一种晶圆温度监控装置制造方法及图纸

技术编号:40242036 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-02 22:39
本技术提供一种晶圆温度监控装置,该晶圆温度监控装置包括:晶圆温度监控模块以及光纤探测器,其中,晶圆温度监控模块包括静电卡盘以及设置于所述静电卡盘上的多个光纤侦测孔与多个支撑杆运动孔,所述静电卡盘上吸附有晶圆,所述光纤侦测孔以及所述支撑杆运动孔分别以吸附于所述静电卡盘上的晶圆中心为中心对称点且呈均匀分布;所述光纤探测器包括温度探测端以及光纤,多个所述光纤探测器的所述温度探测端分别设置于每个所述光纤侦测孔内,所述光纤与所述温度探测端固定连接。本技术的晶圆温度监控装置为晶圆表面温度的监控提供了更多判断依据,提升了对晶圆温度的侦测实时性以及准确性,保证了晶圆制程的顺利进行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及晶圆检测领域,特别是涉及一种晶圆温度监控装置


技术介绍

1、铝(al)具有电阻率低、良好的过电流密度以及易于进行图形化工艺等特点,铝作为导线金属的主要成分,被广泛应用于半导体后段工艺中。在实际物理气相沉积(pvd)溅射法制取薄膜时,由于到达晶圆(wafer)表面的溅射粒子能量较大,因而所生长的薄膜性质会有一定影响,会造成膜基板温度上升和内应力的增加,而膜层的应力就会带来小丘突起(hillock)的产生。半导体器件的后段结构主要由铝/玻璃系统组成(玻璃与铝膜之间的热膨胀系数不同),其中玻璃介电层的成膜工艺主要包括等离子增强型化学气相淀积(pecvd)和高密度等离子体增强化学气相沉积(hdp cvd)。其中在高密度等离子体增强化学气相沉积工艺中,晶圆温度变化至300℃以上,膜层应力会随之增大。在温度达到一定阈值后,铝会达到所承受的内部压应力的极限。于是铝膜通过原子扩散的方式来释放压力,此时就会在金属表面形成小丘突起,小丘突起的存在,严重时会造成晶圆可靠性减低甚至短路,对于芯片封装的接线问题也会带来困扰。

2、在实际的晶圆表面化学气相沉积的生产过程中,高密度等离子体增强沉积过程中晶圆表面的温度存在两种温度曲线,如图1及图2所示,分别为晶圆在第一种模式下的温度曲线图以及晶圆在第二种模式下的温度曲线,晶圆在两种模式下呈现不同的温度曲线,如图3及图4所示,分别为晶圆在第一种模式与第二种模式下的温度曲线对比图以及晶圆在第一种模式与第二种模式下的温度曲线的检验结果偏差图,在相同的温度监控范围内,第二种模式下存在死货的风险,如图5所示,为晶圆在第二种模式下的失效模式示意图,这是由于在第二种模式下晶圆实际温度较高,但因为温度侦测的问题无法确切的反馈出来,且目前的fdc(缺陷分类控制)监控方式,也无法精准的识别第二种模式,所以在第二种模式下,经历高温的晶圆会出现铝融化现象,但目前缺陷分类监控装置无法识别,会导致将有缺陷的晶圆漏放下去,产生客诉事件。

3、目前,高密度等离子体增强化学气相沉积仪器(型号为ultiamx)采用晶圆温度监控装置不仅用来监控晶圆在制程过程中的实时温度,一些和温度相关的潜在制程问题可以通过温度监控模块进行监控,即对温度敏感的长有金属铝膜的晶圆制程必须装备温度监控装置,如图6所示,为晶圆温度监控装置的结构示意图,包括光纤探测器02、光纤021、静电卡盘013、晶圆03、腔体04以及光纤出口041,但是,高密度等离子体增强化学气相沉积仪器使用的完全嵌入静电卡盘上的晶圆温度监控装置,如图7所示,为晶圆监控模块01的结构示意图,包括静电卡盘013、支撑杆运动孔012、光纤侦测孔011,即静电卡盘上留有四个孔,包含三个支撑杆运动孔和仅一个光纤侦测孔,且在高密度等离子体增强化学气相沉积的过程中,晶圆上的某处会异常升温,从而会产生一高温源头,但是光纤侦测孔未在晶圆的对称中心位置,对晶圆不同位置处的高温检测结果不同,且晶圆所辐射的红外光传播也需要时间,导致高温源头被侦测到的时间延迟。

4、鉴于此,急需一种能够提升晶圆监测温度的实时性以及准确性的晶圆温度监控装置。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术的目的在于提供一种晶圆温度监控装置,用于解决现有技术中的晶圆温度监控装置在晶圆制程过程中对晶圆温度监测不及时且准确性低的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本技术提供一种晶圆温度监控装置,包括:

3、晶圆温度监控模块,包括静电卡盘以及设置于所述静电卡盘上的多个光纤侦测孔与多个支撑杆运动孔,所述静电卡盘上吸附有晶圆,所述光纤侦测孔以及所述支撑杆运动孔分别以吸附于所述静电卡盘上的晶圆中心为中心对称点且呈均匀分布;

4、光纤探测器,包括温度探测端以及光纤,多个所述光纤探测器的所述温度探测端分别设置于每个所述光纤侦测孔内,所述光纤与所述温度探测端固定连接。

5、可选地,所述静电卡盘上设置有三个所述光纤侦测孔,三个所述光纤侦测孔呈等边三角形分布。

6、可选地,所述静电卡盘上设置有三个支撑杆运动孔,三个所述支撑杆运动孔呈等边三角形分布。

7、可选地,所述支撑杆运动孔分布于所述光纤侦测孔所在区域外围。

8、可选地,所述光纤侦测孔贯通所述静电卡盘。

9、可选地,所述光纤的直径范围为0.8mm~1.2mm。

10、可选地,所述温度探测端用于感知所述晶圆背面辐射的红外射线。

11、可选地,所述晶圆温度监控装置中还设有控制器,所述控制器用于接收所述光纤探测器传输的信号。

12、可选地,所述光纤探测器感知到的信号通过所述光纤传输至所述控制器。

13、可选地,所述晶圆温度监控装置中还设有腔体,所述腔体用于所述光纤走线且所述腔体上还设置有光纤出口。

14、如上所述,本技术的晶圆温度监控装置,具有以下有益效果:通过于所述静电卡盘上设置多个所述光纤侦测孔及所述支撑杆运动孔作为所述晶圆温度监控模块,且将所述光纤探测器的所述温度探测端设置于所述光纤侦测孔内,所述晶圆吸附于所述静电卡盘上的制程过程中,位于所述光纤侦测孔内的所述温度探测端感知多个不同位置的所述晶圆升温时背面辐射的红外射线,再通过所述光纤将红外射线信号传输至所述控制器,所述控制器收集到多个不同位置的所述晶圆表面的红外射线信号,从而实现了对所述晶圆表面温度的监控,并且多个所述光纤侦测孔及所述光纤探测器的设置,为所述晶圆表面温度的监控提供了更多判断依据,进而实现了对所述晶圆表面的高温源头的准确判断,此外,多个所述光纤侦测孔以吸附于所述静电卡盘上的晶圆中心为中心对称点且呈均匀分布,提升了对所述晶圆表面温度的侦测的实时性以及准确性,保证了所述晶圆制程的顺利进行,具有高度产业价值。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种晶圆温度监控装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述静电卡盘上设置有三个所述光纤侦测孔,三个所述光纤侦测孔呈等边三角形分布。

3.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述静电卡盘上设置有三个支撑杆运动孔,三个所述支撑杆运动孔呈等边三角形分布。

4.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述支撑杆运动孔分布于所述光纤侦测孔所在区域外围。

5.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述光纤侦测孔贯通所述静电卡盘。

6.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述光纤的直径范围为0.8mm~1.2mm。

7.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述温度探测端用于感知所述晶圆背面辐射的红外射线。

8.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述晶圆温度监控装置中还设有控制器,所述控制器用于接收所述光纤探测器传输的信号。

9.根据权利要求8所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述光纤探测器感知到的信号通过所述光纤传输至所述控制器。

10.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述晶圆温度监控装置中还设有腔体,所述腔体用于所述光纤走线且所述腔体上还设置有光纤出口。

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【技术特征摘要】

1.一种晶圆温度监控装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述静电卡盘上设置有三个所述光纤侦测孔,三个所述光纤侦测孔呈等边三角形分布。

3.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述静电卡盘上设置有三个支撑杆运动孔,三个所述支撑杆运动孔呈等边三角形分布。

4.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述支撑杆运动孔分布于所述光纤侦测孔所在区域外围。

5.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,其特征在于:所述光纤侦测孔贯通所述静电卡盘。

6.根据权利要求1所述的晶圆温度监控装置,...

【专利技术属性】
技术研发人员:苗良爽王菊飞
申请(专利权)人:粤芯半导体技术股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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