[发明专利]快速控制静电吸盘温度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种快速控制静电吸盘温度的装置及方法。

背景技术

静电吸盘(ESC)在半导体制造工艺中，可以被用来固定和支撑晶片，避免晶片在工艺过程中移动或错位。静电吸盘由于是采用静电力来吸住晶片，因此，相对于之前采用的机械卡盘或真空卡盘，可以减少在使用过程中由于机械压力原因破裂，并且静电吸盘增大了可被有效加工的面积，并且适于在真空环境下操作。

在半导体工艺中，晶片中心区域与边缘区域需要的加工条件不同，并且两个区域经常需要改变工艺条件，例如温度，因此，现有技术中的静电吸盘上中心区域与边缘区域各设置有热交换通道，该冷却液流出后，带走各自区域的晶片的热量，源源不断的冷却液流入静电吸盘以不断带走热量。

然而，上述采用冷却液进行制冷的方法制冷时间需要比较长，而半导体中的某些工艺间需要快速变换温度，比如硅通孔刻蚀(TSV)中需要每隔几秒切换一次刻蚀和侧壁保护的交替循环周期。而刻蚀和侧壁保护的最佳温度不同，所以需要在几秒内在不同的温度间切换。对于这种需求，现有技术中的静电吸盘的温度控制装置及方法很难满足。

有鉴于此，是有必要提出一种新的控制静电吸盘温度的装置及方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明解决的问题是提出一种新的控制静电吸盘温度的装置及方法，以避免使用现有技术中的控制静电吸盘温度的装置及方法，控温效果缓慢的问题。

为解决上述问题，本发明提供的第一种控制静电吸盘温度的装置，包括：

静电吸盘，所述静电吸盘的中心区域与边缘区域各设置有热交换通道；

中心区域冷却液供应管道，用于向中心区域的热交换通道供应冷却液；

边缘区域冷却液供应管道，用于向边缘区域的热交换通道供应冷却液；

其中，所述控制静电吸盘温度的装置还包括多个冷却装置，所述多个冷却装置通过切换装置连接到所述中心区域和边缘区域的冷却液供应管道，通过切换装置的切换以选择性地将所述多个冷却装置与中心区域或边缘区域的冷却液供应管道相连通，使静电吸盘中热交换通道内的热量通过冷却液被带到冷却装置。

可选地，所述多个冷却装置分别通过所述切换装置与中心区域或边缘区域冷却液供应管道之一连通。

可选地，所述切换装置为阀门组。

可选地，所述多个冷却装置为三个。

相应地，本发明还提供了利用上述的控制静电吸盘温度的装置进行温度控制的方法，包括：

中心区域需快速降温时，通过切换装置加大中心区域的热交换通道中流过的冷却液；

边缘区域需快速降温时，通过切换装置加大边缘区域的热交换通道中流过的冷却液。

可选地，所述切换装置为二位三通电磁阀，且每个冷却装置连接一个二位三通电磁阀；

中心区域需快速降温时，每个二位三通电磁阀将其对应的冷却装置中的冷却液全部供给中心区域的热交换通道；

边缘区域需快速降温时，每个二位三通电磁阀将其对应的冷却装置中的冷却液全部供给边缘区域的热交换通道。

本发明另外提供的一种控制静电吸盘温度的装置，包括：

静电吸盘，所述静电吸盘的中心区域与边缘区域各设置有热交换通道；

中心区域冷却液供应管道，用于向中心区域的热交换通道供应冷却液；

边缘区域冷却液供应管道，用于向边缘区域的热交换通道供应冷却液；

其中，所述控制静电吸盘温度的装置还包括多个冷却装置，所述多个冷却装置通过按比例切换装置连接到所述中心区域和边缘区域的冷却液供应管道，通过按比例切换装置的切换可以按比例地将所述多个冷却装置与中心区域或边缘区域的冷却液供应管道相连通，使静电吸盘中热交换通道内的热量通过冷却液被带到冷却装置。

可选地，所述按比例切换装置为阀门组。

可选地，所述多个冷却装置为三个。

相应地，本发明还提供了利用上述的控制静电吸盘温度的装置进行温度控制的方法，包括：

中心区域需快速降温时，通过按比例切换装置加大中心区域的热交换通道中流过的冷却液；

边缘区域需快速降温时，通过按比例切换装置加大边缘区域的热交换通道中流过的冷却液。

可选地，切换装置为二位三通电磁阀与流量阀，且每个冷却装置连接一个二位三通电磁阀与一个流量阀；

中心区域需快速降温时，每个二位三通电磁阀将其对应的冷却装置中的冷却液通过流量阀限制供给边缘区域的热交换通道；