[發(fā)明專利]靜電卡盤加熱方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210422960.8
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103794527A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 吳狄;倪圖強;左濤濤
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683;H01J37/32
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張龍哺;馮志云

技術領域

本發(fā)明涉及半導體加工工藝，更具體地說，涉及一種靜電卡盤加熱方法及系統(tǒng)。

背景技術

在等離子體刻蝕或化學氣相沉積等工藝過程中，常采用靜電卡盤(Electro?Static?Chuck，簡稱ESC)來固定、支撐及傳送晶片(Wafer)等待加工件。靜電卡盤設置于反應腔室中，其采用靜電引力的方式，而非機械方式來固定晶片，可減少對晶片可能的機械損失，并且使靜電卡盤與晶片完全接觸，有利于熱傳導。

現(xiàn)有的靜電卡盤通常包括絕緣層和基座，絕緣層中設有直流電極，該直流電極通電后對晶片施加靜電引力；為使靜電卡盤具有足夠大的升溫速度，進而提高晶片刻蝕的均勻性，絕緣層中還可以鋪設一加熱器，用以通過靜電卡盤加熱晶片；基座上設有冷卻液流道，其注入冷卻液對靜電卡盤進行冷卻。

現(xiàn)有技術中，在靜電卡盤快速升溫的同時，很難保證靜電卡盤各區(qū)域溫度的均一性，各區(qū)域的溫度會有較明顯的差異甚至形成冷區(qū)和熱區(qū)，從而其對晶片的加熱也是不均勻的，這將對等離子體刻蝕的工藝效果帶來不良的影響。

因此，在使靜電卡盤快速升溫的同時，保證其各區(qū)域溫度的均一性，是本發(fā)明需要解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種靜電卡盤加熱方法，其在使靜電卡盤快速升溫的同時，保證其各區(qū)域溫度的均一性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種靜電卡盤加熱方法，靜電卡盤用于承載晶圓，其包括上下設置的絕緣層和基座，絕緣層中設有一加熱器，用于通過對靜電卡盤的加熱來加熱晶圓，基座中設有至少一冷卻液流道，用于注入流體調節(jié)靜電卡盤的溫度，該方法包括如下步驟：a)、以加熱器將靜電卡盤自第一溫度加熱至第二溫度；b)、向冷卻液流道注入第一氣體，第一氣體經冷卻液流道放熱轉化為第一流體，以將靜電卡盤自第二溫度加熱至第三溫度。

優(yōu)選地，第二溫度與第一溫度的差值遠大于第三溫度與第二溫度的差值。

本發(fā)明提供的靜電卡盤加熱方法，在使靜電卡盤快速升溫的同時，有效保證其各區(qū)域溫度的均一性，從而使晶圓各區(qū)域溫度均一，有利于等離子體刻蝕工藝的進行，提高了晶圓的制成良率。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種靜電卡盤加熱系統(tǒng)，其利于實現(xiàn)靜電卡盤各區(qū)域溫度的均一性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的又一技術方案如下：

一種靜電卡盤加熱系統(tǒng)，包括：靜電卡盤，其包括上下設置的絕緣層和基座，絕緣層中設有一加熱器用于將靜電卡盤自第一溫度加熱至第二溫度，基座中設有至少一冷卻液流道；溫控單元，用于向冷卻液流道注入第一氣體，第一氣體經冷卻液流道放熱轉化為第一流體，以將靜電卡盤自第二溫度加熱至第三溫度；第一導管，連接溫控單元和冷卻液流道，第一氣體經第一導管注入冷卻液流道；以及第二導管，第二導管連接冷卻液流道和溫控單元，第一流體經第二導管流向溫控單元；溫控單元將流向溫控單元的第一流體轉化為第一氣體。

本發(fā)明還公開了一種等離子體處理裝置，用于對放置在其中的待加工件進行等離子體處理工藝，包括：反應腔室，用于在其中進行等離子體處理工藝；靜電卡盤加熱系統(tǒng)，靜電卡盤位于反應腔室中，用于固定待加工件。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明第一實施例的靜電卡盤加熱方法流程示意圖；

圖2示出本發(fā)明第二實施例的靜電卡盤加熱方法流程示意圖；

圖3示出本發(fā)明第三實施例的靜電卡盤加熱方法流程示意圖；

圖4示出本發(fā)明第四實施例的靜電卡盤加熱系統(tǒng)結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

需要說明的是，本發(fā)明任一實施例提供的靜電卡盤加熱方法以及系統(tǒng)均用于對晶圓進行等離子體處理工藝，該工藝在一反應腔室中進行，靜電卡盤設于反應腔室下部，用于承載晶圓。靜電卡盤包括上下設置的絕緣層和基座，絕緣層中設有加熱器，加熱器通過對靜電卡盤的加熱來加熱晶圓，促成晶圓與反應腔室中的等離子體進行反應，從而實現(xiàn)對晶圓的加工制造；基座中設有冷卻液流道，其通常用于注入冷卻液對靜電卡盤進行冷卻。在本發(fā)明中，通過向冷卻液流道注入氣體，通過氣體的熱傳導或氣體的液化來進一步加熱靜電卡盤。。

如圖1所示，本發(fā)明第一實施例的靜電卡盤加熱方法包括如下步驟：

步驟S11、加熱器將靜電卡盤加熱至第二溫度。

具體地，以靜電卡盤中的加熱器將靜電卡盤自第一溫度加熱至第二溫度。

步驟S12、向冷卻液流道注入第一氣體，第一氣體在冷卻液流道中放熱轉化為第一流體，并將靜電卡盤自第二溫度加熱至第三溫度。