專利名稱：具有電容敏感特性的靜電卡盤裝置，以及相關(guān)的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所記載的實施例通常涉及工件處理。特別地，本發(fā)明的實施例涉及在使用 半導(dǎo)體工件處理系統(tǒng)，例如化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的處理和操作過程中，探測工件，例如半導(dǎo)體 晶片的處理狀態(tài)條件。
背景技術(shù)：
靜電卡盤用于在多種半導(dǎo)體工件處理系統(tǒng)中支撐晶片。例如在沉積系統(tǒng)中，在向 晶片上沉積薄膜的過程中，使用靜電卡盤在合適的位置夾持晶片。或者例如在刻蝕系統(tǒng)中， 在將材料從晶片上通過化學(xué)刻蝕去除的過程中，使用靜電卡盤在合適的位置夾持晶片。這 些系統(tǒng)典型地包括反應(yīng)腔，用于從腔中排出氣體的真空泵系統(tǒng)，用于將化學(xué)反應(yīng)物輸送到 腔中的反應(yīng)物傳輸系統(tǒng)，以及在處理過程中用于將工件保持在合適的位置的工件支撐系 統(tǒng)。典型的工件支撐系統(tǒng)使用臺板在處理過程中支撐工件。一些系統(tǒng)還使用靜電卡 盤，利用靜電力將工件保持在合適的位置。靜電卡盤具有使用夾持電壓激勵的電極，將晶片 通過靜電夾持在靜電卡盤的表面。靜電卡盤中的電極連接到靜電電源和控制器。靜電電源 接收來自于控制器的控制信號，產(chǎn)生適于使用夾持力夾持襯底的夾持電壓。在處理過程開始之前，晶片被傳輸?shù)椒磻?yīng)腔中，典型地放置在升降桿上，該升降桿 在晶片被放置到靜電卡盤上之前用于支撐晶片。升降桿然后下降(和/或靜電卡盤上升) 這樣晶片就被放置在靜電卡盤的表面上而不是升降桿上。這時，對靜電卡盤實施夾持電壓， 用于在處理的準(zhǔn)備階段夾持晶片。在處理過程完成后，移除夾持電壓，從靜電卡盤上釋放晶 片，使用升降桿從靜電卡盤的表面上托起晶片。這樣，就可以使用傳送機構(gòu)從升降桿上移除 處理過的晶片。晶片相對于靜電卡盤合適的位置在典型的半導(dǎo)體工件處理過程之前，之中，以及 之后的不同的時間都是很重要的。例如，在實施夾持電壓之前保證晶片放置在靜電卡盤上 合適的位置是重要的。又例如，人們希望能夠確定晶片在特定的時間內(nèi)是被夾持的或者是 無阻尼的。又例如，保證在加工循環(huán)的加工之前晶片處于升降桿上合適的位置是很重要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種適用于半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)中的靜電卡盤裝置，以及相關(guān)的操 作方法。該靜電卡盤裝置包括電容傳感器子系統(tǒng)，其與靜電卡盤的夾持電壓源合為一體。電 容傳感器子系統(tǒng)向靜電卡盤的夾持電極提供激勵信號，并且測定響應(yīng)于該激勵信號的晶片 狀態(tài)條件。特別地，晶片和靜電卡盤之間電容的改變(響應(yīng)于晶片的位置相對于靜電卡盤 的上表面的改變)產(chǎn)生來源于激勵信號的工件存在信號的可探測的特征。電容傳感器子系 統(tǒng)在加工之前，之間和/或之后探測并分析這些特征，來檢驗晶片相對于靜電卡盤的合適 位置。從靜電卡盤裝置的實施例中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的上述以及更多的方面，該靜電卡盤裝置包括配置成用于接收工件的臺板，靜電卡盤，用于夾持的電極裝置，該電極裝置配置成 用于接收直流(DC)夾持電壓，該電壓使工件通過靜電粘附到卡盤上，以及一個與電極裝置 連接的電容傳感器子系統(tǒng)。電容傳感器子系統(tǒng)配置成用于產(chǎn)生電極裝置所需的交流(AC) 激勵信號，并且分析該激勵信號的電特性，該電特性會受到工件和卡盤之間的電容變化的影響。通過控制半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)的方法的實施例，可以得知本發(fā)明的上述以及更多 的方面，該系統(tǒng)具有用于在加工過程中保持工件的靜電卡盤。該方法包括施加AC激勵信 號到靜電卡盤的電極上；獲得響應(yīng)于AC激勵信號的工件存在信號，該工件存在信號受靜電 卡盤和工件之間的電容的影響；識別工件存在信號的特征；以及根據(jù)所述特征的指示的方 式控制系統(tǒng)的操作。通過系統(tǒng)的實施例可得知本發(fā)明的上述以及更多的方面，該系統(tǒng)包括靜電卡盤， 配置成用于接收工件，靜電卡盤包括夾持電極裝置；以及與夾持電極裝置電連接的夾持電 壓源。夾持電壓源包括一個DC電壓產(chǎn)生裝置，配置成產(chǎn)生夾持電極裝置所需要的夾持電 壓；以及AC電壓產(chǎn)生裝置，配置成產(chǎn)生夾持電極裝置所需要的AC激勵信號；以及與夾持電 極裝置連接的處理結(jié)構(gòu)。處理結(jié)構(gòu)配置成分析響應(yīng)于AC激勵電流而獲得的工件存在信號 的特征，以及，根據(jù)這些特征，判定工件相對于靜電卡盤處于正常/不正常的位置。發(fā)明內(nèi)容部分以簡單的形式將下文中將要詳細(xì)記載的內(nèi)容做了一個精選的介紹。 發(fā)明部分不是用于指明該發(fā)明所聲稱的主題的主要特征或者基本特點，也不是用于幫助確 定本發(fā)明所生成的主題的保護范圍。
參考下文中的詳細(xì)說明和權(quán)利要求書并結(jié)合下述附圖，可以對本發(fā)明的主題進行 更完整的理解，在全部的附圖中相似的附圖標(biāo)記指代類似的部件。圖1是一個CVD系統(tǒng)的實施例的示意圖；圖2是靜電卡盤的一個實施例的截面圖，示出了與升降桿的連接關(guān)系；圖3是圖2中示出的靜電卡盤的頂視圖；圖4是圖2中示出的靜電卡盤的截面圖，示出了晶片位于升降桿的合適的位置；圖5是靜電卡盤的一個實施例的截面圖，其中晶片裝載在合適的位置；圖6是靜電卡盤的一個實施例的截面圖，其中晶片裝載在不合適的位置；圖7是具有電容傳感器子系統(tǒng)的靜電卡盤裝置的實施例的示意圖；圖8是在對工件進行加工的過程中從半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)的電容傳感器子系統(tǒng) 所獲得的優(yōu)選的工件存在信號的曲線圖；圖9是用于說明控制半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)的方法的實施例的流程圖；以及圖10是在自夾持恢復(fù)過程中從半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)的電容傳感器子系統(tǒng)所獲得 的優(yōu)選的工件存在信號的曲線圖。
具體實施例方式下文中的詳細(xì)記載僅僅用于從本質(zhì)上說明而不是用于限制該發(fā)明的主題或者應(yīng) 用的實施例，以及這些實施例的使用。這里所使用的術(shù)語“優(yōu)選的”的含義是“作為示例，舉
5例，或者說明”。這里作為實施例所記載的任何設(shè)備都不能被解釋為是優(yōu)選的，或者優(yōu)于其 它的設(shè)備。而且，前述技術(shù)領(lǐng)域，背景技術(shù)，發(fā)明內(nèi)容或者下文中的詳述中所明示的或者暗 示的原理都不能解釋為具有限制作用。技術(shù)和工藝在本文中以功能和/或邏輯塊部件的形式來記載，并且結(jié)合操作，處 理任務(wù)和功能的符號表示，所述功能可通過各種不同的計算部件或者設(shè)備來實施。這樣的 操作，任務(wù)，以及功能有時被看作是被計算機執(zhí)行的，計算的，軟件實現(xiàn)的，或者計算機實現(xiàn) 的。實際上，一個或者多個處理設(shè)備可通過操作在系統(tǒng)存儲器中表現(xiàn)為數(shù)據(jù)比特的電信號， 以及其它的處理信號，來實現(xiàn)所述的操作，任務(wù)和功能。存儲數(shù)據(jù)比特的存儲單元是物理單 元，具有特定的響應(yīng)于數(shù)據(jù)比特的電的，磁的，光的，或者有機的性質(zhì)。能夠想到，圖中示出 的不同的塊部件可通過構(gòu)造成用于實現(xiàn)特定功能的一定數(shù)量的硬件，軟件，和/或固件部 件來實現(xiàn)。例如，系統(tǒng)或部件的實施例可使用在一個或者多個微處理器或者其它控制設(shè)備 的控制下可實現(xiàn)多種功能的多種集成電路部件，例如存儲元件，數(shù)據(jù)信號處理元件，邏輯元 件，查找表格，或者類似物。下文的記載可能涉及“連接”或者“耦合”在一起的元件或者節(jié)點或者功能部件。 這里使用的，除非特別說明，“連接”意味著一個元件/節(jié)點/功能部件直接連接到(或者直 接通訊連接到)另外的元件/節(jié)點/功能部件，而并不一定需要機械連接。同樣地，除非特 別說明，“耦合”意味著一個元件/節(jié)點/功能部件直接地或者間接地連接到(或者直接地 或間接地通訊連接到)其它的元件/節(jié)點/功能部件，而并不一定需要機械連接。本文中，“節(jié)點”指代任何內(nèi)部的或者外部的引用點，連接點，接合點，信號線，導(dǎo)電 元件，或者類似物，在這里存在有給定的信號，邏輯級，電壓，數(shù)據(jù)模式，電流，或者參量。而 且，可通過一個物理元件來實現(xiàn)兩個或者更多個節(jié)點(并且兩個或者更多個信號甚至在被 接收后或者以公共模式被輸出后可被多路復(fù)用，調(diào)制，或者修正)。另外，特定的術(shù)語也可在下文中使用，只是為了參考的目的，因此并不是為了限 制，例如，象“上面的”，“下面的”，“在上面”，以及“在下面”這樣的術(shù)語在圖中用于指出方 向，作為參考。象“前面”，“后面”，“背后”，“側(cè)面”，“外側(cè)的”和“內(nèi)側(cè)的”用于統(tǒng)一地但是 在任意的一個參照系中描述部件的一部分的方向和/或位置，該參照系參考文中的內(nèi)容以 及記載下文中討論的部件的相關(guān)附圖來說是清楚的。這樣的術(shù)語包括上文中特別提及的， 它們的派生詞，以及具有相似含義的詞。類似地，術(shù)語“第一”，“第二”，和其它這樣的用于指 示結(jié)構(gòu)的數(shù)量詞并不用于暗示次序或者順序，除非在文中清楚說明。下文中的實施例可用于任何形式的使用靜電卡盤的半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)。系 統(tǒng)可以是化學(xué)氣相沉積(CVD)的一種，高密度等離子體CVD(HDP-CVD)，等離子體加強 CVD (PECVD)，物理氣相沉積(PVD)，原子層沉積(ALD)，粒子加強ALD (iALD)，抗蝕劑去膜，化 學(xué)刻蝕，等離子體刻蝕，光刻，或者其它的半導(dǎo)體加工系統(tǒng)。圖1是HDP-CVD系統(tǒng)100的實施例的示意圖。簡單來說，傳統(tǒng)的與半導(dǎo)體晶片加 工，CVD過程，CVD系統(tǒng)和相關(guān)的系統(tǒng)部件，電容傳感器和系統(tǒng)的其它功能方面(以及系統(tǒng)的 個別操作部件)相關(guān)的技術(shù)在圖中沒有仔細(xì)示出。HDP-CVD系統(tǒng)100包括處理腔室102，將 HDP-CVD系統(tǒng)100的其它部件密封起來，并且作為容納通過與電導(dǎo)線圈104連接的RF電源 產(chǎn)生的等離子體，該電導(dǎo)線圈環(huán)繞著處理腔室102 (在其上或者嵌入處理腔室的壁內(nèi))。處 理腔室的壁可用鋁、氧化鋁、和/或其它合適的材料制備。電導(dǎo)線圈104通過低頻RF電源106驅(qū)動。由RF電源106提供的能量和頻率足夠從處理氣體中產(chǎn)生高密度的等離子體。HDP-CVD系統(tǒng)100包括底座108，構(gòu)造成支撐工件110，例如正在進行HDP-CVD處理 的半導(dǎo)體工件。在這個實施例中，基座108包括靜電卡盤112，用于在沉積反應(yīng)過程中保持 工件110在合適的位置。如下文中將要詳述的，靜電卡盤112可與電容傳感器子系統(tǒng)合作， 用于在HDP-CVD處理過程之前，之中，和/或之后探測特定的工件狀態(tài)條件。而且，如這里 記載的，靜電卡盤112可以是合適構(gòu)造的所述的靜電卡盤裝置的一部分。高頻RF電源114用于使工件110偏壓，將帶電的先驅(qū)物吸引到工件110上用于沉 積或者刻蝕反應(yīng)。來自于RF電源114的電能通過例如電極或者電容器與工件110連接。 注意到施加到工件110上的偏壓不一定是RF偏壓。其它頻率的以及DC偏壓都是可以使用 的。處理氣體通過一個或者多個腔室入口 116進入腔室。氣體可以是預(yù)混合的，也可 以不是。另外的入口可布置在處理腔室的任何位置。處理氣體可包括惰性氣體或者反應(yīng)氣 體如氫氣、氦氣、氬氣、氮氣、氧氣，或者硅烷。優(yōu)選地，處理氣體通過氣體供給入口機構(gòu)被引 入。氣體或者氣體混合物可通過初級氣體環(huán)117引入，可使氣體直接或者非直接地朝著工 件110的表面。在這個實施例中，一個或者多個環(huán)形入口 118連接到初級氣體環(huán)117，來通 過腔體入口 116將氣體或者氣體混合物供給到處理腔室102中。由氣體進入處理腔室102 而引起的聲波前端(sonic front)可自己引起氣體在各個方向快速地擴散，包括朝向工件 110。處理氣體通過一個或者多個出口 120從處理腔室102中排出。至少一個真空泵(例 如渦輪分子泵)122典型地將氣體排出，在腔室102中維持合適的低壓。圖2是靜電卡盤200的實施例的簡化的截面圖，示出了與升降桿202的結(jié)合關(guān)系， 圖3是靜電卡盤200的頂視圖。靜電卡盤200可并入CVD系統(tǒng)例如CVD系統(tǒng)100內(nèi)。在這 個實施例中，靜電卡盤200與三個升降桿202合作，三個升降桿布置成三角形布局，互相成 大約120度分開(如圖3所示)。升降桿202適于配置成并且能夠被控制來根據(jù)需要升降 工件，如臺板201上的晶片。在特定的實施例中，升降桿202使用陶瓷材料制備，他們相對 于靜電卡盤200的高度可通過主機，即半導(dǎo)體工件處理系統(tǒng)來控制。升降桿202相對于靜電卡盤200是可升降的，來調(diào)節(jié)位置，并且將晶片移動到靜電 卡盤200的臺板201上，這里臺板201構(gòu)造成適于接收晶片。在這點上，圖2示出的升降桿 202位于低的位置，這里，升降桿202的上端位于比靜電卡盤200的上表面203低的位置。 圖4是靜電卡盤200的簡化的截面圖，示出了晶片204位于升降桿202上合適的位置。在 圖4中示出了升降桿202位于升起的位置上，這里升降桿202的上端位于比靜電卡盤200 的上表面203高的位置。在這個升起的位置上，晶片204可通過合適構(gòu)造的半導(dǎo)體工件處 理系統(tǒng)的傳輸臂從升降桿202上被移除。這里使用的，晶片在升降桿上“合適的”位置意味 著晶片位于支撐晶片所需要的最少數(shù)量的升降桿上。在圖示的實施例中，當(dāng)晶片204位于 所有三個升降桿上時，就獲得了晶片204合適的位置，如圖4中所示。這樣的合適的位置能 夠使晶片204位于靜電卡盤200上穩(wěn)定的并且水平的位置。相反，“不合適的”位置意味著 晶片204沒有與一個或者多個升降桿202接觸。這樣不合適的位置可引起晶片204傾斜或 者在靜電卡盤200上保持一個不合適的位置。圖5是靜電卡盤200的截面圖，示出了晶片204在上表面203上的合適的裝置。該 靜電卡盤200的優(yōu)選實施例包括保護環(huán)206以及通過保護環(huán)206和上表面203所限制出的空穴208。保護環(huán)206可以是與靜電卡盤200連接的分離的部件，或者是形成在靜電卡盤 200的本體上的固有的部件。在特定的實施例中，靜電卡盤200和/或保護環(huán)使用陶瓷材料 制備。如圖3中所示，保護環(huán)206定義出了空穴208的圓周的邊界，該空穴的形狀和尺寸是 適應(yīng)晶片204的。這里使用的，晶片的“合適的”裝載意味著晶片完全位于空穴208內(nèi)，如 圖5中所示。在實際使用中，這樣的合適的裝載在靜電卡盤200被激勵來夾持晶片204緊 靠在上表面203之前就獲得了。相反，晶片的“不合適的”裝載意味著晶片沒有完全位于空 穴208內(nèi)。在這點上，圖6是靜電卡盤200的截面圖，示出了表示晶片的不合適的裝載的一 種狀態(tài)。這里，晶片204的一部分位于保護環(huán)206上，造成晶片204相對于上表面203的傾 斜。在另外一個實施例中，晶片是偏離的，完全位于保護環(huán)206上(不與上表面203接觸)， 這也是晶片的不合適的裝載狀態(tài)。如果靜電卡盤200被激勵，但是晶片204位于不合適的 裝載位置，晶片204和/或靜電卡盤200就可能會毀壞。必須強調(diào)，不合適裝載位置的晶片 204的半導(dǎo)體工件處理的質(zhì)量會被明顯損害。記載的半導(dǎo)體工件處理系統(tǒng)的一個實施例使用靜電卡盤裝置，夾持電壓源，電容 傳感技術(shù)，以及合適配置的處理機構(gòu)來測量，探測，分析，和/或檢驗特定的條件，狀態(tài)，或 者晶片相對于靜電卡盤的位置。例如，系統(tǒng)(優(yōu)選相應(yīng)的處理機構(gòu))可被相應(yīng)地配置成檢 驗工件在靜電卡盤上的合適的/不合適的裝載狀態(tài)(如上文結(jié)合附圖2-6所解釋的那樣)。 在另外一個實施例中，系統(tǒng)(優(yōu)選相應(yīng)的處理機構(gòu))可被相應(yīng)地配置成檢驗工件位于多個 升降桿上合適的/不合適的位置(如上文中結(jié)合附圖2-6所解釋的那樣)。而且，系統(tǒng)(優(yōu) 選相應(yīng)的處理機構(gòu))可被相應(yīng)地構(gòu)造成檢驗工件是否被靜電夾持器合適地/不合適地夾持 (如下文中將要詳述的)。另外，系統(tǒng)還可被相應(yīng)地配置成實施自夾持恢復(fù)過程，該過程當(dāng) 正常的夾持電壓被移除，而晶片仍然被靜電夾持在靜電卡盤上時可以啟動。該自夾持恢復(fù) 過程將在下文中詳細(xì)描述。圖7是具有電容傳感器子系統(tǒng)的靜電卡盤裝置300的實施例的示意圖。靜電卡盤 裝置300通常包括，但是不限于，靜電卡盤302和與靜電卡盤302連接的夾持電壓源304。 有選地，靜電卡盤302包括用作臺板的夾持電極裝置306，這里夾持電極裝置306被相應(yīng)地 配置成接收直流(DC)電壓來將工件308(例如半導(dǎo)體晶片)靜電地吸附到靜電卡盤302上。 而且，夾持電壓源304的圖示的實施例包括電容傳感器驅(qū)動器和處理器結(jié)構(gòu)301，以及DC電 壓產(chǎn)生裝置312。夾持電壓源304可作為主系統(tǒng)的一個集成的子系統(tǒng)而實現(xiàn)，圖7中示出了這種情 況的簡化的實施例。該夾持電壓源304的實施例具有正電壓輸出節(jié)點314和負(fù)電壓輸出節(jié) 點316。正電壓輸出節(jié)點314連接到夾持電極裝置306的一個電極318上，負(fù)電壓輸出節(jié)點 316連接到夾持電極裝置306的另外一個電極320上，DC電壓產(chǎn)生裝置312被相應(yīng)地配置 成為夾持電極裝置306產(chǎn)生夾持電壓，其中DC夾持電壓通過正電壓輸出節(jié)點314和負(fù)電壓 輸出節(jié)點316來施加。一種DC電壓產(chǎn)生裝置312的實現(xiàn)方法是使用相鄰的正DC電壓電源 322和相鄰的負(fù)DC電壓電源324，其中控制正DC電壓電源322在正電壓輸出節(jié)點314產(chǎn)生 需要的正向的DC電勢，控制負(fù)DC電壓電源324在負(fù)電壓輸出節(jié)點316產(chǎn)生需要的負(fù)的DC 電勢。夾持電極裝置306響應(yīng)于相對電壓的不同來產(chǎn)生必要的靜電夾持力。在特定的實施 例中，DC電壓產(chǎn)生裝置312可使用如圖7中所示的相鄰的偏壓電源326。偏壓電源326連 接到正DC電壓電源322和負(fù)DC電壓電源324，并且偏壓電源326配置成為夾持電極裝置
8306產(chǎn)生DC偏置電勢。夾持電壓源304也可包括一個或者多個位于輸出節(jié)點314/316和DC電壓源 322/324之間的射頻(RF)濾波器327。RF濾波器327被相應(yīng)配置成濾掉可能會進入夾持電 壓源304中的高頻電壓成分。在一個優(yōu)選實施例中，例如，RF濾波器327提供13. 56MHz和 400kHz頻率成分的大約40dBv的衰減。電容傳感器驅(qū)動器和處理結(jié)構(gòu)310可通過任何數(shù)量的適于配置和布置成實現(xiàn)所 述功能和操作的硬件、軟件、和/或固件元件來實現(xiàn)。例如，在結(jié)構(gòu)310的這個實施例中包 括AC電壓產(chǎn)生裝置328，配置成用于為夾持電極裝置306產(chǎn)生AC激勵信號。在一些實施例 中，AC激勵信號具有大約IkHz的頻率，其峰到峰電壓為大約20伏。在其它的實施例中，用 于沉積和刻蝕的頻率范圍為大約300kHz到大約100MHz。在一個優(yōu)選實施例中，使用大約 400kHz的頻率作為離子源，使用大約13. 56MHz的頻率作為偏壓。而且，根據(jù)有關(guān)的實際過 程，電壓可位于大約IOOVrms到大約IlOOVrms的范圍內(nèi)。如下文中將要詳述的，電容傳感器子系統(tǒng)利用AC激勵信號來探測工件308和靜電 卡盤302之間的電容變化。AC電壓產(chǎn)生裝置328的該實施例使用正AC電壓節(jié)點330和負(fù) AC電壓節(jié)點332。在這個實施例中，正AC電壓節(jié)點330與夾持電極裝置306的電極318連 接，負(fù)AC電壓節(jié)點332與夾持電極裝置的電極320連接。這樣，AC電壓產(chǎn)生裝置328利用 AC激勵信號通過正AC電壓節(jié)點330和負(fù)AC電壓節(jié)點332來夾持電極裝置306。在特定的 操作條件下，AC電壓產(chǎn)生裝置配置成將AC激勵信號加載到由DC電壓產(chǎn)生裝置312所產(chǎn)生 的DC夾持電壓上。換句話說，夾持電極裝置306上被同時施加了 AC激勵信號和DC夾持電 壓。這能夠在將工件308通過靜電夾持到靜電卡盤302之前，之中，和之后都能使用AC激 勵信號來實現(xiàn)電容傳感。電容傳感器驅(qū)動器和處理結(jié)構(gòu)310可被配置成并且能夠被控制實現(xiàn)作為靜電卡 盤300的電容傳感器子系統(tǒng)的功能，其中電容傳感器子系統(tǒng)至少包括AC電壓產(chǎn)生裝置328 和相應(yīng)的能夠用于分析所述AC激勵信號的電特性的處理結(jié)構(gòu)，該AC激勵信號受工件308 和靜電卡盤302的臺板之間電容變化的影響。在實際使用中，用于支持電容傳感器子系統(tǒng) 的處理結(jié)構(gòu)通過通用處理器，按內(nèi)容尋址的存儲器，數(shù)字信號處理器，專用集成電路，現(xiàn)場 可編程門陣列，任何合適的可編程邏輯設(shè)備，分立柵或者晶體管邏輯元件，分立硬件部件， 或者任何用于實施所述功能的組合來實現(xiàn)或者執(zhí)行。處理器可以是微處理器，控制器，微控 制器，或者狀態(tài)機。而且，處理器可作為計算設(shè)備的結(jié)合來實現(xiàn)，例如數(shù)字信號處理器和微 處理器，多個微處理器，一個或者多個微處理器與數(shù)字信號處理器核，或者任何其它類似的 結(jié)構(gòu)的結(jié)合。作為對AC激勵信號的響應(yīng)，結(jié)構(gòu)310獲得并且分析工件存在信號的特征。這里所 述的，工件存在信號的“特征”，是工件存在信號的任何可測量的，可探測的，可計算的，可觀 察的特征，數(shù)值，傾向，斜率，特性，波形，形狀，或者模式。這些特征的示例包括，但是不限 于，特定的電壓水平；局部的或者全程的最小值或者最大值；信號的突然的升高或者降低； 信號的升高或者降低的斜率的變化；或者類似物。這里記載的系統(tǒng)的示例可利用波形分析， 信號處理，求平均值，和/或比較技術(shù)來分析，探測，和判定想得到的特定的特征?；诠ぜ嬖谛盘柕奶囟ǖ乃綔y到的特征，結(jié)構(gòu)310可檢驗工件308相對于靜 電卡盤302和/或升降桿202處于合適的或者不合適的位置。這樣的檢驗是可能的，因為工件存在信號的電特性會受到工件308和靜電卡盤302之間的電容變化的影響，并且因為 這種電容會根據(jù)工件308相對于靜電卡盤302的位置而發(fā)生變化。如下文中將要進一步描 述的，結(jié)構(gòu)310可構(gòu)造成探測工件存在信號的狀態(tài)特征，并且，響應(yīng)于所探測的工件狀態(tài)特 征，控制半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)的操作。工件狀態(tài)特征可以指示，但并不限于，工件308是合 適地或者不合適地裝載到靜電卡盤302的臺板上；工件308是否是合適地或者是無阻尼地 被夾持在臺板上；工件是合適地或者不合適地放置在升降桿上。在操作中，AC電壓產(chǎn)生裝置328產(chǎn)生施加到夾持電極裝置306上的AC激勵信號。 由lkHz，20伏特的峰到峰激勵信號所產(chǎn)生的電容性電流被認(rèn)為是晶片電容。當(dāng)晶片與卡盤 的表面物理分離的時候，電路中的電容性電流會發(fā)生變化。結(jié)構(gòu)310控制具有電壓特性并 且根據(jù)工件和靜電卡盤302之間的電容而發(fā)生變化的工件存在信號。在一個實際的實施例 中，測量0到10伏特的電容，基于1. 8V/nF。一個結(jié)構(gòu)310的實施例可處理(例如翻譯，編 碼，和/或放大)原始的感應(yīng)數(shù)據(jù)來獲得具有與結(jié)構(gòu)310的硬件，軟件，和處理邏輯一致的 具有電壓特性的工件存在信號。在對工件進行加工之前，之間或者之后的特定時間，分析工 件存在信號的特定的特性，特征，和/或特點，例如電壓水平。然后，結(jié)構(gòu)310可將探測到的 特性與相應(yīng)的閾值，校準(zhǔn)值，或者預(yù)期值相比較，來判斷或者檢驗工件308相對于靜電卡盤 302的位置(通過所測得的電容的指示)在該特定的時間是否是合適的。在實際使用中，靜 電卡盤裝置300可在整個處理循環(huán)的各個不同的時間來實施工件位置的檢測。圖8是在工件加工過程中從CVD系統(tǒng)的電容傳感器子系統(tǒng)所獲得的工件存在信號 400的示例的線圖。可以預(yù)料工件存在信號400只代表一種可能的傳感器輸出，而且具有不 同的特性，特點，電壓水平，以及定時的信號可被產(chǎn)生并且通過CVD系統(tǒng)控制來實現(xiàn)本文所 述的靜電卡盤裝置。而且，工件存在信號的特定的特征會受到特定半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)，所 選擇的工藝配方以及其它實際因素的影響。為了敘述簡單，圖8中的工件存在信號400代表正常的，無差錯的CVD工藝循環(huán)。 圖8的左側(cè)對應(yīng)著CVD處理循環(huán)的開始部分，晶片已經(jīng)位于腔室中，但是在晶片裝載到靜電 卡盤上之前。這時，晶片如圖4中所示的位于升降桿的上面。在晶片和靜電卡盤之間的空間 中存在等離子體。等離子體作為很好的電導(dǎo)材料，并且因此，在這種條件下晶片和靜電卡盤 之間的電容很小。因此，在晶片被裝載到卡盤上之前，工件存在信號400相對很高(例如， 大約4. 0伏)。工件存在信號400的第一個明顯的下降對應(yīng)著晶片放置到靜電卡盤的上表面上。 這是由于升降桿的下降。這是，晶片應(yīng)該如圖5中所示正好位于空穴208中，沒有放置在保 護環(huán)206上。在時間、或者接近時間、時，電容傳感器子系統(tǒng)可通過比較工件存在信號的 當(dāng)前電壓水平和給定的閾值電壓來檢驗晶片位于靜電卡盤的合適的/不合適的位置。在圖 8中，對應(yīng)著正常裝載的晶片的探測電壓為測試周期402中的大約2. 3伏。在這個示例中， 用于在時間、比較的閾值電壓可以是大約2. 0伏。如果晶片沒有被合適地裝載到靜電卡 盤上，則工件和靜電卡盤之間的電容就會比較高，并且因此，工件存在信號400就會在時間 、低于2. 0伏。因此，如果電容傳感器子系統(tǒng)在時間、探測到的信號低于2. 0伏，則可以 假定晶片沒有被合適地裝載到靜電卡盤上。在時間t。或者其附近，向靜電卡盤上施加夾持電壓用于夾持晶片。在實際使用中， CVD系統(tǒng)會在時間、到時間t。之間實施一個加熱的過程，準(zhǔn)備用于CVD過程的晶片。在時間t。的工件存在信號的上升對應(yīng)著DC夾持電壓的激活。當(dāng)晶片被通過靜電力夾持到靜電 卡盤上時就得到該狀態(tài)(有時候被叫做“硬夾持”)。DC夾持電壓使晶片平坦地位于靜電卡 盤上。因此，晶片和靜電卡盤之間的電容降低，工件存在信號400升高。在圖8中，對應(yīng)著 晶片被合適地夾持的探測電壓為大約3. 0伏，位于測試周期404內(nèi)。人們希望在這時檢測 傳感電壓，來判定晶片是否被合適地夾持。在這個實施例中，用于在時間、比較的合適的 閾值電壓為大約2. 7伏。如果晶片這時沒有被合適地夾持，則工件和靜電卡盤之間的電容 就會比較高，因此，在時間t2時工件存在信號400就會小于2. 7伏。因此，如果電容傳感器 子系統(tǒng)探測到的電壓小于2. 7伏，則可以假定晶片沒有被合適地夾持在靜電卡盤上。在時間點tuc或者其附近，夾持電壓被從靜電卡盤上移除來松開晶片。在時間t。和 時間tuc之間，CVD系統(tǒng)在晶片上實施CVD過程。同樣在這個時間，在緊接著CVD過程后，晶 片可能會經(jīng)受冷卻過程和/或背面氦清除過程。工件存在信號400在時間上的下降對 應(yīng)著DC夾持電壓和全部DC偏壓的移除，相應(yīng)地也對應(yīng)著靜電粘附力的移除。因此，晶片從 靜電卡盤上卸載。因為晶片在自然的狀態(tài)下可能不一定是完全平整的，DC夾持力的移除可 使晶片“彈性”回到其自然的形狀，這可引起晶片部分地“懸浮”在靜電卡盤的表面上。因 此，晶片和靜電卡盤之間的電容增加，工件存在信號400降低。在圖8中，對應(yīng)著合適地?zé)o 阻尼的晶片的探測電壓為大約1. 7伏，位于測試周期406。在時間點t3或者其附近，電容傳 感器子系統(tǒng)可通過比較工件存在信號400的電壓水平和特定的閾值電壓來檢查晶片是否 處于無阻尼的狀態(tài)。在這個實施例中，用于在時間、比較的合適的閾值電壓為大約2. 5伏。 如果晶片不是無阻尼的，則工件和靜電卡盤之間的電容就會比較低，因此工件存在信號400 就會在時間t3高于2. 5伏。因此，如果電容傳感器子系統(tǒng)在時間t3探測到高于2. 5伏的電 壓，則可以假定晶片仍然至少部分地被靜電卡盤所夾持。在這個優(yōu)選實施例中，在處理后所探測的無阻尼電壓(1. 7v)低于處理前的無阻 尼電壓(2. 3v)。這是因為晶片不是完全平整的，當(dāng)晶片被夾持后，會變得平整。夾持過的晶 片在處理過程中經(jīng)受了熱應(yīng)力，在晶片無阻尼后其會回復(fù)到最初的狀態(tài)。在這個轉(zhuǎn)變中，有 一個周期，晶片會振蕩，從而給出一個較低的探測電壓(1.7v)。一旦振蕩停止，探測電壓就 會恢復(fù)到較高的值(2. 3v)。在時間點、或者其附近，將使用升降桿將晶片從靜電卡盤上抬起。在時間\工 件存在信號的升高對應(yīng)著將晶片從靜電卡盤的上表面上抬起。理想地，晶片在這時應(yīng)該合 適地位于升降桿上。在該優(yōu)選實施例中，工件和靜電卡盤之間的等離子體作為很好的導(dǎo)體。 因此，晶片和靜電卡盤之間的電容就下降了，工件存在信號400升高。在圖8中，對應(yīng)著正 常抬起的晶片的探測電壓為大約4.0伏，在周期408內(nèi)。在時間點、或者其附近，電容傳 感器子系統(tǒng)可通過比較工件存在信號400的電壓水平和特定的閾值電壓來檢驗晶片是合 適地或者不合適地位于升降桿上。在這個實施例中，在時間點t4用于比較的合適的閾值電 壓為大約3. 8伏。如果晶片沒有合適地位于升降桿上，則工件和靜電卡盤之間的電容就會 比較高，因此工件存在信號400就會在時間點t4低于3. 8伏。因此，如果在時間點t4電容 傳感器子系統(tǒng)探測到的電壓低于3. 8伏，則可假定晶片沒有合適地位于升降桿上。在實際使用中，本文中記載的CVD系統(tǒng)可能會需要校準(zhǔn)來保證不同的閾值電壓能 夠正確地反映出工件存在信號的預(yù)期趨勢。如果電容傳感器子系統(tǒng)在夾持電壓源中實現(xiàn)， 則人們希望只要夾持電壓源更換時都要校準(zhǔn)電壓閾值。而且，為不同的靜電卡盤裝置校準(zhǔn)
11電壓閾值也是必要的。因此，電容傳感器子系統(tǒng)具有用于多種靜電卡盤類型和/或多種處 理序列的多個校準(zhǔn)設(shè)置。本文所記載的電容傳感技術(shù)可用于監(jiān)控和/或控制任何使用靜電卡盤的半導(dǎo)體 工件加工系統(tǒng)的操作。在這點上，圖9是用于說明控制半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)的方法500的 實施例的流程圖。與方法500有關(guān)的各種任務(wù)的實施可通過軟件、硬件、固件、或者它們的 任意組合來實施。為了說明的目的，方法500的下述內(nèi)容將引述上文中提及的與附圖1-7 有關(guān)的元件。在實際使用中，方法500的一部分可能通過所記載的系統(tǒng)中不同的元件來實 施，例如，靜電卡盤，夾持電源，加工部件，或者類似物。應(yīng)當(dāng)理解方法500可包括任何數(shù)量 的附加的或者替代的任務(wù)，圖9中示出的任務(wù)不必按照說明的順序來實施，并且方法500可 能會結(jié)合到更多的具有本文沒有記載的更多功能的綜合程序或者方法中。為了這個實施例的目的，半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)控制方法500開始于向主系統(tǒng)的靜 電卡盤的電極施加AC激勵信號(任務(wù)502)。另外，方法500包括合適格式化的響應(yīng)于AC 激勵信號的工件存在信號(任務(wù)504)。如上文中所述，工件存在信號受工件和靜電卡盤之 間的電容的影響，并且當(dāng)電容發(fā)生改變時，工件存在信號的特定的電特性會發(fā)生改變。方法 500的該實施例然后開始特定工件的處理操作(任務(wù)506)。特別地，這里記載的電容傳感 技術(shù)在半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)實施的實際過程之前，之間，以及之后都是有效的。系統(tǒng)控制方法可在系統(tǒng)操作的過程中適當(dāng)?shù)臅r候分析工件存在信號。在特定的實 施例中，方法500分析工件存在信號來識別(任務(wù)508)工件存在信號的特定的特征，其中 這樣的特征可用于在系統(tǒng)操作過程中不同的測量時間指示工件相對于靜電卡盤位于合適 的或者不合適的位置。如上文中參考圖8所解釋的，方法500可以將測得的工件存在信號 的電壓與一個或者多個閾值電壓比較，并且/或者檢驗所測得的工件存在信號的電壓是否 位于特定測量時間的正常范圍內(nèi)。在這點上，詢問任務(wù)510代表所探測的電壓與一個或者 多個與測量時間相關(guān)的校準(zhǔn)閾值電壓的比較。在實際使用中，不同的閾值電壓可用于不同 的任務(wù)時間。如上文中記載的，在任務(wù)508中識別到的特征可用于指示工件位于靜電卡盤 上的合適/不合適的位置；工件的夾持/非夾持狀態(tài)；工件位于多個升降桿上的合適的/不 合適的位置；或者其它狀態(tài)。如果詢問任務(wù)510判定所測得的感應(yīng)電壓位于該測量時間的正常范圍內(nèi)，則系統(tǒng) 控制方法500就正常進行(任務(wù)512)。否則，方法500就采取任何必要的行動(任務(wù)514)， 如糾正動作，操作過程的終止，產(chǎn)生警報或者報警，或者類似物。在這個實施例中，方法500 以所探測的一個或者多個特征所指引的方式來控制主機的操作(任務(wù)516)。例如，如果特 征指引為工件位于靜電卡盤的合適的最初位置，則任務(wù)516就開始靜電夾持工件。如果，然 而，特征指引為工件位于靜電卡盤的不合適的位置，則任務(wù)516就產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膱缶甘?，?報，或者信息?？商娲鼗蛘吡硗獾兀蝿?wù)516可引起半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)開始在靜電卡盤 上重新裝載工件，來獲得合適的位置。可替代地或者另外地，如果探測特征指示工件位于靜 電卡盤的不合適的位置，任務(wù)516可以終止系統(tǒng)的操作步驟。在另外一個實施例中，任務(wù) 516會產(chǎn)生一個工件的夾持或者非夾持狀態(tài)的標(biāo)記。參考圖8，這可以發(fā)生在時間點t2 (正 常的夾持狀態(tài))或者時間點t3 (正常的非夾持狀態(tài))。如果工件的夾持狀態(tài)不是所希望的， 則任務(wù)516就引起操作步驟終止，產(chǎn)生警報，開始重新夾持過程，或者類似。在另外一個實 施例中，如果探測到的特征指出工件位于升降桿上不合適的位置，則任務(wù)516產(chǎn)生合適的報警信息，信號，或者警報?？商娲鼗蛘吡硗獾?，任務(wù)516可促成半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)開 始在升降桿上重新裝載工件來獲得合適的位置。可替代地或者另外地，如果探測的特征指 示工件位于升降桿的不合適的位置，任務(wù)516可終止系統(tǒng)的操作步驟。這種糾正行動對于 阻止工件和/或系統(tǒng)自身的損壞是所希望的。如果操作完成(詢問任務(wù)518)，則系統(tǒng)控制方法500就停止或者重復(fù)下一個工件。 如果操作沒有完成，則方法500就返回任務(wù)508，繼續(xù)監(jiān)控其它可探測的特征并以上文中記 載的合適的方式繼續(xù)操作半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)。本文中的電容傳感器子系統(tǒng)也可以配置成在半導(dǎo)體加工操作的過程中能夠被控 制來實施對工件的自夾持恢復(fù)過程。自夾持是一種在加工過程中可能會發(fā)生的問題情形， 晶片與靜電卡盤分離(這例如可以是由于施加到晶片上的背面氦氣壓力引起的)。晶片的 這種分離使靜電卡盤的表面暴露在等離子體中，這可引起卡盤表面的離子電荷的積累。如 果在施加了夾持電壓時卡盤的表面暴露在等離子體中，卡盤的表面就會收集離子(電荷)。 因此，當(dāng)DC夾持電壓從靜電卡盤上移除時，卡盤表面聚集的剩余電荷也會對晶片產(chǎn)生引 力，造成晶片局部被靜電夾持。這種情形是有問題的，因為絕大多數(shù)的系統(tǒng)通常在夾持電壓 被移除后，都希望晶片從靜電卡盤上脫離，當(dāng)實際上晶片仍然被夾持的時候。仍然參考圖8，在時間t3實施的檢查過程檢驗工件是否是無阻尼的(假定它應(yīng)當(dāng) 在正常的操作條件下)。如果在處理過程中殘余的自夾持作用發(fā)生，則在時間、探測到的 傳感電壓就會高于比較閾值電壓。換句話說，電容傳感器子系統(tǒng)就會指示工件沒有處于希 望的無阻尼狀態(tài)。在這個時間，特定的系統(tǒng)實施例可開始自夾持恢復(fù)程序，希望將工件在后 續(xù)的程序開始之前從靜電卡盤上釋放。在這個優(yōu)選的實施例中，自夾持恢復(fù)程序?qū)ふ摇搬尫拧彪妷?當(dāng)其施加到靜電卡盤 上時)釋放被自夾持的晶片。換句話說，恢復(fù)程序確定一個補償DC電壓來抵消和中和掉靜 電卡盤表面積累的殘余電荷。這可以通過向靜電卡盤上施加不同的夾持電壓同時監(jiān)控工件 存在信號(通過電容傳感器子系統(tǒng)獲得，如上文記載)來完成。雖然有積累的殘余電荷，但 是因為施加了不同的DC電壓，特定的電壓或者電壓范圍就可以將工件從靜電卡盤上釋放。 通過監(jiān)控和探測工件存在信號的特定的特征(使用上文中記載的方式)，當(dāng)工件變成無阻 尼，電容傳感器子系統(tǒng)就可以探測到，并記錄或者保存導(dǎo)致無夾持狀態(tài)的相應(yīng)的DC電壓。 通過向靜電卡盤上施加適當(dāng)?shù)腄C電壓，來實現(xiàn)半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)釋放工件。當(dāng)檢驗到工 件已經(jīng)是無阻尼狀態(tài)后，加工操作就按通常的方式繼續(xù)進行，或者如果需要的話，就開始糾 正動作，將殘余電荷移除。圖10用曲線示出了自夾持恢復(fù)過程的實施例。圖10是一個在自夾持恢復(fù)過程中 從CVD系統(tǒng)的電容傳感器子系統(tǒng)獲得的工件存在信號600的實施例。圖10還包括了電壓 掃描曲線602 (在這個實施例中是V形的)，代表在自夾持恢復(fù)過程中施加到靜電卡盤上的 DC電壓。在這個實施例中，縱坐標(biāo)代表施加到靜電卡盤的兩個電極上的DC電壓電勢。為了 簡化敘述和說明，沒有標(biāo)出工件存在信號600的縱坐標(biāo)。工件存在信號600的相對平坦區(qū)604代表夾持的狀態(tài)，其中殘余的自夾持電荷 (與施加的DC電壓一起)將工件夾持在靜電卡盤上。相反，工件存在信號600的下端代表 無阻尼的狀態(tài)，在這里施加的DC電壓抵消了殘余電荷。在這個實施例中，電容傳感器子系 統(tǒng)適于配置成探測工件存在信號的至少一個局部極小值，這里局部極小值位于兩個局部極大值之間。圖10中示出了兩個這樣的局部極小值。出現(xiàn)在兩個M形區(qū)域606/608內(nèi)。局 部極小值點610指示著第一個無阻尼的狀態(tài)，局部極小值點612指示著第二個無阻尼狀態(tài)。在操作過程中，在監(jiān)控工件存在信號以探測局部極小點610/612出現(xiàn)的過程中， 施加到靜電卡盤上的DC電壓是變化的。實際上，在工件的加工中和自夾持恢復(fù)程序中，使 用的是相同的DC偏壓。圖10的實施例中DC電壓從最大值的大約4000伏，變化到最小的 大約0伏，然后回到最大值。其它的實施例中，電壓會以不同的方式變化。在時間點、或 者其附近，所施加的大約3000伏的DC電壓導(dǎo)致第一次無阻尼狀態(tài)，對應(yīng)著局部極小值610。 為了比較，在沒有發(fā)生自夾持的正常的條件下，當(dāng)施加到靜電卡盤上的DC電壓為大約0伏 的時候獲得無阻尼的狀態(tài)。同樣，在時間點t2或者其附近，所施加的大約3000伏的DC電 壓導(dǎo)致第二次無阻尼狀態(tài)，對應(yīng)著局部極小值612。這樣的多余的檢測，如果不是必須的，是 希望保證能發(fā)現(xiàn)正常的自夾持恢復(fù)電壓。電容傳感器子系統(tǒng)然后可以記錄導(dǎo)致無阻尼條件的電壓值(在這個實施例中是 3000伏)。然后施加這個電壓到靜電卡盤上來釋放工件。使用自夾持恢復(fù)電壓應(yīng)當(dāng)能夠?qū)?致無阻尼的狀態(tài)，這種狀態(tài)可通過上文中結(jié)合圖8所記載的方式來檢驗。本文記載的主題和實施例可在任何使用靜電卡盤的半導(dǎo)體工件加工反應(yīng)器中實 現(xiàn)。這樣的反應(yīng)器可實施不同的沉積或者刻蝕/去膜過程，并且可以采取很多不同的形式。 通常，這樣的設(shè)備包括一個或者多個反應(yīng)腔室(有時包括多個站點)來容納一個或者多個 適于進行晶片加工的晶片。這一個或者多個腔室將晶片保持在所限定的位置(在這個位置 可以移動或者不移動，例如旋轉(zhuǎn)、振動，或者其它方式的運動)。在加工過程中，每個晶片都 被靜電夾持器或者其它的晶片保持設(shè)備所夾持。合適的反應(yīng)器的示例有SPEED HDP-CVD反 應(yīng)器，PDL 硅氧化反應(yīng)器，以及INOVA PVD反應(yīng)器，這些都可以從NovellusSystems，Inc. of San Jose，Californi已—。雖然上文中記載了至少一個優(yōu)選實施例，應(yīng)當(dāng)理解其可采取非常多的改變形式。 還應(yīng)當(dāng)理解本文記載的實施例或者優(yōu)選實施例的目的不是為了以任何方式限制其范圍，適 用性，或者該文所聲稱的主題。實際上，上述記載向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供了實施上述實施例 的便利的方法。應(yīng)當(dāng)理解，可對本主題的部件進行功能和配置上的多種改變而不超出本發(fā) 明的范圍。本發(fā)明的保護范圍以本申請的權(quán)利要求書來限定，該權(quán)利要求書包括已知的等 價形式以及在專利公開時能夠預(yù)測的等價形式。
權(quán)利要求
一種靜電卡盤裝置，包括臺板，其被配置為接收工件；所述臺板的電極裝置，所述電極裝置被配置為接收直流夾持電壓，即DC夾持電壓，以將所述工件靜電吸附在所述臺板上；以及與所述電極裝置連接的電容傳感器子系統(tǒng)，所述電容傳感器子系統(tǒng)被配置為產(chǎn)生用于所述電極裝置的交流激勵信號，即AC激勵信號，并且分析所述激勵信號的電特性，所述電特性被所述工件和所述臺板之間的電容變化影響。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤裝置，所述的電容傳感子系統(tǒng)包括被配置為產(chǎn)生AC激 勵信號的AC電壓產(chǎn)生裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的靜電卡盤裝置，其中所述AC電壓產(chǎn)生裝置被配置成將所述AC 激勵信號加載到所述DC夾持電壓上。
4.如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，所述的電容傳感器子系統(tǒng)包括處理結(jié)構(gòu)，所述處理 結(jié)構(gòu)被配置為探測所述激勵信號的工件狀態(tài)特征。
5.如權(quán)利要求4所述的靜電卡盤裝置，所述處理結(jié)構(gòu)進一步被配置為響應(yīng)于所探測到 的工件狀態(tài)特征來控制主機工件處理系統(tǒng)的操作。
6.如權(quán)利要求4所述的靜電卡盤裝置，其中所述工件狀態(tài)特征指示所述工件是否合適 地放置在所述臺板上。
7.如權(quán)利要求4所述的靜電卡盤裝置，所述工件狀態(tài)特征指示所述工件是否被合適地 夾持到所述臺板。
8.如權(quán)利要求4所述的靜電卡盤裝置，其中所述靜電卡盤裝置進一步包括多個升降桿，所述多個升降桿被配置為將所述工件托起 至高于所述臺板；以及所述工件狀態(tài)特征指示所述工件是否適合地位于所述多個升降桿上。
9.如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，其中 所述工件包括半導(dǎo)體晶片；以及所述靜電卡盤裝置與沉積系統(tǒng)、刻蝕系統(tǒng)或者剝離系統(tǒng)中的一個合并。
10.如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤裝置，進一步包括夾持電壓源，其中 所述的夾持電壓源被配置為產(chǎn)生所述DC夾持電壓；以及所述夾持電壓源包括所述電容傳感器子系統(tǒng)。
11.一種控制用于處理工件的半導(dǎo)體工件處理系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)具有用于在處理 過程中保持所述工件的靜電卡盤，所述方法包括對所述靜電卡盤的電極施加交流激勵信號，即AC激勵信號；獲得響應(yīng)于所述AC激勵信號的工件存在信號，所述工件存在信號受所述靜電卡盤和 所述工件之間電容的影響；識別所述工件存在信號的特征；以及 根據(jù)所述特征的指示控制所述系統(tǒng)的操作。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中 獲得所述工件存在信號發(fā)生在測量時間；識別所述工件存在信號的特征包括識別在所述測量時間的所述工件存在信號的測量電壓；以及所述方法進一步包括比較所述測量電壓和與所述測量時間相關(guān)的閾值電壓。
13. 一種半導(dǎo)體工件處理系統(tǒng)包括被配置為用于接收工件的靜電卡盤，所述靜電卡盤包括夾持電極裝置；以及 連接到所述夾持電極裝置的夾持電壓源，所述夾持電壓源包括 直流電壓產(chǎn)生裝置，即DC電壓產(chǎn)生裝置，所述DC電壓產(chǎn)生裝置被配置為產(chǎn)生用于所述 夾持電極裝置的DC夾持電壓；交流電壓產(chǎn)生裝置，即AC電壓產(chǎn)生裝置，所述AC電壓產(chǎn)生裝置被配置為產(chǎn)生用于所述 夾持電極裝置的AC激勵信號；以及與所述夾持電極裝置連接的處理結(jié)構(gòu)，所述處理結(jié)構(gòu)被配置為分析工件存在信號的特 征，其中所述工件存在信號通過響應(yīng)于所述AC激勵信號而獲得的，以及根據(jù)所述特征，檢 驗所述工件相對于所述靜電卡盤的合適/不合適的放置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于處理工件，例如半導(dǎo)體晶片，的半導(dǎo)體工件加工系統(tǒng)。同時還提供了相關(guān)的操作控制方法。所述系統(tǒng)包括一個配置成接收工件的靜電卡盤，以及與所述靜電卡盤連接的夾持電壓源。所述靜電卡盤具有夾持電極裝置，所述夾持電壓源與所述夾持電極裝置連接。所述夾持電壓源包括配置成為所述夾持電極裝置產(chǎn)生直流(DC)夾持電壓的直流(DC)電壓產(chǎn)生裝置，為所述夾持電極裝置產(chǎn)生交流(AC)激勵信號的交流(AC)電壓產(chǎn)生裝置，以及與所述夾持電極裝置連接的處理結(jié)構(gòu)。所述處理結(jié)構(gòu)配置成分析響應(yīng)于所述AC激勵信號而獲得的工件存在信號的特征，以及基于該特征，檢驗工件相對于所述靜電卡盤的合適的/不合適的放置。
文檔編號H01L21/00GK101978466SQ200980110044
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者D·葉, J·蘭姆, J·奧耐特, M·基爾戈, T·W·庫培爾 申請人:諾發(fā)系統(tǒng)公司