【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體設備，尤其涉及測量殘余靜電吸附力的裝置及方法。
技術介紹
1、當前高溫碳掩膜工藝中，由于晶圓溫度較高，晶圓在加熱盤上的翹起值(bow值)一般較高，因此需要比較大的靜電吸附電壓將晶圓吸住，而加熱盤在較高的溫度下電阻較高，在對晶圓解吸附時，在晶圓與加熱盤之間易產生較多的殘余電荷，導致解吸附時晶圓碎裂。
2、傳統的pecvd設備中，判斷是否滿足解吸附條件有兩種方法：一種為間接方法，例如通過檢測晶圓與加熱盤之間的電容，或者通過檢測流過加熱盤電極的電流變化等方法來判斷；另一種為直接方法，即通過檢測從加熱盤頂起晶圓時的力來判斷。間接方法由于無法直接檢測到剩余吸附力，且使用的電信號易受到干擾，因此判斷準確度不高；而直接方法，如通過扭力計來實時測量頂起晶圓時的力，多用在可動頂針的配置中，且體積較大，集成度不高。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的缺陷，本專利技術提供了一種用于固定式頂針的測量殘余靜電吸附力的裝置及方法。
2、本專利技術的用于固定式頂針的測量殘余靜電吸附力的裝置，包括周向分布的多個頂針支撐座、多個壓力傳感器、多個真空貫通件、固定底板及數據處理模塊。
3、每個所述頂針支撐座的上端部設置一個所述壓力傳感器。
4、每個所述頂針支撐座的下端部固定在所述固定底板上。
5、每個所述真空貫通件的上端部真空密接一個所述壓力傳感器，下端部貫穿所述固定底板并連接至所述數據處理模塊。
6、所述數據處理模塊被配置成
7、在一個實施例中，所述用于固定式頂針的測量晶圓偏心的裝置還包括：
8、基座，具有多個通孔；
9、多個頂針，支撐放置于所述基座上的晶圓，其中每個所述頂針貫穿于一個所述通孔，所述基座可相對于所述頂針上下相對運動；
10、多個重錘，每個所述重錘套設于一個所述頂針的下端部外周。
11、在一個實施例中，所述頂針在下降過程中，當所述頂針的下端部落到所述頂針支撐座的上端部時，所述頂針被所述頂針支撐座抵住而不再向下移動，隨著所述基座向下運動，所述頂針將所述晶圓頂起，所述壓力傳感器檢測其上所承受的壓力。
12、在一個實施例中，所述頂針的上端部接觸所述晶圓，所述頂針的下端部位于所述頂針支撐座的正上方。
13、在一個實施例中，所述頂針的上端部的外徑大于該通孔的最小內徑，使得頂針的上端部卡在所述基座的上表面之上。
14、在一個實施例中，所述多個頂針的數量與所述多個頂針支撐座、所述多個壓力傳感器、所述多個真空貫通件的數量相對應。
15、在一個實施例中，所述壓力傳感器為壓電陶瓷壓力傳感器。
16、在一個實施例中，當所述頂針的下端部落到所述頂針支撐座的上端部時，所述壓力傳感器測量其上產生的電荷量，所述數據處理模塊實時讀取各個所述壓力傳感器的電荷量，根據以下公式得到各頂針的對應的殘余靜電吸附力f_d：
17、f_d＝(q/d_33)-g；
18、其中：
19、q為一個所述壓力傳感器測得的電荷量；
20、d_33為壓電陶瓷的應變系數；
21、g為1/n晶圓重量、一個頂針重量和一個重錘重量之和，其中n為所述頂針支撐座的個數。
22、在一個實施例中，所述數據處理模塊根據所述殘余靜電吸附力f_d計算出所述殘余靜電吸附力在晶圓內產生的應力σ_d。
23、在一個實施例中，所述數據處理模塊比較所述應力σ_d是否大于一閥值，若大于所述閾值，則判斷出所述晶圓不具備解吸附條件，停止所述頂針的頂起動作，其中所述閾值被設置為小于晶圓材料的極限應力。
24、本專利技術還提供了一種用于固定式頂針的測量殘余靜電吸附力的方法，所述方法采用如前所述的用于固定式頂針的測量殘余靜電吸附力的裝置進行，所述方法包括但不限于以下步驟：
25、當所述頂針的下端部落到所述頂針支撐座的上端部時，測量所述壓力傳感器上產生的電荷量；
26、實時讀取各個所述壓力傳感器的電荷量，根據所述電荷量得到各頂針的對應的殘余靜電吸附力f_d：
27、根據所述殘余靜電吸附力f_d計算出所述殘余靜電吸附力在晶圓內產生的應力σ_d；
28、比較所述應力σ_d是否大于一閥值，若大于所述閾值，則判斷出所述晶圓不具備解吸附條件，停止所述頂針的頂起動作，其中所述閾值小于晶圓材料的極限應力。
29、在一個實施例中，根據所述電荷量得到各頂針的對應的殘余靜電吸附力f_d包括根據以下公式計算所述殘余靜電吸附力f_d：
30、f_d＝(q/d_33)-g；
31、其中：
32、q為一個所述壓力傳感器測得的電荷量；
33、d_33為所述壓力傳感器的壓電陶瓷的應變系數；
34、g為1/n晶圓重量、一個頂針重量和一個重錘重量之和，其中n為所述頂針支撐座的個數。
35、本專利技術的一種測量殘余靜電吸附力的裝置和方法適用于固定式頂針配置，使用壓電陶瓷(如pzt-5a)壓力傳感器，并固定于支撐頂針的頂針支撐座上，用以實時檢測頂針在頂起晶圓時的電荷量，數據處理模塊計算出殘余靜電吸附力在晶圓內部所產生的應力，并判斷該應力是否大于晶圓的斷裂極限，從而判斷出是否具備解吸附條件。相比活動式頂針結構，本專利技術的測量殘余靜電吸附力的裝置體積較小且集成度高。
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1.一種測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，還包括：
3.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述頂針在下降過程中，當所述頂針的下端部落到所述頂針支撐座的上端部時，所述頂針被所述頂針支撐座抵住而不再向下移動，隨著所述基座向下運動，所述頂針將所述晶圓頂起，所述壓力傳感器檢測其上所承受的壓力。
4.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述頂針的上端部接觸所述晶圓，所述頂針的下端部位于所述頂針支撐座的正上方。
5.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述頂針的上端部的外徑大于該通孔的最小內徑，使得頂針的上端部卡在所述基座的上表面之上。
6.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述多個頂針的數量與所述多個頂針支撐座、所述多個壓力傳感器、所述多個真空貫通件的數量相對應。
7.如權利要求1所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器為壓電陶瓷壓力傳感器。>
8.如權利要求7所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，當所述頂針的下端部落到所述頂針支撐座的上端部時，所述壓力傳感器測量其上產生的電荷量，所述數據處理模塊實時讀取各個所述壓力傳感器的電荷量，根據以下公式得到各頂針的對應的殘余靜電吸附力F_d：
9.如權利要求8所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述數據處理模塊根據所述殘余靜電吸附力F_d計算出所述殘余靜電吸附力在晶圓內產生的應力σ_d。
10.如權利要求9所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述數據處理模塊比較所述應力σ_d是否大于一閥值，若大于所述閾值，則判斷出所述晶圓不具備解吸附條件，停止所述頂針的頂起動作，其中所述閾值設置為小于晶圓材料的極限應力。
11.一種測量殘余靜電吸附力的方法，其特征在于，所述方法采用如權利要求1所述的用于固定式頂針的測量殘余靜電吸附力的裝置進行，所述方法包括：
12.如權利要求11所述的測量殘余靜電吸附力的方法，其特征在于，根據所述電荷量得到各頂針的對應的殘余靜電吸附力F_d包括根據以下公式計算所述殘余靜電吸附力F_d：
...【技術特征摘要】
1.一種測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，還包括：
3.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述頂針在下降過程中，當所述頂針的下端部落到所述頂針支撐座的上端部時，所述頂針被所述頂針支撐座抵住而不再向下移動，隨著所述基座向下運動，所述頂針將所述晶圓頂起，所述壓力傳感器檢測其上所承受的壓力。
4.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述頂針的上端部接觸所述晶圓，所述頂針的下端部位于所述頂針支撐座的正上方。
5.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述頂針的上端部的外徑大于該通孔的最小內徑，使得頂針的上端部卡在所述基座的上表面之上。
6.如權利要求2所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述多個頂針的數量與所述多個頂針支撐座、所述多個壓力傳感器、所述多個真空貫通件的數量相對應。
7.如權利要求1所述的測量殘余靜電吸附力的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器為壓電陶瓷壓力傳感器。
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊辰燁，
申請(專利權)人：拓荊科技上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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