[发明专利]感测元件及应用其对静电吸附卡盘进行检测的方法

说明书

一种感测元件，其用于检测静电吸附卡盘表面的平整度或表面电荷分布，其包括：顶层、与所述顶层相对设置的底层以及设置在所述顶层和所述底层之间的感测层。所述感测层包括多个第一电极和与所述多个第一电极电性绝缘设置的多个第二电极，每一个第一电极与所述多个第二电极相交以形成电容。本发明还提供应用上述感测元件进行检测静电吸附卡盘的物理特性的方法。通过使用所述感测元件，可以有效了解静电吸附卡盘的物理特性。

技术领域

本发明涉及一种感测元件及应用其进行检测静电吸附卡盘的表面平整度和表面电荷分布的方法。

背景技术

为制造集成电路，半导体晶片通常需要进行许多加工处理步骤。例如，等离子体增强的半导体加工工艺通常用于蚀刻、氧化、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)等。等离子体增强的半导体工艺通常使用等离子体处理系统来执行，并且等离子体处理系统通常包括等离子体处理室。常规的等离子体处理室通常包括静电吸附卡盘，以将晶片(例如硅晶片或衬底)固定在适当的位置以对其进行加工处理。静电吸附卡盘利用静电力将晶片固定在卡盘上。

图1示出了用于夹持晶片102的示例性静电吸附卡盘(Electrostatic Chuck，简称ESC)104的截面图。静电吸附卡盘104包括介电层106、介电层110以及电极层108。电极层108设置在介电层106和介电层110之间，并且包括双电极，即一对间隔设置的电极108A和电极108B。电极108A和电极108B分别连接电源112的正极和负极。因此，电极108A为正电势，而电极108B为负电势。电极108A和电极108B的电势会导致与介电层106和介电层110的相邻表面区域中形成感应电荷。例如，在位于电极108A上方的介电层106的底表面区域116上感应有负电荷。另一方面，在介电层106与底表面区域116相对的上表面区域118处感应有正电荷。类似地，在设置在电极108B上方的介电层106的底表面区域120上感应有正电荷。负电荷在介电层106的相对顶表面区域122上累积。介电层106的顶表面区域118和122上的正电荷和负电荷又引起晶片102的底表面区域124和126上积累电荷。介电层106和晶片102之间的感应电势产生静电力，该静电力使晶片102被固定在静电吸附卡盘104上。在晶片102被固定后，等离子体源气体被释放进入晶片102上方的等离子体区域128，以进行等离子体处理，例如蚀刻、气相沉积、溅射等，直到达到期望的蚀刻或沉积程度。因此，静电吸附卡盘的平整度和表面电荷的均匀分布对于晶片的固定至关重要。如图2A和2B所示，静电吸附卡盘表面上的隆起或颗粒或表面电荷分布不均匀均会导致晶片倾斜或移位，从而导致晶片的缺陷。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种感测元件，其可有效检测静电吸附卡盘表面的平整度或表面电荷分布是否均匀。

一种感测元件，其用于检测静电吸附卡盘表面的平整度或表面电荷分布是否均匀，其包括：

顶层；

底层，与所述顶层相对设置；以及

感测层，设置在所述顶层和所述底层之间，所述感测层包括多个第一电极和与所述多个第一电极电性绝缘设置的多个第二电极，每一个第一电极与所述多个第二电极相交以形成电容。

本发明还提供一种检测静电吸附卡盘表面的平整度的方法，其包括：

提供上述的感测元件；以及

将感测元件放置于静电吸附卡盘的表面，依据静电吸附卡盘不平整处第一电极和第二电极之间的电容值不同于静电吸附卡盘平整处的第一电极和第二电极之间的电容值，判断检测静电吸附卡盘的表面是否平整。

本发明还提供一种检测静电吸附卡盘的表面电荷分布的方法，其包括：

提供上述的感测元件；以及