用於利用升降銷靜電解除卡緊的極區的製作方法
2023-12-02 05:59:11 1
專利名稱：用於利用升降銷靜電解除卡緊的極區的製作方法
用於利用升降銷靜電解除卡緊的極區
背景技術：
許多半導體處理設備的設計涉及處理室，在處理室中，半導體晶片由等離子體進行處理(例如，蝕刻或沉積)。這些設計往往包括靜電卡盤(或者ESC)以通過靜電卡盤中的電氣極(electrical pole)圖案的使用在這種處理過程中固定半導體晶片。電氣極圖案的設計能夠對這種固定的均勻性產生影響。一旦處理完成，半導體晶片便與靜電卡盤分離或解除卡緊(de-chuck)以便其能夠從處理室移除。但是，可能餘留殘餘的靜電電荷，使得難以進行高效的分離。於是，電氣極圖案的設計能夠對這種分離的效率產生影響。為了解決殘餘靜電電荷的問題以及為了幫助エ藝自動化，除了其它方面之外，用於半導體處理設備的ー些設計還包括升降銷，升降銷抬升半導體晶片使其離開靜電卡盤進入可用機械臂將半導體晶片取回(retrieve)的位置。當然，如果不監控或控制由這種升降銷產生的力，則所述升降銷可損害甚或損壞半導體晶片。就這點而言，共同擁有的美國專利第6，646，857號在其它方面之外還描述了被連接在軛(yoke)構件中且耦合於反饋迴路的升降銷組。
發明內容
在一示例性實施方式中，一種用於半導體晶片的靜電卡緊和解除卡緊的裝置包括具有多個區域(zone)的靜電卡盤。每ー個區域包括圍繞升降銷的ー或多個極區(polarregion)，所述升降銷接觸半導體晶片的底面。所述裝置還包括控制所述升降銷的ー或多個控制器和控制所述極區的一或多個控制器。在示例性實施方式中，用於所述升降銷的控制器從ー或多個傳感器接收數據並利用所述數據來調節所述升降銷的向上力。同樣地，在示例性實施方式中，用於所述極區的控制器從所述傳感器接收數據並利用所述數據來調節所述極區中的電壓。在另ー示例性實施方式中，通過エ藝控制器執行ー種用於處理半導體晶片的自動化方法。エ藝控制器由將半導體晶片置於處理室中的靜電卡盤上開始。所述靜電卡盤包括多個區域且姆ー個區域包括圍繞由氣動壓力(pneumatic pressure)移動的升降銷的ー或多個極區。然後，エ藝控制器通過將ー電壓施加到一或多個極區將半導體晶片固定(clamp)於所述靜電卡盤。所述エ藝控制器處理所述半導體並結束處理操作。且所述エ藝控制器施加另ー電壓到ー或多個區域的一或多個極區以開始解除卡緊(de-chucking)。然後，エ藝控制器開始用升降銷抬升半導體晶片使其離開靜電卡盤。所述エ藝控制器使用傳感器測量半導體和靜電卡盤之間的靜電カ並調節向上カ以避免對半導體晶片的損害。在另ー示例性實施方式中，ー種用於處理半導體晶片的裝置包括具有耦合於RF功率源的上電極和耦合於RF功率源的靜電卡盤的處理室。所述靜電卡盤包括多個區域且每ー個區域包括圍繞接觸半導體晶片的底面的升降銷的ー或多個極區。根據下面結合附圖進行的以實施例來闡明本發明的原理的詳細描述，本發明的優點將變得顯而易見。
圖1是根據示例性實施方式示出用於在處理室中處理半導體晶片的系統的示意圖。圖2是根據示例性實施方式示出用於靜電卡緊和解除卡緊的系統的示意圖。圖3A是根據示例性實施方式示出具有氣動傳感器的氣動升降銷的示意圖。圖3B是根據示例性實施方式示出具有壓電傳感器的氣動升降銷的示意圖。圖4A是根據示例性實施方式示出氣缸的透視圖的圖形。圖4B是根據示例性實施方式示出氣缸的橫斷面視圖的圖形。圖5是根據替代的示例性實施方式示出成組的升降銷和傳感器銷的圖形。圖6是根據示例性實施方式示出能夠被連接到単一氣缸的升降銷組的圖形。圖7是根據示例性實施方式示出以用於升降銷的孔為中心的圖案化極區的多個區域的系統的示意圖。圖8是根據示例性實施方式示出具有傳感器銷和以用於升降銷的孔為中心的圖案化極區的多個區域的系統的示意圖。圖9是根據示例性實施方式示出具有用於以用於升降銷的孔為中心的極區的替代圖案的系統的示意圖。圖10是根據示例性實施方式示出具有用於以用於升降銷的孔為中心的極區的另一替代圖案的系統的示意圖。圖1lA是根據示例性實施方式示出用於產生兩個極區的系統的示意圖。圖1lB是根據示例性實施方式示出用於利用介電層中的電路系統產生兩個極區的系統的不意圖。圖12是根據示例性實施方式示出具有以用於升降銷的孔為中心的圖案化極區的多個區域的系統的橫斷面視圖的示意圖。圖13是根據示例性實施方式示出用於具有以用於升降銷的孔為中心的圖案化極區的多個區域的系統的ー種電路系統的示意圖。圖14是根據示例性實施方式示出用於具有以用於升降銷的孔為中心的圖案化極區的多個區域的系統的另一種電路系統的示意圖。圖15是根據示例性實施方式示出用於在具有有傳感器銷的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的ー種エ藝的流程圖。圖16是根據示例性實施方式示出用於在具有有傳感器銷的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的另一種エ藝的流程圖。圖17是根據示例性實施方式示出用於在具有有和升降銷ー對一相關聯的傳感器的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的ー種エ藝的流程圖。圖18是根據示例性實施方式示出用於在具有有和升降銷ー對一相關聯的傳感器的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的另一種エ藝的流程圖。
具體實施例方式在接下來的描述中，為了提供對示例性實施方式的透徹理解，會闡述大量具體細節。但是，顯而易見的是，對本領域技術人員而言，示例性實施方式可在沒有這些具體細節中的某些細節的情況下被實施。另ー方面，實施細節和エ藝操作如果已經是公知的，就不會被詳細描述。圖1是根據示例性實施方式示出用於在處理室中處理半導體晶片的系統的示意圖。如該圖中所描繪的，系統100包括用於例如通過蝕刻或沉積操作處理半導體晶片的處理室102。處理室102包括被設計來夾緊或抓緊半導體晶片106的靜電卡盤104a。處理室102包括被設計來在處理過程中接收被分配到等離子體區域112中的エ藝氣體的上電極114。等離子體區域112被限定在上電極114的表面和半導體晶片106的表面之間。上電極114被連接到匹配箱116a (match box)且被連接到RF (射頻)功率源118a。靜電卡盤104被連接到匹配箱116b和RF功率源118b。處理室102具有出ロ 120，出ロ 120在處理過程中從處理室102內泵出多餘氣體。在一些實施方式中，當在操作中時，RF功率供應器118a偏置上電極114並在大約27MHz的頻率運行。RF功率源118a主要負責等離子體區域112內大部分等離子體密度的產生，而RF功率源118b主要負責等離子體區域112內偏置電壓的產生。RF功率源118b通常在大約2MHz的較低頻率運行。可以理解的是，該系統示出了用於電容耦合等離子體的處理室。但是，下面所描述的發明對其它處理室亦有效，包括，例如，可能不具有上電極的針對變壓器耦合等離子體(TCP)的處理室。也就是說，圖1 g在說明，而非限制。圖2是根據示例性實施方式示出用於靜電卡緊和解除卡緊的系統的示意圖。如該圖中所描繪的，處理室102包括靜電卡盤104用於抓緊或夾緊半導體晶片106。可以理解的是在替代的實施方式中，半導體晶片106可以是適於在處理室102中進行處理的ー些其它襯底。轉而，靜電卡盤104包括用於三個升降銷203a、203b和203c的孔(或通道)，每ー個升降銷被連接到對應的氣缸204a、204b或204c。這些氣缸中的每ー個與對應的傳感器205a,205b或205c相關聯。可以理解的是，當在操作中時，升降銷203a、203b和203c對半導體晶片106的底面施加向上力。氣動控制器207控制各個氣缸204a、204b和204c。在示例性實施方式中，氣動控制器207包括針對各個氣缸的單獨控制模塊，如圖2中所描繪的。但是，在替代的示例性實施方式中，氣動控制器207可以不是這樣模塊化的。此外，如該圖中所描繪的，傳感器205a、205b和205c提供數據給傳感器反饋模塊210。可以理解的是，該數據涉及靜電卡盤104和半導體晶片106之間的靜電カ(例如殘餘或後處理)。在示例性實施方式中，轉而，傳感器反饋模塊210將基於該數據的數據傳送給可使用閾電路209的激活狀態邏輯単元208。所以，舉例來說，在該示例性實施方式中，如果由具體傳感器所傳送的數據表示大於具體閾值的靜電力，則激活狀態邏輯単元208可使用所接收到的數據來使得氣動控制器207停止具體升降銷的進一歩向上移動。此外，如圖2中所描繪的，傳感器反饋模塊210將基於傳感器數據的數據傳送給電氣極電路控制器211 (electrical-pole circuit controller),從而控制靜電卡盤104中的極區212 (P1/P2)。如下面將更詳細闡述的，極區212可被設置在具體的圖案中以幫助半導體晶片106的均勻卡緊和解除卡緊。此外，如下面所更詳細闡述的，電氣極電路控制器211可使用所接收到的數據來調節極區212 (Pl和/或P2)中的一或多個以減小靜電卡盤104和半導體晶片106之間的靜電カ並從而幫助半導體晶片106的解除卡緊。圖3A是根據示例性實施方式示出具有氣動傳感器的氣動升降銷的示意圖。如該圖中所描繪的，氣缸204包括升降銷203並通過輸入管301接收空氣。氣動傳感器205被連接到氣缸204並測量氣缸內部、活塞302之下的氣壓(例如，単位為磅/平方英寸(psi))。氣動傳感器205位於氣缸204下方。但是，該位置只是示例性。在替代的示例性實施方式中，氣動傳感器205可在氣缸204的一側上或者甚至是被連接到輸入管301。可以理解的是，氣缸204內部、活塞302之下的氣壓(以及輸入管301內部的氣壓)在升降銷203接觸半導體晶片時會反映(reflect)靜電卡盤和半導體晶片之間的靜電力。此外，如該圖中所描繪的，氣動傳感器205將其對氣壓的測量結果傳送給傳感器反饋模塊(未圖示，但圖2中有記載)。圖3B是根據示例性實施方式示出具有壓電傳感器的氣動升降銷的示意圖。如該圖中所描繪的，氣缸204包括升降銷203並通過輸入管301接收空氣。壓電傳感器205(例如，由壓電材料構造的傳感器)被連接到氣缸204並測量氣缸內部、活塞302之下的氣壓(例如，単位為磅/平方英寸(psi))。壓電傳感器205位於氣缸204下方。但是，該位置只是示例性。在替代的示例性實施方式中，壓電傳感器205可在氣缸204的一側上或者甚至是被連接到輸入管301。可以理解的是，氣缸204內部、活塞302之下的氣壓(以及輸入管301內部的氣壓)在升降銷203接觸半導體晶片時會反映靜電卡盤和半導體晶片之間的靜電力。此夕卜，如該圖中所描繪的，壓電傳感器205將其對氣壓的測量結果傳送給傳感器反饋模塊(未圖示，但圖2中有記載)。傳感器的上述實施例是示例性的，而非限制性的。因此，在替代的示例性實施方式中，傳感器可以是應變計(strain gauge)或其它合適替代物。圖4A是根據示例性實施方式示出氣缸的透視圖的圖形。如該圖中所描繪的，氣缸204位於靜電卡盤104下方，靜電卡盤104在絕緣層或介電層401下方包括導電層402。半導體晶片106被靜電卡盤104抓紫。在示例性實施方式中，導電層402可由諸如鋁或銅之類的金屬製成，而絕緣層或介電層401可由諸如氧化鋁(鋁氧化物)、石英、或釔、或陶瓷材料之類的材料製成。但是，在另ー替代的實施方式中，也可採用具有類似屬性的其它材料。圖4B是根據示例性實施方式示出氣缸的橫斷面視圖的圖形。如該圖中所描繪的，氣缸204使用來自輸入管403的壓縮氣體來抬高升降銷203穿過靜電卡盤104中的孔以便升降銷203接觸到半導體晶片106。如圖4A中所示，靜電卡盤104在絕緣層或介電層401下方包括導電層402。在示例性實施方式中，所述氣體可以簡單地是空氣，但是其它合適的氣體(例如，惰性氣體)也可被用在替代的示例性實施方式中。此外，在示例性實施方式中，升降銷203可由與導電層402相同的導電材料(例如，鋁)製成。圖5是根據替代的示例性實施方式示出成組的升降銷和傳感器銷的圖形。如該圖中所描繪的，靜電卡盤104在絕緣層或介電層401下方包括導電層402。三個升降銷203a、203b和203c中的每ー個穿過靜電卡盤104並各自連接到對應的升降組件403a、403b和403c，所述升降組件被連接到銷升降機軛(未圖示)，比如接下來的附圖中所描繪的銷升降機軛。相較於前述的氣缸，這些升降組件中的每ー個均不關聯於對應的傳感器。反而，傳感器銷501 (類似於圖3中所示的升降銷)測量半導體晶片和靜電卡盤104之間的靜電力。傳感器銷501也可由與導電層402相同的導電材料(例如，鋁)製成。並且，在替代的示例性實施方式中，傳感器銷501可與氣動傳感器、壓電傳感器、應變計傳感器等相關聯。圖6是根據示例性實施方式示出能夠被連接到単一氣缸的升降銷組的圖形。如該圖中所描繪的，三個升降銷203a、203b和203c各自被連接到對應的升降組件403a、403b和403c。這些升降組件中的每ー個被連接到銷升降機軛502，銷升降機軛502被氣缸(未圖示)從輪幅(spoke)503a和503c (第三個輪幅未示出)向上提起。同樣地，升降銷穿過的靜電卡盤也未在該圖中示出。可以理解的是，在示例性實施方式中，該圖中所示的銷升降機軛502可結合升降銷203a、203b和203c進行使用，如圖5中所示。在此可以理解的是，在替代的示例性實施方式中，傳感器銷也可結合升降銷進行使用，升降銷具有其自身的氣缸但不被連接到銷升降機軛。但是，在該示例性實施方式中，升降銷的氣缸不具有對應的傳感器。唯一的傳感器是傳感器銷。圖7是根據示例性實施方式示出圍繞著用於升降銷的孔(或通道)的圖案化極區的多個區域的系統的示意圖。此處所使用的術語「圍繞著……孔」意思是圖案化極區全部圍繞、部分圍繞地位於該孔附近、鄰近，或者以其為中心。但是，「以……為中心」並不意味著精確的中心，相反地，是指被取向為圍繞升降銷的孔或通道的中心。如該圖中所描繪的，靜電卡盤的絕緣層或介電層401具有3個區域(zone)，每ー個區域均以用於升降銷的孔為中心。如此，以孔704a為中心的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)P2的極區701a，極區701a通過介電區域702a與具有相反電氣極性Pl的另ー極區703a隔開。類似地，圍繞孔704b的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)P2的極區701b，極區701b通過介電區域702b與具有相反電氣極性的Pl的另ー極區703b隔開。而圍繞孔704c的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)P2的極區701c，極區701c通過介電區域702c (Di)與具有相反電氣極性Pl的另ー極區703c隔開。在此，可以理解的是，每ー個極區通過外加電壓(例如，直流或DC)的操作獲得其極性(例如，正或負)。所以，舉例來說，極區703a可包括通過Pl電路系統接收外加電壓(例如，直流或DC)的嵌入導電層(或電極圖案)。而極區701a包括通過P2電路系統接收外加電壓(例如，直流或DC)的嵌入導電層(或電極圖案)。在示例性實施方式中 ，具有Pl極性的極區的總表面積和具有P2極性的極區的總表面積可近似相等。在半導體晶片的抓緊或夾緊期間，可對每ー個總表面積施加相同的電壓以防止扭曲(warping)。但是，在替代的示例性實施方式中，具有Pl極性的極區的總表面積可不同於具有P2極性的極區的總表面積，且施加到這些總表面積中的每ー個的電壓也可不同。在替代的示例性實施方式中，靜電卡盤可以是單極的(unipolar)，而非雙極的(bipolar)。在這樣的實施方式中，沒有極性P2的極區。所以，舉例來說，ー個區域中的兩個極區701a和703a可均與Pl相關，但是它們仍然通過介電區域702a隔開且仍然以絕緣層或介電層401中的用於升降銷704a的孔為中心或者圍繞著該孔。圖8是根據示例性實施方式示出具有傳感器銷和以用於升降銷的孔為中心或圍繞著用於升降銷的孔的圖案化極區的多個區域的系統的示意圖。在極大程度上，圖8與圖7相同。因此，靜電卡盤的絕緣層或介電層401具有3個區域，每ー個區域均圍繞著用於升降銷的孔。如此，圍繞著孔704a的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)P2的極區701a，極區701a通過介電區域702a與具有相反電氣極性Pl的另ー極區703a隔開。類似地，圍繞孔704b的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)P2的極區701b，極區701b通過介電區域702b與具有相反電氣極性的Pl的另ー極區703b隔開。而圍繞孔704c的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)P2的極區701c，極區701c通過介電區域702c (Di)與具有相反電氣極性Pl的另ー極區703c隔開。另外，圖8示出了用於傳感器銷的孔805，如早前所描述的。因此，圖8可被用在具有圖5B中所描繪的銷升降機軛的示例性實施方式中或者被用在升降銷的氣缸沒有對應傳感器的示例性實施方式中。圖9是根據示例性實施方式示出具有用於以用於升降銷的孔為中心或圍繞著用於升降銷的孔的極區的替代圖案的系統的示意圖。如該圖中所描繪的，靜電卡盤的絕緣層或介電層401具有3個區域，區域1、區域2和區域3。再一次地，每ー個區域均圍繞著用於升降銷的孔。因此，圍繞著孔704的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)Pl的極區701，極區701通過介電區域702與具有相反電氣極性P2的另ー極區703隔開。相較於早前的極區被形成為半環形的示例性實施方式，該示例性實施方式中的極區被形成為環形。圖10是根據示例性實施方式示出具有用於圍繞著用於升降銷的孔的極區的另ー替代圖案的系統的示意圖。如該圖中所描繪的，靜電卡盤的絕緣層或介電層401具有3個區域，每ー個區域均圍繞著用於升降銷的孔。因此，圍繞著孔704的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)Pl的極區701，極區701通過介電區域702與具有相反電氣極性P2的另ー極區703隔開，極區703轉而又通過介電區域1001與具有極性Pl的另ー極區1002隔開。可以理解的是，例如圖8-10中示出的幾何圖案可用其它幾何圖案代替。換言之，這些圖中所示的幾何圖案意在說明，而非限制。可以理解的是，在上述的圖中，介電層401包括3個區域。在替代的示例性實施方式中，可以只有2個區域或者可以有4、5、6或更多個區域。一般而言，區域的數量由升降銷的數量決定，但是某些實施方式可具有少於或多於升降銷的區域。圖1lA是根據示例性實施方式示出用於產生兩個極區的系統的示意圖。如該圖中所描繪的，半導體晶片106被靜電卡盤104的絕緣層或介電層401抓緊。在絕緣層或介電層401內部有兩個嵌入導電層IlOla和IlOlb,嵌入導電層有時被稱為「電極圖案」。參見，例如共同擁有的美國專利第7，525，787號。這些嵌入層可由諸如鎢之類的金屬製成，但是其它合適的材料(包括其它金屬，比如銅)也可被用在替代的示例性實施方式中。在示例性實施方式中，絕緣層或介電層401的厚度A可以在大約0.02-0.06英寸的範圍內，而嵌入導電層IlOla或IlOlb的厚度B可以在大約0.0001-0.0005英寸的範圍內。此外，如圖1lA中所描繪的，每ー個嵌入層被連接到用於產生影響半導體晶片和靜電卡盤之間的靜電カ的極區(例如，正或負)的對應電路系統。這樣，嵌入導電層IlOla被連接到Pl (極I)電路系統212a，而嵌入導電層IlOlb被連接到P2 (極2)電路系統212b。可以理解的是，圖1lA中的圖形出於說明和強調的目的已被截短(truncated)，由左邊將靜電卡盤104和半導體晶片106 —分為ニ的S形線不出。如果不被截短，介電層401會包括另外的嵌入導電層。圖1lB是根據示例性實施方式示出用於利用介電層中的電路系統產生兩個極區的系統的示意圖。如該圖中所描繪的，半導體晶片106被靜電卡盤104的絕緣層或介電層401抓緊。在絕緣層或介電層401內部有兩個嵌入導電層IlOla和1101b。在絕緣層或介電層401內部還有兩個電氣連接件1102a和1102b。電氣連接件1102a連接(例如，通過介電層401中的孔)嵌入導電層IlOla和Pl (極I)電路系統212a以產生極區(例如，正或負)。類似地，電氣連接件1102b連接(例如，通過介電層401中的孔)嵌入導電層IlOlb和P2 (極2)電路系統212b以產生極區(例如，正或負)。同樣可以理解的是，圖1lB中的圖形出於說明和強調的目的已被截短(truncated)，由左邊將靜電卡盤104和半導體晶片106—分為ニ的S形線示出。如果不被截短，介電層401會包括另外的嵌入導電層。可以理解的是，如圖1lB中的具有嵌入導電層和電氣連接件的介電層可利用現有微製造技術或現有微加工技術來製造。圖12是根據示例性實施方式示出具有圍繞著用於升降銷的孔的圖案化極區的多個區域的系統的橫斷面視圖的示意圖。如該圖中所描繪的，靜電卡盤的絕緣層或介電層401具有3個區域，每ー個區域均圍繞著用於升降銷的孔。因此，圍繞著孔704的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)P2的極區701，極區701通過介電區域702與具有相反電氣極性Pl的另ー極區703隔開。橫斷面視圖1201包括絕緣層或介電層401及其電路系統和穿過該層的升降銷203中的兩個。這些升降銷中的每ー個具有對應的氣缸204。如橫斷面視圖1201中所示，Pl電路系統212a被連接到極區703而P2電路系統212b被連接到極區701。此處要重申的是，每ー個極區均包括由諸如鎢之類的材料製成的嵌入導電層，嵌入導電層在對所述電路系統施加電壓(例如，直流或DC)時產生區域的極性(正或負)。圖13是根據示例性實施方式示出用於具有圍繞著用於升降銷的孔的圖案化極區的多個區域的系統的ー種電路系統的示意圖。如該圖中所描繪的，靜電卡盤的絕緣層或介電層401具有3個區域，每ー個區域均圍繞著用於升降銷的孔。圍繞著孔704的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)Pl的極區701，極區701通過介電區域702與具有相反電氣極性P2的另ー極區703隔開，極區703轉而又通過介電區域1001與具有極性Pl的另ー極區1002隔開。絕緣層或介電層401還包括用於傳感器銷501的孔。如該圖中所示，Pl電路系統212a被連接到極區701與1001而P2電路系統212b被連接到極區703。再一次要重申的是，每ー個極區均包括由諸如鎢之類的材料製成的嵌入導電層，嵌入導電層在對所述電路系統施加電壓(例如，直流或DC)時產生區域的極性(正或負)。圖14是根據示例性實施方式示出用於具有圍繞著用於升降銷的孔的圖案化極區的多個區域的系統的另一種電路系統的示意圖。如該圖中所描繪的，靜電卡盤的絕緣層或介電層401具有3個區域，每ー個區域均圍繞著用於升降銷的孔。圍繞著孔704的區域包括具有電氣極性(例如，正或負)Pl的極區701，極區701通過介電區域702與具有相反電氣極性P2的另ー極區703隔開，極區703轉而又通過介電區域1001與具有極性Pl的另ー極區1002隔開。如該圖中所示，212 (PIN-1)中的Pl電路系統被連接到極區701和1001而212中的P2電路系統被連接到極區703。在此可以理解的是，每ー個區域分別具有其自身的P1-P2電路系統，例如，PIN-l、PIN-2和PIN-3。該電路系統結構與圖13中所示的電路系統結構形成對照，在圖13中，Pl電路系統被連接到所有的3個區域，P2電路系統也一祥。當然，在後者的電路系統結構中，不能對不同區域中的Pl區施加不同的電壓。在圖14所示的電路系統結構中，舉例來說，能將不同的電壓施加到第一區域中的P1、第二區域中的Pl和第三區域中的Pl。
圖15是根據示例性實施方式示出用於在具有有傳感器銷的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的ー種エ藝的流程圖。該エ藝從エ藝控制器的視角進行描述，在示例性實施方式中，エ藝控制器可包括在具有Linux或Windows作業系統的x86處理器平臺上執行的應用程式。在該エ藝的操作1501中，エ藝控制器將半導體晶片置於處理室的具有多個區域的靜電卡盤上，每ー個區域包括圍繞著升降銷的極區的圖案，如上所述。在操作1502中，エ藝控制器通過將電壓(例如，直流或DC)施加到該區域的極區中的一或多個來使靜電卡盤夾緊半導體晶片。然後，在操作1503中，エ藝控制器通過生成等離子體並利用該等離子體蝕刻襯底、在襯底上沉積材料或者執行ー些其它的半導體製造操作來處理該半導體晶片。エ藝控制器在操作1504結束處理。在操作1505中，エ藝控制器開始用升降銷抬升半導體晶片使其離開靜電卡盤。然後，在操作1506中，エ藝控制器用如上所述的傳感器銷測量半導體晶片和靜電卡盤之間的靜電力。在操作1507中，エ藝控制器基於傳感器銷的測量結果調節升降銷的向上力(例如，氣動壓力(pneumatic pressure))。圖16是根據示例性實施方式示出用於在具有有傳感器銷的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的另一種エ藝的流程圖。在該エ藝的操作1601中，エ藝控制器將半導體晶片置於處理室的具有多個區域的靜電卡盤上，每ー個區域包括圍繞著升降銷的極區的圖案。在操作1602中，エ藝控制器通過將電壓(例如，直流或DC)施加到該區域的極區中的一或多個來使靜電卡盤夾緊半導體晶片。然後在操作1603中，エ藝控制器通過生成等離子體並利用該等離子體蝕刻襯底、在襯底上沉積材料或者執行ー些其它的半導體製造操作來處理該半導體晶片。在操作1604中，エ藝控制器結束處理並對極區施加電壓(例如，直流或DC)以開始解除卡緊。可以知道的是，在圖15所示的エ藝中不發生這種電壓施加。這種解除卡緊的電壓在美國專利第5，612，850號中進行了描述。接著，在圖16所示エ藝的操作1605中，エ藝控制器開始用升降銷抬升半導體晶片使其離開靜電卡盤。在操作1606中，エ藝控制器用如上所述的傳感器銷測量半 導體晶片和靜電卡盤之間的靜電力。在操作1607中，エ藝控制器基於傳感器銷的測量結果調節升降銷和/或解除卡緊電壓的向上力(例如，氣動壓力!,pneumatic pressure)ノ。圖17是根據示例性實施方式示出用於在具有有和升降銷ー對一相關聯的傳感器的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的ー種エ藝的流程圖。該エ藝從エ藝控制器的視角進行描述，在示例性實施方式中，エ藝控制器可包括在具有Linux或Windows作業系統的x86處理器平臺上執行的應用程式。在該エ藝的操作1701中，エ藝控制器將半導體晶片置於處理室的具有多個區域的靜電卡盤上，每ー個區域包括圍繞著升降銷的極區的圖案，如上所述。在操作1702中，エ藝控制器通過將電壓(例如，直流或DC)施加到該區域的極區中的一或多個來使靜電卡盤夾緊半導體晶片。然後在操作1703中，エ藝控制器通過生成等離子體並利用該等離子體蝕刻襯底、在襯底上沉積材料或者執行ー些其它的半導體製造操作來處理該半導體晶片。エ藝控制器在操作1704結束處理。在操作1705中，エ藝控制器開始用升降銷抬升半導體晶片使其離開靜電卡盤。然後，在操作1706中，エ藝控制器用如上所述的和升降銷ー對一相關聯的傳感器測量半導體晶片和靜電卡盤之間的靜電力。在操作1707中，エ藝控制器基於傳感器的測量結果調節升降銷的向上力(例如，氣動壓力(pneumaticpressure))。圖18是根據示例性實施方式示出用於在具有有和升降銷ー對一相關聯的傳感器的靜電卡盤的處理室中處理半導體晶片的另一種エ藝的流程圖。在該エ藝的操作1801中，エ藝控制器將半導體晶片置於處理室的具有多個區域的靜電卡盤上，每ー個區域包括圍繞著升降銷的極區的圖案。在操作1802中，エ藝控制器通過將電壓(例如，直流或DC)施加到該區域的極區中的一或多個來使靜電卡盤夾緊半導體晶片。然後在操作1803中，エ藝控制器通過生成等離子體並利用該等離子體蝕刻襯底、在襯底上沉積材料或者執行ー些其它的半導體製造操作來處理該半導體晶片。在操作1804中，エ藝控制器結束處理並對一或多個極區施加電壓(例如，直流或DC)以開始解除卡緊。可以知道的是，在圖17所示的エ藝中不發生這種電壓施加。接著，在圖18所示エ藝的操作1805中，エ藝控制器開始用升降銷抬升半導體晶片使其離開靜電卡盤。在操作1806中，エ藝控制器用如上所述的和升降銷ー對一相關聯的傳感器測量半導體晶片和靜電卡盤之間的靜電力。在操作1807中，エ藝控制器基於傳感器的測量結果調節極區中的解除卡緊電壓。然後在操作1808中，エ藝控制器基於傳感器的測量結果調節升降銷的向上力(例如，氣動壓力(pneumatic pressure))。可以理解的是，圖18中所述的エ藝利用外加電壓(例如，直流或DC)以及和升降銷一対一相關聯的傳感器二者來分開半導體晶片和靜電卡盤。電壓的施加可在區域和區域之間變化，同樣升降銷的向上力也可在區域和區域之間變化，以便針對對靜電カ可導致半導體晶片被升降銷損害的位置進行「精確(pinpoint)」調節。在又ー實施方式中，施加(量級和時間)到一或多個極區的電壓可基於預定義的公式。該公式可基於預期在晶片上發生的處理進行定義。例如，如果預期特定類型的蝕刻配方，則可應用預定義的預期解除卡緊電壓和時長。在ー實施方式中，通過安排卡盤上的導電圖案(即，定義極區)可在抬升點更好地以解除卡緊為目標。基於以上實施方式，應當理解的是，本發明可使用涉及計算機系統中所存儲的數據的各種計算機執行操作。這些操作需要物理量(physical quantities)的物理操縱。通常但不一定，這些量(quantities)表現為能夠被存儲、傳遞、結合、比較、以及進行其他操縱的電或磁信號的形式。進ー步地，所進行的這些操縱往往是指諸如產生、標識、確定、或比較等方面。此處所描述的構成本發明的部分的任何操作均是實用的機器操作。本發明還涉及用於執行這些操作的設備或裝置。該裝置可被專門構造用於所需目的(比如前面所討論的載波網絡)，或者可以是用存儲在計算機中的電腦程式選擇性地進行激活或配置的通用計算機。具體地，各種通用機器可以與根據此處的教導所編寫的電腦程式一起使用，或者構造更專業的裝置來執行所需操作會是更便利的。本發明還可被呈現為計算機可讀介質上的計算機可讀代碼。計算機可讀介質是能夠存儲數據的任何數據存儲設備，其以後可被計算機系統讀取。計算機可讀介質的實施例包括硬碟驅動器、網絡附加存儲器(NAS)、只讀存儲器、隨機存取存儲器、⑶-ROM、⑶-R、CD-RW、DVD、快閃記憶體、磁帶、以及其他光學或非光學的數據存儲設備。計算機可讀介質還可在網絡耦合計算機系統上進行分配使得計算機可讀代碼以分布式方式存儲和執行。
雖然出於清楚理解的目的對前述示例性實施方式進行了相當詳細的描述，但顯然可以在所附權利要求書的範圍內進行某些變化和修改。例如，在替代的示例性實施方式中，靜電卡盤可以是三極的(例如，極區還可以與正極或負極之外的量級相關)而非雙極或單扱。因此，這些示例性實施方式可被視為例證性的而非限制性的，並且本發明不受此處所給出的細節限制，而且可在所附權利要求書的範圍或等同方式內被修改。
權利要求
1.一種用於靜電卡緊和解除卡緊的裝置，其包括: 具有多個區域的靜電卡盤，其中每ー個區域包括圍繞用於接觸襯底底面的升降銷的ー或多個極區； 控制所述升降銷的ー或多個控制器；以及 控制所述極區的一或多個控制器。
2.按權利要求1中所述的裝置，其中所述升降銷進一歩包括氣缸。
3.按權利要求2中所述的裝置，其中每ー個升降銷與單獨的傳感器相關聯。
4.按權利要求3中所述的裝置，其中所述傳感器提供反饋給用於所述升降銷的所述控制器。
5.按權利要求4中所述的裝置，其中一個控制器被連接到所有的升降銷。
6.按權利要求4中所述的裝置，其中単獨的控制器被連接到每ー個升降銷。
7.按權利要求6中所述的裝置，其中所述傳感器提供反饋給用於所述升降銷的所述控制器。
8.按權利要求3中所述的裝置，其中一個控制器被連接到所有的所述極區。
9.按權利要求8中所述的裝置，其中所述傳感器提供反饋給用於所述極區的所述控制器。
10.按權利要求3中所述的裝置，其中単獨的控制器被連接到每ー個極區。
11.按權利要求10中所述的裝置，其中所述傳感器提供反饋給用於各個極區的各個控制器。
12.按權利要求1中所述的裝置，其進ー步包括傳感器銷。
13.按權利要求12中所述的裝置，其中所述傳感器銷提供反饋給用於所述升降銷的所述控制器。
14.按權利要求13中所述的裝置，其中一個控制器被連接到所有的極區。
15.按權利要求14中所述的裝置，其中所述傳感器銷提供反饋給用於所述極區的所述控制器。
16.按權利要求13中所述的裝置，其中単獨的控制器被連接到每ー個極區。
17.按權利要求16中所述的裝置，其中所述傳感器銷提供反饋給用於各個極區的各個控制器。
18.一種用於處理用於製造集成電路的襯底的自動化方法，其包括如下操作: 將所述襯底置於處理室中的靜電卡盤上，其中所述靜電卡盤包括多個區域且其中每ー個區域包括圍繞由氣動壓力移動的升降銷的ー或多個極區； 通過將ー電壓施加到所述ー或多個極區將所述襯底固定於所述靜電卡盤； 處理所述襯底； 結束該處理操作； 將另ー電壓施加到所述ー或多個區域的所述ー或多個極區以開始解除卡緊； 使得一或多個升降銷與所述襯底的底面接觸；以及 用傳感器測量所述襯底和所述靜電卡盤之間的靜電力。
19.按權利要求18所述的方法，其進ー步包括調節ー或多個升降銷的所述氣動壓カ的操作。
20.按權利要求18所述的方法，其進ー步包括調節ー或多個區域中的一或多個極區的電壓的操作。
21.按權利要求18所述的方法，其中處理所述襯底的所述操作包括生成等離子體並使用所述等離子體蝕刻所述襯底、在所述襯底上沉積材料、或者執行另一半導體製造操作。
22.一種用於處理半導體晶片的腔室，所述腔室包括: 被限定為支撐襯底的靜電卡盤，所述靜電卡盤具有用於接收升降銷的多個孔，所述升降銷用於在所述襯底存在時嚙合所述襯底，所述靜電卡盤包括被限定為至少部分地圍繞所述多個孔中的每ー個的多個極區。
23.按權利要求22所述的腔室，其中所述多個極區中的每ー個具有幾何圖案以及耦合於所述幾何圖案的電壓供應。
24.按權利要求22所述的腔室，其中所述多個極區中的每ー個被耦合於相同的電壓。
25.按權利要求22所述的腔室，其中所述多個極區中的每ー個被耦合於不同的電壓。
26.按權利要求22所述的腔室，其中所述多個極區中的每ー個限定區域，且每ー個區域被耦合於電壓供應。
27.按權利要求22所述的腔室，其中所述靜電卡盤包括， 金屬底座； 位於所述金屬底座上的介電層，所述介電層限定用於支撐所述襯底的表面； 位於所述介電層中的由導電金屬限定的幾何圖案；以及 用於將電壓施加到所述導電材料的電路系統，其中所述電路系統被設置在所述介電層中。
28.按權利要求27所述的腔室，其中所述孔被限定為穿過所述金屬底座和所述介電層。
全文摘要
一種用於半導體晶片的靜電卡緊和解除卡緊的裝置包括具有多個區域的靜電卡盤。每一個區域包括圍繞升降銷的一或多個極區，所述升降銷接觸半導體晶片的底面。所述裝置還包括控制所述升降銷的一或多個控制器和控制所述極區的一或多個控制器。用於所述升降銷的控制器從一或多個傳感器接收數據並利用所述數據來調節所述升降銷的向上力。同樣地，用於所述極區的控制器從所述傳感器接收數據並利用所述數據來調節所述極區中的電壓。
文檔編號H01L21/687GK103098195SQ201180043836
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月15日 優先權日2010年9月17日
發明者珍妮弗·方力·郝 申請人:朗姆研究公司