TWI795692B - 晶圓溫度控制器、晶圓溫度控制系統、晶圓溫度控制方法、電腦可讀取記錄媒體和等離子體處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明適用於半導體技術領域，公開了晶圓溫度控制器、晶圓溫度控制系統、晶圓溫度控制方法、電腦可讀取記錄媒體和等離子體處理裝置。其中，晶圓溫度控制系統包括：基座，用於承載靜電卡盤，基座內部設置至少兩個可獨立控溫的第一冷卻區域；靜電卡盤，包括承載晶圓的承載面，承載面上設置至少兩個可獨立控溫的第二氣體冷卻區域；第一冷卻區域和第二氣體冷卻區域在垂直於靜電卡盤表面的方向上不完全重合。本發明能夠實現晶圓溫度分佈均勻的效果。

Description

晶圓溫度控制器、晶圓溫度控制系統、晶圓溫度控制方法、電腦可讀取記錄媒體和等離子體處理裝置

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種晶圓溫度控制器及其系統、方法、電腦可讀存儲介質和等離子體處理裝置。

在半導體設備製造過程中，控制晶圓溫度的穩定和均勻是一項重要的技術，因為晶圓徑向溫度的均勻性和晶圓圓周方向溫度的均勻性直接影響晶圓刻蝕速率的均勻性，進而影響到晶片的品質。

現有技術中使用靜電卡盤來實現對晶圓溫度的控制，靜電卡盤是等離子體刻蝕腔室中的核心部件之一。現有技術中還在靜電卡盤和基座之間設置電加熱器，但是涉及電加熱器會存在許多問題：(1)電加熱器回應時間慢，不同溫度區域之間存在串擾現象。(2)需要使用射頻濾波器，避免射頻電流的洩露。(3)當需要控制晶圓同一圓環不同角度位置的溫度時，需要增設多個電加熱器，以實現補償晶圓在旋轉方向溫度不對稱的目的。

隨著晶圓處理精度要求越來越高，要求靜電卡盤上的獨立溫度控制區域數量越來越多，由於電加熱器具有上述若干問題，使得多區控溫面臨較大的技術難題。

本發明的第一個目的在於提供一種晶圓溫度控制系統，其旨在解決相關技術中晶圓溫度控制系統無法快速回應晶圓溫度變化且實現晶圓不同位置的溫度準確調節的技術問題。

為達到上述目的，本發明提供的方案是：一種晶圓溫度控制系統，其包括：基座，承載靜電卡盤，基座內部設置至少兩個可獨立控溫的第一冷卻區域；靜電卡盤，包括承載晶圓的承載面，承載面上設置至少兩個可獨立控溫的第二氣體冷卻區域；第一冷卻區域和第二氣體冷卻區域在垂直於靜電卡盤表面的方向上不完全重合。

可選地，晶圓溫度控制系統在晶圓上形成可獨立控溫的冷卻區域的數量大於第一冷卻區域與第二氣體冷卻區域的數量之和。

可選地，承載面上設置多個隔離帶，隔離帶包括呈周向設置的環形隔離帶和呈徑向設置的條形隔離帶。

可選地，晶圓溫度控制系統還包括氣體供應組件、測溫組件以及控制件。氣體供應組件包括多個輸氣管和多個壓力控制部件，多個輸氣管向各第二氣體冷卻區域輸送氣體，多個壓力控制部件調控各輸氣管上輸送氣體之壓力。測溫組件包括多個測溫感測器，多個測溫感測器對應各第二氣體冷卻區域設置。控制器與各測溫感測器和各壓力控制部件連接。

可選地，該氣體供應組件還包括主管道和多個第一開關控制閥。主管道與各輸氣管連接以替各輸氣管供應氣體，多個第一開關控制閥設置在各輸氣管上以用於分別控制各輸氣管通斷。

可選地，氣體供應組件還包括與各輸氣管連接的排氣管。排氣管包括第一分支管和第二分支管，第一分支管與輸氣管連接，第一分支管上設有第二開關控制閥；第二分支管與第一分支管並聯設置，第二分支管上設有限流孔。

可選地，第一開關控制閥位於壓力控制部件與第二氣體冷卻區域之間，輸氣管與排氣管連接的部位設置於第一開關控制閥與壓力控制部件之間。

可選地，氣體供應組件還包括第三開關控制閥，第三開關控制閥設於主管道上以控制主管道通斷。

可選地，基座內嵌設冷卻管道。

本發明的第二個目的在於提供一種晶圓溫度控制方法，其包括如下步驟：(1)獲取晶圓多個部位所對應的溫度檢測資訊，其中，至少兩個溫度檢測資訊是對應晶圓同一圓環不同角度位置的溫度檢測資訊。(2)分析評估各該溫度檢測資訊。(3)依據各溫度檢測資訊，發送調節靜電卡盤上第二氣體冷卻區域之氣體輸入壓力的壓力調節資訊。

可選地，依據各溫度檢測資訊，發送調節靜電卡盤上第二氣體冷卻區域之氣體輸入壓力的壓力調節資訊的步驟包括：(1)依據溫度檢測資訊，判斷晶圓某一個部位的溫度檢測資訊是否低於或者高於其他部位的溫度。(2)如果是低於晶圓其他部位的溫度，則發送的壓力調節資訊為控制減小與晶圓部位對應的第二氣體冷卻區域的氣體輸入壓力。(3)如果是高於晶圓其他部位的溫度，則發送的壓力調節資訊為控制增大與晶圓部位對應的第二氣體冷卻腔的氣體輸入壓力。

本發明的第三個目的在於提供一種晶圓溫度控制器，晶圓溫度控制器包括：記憶體、處理器及儲存在記憶體上並可在處理器上運行的晶圓溫度控制程式，晶圓溫度控制程式被處理器執行時實現上述的晶圓溫度控制方法的步驟。

本發明的第四個目的在於提供一種電腦可讀取記錄媒體，電腦可讀取記錄媒體上儲存晶圓溫度控制程式，晶圓溫度控制程式被處理器執行時實現上述的晶圓溫度控制方法的步驟。

本發明的第五個目的在於提供一種等離子體處理裝置，等離子體處理裝置包括真空反應腔和上述的晶圓溫度控制系統，晶圓溫度控制系統設置在真空反應腔內。

本發明提供的晶圓溫度控制器及其系統、方法、電腦可讀取記錄媒體和等離子體處理裝置，其中，晶圓溫度控制系統通過基座來承載靜電卡盤，且基座內設置至少兩個可獨立控溫的第一冷卻區域，還通過靜電卡盤來承載晶圓，且靜電卡盤上設置至少兩個獨立控溫的第二氣體冷卻區域，這樣，通過基座內的第一冷卻區域對靜電卡盤的溫度進行調整，由此間接調整晶圓的溫度，還通過靜電卡盤上的第二氣體冷卻區域對晶圓的溫度進行直接調整，由此能夠快速回應晶圓溫度變化。另外，還通過設置第一冷卻區域和第二氣體冷卻區域在垂直於靜電卡盤表面的方向上不完全重合，由此能夠通過疊加得到多個冷卻區域，以實現精確控制晶圓溫度變化的目的。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

需要說明，本發明實施例中所有方向性指示（諸如上、下、左、右、前、後……）僅用於解釋在某一特定姿態（如附圖所示）下各部件之間的相對位置關係、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。

還需要說明的是，當元件被稱為“固定於”或“設置於”另一個元件上時，它可以直接在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接另一個元件或者可能同時存在居中元件。

另外，在本發明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以所屬技術領域中具有通常知識者能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護範圍之內。

如圖1至圖7所示，本發明實施例提供的一種晶圓溫度控制系統，包括：基座20，用於承載靜電卡盤10，基座20內部設置至少兩個可獨立控溫的第一冷卻區域21；靜電卡盤10，包括承載晶圓30的承載面，承載面上設置至少兩個可獨立控溫的第二氣體冷卻區域11；其中，第一冷卻區域21和第二氣體冷卻區域11在垂直於靜電卡盤10表面的方向上不完全重合。這樣，通過第一冷卻區域21間接調控晶圓30的溫度，通過第二氣體冷卻區域11直接調控晶圓30的溫度，即能夠實現快速回應晶圓30溫度變化的目的。第一冷卻區域21和第二氣體冷卻區域11在垂直於靜電卡盤10表面的方向上不完全重合，即通過多個冷卻區域實現調控晶圓30溫度變化的目的。

隨著半導體技術的不斷發展，晶圓30的尺寸越來越大，這要求支撐晶圓30的靜電卡盤10的尺寸越來越大，不斷變大的靜電卡盤10在加工技術中的一個限制因素是溫度難以達到均勻。為實現溫度在整個靜電卡盤10表面的均勻控制或者可控的設置為不同的溫度梯度，可以將靜電卡盤10進行分區控制，劃分為多個第二氣體冷卻區域11，同時，在基座20內設置第一冷卻區域21，將第二氣體冷卻區域11和第一冷卻區域21結合，通過設置多個第一冷卻區域21和多個第二冷卻區域11在垂直於靜電卡盤的方向上不完全重合，使得一個第一冷卻區域21對應兩個或兩個以上的第二冷卻區域11，或者一個第二冷卻區域21對應兩個或兩個以上的第一冷卻區域11，因此，可獨立控制溫度的冷卻區域數量增多，可以更好地實現對晶圓30溫度的控制。第二氣體冷卻區域11在使靜電卡盤10快速升溫的同時，有效的保證晶圓各部位溫度的均一性，從而有利於等離子體處理技術的進行，提高了晶圓30的加工良率。

具體地，第二氣體冷卻區域11的形狀可以為任意的幾何形狀，第二氣體冷卻區域11的形狀微調並不困難。圓形或者橢圓形或者四邊形等形狀均可以，具體應用中，可以根據實際需求靈活的調整第二氣體冷卻區域11的形狀，以實現對晶圓30溫度分佈控制的微調。只要保證靜電卡盤10的邊緣為圓形即可。同理，第一冷卻區域21的形狀也可以為任意的幾何形狀。

其中，晶圓溫度控制系統在晶圓30上形成可獨立控溫的冷卻區域的數量大於第一冷卻區域21與第二氣體冷卻區域11的數量之和，這樣，晶圓溫度控制系統能夠形成多個獨立調節溫度的冷卻區域，以實現對晶圓30溫度的精確控制。

其中，承載面上設置多個隔離帶，隔離帶包括呈周向設置的環形隔離帶和呈徑向設置的條形隔離帶。隔離帶12設於靜電卡盤10的頂部，隔離帶12的粗糙程度，可以根據實際的第二氣體冷卻區域11的氣體洩漏率來調整。隔離帶12的表面越平整，氣體的洩漏率越低，反之亦然。

具體地，如圖4所示，多個第二氣體冷卻區域11包括沿靜電卡盤10中心軸凹設的圓形冷卻區域和多個沿靜電卡盤10徑向依次間隔分佈於圓形冷卻區域外周的冷卻區域組，每個冷卻區域組都包括至少兩個沿水準圓周方向間隔分佈的弧形冷卻區域。採用這種分佈方式，可以便於分別控制晶圓30不同圓環區域的溫度和晶圓30同一圓環不同方位角度的溫度。當然了，具體應用中，多個第二氣體冷卻區域11也可為多個排成一排沿靜電卡盤10徑向從靜電卡盤10一側朝向靜電卡盤10依次設置的矩形冷卻區域；或者，多個第二氣體冷卻區域11還可為多個分成多排和多列之陣列分佈於靜電卡盤10上陣列冷卻區域。

如圖3所示，基座20內嵌設有若干個用於間隔形成第一冷卻區域21的冷卻管道。基座20內的冷卻管道由鋁製成，冷卻管道用於控制第一冷卻區域21的溫度，作為一種實施例，基座20形成包括兩個或以上從中心到週邊排布的獨立環形熱交換區。基座20內的第一冷卻區域21可以控制靜電卡盤10半徑方向的溫度分佈，間接控制晶圓30不同區域的溫度。在另外的實施例中，基座內的第一冷卻區域也可以設為扇形獨立控制區或環形與弧形結合的獨立控制區，其具體設計可參考圖4所示的靜電卡盤10上的第二冷卻區域11的設置。

作為本實施例的一實施方案，參考圖5，第二氣體冷卻區域11包括1個第一圓形氣體冷卻區域和4個沿第一圓形氣體冷卻區域週邊設置的弧形氣體冷卻區域組成的氣體冷卻區域組。本實施方案中，4個弧形氣體冷卻區域到靜電卡盤10的中心軸距離相同，即4個弧形氣體冷卻區域位於以靜電卡盤10中心為圓心的同一圓環區域上。基座20內的第一冷卻區域21數量為2個，包括1個第二圓形冷卻區域和1個沿第二圓形冷卻區域週邊設置的環形冷卻區域，第二氣體冷卻區域11和基座20內的第一冷卻區域21組共同組成9個晶圓30溫度控制區域。根據圖5所示，實線形成的兩個圓為基座上的兩個第一冷卻區域21，虛線形成的小圓及沿小圓的徑向延伸線形成的區域表示靜電卡盤10上的第二冷卻區21，由於第一冷卻區域21和第二氣體冷卻區域11在垂直於承載面的方向上不完全重合，因此靜電卡盤10和基座20疊加後，出現了可相對獨立控溫的第三冷卻區域31，第三冷卻區域31的溫度調節通過第一冷卻區域21和第二氣體冷卻區域11的配合實現。如當第三冷卻區域31需要降低2℃時，可以通過將第一冷卻區域21和第二氣體冷卻區域11分別降低1℃實現。以儘量增加晶圓上的溫度調節區域的數量。

作為本實施例的另一實施方案，參考圖6虛線所示，第二氣體冷卻區域11包括1個第一圓形氣體冷卻區域和12個沿第一圓形氣體冷卻區域週邊設置的弧形氣體冷卻區域組成的氣體冷卻區域組。本實施方案中，12個弧形氣體冷卻區域以4個為一圈分成3圈沿靜電卡盤10徑向依次間隔分佈於第一圓形氣體冷卻區域外周，每一圈的4個弧形氣體冷卻區域到靜電卡盤10的中心軸距離相同，即同一圈的4個弧形氣體冷卻區域位於以靜電卡盤10中心為圓心的同一圓環區域上。基座20內的第一冷卻區域21為3個，包括1個第二圓形冷卻區域和2個沿第二圓形冷卻區域週邊設置的環形冷卻區域，第二氣體冷卻區域11和基座20內的第一冷卻區域21共組成25個晶圓30溫度控制區域。在圖6示出的實施例中，靜電卡盤10上的13個氣體冷卻區域和基座上的3個第一冷卻區域疊加後，形成25個能相對獨立控制溫度的區域。提高了晶圓溫度控制系統獨立調節溫度的區域數量。

在等離子刻蝕過程中，需要在真空腔內進行，而為了更有效的對晶圓30的溫度進行控制，本實施例在靜電卡盤10和晶圓30之間的第二氣體冷卻區域11內充入一種導熱性較好的氣體，即氦氣，以實現快速回應對晶圓30溫度變化的控制。氦氣是一種惰性氣體，惰性氣體以原子而非分子的形式存在，在等離子體中並不會產生分解碰撞，具有良好的穩定性。本實施例在基座20內嵌的冷卻管道中通入冷卻液，以實現對第一冷卻區域21溫度的控制。本發明實施例使用劃分多個區域的第二氣體冷卻區域11和第一冷卻區域21來維持晶圓30溫度的分佈，能夠帶來很好的溫度分佈均勻性，解決了晶圓30刻蝕不均勻的問題。

其中，晶圓溫度控制系統還包括測溫組件、氣體供應組件和控制器（圖未示），氣體供應組件包括多個向各第二氣體冷卻區域11輸送氣體的輸氣管和多個用於調控各輸氣管上輸送氣體之壓力的壓力控制部件，測溫組件包括多個對應各第二氣體冷卻區域11設置的測溫感測器，各測溫感測器和各壓力控制部件都與控制器連接。

測溫組件40和壓力控制部件58可通過導線與控制器連接，也可通過無線通訊方式與控制器連接。具體地，本發明實施例通過在多個第二氣體冷卻區域11內設置測溫感測器41，即時檢測晶圓30溫度，並通過控制器對壓力控制部件58進行控制，以增強或減弱相應的第二氣體冷卻區域11內的壓力，壓力越高，氦氣的導熱性越強，對第二氣體冷卻區域11對應的晶圓30部位的降溫效果越顯著，使得晶圓30各部位的溫度均勻，從而調整整個晶圓30的刻蝕速率均勻。

其中，本實施例中，輸氣管53的數量與第二氣體冷卻區域11的數量相同，且各輸氣管53分別向各第二氣體冷卻區域11輸送氣體。當然了，具體應用中，輸氣管53的數量也可與第二氣體冷卻區域11的數量不同，各輸氣管53與各第二氣體冷卻區域11可以不是一對一關係，例如也可通過兩個輸氣管53同時向與一個第二氣體冷卻區域11輸送氣體。

其中，本實施例中，壓力控制部件58的數量與輸氣管53的數量相同，且壓力控制部件58分別調控各輸氣管53上輸送氣體的壓力。當然了，具體應用中，輸氣管53的數量也可與壓力控制部件58的數量不同，各輸氣管53與各壓力控制部件58可以不是一對一關係，例如也可通過一個壓力控制部件58同時調控兩個輸氣管53上輸送的氣體壓力。

其中，晶圓30的溫度調節方式為：當需要調高晶圓30某個部位的溫度時，將第二氣體冷卻區域11內的壓力調低，以降低第二氣體冷卻區域11內氣體的導熱性，以使得晶圓30溫度上升；當需要調低晶圓30某個部位的溫度時，將第二氣體冷卻區域11內的壓力調高，以提高第二氣體冷卻區域11內氣體的導熱性，以使得晶圓30溫度下降。

具體應用中，大部分時候要求晶圓30表面溫度均一，將晶圓30溫度偏離的區域調整到與其它區域溫度接近。但是少數情況下還需要故意保持不同徑向區域之間的溫度差以補償其它因素，例如晶圓30極邊緣區域出現的半徑濃度較高需要更高溫來補償晶圓30邊緣的處理效果與晶圓30中心區域的不同。

其中，氣體供應組件50還包括與各輸氣管53連接以用於為各輸氣管53供應氣體的主管道51和多個設置在各輸氣管53上以用於分別控制各輸氣管53通斷的第一開關控制閥54。

其中，本實施例中，輸氣管53的數量與第一開關控制閥54的數量相同，各輸氣管53連接以用於為各輸氣管53供應氣體的主管道51和多個分別一一設置在各輸氣管53上以用於分別控制各輸氣管53通斷的第一開關控制閥54。當然了，具體應用中，輸氣管53的數量也可與第一開關控制閥54的數量不同，各輸氣管53與各第一開關控制閥54可以不是一一對應關係，例如也可通過一個第一開關控制閥54同時控制兩個輸氣管53的開啟或關閉，也可以設置兩個第一開關控制閥54控制一個輸氣管53的開啟或關閉。

第一開關控制閥54為氣體閥門，可以手動對其進行控制，也可以通過壓力控制部件58控制。在主管道51上設置第一開關控制閥54，通過對第一開關控制閥54的開啟或關閉即可實現對靜電卡盤10上各第二氣體冷卻區域11的氣體供應進行單獨控制，以達到獨立控溫的目的。

其中，氣體供應組件50還包括數量與輸氣管53相同並與各輸氣管53連接的排氣管52，排氣管52包括第一分支管和與第一分支管並聯設置的第二分支管，第一分支管上設有第二開關控制閥55，第二分支管上設有限流孔57。

其中，本實施例中，排氣管52的數量與輸氣管53的數量相同，氣體供應組件50還包括數量與輸氣管53相同並分別與各輸氣管53連接的排氣管52，當然了，具體應用中，輸氣管53的數量也可與排氣管52的數量不是一對一的關係，例如，也可以通過設置兩個排氣管52對第二氣體冷卻區域11內的氣體進行排出。

排氣管52上設置的第二開關控制閥55用於排出各第二氣體冷卻區域11內的氣體，限流孔57用於保持第二氣體冷卻區域11處於平衡狀態。在晶圓溫度控制系統運行過程中，限流孔57處於開啟狀態，而第二開關控制閥55處於關閉狀態，以一定洩漏率允許氣體洩露至泵口，從而穩定每個第二氣體冷卻區域11的壓力，維持第二氣體冷卻區域11的氣壓平衡。當需要排空某個第二氣體冷卻區域11內的氣體時，打開第二開關控制閥55，第二氣體冷卻區域11內的氣體可以較快的被排空。

其中，第一開關控制閥54位於壓力控制部件58與第二氣體冷卻區域11之間，輸氣管53之與排氣管52連接的部位位於第一開關控制閥54與壓力控制部件58之間。壓力控制部件58可以控制調節各第二氣體冷卻區域11的壓力值高低。第一開關控制閥54作為最後的開關控制設備，需要設置在壓力控制部件58與各第二氣體冷卻區域11之間。而為了將第二氣體冷卻區域11內的氣體以最快的速度排出，在某個第二氣體冷卻區域11不需要繼續充入氣體的時候，壓力控制部件58調整流入該輸氣管53的氣體，並打開第二開關控制閥55，讓氣體排出。

其中，氣體供應組件50還包括設置於主管道51上來控制主管道51通斷的第三開關控制閥56。第三開關控制閥56是晶圓溫度控制系統的氣體控制總開關，將第三開關控制閥56關閉，所有第二氣體冷卻區域11的氣體供應均會停止。第三開關控制閥56的設計使得整個晶圓溫度控制系統操作方便，達到快速控制氣體充入或暫停的目的，也便於後續設備的維護。

其中，本發明實施例還提供一種晶圓溫度控制方法，包括如下步驟：

獲取晶圓30多個部位的溫度檢測資訊，其中，至少有兩個溫度檢測資訊是對應晶圓30同一圓環不同角度位置的溫度檢測資訊；

分析評估各溫度檢測資訊；

依據各溫度檢測資訊，發送調節靜電卡盤10上第二氣體冷卻區域11之氣體輸入壓力的壓力調節資訊。

本實施例提供的晶圓溫度控制方法，通過獲取晶圓30多個部位上的溫度檢測資訊，並相應的調節充入第二氣體冷卻區域11內的壓力，可以即時精準地調節晶圓30溫度分佈，以控制晶圓30的刻蝕速率。

其中，依據各溫度檢測資訊，發送調節靜電卡盤10上第二氣體冷卻區11之氣體輸入壓力的壓力調節資訊的步驟包括：

依據溫度檢測資訊，判斷晶圓30某一個部位的溫度檢測資訊是否低於或者高於其他部位的溫度；

如果是低於晶圓30其他部位的溫度，則發送的壓力調節資訊為控制減小與晶圓部位對應的第二氣體冷卻區域11的氣體輸入壓力；

如果是高於晶圓30其他部位的溫度，則發送的壓力調節資訊為控制增大與晶圓部位對應的第二氣體冷卻區域11的氣體輸入壓力。

其中，本發明實施例還提供一種晶圓溫度控制器，晶圓溫度控制器包括：記憶體、處理器及儲存在記憶體上並可在處理器上運行的晶圓溫度控制程式，晶圓溫度控制程式被處理器執行時實現晶圓溫度控制方法的步驟。

其中，本發明實施例還提供一種電腦可讀取記錄媒體，電腦可讀取記錄媒體上儲存晶圓溫度控制程式，晶圓溫度控制程式被處理器執行時實現晶圓溫度控制方法的步驟。

其中，本發明實施例還提供一種等離子體處理裝置，包括真空反應腔60和晶圓溫度控制系統，晶圓溫度控制系統設置在真空反應腔內。等離子體刻蝕過程中，需要在真空條件下進行加工。由設置在真空反應腔60內的離子發生器70從晶圓30的頂部對晶圓30進行等離子射頻。

以上該僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護範圍內。

10:靜電卡盤 11:第二氣體冷卻區域 12:隔離帶 20:基座 21:第一冷卻區域 30:晶圓 40:測溫組件 41:測溫感測器 50:氣體供應組件 51:主管道 52:排氣管 53:輸氣管 54:第一開關控制閥 55:第二開關控制閥 56:第三開關控制閥 57:限流孔 58:壓力控制部件 60:真空反應腔 70:離子發生器

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。 圖1是本發明實施例提供的晶圓溫度控制系統的晶圓、靜電卡盤、基座和隔離帶的裝配剖面示意圖； 圖2是本發明實施例提供的第二氣體冷卻區域與氣體供應組件的連接示意圖； 圖3是本發明實施例提供的第一冷卻區域結構示意圖； 圖4是本發明實施例提供的第二氣體冷卻區域結構示意圖； 圖5是本發明實施例提供的靜電卡盤上第二氣體冷卻區域和基座內的第一冷卻區域的一種實施方案分佈示意圖； 圖6是本發明實施例提供的靜電卡盤上第二氣體冷卻區域和基座內的第一冷卻區域的另一種實施方案分佈示意圖； 圖7是本發明實施例提供的等離子體處理裝置結構示意圖。

10:靜電卡盤

11:第二氣體冷卻區域

12:隔離帶

20:基座

21:第一冷卻區域

30:晶圓

40:測溫組件

41:測溫感測器

Claims (14)

1. 一種晶圓溫度控制系統，其包括：一基座，承載一靜電卡盤，該基座內部設置至少兩個獨立控溫的第一冷卻區域；一靜電卡盤，包括承載一晶圓的一承載面，該承載面上設置至少兩個獨立控溫的第二氣體冷卻區域；其中該第一冷卻區域和該第二氣體冷卻區域在垂直於該靜電卡盤表面的方向上不完全重合；以及一隔離帶，設於該靜電卡盤的頂部，且該隔離帶的粗糙程度係根據實際的該第二氣體冷卻區域的氣體洩漏率來調整。
2. 如請求項1所述的晶圓溫度控制系統，其中該晶圓溫度控制系統在該晶圓上形成獨立控溫的冷卻區域的數量大於該第一冷卻區域與該第二氣體冷卻區域的數量之和；一個該第一冷却區域對應兩個或兩個以上的該第二氣體冷却區域，或者一個該第二氣體冷却區域對應兩個或兩個以上的該第一冷却區域。
3. 如請求項1所述的晶圓溫度控制系統，其中該承載面上設置多個該隔離帶，各該隔離帶包括呈周向設置的一環形隔離帶及/或呈徑向設置的一條形隔離帶。
4. 如請求項1至3中任一項所述的晶圓溫度控制系統，該晶圓溫度控制系統還包括：一氣體供應組件，該氣體供應組件包括： 多個輸氣管，向各該第二氣體冷卻區域輸送氣體；以及多個壓力控制部件，調控各該輸氣管上輸送氣體之壓力；一測溫組件，該測溫組件包括：多個測溫感測器，對應各該第二氣體冷卻區域設置；以及一控制器，該控制器與各該測溫感測器和各該壓力控制部件連接。
5. 如請求項4所述的晶圓溫度控制系統，該氣體供應組件還包括：一主管道，與各該輸氣管連接以替各該輸氣管供應氣體；以及多個第一開關控制閥，設置在各該輸氣管上以分別控制各該輸氣管通斷。
6. 如請求項5所述的晶圓溫度控制系統，該氣體供應組件還包括：一排氣管，與各該輸氣管連接，該排氣管包括：一第一分支管，與該輸氣管連接，該第一分支管上設有一第二開關控制閥；以及一第二分支管，與該第一分支管並聯設置，該第二分支管上設有限流孔。
7. 如請求項6所述的晶圓溫度控制系統，其中該第一開關控 制閥位於該壓力控制部件與該第二氣體冷卻區域之間，該輸氣管與該排氣管連接的部位設置於該第一開關控制閥與該壓力控制部件之間。
8. 如請求項4所述的晶圓溫度控制系統，該氣體供應組件還包括：一第三開關控制閥，設於該主管道上以控制該主管道通斷。
9. 如請求項1所述的晶圓溫度控制系統，其中該基座內嵌設一冷卻管道。
10. 一種如請求項1至9中任一項所述的晶圓溫度控制系統的晶圓溫度控制方法，包括如下步驟：獲取一晶圓之多個部位所對應的一溫度檢測資訊，其中，至少有兩個該溫度檢測資訊是對應該晶圓同一圓環不同角度位置的該溫度檢測資訊；分析各該溫度檢測資訊；以及依據各該溫度檢測資訊，發送調節一靜電卡盤上一第二氣體冷卻區域之一氣體輸入壓力的一壓力調節資訊。
11. 如請求項10所述的晶圓溫度控制方法，其中依據各該溫度檢測資訊，發送調節該靜電卡盤上該第二氣體冷卻區域之該氣體輸入壓力的該壓力調節資訊的步驟包括：依據該溫度檢測資訊，判斷晶圓某一個部位的溫度檢測資訊是否低於或者高於其他部位的溫度； 如果是低於晶圓其他部位的溫度，則發送的該壓力調節資訊為減小與該晶圓部位對應的該第二氣體冷卻區域的該氣體輸入壓力；如果是高於晶圓其他部位的溫度，則發送的壓力調節資訊為增大與該晶圓部位對應的該第二氣體冷卻區域的該氣體輸入壓力。
12. 一種晶圓溫度控制器，其中，該晶圓溫度控制器包括：一記憶體、一處理器及儲存在該記憶體上並在該處理器上運行的一晶圓溫度控制程式，該晶圓溫度控制程式被該處理器執行時實現如請求項10至11中任一項所述的晶圓溫度控制方法。
13. 一種電腦可讀取記錄媒體，其中，該電腦可讀取記錄媒體上存儲有一晶圓溫度控制程式，該晶圓溫度控制程式被一處理器執行時實現如請求項10至11中任一項所述的晶圓溫度控制方法的步驟。
14. 一種等離子體處理裝置，其中，該等離子體處理裝置包括一真空反應腔和如請求項1至9中任一項所述的晶圓溫度控制系統，該晶圓溫度控制系統設置在該真空反應腔內。

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