半导体工艺设备及其控制方法与流程

文档序号:33190355发布日期:2023-02-04 08:10阅读:133来源:国知局
半导体工艺设备及其控制方法与流程

1.本技术涉及半导体工艺设备领域,具体涉及半导体工艺设备及其控制方法。


背景技术:

2.在晶圆制备的过程中,需要用到很多的反应腔室(chamber),例如刻蚀腔室等。在反应腔室内通常使用静电卡盘(electrostatic chuck,简称esc)来支撑晶圆或衬底,以及对所述晶圆或衬底进行温度控制。所述静电卡盘广泛的应用于集成电路制造工艺过程中,特别是等离子刻蚀(etch)工艺,用于在反应室内固定、支撑晶圆(wafer)并且控制晶圆表面的温度。
3.现有的静电卡盘多层粘接的结构,包含陶瓷层、加热器层以及铝基体,其中所述陶瓷层内含直流电极,用于对晶圆进行吸附。所述加热器层内含加热器,所述铝基体内含冷却水道。所述加热器层内的加热器与所述铝基体内的冷却水道共同作用,实现对晶圆温度控制。
4.现有技术中使用的静电卡盘的表面各处温度差异大,并且表面的导热效率低,不利于节能环保,以及不利于晶圆的生产加工的良率。


技术实现要素:

5.鉴于此,本技术提供了一种半导体工艺设备及其控制方法,能够解决静电卡盘表面各处温度差异大,控温不均匀和温控效率低的问题,有利于晶圆处理过程中的节能环保,以及提高晶圆的生产加工良率。
6.本技术提供的一种半导体工艺设备,包括:反应腔室;静电卡盘,设置于所述反应腔室内,且所述静电卡盘包括:晶圆放置层,包括晶圆放置面;温控层,设置在所述晶圆放置层的下表面,所述温控层内部形成有气流通道;所述半导体工艺设备还包括:气流组件,设置有出风端口,所述出风端口连通至所述气流通道,且所述气流组件能够提供温控气体,所述温控气体用于调整所述晶圆放置面的温度。
7.可选的,所述气流组件包括:第一气流组件,用于提供温度高于第一阈值的第一气流,且所述第一气流组件的第一出风端口连通至所述气流通道;第二气流组件,用于提供温度小于第二阈值的第二气流,且所述第二气流组件的第二出风端口连通至所述气流通道;所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。
8.可选的,所述第一气流组件包括:气流控制器,用于控制气流方向朝向所述第一出风端口;加热器,设置在所述气流方向上,用于加热气流,从而向所述气流通道提供温度高于所述第一阈值的第一气流。
9.可选的,所述加热器包括:加热丝;安装件,内部形成有贯穿所述安装件的第一端和第二端的第一孔洞,所述加热丝放置在所述第一孔洞内,所述安装件的第一端与第二端的位置相对;固定件,内部形成有贯穿所述固定件的第一端和第二端的第二孔洞,所述固定件的第一端与第二端的位置相对,且所述固定件的第二端的外径小于或等于所述第一孔洞
的第一端的内径,所述固定件的第二端设置于所述第一孔洞的第一端内;所述第一出风端口位于所述固定件的第一端所在侧,且所述第一出风端口与所述第二孔洞、第一孔洞连通,所述第一出风端口的内径大于或等于所述第一孔洞和所述第二孔洞的内径。
10.可选的,所述第二气流组件包括:气体泵,一端连通至所述第二出风端口,一端连通至外界气体源,所述外界气体源的温度低于所述第二阈值,所述气体泵用于向所述气流通道内输送所述第二气流。
11.可选的,所述温控层包括:通道层,具有相对的上表面和下表面,所述通道层内部形成有所述气流通道,且所述晶圆放置层设置在所述通道层的上表面;进出口层,设置在所述通道层的下表面一侧,且所述进出口层内形成有进气口和出气口;所述进气口的第一端连通至所述气流通道,第二端连通至所述出风端口;所述出气口的第一端连通至所述气流通道,第二端通过排风管道连通至所述反应腔室外部。
12.可选的,所述气流通道对应设置有至少一进气口,从而至少连通至少一所述气流组件;所述气流通道还对应设置有至少一出气口,以连通至所述反应腔室外部。
13.可选的,所述气流通道在所述温控层上表面的投影以及所述晶圆放置面在所述温控层上表面的投影至少部分重合;或者所述气流通道在所述温控层上表面的投影呈环形或扇形。
14.可选的,所述气流通道的数目至少为两个,且在所述温控层上表面的投影均呈环形的各个气流通道呈同心环分布,或,在所述温控层上表面的投影均呈扇形的各个气流通道尺寸一致,且圆心角均朝向同一点设置。
15.可选的,所述气流通道还通过排风管道连通至所述反应腔室外部,所述晶圆放置层的材料包括陶瓷,所述温控层的材料包括金属,所述半导体工艺设备还包括:第一阀门,设置在所述第一出风端口,用于控制所述第一气流的流出;第二阀门,设置在所述第二出风端口,用于控制所述第二气流的流出;第三阀门,设置在所述排风管道与第一出风端口之间,并分别连通所述排风管道与第一出风端口,用于控制所述第一气流向外排出。
16.可选的,还包括:温度传感器,设置于所述气流通道内,和/或,设置于所述晶圆放置面;控制器,连接至所述温度传感器、第一阀门、第二阀门和第三阀门,用于根据所述温度传感器的检测结果控制所述第一阀门、第二阀门和第三阀门的通断。
17.可选的,还包括:接口盘,设置在所述反应腔室内,且所述接口盘的表面设置有第一通孔和第二通孔,其中:所述第一通孔的第一端连通至所述气流通道,第二端通过连接管路分别连通至所述第一出风端口以及所述第二出风端口;所述第二通孔的第一端连通至所述气流通道,第二端通过排风管道连通至所述反应腔室外部。
18.本技术还包括一种半导体工艺设备的控制方法,所述半导体工艺设备如上所述,所述控制方法包括以下步骤:通过所述气流组件向所述气流通道内提供所述温控气体;调整所述温控气体的温度,以控制所述晶圆放置面的温度。
19.可选的,所述气流通道的数目至少为两个,且每一个所述气流通道至少连通至一所述气流组件,且所述气流通道在所述温控层上表面的投影以及所述晶圆放置面在所述温控层上表面的投影至少部分重合;所述半导体工艺设备还包括温度传感器,所述温度传感器设置于各个所述气流通道内,或设置在每一个所述气流通道在所述晶圆放置面的投影区域内;所述控制方法还包括以下步骤:检测各个所述气流通道内的气流温度,和/或,检测所
述晶圆放置面上各个所述投影区域的温度;根据检测温度,控制各个所述气流组件向所述气流通道内通入所述温控气体的状态,直至将所述检测温度调整至预设的目标温度。
20.本发明中的半导体工艺设备及其控制方法只设置了晶圆放置层和温控层,并且借助设置在所述温控层中的气流通道来实现对晶圆放置层表面放置的晶圆的温度控制,温控效率较高,并且无需设置冷水管,消除了冷水管对加热均匀性的影响,可以帮助实现均衡的温度控制。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术的一实施例中的半导体工艺设备的结构示意图。
23.图2为本技术一实施例中半导体工艺设备的结构示意图。
24.图3为本技术一实施例中静电卡盘的俯视示意图。
25.图4为本技术一实施例中温控层的结构示意图。
26.图5为本技术一实施例中加热器的结构示意图。
27.图6为本技术一实施例中控制方法的控制框架示意图。
28.图7为本技术一实施例中控制方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
29.研究发现,现有技术中静电卡盘的表面各处温度差异大,导热效率低的原因在于,现有技术中设置有铝基体层、加热层以及陶瓷层三层,并且加热层通常由若干个同心的圆形或环形加热器组成,这些加热器中的每一个都需要进行独立温度控制,因此这些加热器的供电线需要穿过铝基体层,陶瓷层中的直流电极接线也需要穿过铝基体层,这将导致铝基体层中设置的冷水管路需要避让这些接线的孔洞,直接导致冷水管路分布不均匀,从而导致静电卡盘表面各处温度差异大,导热效率低。
30.并且,由于加热层中的加热器的上下均需要进行绝缘处理,使用到的绝缘材料一般为导热性差的有机高分子材料,这也不利于热传导。
31.为了克服上述问题,以下结合附图以及实施例,对半导体工艺设备及其控制方法进行进一步的说明。
32.请参阅图1、图2,其中图1为本技术的一实施例中的半导体工艺设备的结构示意图,图2为本技术一实施例中半导体工艺设备的结构示意图。
33.在该实施例中,半导体工艺设备包括反应腔室401、静电卡盘300以及气流组件200。
34.静电卡盘300设置于反应腔室401内,且静电卡盘300包括晶圆放置层101、温控层102。
35.其中,晶圆放置层101包括晶圆放置面1011,晶圆放置面1011设置于晶圆放置层101的上表面,用于承托晶圆,且晶圆放置面1011的尺寸大于或等于晶圆的尺寸,晶圆放置
面1011的尺寸小于或等于晶圆放置层101的上表面的尺寸。
36.晶圆放置层101的制备材料包括电介质材料,如陶瓷等。晶圆放置面1011直接与晶圆接触,由晶圆放置面1011吸附晶圆,减小晶圆与静电卡盘300之间的间隙,从而增强晶圆与静电卡盘300之间的导热能力。
37.晶圆放置层101中镶嵌着直流电极,直流电极的尺寸小于或等于晶圆的尺寸,且电介质层通过直流电极连接到电源,电源包括高压直流电源。实际上也可根据需要设置电源的具体种类。
38.在一些实施例中,在没有等离子体时,当直流电极被接通到电源后,晶圆放置面1011会产生极性电荷,导致放置在晶圆放置面1011的晶圆也出现极性电荷,且晶圆出现的极性电荷与晶圆放置面1011中的极性电荷具有相反的极性,因此可以实现晶圆放置层101对晶圆的吸附。
39.温控层102设置在晶圆放置层101的下表面,温控层102内部形成有气流通道103,气流通道103设置有出风端口404,出风端口404连通至气流通道103,且气流组件200能够提供温控气体。气流组件200向气流通道103内提供不同温度的温控气体,就可以实现对晶圆放置层101的温度控制。
40.在图1所示的实施例中,温控层102内部形成有四个气流通道103。需要注意的是,图1中的气流通道1至气流通道4均为示意图,代表本实施例中温控层102内部形成有四个气流通道103,并不表示气流通道1至气流通道4在温控层102中的具体分布位置。
41.气流通道1至气流通道4在温控层102中的具体分布位置可参考图2和图3,其中图3为本技术一实施例中静电卡盘的俯视示意图。
42.在图2、图3所示的实施例中,气流通道2至气流通道4呈同心环设置,气流通道1设置在温控层102的中心区域。在气流通道1的两侧都分布有气流通道2至气流通道4的截面。
43.请参阅图4,为一实施例中温控层102的结构示意图。
44.在该实施例中,温控层102包括通道层301以及进出口层302。其中,通道层301具有相对的上表面和下表面,通道层301内形成有气流通道103,且晶圆放置层101设置在通道层301的上表面。
45.通道层301包括铝通道层、铜通道层、不锈钢通道层中的至少一种,这些金属通道层都具有较好的导热性能,能够降低温控层102和晶圆放置层101之间的热传导时的热能逸散。实际上,也可以选用其他具有较好导热性能的材料来制备通道层301。
46.在该实施例中,气流通道103是挖设在通道层301内部的沟槽,沟槽具有一定的深度,且沟槽的底面与通道层301上表面之间的距离应当足够小,以更好的将温度传导到晶圆放置层101,以便实现对晶圆的温控。
47.气流通道103的数目至少为两个,且各个气流通道103在晶圆放置层101的上表面的投影对应至晶圆放置层101的不同区域。每一气流通道103可以分别配置一气流组件200,以实现对各个气流通道103的单独温控,从而实现对晶圆放置面1011的不同区域的温度控制。
48.在图4所示的实施例中,设置有四个气流通道103,分别为气流通道1至气流通道4,每一气流通道103分别配置有进气口201和出气口202。
49.在一种其他的实施例中,所有气流通道103由同一气流组件200提供温控气体,且
各个气流通道103的各个进气口201和出气口202都设置有流量计以及电磁阀,通过控制电磁阀,实现对每一气流通道103内的气体温度的控制。
50.各个气流通道103在晶圆放置层101上表面的投影呈环形,或呈扇形,或呈螺旋形状等。实际上,也可根据需要设置气流通道103的具体形状,如设置成圆心角朝向同一点设置的尺寸相同的扇形,这时,每一个气流通道103大小相同,若气流通道103在温控层102上表面的投影被晶圆放置层101在温控层102上表面的投影覆盖,且每一气流通道103对晶圆放置层101的控温区域大小相同,可以简化晶圆放置层101的控温难度。
51.请参阅图2、图3所示的实施例,在该实施例中,晶圆放置层101在温控层102上表面的投影覆盖整个温控层102,晶圆放置层101的整个上表面作为晶圆放置面1011。气流通道103的数目为四个,且各个气流通道103在晶圆放置层101上表面的投影分别对应至图3中所示的晶圆放置层101的区域1至区域4。气流通道2至气流通道4在晶圆放置层101上表面的投影呈环形,并呈同心环分布,气流通道1在晶圆放置层101上表面的投影呈圆形,设置在晶圆放置层101的中心位置,用于保证能够对晶圆放置层101的中心位置的温控。
52.在图4所示的实施例中,所有气流通道103在温控层102上表面的投影被晶圆放置层101在温控层102表面的投影完全覆盖,以保证温控层102对晶圆放置层101的温控效率。
53.在一些其他的实施例中,气流通道103在温控层102表面的投影只是部分与晶圆放置层101在温控层102表面的投影重合,并不是完全重合,这样可以降低半导体工艺设备的制备精度要求,降低所述半导体工艺设备的制备难度。
54.设置多个气流通道103可以保证温控层102的加热效果均匀,以及可以实现对晶圆放置层101各个区域的分别控制。并且,气流通道103的形状设置也可以用来引导控温气流的流动方向,减小出现局部高温、局部低温的情况的几率。
55.在图3所示的实施例中,进出口层302设置在通道层301的下表面一侧,且进出口层302内形成有进气口201和出气口202。
56.进气口201的第一端连通至气流通道103,第二端连通至出风端口404,从而将气流组件200中产生的温控气体导向气流通道103内;出气口202的第一端连通至气流通道103,第二端连通至外界,从而将气流通道103内的气体导向外界,以方便气流通道103内的气体更新,改变气流通道103内的气体的温度。
57.由于设置有多个气流通道103,因此给每一个气流通道103都对应设置有至少一进气口201,以及至少一出气口202。
58.在该实施例中,由于进气口201、出气口202的尺寸很小,远小于气流通道103的尺寸,因此可以在气流通道103在通道层301上的投影内挖设槽孔,以形成进气口201和出气口202。
59.进出口层302与通道层301之间采用钎焊的方式进行连接。在图4所示的实施例中,进气口201和出气口202的设置位置分别对应至气流通道103的两端,实际上也可根据需要设置进气口201和出气口202的位置,并不以图3中所示的气流通道103的位置为限。
60.在图1所示的实施例中,气流组件200包括第一气流组件11和第二气流组件,其中第一气流组件11用于提供温度高于第一阈值的第一气流,且第一气流组件11的第一出风端口连通至气流通道103。在一些实施例中,第一阈值大于或等于200℃。
61.第二气流组件用于提供温度小于第二阈值的第二气流,且第二气流组件的第二出
风端口连通至气流通道103。在一些实施例中,第二阈值小于或等于40℃。
62.第一阈值大于或等于第二阈值,并且,为晶圆放置面1011设置目标温度时,可以将目标温度设置为大于或等于第二阈值,使得第二气流对晶圆放置面1011的温度有降低作用,能够通过降温的方式将晶圆放置面1011的温度调整至目标温度。也可以将目标温度设置为小于或等于第一阈值,此时第一气流对晶圆放置面1011的温度有提升作用,能够通过升温的方式将晶圆放置面1011的温度调整至目标温度。
63.第一气流组件11包括:气流控制器5,用于控制气流方向朝向第一出风端口。气流控制器5包括风扇等。第一气流组件11还包括加热器6,加热器6设置在气流方向上,用于加热气流,从而向气流通道103提供温度高于第一阈值的第一气流。
64.请参阅图5,为一实施例中加热器6的结构示意图。
65.在该实施例中,加热器6设置于反应腔室401外,包括加热丝502、安装件504和固定件503。实际上,加热器6也可以设置于反应腔室401内。
66.加热丝502包括铁铬铝电热丝和镍铬电热丝中的至少一种,至少能耐700℃的温度。
67.安装件504采用耐高温材料制成,如不锈钢、陶瓷等,以防止被加热丝502的高温损坏。安装件504内部形成有贯穿安装件504的第一端和第二端的第一孔洞,加热丝502放置在第一孔洞内,安装件504的第一端与第二端的位置相对。
68.固定件503也采用耐高温材料制成,并且固定件503的内部形成有贯穿固定件503的第一端和第二端的第二孔洞,固定件的第一端与第二端的位置相对,且固定件503的第二端的外径小于或等于第一孔洞的第一端的内径,固定件504的第二端设置于第一孔洞的第一端内。
69.第一气流组件11的第一出风端口位于固定件504的第一端所在侧,出风端口404的内径大于第一孔洞以及第二孔洞的内径。且第一出风端口通过法兰405连接至固定件504的第一端,并且法兰405与安装件504的第一端通过螺钉506实现连接。
70.第一孔洞、第二孔洞、出风端口404相互连通。并且,气流控制器5设置在第一孔洞的第二端的一侧,且气流控制器5提供的气流方向为从第一孔洞的第二端流向第二孔洞的第一端,以最大幅度的保证气流控制器5提供的气流被加热丝502加热,增加控温效率。
71.第二气流组件包括气体泵。气体泵一端连通至第二出风端口,一端连通至外界气体源10,外界气体源10中的气体温度低于第二阈值,气体泵用于向出风端口404内输送第二气流。
72.在一些实施例中,外界气体源10包括常温压缩空气源,可以为气流通道103内提供常温压缩干燥空气。常温指的是18摄氏度至36摄氏度,并且常温压缩干燥空气的压力一般为0.5-1mpa。常温压缩空气源非常容易获取,因此可以降低制备半导体工艺设备的原料成本,并降低制备半导体工艺设备的难度。
73.在该实施例中,由于使用气流通道103来装载温控气体,并使用温控气体来调节晶圆放置层101上放置的晶圆的温度,因此不再需要设置冷水管路来控制晶圆放置层101的温度,不存在冷水管占用制热空间,降低了制热不均的可能性,使得半导体工艺设备对晶圆的温度调整效果更加均匀。
74.气流通道103还通过排风管道403连通至反应腔室401外部,从而将气流通道103内
的气体排出。半导体工艺设备还包括第一阀门7,第一阀门7设置在第一出风端口,用于控制第一气流的流出。在图1所示的实施例中,第一阀门7设置在加热器6与第一出风端口之间。
75.半导体工艺设备还包括:第二阀门8,设置在第二出风端口,用于控制第二气流的流出。请参阅图1,第二阀门8设置在外接气体源10与第二出风端口之间。
76.半导体工艺设备还包括第三阀门9,设置在排风管道403与第一出风端口之间,并分别连通排风管道403与第一出风端口,用于控制第一气流向外排出,从而在无需提供第一气流时,针对连通管路内的第一气流进行泄压。在图1所示的实施例中,第一出风端口具有一个支路,该支路连通至排风管道403,第三阀门9设置在支路上,从而控制第一气流组件的第一气流从排风管道403排出。
77.第一阀门7、第二阀门8和第三阀门9共同作用,可以控制气流通道103内的气体的温度,从而控制晶圆放置面1011的温度。
78.半导体工艺设备还包括接口盘402。接口盘402通过下电极支撑件406设置于反应腔室401内部,且接口盘402表面设置有第一通孔和第二通孔,其中:第一通孔的第一端连通至气流通道103,第二端通过连接管路连通至出风端口404,因此,连接管路分别连通至第一出风端口以及第二出风端口。第二通孔的第一端连通至气流通道103,第二端通过排风管道403连通至反应腔室401外部。
79.半导体工艺设备还包括密封圈,密封圈至少设置在接口盘402的上表面或下表面中的一个表面,且密封圈的内圈尺寸与通孔的尺寸相同,且密封圈的内径小于第一通孔、第二通孔的外径。在装配密封圈时,密封圈设置在连接管路与第一通孔和第二通孔相接的位置,将连接管路与第一通孔之间,以及连接管路与第二通孔之间的缝隙堵住,增强气流通道103和气流组件200之间的连接管路的气密性。
80.出风端口404通过连接法兰405连接到接口盘402上的通孔,排风管道403的端头也通过连接法兰405连接到接口盘402上的通孔。
81.在图1的实施例中,当需要加热时,打开第一阀门7,向气流通道103提供温度较高的第一气流,并关闭第二阀门8和第三阀门9,防止第一气流排出至外界,以及防止温度较低的第二气流流入至气流通道103,从而实现对晶圆放置层101的晶圆放置面1011的加热。
82.当需要降温时,由于加热器6的功率调节需要一定时间,为实现快速降温,打开第二阀门8,向气流通道103提供温度较低的第二气流,以降低气流通道103内气体的温度,实现对晶圆放置层101的晶圆放置面1011的加热。
83.当需要降温时,关闭第一阀门7,防止温度较高的第一气流流入至气流通道103。打开第二阀门8,从而向气流通道103提供温度较低的第二气流,打开第三阀门9,从而将第一气流组件内产生的多余的第一气流排出至外界,实现泄压。
84.当检测到气流通道内的气流温度和/或晶圆放置面1011的温度小于目标温度一定数值时(如目标温度-2℃),关闭第二阀门8和第三阀门9,不再向气流通道103提供温度较低的第二气流,以及不再将第一气流排出至外界,并打开第一阀门7,再次向气流通道103通入温度较高的第一气流,使气流通道103内气体的升温,使得晶圆放置面1011的温度升高。
85.在该实施例中,第一阀门7、第二阀门8和第三阀门9均为电磁阀。
86.在该实施例中,半导体工艺设备还包括:温度传感器,设置于气流通道103内,和/或,设置于晶圆放置面1011,用于检测气流通道103内的气流温度,或晶圆放置面1011的温
度;控制器,连接至温度传感器、第一阀门7、第二阀门8和第三阀门9,用于根据温度传感器的检测结果控制第一阀门7、第二阀门8和第三阀门9的通断。
87.请参阅图6,为一实施例中半导体工艺设备的控制框架示意图。
88.在该实施例中,控制器包括一温控器604,温控器604的各个输入端分别连接至各个温度传感器603,各个温度传感器603包括热电偶和感温光纤的至少一种,且各个温度传感器603分别设置在晶圆放置面1011的区域1至区域4,并将检测到的温度信号转为电信号输出给温控器604的输入端。区域1至区域4对应至四个气流通道103在晶圆放置面1011上的投影。温控器604可以针对晶圆放置面1011上每一区域的温度,来调整与该区域对应的气流通道103内的气体的温度。
89.在图6中,温控器604连接至计算机601,并受计算机601的控制。计算机601可以调整温控器604的目标温度。温控器604还通过输出端连接到各个继电器605。继电器605一端连接至交流电源602,另一端连接至各个气流通道103对应的加热器6,控制各个加热器6的接电情况,从而控制晶圆放置面1011上每一区域的温度。
90.在其他的实施例中,继电器605的另一端还可以连接至第一阀门7、第二阀门8和第三阀门9,第一阀门7、第二阀门8和第三阀门9均为电磁阀,可以通过接电情况控制这些阀门的通断。因此,通过继电器605可以控制第一气流、第二气流通入,以及第一气流的排出,从而控制气流通道103内气体的温度,从而控制晶圆放置面1011上每一区域的温度。
91.本技术的一实施例中还公开了一种半导体工艺设备的控制方法。
92.半导体工艺设备如上述实施例,控制方法包括以下步骤:通过气流组件200向气流通道103内提供温控气体;调整温控气体的温度,从而控制晶圆放置面1011的温度。
93.在该实施例中,气流通道103的数目至少为两个,且每一个气流通道103至少连通一气流组件200,且气流通道103在温控层102上表面的投影以及晶圆放置面1011在温控层102上表面的投影至少部分重合。半导体工艺设备还包括温度传感器,温度传感器设置于各个气流通道内,或设置在每一个气流通道在晶圆放置面1011的投影区域内。
94.控制方法还包括以下步骤:检测各个气流通道103内的气流温度,和/或,检测晶圆放置面1011上各个投影区域的温度;根据检测到的温度,控制各个气流组件200向气流通道103内通入的温控气体的状态,直至检测温度调整至预设的目标温度。
95.在一些实施例中,目标温度被设置为小于或等于第一阈值,大于或等于第二阈值。
96.当检测温度小于目标温度时,向气流通道103内通入第一气流。由于第一气流的温度大于第一阈值,因此第一气流的温度大于目标温度。当第一气流通入到气流通道103后,气流通道103内的气体升温,对该气流通道103对应的晶圆放置面1011的区域进行加热,使气流通道103内和/或晶圆放置面1011的对应区域的检测温度增大,朝向目标温度的方向调整。
97.由于第二气流的温度低于第二阈值,因此,第二气流的温度低于目标温度,因此,在该实施例中,还可以在通入第一气流的同时,防止第二气流的通入,从而进一步加快检测温度的升高速度。
98.具体的,在检测温度小于目标温度时,控制第一阀门7打开,以及控制加热器6上电,以使得能够产生温度高于第一阈值的第一气流,且第一气流能够流入至气流通道。第二阀门8、第三阀门9关闭,以防止第二气流流入至气流通道103,以及防止第一气流通过排风
管路排出至外界。
99.当检测温度大于目标温度时,停止通入第一气流通入,从而停止对晶圆放置面对应区域的加热、升温。在该实施例中,可以通过关断第一阀门7来停止第一气流的通入,也可以通过给加热器6断电,使第一气流组件11无法持续提供温度高于第一阈值的第一气流,来减少第一气流的通入。
100.在一种更佳的实施例中,当检测温度大于第一温度时,检测温度与目标温度之间的温度差大于第一预设值,此时可以认为检测温度过高,因此可以在停止通入第一气流的同时,打开第二阀门8、第三阀门9,向气流通道103内通入冷却的第二气流,并将第一气流通过排风管路排出至外界,从而加快温度降低的速度。
101.在一种更佳的实施例中,在检测温度大于目标温度时,若进行了相应的降温操作,则还可以继续进行以下步骤:获取检测温度,并判断检测温度是否小于第二温度,第二温度与目标温度的差值大于第二预设值;若是,则控制第一阀门7打开,加热器6上电,以向气流通道103内通入第一气流,并关闭第二阀门8、第三阀门9,以防止第二气流流入至气流通道103,以及防止第一气流通过排风管路排出至外界;若否,则继续之前进行的降温操作。
102.当检测温度小于第二温度时,表明当前检测温度过低,需要升温以控制检测温度趋向目标温度,因此向气流通道103内通入第一气流,以防止第二气流流入至气流通道103,以及防止第一气流通过排风管路排出至外界,使气流通道103内的气体加速升温。
103.此处可以参阅图7,为一实施例中半导体工艺设备的控制方法的步骤流程示意图。
104.在该实施例所示的控制方法中,包括以下步骤:
105.步骤s1:检测获取各个气流通道103内的气流的当前温度t0,和/或,检测晶圆放置面1011上各个投影区域的当前温度t0;
106.步骤s2:判断t0是否小于或等于目标温度t,若是,则进入步骤s3,若否,则进入步骤s21;
107.步骤s21:判断当前温度是否在目标温度到第一温度之间,第一温度对应至目标温度升高2℃的温度,若是,则进入步骤s22,若否,则进入步骤s211;
108.步骤s22:系统不加热,并关断加热器6,并控制第一阀门7打开,关闭第二阀门8和第三阀门9,进行普通冷却,进入步骤s23。
109.步骤s23:判断当前温度是否小于第二温度,第一温度对应至目标温度降低2℃的温度,若是,则进入步骤s3,若否,则回到步骤s22;
110.步骤s211:判断当前温度是否大于第一温度,若是,则进入步骤s212;
111.步骤s212:系统不加热,关断加热器6,并关闭第一阀门7,打开第二阀门8和第三阀门9,进行快速冷却,进入步骤s213;
112.步骤s213:判断当前温度是否小于当前温度是否小于第二温度,如果是,则进入步骤s3,如果否,则回到步骤s212;
113.步骤s3:打开加热器6,并控制第一阀门7打开,并关闭第二阀门8和第三阀门9,以升温气流通道103内的气体,并进入步骤s4;
114.步骤s4:完成温度控制,晶圆放置面1011的温度为预设的目标温度t。
115.实际上,也可根据需要设置第一温度与第二温度。通过设置第一温度和第二温度,用户可以根据实际情况控制加热和冷却速度,使静电卡盘300的晶圆放置面的温度调控速
度更符合人们的使用需求。
116.以上仅为本技术的实施例,并非因此限制本技术的专利范围,凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,例如各实施例之间技术特征的相互结合,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本技术的专利保护范围内。
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