晶圆电荷监测制造技术

本发明专利技术公开了一种监测晶圆电荷的装置与方法。一导电针、一导电弹簧和一导电线被串联地配置而连接晶圆背表面以及样本导体进而使得晶圆背表面与样本导体表面具有相等的电荷密度。因此，可借用位置靠近样本导体表面的静电传感器来监测晶圆上的电荷。注意出现在晶圆前表面的电荷会在晶圆背表面引发电荷。通常，样本导体是片状导体并且与周围环境被适当地隔离。通常，样本导体和静电传感器皆是位于放置与处理晶圆的反应室的外部，借以简化反应室内部装置以及减少污染危险。

Wafer charge monitoring

The invention discloses a device and method for monitoring wafer charge. A conductive needle, a conductive spring and a conductive wire are arranged in series to connect the wafer back surface and the sample conductor, thereby making the wafer back surface have the same charge density as the sample conductor surface. Therefore, an electrostatic sensor located close to the surface of the sample conductor can be used to monitor the charge on the wafer. Note that the charges appearing on the front surface of the wafer cause charges on the back surface of the wafer. In general, the sample conductor is a sheet conductor and is properly isolated from the surrounding environment. Normally, sample conductors and electrostatic sensors are located outside the reaction chamber where wafers are placed and processed to simplify the device inside the reaction chamber and reduce the risk of pollution.

【技术实现步骤摘要】
晶圆电荷监测
本专利技术是有关于晶圆电荷监测，特别地是有关于可以在处理被夹具(chuck)所固持晶圆的处理周期内及/或处理周期外有效地监测晶圆表面电荷密度的装置与方法
技术介绍
夹具普遍地被用来固持要被处理的晶圆。例如，在用来进行等离子体程序(像是化学气相沉积、等离子体增益化学气相沉积与蚀刻)的等离子体反应室，夹具被用来固持晶圆与施加电压来从等离子体将众多离子吸引到晶圆。例如，在离子布植机，晶圆是被夹具所固持而且众多离子被导引到晶圆。无论如何，在某些情况下大量的电荷可能被累积在被处理的晶圆，特别是在被布植晶圆的前表面(frontsurface)。电荷累积的一些常见原因列举如下:这些离子可能并未在与晶圆反应前被适当地中性化(naturalized)或甚至未被中性化，等离子体或相关的反应气体可能直接地与晶圆的两侧都接触，以及晶圆可能因为不适当安装、污染、背表面(backsidesurface)的绝缘层或是其他因素而未能透过连接到晶圆背表面的针被充分地接地。无论如何，电荷为何累积及/或电荷数量都是多变的，但是非为零的电荷的存在无可避免地引发一些缺点。举例来说，形成在晶圆表面及/或内部的装置可能被损坏，而且在将晶圆移动离开固持晶圆的夹具(像是静电吸盘，electrostaticchuck)的过程中晶圆可能破裂。一些技术已经被提出来监测(或说感应或侦测)在电晶圆的电荷，例如但是不限于下列美国专利:US7038223,US7112810,US7675730与US8111499。简单来说，US7112810将传感器放置在邻近晶圆表面处借以监测出现在晶圆表面的电荷，US8111499将剩余电荷传感器沿着一个放电途径放置借以感应自晶圆透过放电途径的剩余电荷放电，US7676730使用一个电子枪发射电子束在晶圆顶表面的上方并监测电子束的轨迹是如何被任何累积电荷影响，以及US7038223使用电荷侦测探针阵列来感测电荷。除此之外，仅作为样例，”Proc.FrontiersinLowTemperaturePlasmaDiagnosticsIV,Rolduc,Netherlands,March2001,P.230”这篇文章也揭露了电荷监测仅仅在等离子体程序之后被执行。无论如何，如何地使用简单的硬件与简单的操作，甚至更少污染与够少噪音，便能及时地达成电荷监测仍然是个需要改进的领域。因此，需要提出新的与改善的装置及/或方法来监测出现在被夹具所固持晶圆的电荷，特别是在被处理的晶圆。
技术实现思路
本专利技术被提出来监测在晶圆上的电荷。特别地，提出的专利技术直接地侦测出现在晶圆背表面的电荷的密度借以达成晶圆电荷监测。在这个专利技术，一导电针(conductivepin)、一导电弹簧(conductivespring)和一导电线(conductiveline)被应用电性地连接晶圆背表面(backsidesurface)以及样本导体(sampleconductor)。借此，晶圆背表面与样本导体表面应该具有相同的电荷密度(除了一些次要的变化，像是无可避免的电阻)，然然借由侦测在样本导体表面的电荷密度便可以适当地监测晶圆电荷状态。一般来说，晶圆是被放置在夹具上而且嵌入在夹具内部的导电针与导电弹簧被用来电性连接晶圆背表面到导电线。通常，样本导体是片状导体(sheetconductor)而静电传感器(staticelectricitysensor)被放置靠近于片状导体的表面借以侦测电荷密度。特别地，样本导体与静电传感器通常都被放置在晶圆被放置与被处理的反应室的外部。以这样的方式，位置于反应室内部的硬件，特别是接近于晶圆的硬件，可以被简化然后污染危险可以被减少。需要注意的是使用嵌入在夹具的至少一个针来支撑晶圆是已知技术，使得导体针的使用并不会显著地改变夹具、导体针与导体弹簧的配置。当然，根据监测结果，这些离子是怎样被中和可以相对应地调整，这些等离子体是怎样产生与怎样维持可以被调整，甚至晶圆是如何被处理及/或晶圆是如何被解除固持(de-chucked)与被移除也可以相对应地调整。附图说明图1是一实施例提出的用以晶圆电荷监测的装置的横截面剖视图。图2A与图2B图1所示实施例的两个变化的摘要剖视图。图3A、图3B与图3C是图1所示实施例的三种变化的摘要剖视图。图4A、图4B与图4C是三种晶圆电测监测方法的基本流程图。图5是摘要地显示一实施例的利益的图示。符号说明101导体针102导体弹簧103导体线104样本导体105静电传感器106绝缘壳体107导体片108绝缘体401方块402方块403方块404方块具体实施方式本专利技术的一些实施例将详细描述如下。这些实施例将伴随图式进行说明。然而，除了如以下实施例所描述之外，本专利技术的范围并不受这些实施例的限定。相反地，本专利技术涵盖其他符合本专利技术精神与权利要求书定义的替代、修改与等效实施例。在以下的描述中，提及许多具体细节以透彻了解本专利技术。本专利技术可在缺乏部分或所有具体细节的条件下实施。在其他情况下，习知的系统设备与制程操作将不会被详细描述以避免混淆本专利技术。本专利技术的一个样例实施例是晶圆电荷侦测用的装置。如图1所示，这个样例实施例至少包含导体针101、导体弹簧102、导体线103、样本导体104以及静电传感器105。导体针101与导体弹簧102二者都是嵌入在用以固持要被处理的晶圆的夹具111内部，而且导体针101是电性连接到导体弹簧102并被其所支撑而可以在晶圆被放置及/或维持在夹具111上的状况时接触晶圆背表面并支撑晶圆。导体线103的第一端电性连接到导体弹簧102而且导体线103的第二端电性连接到样本导体104。此外，静电传感器105被放置在靠近样本导体104表面处并且被配置来侦测出现在样本导体104表面的电荷，而且样本导体104是被与周围环境相互绝缘。显然地，提出的装置仅仅侦测出现在晶圆背表面的电荷。需要注意地是提出装置的所有元件中只有导体针101会接触晶圆，但是导体针101仅仅机械性接触晶圆的背表面。事实上，通常样本导体104与静电传感器105二者的位置都远离夹具111，借以简化邻近于要被处理晶圆(或视为被夹具固持晶圆)处的硬件以及极小化与离子及/或等离子体的相互作用，甚至极小化形成在晶圆前表面上面及/或内部的微结构。特别地，将样本导体104与静电传感器105二者都放在夹具111所位于的反应室外部是比较好的做法，因为这可以进一步简化反应室内部的硬件并且在极小化污染危险下精确地量测晶圆电荷。在图1，反应室是以虚线大致地呈现借以表达这样的情境。本专利技术的优点是明显的并且可以摘要描述如下述。因为晶圆并不是由绝缘体所制作，任何出现在晶圆前表面(或背表面)的电荷都会在晶圆背表面(或正表面)感应出相对应电荷。因此，借由侦测出现在晶圆背表面的电荷，任何出现在晶圆前表面与背表面的电荷都可以被适当地监测。特别地，借由仅仅侦测出现在晶圆背表面的电荷，这个提出来监测晶圆电荷的装置可以不跟与晶圆相互作用的离子(甚至等离子体)相作用，甚至可以不跟形成在晶圆前表面的微结构相接触，进而使得污染危险与测量误差都可以极小化。本专利技术的又一个优点是导体针101与导体弹簧102二者可以简单地被嵌入在夹具中，这是因为把一或多个针嵌入在夹具借以接触与支撑放置在夹具上或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用来晶圆电荷监测的装置，包含:导体针，嵌入在夹具；导体弹簧，嵌入在夹具内并与导体针电性地连接；导体线，导体线的第一端电性地连接到导体弹簧；样本导体，导体线的第二端电性地连接到样本导体；以及静电传感器，放置在靠近样本导体的表面处并被配置来侦测出现在样本导体的表面的电荷；在此，导体针是被导体弹簧所支撑借以在晶圆被放置及/或被维持在夹具上时接触与支撑晶圆的背表面；在此，样本导体是与周围环境相互绝缘。

【技术特征摘要】
2017.05.09 US 62/503,5141.一种用来晶圆电荷监测的装置，包含:导体针，嵌入在夹具；导体弹簧，嵌入在夹具内并与导体针电性地连接；导体线，导体线的第一端电性地连接到导体弹簧；样本导体，导体线的第二端电性地连接到样本导体；以及静电传感器，放置在靠近样本导体的表面处并被配置来侦测出现在样本导体的表面的电荷；在此，导体针是被导体弹簧所支撑借以在晶圆被放置及/或被维持在夹具上时接触与支撑晶圆的背表面；在此，样本导体是与周围环境相互绝缘。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，更包含至少下列之一:样本导体与静电传感器都是被放置在夹具位于其内部的反应室的外部；以及样本导体与静电传感器都是被放置在远离夹具处。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，更包含嵌入在夹具内部的多数组的导体针与导体弹簧，在此或是所有这些组都连接到相同的样本导体或是不同组是连接到不同的样本导体。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在此导体针的材料在夹具所固持的晶圆引发较少的污染。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在此导体针的材料是从包含以下的群组所选择的:镍与钛。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在此导体弹簧的材料具有高弹性。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，在此导体弹簧的材料是从包含以下的群组所选择的:镍与不锈钢。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在此导体线的材料是从包含以下的群组所选择的:镍与铜。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在此样本导体的材料是从包含以下的群组所选择的:镍与铜。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，更包含导体片，在此导体弹簧机械性地放置在导体片上并且导体线的第一端是焊接在导体片。11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，更包含绝缘壳体，在此绝缘壳体围绕导体针与导体弹簧二者而使得导体针与导体弹簧二者与夹具其他部分相互隔离。12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在此样本导体是被绝缘体所围绕，在此只有面对静电传感器的表面并未被绝缘体所完全覆盖。13.如权利要求1所述的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志强，康畯钦，倪玉河，冯建大，
申请(专利权)人：汉辰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71