[发明专利]静电吸盘的静电释放方法及装置

说明书

本发明提供一种静电吸盘的静电释放方法及装置，装置包括：静电吸盘，其设置有晶圆销钉，用以提升晶圆；静电吸盘配置有电源供应器，用于在接收到第一供电信号时，向晶圆提供固定反向电压，在接收到第二供电信号时，向晶圆提供阶梯递增的阶梯反向电压；以及处理单元，用于判断在启动晶圆销钉提升晶圆后的预定时间段内是否到达预脱吸附位置，并依据判断结果向电源供应器发送提供固定反向电压的第一供电信号或提供阶梯递增的阶梯反向电压的第二供电信号。本发明通过设置向静电吸盘施加的反向电压及阶梯增的阶梯反向电压，增加判断时间，可有效解决晶圆在工艺腔内蚀刻结束后静电残留问题及减少晶圆在传送时偏移及被晶圆销钉顶破的风险。

技术领域

本发明属于半导体制造设备设计领域，特别是涉及一种静电吸盘的静电释放方法及装置。

背景技术

在集成电路芯片制造行业中，对晶圆进行加工的整个流程中，普遍包括光刻、刻蚀、离子注入、金属沉积、核心封装等工艺。在等离子刻蚀工艺，刻蚀机将光刻工艺所产生的诸如线、面或孔洞等光阻图案，忠实无误地转印到光阻底下的材质上，以形成整个集成电路所应有的复杂架构。在封装领域，将器件晶圆整体减薄及背部封装，也需要等离子刻蚀工艺。上述工艺的完成，通常是将晶圆放置在半导体加工设备反应腔室内的卡盘上，对晶圆进行加工。卡盘起到支撑、固定晶圆，对工艺过程晶圆温度进行控制等作用。静电吸盘是一种利用静电力固定晶圆的卡盘结构，消除了传统机械卡盘结构复杂，晶圆有效加工面积减少等缺点。

静电吸盘是利用静电引力将晶圆固定在卡盘上，可以减少碎片现象，同时还可增大晶圆的有效加工面积，并减少晶圆表面腐蚀物颗粒的沉积。静电吸盘通常包括卡盘101、晶圆销钉102、驱动装置(图中未示出)和直流电源(图中未示出)；其中，静电吸盘的卡盘101用于支撑和固定晶圆103，直流电源与内嵌在静电吸盘内的内嵌电极电连接，用以为静电吸盘的内嵌电极提供电能。晶圆销钉102在驱动装置的驱动下可上下往复运动，从而将晶圆103从卡盘101的承载面顶起或将晶圆103放置在卡盘101的承载面，如图1所示。

在实施工艺时，机械手将晶圆103放置在晶圆销钉102的顶端，晶圆销钉102下降将晶圆103放置在卡盘101的承载面。直流电源向内嵌电极施加直流电压，从而在晶圆103表面感应出静电荷，这些静电荷使得晶圆103与内嵌电极之间产生静电引力，借助该静电引力可将晶圆固定在静电吸盘的承载面。在工艺结束后，直流电源向内嵌电极施加反向电压，从而在晶圆103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。

然而在实际应用中，通过上述施加反向电压的方式并不能将电极和晶圆上的静电荷完全消除。静电荷的消除通常会受到多种因素的影响，例如工艺条件、反向电压的高低、施加反向电压的时间等，因此单独采用施加反向电压的方式来去除电极和晶圆上的静电荷时，难以克服上述诸多因素的影响，因而也就难以较为彻底地去除所述静电荷。而电极和晶圆上存在残余电荷将会引起以下问题：1、因静电无法完全释放，在晶圆退出工艺腔时，晶圆容易产生偏移，如图2所示，不仅影响晶圆质量，还会造成机台的传送报警，静电残留报警频繁会导致工艺腔需频繁停机更换，影响机台的可用时间，并且，陶瓷卡盘费的更换费用十分高昂。2、若静电残留较多时，晶圆在晶圆销钉上升时易造成晶圆破片，导致残次率提高，如图3所示。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种静电吸盘的静电释放方法及装置，用于解决现有技术中静电吸盘静电难以完全释放而造成机台停机及晶圆破片等问题。