[发明专利]用于从静电吸盘最优化移开晶片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电吸盘，并且尤其涉及一种用于从静电吸盘安全和最优化地移开晶片的方法。

背景技术

在静电吸盘中，可调的电压源向电极施加电压以在晶片和吸盘表面之间产生静电力，从而将晶片吸附到吸盘表面。提升销设置成在静电力被去除时提升晶片离开吸盘表面。但是其非常难以确定在静电力去除或足够低时来安全地提升晶片离开吸盘表面。如果在静电力太大时提升晶片，晶片可跳跃或甚至断裂、产生微粒或打碎晶片，这需要清洗衬底处理工具。晶片的损耗和清洗都是昂贵的。而且清洗消耗时间，需要整个衬底处理工具停止运行。

众所周知存在特定的电压(即，释放电压(dechuck voltage))，如果该特定电压施加到静电吸盘电极可补偿使晶片粘在吸盘表面的静电场。典型地，存在作为释放电压的最佳值一如果施加的释放电压高于或低于这个最佳值，相当大的静电吸引力仍然存在于晶片和吸盘表面之间。

开发了很多方法来确定合适的释放电压(即，释放电压的最佳值)。示例性的方法包括自偏压渐近法、残留电荷测量法、查找表和He气漏率测量法。然而，所有公知的方法都具有系统的问题。例如，He气漏率法产生微粒，需要清洗工具。此外，He气漏率不是释放晶片的可靠的预测值，并且其不能被使用在反馈回路中，因为其太慢并且其提供的信号有太多噪音。自偏压渐近法是复杂的模型，其需要昂贵的测量设备、需要长的研制周期来适当地开发，并且其受制于众多的假定，仍然是一种估算。

此外，合适的释放电压取决于晶片的类型、工艺、温度以及硬件结构。现有的方法中没有一个考虑这些晶片到晶片和室到室变化的精确性和可靠性。

发明内容

以下是对本发明的概述，其提供本发明的几个方面和特征的基本理解。概述不是对发明的详尽综述，同样地其并不旨在确定本发明的重要或关键因素，也不旨在界定本发明的范围。其唯一的目的是在下面提供的更详细的说明之前以简单的形式提供某些概念。

根据本发明的一个方面，提供一种用于确定是否安全地从吸盘移开晶片的方法。所述确定通过监测提升销结构上的力来进行，例如，通过监测致动提升销的电机电流。应意识到所监测的电流与由提升销结构的致动引起的电机转矩成比例。因此，在下面的详述中，电流和电机转矩可交替使用。当电机电流达到预定安全值时，吸附电压保持在固定值(即，释放电压)。然后，晶片能够安全地从吸盘表面分离。

在示例性处理中，在处理晶片之前以及在特征化(characterization)时间段期间，在不同销位置测量晶片松开时的提升销的电机电流。这些值可用来确定指示晶片安全提升的电机电流值的范围(例如，预定安全值)。对预定安全值的这种确定可在湿法清洗之后或干燥之后等做到每晶片一次、每天一次。

然后，执行晶片处理(例如，沉积、蚀刻、清洗等)，同时晶片夹紧到静电吸盘。当晶片处理结束时，可选地去除背侧气体压力并且施加初始的夹置电压。然后，提升销被轻微地提升以对晶片(即，压力的位置)施加小量的压力。静电吸盘电压在初始夹置电压开始并且扫描一个电压范围(例如，对于库伦吸盘为-5000V到+5000V和对于约翰逊-拉贝克(JR)类型的吸盘为-1000V到+1000V等)，同时通过控制系统监测电机电流。监测所述电机电流以识别当提升销处于压力位置时的最小电流值。

在一个实施例中，施加对应于最小电机电流的电压来释放晶片，使吸盘表面放电，然后提升销被提升到移开位置。

在另一实施例中，如果最小电机电流还为负，则使用对应于最小电机电流的电压释放晶片。

在又一实施例中，如果最小电机电流落入经验值范围(例如，由在晶片处理之前的特征化处理中的预定安全值确定的安全范围)内，使用对应于最小电机电流的电压释放晶片。

在再一实施例中，施加对应于最小电机电流的电压，并且提升销被提升到压力位置和移开位置中间的位置(即，中间位置)。在所述中间位置处，再次监测电机电流以识别跟随有第二最小电机电流的电机电流尖峰。在一个实施例中，验证跟随有尖峰的第二最小值以确定其是否对应于特征化处理中的预定安全值。

在再一实施例中，如果最小电机电流为负或落入经验值范围内，并且当提升销被提升到中间位置时，电机电流产生尖峰并且验证跟随尖峰的第二最小值以确定其是否对应于在特征化处理中的预定安全值时，则可以将提升销提升到移开位置。

在任何实施例中，如果晶片不能被释放，可以重复该处理直到安全地释放晶片(即，反馈回路)。如果几个循环之后，仍然不能安全地自动释放晶片，则提供指示以手动释放晶片。所述手动释放处理可以使用上文描述的释放方法手动方案。