专利名称：从静电夹盘对晶片解除箝制的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及半导体处理系统，且更具体地涉及用于从静电夹盘对晶片解除箝制的方法及系统。
背景技术：
相当长时间以来，已在诸如蚀刻、化学气相沉积(CVD)、及离子注入等基于等离子体或基于真空的半导体工艺中利用静电夹盘。例如，典型的静电夹盘包括位于导电电极上方的介电层，其中将半导体晶片置放于静电夹盘的表面上。在半导体处理期间，通常将箝制电压施加于晶片与电极之间，从而引起使晶片粘附至静电夹盘的表面的静电力。然而，在诸多应用中，从夹盘表面对晶片解除箝制或使其不粘附为所关心的问题。 举例而言，在箝制电压关闭之后，晶片通常在相当长时间中“粘着”至夹盘表面，其中无法藉由典型的晶片提升机构来足够地移除晶片。在一现有解决方案中，使用一下子攫取(in one fell swoop)从表面提升晶片的典型晶片提升机构可引起晶片从夹盘的表面“弹出”。此“弹出”的力量不仅可使晶片从夹盘脱离，而且可使晶片从晶片提升机构移位。此可最终引起晶片跌落在地面上，其可使晶片破裂或使晶片上充斥疵点以致无法挽救。因此，在该技术领域中存在对能够将晶片从静电夹盘恰当地移除的解除箝制系统及方法的需要。
发明内容
下面呈现本发明的简化概述以便提供对本发明的一些方面的基本理解。此概述并非本发明的广泛综述。其既不意欲识别本发明的重要或关键要素，亦不意欲描绘本发明的范畴。其目的为以简化形式呈现本发明的一些概念以作为稍后呈现的更详细描述的序部。本发明的一实施例涉及一种用于解除对半导体晶片的箝制的方法，该晶片通过箝制电压电性粘附至静电夹盘的表面。在此方法中，撤销该箝制电压。在该撤销之后的一段时间上，将晶片的第一区域从静电夹盘的表面提升第一距离，同时使晶片的第二区域保持粘附至静电夹盘的表面。在该段时间期间监视预定条件。当满足该预定条件时，将第二区域从静电夹盘的表面提升。以下描述及随附图式详细阐述本发明的某些说明性实施例。然而，此等实施例指示可使用本发明的原理的各种方式中的少许。当结合图式来考虑时，本发明的其他目标、优点及新颖特征将自本发明的以下详细描述而变得显而易见。
图1为根据本发明一方面的静电箝制系统的系统级框图。图2说明根据本发明另一方面的用于对晶片进行箝制及解除箝制的方法。图3为说明根据本发明另一方面的静电夹盘的依据时间的箝制电压、箝制力、晶片的第一区域距表面的距离，及电容的波形的一系列曲线。
图4A至图4C为根据本发明另一方面说明在解除箝制的各个阶段上晶片及静电夹盘的横截面图。
具体实施例方式本发明针对利用静电夹盘的对晶片解除箝制的系统及方法。此夹盘可为库伦型夹盘(Coulombic type chuck)或Johnsen-Rabbeek(J-R)型夹盘。因而，现将参看附图描述本发明，其中相似参考数字在全文中用以指代相似元件。应理解，这些方面的描述仅为说明性的且其不应以限制性意义理解。在以下描述中，为了解释的目的，阐述众多特定细节以便提供对本发明的彻底理解。然而，本领域技术人员将显而易见，可在无这些特定细节的情况下实践本发明。本发明通过提供用于对晶片(例如，半导体基板)解除箝制的系统及方法来克服现有技术的挑战，在本发明的系统及方法中，在满足预定条件以前，仅从静电夹盘的表面提升晶片的一部分。当满足该预定条件时，从夹盘的表面完全移除晶片。以此方式，以受限的“弹出”力从夹盘逐渐移除晶片，从而减少掉落的晶片的数目且仍维持系统的有利的吞吐
Mo现参看附图，图1示出了根据本发明一些方面的箝制系统100的框图。该箝制系统包括具有导电基座104和薄介电质106的静电夹盘102。在操作期间，晶片108通过施加至导电基座104的箝制电压V而选择性地粘附至介电质106的表面110。箝制电压V引起将晶片108粘附至介电表面110的静电力。为了促进该功能性，控制器112将控制信号提供至电压供应器114，电压供应器 114选择性地将箝制电压V施加至静电夹盘102。控制器112也可操作为控制提升组件116， 提升组件116将晶片108提升经过多种距离以将其从介电表面110移除。在移除晶片108 的过程中的最初时，控制器112指示提升组件116仅稍微将晶片108从介电表面110提升。 在晶片从介电表面110稍微提升的同时，控制器112监视预定条件。当满足该预定条件时， 控制器112指示提升组件116将晶片108从介电表面110完全移除。在一实施例中，提升组件116可包括机械提升组件，诸如从介电表面110可移动地延伸的一系列插脚，或抓住晶片108且将晶片从介电表面110移动的臂。在其他实施例中， 提升组件116可包括提供静电力以提升晶片108的静电提升组件、提供磁力以提升晶片108 的磁性提升组件，或适配为提升晶片108的加压气体供应器。现已描述了说明性箝制系统100，下面参看图2的流程图描述更详细的功能性，图 2示出了根据本发明的方法200。在许多实施例中，箝制系统100包括用以执行此方法200 以及本文所描述的其他功能性的软件、硬件和固件的合适组合。虽然在本文中将方法说明及描述为一系列动作或事件，但应了解，本发明不受这些动作或事件的说明次序限制，因为根据本发明，一些步骤可按与本文中所展示及描述的次序不同的次序发生及/或与其他步骤同时发生。另外，可能并不需要所有所说明的步骤来实施根据本发明之方法。此外，应了解，方法不仅可与本文中所说明及描述的系统相关联地加以实施，而且可与未说明的其他系统相关联地加以实施。在图2中，在动作202之前，激活箝制电压以将晶片粘附至夹盘，且对晶片执行处理操作。从动作202开始，撤销该箝制电压。在动作204中，在撤销之后的一段时间上，将晶片的第一区域从静电夹盘的表面提升，同时晶片的第二区域保持粘附至静电夹盘的表面。 在动作206中，在该段时间期间测量预定条件。此预定条件可与在夹盘与晶片之间测量到的电容相关，或与从撤销箝制电压开始起测量的期满时间相关。在动作208中，当满足该预定条件时，将第二区域从静电夹盘的表面提升。举例而言，若测量到的电容大于阈值，或若时间大于期满时间，则将晶片从静电夹盘的表面完全移除。作为一实例，图3示出了与图2的方法一致的一系列波形图。为了理解的目的，此实例在具有150毫米直径及0. 2毫米介电质106 (例如，氧化铝层)的平板静电夹盘的情况下进行论述。在时序图中标记为“有效箝制”的区域中，施加大约士2000伏特的箝制电压V，从而建立大约250托的静态箝制力以将晶片粘附至介电表面。该箝制电压可为直流(DC)电压或交流(AC)电压。若使用AC电压，则箝制电压通常为多相电压(例如，三相或六相)。 在将晶片有效地箝制于适当位置时，可对晶片执行离子注入、基于等离子体或基于真空的半导体处理或其他处理。在时间302，撤销箝制电压。在所说明的实施例中，箝制电压的撤销对应于大约0 伏特，但也可对应于具有实质上小于有效箝制电压量值的量值的另一电压。依据实施方式， 该撤销的电压可为正电压或负电压。由于撤销了箝制电压，如由标号304所示，箝制力趋向于随时间减少。然而，因为晶片及静电夹盘充当其中储存有残余电荷的RC电路，所以箝制力不立刻变为零而是逐渐(例如，指数地)下降。在区域204/206中，如由标号306所示，将晶片从静电夹盘的表面提升第一距离。 在一些实施例中，第一距离在大约0. 1毫米与大约5毫米之间，或在0. 5毫米与2毫米之间。 在一特定实施例中，第一距离为大约0. 75毫米。在任何情况下，因为在204/206处静电吸引(箝制力)可能保留在晶片与夹盘之间，所以仅晶片的第一区域被从介电表面剥离，而晶片的第二区域保持粘附至介电表面。随着提升组件将晶片提升第一距离，控制器监视预定条件，该预定条件指示何时从夹盘完全移除晶片是适当的。举例而言，在图3中，在时间308处满足该预定条件。因此， 在时间308，控制器指示提升组件将晶片从表面移动至第二距离，或者将晶片从静电夹盘完全移除。在图3的实例中，在时间310处晶片被提升至第二距离且被从静电夹盘完全移除。在一较佳实施例中，控制器通过提供低频AC信号来测量晶片与夹盘之间的电容， 来监视预定条件。控制器比较测量到的电容与阈值水平。若该测量到的电容与阈值水平相比是有利的，则控制器认为箝制力足够低，能够将晶片从夹盘安全地移除。在一实施例中， 该信号是用以监视电极与地之间的电容的1 赫兹AC信号。在有被箝制的晶片的情况下， 该信号可为12000缩放计数(scaled count)，且在无被箝制的晶片的情况下，该信号可下降至6000缩放计数。在另一实施例中，控制器通过等待期满时间流逝来监视该条件。通常从撤销箝制电压的时间302开始起测量该期满时间。举例而言，若控制器确定在撤销箝制电压之后已经流逝了多于1000ms，则控制器可指示提升组件将晶片从夹盘移除。虽然使用期满时间具有一些益处，但测量晶片与夹盘之间的电容为较佳的，因为其可自动地解决晶片间差异及工艺间差异。图4A到图4C示出了当随时间流逝从静电夹盘102移除晶片108时的横截面图。图4A描绘了当晶片108的后表面实质上粘附至静电夹盘102的介电表面110的时候。该横截面为当箝制电压为有效的或刚刚撤销箝制电压时的典型示例。因此，静电力线402指示晶片108在此时被吸引至静电夹盘102。图4B描绘了当提升组件已将晶片108的外边缘区域404从夹盘的介电表面110 提升第一距离406的时候。此横截面可与具有接触并提升晶片108的外边缘区域404的插脚或指状物的提升装置相关。如所展示的，在此时，晶片的中心区域410中的静电力402大于归因于提升装置的力408。因此，尽管将外边缘区域404提升至第一距离406，但中心区域410保持粘附至介电表面110。在各种未说明的实施例中，在此时可将中心区域410(或其他区域)而非外边缘区域404提升至第一距离406。如先前所论述，在此时间期间监视预定条件。最终，在图4C中，该预定条件被满足，且将晶片108从静电夹盘的介电表面110完全移除。因此，在一示例中，可将晶片提升至第二距离412，实现晶片从介电表面110的完全移除。尽管已关于某一或某些较佳实施例展示且描述本发明，但显而易见的是本领域技术人员在阅读并理解此说明书及随附图式之后将想到等效更改及修改。尤其关于由上文所描述的组件(组件、器件、电路等)执行的各种功能，除非另外指示，否则用于描述此等组件的术语(包括对“装置”的引用)意欲对应于执行所描述的组件的指定功能的任何组件(意即，为功能等效的)，即使在结构上不等效于在本发明的本文中所说明的例示性实施例中执行该功能的所揭示结构。另外，虽然可能已关于若干实施例中的仅一个揭示了本发明的特定特征，但此特征可与对于任何给定或特定应用所要及有利的其他实施例的一个或多个其他特征组合。
权利要求
1.一种用于解除对晶片的箝制的方法，该晶片通过箝制电压而电粘附至静电夹盘的表面，该方法包括撤销该箝制电压；在该撤销之后的一段时间上，将该晶片的第一区域从静电夹盘的表面提升第一距离， 同时晶片的第二区域保持粘附至静电夹盘的表面；在该段时间期间监视预定条件；以及当满足该预定条件时，将第二区域从静电夹盘的表面提升。
2.如权利要求1所述的方法，其中监视预定条件包括确定在该晶片与该静电夹盘之间测量的电容与阈值相比是否是有利的。
3.如权利要求1所述的方法，其中监视预定条件包括提供交流(AC)电压以测量在该晶片与该静电夹盘之间的电容；以及比较该测量到的电容与阈值。
4.如权利要求1所述的方法，其中监视预定条件包括确定所述时间与预定期满时间相比是否是有利的。
5.如权利要求1所述的方法，其中第一距离大于大约0.1毫米且小于大约5毫米。
6.如权利要求1所述的方法，其中箝制电压为直流(DC)电压。
7.如权利要求1所述的方法，其中箝制电压为交流(AC)电压。
8.如权利要求7所述的方法，其中AC电压为多相AC电压，其建立用于将该晶片粘附至该静电夹盘的表面的近似恒定力。
9.如权利要求1所述的方法，其中第一区域对应于晶片的外边缘区域。
10.如权利要求9所述的方法，其中第二区域对应于晶片的中心区域。
11.一种用于处理晶片的系统，包括静电夹盘，包括可操作以在晶片与静电夹盘的表面之间提供静电箝制力的一个或多个电极；电源，被配置为将箝制电压提供至该一个或多个电极；以及提升组件，被适配为在第一时间期间将晶片的第一区域从静电夹盘的表面提升第一距离，同时晶片的第二区域保持在该表面上，且进一步被适配为当满足预定条件时从该表面提升整个晶片；控制器，被适配为监视所述预定条件，且在满足该预定条件时将控制信号提供至提升组件以从该表面提升整个晶片。
12.如权利要求11所述的系统，其中提升组件为机械提升组件。
13.如权利要求12所述的系统，其中机械提升组件包括至少一个插脚，该至少一个插脚被适配为从静电夹盘的所述表面可移动地延伸以从该表面提升晶片。
14.如权利要求12所述的系统，其中组件包括臂，该臂被适配为抓住晶片且从静电夹盘的表面提升该晶片。
15.如权利要求11所述的系统，其中提升组件包括以下中至少一个被适配为提供静电力以提升晶片的静电提升组件，或被适配为提供磁力以提升晶片的磁性提升组件。
16.如权利要求11所述的系统，其中提升组件包括被适配为提升晶片的加压气体供应
17.如权利要求11所述的系统，其中静电夹盘的表面包括平板。
18.如权利要求11所述的系统，其中控制器被适配为通过确定在晶片与静电夹盘之间测量的电容与阈值相比是否有利，来监视预定条件。
19.如权利要求11所述的系统，其中控制器被适配为通过确定自所述第一时间起测量的时间与预定期满时间相比是否有利，来监视预定条件。
20.一种用于解除半导体晶片的箝制的方法，该半导体晶片通过箝制电压而电粘附至静电夹盘的表面，该方法包括撤销箝制电压；在该撤销之后的一段时间上，将晶片的第一区域从静电夹盘的表面机械地提升，同时晶片的第二区域保持粘附至静电夹盘的表面；在该段时间期间监视晶片与静电夹盘之间的电容；及当该电容与阈值水平有利地相关时，将晶片的第二区域从静电夹盘的表面提升，以将晶片从静电夹盘完全移除。
全文摘要
本发明的实施例涉及一种用于对半导体晶片解除箝制的方法，该晶片通过箝制电压而电性粘附至静电夹盘的表面。在方法中，撤销该箝制电压。在该撤销之后的一段时间，将该晶片的第一区域从静电夹盘的表面提升第一距离，同时该晶片的第二区域保持粘附至静电夹盘的表面。在该段时间期间监视预定条件。当满足该预定条件时，将该第二区域从静电夹盘的表面提升。
文档编号H01L21/683GK102246289SQ200980149402
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者威廉·D·李, 理查德·泽祖特, 阿施文·普鲁黑特, 马文·拉封丹 申请人:艾克塞利斯科技公司