[发明专利]用于处理晶圆的反应装置、静电吸盘和晶圆温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，特别涉及一种用于处理晶圆的反应装置、静电吸盘(ElectroStatic Chuck，ESC)和晶圆温度控制方法。

背景技术

晶圆(Wafer)(例如，硅晶圆)是用来制造芯片的基础半导体材料，也是半导体产业中最重要的材料。在晶圆上制作的芯片的最终质量与开始制作时所采用的晶圆的质量有直接关系。如果原始晶圆上有缺陷，那么最终芯片上也肯定会存在缺陷。对于可用于制造半导体器件的晶圆而言，需要满足严格的材料和物理要求。

成本是半导体产业中的关键因素。基于成本考虑，现代半导体技术中一方面减小晶圆上制造的器件的物理尺寸，另一方面扩大晶圆的尺寸。上述两个方向都可以用相似的成本生产更多的芯片。随着晶圆尺寸也从5英寸(Inch)、8英寸，发展到现在的12英寸、18英寸，甚至下一代更大的尺寸，各种新的问题也不断出现。

一致性控制(Uniformity Control)是晶圆相关工艺中的一个重要问题。随着晶圆尺寸变大，一致性控制变得更加关键，并且将成为工艺发展的主要挑战。

ESC冷却系统(Coolant system)是用于晶圆温度一致性控制的重要手段。现有的ESC冷却系统是环状(Ring type)多带(Multi-Zone)设计。这种设计能够为不同的冷却带设置不同的温度，以调整晶圆内温度一致性。该设计能较好地调整径向(radial)温度不一致性。但是，对于非径向的温度不一致性分布，现有的ESC设计不能很好地进行一致性调整。图1示出了现有的ESC设计对于温度不一致性的调整结果。如图1所示，该ESC设计可以调整径向温度分布不一致性，但对于非径向部分不能很好地调整，温度范围(Range)甚至变得更大。此外，现有冷却系统的温度控制精度不够。

发明内容

鉴于以上问题提出本发明。

本发明的一个目的是提供一种用于吸引晶圆的静电吸盘的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种静电吸盘，包括：用于支撑晶圆的绝缘层；和位于绝缘层中的灯阵列。

优选地，灯阵列中各个灯的开关和/或输出功率能够独立控制。

优选地，该静电吸盘还包括：灯阵列控制器，与灯阵列电连接，用于控制灯阵列中各个灯的开关和/或输出功率。

优选地，该静电吸盘还包括：温度探测器，用于探测吸附于静电吸盘上的晶圆的不同位置的温度；灯阵列控制器与温度探测器相连，用于根据温度探测器探测的温度控制灯阵列中每个灯的开关和/或输出功率。

优选地，温度探测器以预定图形分布于静电吸盘上。

优选地，灯的最大输出功率为300～500W，灯的热效率为45％～55％。

优选地，灯阵列为蜂窝状(honeycomb)、矩阵排列，或者线阵列。

优选地，该静电吸盘还包括：位于静电吸盘上的流体冷却系统。

根据本发明的另一方面，提供一种用于处理晶圆的反应装置，包括：腔室，在腔室内用于支撑晶圆的上述静电吸盘。

根据本发明的又一方面，提供一种晶圆温度控制方法，包括：确定静电吸盘中灯阵列的各个灯的输出参数，灯阵列位于静电吸盘的用于支撑晶圆的绝缘层中，输出参数包括开关和/或输出功率；根据各个灯的输出参数对灯阵列中各个灯进行控制以便控制晶圆的温度。

优选地，灯阵列中各个灯的开关和/或输出功率能够独立控制。

优选地，该方法还包括：探测吸附于静电吸盘上的晶圆的不同位置的温度；根据晶圆的不同位置的温度确定温度补偿图；确定静电吸盘中灯阵列的各个灯的输出参数包括：根据温度补偿图确定静电吸盘包括的灯阵列中各个灯的输出参数。

优选地，探测吸附于静电吸盘上的晶圆的不同位置的温度包括：探测吸附于静电吸盘上的晶圆的预定图形位置上的温度。

优选地，灯的最大输出功率为、灯的响应速度为。

优选地，灯阵列为蜂窝状、矩阵排列，或者线阵列。

优选地，该方法还包括：通过位于静电吸盘上的流体冷却系统结合灯阵列控制晶圆的温度。

本发明的一个优点在于，通过控制静电吸盘上的灯阵列能够更精细地控制晶圆的温度。

本发明的另一个优点在于，通过独立控制静电吸盘上的灯阵列，能够改善晶圆温度的非径向不一致性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。