静电卡盘的温度控制方法及半导体工艺设备与流程

1.本技术属于半导体制造技术领域，具体涉及一种静电卡盘的温度控制方法及半导体工艺设备。

背景技术：

2.等离子体设备被广泛应用于半导体、太阳能电池、平板显示等制作工艺中。在集成电路制造工艺过程中，特别是刻蚀工艺中，对晶片表面温度实现精确控制是非常重要的。在刻蚀工艺过程中，通常需要满足不同工艺制程温度切换的需求，以及同一工艺中不同工艺步温度切换的需求。

3.相关技术中通常是采用冷冻机(chiller)参与静电卡盘(electrical static chuck，esc)变温控制。而当设定chiller温度较低且进行升温操作时，与指定温度存在较大温度差，升温时间较长；当设定chiller温度较高且进行降温操作时，与指定温度存在较大温度差，降温时间较长。可见，chiller变温控制不能满足当前工艺变温需求，工艺过程中温度切换的效率降低。

技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种静电卡盘的温度控制方法及半导体工艺设备，以解决esc变温控制效率较低的问题。

5.第一方面，本技术实施例提供了一种静电卡盘的温度控制方法，包括：

6.确定静电卡盘esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；

7.确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；

8.通过所述初始加热功率对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述esc进行温度控制。

9.第二方面，本技术实施例另提供了一种半导体工艺设备，包括控制器、工艺腔室，所述工艺腔室中设置有静电卡盘esc，所述esc中设置有加热器；

10.所述控制器用于确定所述esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；确定所述温度控制模式所对应的所述加热器的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；通过所述初始加热功率控制所述加热器对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率控制所述加热器对所述esc进行温度控制。

11.第三方面，本技术实施例另提供了一种静电卡盘的温度控制装置，包括：

12.第一确定模块，用于确定静电卡盘esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包

括升温控制模式或降温控制模式；

13.第二确定模块，用于确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；

14.控制模块，用于通过所述初始加热功率对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述esc进行温度控制。

15.第四方面，本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

16.第五方面，本技术实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

17.本技术实施例通过确定esc的温度控制模式，确定温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，通过初始加热功率对esc进行温度控制，并在esc的温度达到预设目标温度时通过稳态功率对esc进行温度控制，实现了在温度控制过程中，引入功率参数，并能够直接通过所确定的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间等参数进行温度控制，提高了温度控制的效率。

附图说明

18.图1是静电卡盘结构的示意图；

19.图2是本技术实施例中静电卡盘的温度控制方法的流程示意图；

20.图3是本技术实施例中的升温曲线图；

21.图4是本技术实施例中的降温曲线图；

22.图5是本技术实施例中升温控制模式所对应的温度控制流程示意图；

23.图6是本技术实施例中降温控制模式所对应的温度控制流程示意图；

24.图7是本技术实施例中半导体工艺设备的结构示意图；

25.图8是本技术实施例中静电卡盘的温度控制装置的模块框图；

26.图9是本技术实施例中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。

28.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

29.具体的，如图1所示，为一种典型的刻蚀机静电卡盘结构，在该静电卡盘结构中，基体1内部有冷却液，用于对静电卡盘(electrical static chuck，esc)进行冷却；加热器层2用于对esc进行加热，与基体1中的冷却液共同作用对esc进行温度控制；晶圆放置于陶瓷层3上表面，陶瓷层内置直流电极，通过直流高压电对晶圆进行吸附。在对晶圆进行温度控制时，chiller通过压缩机和加热器共同作用调整冷却液的温度。

30.其中，相关技术中通常采用单通道参与esc温度控制，即仅有一个冷却液通道流经esc基体，并且冷却液的温度是恒定的。单通道参与esc变温的控制流程为，在程序初始化时，对chiller的冷却液设定温度，该温度值通过参数设置，并且该温度值在整个工艺过程中保持恒定。当对晶圆进行升温控制时，由加热器来加热esc陶瓷盘达到工艺所需要的高温温度；当对晶圆进行降温时，加热器停止加热，加热器内部是大气状态，加热器通过热辐射、空气自然热对流、空气热传导的方式传递热流量，然后被chiller管中流淌的冷却液带走，在加热器降温的过程中能够加快降温速率。

31.可见，在升温过程中，单纯通过chiller设定温度产生温度差来控制esc变温，无法进一步提升升温效率；此外，仅有一个通道，同一时刻只能设定一个温度，当设定chiller温度较低且进行升温操作时，与指定温度存在较大温度差，升温时间较长；当设定chiller温度较高且进行降温操作时，与指定温度存在较大温度差，降温时间较长。因此，单通道chiller变温控制不能满足当前工艺变温需求。

32.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的静电卡盘的温度控制方法进行详细地说明。

33.图2示出了本发明的一个实施例提供的一种静电卡盘的温度控制方法，该方法可以由电子设备执行，该电子设备可以包括：服务器和/或终端设备。换言之，该方法可以由安装在该电子设备的软件或硬件来执行，该方法包括如下步骤：

34.步骤201：确定静电卡盘esc的温度控制模式。

35.其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式。

36.具体的，升温控制模式指对esc进行升温控制，降温控制模式指对esc进行降温控制。

37.步骤202：确定温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间。

38.其中，初始加热功率指开始对esc进行温度控制时初始设置的加热功率。具体的，温度控制模式所对应的初始加热功率包括升温控制模式所对应的初始加热功率和降温控制模式所对应的初始加热功率。

39.稳态功率指esc的温度达到温度控制模式所对应的预设目标温度时所使用的加热功率。具体的，温度控制模式所对应的稳态功率包括升温控制模式所对应的稳态功率和降温控制模式所对应的稳态功率。

40.功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间。具体的，温度控制模式所对应的功率转换时间包括升温控制模式所对应的功率转换时间和降温控制模式所对应的功率转换时间。

41.通过确定温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，使得在对esc进行相应的温度控制模式时，能够直接通过所确定的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间等参数进行温度控制，提高了温度控制的效率。

42.步骤203：通过初始加热功率对esc进行温度控制，并在esc的温度达到预设目标温度时通过稳态功率对esc进行温度控制。

43.具体的，可以先通过与温度控制模式所对应的初始加热功率对esc进行温度控制，此时若温度控制模式为升温控制模式，则通过升温控制模式所对应的初始加热功率对esc进行升温控制，以使esc的温度达到升温控制模式所对应的预设目标温度；若温度控制模式为降温控制模式，则通过降温控制模式所对应的初始加热功率对esc进行降温控制，以使esc的温度达到降温控制模式所对应的预设目标温度。

44.在esc的温度达到预设目标温度时对应从温度控制开始到达功率转换时间。继续的，在esc的温度达到与温度控制模式所对应的预设目标温度时，即从温度控制开始到达功率转换时间时，继续通过稳态功率对esc进行温度控制。此时若温度控制模式为升温控制模式，则通过升温控制模式所对应的稳态功率对esc进行温度控制；若温度控制模式为降温控制模式，则通过降温控制模式所对应的稳态功率对esc进行温度控制。

45.这样，本实施例通过确定esc的温度控制模式，确定温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，通过初始加热功率对esc进行温度控制，并在esc的温度达到预设目标温度时通过稳态功率对esc进行温度控制，实现了在温度控制过程中，引入功率参数，并能够直接通过所确定的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间等参数进行温度控制，提高了温度控制的效率，且能够保证esc的温度达到预设目标温度。

46.在一种实现方式中，在esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述esc进行温度控制之后，还可以在预设时段内通过温度传感器监测所述esc的温度值，若监测到所述温度值的变动量处于预设范围内，则持续以所述稳态功率对所述esc进行温度控制，直至达到所述esc的所需温控时间。

47.具体的，在预设时段内通过温度传感器监测esc的温度值，实现了监测稳态功率时esc的温度变化情况，从而能够实时了解esc的温度变化情况；此外若监测到温度值的变动量处于预设范围内，即容差处于预设范围内，则可以说明esc的温度变化在可控范围内，则可以持续通过稳态功率对esc进行温度控制，直至达到esc的所需温控时间，即直至达到不需要对esc进行温度控制为止。

48.此外，在一种实现方式中，所述静电卡盘中设置有至少两个冷却通道，所述至少两个冷却通道用于通入温度不同的冷却介质；

49.所述温度控制方法还包括：

50.若所述温度控制模式为所述升温控制模式，控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制；若所述温度控制模式为所述降温控制模式，控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制。

51.具体的，所述静电卡盘中设置至少两个冷却液通道，至少两个冷却通道用于通入温度不同的冷却介质，这使得在对esc进行温度控制时能够选择合适的冷却介质进行温度控制，提高了温度控制的效率。

52.此外，在温度控制模式为升温控制模式时，可以控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对esc进行温度控制，使得所选择的冷却通道中的冷却介质的温度与esc温度之间温差最小，从而使得能够加快对esc升温的速度。

53.具体的，在升温控制模式中，除通入温度最高的冷却介质的冷却通道外，其他通道

也可以通入温度不同的冷却介质。此时，在esc的温度达到预设目标温度时，可以控制温差最小的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制，其中温差最小指冷却介质的温度与预设目标温度之间温差最小。

54.另外，在温度控制模式为降温控制模式时，可以控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对esc进行温度控制，使得所选择的冷却通道中的冷却介质的温度与esc温度之间温差最小，从而使得能够加快对esc降温的速度。

55.这样通过在静电卡盘中设置至少两个冷却通道，相较于单冷却通道，使得能够根据温度控制模式，选择合适的冷却通道对esc进行温度控制，进一步提高了温度控制的效率。

56.此外，在一种实现方式中，所述确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率时，若所述温度控制模式为所述升温控制模式，则所述初始加热功率为最大加热功率；若所述温度控制模式为所述升温控制模式，则所述初始加热功率为零。

57.具体的，若温度控制模式为升温控制模式，为了使得能够加快对esc升温的速度，初始加热功率可以为最大加热功率，从而使得能够尽快将esc的温度提升至预设目标温度值；若温度控制模式为降温控制模式，为了使得能够加快对esc降温的速度，初始加热功率可以为零，从而增加esc温度与加热层之间的温度差，进而使得能够尽快将esc的温度降低至预设目标温度值，提高了温控速率。

58.另外，在此对确定温度控制模式所对应的稳态功率和功率转换时间的构思进行说明。

59.具体的，能量平衡公式(1)为：

[0060][0061]

其中，ρ表示密度，c

p

表示等压热容，t表示温度，t表示时间，p表示功率，表示温度的梯度变化，k表示玻尔兹曼常数，表示对所述温度的梯度变化求散度；

[0062]

根据二阶差算法，由公式(1)可求得公式(2)，公式(2)如下：

[0063][0064]

其中，δ2x表示在x方向上的分解量，t0表示esc的初始温度。

[0065]

通过公式(2)可知，要使变温速率最大，关键因子包含两个，分别为加热功率和温度差。其中，升温过程中，加热功率要最大，温度差要最小，即升温过程中，加大加热层的功率，同时，设定冷却介质通道为高温通道模式，即控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对esc进行温度控制；降温过程中，加热功率要最小，温度差要最大，即降温过程中，降低加热层的功率，同时设定冷却介质通道为低温通道模式，即控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对esc进行温度控制。

[0066]

公式(2)是温度t关于时间t的常微分方程，能够求得公式(3)：

[0067][0068]

其中，t(t)表示t时刻下的目标温度，t(0)表示冷却介质的温度，在温度控制开始时，t(0)＝t0。

[0069]

将公式(3)移项可进一步得到公式(4)：

[0070][0071]

其中，和能够根据测试经验得到。

[0072]

由于静态卡盘材料和结构的不同，和也不完全相同。在加载一个特定功率下，通过间隔固定时间，使用温度传感器实时采集对应的温度值数据，得到时间与温度的离散点分布，然后将多个离散点进行拟合。将采集到的时间t和对应的温度t(t)带入公式(4)，得到和值，最终得到温度随时间变化的升温和降温曲线。其中，升温曲线如图3所示，升温曲线中，和值为正值；降温曲线如图4所示，降温曲线中，和值为负值。

[0073]

在一种实现方式中，由图3升温曲线可知，在升温过程中，升温曲线前期斜率最大，随着时间的推移，斜率逐渐变小，最后趋近于0，达到温度稳态。因此，为了进一步提升温控速率，期望在升温前期斜率最大，在经过功率转换时间t1之后，切换稳态功率，使其温度稳定的同时防止过温。

[0074]

为了使得升温效率最高，需要在升温开始时，首先切换通道为高温通道模式，使得冷却介质与esc的温度差最小，同时设定加热层的加热功率达到最大值，在经过t1时间之后，即温度达到设定的目标温度值时，切换加热功率为稳态功率p1，使温度稳定，防止过温。

[0075]

此时，若所述温度控制模式为所述升温控制模式，确定所述温度控制模式所对应的稳态功率和功率转换时间时，可以通过下述第一公式确定所述升温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第二公式确定所述升温控制模式所对应的稳态功率；

[0076]

所述第一公式为：

[0077][0078]

所述第二公式为：

[0079][0080]

其中，t1表示所述升温控制模式所对应的功率转换时间，p1表示所述升温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，p0表示最大加热功率，t0表示所述esc的初始温度，t(t1)表示所述升温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为正数。

[0081]

可选的，也可以通过公式(4)的测量经验获得。升温控制模式所对应的预设

目标温度可以根据工艺配方设定。当然也可以将直接替换为一个预先设定值，例如数值m。可以理解的是，确定后，也能够同时确定，即若的数值为m，的数值为1/m。

[0082]

具体的，针对上述分析，参考图5，升温控制模式的一种控制流程可以为，首先，在升温开始时，通道切换为高温通道，即控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对esc进行温度控制，设定加热层中加热丝的功率为最大加热功率p0，同时设定加热计时器为0，确保升温初期功率最大。然后，循环判断加热计时器是否大于t1，若满足条件则将加热功率设定为稳态功率p1。最后，设定稳态功率之后，在指定时间内监控温度传感器的值，若温度传感器的值显示满足指定容差(即温度值的变动量处于预设范围内)，则确认升温过程完成。

[0083]

另外，在另一种实现方式中，由图4可知，为了使得降温效率最高，在降温前期停止设定加热层功率，同时切换通道为低温通道，即控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制，利用较大的温度差带走多余的热量，在经过功率转换时间t2时间后，曲线的斜率趋近于0，在设定加热层为稳态功率p2，从而达到温度稳态，防止温度继续降低。

[0084]

此时，若所述温度控制模式为所述降温控制模式，确定所述温度控制模式所对应的稳态功率和功率转换时间时，可以通过下述第三公式确定所述降温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第四公式确定所述降温控制模式所对应的稳态功率；

[0085]

所述第三公式为：

[0086][0087][0088]

其中，t2表示所述降温控制模式所对应的功率转换时间，p2表示所述降温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，t0表示所述esc的初始温度，t(t2)表示所述降温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为负数。

[0089]

可选的，也可以通过公式(4)的测量经验获得；降温控制模式所对应的预设目标温度可以根据工艺配方设定；t0可以由温度传感器读取。当然，也可以将直接替换为一个预先设定值，例如数值n。可以理解的是，确定后，也能够同时确定，即若的数值为n，的数值为1/n。

[0090]

具体的，针对上述分析，参考图6，降温控制模式的一种控制流程可以为，首先，在降温开始时，设定加热层中加热丝的功率为0，设定加热计时器为0；同时通道切换为低温通道，确保温度差达到最大；然后，循环判断加热计时器是否大于t2，若满足条件则将加热功率设定为稳态功率p2；最后，设定稳态功率之后，在指定时间内监控温度传感器的值，若满

足指定容差，则确定降温流程完成。

[0091]

这样，本实施例通过确定温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间等参数，使得能够直接通过该些参数进行温度控制，从而提高了温度控制的效率。

[0092]

图7示出本发明的一个实施例提供的一种半导体工艺设备，包括控制器701、工艺腔室702，所述工艺腔室702中设置有静电卡盘esc703，所述esc703中设置有加热器7031；

[0093]

所述控制器701用于确定所述esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；确定所述温度控制模式所对应的所述加热器的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；通过所述初始加热功率控制所述加热器对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率控制所述加热器对所述esc进行温度控制。

[0094]

在一种实现方式中，所述控制器701还用于在所述温度控制模式为所述升温控制模式时，将所述初始加热功率设置为所述加热器的最大加热功率；在所述温度控制模式为所述降温控制模式时，将所述初始加热功率设置为为零。

[0095]

在一种实现方式中，所述静电卡盘中还设置有至少两个冷却通道，所述至少两个冷却通道用于通入温度不同的冷却介质；

[0096]

所述控制器701还用于在所述温度控制模式为所述升温控制模式时，控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制；在所述温度控制模式为所述降温控制模式时，控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制。

[0097]

在一种实现方式中，所述控制器用于在所述温度控制模式为所述升温控制模式时，通过下述第一公式确定所述升温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第二公式确定所述升温控制模式所对应的稳态功率；

[0098]

所述第一公式为：

[0099][0100]

所述第二公式为：

[0101][0102]

其中，t1表示所述升温控制模式所对应的功率转换时间，p1表示所述升温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，p0表示最大加热功率，t0表示所述esc的初始温度，t(t1)表示所述升温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为正数。

[0103]

在一种实现方式中，所述控制器用于在所述温度控制模式为所述降温控制模式时，通过下述第三公式确定所述降温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第四公式确定所述降温控制模式所对应的稳态功率；

[0104]

所述第三公式为：

[0105]

[0106][0107]

其中，t2表示所述降温控制模式所对应的功率转换时间，p2表示所述降温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，t0表示所述esc的初始温度，t(t2)表示所述降温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为负数。

[0108]

本技术实施例提供的半导体工艺设备能够实现图1-6的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

[0109]

这样，本实施例通过确定温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间等参数，使得能够直接通过该些参数进行温度控制，从而提高了温度控制的效率。

[0110]

图8示出本发明的一个实施例提供的一种静电卡盘的温度控制装置的结构示意图。如图8所示，一种静电卡盘的温度控制装置包括：

[0111]

第一确定模块801，用于确定静电卡盘esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；

[0112]

第二确定模块802，用于确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；

[0113]

控制模块803，用于通过所述初始加热功率对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述esc进行温度控制。

[0114]

在一种实现方式中，所述控制模块803还用于，在预设时段内通过温度传感器监测所述esc的温度值，若监测到所述温度值的变动量处于预设范围内，则持续以所述述稳态功率对所述esc进行温度控制，直至达到所述esc的所需温控时间。

[0115]

在一种实现方式中，所述第二确定模块802用于，若所述温度控制模式为所述升温控制模式，则所述初始加热功率为最大加热功率；若所述温度控制模式为所述升温控制模式，则所述初始加热功率为零。

[0116]

在一种实现方式中，所述静电卡盘中设置有至少两个冷却通道，所述至少两个冷却通道用于通入温度不同的冷却介质；

[0117]

所述控制模块803还用于，若所述温度控制模式为所述升温控制模式，控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制；若所述温度控制模式为所述降温控制模式，控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制。

[0118]

在一种实现方式中，若所述温度控制模式为所述升温控制模式，所述第二确定模块802用于，通过下述第一公式确定所述升温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第二公式确定所述升温控制模式所对应的稳态功率；

[0119]

所述第一公式为：

[0120][0121]

所述第二公式为：

[0122]

[0123]

其中，t1表示所述升温控制模式所对应的功率转换时间，p1表示所述升温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，p0表示最大加热功率，t0表示所述esc的初始温度，t(t1)表示所述升温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为正数。

[0124]

在一种实现方式中，若所述温度控制模式为所述降温控制模式，所述第二确定模块802用于，

[0125]

通过下述第三公式确定所述降温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第四公式确定所述降温控制模式所对应的稳态功率；

[0126]

所述第三公式为：

[0127][0128][0129]

其中，t2表示所述降温控制模式所对应的功率转换时间，p2表示所述降温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，t0表示所述esc的初始温度，t(t2)表示所述降温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为负数。

[0130]

本技术实施例提供的静电卡盘的温度控制装置能够实现图1-6的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

[0131]

需要说明的是，本说明书中关于静电卡盘的温度控制装置的实施例与本说明书中关于静电卡盘的温度控制方法的实施例基于同一发明构思，因此关于静电卡盘的温度控制装置实施例的具体实施可以参见前述对应的关于静电卡盘的温度控制方法实施例的实施，重复之处不再赘述。

[0132]

本技术实施例中的静电卡盘的温度控制装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，pda)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(network attached storage，nas)、个人计算机(personal computer，pc)、电视机(television，tv)、柜员机或者自助机等，本技术实施例不作具体限定。

[0133]

本技术实施例中的静电卡盘的温度控制装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本技术实施例不作具体限定。

[0134]

基于相同的技术构思，本技术实施例还提供了一种电子设备，该电子设备用于执行上述的静电卡盘的温度控制方法，图9为实现本技术各个实施例的一种电子设备的结构示意图。电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括处理器(processor)910、通信接口(communications interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储在存储器930上并可在处理器910上运行的计算机程序，以执行下述步骤：

[0135]

确定静电卡盘esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；

[0136]

确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；

[0137]

通过所述初始加热功率对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述esc进行温度控制。

[0138]

具体执行步骤可以参见上述静电卡盘的温度控制方法实施例的各个步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

[0139]

需要说明的是，本技术实施例中的电子设备包括：服务器、终端或除终端之外的其他设备。

[0140]

以上电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，例如，输入单元，可以包括图形处理器(graphics processing unit，gpu)和麦克风，显示单元可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板。用户输入单元包括触控面板以及其他输入设备中的至少一种。触控面板也称为触摸屏。其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。

[0141]

存储器可用于存储软件程序以及各种数据。存储器可主要包括存储程序或指令的第一存储区和存储数据的第二存储区，其中，第一存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或者，存储器可以包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synch link dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，drram)。

[0142]

处理器可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理涉及操作系统、用户界面和应用程序等的操作，调制解调处理器主要处理无线通信信号，如基带处理器。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。

[0143]

本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述静电卡盘的温度控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

[0144]

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等。

[0145]

本技术实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

[0146]

应理解，本技术实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

[0147]

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个

……”

限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

[0148]

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。

[0149]

上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。技术特征：

1.一种静电卡盘的温度控制方法，其特征在于，包括：确定静电卡盘esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；通过所述初始加热功率对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述esc进行温度控制。2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述esc进行温度控制之后，还包括：在预设时段内通过温度传感器监测所述esc的温度值，若监测到所述温度值的变动量处于预设范围内，则持续以所述述稳态功率对所述esc进行温度控制，直至达到所述esc的所需温控时间。3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率，包括：若所述温度控制模式为所述升温控制模式，则所述初始加热功率为最大加热功率；若所述温度控制模式为所述降温控制模式，则所述初始加热功率为零。4.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述静电卡盘中设置有至少两个冷却通道，所述至少两个冷却通道用于通入温度不同的冷却介质；所述温度控制方法还包括：若所述温度控制模式为所述升温控制模式，控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制；若所述温度控制模式为所述降温控制模式，控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制。5.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，若所述温度控制模式为所述升温控制模式，确定所述温度控制模式所对应的稳态功率和功率转换时间，包括：通过下述第一公式确定所述升温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第二公式确定所述升温控制模式所对应的稳态功率；所述第一公式为：所述第二公式为：其中，t1表示所述升温控制模式所对应的功率转换时间，p1表示所述升温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，p0表示最大加热功率，t0表示所述esc的初始温度，t(t1)表示所述升温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为正数。

6.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，若所述温度控制模式为所述降温控制模式，确定所述温度控制模式所对应的稳态功率和功率转换时间，包括：通过下述第三公式确定所述降温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第四公式确定所述降温控制模式所对应的稳态功率；所述第三公式为：所述第三公式为：其中，t2表示所述降温控制模式所对应的功率转换时间，p2表示所述降温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，t0表示所述esc的初始温度，t(t2)表示所述降温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为负数。7.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括控制器、工艺腔室，所述工艺腔室中设置有静电卡盘esc，所述esc中设置有加热器；所述控制器用于确定所述esc的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；确定所述温度控制模式所对应的所述加热器的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述esc的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；通过所述初始加热功率控制所述加热器对所述esc进行温度控制，并在所述esc的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率控制所述加热器对所述esc进行温度控制。8.根据权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述控制器还用于在所述温度控制模式为所述升温控制模式时，将所述初始加热功率设置为所述加热器的最大加热功率；在所述温度控制模式为所述降温控制模式时，将所述初始加热功率设置为为零。9.根据权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述静电卡盘中还设置有至少两个冷却通道，所述至少两个冷却通道用于通入温度不同的冷却介质；所述控制器还用于在所述温度控制模式为所述升温控制模式时，控制通入温度最高的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制；在所述温度控制模式为所述降温控制模式时，控制通入温度最低的冷却介质的冷却通道对所述esc进行温度控制。10.根据权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述控制器用于在所述温度控制模式为所述升温控制模式时，通过下述第一公式确定所述升温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第二公式确定所述升温控制模式所对应的稳态功率；所述第一公式为：所述第二公式为：其中，t1表示所述升温控制模式所对应的功率转换时间，p1表示所述升温控制模式所对

应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，p0表示最大加热功率，t0表示所述esc的初始温度，t(t1)表示所述升温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为正数。11.根据权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述控制器用于在所述温度控制模式为所述降温控制模式时，通过下述第三公式确定所述降温控制模式所对应的功率转换时间，并通过下述第四公式确定所述降温控制模式所对应的稳态功率；所述第三公式为：所述第三公式为：其中，t2表示所述降温控制模式所对应的功率转换时间，p2表示所述降温控制模式所对应的稳态功率，ρ表示密度，k表示玻尔兹曼常数，c

p

表示等压热容，t0表示所述esc的初始温度，t(t2)表示所述降温控制模式所对应的预设目标温度，为预先设定值且为负数。

技术总结

本申请公开了一种静电卡盘的温度控制方法及半导体工艺设备，上述方法包括：确定静电卡盘ESC的温度控制模式，其中所述温度控制模式包括升温控制模式或降温控制模式；确定所述温度控制模式所对应的初始加热功率、稳态功率和功率转换时间，其中所述功率转换时间为所述ESC的温度达到所述温度控制模式所对应的预设目标温度时的时间；通过所述初始加热功率对所述ESC进行温度控制，并在所述ESC的温度达到所述预设目标温度时通过所述稳态功率对所述ESC进行温度控制。本实施例提高了温度控制的效率。率。率。

技术研发人员：宋攀 陈星 钟晨玉

受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司

技术研发日：2022.04.01

技术公布日：2022/6/28