意位置处的温度基本一致，提升被加工件的工艺结果的均匀性。
并且，可以在本发明实施例公开的静电卡盘的电路中安装电流计600，在需要开启某一位置处对应的局部加热部500时，可以打开该局部加热部500的开关700，且可以通过电流计600测量静电卡盘中总回路的电流，确定该局部加热部500是否处于正常工作状态。
在对晶圆等圆形的被加工件进行加工的过程中，受晶圆膜层等因素的影响，工艺结果的不均匀现象通常沿被加工件的径向分布，进一步地，本发明实施例公开的静电卡盘中，加热基层200可以包括第一加热区210和至少一个第二加热区220，第一加热区210为圆形结构，且使第二加热区220环绕第一加热区210设置，第一加热区210和各第二加热区220均独立控制，这使得加热基层200能够具有至少两种温度不同的区域，从而在被加工件的加工过程中，一旦出现工艺结果的不均匀现象沿径向分布时，即可通过调节第一加热区210和第二加热区220的加热时间等参数，使被加工件中分别与第一加热区210和第二加热区220对应的区域的温度互不相同，达到消除被加工件上径向分布的工艺结果不均匀现象，提升被加工件的工艺结果均匀程度。
在加热基层200包括第一加热区210和至少一个第二加热区220的情况下，第一加热区210和各第二加热区220上均可以设置有至少一个局部加热部500，以保证第一加热区210和第二加热区220各自出现覆盖区域内存在温度不同的位置处时，能够借助局部加热部500对温度不同的位置处进行温度补偿，保证第一加热区210和第二加热区220各自所对应的被加工件上的区域内任意位置处的温度基本相同。
进一步地，在各局部加热部500的结构相同的情况下，可以根据第一加热区210的实际面积，确定设置于第一加热区210上的局部加热部500的数量，或设置于第一加热区210上局部加热部500所覆盖的面积之和。相应地，可以根据各第二加热区220的实际面积，确定设置于第二加热区220上的局部加热部500的数量，或设置于各第二加热区220上局部加热部500所覆盖的面积之和。
如上所述，可以使单个局部加热部500的尺寸尽可能得小，从而使设置于加热基层200的局部加热部500的数量更多，以使任一局部加热部500对被加工件上温度不同于其他位置处的部分的温度补偿精度更高，进一步提升被加工件的工艺结果的均匀程度。
可选地，第二加热区220可以配设有多个局部加热部500，且可以使多个局部加热部500规则分布，从而基本全部覆盖整个第二加热区220，多个局部加热部500可以将整个第二加热区220划分为多个面积基本相等的区域，一旦被加工件中与第二加热区220对应的区域中出现温度比其他区域的温度低的情况使，可以通过打开该区域对应的局部加热部500，升高被加工件中该区域的温度，使该区域的温度能够与其他区域的温度保持一致。在多个规则分布的局部加热部500的作用下，无论被加工件上与第二加热区220对应的哪个区域的温度低于其他区域的温度，均可以通过与该区域对应的局部加热部500对温度进行补偿，保证被加工件与第二加热区220对应的区域内各位置处的温度基本相等。
相应地，如果存在几个区域的温度均低于其他区域处的温度，则可以同时打开与多个温度低的区域对应的多个局部加热部500，使整个第二加热区220内不同区域处的温度基本保持一致。
具体地，多个局部加热部500的分布方式可以根据第二加热区220的形状确定，例如，第二加热区220可以为圆环状结构，则多个局部加热部500则可以呈圆环状分布，且可以使多个局部加热部500的结构和尺寸均对应相同，保证任一局部加热部500对其所处的区域内的温度改变量基本相等，可选地，设置于第二加热区220的局部加热部500可以为扇面状结构，且可以使多个局部加热部500呈圆环状分布。另外，第一加热区210内也可以设置有多个规则分布的局部加热部500，设置于第一加热区210内的多个局部加热部500可以为圆形结构等。
在第二加热区220设置有多个的情况下，为了便于描述，多个第二加热区220中，最靠近第一加热区210的一个为第二加热区220，位于第二加热区220之外的可以为第三加热区230，位于第三加热区230之外的可以为第四加热区。第三加热区230环绕设置于第二加热区220之外，且第三加热区230独立控制，以进一步细分整个加热基层200，使加热基层200在被加工件出现径向分布的工艺不均匀现象时，能够通过更精准地温度控制方式调节被加工件上不同区域处的温度，提升被加工件的工艺结果的均匀程度。具体地，第三加热区230在加热基层200中的面积占比可以根据实际情况确定，且第三加热区230也可以通过设置独立开关700的方式，实现独立控制。
相应地，第三加热区230也可以配设有多个规则分布的局部加热部500，进而在静电卡盘的使用过程中，当被加工件上与第三加热区230对应的区域内存在温度不同于其他部分的部分时，也可以通过开启对应位置处的局部加热部500，改变被加工件中该部分的温度，提升被加工件的工艺结果的均匀程度。相应地，在局部加热部500为多个，且规则分布于第三加热区230时，可以提升静电卡盘对被加工件与第三加热区230对应的区域的温度控制精度。
如上所述，静电卡盘还可以包括第四加热区240，第四加热区240环绕设置于第三加热区230外，第四加热区240独立控制，同样地，在被加工件出现径向分布的工艺结果不均匀现象时，可以通过分别调节第一加热区210、第二加热区220、第三加热区230和第四加热区240的加热参数，使被加工件与四者对应的区域内的温度保持不同，消除径向分布的工艺结果不均匀现象。并且，也可以使第四加热区240设置有多个局部加热部500，多个局部加热部500规则分布于第四加热区240，以提升对被加工件中与第四加热区240对应的部分的温度控制精度。
如图5所示，本发明实施例还公开一种静电卡盘的控制方法，其包括：
S1、建立工艺步骤与局部加热部的对应关系；
S2、根据对应关系，开启与即将进行的工艺步骤对应的局部加热部。
为了提升本发明实施例公开的静电卡盘在后续使用过程中的使用便利性，在首次使用上述静电卡盘之前，可以为上述结构的静电卡盘进行硬件评估工作，得到多个工艺步骤各自与局部加热部的对应关系。进而，在该静电卡盘的后续使用过程中，工作人员根据上述对应关系，根据所要实际进行的工艺步骤，开启对应的局部加热部即可，简单方便。
如上所述，局部加热部500的数量可以为多个，在设置有多个局部加热部的情况下，静电卡盘可以根据工艺步骤的不同，开启与该工艺步骤对应的局部加热部500，在该工艺步骤完成之后，确定是否还要进行其他工艺步骤，如果是，同样可以根据对应关系，开启与即将进行的工艺步骤对应的局部加热部，直至工艺步骤全部结束。在进行任一工艺步骤的过程中，通过使对应的局部加热部与加热基层共同作用，可以保证吸附于吸附部上的被加工件上同一区域内各处的温度基本相同，保证被加工件的工艺结果具有较高的均匀程度。
可选地，为了进一步降低用户的使用难度，上述对应关系的建立过程可以由厂家预先进行，且将所建立的对应关系的结果存储于上位机软件或云端，也可以制成使用手册，便于用户查阅。
进一步地，在局部加热部500的数量为至少两个的情况下，如图6所示，步骤S1可以包括：
S11、依次获取加热基层开启，且单独开启各局部加热部时的测试工艺结果P1、P2……Pn，其中，测试工艺结果为进行工艺步骤的被加工件上对应于开启的局部加热部的区域的工艺结果；其中，n为整数，且n≥2；
S12、依次获取加热基层开启，且单独开启各局部加热部时，对原始工艺结果的影响值F1、F2……Fn，其中，原始工艺结果为各局部加热部均处于关闭状态时进行工艺步骤的被加工件上对应于局部加热部的区域的工艺结果；
S13、在工艺步骤为升高温度增大工艺结果的工艺步骤的情况下，选取多个测试工艺结果中满足(Pmax－Pn)＞Fn的测试工艺结果对应的局部加热部，作为与工艺步骤对应的局部加热部；其中，Pmax为至少两个测试工艺结果中的最大值；
S14、在工艺步骤为升高温度减小工艺结果的工艺步骤的情况下，选取多个测试工艺结果中满足(Pn－Pmin)＞Fn的测试工艺结果对应的局部加热部，作为与工艺步骤对应的局部加热部，其中，Pmin为至少两个测试工艺结果中的最小值。
具体来说，上述对应关系的建立过程如下：在某一工艺步骤的进行过程中，可以使加热基层(包括第一加热区以及至少一个第二加热区)处于开启状态，通过对被加工件上不同位置处的刻蚀速率进行检测，可以得到被加工件上第1、2……n(n≥1，且n为整数)处的局部加热部所对应的区域处的原始工艺结果T1、T2……Tn。
然后，可以依次单独打开第1、2……和n处的局部加热部，得到单独开启第1、2……n(n≥1，且n为整数)处的局部加热部时，被加工件上对应于处于开启状态下的局部加热部的区域处的测试工艺结果P1、P2……Pn，且可以将上述测试工艺结果输入值上位机软件内，获得进行此工艺时被加工件上不同区域处刻蚀速率的最大值Pmax和最小值Pmin。需要说明的是，原始工艺结果和测试工艺结果均具体可以为刻蚀速率。
依次计算P1-T1、P2-T2……Pn-Tn，可以得到相比于该处的局部加热部关闭时，单独开启第1、2……或n处的局部加热部对被加工件中该局部加热部对应的区域处的刻蚀速率的影响值F1、F2……Fn。
如上所述，刻蚀速率与被加工件的温度有关。如果该工艺步骤为升高温度，刻蚀速率加快的工艺步骤时，借助上位机软件，可以得到偏差值Pmax－P1、Pmax－P2……Pmax－Pn。如果(Pmax－Pn)＞Fn，则说明开启n处对应的局部加热部，既可以加快被加工件上n处的刻蚀速率，且可以保证n处的刻蚀速率不会超过被加工件中刻蚀速率的最大值，从而在后续进行该工艺步骤时，通过开启n对应的区域处的局部加热部，可以使被加工件中n处对应的部分的刻蚀速率趋近于最大值Pmax，提升整个被加工件的工艺结果的均匀程度。当然，如果满足(Pmax－Pn)＞Fn这一关系式的值有多个，则在后续进行该工艺步骤时，可以同时开启多个值各自对应区域处的局部加热部500。
反之，如果(Pmax－Pn)＜Fn，则说明在进行该工艺时，虽然开启n处对应的区域处的局部加热部也可以加快n处的刻蚀速率，但是，这会造成n处的刻蚀速率大于最大刻蚀速率Pmax，从而使被加工件中的n处成为新的“刻蚀速率最大”的区域，这会进一步扩大被加工件上不同区域处的刻蚀速率之间的差值，不利于使各部分的刻蚀速率均趋近于某一值，进而无法提升工艺结果的均匀程度，因此，如果(Pmax－Pn)＜Fn，则在后续进行该工艺步骤时，选择不开启n处与对应的局部加热部。
相应地，如果该工艺步骤为降低温度可以提升刻蚀速率的工艺步骤，也可以借助上位机软件，得到另一偏差值P1－Pmin、P2－Pmin……Pn－Pmin，相似地，如果(Pn－Pmin)＞Fn，则说明升高n处对应的局部加热部，既可以降低n处的刻蚀速率，也不会使n处的刻蚀速率低于被加工件中刻蚀速率的最小值Pmin，从而在后续进行该工艺步骤时，可以开启n对应的区域处局部加热部，使被加工件中n处对应的部分的刻蚀速率趋近于最小值Pmin，提升整个被加工件的工艺结果的均匀程度。相应地，如果满足(Pn－Pmin)＞Fn这一关系式的值有多个，则在后续进行该工艺步骤时，可以同时开启多个值各自对应区域处的局部加热部500。
并且，可以针对不同的工艺步骤分别对静电卡盘进行评测，得到静电卡盘在其他工艺步骤中的测试工艺结果P1’、P2’……Pn’和影响值F1’、F2’……Fn’等。相应地，通过对该工艺步骤的刻蚀速率与温度的关系进行判断，也可以得到在进行该工艺步骤时，需要开启哪些区域处的局部加热部，以提升工艺结果的均匀程度。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种静电卡盘，其特征在于，包括：
基体(100)；
加热组件，所述加热组件叠设于所述基体(100)上，所述加热组件包括加热基层(200)和至少一个局部加热部(500)，各所述局部加热部(500)均层叠设置于所述加热基层(200)的表面，且所述加热基层(200)和各所述局部加热部(500)均独立控制；
吸附部(400)，所述吸附部(400)叠设于所述加热组件背离所述基体(100)的一侧，所述吸附部(400)用于吸附被加工件。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述局部加热部(500)位于所述加热基层(200)和所述吸附部(400)之间。
3.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述局部加热部(500)粘接于所述加热基层(200)的表面。
4.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述局部加热部(500)包括第一导热绝缘层(510)、加热层(520)和第二导热绝缘层(530)，所述第一导热绝缘层(510)、所述加热层(520)和所述第二导热绝缘层(530)一体成型，且所述加热层(520)为金属结构件。
5.根据权利要求4所述的静电卡盘，其特征在于，所述第一导热绝缘层(510)和所述第二导热绝缘层(530)中，至少一者为陶瓷结构件。
6.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述加热基层(200)包括第一加热区(210)和至少一个第二加热区(220)，所述第一加热区(210)为圆形结构，所述第二加热区(220)环绕所述第一加热区(210)设置，且所述第一加热区(210)和各所述第二加热区(220)均独立控制。
7.根据权利要求6所述的静电卡盘，其特征在于，所述第一加热区(210)和各所述第二加热区(220)均配设有至少一个局部加热部(500)。
8.根据权利要求7所述的静电卡盘，其特征在于，所述第二加热区(220)配设有多个均匀分布的局部加热部(500)。
9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的静电卡盘的控制方法，其特征在于，包括：
建立工艺步骤与所述局部加热部的对应关系；
根据所述对应关系，开启与即将进行的所述工艺步骤对应的所述局部加热部。
10.根据权利要求9所述静电卡盘的控制方法，其特征在于，所述静电卡盘的所述加热组件包括加热基层(200)和至少两个所述局部加热部(500)，所述建立工艺步骤与所述局部加热部的对应关系包括：
依次获取加热基层开启，且单独开启各所述局部加热部时的测试工艺结果P1、P2……Pn，其中，所述测试工艺结果为进行工艺步骤的被加工件上对应于开启的所述局部加热部的区域的工艺结果；其中，n为整数，且n≥2；
依次获取加热基层开启，且单独开启各所述局部加热部时，对原始工艺结果的影响值F1、F2……Fn，其中，所述原始工艺结果为各所述局部加热部均处于关闭状态时进行所述工艺步骤的所述被加工件上对应于所述局部加热部的区域的工艺结果；
在所述工艺步骤为升高温度增大工艺结果的工艺步骤的情况下，选取多个所述测试工艺结果中满足(Pmax－Pn)＞Fn的所述测试工艺结果对应的所述局部加热部，作为与所述工艺步骤对应的所述局部加热部；其中，所述Pmax为至少两个所述测试工艺结果中的最大值；
在所述工艺步骤为升高温度减小工艺结果的工艺步骤的情况下，选取多个测试工艺结果中满足(Pn－Pmin)＞Fn的所述测试工艺结果对应的所述局部加热部，作为与所述工艺步骤对应的所述局部加热部，其中，所述Pmin为至少两个所述测试工艺结果中的最小值。
CN202010206609.XA 2020-03-23 2020-03-23 静电卡盘及其控制方法 Active CN111446198B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010206609.XA CN111446198B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 静电卡盘及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010206609.XA CN111446198B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 静电卡盘及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111446198A true CN111446198A (zh) 2020-07-24
CN111446198B CN111446198B (zh) 2023-05-16

Family

ID=71650937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010206609.XA Active CN111446198B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 静电卡盘及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111446198B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114496692A (zh) * 2020-11-11 2022-05-13 中微半导体设备(上海)股份有限公司 加热组件、基片承载组件及其等离子体处理装置
CN116153840A (zh) * 2023-02-24 2023-05-23 长春光华微电子设备工程中心有限公司 一种卡盘
WO2023138489A1 (zh) * 2022-01-21 2023-07-27 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘装置和温度控制方法
WO2024000284A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 沈阳芯源微电子设备股份有限公司 温度补偿系统、半导体设备和温度补偿方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101807512A (zh) * 2009-02-13 2010-08-18 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体晶片的多区域温度控制
US20150211122A1 (en) * 2009-02-13 2015-07-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multi-zone temperature control for semiconductor wafer
US20160370796A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 Lam Research Corporation System and method for determining field non-uniformities of a wafer processing chamber using a wafer processing parameter
CN106935468A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 中微半导体设备(上海)有限公司 一种半导体处理器及用于半导体处理器的多区控温加热器
CN107004626A (zh) * 2014-11-20 2017-08-01 住友大阪水泥股份有限公司 静电卡盘装置
CN108987230A (zh) * 2017-05-30 2018-12-11 东京毅力科创株式会社 载置台和等离子体处理装置
CN109216251A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 三星电子株式会社 静电吸盘、衬底处理装置以及制造半导体器件的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101807512A (zh) * 2009-02-13 2010-08-18 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体晶片的多区域温度控制
US20150211122A1 (en) * 2009-02-13 2015-07-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multi-zone temperature control for semiconductor wafer
CN107004626A (zh) * 2014-11-20 2017-08-01 住友大阪水泥股份有限公司 静电卡盘装置
US20160370796A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 Lam Research Corporation System and method for determining field non-uniformities of a wafer processing chamber using a wafer processing parameter
CN106935468A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 中微半导体设备(上海)有限公司 一种半导体处理器及用于半导体处理器的多区控温加热器
CN108987230A (zh) * 2017-05-30 2018-12-11 东京毅力科创株式会社 载置台和等离子体处理装置
CN109216251A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 三星电子株式会社 静电吸盘、衬底处理装置以及制造半导体器件的方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114496692A (zh) * 2020-11-11 2022-05-13 中微半导体设备(上海)股份有限公司 加热组件、基片承载组件及其等离子体处理装置
CN114496692B (zh) * 2020-11-11 2024-03-12 中微半导体设备(上海)股份有限公司 加热组件、基片承载组件及其等离子体处理装置
WO2023138489A1 (zh) * 2022-01-21 2023-07-27 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘装置和温度控制方法
WO2024000284A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 沈阳芯源微电子设备股份有限公司 温度补偿系统、半导体设备和温度补偿方法
CN116153840A (zh) * 2023-02-24 2023-05-23 长春光华微电子设备工程中心有限公司 一种卡盘
CN116153840B (zh) * 2023-02-24 2023-11-03 长春光华微电子设备工程中心有限公司 一种卡盘

Also Published As

Publication number Publication date
CN111446198B (zh) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111446198A (zh) 静电卡盘及其控制方法
JP6688172B2 (ja) 基板処理システムおよび方法
JP5203612B2 (ja) プラズマ処理装置
JP3892609B2 (ja) ホットプレートおよび半導体装置の製造方法
JP4176848B2 (ja) 基板支持体及び処理装置
US7705275B2 (en) Substrate support having brazed plates and resistance heater
KR0155994B1 (ko) 피처리체의 열처리 방법 및 그 장치
KR100728312B1 (ko) 정전 흡착장치와 웨이퍼 처리장치 및 플라즈마 처리방법
TWI618454B (zh) 電漿處理裝置的腔室內構件的溫度控制方法，腔室內構件及基板載置台，以及具備彼之電漿處理裝置
JP7446495B2 (ja) プラズマ処理装置、算出方法および算出プログラム
JP2001502116A (ja) 高密度プラズマの化学気相堆積用の可変高温チャック
KR20110041499A (ko) 고온의 정전식 척
KR20090068117A (ko) 기판 온도 조정 및 고정 장치
JP7202972B2 (ja) プラズマ処理装置、プラズマ状態検出方法およびプラズマ状態検出プログラム
KR20200131168A (ko) 플라즈마 처리 장치, 온도 제어 방법, 및 온도 제어 프로그램
JP3986598B2 (ja) 基板温度制御機構
US8378272B2 (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium
JP2023099617A (ja) プラズマ処理装置、監視方法および監視プログラム
US20190371634A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
TW202029258A (zh) 電漿處理裝置、計算方法及計算程式
TW202133687A (zh) 電漿處理裝置及測定方法
JP2020077880A (ja) 基板処理システム
JP7214562B2 (ja) プラズマ処理装置、算出方法および算出プログラム
US20230070679A1 (en) Apparatus for treating substrates and temperature control method of heating elements
JP7507914B2 (ja) プラズマ処理装置、温度制御方法および温度制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant