CN103928368A - 一种在线实时控制硅片背压的结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在线实时控制硅片背压的结构及方法，涉及半导体的制造工艺领域，包括硅片、承载台、内圈真空管道、外圈真空管道和控制器，硅片的背面包括内圈和外圈，硅片的背面与承载台连接，内圈真空管道和外圈真空管道分别通过压力吸附硅片背面的内圈和外圈，控制器分别与内圈真空管道和外圈真空管道连接，并分别控制内圈真空管道和外圈真空管道的压力。控制器根据硅片内圈和外圈的温度分别控制内圈真空管道和外圈真空管道的压力，以分别调节硅片内圈和外圈的背压，并最终控制硅片内圈和外圈的温度。本发明的技术方案能够有效的通过控制背压控制硅片内圈和外圈的温度，有效的得到工艺所需的各种膜厚形状。

Description

一种在线实时控制硅片背压的结构及方法

技术领域

本发明涉及用于半导体制造工艺领域，尤其涉及一种在线实时控制硅片背压的结构及方法。

背景技术

AMAT Producer GT设备的高深宽比浅沟槽隔离结构制程(STI)的无空洞填充工艺是在腔体内的高温环境下,通过特定的工艺气体在硅片表面进行化学气相沉积形成薄膜。它的特点是成膜速度快，无空洞填充（gap fill）性好,具有一定的膜厚均匀性。为了达到良好成膜均匀性，可以对硅片承载台（heater）表面增加真空槽对硅片背面进行背压控制，以获得工艺所需的一定均匀性薄膜。在不同品种的产品上，所需的膜厚形状也不尽相同，现有的硅片背压控制方法不能有效的得到工艺所需的各种膜厚形状。

中国专利（CN101738869A）公开了一种光刻机硅片承载台，包括承载台基座、真空孔、应力感应器、连接器、硅片接送器;所述承载台基座上设有多个真空孔及硅片接送器;承载台基座底部设有连接器;所述承载台基座的表面设置多个应力感应器。所述应力感应器连接力电转换电路，力电转换电路的输出端与终端控制器连接，终端控制器连接动力马达。所述应力感应器通过感应硅片对其作用力的作用点、大小、方向等信息，实现伸缩，调节高度。光刻机硅片承载台，通过调节与硅片接触的各应力感应器的高度，能够保证硅片的正面始终处于同一水平面上，避免因硅片背面存在颗粒等沾污引起的正面图形离焦现象，减少光刻返工的现象。但该专利不能有效的得到工艺所需的各种膜厚形状。

专利（CN102315151A）公开了一种可以分别独立且精密地进行基板的周缘部和中心部的温度管理、温度控制的基板承载台、基板处理装置及基板处理***。本发明提供一种基板承载台，其供承载基板，且包含:周缘承载部件，承载所述基板的周缘部进行温度控制；中央承载部件，承载所述基板的中央部进行温度控制；支撑台，支撑所述周缘承载部件和所述中央承载部件；且，在所述周缘承载部件和所述中央承载部件之间形成有间隙，所述周缘承载部件和所述中央承载部件相互为非接触。但该专利任然不能有效的得到工艺所需的各种膜厚形状。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种在线实时控制硅片背压的结构及方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种在线实时控制硅片背压的结构，包括硅片、承载台、内圈真空管道、外圈真空管道和控制器，所述硅片的背面包括内圈和外圈，所述硅片的背面与所述承载台连接，所述内圈真空管道和外圈真空管道设于所述承载台上，所述内圈真空管道和外圈真空管道分别通过压力吸附所述硅片背面的内圈和外圈，所述控制器分别与所述内圈真空管道和外圈真空管道连接，并分别控制所述内圈真空管道和外圈真空管道的压力。

其中，还包括温度传感器，所述温度传感器分别与所述硅片的内圈、外圈以及控制器相连，并分别检测所述硅片内圈、外圈的温度并传递至所述控制器。

其中，所述控制器为可编辑逻辑控制器。

其中，所述控制器中还设有IOC模块。

其中，所述控制器中还设有UI模块。

其中，所述温度传感器中包括光纤束及与所述光纤束相连的高温计。

一种在线实时控制硅片背压的方法，其中，包括以下步骤：

步骤1，形成如上所述的在线实时控制硅片背压的结构；

步骤2，通过所述温度传感器分别检测所述硅片内圈和外圈的温度；

步骤3，所述控制器根据所述硅片内圈和外圈的温度分别控制所述内圈真空管道和外圈真空管道的压力，以分别调节所述硅片内圈和外圈的背压，并最终控制所述硅片内圈和外圈的温度。

本发明的技术方案与传统工艺相比，能够有效的通过控制背压控制硅片内圈和外圈的温度，有效的得到工艺所需的各种膜厚形状。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明汇总的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有实例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实例及实例中的特征可以相互自由组合。

以下将结合附图对本发明的一个实例做具体阐释。

如图1所示的本发明实施例的一种在线实时控制硅片背压的结构，包括硅片1、承载台2、内圈真空管道3、外圈真空管道4、控制器5和温度传感器。

硅片1的背面包括内圈和外圈，硅片1的背面与承载台2连接。内圈真空管道3和外圈真空管道4设于承载台1上，内圈真空管道3和外圈真空管道4分别通过压力吸附硅片1背面的内圈和外圈。控制器5分别与内圈真空管道3和外圈真空管道4连接，并分别控制内圈真空管道3和外圈真空管道4的压力。优选控制器为PLC（可编辑逻辑控制器）。

温度传感器分别与硅片1的内圈、外圈以及控制器5相连，并分别检测硅片1内圈、外圈的温度并传递至控制器5。并优选温度传感器中包括光纤束6及与光纤束6相连的高温计7。

本发明实施例的一种在线实时控制硅片背压的方法，包括以下步骤：

步骤1，形成在线实时控制硅片背压的结构；

步骤2，通过温度传感器分别检测硅片1内圈和外圈的温度；

步骤3，控制器5根据硅片1内圈和外圈的温度分别控制内圈真空管道3和外圈真空管道4的压力，以分别调节硅片1内圈和外圈的背压，并最终控制硅片1内圈和外圈的温度。

本发明的实施例在硅片承载台上采用内/外圈真空控制设计，通过内圈和外圈背压的独立控制，以求获得内外圈不同的背压控制。

并采用内/外圈独立的硅片温度检测，来实时调整硅片承载台内/外圈的背压。其中，通过数模转换把内、外圈的温度信息传送到PLC中进行计算，计算出的结果再转变成内、外圈独立的真空背压来进行调整，形成一个完整的闭环控制***。另外，也可以使用UI（UserInterface，用户界面）模块通过IOC（Inversion of Control，控制反转）模块对整个真空背压控制***进行监控和调节。

本发明的实施例采用内/外圈独立的背压调节，来控制硅片内外圈的温度，通过温度控制来获得不同的膜厚值，最终得到所需的膜厚形状，能够有效的通过控制背压控制硅片内圈和外圈的温度，有效的得到工艺所需的各种膜厚形状。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种在线实时控制硅片背压的结构，其特征在于，包括硅片、承载台、内圈真空管道、外圈真空管道和控制器，所述硅片的背面包括内圈和外圈，所述硅片的背面与所述承载台连接，所述内圈真空管道和外圈真空管道设于所述承载台上，所述内圈真空管道和外圈真空管道分别通过压力吸附所述硅片背面的内圈和外圈，所述控制器分别与所述内圈真空管道和外圈真空管道连接，并分别控制所述内圈真空管道和外圈真空管道的压力。

2.如权利要求1所述的在线实时控制硅片背压的结构，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器分别与所述硅片的内圈、外圈以及控制器相连，并分别检测所述硅片内圈、外圈的温度并传递至所述控制器。

3.如权利要求2所述的在线实时控制硅片背压的结构，其特征在于，所述控制器为可编辑逻辑控制器。

4.如权利要求3所述的在线实时控制硅片背压的结构，其特征在于，所述控制器中还设有IOC模块。

5.如权利要求4所述的在线实时控制硅片背压的结构，其特征在于，所述控制器中还设有UI模块。

6.如权利要求5所述的在线实时控制硅片背压的结构，其特征在于，所述温度传感器中包括光纤束及与所述光纤束相连的高温计。

7.一种在线实时控制硅片背压的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，形成如权利要求2至6任一项所述的在线实时控制硅片背压的结构；

步骤2，通过所述温度传感器分别检测所述硅片内圈和外圈的温度；

步骤3，所述控制器根据所述硅片内圈和外圈的温度分别控制所述内圈真空管道和外圈真空管道的压力，以分别调节所述硅片内圈和外圈的背压，并最终控制所述硅片内圈和外圈的温度。