專利名稱：使用基材背面壓力測量的基材定位確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于判定是否基材已經(jīng)適當(dāng)?shù)乇欢ㄎ挥谝换闹谓Y(jié)構(gòu) (例如一真空夾持支撐結(jié)構(gòu))上的方法。
背景技術(shù)：
在沉積薄膜于半導(dǎo)體基材(例如硅晶片)上的期間，若晶片沒有適當(dāng)?shù)?接合于支撐結(jié)構(gòu)(其是用來將晶片固持住)，沉積.薄膜的期間所產(chǎn)生的應(yīng)力 會(huì)造成晶片彎曲。在薄膜沉積制程中，半導(dǎo)體晶片通常是被固持住在一真 空夾持/加熱器組件的表面上時(shí)而進(jìn)行處理。將半導(dǎo)體晶片錯(cuò)置
(misplacement)于例如真空夾持(chuck)/加熱器組件上會(huì)致使流動(dòng)氣體在 晶片邊緣不均勻的漏氣。不均勻的漏氣會(huì)造成不均勻的膜層沉積，這會(huì)使 得晶片彎曲。晶片彎曲是得晶片邊緣無法接觸于加熱器，且晶片邊緣變得 比晶片中心更冷。這會(huì)導(dǎo)致增加的膜層沉積非均勻性。在一些情況中，彎 曲可能非常嚴(yán)重，以致于必須停止膜層沉積制程。半導(dǎo)體制造設(shè)備業(yè)者先 前有設(shè)想出一經(jīng)加熱的真空夾持件，以避免發(fā)生彎曲。然而，使用加熱器/ 真空夾持件需要將晶片適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诩訜崞?真空夾持件的中心，否則經(jīng)加 熱的真空夾持件無法避免彎曲。并非總是能達(dá)到適當(dāng)?shù)亩ㄎ唬@是因?yàn)榫?片典型地是被自動(dòng)機(jī)械手臂所操控以置放晶片在加熱器/真空夾持件上。機(jī) 械手臂造成的晶片錯(cuò)置是難以偵測出。
在公元1999年8月6日提出申請且在公元2001年2月23日公開而 才示題為"Position-Sensing Device"的曰本專利申i青案號P2001-50732中， 發(fā)明人描述了 一種用以感測各種設(shè)備零件的位置的裝置，其中所述設(shè)備零 件需要被定位以進(jìn)行產(chǎn)品制造、檢測等等。發(fā)明人聲稱通過提供一位置感 測裝置已經(jīng)解決了錯(cuò)置物體的技術(shù)問題，其中該位置感測裝置能夠不受限 于產(chǎn)品形狀而可靠地感測 一位置狀態(tài)且有效地避免錯(cuò)置而不需要手動(dòng)調(diào)整 產(chǎn)品。解決此問題的技術(shù)手段是在于，在感測是否一構(gòu)件被置放在一預(yù)定位置的一位置感測裝置中(其中該預(yù)定位置相對應(yīng)于置放區(qū)塊，所置放構(gòu)件 被定位成與置放區(qū)塊有表面接觸)， 一抽吸路徑中提供有一抽吸開口其能夠 被一抽吸設(shè)備施加抽吸，與一壓力感測器其用以感測該抽吸路徑中的壓力降。
示范性實(shí)施例包括有一基材， 一電子部件被安裝在基材上，前述置放 區(qū)塊包含多個(gè)突出部其在多個(gè)位置處支撐前述基材的底表面，并且前述抽 吸路徑中的抽吸開口形成在每一 突出部的中心。其范例包括有做為被置放 構(gòu)件的矩形板狀基材，任何型式的電子部件(例如繼電器或電容)被適當(dāng)?shù)?br> 裝設(shè)在基材的頂表面上。這即是所謂的卡邊緣型式連接器(card edge type connector),其在基材的長側(cè)面兩者上嵌合于邊緣部。參閱圖1,基材形狀 凹部(矩形)形成在一基材定位塊的頂表面中，其中基材是被插入與移除開 該基材形狀凹部，該基材定位塊是用以限制自前面至后面且左邊至右邊的 移動(dòng)。做為置放區(qū)塊而具有一平坦頂表面的突出部設(shè)置在該基材形狀凹部 的四個(gè)角落的每一者處，其中該突出部是突出于底表面上方。所述突出部 能使基材被置放且被固持在高于底表面 一預(yù)定高度上方，其中該壓力感測 器對應(yīng)于構(gòu)件被設(shè)置而具有表面接觸的置放區(qū)塊。用以感測抽吸路徑中壓 力降的壓力感測器是繪示于圖2，標(biāo)號為壓力感測器21。
在此實(shí)例中，所關(guān)注者亦為基材的錯(cuò)置，但是基材為制程腔室中真空 夾持件在基材處理期間固定基材者。此實(shí)例所需要的容忍值是比前述日本 公開案更受限制。尤其，存在有加熱器/真空夾持件的處理腔室目前通常為 施加氣相沉積薄膜或涂覆物的腔室，且所關(guān)注者為是否形成薄膜的蒸氣會(huì) 以非均勻方式在晶片邊緣周圍漏氣，而使所形成膜層不均勻或晶片背側(cè)部 分被涂覆。如前所述，在真空夾持件(其用以固持住基材以進(jìn)行處理)上基 材的錯(cuò)置會(huì)造成不均勻的膜層沉積及晶片背側(cè)部分的涂覆，致使晶片彎曲。 當(dāng)晶片操控機(jī)械手臂"脫手(hand off)"不精確時(shí)，且晶片不適當(dāng)?shù)芈渲迷诩?熱器/真空夾持件(其用以在薄膜氣相沉積制程期間支撐晶片)上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 錯(cuò)置。前述日本公開案是有關(guān)于最終使用的應(yīng)用(其中錯(cuò)置精確性必須足以 固持住卡形構(gòu)件于突出部上)，此申請案的置放必須精確而使當(dāng)真空施加在 晶片背表面時(shí)蒸氣不會(huì)不均勻地在晶片邊緣處漏氣。增加晶片表面在其整個(gè)圓周能均勻密封的困難度是明顯的。再者，在此申請案中，若在真空夾 持件上存在有嚴(yán)重的基材錯(cuò)置，在漏氣區(qū)域具有大的膜層形成前驅(qū)物流動(dòng)， 晶片處理腔室與輔助設(shè)備會(huì)無法忍受地被損壞。因此，偵測晶片(例如半導(dǎo) 體晶片)在加熱器/真空夾持件上錯(cuò)置的能力需要能夠偵測當(dāng)晶片被錯(cuò)置時(shí) 顯著漏氣速率的敏感度。此外，具有迅速地偵測漏氣速率的能力是很重要 的。


圖1顯示一真空夾持件/加熱器100表面102的俯視圖，其中一 300 毫米半導(dǎo)體晶片落置在該表面102上以進(jìn)行一薄膜沉積制程。
圖2為一流體流動(dòng)系統(tǒng)200的一實(shí)施例的側(cè)視圖，該系統(tǒng)200可以被 用以量測是否 一半導(dǎo)體晶片適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谡婵諍A持件/加熱器表面的頂 部上。圖2的系統(tǒng)200為用于同時(shí)處理兩半導(dǎo)體晶片的處理腔室的系統(tǒng)。
圖3分別地顯示曲線圖300與320,每一曲線圖是顯示對于一適當(dāng)?shù)?被置放的半導(dǎo)體晶片與 一未被適當(dāng)?shù)刂梅诺陌雽?dǎo)體晶片在一小容積空間 (其溝通于半導(dǎo)體晶片基材的背側(cè))中壓力改變速率的比較。曲線圖300顯 示置放晶片在第一真空夾持件(圖2標(biāo)號254)的數(shù)據(jù)。曲線圖320顯示置 放晶片在第二真空夾持件(圖2標(biāo)號204)的數(shù)據(jù)。
圖4A-4D是提供了關(guān)于曲線圖300與320的比較性說明。圖4A顯示 當(dāng)在真空夾持件(圖2標(biāo)號254)上具有適當(dāng)?shù)木梅艜r(shí)，沒有背側(cè)晶片涂 覆物。圖4B顯示當(dāng)晶片置放劣等時(shí)，于晶片背側(cè)上具有涂覆物的累積。 圖4C顯示當(dāng)在真空夾持件(圖2標(biāo)號204)上具有適當(dāng)?shù)木梅艜r(shí)，沒有 背側(cè)晶片涂覆物。圖4D顯示在一邊緣上密封處具有漏氣(其導(dǎo)因于在真空 夾持件上的不適當(dāng)?shù)木梅?時(shí)，于晶片的該邊緣上具有背側(cè)晶片涂覆 物。
主要元件符號說明
100 真空夾持件/加熱器 102 的周圍 103 中心區(qū)塊 104 夾持端口105上表面106夾持溝槽
108舉升梢孔110唇部
200流體流動(dòng)系統(tǒng)204真空夾持件/加熱器
205上表面206半導(dǎo)體晶片
207上表面209處理腔室
210中心導(dǎo)管212小容積導(dǎo)管
214閥216線路
218線路219線路
220壓力感測器222閥
224線路228隔離閥
230節(jié)流閥232線路
234線路236線路
238真空閥240線路
254真空夾持件/加熱器255上表面
256半導(dǎo)體晶片257上表面
260中心導(dǎo)管262小容積導(dǎo)管
264閥266線路
300曲線圖301座標(biāo)軸
302曲線303
304曲線306曲線
320曲線圖322曲線
324曲線326曲線
402晶片404累積
412晶片414累積
具體實(shí)施例方式
關(guān)于以下詳細(xì)敘述而言，應(yīng)當(dāng)注意的是，本i兌明書與隨附權(quán)利要求中
所使用的「一」與r該」是包括有多個(gè)物件，除非本文明確地指出。 本文所使用的「約」字詞是指其差異性可以改變至±10% 。吾人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種使用真空夾持件/加熱器的方法，其中基材晶片被置 放在該真空夾持件/加熱器上，以判定是否基材適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谠撜婵諍A持 件/加熱器上。通常，基材為一半導(dǎo)體晶片，其是被置放在真空夾持件/加熱 器的中心。此方法是利用在一容積空間中壓力改變速率的量測，其中該容 積空間是溝通于基材表面，該基材表面直接接觸于真空夾持件/加熱器。典 型地，該基材表面為基材的下表面(背側(cè))，而基材的上表面會(huì)被處理以改 變其特征。
當(dāng)該真空夾持件/加熱器為存在于用在300毫米基材的A叩lied Materials Producer薄膜沉積腔室中的真空夾持件/加熱器時(shí)(其中該腔室被 操作于例如約400托耳至600托耳范圍內(nèi)的壓力，而具有至沉積腔室為 20slm氣體(例如He/02)范圍內(nèi)的恒定氣體流動(dòng))，容積空間中超過60托耳 /分鐘的名義上壓力增加速率是指示出在基材上進(jìn)行薄膜沉積之前基材晶 片被錯(cuò)置至其需要重新被置放的程度。當(dāng)處理設(shè)備與處理設(shè)備中基材方位 為如前所述時(shí)，制程腔室容積(其是接觸于基材的上表面)中名義上壓力會(huì) 介于約0.3托耳至約600托耳范圍內(nèi)。例如，在一開始通過化學(xué)氣相沉積 而沉積薄膜之前，此壓力典型地是介于約200托耳至約600托耳之間，更 典型地是介于約400托耳至約600托耳之間?；谋硞?cè)(其是接觸于真空夾 持件/加熱器設(shè)備)上的壓力是較低的，這是導(dǎo)因于所施加以達(dá)到真空夾持的 真空。典型地，在基材下方的空間與溝通于此空間的導(dǎo)管中的壓力是介于 約0.3托耳至約15托耳范圍內(nèi)。更典型地，在基材下方的空間的壓力是介 于約5托耳至約8托耳范圍內(nèi)。制程腔室中接觸于基材上表面的壓力，與 存在于 一 溝通于基材下表面的容積空間(例如 一 導(dǎo)管)中的壓力，此兩者的 差異量將會(huì)依據(jù)處理設(shè)備與所實(shí)施的制程而定。然而，只要在此兩壓力存 在有差異，則熟習(xí)該技藝的人士可以應(yīng)用本發(fā)明。較佳者，具有維持一恒
以及量測 一容積空間(其溝通于基材下表面)中下方第二壓力的速率改變的 能力。當(dāng)希望判定是否基材適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谡婵諍A持件/加熱器設(shè)備(其是在 處理期間支撐基材)上時(shí)，施加真空源至基材下方的空間被中斷。因?yàn)榛?沒有被氣密于真空夾持件/加熱器設(shè)備的上表面，來自處理腔室中基材表面上方的壓力在基材邊緣傾向于漏氣，且進(jìn)入基材下方空間內(nèi)(包括進(jìn)入溝通 于這樣空間的導(dǎo)管內(nèi))。 一壓力量測裝置(例如一壓力換能器)存在于一容積 空間中，其中該容積空間是溝通于基材的下表面。溝通于基材下表面的容 積空間中的壓力增加速率是被量測。若基材被置放在真空夾持件/加熱器設(shè) 備上，溝通于基材下表面的容積空間中的壓力增加速率是低的。若基材沒 有被良好地置放在真空夾持件/加熱器設(shè)備上，壓力增加速率是更快速的。 對于 一給定基材位置的壓力增加速率與 一可接受的壓力增加速率之間的比 較是提供了是否基材需要重新被置放在真空夾持件/加熱器設(shè)備上的指示。 可接受的名義上速率增加是依據(jù)制程腔室中所實(shí)施的特定制程而定。
關(guān)于用在300毫米基材的Applied Materials Producer薄膜沉積腔室 (其中該腔室被操作于約400托耳壓力，而具有至沉積腔室為20slm氣體(典 型地為He/02)的恒定氣體流動(dòng))，容積空間(其溝通于基材下表面)中一可接 受的名義上壓力增加速率是低于約60托耳/分鐘。大致上，壓力增加速率 是介于約5托耳/分鐘至60托耳/分鐘范圍內(nèi)。此壓力增加速率是通過在薄 膜沉積期間觀察基材會(huì)指示膜層沉積問題而憑經(jīng)驗(yàn)判定，其中所述問題是 指示出在真空夾持件上基材的錯(cuò)置。
兩指示物被使用，以將容積空間(其溝通于基材)中壓力增加速率關(guān)聯(lián) 于真空夾持件上被錯(cuò)置的基材。其中一指示物為被沉積在基材上的薄膜厚 度的均勻性。第二指示物為涂覆材料在基材的背側(cè)部分上的 一 不均勻累積。 這些變數(shù)的任一者，或這些變數(shù)的組合，可以被用做為用在薄膜沉積制程 的指示物。當(dāng)基材被錯(cuò)置在真空夾持件上時(shí)，被沉積的膜層厚度在基材表 面上是不均勻的。當(dāng)基材被錯(cuò)置時(shí)， 一部分基材背側(cè)通常具有一膜層/涂覆 物于其上。壓力增加速率與不符合規(guī)格的所處理基材之間的關(guān)系可以被發(fā) 展用于任何感興趣的制程，并且也希望本發(fā)明所應(yīng)用的制程不受限在只有 薄膜沉積制程。
對于尺寸不同于前述設(shè)備的真空夾持設(shè)備(其具有具不同的周圍邊緣 暴露距離的基材)，或氣體流動(dòng)或操作制程腔室壓力為不同的設(shè)備，容積空 間(其溝通于晶片的非處理表面)中壓力改變速率通常將會(huì)不同。然而，熟 習(xí)該技藝的人士在閱讀本文之后，可以通過少量實(shí)驗(yàn)而判定最大可容忍的壓力增加速率為何。
典型地，真空夾持組件是適用以支撐一圓形的半導(dǎo)體晶片。然而，本 發(fā)明可以應(yīng)用于除了圓形以外的其他基材形狀。本發(fā)明可以進(jìn)行快速判定 (典型地1分鐘以內(nèi))是否基材適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谡婵諍A持件上。
雖然本發(fā)明所以通過次大氣壓化學(xué)氣相沉積(sub-atmospheric chemical vapor deposition, SACVD)于基材上沉積薄膜來描述，各種薄膜/ 涂覆物的沉積方法(例如一般CVD、 PECVD、金屬CVD、與ALD)是被包
括在內(nèi)而做為實(shí)例而非限制。此方法也能用以判定除了薄膜/涂覆物沉積以 外處理應(yīng)用中的基材置放，其中基材在處理期間是被夾持住。沒有意圖將 此方法限制在用于薄膜沉積的處理腔室。然而，這是本發(fā)明方法最重要的 應(yīng)用之一 ，這是因?yàn)榉蔷鶆蚰映练e與膜層沉積期間涂覆物材料遷移至基 材背側(cè)不僅造成被涂覆基材的效能與基材彎曲問題，而且在處理期間會(huì)嚴(yán) 重地?fù)p壞真空夾持件(其支撐基材)的表面與功能性流體流動(dòng)通道。 用以實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備
在發(fā)展本發(fā)明方法期間用于實(shí)驗(yàn)的實(shí)施例示范設(shè)備為Producer SACVD處理腔室，其是獲得自美國加州圣克拉拉市(Santa Clara)的 Applied Materials, Inc.。參閱圖1，真空夾持件/力。熱器設(shè)備100于處理期 間(在沉積二氧化硅薄膜的情況中)是支撐基材(未顯示)，真空夾持件/力口熱器 設(shè)備100典型地包括一中心區(qū)塊103,基材(未顯示)停置于該中心區(qū)塊103 上。當(dāng)基材被適當(dāng)?shù)刂梅艜r(shí)，基材周圍對準(zhǔn)于真空夾持件/加熱器100的中 心區(qū)塊103的周圍102。唇部110圍繞著中心區(qū)塊103?；?未顯示)落 置在由唇部110與中心區(qū)塊103所形成的一凹部內(nèi)。對于一些處理應(yīng)用而 言，使用不包括有唇部的真空夾持件也是可行的。
真空夾持件/加熱器100的中心區(qū)塊103也包括有兩個(gè)夾持端口 104, 其為開孔，低壓力(真空)透過開孔被施加，以在薄膜沉積制程期間協(xié)助向 下固持住樣品(未顯示)于真空夾持件/加熱器100的表面上。夾持溝槽106 更施加低壓至基材的增加的表面區(qū)域，其中該基材是位在真空夾持件/加熱 器100的中心區(qū)塊103上方。典型地，至少真空夾持件的上方部分為陶乾 材料，且加熱器(未顯示)為內(nèi)嵌在陶瓷材料內(nèi)的電阻式加熱器，其中該加熱器是用以在處理期間增加基材溫度。參閱圖2，通過建立一壓力平衡于
基材的頂部與底部表面上(例如透過開啟閥222、 264與214),且接著使用 基材舉升梢(未顯示)(其是被升高穿過舉升梢孔108),基材可以被脫離夾持。 當(dāng)脫手(hand off)基材晶片至真空夾持件/加熱器100的表面上(典型地 是由 一機(jī)械手臂操控裝置(未顯示))是不精確，且晶片周圍沒有沿著真空夾 持件/加熱器的中心區(qū)塊103的圓周102落置時(shí)，夾持力量的大小是不均勻 地被施加在基材晶片(未顯示)表面上，且晶片的一邊緣可能會(huì)稍微被升高 隔開真空夾持件/加熱器100的上表面105。甚至，稍微舉升基材邊緣會(huì)造 成薄膜形成材料漏氣至基材晶片的背側(cè)上，且進(jìn)入真空夾持溝槽106與夾 持端口 104內(nèi)，并且更甚者會(huì)往下進(jìn)入用來施加真空至夾持端口 104的系 統(tǒng)(未顯示)內(nèi)。在真空夾持件/加熱器100的內(nèi)部構(gòu)件上形成薄膜涂覆物與 輔助真空應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)永久地?fù)p壞設(shè)備，或需要基本上關(guān)機(jī)時(shí)間以進(jìn)行清潔。 因此，若知道一基材晶片沒有適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谡婵諍A持件/加熱器100上的 話，薄膜沉積會(huì)被延遲而直到基材晶片被適當(dāng)?shù)刂梅艦橹埂?br> 存在有能夠用以監(jiān)測基材晶片在真空夾持件/加熱器100上位置的光 學(xué)技術(shù)；然而，在薄膜沉積腔室中，光學(xué)構(gòu)件會(huì)被薄膜沉積制程所涂覆， 且要維持可以清楚看見晶片基材是一個(gè)問題。吾人嘗試監(jiān)測在真空夾持件/ 加熱器100上表面105下方的一位置的壓力減少，但是當(dāng)真空恒定地被施 加時(shí)，自制程腔室所漏氣進(jìn)入真空系統(tǒng)的氣體量不足以指示基材錯(cuò)置在何 時(shí)已經(jīng)發(fā)生。
發(fā)展了一種指示基材晶片錯(cuò)置的方法(其中施加真空至真空夾持件/加 熱器是不連續(xù)的)，且一真空線路導(dǎo)管內(nèi)的壓力增加速率是被量測。真空線 路導(dǎo)管的容積是足夠小，使得自制程腔室進(jìn)入真空線路導(dǎo)管的氣體流動(dòng)(或 其他溝通于未被處理的基材晶片表面(晶片背側(cè))的小容積空間)容易使用一 壓力感測器而被感測。制程腔室中的壓力通過一被饋入至制程腔室的氣體 被維持恒定。這樣會(huì)保持進(jìn)入容積空間(其溝通于晶片背側(cè))的氣體流動(dòng)漏 氣。當(dāng)處理設(shè)備為本文所描述的Producer設(shè)備時(shí)，用以偵測小容積空間中 壓力增加的壓力感測器典型地為一壓力換能器，其可以量測高達(dá)至少20 托耳的壓力，且更典型地高達(dá)約50托耳。真空線路導(dǎo)管(或其他溝通于晶片背側(cè)的小容積空間)中的壓力可以被量測，且被繪制成時(shí)間的函數(shù)。或者， 需要達(dá)到最大壓力(其被換能器量測)的時(shí)間可以被量測。根據(jù)壓力增加速 率，與在基材晶片下方會(huì)漏氣的膜層形成材料相對于壓力增加速率的量， 熟習(xí)該技藝的人士可以判定無法接受的壓力增加速率，且當(dāng)壓力增加速率 超過可接受的速率時(shí)，可以重新置放基材晶片。
圖2為 一流體流動(dòng)系統(tǒng)200的一 實(shí)施例的側(cè)視圖，其中該型式的流體 流動(dòng)系統(tǒng)200可以用以量測是否半導(dǎo)體晶片206或256分別適當(dāng)?shù)乇恢梅?在真空夾持件/加熱器204或254的上表面205或255上。圖2的系統(tǒng)200 為用于處理兩個(gè)半導(dǎo)體晶片206與256的處理腔室的系統(tǒng)。在制程腔室中 同時(shí)處理的晶片數(shù)目是依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。就量測的精確性而論，吾人已經(jīng)判 定獨(dú)立地測試每一晶片的置放是有利的。依此原則，流體流動(dòng)系統(tǒng)200是 被設(shè)計(jì)以允許在一給定時(shí)間使真空夾持件/加熱器204或真空夾持件/加熱 器254能夠隔離開晶片置放測試系統(tǒng)。
例如，關(guān)閉閥264可以被關(guān)閉，且關(guān)閉閥264可以被開啟，使得可以 進(jìn)行晶片206在真空夾持件/加熱器204上的置放的測試。晶片206落置 在真空夾持件/加熱器204的上表面205上。線路234連接到一真空泵(未 顯示)。施加至線路234的低壓(真空)可以被用以降低在線路236與線路232 中的壓力。線路236連接到真空閥238，真空閥238于在晶片206上表面 207上進(jìn)行薄膜沉積期間在真空夾持基材206時(shí)正常下是開啟的。這樣允 許了施加一低壓于線路216中，其中該線路216連接到關(guān)閉閥214,關(guān)閉 閥214在薄膜沉積制程期間也是開啟的。低壓(真空)經(jīng)由小容積導(dǎo)管212 被施加進(jìn)入中心導(dǎo)管210,且從此處進(jìn)入圖1的夾持端口 104與夾持溝槽 106。線路240中的低壓也經(jīng)由線路218被傳送至壓力感測器220，且從 此處經(jīng)由線路219被傳送至分流閥222。若分流閥222是開啟的，則低壓 也將被施加至線路224，其中線路224連接到處理腔室209。若分流閥222 是關(guān)閉的且真空閥238是關(guān)閉的，且關(guān)閉閥214是開啟的，則氣體(其通過 一氣體添加裝置(未顯示)在制程腔室209中被維持在一恒定壓力)會(huì)造成在 導(dǎo)管210、小容積導(dǎo)管212、線路216、與連接到壓力感測器220的線路 218中的壓力升高。壓力增加速率是由為時(shí)間函數(shù)的壓力增加量或需要達(dá)到 一給定壓力以量測該量的時(shí)間來判定。此壓力增加速率與 一可接受的值 比較，其中該可接受的值是由制程腔室中正在實(shí)施的制程所決定。熟習(xí)該 技藝的人士可以通過少量實(shí)驗(yàn)來判定對于一給定制程步驟(例如一薄膜沉 積步驟)而言， 一最大可接受的壓力增加速率。典型地，當(dāng)連接至真空夾持
件/加熱器204的關(guān)閉閥214是開啟的，連接至真空夾持件/加熱器254的 關(guān)閉閥264是關(guān)閉的，使得夾持件/加熱器254被隔開，且壓力增加速率問 題是可以歸因于晶片206在真空夾持件/加熱器204的上表面205的錯(cuò)置。
晶片256落置在真空夾持件/加熱器254的上表面255上。施加至線 路234的低壓(真空)可以被用以降低在線路236與線路232中的壓力。線 路236連接到真空閥238，真空閥238于在晶片256上表面257上進(jìn)行薄 膜沉積期間在真空夾持基材256時(shí)正常下是開啟的。這樣允許了施加一低 壓于線路266中，其中該線路266連接到關(guān)閉閥264,關(guān)閉閥264在薄膜 沉積制程期間也是開啟的。低壓(真空)經(jīng)由小容積導(dǎo)管262被施加進(jìn)入中 心導(dǎo)管260,且從此處進(jìn)入圖1的夾持端口 104與夾持溝槽106。線路240 中的低壓也經(jīng)由線路218被傳送至壓力感測器220,且從此處經(jīng)由線路219 被傳送至分流閥222。若分流閥222是開啟的，則低壓也將被施加至線路 224,其中線路224連接到處理腔室209。若分流閥222是關(guān)閉的且真空 閥238是關(guān)閉的，且關(guān)閉閥264是開啟的，則氣體(其通過一氣體添加裝置 (未顯示)在制程腔室209中被維持在一恒定壓力)會(huì)造成在導(dǎo)管260、小容 積導(dǎo)管262、線路266、與連接到壓力感測器220的線路218中的壓力升 高。壓力增加速率是由為時(shí)間函數(shù)的壓力增加量或需要達(dá)到一給定壓力以 量測該量的時(shí)間來判定。此壓力增加速率與一可接受的值比較，其中該可 接受的值是由制程腔室中正在實(shí)施的制程所決定。熟習(xí)該技藝的人士可以 通過少量實(shí)驗(yàn)來判定對于一給定制程步驟(例如一薄膜沉積步驟)而言，一 最大可接受的壓力增加速率。典型地，當(dāng)連接至真空夾持件/加熱器254的 關(guān)閉閥264是開啟的，連接至真空夾持件/加熱器204的關(guān)閉閥214是關(guān) 閉的，使得夾持件/加熱器204被隔開，且壓力增加速率問題是可以歸因于 晶片256在真空夾持件/加熱器254的上表面255的錯(cuò)置。
通常，線路232是處在低壓下，這是導(dǎo)因于用以減少線路234中壓力的真空泵(未顯示)。節(jié)流閥230是用以當(dāng)隔離閥228開啟時(shí)協(xié)助控制被施 加至線路224的真空量，其中該線路224連接到處理腔室209。通過控制 這些閥(其相關(guān)于個(gè)別真空夾持件/加熱器204與254)與前述閥，可以在系 統(tǒng)中維持各種所希望的功能?？刂扑鲩y以提供所希望的功能是被一該技 藝中熟知型式的程式化控制器(其典型地允許一操作員來操控系統(tǒng))來實(shí) 施。
示范性實(shí)施例的數(shù)據(jù)
圖3顯示曲線圖300與320,每一曲線圖是顯示對于一適當(dāng)?shù)乇恢梅?的半導(dǎo)體晶片與 一未被適當(dāng)?shù)刂梅诺陌雽?dǎo)體晶片在一 小容積空間(其溝通 于基材背側(cè))中壓力改變速率的比較。對于該兩曲線圖，被壓力感測器量測 的小容積空間(即溝通于基材背側(cè)的導(dǎo)管)中的壓力(單位為托耳)顯示于座 標(biāo)軸303，其為座標(biāo)軸301時(shí)間(單位為秒)的函數(shù)，來自制程腔室的壓力 會(huì)漏氣進(jìn)入小容積空間導(dǎo)管內(nèi)。在曲線圖300中，曲線302說明了在小容 積空間導(dǎo)管中的快速壓力增加，這是導(dǎo)因于晶片自一機(jī)械手臂晶片操控工 具脫手(handoff)時(shí)晶片在第一真空夾持件(圖2標(biāo)號254)的上表面的錯(cuò)置。 壓力在20秒的內(nèi)增加約45托耳。曲線304與306代表了在小容積空間導(dǎo) 管中的緩慢壓力增加，當(dāng)晶片適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谡婵諍A持件上時(shí)是觀察到此 結(jié)果。此壓力增加在20秒內(nèi)僅約7托耳。在曲線圖320中，曲線322說 明了在小容積空間導(dǎo)管中的快速壓力增加，這是導(dǎo)因于晶片在第二真空夾 持件(圖2標(biāo)號204)上的錯(cuò)置。壓力在20秒內(nèi)增加約29托耳。曲線324 與326代表了在小容積空間導(dǎo)管中的緩慢壓力增加，這是發(fā)生于當(dāng)晶片適 當(dāng)?shù)乇恢梅旁谡婵諍A持件上時(shí)。此壓力增加在20秒內(nèi)僅約5托耳。
圖4A-4D是提供了關(guān)于曲線圖300與320的比較性說明。圖4A顯示 當(dāng)在真空夾持件(圖2標(biāo)號254)上具有適當(dāng)?shù)木梅艜r(shí)，于晶片402上 沒有背側(cè)晶片涂覆物。圖4B顯示當(dāng)晶片置放劣等時(shí)，于晶片402背側(cè)上 具有涂覆物的累積404。圖4C顯示當(dāng)在真空夾持件(圖2標(biāo)號204)上具有 適當(dāng)?shù)木梅艜r(shí)，于晶片412上沒有背側(cè)晶片涂覆物。圖4D顯示當(dāng)晶 片的一邊緣具有漏氣(其導(dǎo)因于在真空夾持件(圖2標(biāo)號204)上的不適當(dāng)?shù)?晶片置放)時(shí)，于晶片412的該邊緣上具有背側(cè)晶片涂覆物的累積414。雖然本發(fā)明通過一些實(shí)施例而被詳細(xì)地描述，熟習(xí)該技藝的人士可以 輕易獲知本發(fā)明的范圍與精神內(nèi)的各種變更。所以，本發(fā)明的范圍應(yīng)該由 權(quán)利要求來決定。
權(quán)利要求
1.一種判定是否一基材適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谝徽婵諍A持件的表面上的方法，該方法至少包含維持住基本上恒定的壓力于一制程腔室中，該真空夾持件的上表面暴露于該制程腔室中的壓力；建立一低壓于一局限空間中，其中該局限空間是溝通于該基材的底表面；將該局限空間隔離開一來源，其中該來源用以建立該低壓；量測該局限空間中的壓力增加速率或達(dá)到該局限空間中一給定壓力所需要時(shí)間；以及將該壓力增加速率或該時(shí)間關(guān)聯(lián)于在該真空夾持件上該基材的滿足或不滿足的置放的一指示物。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該壓力增加速率或一設(shè)定點(diǎn)壓力是 使用 一壓力換能器而被量測，該壓力換能器是溝通于該局限空間的一部分。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中一薄膜涂覆物正被施加在該制程腔 室中的一基材上，且在該真空夾持件上該基材的滿足或不滿足的置放的指 示物為累積在基材背側(cè)的涂覆量。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中該基材是選自包含以下的群組半 導(dǎo)體晶片、平面面板顯示器基材、與太陽能電池基材。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中該基材為半導(dǎo)體晶片。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該制程腔室中的壓力是介于約200 托耳至約600托耳范圍內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中該基材的底表面下方的該局限空間中的低壓是起初地介于約0.3托耳至約15托耳范圍內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中該局限空間中的壓力增加速率是低 于約60托耳/分鐘，其中該壓力增加速率是導(dǎo)因于該制程腔室中的壓力。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中該壓力增加速率是介于約5托耳/ 分鐘至低于約60托耳/分鐘范圍內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該指示物為所沉積薄膜厚度均勻 性、背側(cè)晶片涂覆物量、或其組合。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中該指示物為薄膜均勻性，且其中 一可接受的壓力增加速率是關(guān)聯(lián)于一變化超過約2%的薄膜厚度均勻性。
12. —種用以判定是否一基材適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谝痪瑠A持件的表面上 的設(shè)備，該設(shè)備至少包含a) 制程腔室，其被密封隔離周圍環(huán)境，使得接觸于欲被處理基材的表 面的第一壓力能夠被控制；b) 至少一真空夾持件，其具有包括至少一開孔的表面，所述開孔是溝 通于至少導(dǎo)管， 一低于該第一壓力的第二壓力被建立于所述導(dǎo)管中；c) 至少一真空系統(tǒng)，其用以建立該第二壓力；d) 隔離裝置，其能夠隔離該導(dǎo)管，其中該導(dǎo)管是自該真空系統(tǒng)溝通于 該開孔，該真空系統(tǒng)用以建立該第二壓力；e) 壓力感測裝置，其量測該導(dǎo)管中的壓力；以及f) 指示物，其關(guān)聯(lián)于該導(dǎo)管中的壓力，該指示物是指示出是否該基材適 當(dāng)?shù)乇恢梅旁谡婵諍A持件表面上。
13. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中該第一壓力低于大氣壓力。
14. 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中該至少一真空系統(tǒng)亦用以建立該 制程腔室中的壓力，其中該制程腔室中的壓力低于大氣壓力，其中所述真 空系統(tǒng)用以建立低于大氣壓力的第二壓力于該導(dǎo)管中。
15. 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中存在有一閥件系統(tǒng)，其適用以使 該導(dǎo)管中的該第二壓力低于該制程腔室中的該第一壓力。
16. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中該指示物是關(guān)聯(lián)于該導(dǎo)管中的一 壓力增加速率。
17. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中該指示物是關(guān)聯(lián)于需要達(dá)到一名 義上指定壓力的時(shí)間。
18. 如權(quán)利要求16所述的設(shè)備,
19. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備,
20. 如權(quán)利要求16所述的設(shè)備， 背側(cè)涂覆物。其中該指示物為膜層厚度均勻性。 其中該指示物為膜層厚度均勻性。 其中該指示物為至少一部分該基材的
21.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中該指示物為至少一部分該基材的 背側(cè)涂覆物。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種使用真空夾持件/加熱器以判定是否基材適當(dāng)?shù)乇恢梅旁谠撜婵諍A持件上的方法，其中該基材被定位在該真空夾持件/加熱器上。該方法是量測基材下方的一局限空間中的壓力增加速率。因?yàn)榛臎]有被密封至真空夾持件/加熱器設(shè)備的上表面，來自處理腔室的基材表面上方的壓力傾向于在基材邊緣處漏氣，且進(jìn)入基材下方而位于較低壓力的空間。一壓力感測裝置(例如一壓力換能器)是溝通于基材下方的一局限容積。該局限容積中的壓力增加速率被量測。若基材良好地被定位在真空夾持件/加熱器設(shè)備上，則基材下方的局限容積中的壓力增加速率為低的。若基材沒有良好地被定位在真空夾持件/加熱器設(shè)備上，壓力增加速率是更快速的。
文檔編號C23C16/00GK101553596SQ200680033662
公開日2009年10月7日 申請日期2006年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者W·B·邦, Y-K·V·王 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司