[发明专利]一种升针方法及应用其的顶针升降装置

说明书

本公开提供了一种升针方法及应用其的顶针升降装置，升针方法用于通过顶针将支撑装置上的晶圆顶起，其包括：将驱动顶针上升的力调节到设定值，以减小顶针对晶圆的冲击；启动升针操作；判断所述顶针是否升至预定高度，如果是，执行将所述顶针由所述预定高度升至传输高度的步骤；如果否，启动降针操作，然后返回执行启动升针操作的步骤，直至所述顶针升至预定高度。

技术领域

本公开涉及半导体制造技术领域，尤其是一种升针方法及应用其的顶针升降装置。

背景技术

现有的晶圆加工流程如图1所示，晶圆进入反应腔室后，静电卡盘通过高压直流电压对其进行吸附(chuck)，然后对晶圆进行加工，加工完成后静电卡盘施加反向的高压直流电压对晶圆进行解吸附(dechuck)，然后顶针将晶圆与静电卡盘分离，最后通过机械手传出腔室。图2所示为顶针的驱动装置的气路原理图。动力源一般为压缩空气(CDA)，通过一个调压阀(Regulator)将其压力调到适合驱动气缸的压力，通过电磁阀对气缸的升降进行控制来实现顶针的升和降。由于晶圆的加工是在等离子体环境中进行，晶圆为半导体，在进行加工过程中，晶圆上的电荷会发生转移，导致dechuck后晶圆局部留有残余电荷，静电卡盘没有电荷的导走路径，导致dechuck不可能刚好将晶圆上的电荷完成释放掉，残余电荷与静电卡盘局部发生吸附。升针时只是控制电磁阀的打开，将顶针升起，对顶针升起过程的控制为一开环结构。打开电磁阀之后CDA直接作用于气缸，导致升针后晶圆相对于传输位置已经发生了偏移，再由机械手传出时发生报警，导致机台down机。并且现有设备一般都不对CDA的压力进行控制，CDA的压力一般为80psi左右，导致顶针对晶圆的冲击力较大，当晶圆发生偏移时，大的冲击力会在晶圆背部造成明显的划痕，进一步加剧了晶圆的损坏，且造成了反应腔室颗粒的增加。

由此可见，现有技术存在如下问题：升针过程为开环控制，且升针力较大，对晶圆冲击较大，当加工完成后的晶圆残余电荷较多时，在升针过程中易产生晶圆的漂移，并且会对晶圆造成划痕，导致机台不能正常运行。

发明内容

本公开旨在解决现有技术中升针对晶圆的冲击力较大存在的技术问题，提出了一种升针方法及应用其的顶针升降装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种升针方法，用于通过顶针将支撑装置上的晶圆顶起，包括：将驱动顶针上升的力调节到设定值，以减小顶针对晶圆的冲击；启动升针操作；判断所述顶针是否升至预定高度，如果是，执行将所述顶针由所述预定高度升至传输高度的步骤；如果否，启动降针操作，然后返回执行启动升针操作的步骤，直至所述顶针升至预定高度。

在本公开的一些实施例中，在启动降针操作与返回执行启动升针操作的步骤之间还包括：判断升针操作的次数是否达到阈值；如果是，则对所述晶圆进行解吸附操作，然后返回执行启动升针操作的步骤；如果否，则直接返回执行启动升针操作的步骤。

在本公开的一些实施例中，通过气缸驱动所述顶针上升或下降，驱动顶针上升的力等于所述气缸的进气压力；所述设定值小于80psi。

在本公开的一些实施例中，所述设定值为最小升针压力的1.1-1.2倍。

根据本公开的另一个方面，提供了一种顶针升降装置，用于上述升针方法，所述顶针升降装置包括：力调节装置，用于调节驱动顶针上升的力位置检测装置，用于检测所述顶针是否升至预定高度；和控制装置，与所述位置检测装置连接，用于根据所述位置检测装置的信号判断所述顶针是否升至预定高度，如果是，将所述顶针由所述预定高度升至传输高度；如果否，启动降针操作，然后返回执行启动升针操作，直至所述顶针升至预定高度。

在本公开的一些实施例中，还包括驱动装置，用于驱动所述顶针升降；所述力调节装置与所述驱动装置连接。

在本公开的一些实施例中，所述驱动装置包括：气缸；升针气路，向所述气缸供气以驱动所述顶针升起；和降针气路，向所述气缸供气以驱动所述顶针下降；所述力调节装置包括调压阀，所述调压阀连接在所述升针气路上，用于调节所述气缸的进气压力。