专利名称：减少晶片处理过程中电弧产生的方法
技术领域：
本发明涉及半导体晶片的处理方法，特别是涉及半导体晶片处理过程中减少电弧 产生的方法。
背景技术：
在半导体晶片处理过程中，常常涉及到对晶片进行微细加工的刻蚀工艺以及形成 薄膜的成膜工艺等。在这些处理工艺中，常常遇到电弧产生而导致晶片质量下降，甚至报废 等问题的出现。例如，在物理气相沉积(PVD)过程中，就常常在金属薄膜形成过程中产生电弧，而 导致晶片质量下降，甚至报废。根据现有的经验，可以将电弧总结为两种一种是靶材级电 弧(Target Arcing)，另一种是晶片级电弧(Wafer LevelingArcing) 0具体而言，靶材级 电弧的产生与靶材有关，即当靶材质量较差或者靶材周围有污染物时，就很容易产生靶材 级电弧，因为这种情况下，靶材晶格不均勻，进而导致电场不同，出现瞬间放电，从而产生电 弧。而晶片级电弧的产生与晶片有关，详细来说加热盘中心需要与反应室中心对准，当产 生一定偏差时，将导致电弧的产生；这个因素在预防保养(PM)的时候是可以控制的。另外， 晶片中心需要与加热盘中心对准，否则也将导致电弧产生。而晶片往往利用机械手(robot) 送入反应室的加热盘上，由于晶片置于机械手的换手(handoff)上，所以在将晶片送入反 应室后，换手的中心需与加热盘的中心对准，这样才能保证晶片的中心与加热盘的中心对 准。然而，这个因素在实际操作中很难控制。因为一个机械手需要负责向多个反应室送片， 而反应室内的温度往往高于室温，导致机械手热胀冷缩，故当前反应室内的中心对准情况 受到之前反应室的温度影响，而这种热效应的影响很难控制。所以在晶片级电弧的控制方 面，给技术人员带来了很多困扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是减少晶片处理过程中晶片级电弧(Wafer Leveling Arcing)的产生。为解决以上技术问题，本发明提供一种减少晶片处理过程中电弧产生的方法，包 括取晶片，利用机械手将该晶片置于反应室的加热盘上，其中该晶片半径大于所述加热盘 半径；在晶片表面沉积与晶片颜色不同的薄膜；测量晶片置于加热盘的一面上至少四个径 向方向上所沉积的薄膜的宽度，其中所述四个径向方向依次成90度；利用成180度的径向 方向上的薄膜宽度之差控制所述机械手的运动。进一步的，所述四个径向方向包括12点钟方向、3点钟方向、6点钟方向与9点钟 方向，且利用12点钟方向与6点钟方向上薄膜宽度之差控制所述机械手的伸缩；利用3点 钟方向与9点钟方向上薄膜宽度之差控制所述机械手的旋转。进一步的，所述薄膜为铝薄膜。进一步的，在高温条件下，所沉积铝薄膜的厚度不小于2千埃。
进一步的，在室温条件下，所沉积铝薄膜的厚度不小于5千埃。进一步的，所述薄膜为钨薄膜。进一步的，所述钨薄膜的厚度不小于3千埃。可见，本发明利用晶片背面形成薄膜的情况来调整机械手(robot)的换手 (handoff)位置，解决了困扰技术人员已久的换手位置难于调节的问题。同时，利用该方法 进行换手调节，可提高晶片中心与加热盘中心的对准程度，进而减少电弧的产生，提高半导 体产品的良率。
图1为晶片处理过程中反应室内的结构示意图；图2为图1中圆圈A范围内的放大示意图；图3为本发明一实施例所提供的减少电弧产生的方法的流程示意图；图4为本发明实施例中所用到的晶片的背面示意图。
具体实施例方式为使本发明的技术特征更明显易懂，下面结合附图与实施例，对本发明做进一步 的描述。在背景技术中已经提及在预防保养(PM)中，可以调整加热盘中心与反应室中心 的相对位置，从而使他们尽可能的对准，以减少后续晶片处理过程中电弧的产生。而在预防 保养之后，机械手(robot)的换手(handoff)的调节、晶片的中心与加热盘的中心之间的相 对位置调节往往难以控制，以下实施例正是针对这种情况，提出一种调节机械手运动的方 法，使得换手进入反应室后，其中心位置与加热盘的中心位置尽可能的对准，进一步减少晶 片处理过程中电弧的产生。请参考图1与图2，其中图1为晶片处理过程中反应室内的结构示意图，图2为 图1中圆圈A范围内的放大示意图。如图所示，晶片10置于反应室内的加热盘20上。其 中，晶片的半径为150mm ；而加热盘承载晶片10的表面半径为145mm到146mm左右，在此以 146mm为例；另外，晶片10与加热盘20之间具有一圈牺牲层30，用以在晶片处理过程中进 行消耗，而保护晶片10，此牺牲层30的厚度为2mm左右，距离晶片10背面有一个十分小的 空隙，例如在本实施例中为0. 009mm。因此，在晶片10背面大概有2mm的边缘暴露在反应室 内。因而，在进行等离子沉积过程中，晶片10背面大概有2mm的边缘暴露在等离子区内，因 而也将被沉积形成薄膜。技术人员充分考虑到这一点，利用晶片10背面所形成的薄膜来调 整机械手(robot)，使得机械手将晶片送入反应室后，可以调整其换手的中心于加热盘上方 的位置，进而使得换手中心尽可能与加热盘对准，保证晶片的中心与加热盘的中心对准，从 而减少电弧的产生。具体，请合并参考图3，其示出了本发明一实施例所提供的减少电弧产生的方法的 流程示意图。如图所示，该方法包括如下步骤Sl 取晶片10，利用机械手将该晶片10置于反应室的加热盘20上，其中晶片10的 半径大于加热盘20的半径；S2 在晶片10表面沉积与晶片颜色不同的薄膜；
S3 测量晶片10置于加热盘20的一面(即背面)上至少四个径向方向上所沉积 的薄膜的宽度，其中所述四个径向方向依次成90度；S4 利用成180度的径向方向上的薄膜宽度之差控制机械手的运动。详细而言，在完成预防保养后，取一个测试用晶片10，将其置于机械手的换手之 上，而后利用机械手将其送入反应室，机械手经过预先设定好的伸缩与旋转量，将晶片10 置于加热盘20上(步骤Si)。由于晶片10的半径大于加热盘20用于承载晶片10的表面 的半径。例如，晶片半径为150mm，加热盘20用于承载晶片10的表面的半径为146mm，同时， 晶片10与加热盘20之间具有一圈厚度为2mm左右的牺牲层30 (如图1与图2所示)。因 此，如果晶片10中心与加热盘20中心对准的情况下，晶片10的背面有2mm左右的边缘暴 露于反应室内；而未对准，其暴露在外的边缘宽度将有所变化。接着，进行步骤S2，即在晶片10的表面沉积薄膜，由于晶片10的背面一定宽度的 边缘暴露于反应室内，其上将同时形成薄膜。本实施例便是利用晶片10背面所形成的薄 膜的宽度对机械手进行调节的，因此需要所沉积的薄膜相对于晶片10明显可见，即薄膜的 颜色与晶片颜色可以明显区分。例如，选用铝(Al)进行等离子沉积所得到的铝薄膜为银 白色，而晶片为深灰色，这样便可以清楚的看到晶片10背面暴露在外的边缘所沉积的铝薄 膜，进而方便测量其宽度。同样的道理，也可以选择纯钨(Clean-W)进行等离子沉积，以形 成钨薄膜。另外，经过发明人多次实验发现，晶片10背面所沉积的薄膜的厚度最好达到一 定要求。具体而言在高温条件下，铝薄膜的厚度不小于2千埃；在室温条件下，铝薄膜的厚 度不小于5千埃。而钨薄膜的厚度不小于3千埃。而后，进行步骤S3，即测量晶片10背面上至少四个径向方向上所沉积的薄膜的宽 度。请参考图4，在本发明一较佳实施例中，这四个径向方向依次为12点钟方向、3点钟方 向、6点钟方向与9点钟方向。经测量得到12点钟方向的宽度为Dlmm，3点钟方向的宽度为 D2mm,6点钟方向的宽度为D3mm，9点钟方向的宽度为D4mm。而后进行步骤S4,即利用成180度的径向方向上的薄膜宽度之差控制机械手的 运动。接着以步骤S3中的较佳实施例为例，利用12点钟方向与6点钟方向上薄膜宽度 之差控制机械手的伸缩；并利用3点钟方向与9点钟方向上薄膜宽度之差控制机械手的 旋转。举例而言，若控制机械手的步进机(st印motor)的步进速率为每200步为1mm，则 机械手在伸缩方向上所需调整步数为(|Dl-D3|/2)*200，在旋转方向上所需调整的步数为 (ID2-D4 I /2) *200。当然，此处仅为举例，本领域技术人员可据此提示，在实际操作中选择更 多或不同的径向方向进行测量与调整，本发明不以此为限。如此，便可以在机械手的换手(handoff)进入反应室后，继续调整其最终于加热 盘上方的位置，相对于现有技术，换手的中心与加热盘的中心在对准调整过程中，更加准 确，进而使得晶片中心与加热盘中心的对准情况大为改善，减小了电弧产生的几率，提高了 半导体产品的良率。以上仅为举例，并非用以限定本发明，本发明的保护范围应当以权利要求书所涵 盖的范围为准。
权利要求
一种减少晶片处理过程中电弧产生的方法，包括取晶片，利用机械手将该晶片置于反应室的加热盘上，其中该晶片半径大于所述加热盘半径；在晶片表面沉积与晶片颜色不同的薄膜；测量晶片置于加热盘的一面上至少四个径向方向上所沉积的薄膜的宽度，其中所述四个径向方向依次成90度；利用成180度的径向方向上的薄膜宽度之差控制所述机械手的运动。
2.根据权利要求1所述的减少晶片处理过程中电弧产生的方法，其特征是，其中所述 四个径向方向包括12点钟方向、3点钟方向、6点钟方向与9点钟方向，且利用12点钟方向与6点钟方向上薄膜宽度之差控制所述机械手的伸缩；利用3点钟方向与9点钟方向上薄膜宽度之差控制所述机械手的旋转。
3.根据权利要求1所述的减少晶片处理过程中电弧产生的方法，其特征是，所述薄膜 为铝薄膜。
4.根据权利要求3所述的减少晶片处理过程中电弧产生的方法，其特征是，在高温条 件下，所沉积铝薄膜的厚度不小于2千埃。
5.根据权利要求3所述的减少晶片处理过程中电弧产生的方法，其特征是，在室温条 件下，所沉积铝薄膜的厚度不小于5千埃。
6.根据权利要求1所述的减少晶片处理过程中电弧产生的方法，其特征是，所述薄膜 为钨薄膜。
7.根据权利要求6所述的减少晶片处理过程中电弧产生的方法，其特征是，所述钨薄 膜的厚度不小于3千埃。
全文摘要
本发明揭露了一种减少晶片处理过程中电弧产生的方法，包括取晶片，利用机械手将该晶片置于反应室的加热盘上，其中该晶片半径大于所述加热盘半径；在晶片表面沉积与晶片颜色不同的薄膜；测量晶片置于加热盘的一面上至少四个径向方向上所沉积的薄膜的宽度，其中所述四个径向方向依次成90度；利用成180度的径向方向上的薄膜宽度之差控制所述机械手的运动。可见，其利用晶片背面形成薄膜的情况来调整机械手(robot)的换手(handoff)位置，解决了困扰技术人员已久的换手位置难于调节的问题。同时，利用该方法进行换手调节，可提高晶片中心与加热盘中心的对准程度，进而减少电弧的产生，提高半导体产品的良率。
文档编号H01L21/02GK101901749SQ200910052188
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者周锋, 金海亮 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司