一种半导体工艺设备制造技术

本发明专利技术提供一种半导体工艺设备，包括控制装置、工艺电源、工艺腔室和设置在工艺腔室中的基座，基座上设置有用于承载晶圆的承载盘，承载盘上设置有至少一个可与晶圆电接触的探头，探头通过部分穿设于基座中的导线与工艺腔室外部的工艺电源电连接，构成一断路回路；半导体工艺设备还包括检测组件，检测组件用于检测断路回路是否导通；控制装置用于在检测组件检测到断路回路导通时，控制工艺电源停止运行。在本发明专利技术中，检测组件能够在内衬等器件与晶圆导通时，及时检测到探头与工艺电源电连接并构成的断路回路导通，进而控制装置可以及时控制工艺电源停止运行，使半导体工艺停止，消除了晶圆上的器件被击穿的风险，提高了晶圆及器件的产品良率。器件的产品良率。器件的产品良率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体工艺设备


[0001]本专利技术涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]随着半导体元器件制造工艺的迅速发展，对元器件性能与集成度要求越来越高，等离子体技术被广泛应用在半导体工艺中。在物理气相沉积(Physical Vapour Deposition，PVD)磁控溅射沉积系统中，通过在真空反应腔室内引入各种反应气体(如氩气(Ar)、氪气(Kr)、氮气(N2)、氧气(O2)等)，利用外加电磁场(直流或交流)使气体原子内束缚电子摆脱势阱成为自由电子，获得动能的自由电子再与分子、原子或离子产生碰撞使得气体完全解离，形成等离子体。等离子体中含有大量电子、离子(包括正离子和负离子)、激发态原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和置于腔体并曝露在等离子体中的晶圆表面相互作用，使晶圆材料表面发生各种物理化学反应，完成沉积工艺。
[0003]典型的PVD设备结构如图1所示，主要包括靶材1、腔体2、基座7、进气口8、冷泵9、冷泵门阀10和用于承载晶圆5的承载盘6，腔体2内还设置有内衬3、卡环4和沉积环11，用于保护腔体内壁和冷泵免受溅镀污染。溅射工艺开始前基座7通过电机驱动升至工艺位，作为工艺气体的氩气或氮气从进气口8进入腔内，配合冷泵的抽气作用，共同维持腔内所需要的工艺压力。当晶圆5传进腔室后，基座7升至工艺位，此时卡环4被顶起，脱离内衬3，由于基座7与腔体2间有陶瓷环绝缘，因此此时晶圆5、承载盘6、基座7、卡环4、沉积环11对地不导通，形成悬浮电位，内衬3、腔体2处于导通接地状态；工艺进行时等离子体充满整个腔室从而与晶圆反应并得到薄膜。
[0004]然而，卡环4在反复升降过程中存在偏移风险，尽管卡环4和内衬3在机械设计上有一定的活动余量，卡环4在发生偏移后仍可能与内衬3打火甚至接触连通，进而导致晶圆5上有电流通过，使晶圆5上的芯片器件产生严重的击穿现象，导致芯片器件失效，影响芯片器件的产品良率。
[0005]因此，如何提供一种能够消除晶片被击穿的隐患、提高芯片器件的产品良率的半导体工艺设备，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备能够消除晶片被击穿的隐患、提高芯片器件的产品良率。
[0007]为实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种半导体工艺设备，包括控制装置、工艺电源、工艺腔室和设置在所述工艺腔室中的基座，所述基座上设置有用于承载晶圆的承载盘，所述承载盘上设置有至少一个可与所述晶圆电接触的探头，所述探头通过部分穿设于所述基座中的导线与所述工艺腔室外部的所述工艺电源电连接，构成一断路回路；
[0008]所述半导体工艺设备还包括检测组件，所述检测组件用于检测所述断路回路是否导通；
[0009]所述控制装置用于在所述检测组件检测到所述断路回路导通时，控制所述工艺电源停止运行。
[0010]可选地，所述检测组件包括示波器，所述探头通过所述示波器与所述工艺电源电连接，所述示波器用于通过所述探头获取所述晶圆在所述探头所接触位置的电位，以检测所述断路回路是否导通。
[0011]可选地，所述示波器还用于将所述至少一个探头检测到的电位放大，得到电位信息，并将所述电位信息发送至所述控制装置；
[0012]所述控制装置还用于判断所述电位信息是否大于预设阈值，并在所述电位信息大于所述预设阈值时，控制所述工艺电源停止运行。
[0013]可选地，所述探头的数量为多个，多个所述探头在所述承载盘上的位置与所述晶圆上的多个芯片单元的位置一一对应。
[0014]可选地，多个所述探头分别与所述示波器连接，所述示波器用于获取所述晶圆与每个所述探头电接触的位置的电位。
[0015]可选地，所述控制装置还用于在所述晶圆上至少一个位置的电位对应的电位信息超出所述预设阈值时，控制所述工艺电源停止运行，并记录对应的所述探头的位置。
[0016]可选地，所述承载盘上形成有多个检测孔，多个所述探头通过高温陶瓷胶一一对应地固定设置在多个所述检测孔中。
[0017]可选地，所述基座包括基座本体和驱动轴，所述承载盘设置在所述基座本体上，所述驱动轴的第一端与所述基座本体的底壁固定连接，所述驱动轴的第二端穿过所述工艺腔室底部的通孔，延伸至所述工艺腔室的外部；
[0018]所述基座本体和所述驱动轴中形成有贯通的集线孔，所述示波器位于所述工艺腔室外，多个所述探头对应的多根所述导线穿过所述集线孔与所述示波器连接。
[0019]可选地，驱动轴位于所述工艺腔室内部的部分上套设有绝缘环，所述绝缘环位于所述工艺腔室的底壁上，用于使所述基座与所述工艺腔室绝缘。
[0020]可选地，驱动轴位于所述工艺腔室外部的部分上套设有滤波板，用于滤除干扰电信号。
[0021]在本专利技术提供的半导体工艺设备中，探头通过导线与工艺电源的一极电连接并构成正常情况下为断路状态的断路回路，检测组件用于检测断路回路的通断状态，从而能够在与工艺电源的另一极电连接的内衬等器件通过卡环、承载盘与晶圆导通时，及时检测到该断路回路导通，进而控制装置可以及时控制工艺电源停止运行，以避免晶圆在与工艺电源的两极短路的状态下继续进行半导体工艺，消除了晶圆上的器件被击穿的风险，提高了晶圆及器件的产品良率。
附图说明
[0022]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0023]图1是一种现有的半导体工艺设备的结构示意图；
[0024]图2是图1中半导体工艺设备在一种状态下的等效电路示意图；
[0025]图3是图1中半导体工艺设备在另一种状态下的等效电路示意图；
[0026]图4是本专利技术实施例提供的半导体工艺设备的结构示意图；
[0027]图5是本专利技术实施例提供的半导体工艺设备中承载盘的表面结构示意图；
[0028]图6是本专利技术实施例中晶圆上多个芯片单元的排布规律示意图；
[0029]图7是本专利技术另一实施例提供的半导体工艺设备中承载盘的表面结构示意图；
[0030]图8是本专利技术实施例提供的半导体工艺设备在一种状态下的等效电路示意图。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0032]如图2所示为半导体工艺设备处于正常状态时的等效电路示意图，腔室内的电流回路路径为：电源正极
→
腔体2
→
内衬3
→
等离子体
→
靶材1
→
电源负极。半导体工艺设备处于故障状态时，如图3所示，内衬3与基座7之间由悬浮状态转为连接状态(图中虚线所示连接关系)，此时，腔室内的电流回路包括路径一：电源正极
→
腔体2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺设备，包括控制装置、工艺电源、工艺腔室和设置在所述工艺腔室中的基座，其特征在于，所述基座上设置有用于承载晶圆的承载盘，所述承载盘上设置有至少一个可与所述晶圆电接触的探头，所述探头通过部分穿设于所述基座中的导线与所述工艺腔室外部的所述工艺电源电连接，构成一断路回路；所述半导体工艺设备还包括检测组件，所述检测组件用于检测所述断路回路是否导通；所述控制装置用于在所述检测组件检测到所述断路回路导通时，控制所述工艺电源停止运行。2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述检测组件包括示波器，所述探头通过所述示波器与所述工艺电源电连接，所述示波器用于通过所述探头获取所述晶圆在所述探头所接触位置的电位，以检测所述断路回路是否导通。3.根据权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述示波器还用于将所述至少一个探头检测到的电位放大，得到电位信息，并将所述电位信息发送至所述控制装置；所述控制装置还用于判断所述电位信息是否大于预设阈值，并在所述电位信息大于所述预设阈值时，控制所述工艺电源停止运行。4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述探头的数量为多个，多个所述探头在所述承载盘上的位置与所述晶圆上的多个芯片单元的位置一一对应。5.根据权利要求4所述的半导体工艺设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄其伟，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：