[发明专利]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

说明书

本发明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。

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US 15/831,972、名称为“METHOD TO PROVIDE CONSISTENT ELECTROSTATIC CLAMPING THROUGH REAL TIMECONTROL OF ELECTROSTATIC CHARGE DEPOSITION IN AN ELECTROSTATIC CHUCK”的美国申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，下文提出本发明的简要概述，从而提供对本发明某些方面的基本了解。发明内容部分并非本发明的详尽综述。其既非旨在确定本发明的关键元素或主要元素，亦非限制本发明的保护范围。本发明的目的在于以简化形式呈现本发明的某些概念，以作后述详细内容的前言。

根据本发明，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。