專利名稱：減少晶片處理過程中電弧產生的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體晶片的處理方法，特別是涉及半導體晶片處理過程中減少電弧 產生的方法。
背景技術：
在半導體晶片處理過程中，常常涉及到對晶片進行微細加工的刻蝕工藝以及形成 薄膜的成膜工藝等。在這些處理工藝中，常常遇到電弧產生而導致晶片質量下降，甚至報廢 等問題的出現(xiàn)。例如，在物理氣相沉積(PVD)過程中，就常常在金屬薄膜形成過程中產生電弧，而 導致晶片質量下降，甚至報廢。根據(jù)現(xiàn)有的經驗，可以將電弧總結為兩種一種是靶材級電 弧(Target Arcing)，另一種是晶片級電弧(Wafer LevelingArcing) 0具體而言，靶材級 電弧的產生與靶材有關，即當靶材質量較差或者靶材周圍有污染物時，就很容易產生靶材 級電弧，因為這種情況下，靶材晶格不均勻，進而導致電場不同，出現(xiàn)瞬間放電，從而產生電 弧。而晶片級電弧的產生與晶片有關，詳細來說加熱盤中心需要與反應室中心對準，當產 生一定偏差時，將導致電弧的產生；這個因素在預防保養(yǎng)(PM)的時候是可以控制的。另外， 晶片中心需要與加熱盤中心對準，否則也將導致電弧產生。而晶片往往利用機械手(robot) 送入反應室的加熱盤上，由于晶片置于機械手的換手(handoff)上，所以在將晶片送入反 應室后，換手的中心需與加熱盤的中心對準，這樣才能保證晶片的中心與加熱盤的中心對 準。然而，這個因素在實際操作中很難控制。因為一個機械手需要負責向多個反應室送片， 而反應室內的溫度往往高于室溫，導致機械手熱脹冷縮，故當前反應室內的中心對準情況 受到之前反應室的溫度影響，而這種熱效應的影響很難控制。所以在晶片級電弧的控制方 面，給技術人員帶來了很多困擾。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是減少晶片處理過程中晶片級電弧(Wafer Leveling Arcing)的產生。為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種減少晶片處理過程中電弧產生的方法，包 括取晶片，利用機械手將該晶片置于反應室的加熱盤上，其中該晶片半徑大于所述加熱盤 半徑；在晶片表面沉積與晶片顏色不同的薄膜；測量晶片置于加熱盤的一面上至少四個徑 向方向上所沉積的薄膜的寬度，其中所述四個徑向方向依次成90度；利用成180度的徑向 方向上的薄膜寬度之差控制所述機械手的運動。進一步的，所述四個徑向方向包括12點鐘方向、3點鐘方向、6點鐘方向與9點鐘 方向，且利用12點鐘方向與6點鐘方向上薄膜寬度之差控制所述機械手的伸縮；利用3點 鐘方向與9點鐘方向上薄膜寬度之差控制所述機械手的旋轉。進一步的，所述薄膜為鋁薄膜。進一步的，在高溫條件下，所沉積鋁薄膜的厚度不小于2千埃。
進一步的，在室溫條件下，所沉積鋁薄膜的厚度不小于5千埃。進一步的，所述薄膜為鎢薄膜。進一步的，所述鎢薄膜的厚度不小于3千埃?？梢?，本發(fā)明利用晶片背面形成薄膜的情況來調整機械手(robot)的換手 (handoff)位置，解決了困擾技術人員已久的換手位置難于調節(jié)的問題。同時，利用該方法 進行換手調節(jié)，可提高晶片中心與加熱盤中心的對準程度，進而減少電弧的產生，提高半導 體產品的良率。


圖1為晶片處理過程中反應室內的結構示意圖；圖2為圖1中圓圈A范圍內的放大示意圖；圖3為本發(fā)明一實施例所提供的減少電弧產生的方法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中所用到的晶片的背面示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的技術特征更明顯易懂，下面結合附圖與實施例，對本發(fā)明做進一步 的描述。在背景技術中已經提及在預防保養(yǎng)(PM)中，可以調整加熱盤中心與反應室中心 的相對位置，從而使他們盡可能的對準，以減少后續(xù)晶片處理過程中電弧的產生。而在預防 保養(yǎng)之后，機械手(robot)的換手(handoff)的調節(jié)、晶片的中心與加熱盤的中心之間的相 對位置調節(jié)往往難以控制，以下實施例正是針對這種情況，提出一種調節(jié)機械手運動的方 法，使得換手進入反應室后，其中心位置與加熱盤的中心位置盡可能的對準，進一步減少晶 片處理過程中電弧的產生。請參考圖1與圖2，其中圖1為晶片處理過程中反應室內的結構示意圖，圖2為 圖1中圓圈A范圍內的放大示意圖。如圖所示，晶片10置于反應室內的加熱盤20上。其 中，晶片的半徑為150mm ；而加熱盤承載晶片10的表面半徑為145mm到146mm左右，在此以 146mm為例；另外，晶片10與加熱盤20之間具有一圈犧牲層30，用以在晶片處理過程中進 行消耗，而保護晶片10，此犧牲層30的厚度為2mm左右，距離晶片10背面有一個十分小的 空隙，例如在本實施例中為0. 009mm。因此，在晶片10背面大概有2mm的邊緣暴露在反應室 內。因而，在進行等離子沉積過程中，晶片10背面大概有2mm的邊緣暴露在等離子區(qū)內，因 而也將被沉積形成薄膜。技術人員充分考慮到這一點，利用晶片10背面所形成的薄膜來調 整機械手(robot)，使得機械手將晶片送入反應室后，可以調整其換手的中心于加熱盤上方 的位置，進而使得換手中心盡可能與加熱盤對準，保證晶片的中心與加熱盤的中心對準，從 而減少電弧的產生。具體，請合并參考圖3，其示出了本發(fā)明一實施例所提供的減少電弧產生的方法的 流程示意圖。如圖所示，該方法包括如下步驟Sl 取晶片10，利用機械手將該晶片10置于反應室的加熱盤20上，其中晶片10的 半徑大于加熱盤20的半徑；S2 在晶片10表面沉積與晶片顏色不同的薄膜；
S3 測量晶片10置于加熱盤20的一面(即背面)上至少四個徑向方向上所沉積 的薄膜的寬度，其中所述四個徑向方向依次成90度；S4 利用成180度的徑向方向上的薄膜寬度之差控制機械手的運動。詳細而言，在完成預防保養(yǎng)后，取一個測試用晶片10，將其置于機械手的換手之 上，而后利用機械手將其送入反應室，機械手經過預先設定好的伸縮與旋轉量，將晶片10 置于加熱盤20上(步驟Si)。由于晶片10的半徑大于加熱盤20用于承載晶片10的表面 的半徑。例如，晶片半徑為150mm，加熱盤20用于承載晶片10的表面的半徑為146mm，同時， 晶片10與加熱盤20之間具有一圈厚度為2mm左右的犧牲層30 (如圖1與圖2所示)。因 此，如果晶片10中心與加熱盤20中心對準的情況下，晶片10的背面有2mm左右的邊緣暴 露于反應室內；而未對準，其暴露在外的邊緣寬度將有所變化。接著，進行步驟S2，即在晶片10的表面沉積薄膜，由于晶片10的背面一定寬度的 邊緣暴露于反應室內，其上將同時形成薄膜。本實施例便是利用晶片10背面所形成的薄 膜的寬度對機械手進行調節(jié)的，因此需要所沉積的薄膜相對于晶片10明顯可見，即薄膜的 顏色與晶片顏色可以明顯區(qū)分。例如，選用鋁(Al)進行等離子沉積所得到的鋁薄膜為銀 白色，而晶片為深灰色，這樣便可以清楚的看到晶片10背面暴露在外的邊緣所沉積的鋁薄 膜，進而方便測量其寬度。同樣的道理，也可以選擇純鎢(Clean-W)進行等離子沉積，以形 成鎢薄膜。另外，經過發(fā)明人多次實驗發(fā)現(xiàn)，晶片10背面所沉積的薄膜的厚度最好達到一 定要求。具體而言在高溫條件下，鋁薄膜的厚度不小于2千埃；在室溫條件下，鋁薄膜的厚 度不小于5千埃。而鎢薄膜的厚度不小于3千埃。而后，進行步驟S3，即測量晶片10背面上至少四個徑向方向上所沉積的薄膜的寬 度。請參考圖4，在本發(fā)明一較佳實施例中，這四個徑向方向依次為12點鐘方向、3點鐘方 向、6點鐘方向與9點鐘方向。經測量得到12點鐘方向的寬度為Dlmm，3點鐘方向的寬度為 D2mm,6點鐘方向的寬度為D3mm，9點鐘方向的寬度為D4mm。而后進行步驟S4,即利用成180度的徑向方向上的薄膜寬度之差控制機械手的 運動。接著以步驟S3中的較佳實施例為例，利用12點鐘方向與6點鐘方向上薄膜寬度 之差控制機械手的伸縮；并利用3點鐘方向與9點鐘方向上薄膜寬度之差控制機械手的 旋轉。舉例而言，若控制機械手的步進機(st印motor)的步進速率為每200步為1mm，則 機械手在伸縮方向上所需調整步數(shù)為(|Dl-D3|/2)*200，在旋轉方向上所需調整的步數(shù)為 (ID2-D4 I /2) *200。當然，此處僅為舉例，本領域技術人員可據(jù)此提示，在實際操作中選擇更 多或不同的徑向方向進行測量與調整，本發(fā)明不以此為限。如此，便可以在機械手的換手(handoff)進入反應室后，繼續(xù)調整其最終于加熱 盤上方的位置，相對于現(xiàn)有技術，換手的中心與加熱盤的中心在對準調整過程中，更加準 確，進而使得晶片中心與加熱盤中心的對準情況大為改善，減小了電弧產生的幾率，提高了 半導體產品的良率。以上僅為舉例，并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求書所涵 蓋的范圍為準。
權利要求
一種減少晶片處理過程中電弧產生的方法，包括取晶片，利用機械手將該晶片置于反應室的加熱盤上，其中該晶片半徑大于所述加熱盤半徑；在晶片表面沉積與晶片顏色不同的薄膜；測量晶片置于加熱盤的一面上至少四個徑向方向上所沉積的薄膜的寬度，其中所述四個徑向方向依次成90度；利用成180度的徑向方向上的薄膜寬度之差控制所述機械手的運動。
2.根據(jù)權利要求1所述的減少晶片處理過程中電弧產生的方法，其特征是，其中所述 四個徑向方向包括12點鐘方向、3點鐘方向、6點鐘方向與9點鐘方向，且利用12點鐘方向與6點鐘方向上薄膜寬度之差控制所述機械手的伸縮；利用3點鐘方向與9點鐘方向上薄膜寬度之差控制所述機械手的旋轉。
3.根據(jù)權利要求1所述的減少晶片處理過程中電弧產生的方法，其特征是，所述薄膜 為鋁薄膜。
4.根據(jù)權利要求3所述的減少晶片處理過程中電弧產生的方法，其特征是，在高溫條 件下，所沉積鋁薄膜的厚度不小于2千埃。
5.根據(jù)權利要求3所述的減少晶片處理過程中電弧產生的方法，其特征是，在室溫條 件下，所沉積鋁薄膜的厚度不小于5千埃。
6.根據(jù)權利要求1所述的減少晶片處理過程中電弧產生的方法，其特征是，所述薄膜 為鎢薄膜。
7.根據(jù)權利要求6所述的減少晶片處理過程中電弧產生的方法，其特征是，所述鎢薄 膜的厚度不小于3千埃。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種減少晶片處理過程中電弧產生的方法，包括取晶片，利用機械手將該晶片置于反應室的加熱盤上，其中該晶片半徑大于所述加熱盤半徑；在晶片表面沉積與晶片顏色不同的薄膜；測量晶片置于加熱盤的一面上至少四個徑向方向上所沉積的薄膜的寬度，其中所述四個徑向方向依次成90度；利用成180度的徑向方向上的薄膜寬度之差控制所述機械手的運動?？梢?，其利用晶片背面形成薄膜的情況來調整機械手(robot)的換手(handoff)位置，解決了困擾技術人員已久的換手位置難于調節(jié)的問題。同時，利用該方法進行換手調節(jié)，可提高晶片中心與加熱盤中心的對準程度，進而減少電弧的產生，提高半導體產品的良率。
文檔編號H01L21/02GK101901749SQ200910052188
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權日2009年5月27日
發(fā)明者周鋒, 金海亮 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司