通过实时控制静电夹钳中的静电电荷沉积来提供一致性静电夹持的方法技术

本发明专利技术提出一种具有静电夹钳的静电夹钳监测系统，该静电夹钳配置成通过一个或多个电极选择性将工件静电夹持至与其相关联的夹持面。电源供应器电耦接至静电夹钳并配置成选择性以夹持频率向静电夹钳供给夹持电压。数据采集系统测量供给至一个或多个电极的电流，并且控制器取经测电流对时间的积分，以此确定与工件与静电夹钳间夹持力相关联的电荷值。控制器进一步配置成基于确定电荷值选择性更改夹持电压和夹持频率之中的一个或多个，由此保持工件与静电夹钳间的期望夹持力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过实时控制静电夹钳中的静电电荷沉积来提供一致性静电夹持的方法优先权文件本申请要求申请日为行2017年12月05日、申请号为US15/831,972、名称为“METHODTOPROVIDECONSISTENTELECTROSTATICCLAMPINGTHROUGHREALTIMECONTROLOFELECTROSTATICCHARGEDEPOSITIONINANELECTROSTATICCHUCK”的美国申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及一种静电夹钳，更具体涉及一种用于实时控制静电夹钳上的静电荷以控制与该静电夹钳相关联的夹持力的系统和方法。
技术介绍
在半导体制造业中，通常利用静电夹钳(又称静电夹盘或ESC)在工件经受诸如离子注入等各种半导体处理过程期间将工件(例如半导体晶片)保持就位。在这种半导体处理过程中，通常需要准确保持工件相对于静电夹钳的位置和/或通过在背面冷却穿过静电夹钳的工件来保持工件的温度。保持工件的位置和/或温度通常要求工件与静电夹钳的表面维持预定的接触压力。为了保持工件相对于静电夹钳的位置和/或预定接触压力，通常进行测试而确保在夹持及处理工件的全程中保持适当的夹持力。这种测试可包括工件提升测试，其中通过耦接至测试工件的测力传感器测量将工件从静电夹钳移开所需的作用力。随后，利用移开工件所需的作用力确定静电夹钳保持夹持工件的能力。在处理过程中采用背面气体冷却工件的情况下，通常利用另一测试来确定静电夹钳所能获得的夹持力(所谓的“pop-off(瞬动)”测试)。这种背面气体是通过静电夹钳表面中的孔口提供至工件的背面，其中背面气体的压力和/或流量至少部分抵消由静电夹钳施加于工件的夹持力。背面气体的压力或流量增高到工件与静电夹钳分离的水平，以此提供与分离相关联的夹持力的测量值，从而提供静电夹钳的夹持能力情况。但应当指出，这种夹持测试通常会在特殊工件和/或装置插入处理设备的生产环境下受到中断，因而浪费宝贵的生产时间。另外，这些测试采取间歇性执行(例如在诸多工件夹持周期之间进行一次测试)，因此可能不易识别和纠正静电夹钳的夹持能力的迅速退化。此外，一旦执行了常规的夹持测试，便将一组静电夹持参数(例如，施加于静电夹钳的电压和频率)用于随后的夹持，直到执行后续的夹持测试，才会修改夹持参数。静电夹钳中产生的夹持压力可能出于多种原因而发生变化，诸如静电夹钳的使用期限、ESC表面上的涂层、静电夹钳表面上存在的污染等。迄今为止，在夹持工件的同时，尚未实时地充分考虑到这类夹持压力变化。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于不依赖常规的机械测试即评估并维持静电夹钳相关联的夹持能力的系统和方法，从而克服现有技术中的局限性。据此，下文提出本专利技术的简要概述，从而提供对本专利技术某些方面的基本了解。
技术实现思路
部分并非本专利技术的详尽综述。其既非旨在确定本专利技术的关键元素或主要元素，亦非限制本专利技术的保护范围。本专利技术的目的在于以简化形式呈现本专利技术的某些概念，以作后述详细内容的前言。根据本专利技术，提出一种用于控制静电夹持压力的系统，其中，静电夹钳配置成通过一个或多个电极选择性将工件静电夹持至与其相关联的夹持面。电源供应器电耦接至静电夹钳，其中，该电源供应器配置成选择性以夹持频率向静电夹钳的一个或多个电极供给夹持电压。举例而言，电源供应器包括三相交流电源供应器。所述数据采集系统进一步操作性耦接至电源供应器并配置成测量与一个或多个电极相关联的电流，诸如由电源供应器供给至一个或多个电极的电流，以此定义经测电流。作为备选，直接从一个或多个电极测量电流，诸如通过与一个或多个电极相关联的一个或多个电引线测量电流。所述控制器进一步配置成取经测电流对时间的积分，以此定义与工件与静电夹钳间夹持力相关联的确定电荷值。根据一例，存储器进一步配置成存储多个夹持周期中与工件与静电夹钳间夹持力相关联的电荷值。控制器进一步配置成基于确定电荷值选择性更改夹持电压和夹持频率之中的一个或多个，由此保持工件与静电夹钳间的期望夹持力。例如，选择性更改钳位电压和钳位频率之中的一个或多个能够保持供给至一个或多个电极的电流，以此保持工件与静电夹钳间的期望夹持力。期望夹持力例如可包括一定范围的期望夹持力。根据一例，工件与静电夹钳间的期望夹持力与预定的期望电荷值范围相关联。选择性更改夹持电压和夹持频率之中的一个或多个，从而保持供给至一个或多个电极的电流，使得确定电荷值保持在预定的期望电荷值范围内。根据另一例，所述存储器配置成存储与夹持力相关联的电荷值。存储器可配置成存储与多个夹持周期中各自的多个电荷值相关联的多个夹持电压和多个夹持频率。其中，控制器进一步配置成基于确定电荷值与多个电荷值相比较来确定静电夹钳的夹持能力状态。所述控制器例如可包括数值积分器，该数值积分器配置成执行对经测电流的数值积分。所述电源供应器可包括交流电源供应器，且其中，数据采集系统进一步配置成测量供给至一个或多个电极的电流。所述静电夹钳包括三相静电夹钳，其中，电源供应器配置成选择性向静电夹钳的一个或多个电极交替供给三相夹持电压。根据另一示例性方面，提供一种用于保持与静电夹钳相关联的静电夹持力的方法。举例而言，以夹持频率向静电夹钳的一个或多个电极施加夹持电压，以此将工件静电吸引至静电夹钳的夹持面。测量与夹持电压和夹持频率相关联的电流，以此定义经测电流。进一步取经测电流对时间的积分，以此定义与工件与静电夹钳间夹持力相关联的电荷值；基于电荷值进一步控制夹持电压和夹持频率之中的一个或多个，以此使电荷值保持大致恒定或保持在预定的电荷值范围内。基于电荷值控制夹持电压和夹持频率之中的一个或多个，例如可将夹持力保持在期望的夹持力范围内。另举一例，控制夹持电压和夹持频率之中的一个或多个是至少部分地基于电荷值和夹持力的模型。上述
技术实现思路
仅旨在简要概述本专利技术某些实施方案的某些特征，其他实施方案可包括除前述内容以外的附加特征和/或不同特征。特定而言，本
技术实现思路
不得理解为限定本申请的保护范围。因此，为了达成前述目的及相关目的，本专利技术包括下文所述的特征，特别是权利要求书中指出的特征。下文及附图详细阐明本专利技术的某些说明性实施方案。然而，这些实施方案仅表明采用本专利技术原理的多种不同方式中的少数几种。在结合附图考虑的情况下，根据下文对本专利技术的详细描述能够更清楚地理解本专利技术的其他目的、优势及新颖性特征。附图说明图1是根据本专利技术几方面的静电夹持系统的框图；图2是表示本专利技术根据另一方面确定电荷与经测电容的对比曲线图；图3表示根据另一例保持静电夹钳相关联的夹持能力的方法；图4表示用于保持静电夹钳相关联的夹持能力的基于处理器的示例性系统的示意图。具体实施方式本专利技术总体上针对一种用于评估并维持静电夹钳(又称静电夹盘或ESC)相关联的夹持能力的系统和方法。特别是提供一种使静电夹钳相关联的夹持力保持大致恒定的系统和方法。据此，现结合附图对本专利技术予以阐述，其中相同的附图标记始终指代相同的元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制静电夹持压力的系统，该系统包括：/n静电夹钳，该静电夹钳配置成通过一个或多个电极选择性将工件静电夹持至与其相关联的夹持面；/n电耦接至所述静电夹钳的电源供应器，其中，该电源供应器配置成选择性以夹持频率向所述静电夹钳的一个或多个电极供给夹持电压；/n数据采集系统，该数据采集系统操作性耦接至所述电源供应器并配置成测量供给至所述一个或多个电极的电流，以此定义经测电流；以及/n控制器，该控制器配置成取所述经测电流对时间的积分，以此定义与工件与静电夹钳间夹持力相关联的确定电荷值，且其中，所述控制器进一步配置成基于确定电荷值选择性更改夹持电压和夹持频率之中的一个或多个，由此保持工件与静电夹钳间的期望夹持力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171205 US 15/831,9721.一种用于控制静电夹持压力的系统，该系统包括：
静电夹钳，该静电夹钳配置成通过一个或多个电极选择性将工件静电夹持至与其相关联的夹持面；
电耦接至所述静电夹钳的电源供应器，其中，该电源供应器配置成选择性以夹持频率向所述静电夹钳的一个或多个电极供给夹持电压；
数据采集系统，该数据采集系统操作性耦接至所述电源供应器并配置成测量供给至所述一个或多个电极的电流，以此定义经测电流；以及
控制器，该控制器配置成取所述经测电流对时间的积分，以此定义与工件与静电夹钳间夹持力相关联的确定电荷值，且其中，所述控制器进一步配置成基于确定电荷值选择性更改夹持电压和夹持频率之中的一个或多个，由此保持工件与静电夹钳间的期望夹持力。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，选择性更改夹持电压和夹持频率之中的一个或多个保持供给至所述一个或多个电极的电流，以此保持工件与静电夹钳间的期望夹持力。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述工件与静电夹钳间的期望夹持力与预定的期望电荷值范围相关联，且其中，选择性更改夹持电压和夹持频率之中的一个或多个保持供给至所述一个或多个电极的电流，使得确定电荷值保持在预定的期望电荷值范围内。


4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述期望夹持力包括一定范围的期望夹持力。


5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括存储器，该存储器配置成存储与夹持力相关联的电荷值。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述存储器进一步配置成存储与多个夹持周期中各自的多个电荷值相关联的多个夹持电压和多个夹持频率。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器进一步配置成基于所述确定电荷值与所述多个电荷值相比较来确定所述静电夹钳的夹持能力状态。


8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器包括数值积分器，该数值积分器配置成执行对所述经测电流的数值积分。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电源供应器包括交流电源供应器，且其中，所述数据采集系统进一步配置成测量供给至所述一个或多个电极的电流的极性。


10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述静电夹钳包括三相静电夹钳，且其中，所述电源供应器配置成选择性向所述静电夹钳的一个或多个电极交替供给三相夹持电压。


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【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·麦金太尔，威廉·雷诺兹，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US