表面形貌平整化设备及提高静电夹盘形貌平整度的方法技术

本发明专利技术公开了一种表面形貌平整化设备，包括：静电夹盘，其具有待抛光面；控温部，与所述待抛光面相对设置；抛光件，其具有抛光面，所述抛光面用于接触所述静电夹盘的待抛光面；所述控温部用于对所述抛光件加热或冷却，使所述抛光件受热膨胀或受冷收缩，所述抛光件的抛光面对所述静电夹盘的待抛光面进行抛光。所述表面形貌平整化设备能够对静电夹盘的表面进行抛光。光。光。

【技术实现步骤摘要】
表面形貌平整化设备及提高静电夹盘形貌平整度的方法


[0001]本专利技术涉及半导体设备
，尤其涉及一种表面形貌平整化设备及提高静电夹盘表面形貌平整度的方法。

技术介绍

[0002]目前所使用的JR(Johnsen
‑
Rahbek，约翰森
‑
拉贝克)型静电夹盘(ELECTROSTATIC sucker，ESC)在提供较低的电压时就可以产生较大的静电吸附力，其制作过程中需对掺杂Mg、Si、Ti等元素的Al2O3粉末进行烧结成型，在成型过程中不可避免的会造成ESC表面状态的不均匀，从而对等离子体刻蚀工艺中被吸附于ESC上的晶圆的温度均匀性造成影响，会直接影响到刻蚀结果的均匀性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种表面形貌平整化设备及提高静电夹盘表面形貌平整度的方法，该表面形貌平整化设备通过反复切换所述加热装置和所述第一冷却装置形成热冷循环，使抛光件膨胀或收缩，利用所述抛光面对静电夹盘的待抛光面进行抛光。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0005]一种表面形貌平整化设备，包括：静电夹盘，其具有待抛光面；控温部，与所述待抛光面相对设置；抛光件，其具有抛光面，所述抛光面用于接触所述静电夹盘的待抛光面；所述控温部用于对所述抛光件加热或冷却，使所述抛光件受热膨胀或受冷收缩，所述抛光件的抛光面对所述静电夹盘的待抛光面进行抛光。
[0006]可选地，还包括驱动装置，用于驱动所述控温部和/或静电夹盘移动，当所述控温部对所述抛光件进行加热时，所述驱动装置用于使所述控温部、抛光件和静电夹盘之间相互接触。
[0007]可选地，所述控温部内设有一加热装置和一第一冷却装置，所述加热装置用于对抛光件进行加热，所述第一冷却装置用于对抛光件进行冷却，通过反复切换所述加热装置和第一冷却装置，以形成所述热冷循环。
[0008]可选地，所述抛光件还包括与抛光面相对的非抛光面，所述抛光件的非抛光面通过导热脂与所述控温部连接。
[0009]可选地，所述导热脂的材料包括：硅脂或者碳纤维掺杂的硅胶。
[0010]可选地，所述第一冷却装置包括：
[0011]第一冷却腔；
[0012]第一进口，与所述第一冷却腔连通；以及
[0013]第一出口，与所述第一冷却腔连通；
[0014]当所述第一进口接入冷却介质后，冷却介质依次经由所述第一进口、所述第一冷却腔和所述第一出口后流出，并带走所述控温部的部分热量。
[0015]可选地，还包括：
[0016]电极，设于所述静电夹盘内；
[0017]直流电源，与所述电极相连，用于在所述静电夹盘表面产生静电引力以吸附所述抛光件。
[0018]可选地，还包括：
[0019]第二冷却装置，设置于所述静电夹盘内，用于对所述静电夹盘进行冷却。
[0020]可选地，所述第二冷却装置包括：
[0021]第二冷却腔；
[0022]第二进口，与所述第二冷却腔连通；
[0023]第二出口，与所述第二冷却腔连通；
[0024]当所述第二进口接入冷却介质后，冷却介质依次经由所述第二进口、所述第二冷却腔和所述第二出口后流出，并带走所述静电夹盘的部分热量。
[0025]可选地，还包括：承载台，所述静电夹盘设置在所述承载台上，所述驱动装置用于驱动所述承载台带动静电夹盘上下移动，所述抛光件置于所述静电夹盘上，所述抛光件的抛光面与静电夹盘的待抛光面贴合；所述控温部包括一加热装置，所述加热装置用于加热所述控温部；通过驱动装置控制所述抛光件与控温部接触与否，来控制抛光件是否被加热，通过反复切换使所述抛光件与控温部接触、不接触以形成所述热冷循环。
[0026]可选地，所述控温部包括红外辐射源，用于对所述抛光件进行加热；通过控制所述红外辐射源的热量是否到达抛光件的表面，用于对抛光件进行加热或冷却，所述抛光件受热膨胀或受冷收缩，对所述静电夹盘的表面进行抛光。
[0027]可选地，还包括：隔板，其可伸进或伸出所述红外辐射源与抛光件之间，当所述隔板伸进所述红外辐射源与抛光件之间，所述红外辐射源停止对抛光件加热，当所述隔板伸出所述红外辐射源与抛光件之间，所述红外辐射源对抛光件加热，通过反复切换使隔板伸进或伸出所述红外辐射源与抛光件之间，形成所述热冷循环。
[0028]可选地，通过反复开启关闭所述红外辐射源，使所述抛光件形成所述热冷循环。
[0029]可选地，还包括：
[0030]处理腔，所述静电夹盘、所述加热装置和所述抛光件设于所述处理腔内。
[0031]可选地，还包括：
[0032]抽真空装置，用于调节所述处理腔的真空度。
[0033]可选地，所述抛光件材料的硬度大于或等于所述静电夹盘材料的硬度。
[0034]可选地，所述静电夹盘是由含有掺杂元素的氧化铝粉末烧结成型；所述掺杂元素包括：镁、硅或钛中的至少一种；所述抛光件的材料包括：半导体材料或者金属材料。
[0035]可选地，还包括：
[0036]第一测温模块，用于测量所述控温部的温度；
[0037]第二测温模块，用于测量所述静电夹盘的温度。
[0038]其他方面，本专利技术还提供了一种提高静电夹盘表面形貌平整化的方法，包括：
[0039]提供如上述的表面形貌平整化设备；
[0040]通过控制所述控温部控制所述抛光件形成热冷循环，使抛光件膨胀或收缩，以对静电夹盘的待抛光面进行抛光。
[0041]可选地，还包括：
[0042]控制所述静电夹盘的待抛光面的温度，以使所述静电夹盘的待抛光面始终维持在设定温度范围之内。
[0043]可选地，所述静电夹盘的待抛光面的设定温度范围为
‑
10℃～80℃。
[0044]可选地，通过控制所述控温部或者红外辐射源到达抛光件的热量多少，使所述抛光件受热膨胀或受冷收缩，具体包括：
[0045]降温步骤：使所述加热装置的热量难以到达抛光件，持续第一设定时间；
[0046]升温步骤：利用所述加热装置对抛光件加热，持续第二设定时间；
[0047]交替降温步骤和升温步骤多次，直至所述静电夹盘的表面形貌平整度达到设定要求；
[0048]其中，所述降温步骤和升温步骤形成一个热冷循环。
[0049]可选地，所述热冷循环的温度范围为：
‑
10℃～150℃。
[0050]可选地，所述第一设定时间和/或第二设定时间在10s～30s之间。
[0051]可选地，所述静电夹盘的抛光度通过与所述静电夹盘相接触的抛光件的温度变化曲线来表征。
[0052]可选地，在相邻的两个热冷循环之间，还包括：
[0053]判断步骤：通过与所述静电夹盘相接触的抛光件的温度变化曲线来判断所述静电夹盘的抛光度是否达到设定要求；
[0054]若所述静电夹盘的抛光度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面形貌平整化设备，其特征在于，包括：静电夹盘，其具有待抛光面；控温部，与所述待抛光面相对设置；抛光件，其具有抛光面，所述抛光面用于接触所述静电夹盘的待抛光面；所述控温部用于对所述抛光件加热或冷却，使所述抛光件受热膨胀或受冷收缩，所述抛光件的抛光面对所述静电夹盘的待抛光面进行抛光。2.如权利要求1所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，还包括驱动装置，用于驱动所述控温部和/或静电夹盘移动，当所述控温部对所述抛光件进行加热时，所述驱动装置用于使所述控温部、抛光件和静电夹盘之间相互接触。3.如权利要求2所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，所述控温部内设有一加热装置和一第一冷却装置，所述加热装置用于对抛光件进行加热，所述第一冷却装置用于对抛光件进行冷却，通过反复切换所述加热装置和第一冷却装置，以形成所述抛光件的热冷循环。4.如权利要求3所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，所述抛光件还包括与抛光面相对的非抛光面，所述抛光件的非抛光面通过导热脂与所述控温部连接。5.如权利要求4所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，所述导热脂的材料包括：硅脂或者碳纤维掺杂的硅胶。6.如权利要求3所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，所述第一冷却装置包括：第一冷却腔；第一进口，与所述第一冷却腔连通；以及第一出口，与所述第一冷却腔连通；当所述第一进口接入冷却介质后，冷却介质依次经由所述第一进口、所述第一冷却腔和所述第一出口后流出，并带走所述控温部的部分热量。7.如权利要求1所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，还包括：电极，设于所述静电夹盘内；直流电源，与所述电极相连，用于在所述静电夹盘表面产生静电引力以吸附所述抛光件。8.如权利要求1所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，还包括：第二冷却装置，设置于所述静电夹盘内，用于对所述静电夹盘进行冷却。9.如权利要求8所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，所述第二冷却装置包括：第二冷却腔；第二进口，与所述第二冷却腔连通；第二出口，与所述第二冷却腔连通；当所述第二进口接入冷却介质后，冷却介质依次经由所述第二进口、所述第二冷却腔和所述第二出口后流出，并带走所述静电夹盘的部分热量。10.如权利要求2所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，还包括：承载台，所述静电夹盘设置在所述承载台上，所述驱动装置用于驱动所述承载台带动静电夹盘上下移动，所述抛光件置于所述静电夹盘上，所述抛光件的抛光面与静电夹盘的待抛光面贴合；所述控温部包括一加热装置，所述加热装置用于加热所述控温部；通过驱动装置控制所述抛光件
与控温部接触与否，来控制抛光件是否被加热，通过反复切换使所述抛光件与控温部接触、不接触以形成所述抛光件的热冷循环。11.如权利要求1所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，所述控温部包括红外辐射源，用于对所述抛光件进行加热；通过控制所述红外辐射源的热量是否到达抛光件的表面，用于对抛光件进行加热或冷却，所述抛光件受热膨胀或受冷收缩，对所述静电夹盘的表面进行抛光。12.如权利要求11所述的表面形貌平整化设备，其特征在于，还包括：隔板，其可伸进或伸出所述红外辐射源与抛光件之间，当所述隔板伸进所述红外辐射源与抛光件之间，所述红外辐射源停止对抛光件加热，当所述隔板伸出所述红外辐射源与抛光件之间，所述红外辐射源对抛光件加热，通过反复切换使隔板伸进或伸出所述红外辐射源与抛光件之间，使所述抛光件形成热冷循环。13.如权利要求11...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，吴磊，叶如彬，伊凡，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：