[发明专利]一种下电极装置、半导体加工设备及残余电荷释放方法

说明书

本发明提供一种下电极装置、半导体加工设备及残余电荷释放方法。该下电极装置包括静电卡盘、直流电源、顶针和电流测量装置，所述静电卡盘用于支撑、固定被加工件；所述直流电源与所述静电卡盘电连接，用以向所述静电卡盘提供静电吸附的能量；所述顶针包括导电的内芯和包裹所述内芯的外层，所述内芯与地连接。等离子体加工装置可减少晶片表面缺陷，有效地避免粘片现象。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及一种下电极装置、半导体加工设备及残余电荷释放方法。

背景技术

半导体加工设备被广泛应用于集成电路和MEMS等精密器件的加工。如图1所示，半导体加工设备包括静电卡盘1、顶针2、驱动装置3和直流电源(图中未示出)；其中，静电卡盘1用于支撑和固定晶片4，直流电源与内嵌在静电卡盘1内的内嵌电极5电连接，用以为内嵌电极提供电能。顶针2在驱动装置3的驱动下可上下往复运动，从而将晶片4从静电卡盘1的承载面顶起或将晶片4放置在静电卡盘1的承载面。

在实施工艺时，机械手将晶片4放置在顶针2的顶端，顶针2下降将晶片4放置在静电卡盘1的承载面。直流电源向内嵌电极5施加直流电压，从而在晶片表面感应出静电荷，这些静电荷使得晶片4与内嵌电极5之间产生静电引力，借助该静电引力可将晶片4固定在静电卡盘1的承载面。在工艺结束后，直流电源向内嵌电极5施加反向电压，从而在晶片4的表面感应出与工艺时产生的静电荷极性相反的静电荷，以释放静电，消除静电引力。

在实际应用中，由于消除静电荷受反向电压的大小、施加反向电压的时间等多种因素的影响，而且，不同工艺也影响晶片表面集聚的电荷数量，因此，通过施加反向电压方式不能完全消除静电荷时，晶片4表面仍有残余电荷。而且，为了避免污染，顶针2采用不导电的陶瓷材料，因此，残余电荷也不能通过顶针2导出。

残余电荷将吸附一些颗粒物质和极性气体分子在晶片4的表面，极性气体分子遇水蒸气又会在晶片4表面形成结晶物质，这些颗粒物质和结晶物质将增加晶片4表面的缺陷，影响产品的良率。而且，当晶片4表面的残余电荷较多时，会出现粘片现象，影响机械手的取片操作，严重时还会导致晶片4损坏。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种下电极装置、半导体加工设备及残余电荷释放方法，该装置可减少晶片表面的缺陷，而且可有效避免粘片现象。

解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种下电极装置，包括静电卡盘、直流电源和顶针，所述静电卡盘用于支撑、固定被加工件，在所述静电卡盘上设有贯穿其厚度的通孔，所述顶针设置在所述通孔内；所述顶针沿所述通孔的轴线上下往复运动，而且所述顶针的顶端可高出或低于所述静电卡盘的承载面；所述直流电源与所述静电卡盘电连接，用以向所述静电卡盘提供静电吸附的能量；所述顶针包括导电的内芯和包裹所述内芯的外层，所述内芯与地连接。

其中，还包括电流测量装置，所述电流测量装置用于测量所述内芯对地的电流，从而获得残余电荷释放电流值。

其中，所述电流测量装置为电流表，所述电流表串接在所述内芯和地之间。

其中，所述顶针的内芯采用石墨、Al、钽或复合导电材料制作。

其中，所述顶针的包裹层采用陶瓷、石英、二氧化二钇材料制作。

其中，包括支撑件和驱动装置，所述顶针固定于所述支撑件，所述驱动装置与所述支撑件固定连接，所述顶针通过所述支撑件和所述驱动装置实现上下往复运动。

其中，还包括处理单元，所述处理单元的输入端与所述电流测量装置的输出端电连接，所述处理单元的输出端与所述驱动装置的控制端电连接，所述处理单元依据所述电流测量装置获得的残余电荷释放电流值判断所述残余电荷释放电流值是否在预设的警戒电流值范围内：

若是，则向所述驱动装置发出上升信号，所述驱动装置依据所述上升信号继续驱动所述顶针上升；