一種靜電吸盤吸力分布的調(diào)控裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種靜電吸盤吸力分布的調(diào)控裝 置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展，等離子體處理工藝被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體元 器件的制程中。上述制程，如沉積、刻蝕工藝等一般是在等離子體處理裝置內(nèi)進(jìn)行。一般來 說，等離子體處理裝置包括腔室，用于將工藝氣體從供氣源提供至腔室內(nèi)的氣體噴淋頭，以 及固定、支撐晶圓的靜電吸盤（Electrostatic chuck，簡稱ESC)。其中靜電吸盤通常設(shè)置 在等離子體處理裝置的腔室底部，作為下電極與射頻功率源連接，而在腔室頂部的氣體噴 淋頭作為上電極與射頻功率源或地連接。上下電極間形成射頻電場，使被電場加速的電子 等與通入處理腔室的蝕刻氣體分子發(fā)生電離沖撞，產(chǎn)生由工藝氣體形成的等離子體與晶圓 進(jìn)行反應(yīng)，以進(jìn)行所需的工藝制程。
[0003] 請參閱圖1，圖1為靜電吸盤以及晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖，包括靜電吸盤10以及晶 圓20。在靜電吸盤的絕緣材料中鑲嵌著一組直流電極，用以接通到直流電源，分別使正負(fù) 電極的電壓大小相等，極性相反（例如輸入500V電壓，正電極電壓為+250V，負(fù)電極電壓 為-250V)，絕緣質(zhì)的表面會產(chǎn)生極化電荷，表面極化電荷會產(chǎn)生電場，該電場會進(jìn)一步在置 于吸盤之上的晶圓底面產(chǎn)生極化電荷，分布在晶片背面的電荷與分布在吸盤上面的電荷極 性相反，從而吸住晶圓。根據(jù)Johnsen - Rahbek效應(yīng)公式可以得出靜電吸力為：
[0005] 其中：F為靜電吸力，C為晶圓與吸盤之間的電容，V為正負(fù)電極間的電壓，D為晶 圓與吸盤間的間距。
[0006] 目前靜電吸盤對于晶圓的吸力只通過單一電源控制調(diào)節(jié)正負(fù)電極間的電壓來調(diào) 節(jié)吸力的大小，一旦設(shè)定，則靜電吸力就不能改變，無法針對不同的晶圓進(jìn)行吸力的分布的 設(shè)定。隨著晶圓尺寸的增大，晶圓本身的彎曲度越來越嚴(yán)重，不匹配的吸力分布會影響到靜 電吸盤承載晶圓的能力。
[0007] 請參閱圖2,圖2為靜電吸盤以及變形后的晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖，包括靜電吸盤10以 及變形后的晶圓20。對于向下彎曲的晶圓，中間部分間距大，邊緣部分間距小，在相同的電 壓下，晶圓整體所受的靜電吸力為中間部分吸力小，邊緣部分吸力大。中間部分吸力不夠， 無法維持用于熱交換的背壓，甚至造成跳片；邊緣部分與靜電吸盤的絕緣材料接觸不均勻， 造成晶圓背面和靜電吸盤表面材料摩擦，損害晶圓產(chǎn)品質(zhì)量和靜電吸盤的壽命。
[0008] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種可以合理調(diào)控靜電吸盤吸力分布的裝置及方 法，防止工藝過程中晶圓產(chǎn)生形變的問題，避免晶圓產(chǎn)品質(zhì)量下降和靜電吸盤壽命減短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以合理調(diào)控靜電吸盤吸力分布的裝置 及方法，防止工藝過程中晶圓產(chǎn)生形變的問題，避免晶圓產(chǎn)品質(zhì)量下降和靜電吸盤壽命減 短。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種靜電吸盤吸力分布的調(diào)控裝置，靜電 吸盤包括：
[0011] 晶圓彎曲度預(yù)測模塊，用于測定晶圓的彎曲度，并將測定的彎曲度值反饋至靜電 吸力分布模塊；
[0012] 靜電吸力分布模塊，用于接收所述晶圓彎曲度預(yù)測模塊測定的彎曲度值，對晶圓 的彎曲度值進(jìn)行分析，并向靜電吸盤作業(yè)模塊發(fā)送吸力分布信息指令；
[0013] 靜電吸盤作業(yè)模塊，用于接收所述靜電吸力分布模塊發(fā)出的吸力分布信息指令， 并調(diào)節(jié)靜電吸盤對晶圓的吸力分布。
[0014] 優(yōu)選的，所述靜電吸盤的絕緣材料中鑲嵌至少一組直流電極。
[0015] 優(yōu)選的，所述直流電極包括正電級以及負(fù)電極。
[0016] 優(yōu)選的，所述靜電吸盤的絕緣材料中鑲嵌兩組直流電極。
[0017] 優(yōu)選的，所述直流電極包括兩個正電級以及兩個負(fù)電極。
[0018] 優(yōu)選的，所述靜電吸盤作業(yè)模塊與所述兩組直流電極連接，通過向兩組直流電極 輸入不同的電壓，以調(diào)節(jié)晶圓的吸力分布。
[0019] 本發(fā)明還提供一種靜電吸盤吸力分布的調(diào)控方法，包括以下步驟：
[0020] 步驟S01、晶圓彎曲度預(yù)測模塊測定晶圓的彎曲度，并將測定的彎曲度值反饋至靜 電吸力分布模塊；
[0021] 步驟S02、靜電吸力分布模塊獲取晶圓的彎曲度值，分析晶圓各區(qū)域的靜電吸力分 布，并將吸力分布信息指令發(fā)送至所述靜電吸盤作業(yè)模塊；
[0022] 步驟S03、靜電吸盤作業(yè)模塊根據(jù)接收的吸力分布信息指令調(diào)節(jié)靜電吸盤對晶圓 的吸力分布。
[0023] 與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明提供的靜電吸盤吸力分布的調(diào)控裝置以及方法，通過 設(shè)置晶圓彎曲度預(yù)測模塊、靜電吸力分布模塊以及靜電吸盤作業(yè)模塊，解決了現(xiàn)有工藝過 程中由于靜電吸盤靜電吸力不均勻?qū)е戮A產(chǎn)生形變的問題，可以合理控制在工藝過程中 靜電吸盤的靜電吸力，保證在工藝過程中，可以保持晶圓剛好被靜電吸盤所吸附同時(shí)不產(chǎn) 生形變，提高了晶圓產(chǎn)品質(zhì)量，延長了靜電吸盤壽命。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的 附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附 圖。
[0025] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中靜電吸盤以及晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中靜電吸盤以及變形后的晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明靜電吸盤吸力分布的調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖4為本發(fā)明中向下彎曲的晶圓受電壓控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖5為圖4中向下彎曲的晶圓吸力分布的示意圖；
[0030] 圖6為本發(fā)明中平板晶圓受電壓控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖7為圖6中平板晶圓吸力分布的示意圖；
[0032] 圖8為本發(fā)明中向上彎曲的晶圓受電壓控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖9為圖8中向上彎曲的晶圓吸力分布的示意圖。
[0034] 圖中標(biāo)號說明如下：
[0035] 10、靜電吸盤；20、晶圓；30、晶圓彎曲度預(yù)測模塊；40、靜電吸力分布模塊；50、靜 電吸盤作業(yè)模塊。
【具體實(shí)施方式】
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