静电吸附卡盘的循环液系统技术方案

本发明专利技术公开了一种静电吸附卡盘的循环液系统，该静电吸附卡盘的基体中包含冷却液循环水路。该循环液系统包括与所述冷却液循环水路连接的冷却机，所述冷却机配置为能够同时泵出不同温度的第一循环液和第二循环液，其中一种循环液经过所述冷却液循环水路循环时，另一种循环液在所述静电吸附卡盘外部循环。通过引入独立工作的两种温度循环液的双通道冷却机，使进入静电吸附卡盘基体进行温度稳定的循环液可以在两种温度的循环液之间切换，缩短了高低温工艺间循环液升降温的时间，实现了在不同温度工艺时对静电吸附卡盘的快速控温，并且能够避免由于静电吸附卡盘的加热功率过大导致静电吸附卡盘损坏。

Circulating liquid system of electrostatic adsorption chuck

The invention discloses a circulating liquid system of an electrostatic adsorption chuck, wherein the matrix of the electrostatic adsorption chuck comprises a cooling liquid circulating water path. The circulating liquid system includes a cooler connected with the cooling liquid circulating water path, which is configured to pump out the first circulating liquid and the second circulating liquid at different temperatures at the same time. When one circulating liquid circulates through the cooling liquid circulating water path, the other circulating liquid circulates outside the electrostatic adsorption chuck. By introducing a two channel cooler with two kinds of temperature circulating liquid which works independently, the circulating liquid which enters into the substrate of the electrostatic adsorption chuck for temperature stabilization can be switched between the two kinds of temperature circulating liquid, which shortens the time of circulating liquid temperature rise and fall between high and low temperature processes, realizes the rapid temperature control of the electrostatic adsorption chuck in different temperature processes, and avoids the electrostatic adsorption Excessive heating power of the chuck causes damage to the electrostatic adsorption chuck.

【技术实现步骤摘要】
静电吸附卡盘的循环液系统
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，具体地，涉及一种静电吸附卡盘的循环液系统。
技术介绍
本专利技术涉及半导体制造设备，在IC(集成电路)的制造工艺中，刻蚀机是必不可少的设备，其中ESC(静电吸附卡盘)是给wafer(晶圆)提供工艺时所需温度的关键部件，一片成品wafer质量的好坏与工艺时ESC温度的稳定性与均匀性是密不可分的。ESC通过基体内部的循环液与自身的电加热层将温度稳定在所需值。随着半导体工业不断发展，更新制程的诞生，对刻蚀的工艺与效率要求越来越高，同一个腔室需要运行不同温度且温差较大的工艺，温度切换后的均匀性与切换的速度，直接影响了刻蚀后产品的质量与效率。相关技术中静电吸附卡盘的循环液系统如图1所示。冷却液从冷却机11泵出，通过冷却液进水管9进入件静电吸附卡盘7基体内部的冷却液循环水路6，然后再经过冷却液回水管10返回冷却机11，形成一个循环液的回路。在冷却机11的作用下，冷却液以恒定的温度在静电吸附卡盘7基体内部循环，将温度均匀地传递到静电吸附卡盘的陶瓷层2。同时静电吸附卡盘内部的加热层4通过热电偶12的温度反馈数据实时调节输出功率，对陶瓷层2进行加热，将温度传递到吸附于表面的晶圆1，使晶圆1达到工艺所需要的温度。循环液进液管9中的流量开关8可以监测是否有循环液进入静电吸附卡盘7基体，避免管路堵塞等状况下没有循环液流过，导致加热层4持续高功率加热损坏静电吸附卡盘。冷却液在静电吸附卡盘加热过程中起到的作用是，通过冷却液在冷却液循环水路6中的循环，使加热层4工作时与其粘结的第一粘结层3、第二粘结层5以及陶瓷层2有一个合适的初始温度，避免加热层4工作时输出较高的功率，使温度过高导致的第一粘结层3和第二粘结层5胶层的失效与陶瓷层2的开裂，而且通过冷却液在冷却液循环水路6中的循环，陶瓷层2表面的加热温度更均匀。该方案的缺点在于，静电吸附卡盘是通过单个冷却机提供的循环液进行稳定温度，当工艺需要将静电吸附卡盘顶部陶瓷面稳定在25℃的时候，冷却机需要提供大约5℃的循环液通入静电吸附卡盘进行温度的稳定。然而当工艺需要将静电吸附卡盘顶部陶瓷面稳定在80℃的时候，冷却机需要提供大约60℃的循环液通入静电吸附卡盘进行温度的稳定，如果继续使用5℃或较低温度的循环液对静电吸附卡盘进行温度的稳定，则需要静电吸附卡盘的电加热层输出较大的功率才可以将温度加热并稳定在80℃。局部的高温会导致粘结层的失效与陶瓷层的开裂，产生大量细小的污染物，造成腔室的损害以及晶圆的报废，而且设定温度与循环液温度温差过大不易于静电吸附卡盘温度的稳定。此外，冷却机在正常使用时，冷却机的循环液从5℃上升并稳定在60℃大概需要16分钟，而从60℃下降并稳定在5℃需要9分钟。当腔室运行完低温工艺需要进行高温工艺，ESC需要等待16分钟将温度降到所需时间，温度变化的时间过长严重影响了机台的效率，而且冷却机频繁升温降温会影响冷却机使用寿命。因此，亟需开发一种能够提高机台跑片效率、避免加热层功率过高的静电吸附卡盘的循环液系统。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
为了解决相关技术中的上述问题，本专利技术提出了一种静电吸附卡盘的循环液系统。根据本专利技术的静电吸附卡盘的循环液系统，所述静电吸附卡盘的基体中包含冷却液循环水路，所述循环液系统包括与所述冷却液循环水路连接的冷却机，所述冷却机配置为能够同时泵出不同温度的第一循环液和第二循环液，其中一种循环液经过所述冷却液循环水路循环时，另一种循环液在所述静电吸附卡盘外部循环。优选地，所述系统包还循环液进液管和循环液回液管，所述冷却机通过循环液进液管与所述冷却液循环水路的入口连接，通过循环液回液管与所述冷却液循环水路的出口连接。优选地，所述冷却机包括第一循环液出口、第一循环液入口、第二循环液出口以及第二循环液入口，所述第一循环液出口和所述第二循环液出口与所述循环液进液管连接，所述第一循环液入口和所述第二循环液入口与所述循环液回液管连接，并且所述第一循环液出口与所述第一循环液入口之间形成第一循环回路，所述第二循环液出口与所述第二循环液出口之间形成第二循环回路。优选地，所述系统还包括第一阀组件和第二阀组件，所述第一阀组件用于控制第一循环液的循环，所述第二阀组件用于控制第二循环液的循环。优选地，所述第一阀组件包括三个气动阀，第一气动阀设置在所述第一循环液出口与所述循环液进液管的连接管路上，第二气动阀设置在所述第一循环液入口与所述循环液回液管的连接管路上，第三气动阀设置在所述第一循环回路上。优选地，所述第二阀组件包括三个气动阀，第四气动阀设置在所述第二循环液出口与所述循环液进液管的连接管路上，第五气动阀设置在所述第二循环液入口与所述循环液回液管的连接管路上，第六气动阀设置在第二循环回路上。优选地，所述系统数显流量计，其设置在与所述冷却液循环水路的入口连接的管路上。优选地，所述气动阀为气动隔膜阀。优选地，所述循环液系统还包括流路切换装置；所述冷却机包括第一循环液出口、第一循环液入口、第二循环液出口以及第二循环液入口；所述第一循环液出口、所述第一循环液入口、所述第二循环液出口以及所述第二循环液入口分别通过管路连接所述流路切换装置，所述流路切换装置分别通过管路连接所述冷却液循环水路的入口和所述冷却液循环水路的出口；所述流路切换装置配置为：使其中一种循环液经过所述冷却液循环水路循环时，另一种循环液在所述静电吸附卡盘外部循环。优选地，所述流路切换装置为电磁换向阀；所述电磁换向阀配置为：使所述第一循环液出口、所述第一循环液入口分别与所述冷却液循环水路的入口、所述冷却液循环水路的出口连通，同时所述第二循环液出口与所述第二循环液入口连通；或者使所述第二循环液出口、所述第二循环液入口分别与所述冷却液循环水路的入口、所述冷却液循环水路的出口连通，同时所述第一循环液出口与所述第一循环液入口连通。本专利技术具有以下有益技术效果：通过引入独立工作的两种温度循环液的双通道冷却机，使进入静电吸附卡盘基体进行温度稳定的循环液可以在两种温度的循环液之间切换，缩短了高低温工艺间循环液升降温的时间，实现了在不同温度工艺时对静电吸附卡盘的快速控温，并且能够避免由于静电吸附卡盘的加热功率过大导致静电吸附卡盘损坏。本专利技术的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出相关技术中的静电吸附卡盘的循环液系统的结构图；图2示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电吸附卡盘的循环液系统，所述静电吸附卡盘的基体中包含冷却液循环水路，其特征在于，所述循环液系统包括与所述冷却液循环水路连接的冷却机，所述冷却机配置为能够同时泵出不同温度的第一循环液和第二循环液，其中一种循环液经过所述冷却液循环水路循环时，另一种循环液在所述静电吸附卡盘外部循环。/n

【技术特征摘要】
1.一种静电吸附卡盘的循环液系统，所述静电吸附卡盘的基体中包含冷却液循环水路，其特征在于，所述循环液系统包括与所述冷却液循环水路连接的冷却机，所述冷却机配置为能够同时泵出不同温度的第一循环液和第二循环液，其中一种循环液经过所述冷却液循环水路循环时，另一种循环液在所述静电吸附卡盘外部循环。


2.根据权利要求1所述的静电吸附卡盘的循环液系统，其特征在于，还包括循环液进液管和循环液回液管，所述冷却机通过循环液进液管与所述冷却液循环水路的入口连接，通过循环液回液管与所述冷却液循环水路的出口连接。


3.根据权利要求2所述的静电吸附卡盘的循环液系统，其特征在于，所述冷却机包括第一循环液出口、第一循环液入口、第二循环液出口以及第二循环液入口，所述第一循环液出口和所述第二循环液出口与所述循环液进液管连接，所述第一循环液入口和所述第二循环液入口与所述循环液回液管连接，并且所述第一循环液出口与所述第一循环液入口之间形成第一循环回路，所述第二循环液出口与所述第二循环液出口之间形成第二循环回路。


4.根据权利要求3所述的静电吸附卡盘的循环液系统，其特征在于，还包括第一阀组件和第二阀组件，所述第一阀组件用于控制第一循环液的循环，所述第二阀组件用于控制第二循环液的循环。


5.根据权利要求4所述的静电吸附卡盘的循环液系统，其特征在于，所述第一阀组件包括三个气动阀，第一气动阀设置在所述第一循环液出口与所述循环液进液管的连接管路上，第二气动阀设置在所述第一循环液入口与所述循环液回液管的连接管路上，第三气动阀设置在所述第一循环回路上。


6.根据权利要求4所述的静电吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：马恩泽，楼丰瑞，石锗元，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11