CN107546170B - 设置静电卡盘电压的方法、装置及半导体加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设置静电卡盘电压的方法、装置及半导体加工设备,通过检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值,来设置静电卡盘电压,其中,工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定。这样,可以针对不同类型的晶片材料设置静电卡盘电压,多种类晶片同时做工艺时,能够分别对静电卡盘电压进行设值,该参数可以灵活配置,起到了防止静电卡盘击穿,保护静电卡盘的作用。
Description
技术领域
本发明涉及微电子领域,更具体地,本发明涉及一种设置静电卡盘电压的方法、装置及半导体加工设备。
背景技术
在集成电路等离子刻蚀工艺中,通常是将晶片放置在半导体加工设备反应腔室内的卡盘上,对晶片进行加工。卡盘起到支撑、固定晶片,对工艺过程晶片温度进行控制等作用。静电卡盘是一种利用静电力固定晶片的卡盘结构,由于消除了机械卡盘结构复杂,晶片有效加工面积减少等缺点,所以目前的设计一般都采用静电卡盘。
静电卡盘设置电压后,卡盘电极存在高压直流电,形成静电场时,晶片内部电子在电场作用下,可定向运动,形成电荷层,这样,晶片与静电卡盘电极存在电压差,从而产生静电力。该静电力可以吸附晶片,从而达到固定晶片的目的。目前静电卡盘电压设置一般保存在电脑磁盘内的一个配置文件中,参数名称为静电卡盘电压,每次执行卡盘定位流程时,会从该配置文件中读取该参数的值进行静电卡盘电压的设置。
由于现有技术中没有针对不同类型的晶片材料进行区别处理,需要工艺人员不断修改静电卡盘电压值来适应不同类型的晶片。如果工艺人员修改错误或者忘记修改该参数值,可能会导致静电卡盘击穿,造成经济损失。如果机台针对不同晶片进行测试,同一个片盒中放置不同的晶片,由于静电卡盘电压是固定值,无法满足一个自动工艺流程中多种类的晶片进行工艺,也就无法进行晶片集中测试,会浪费很多宝贵的时间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种灵活设置静电卡盘电压的新技术方案。
根据本发明的第一方面,提供了一种设置静电卡盘电压的方法,包括:
检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值,其中,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定;
如要求使用对应工艺配方文件中的静电卡盘电压参数值,则设置静电卡盘电压为对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值;
如要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值,则设置静电卡盘电压为所述配置文件中的静电卡盘电压参数值。
优选的是,所述检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值的方法包括:
检测使用工艺配方中的静电卡盘电压参数值的标志位是否被置位,如是,则确定要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,如否,则确定要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值。
优选的是,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定,具体为:
对应卡盘上没有晶片时,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为0kv;
对应卡盘上的晶片类型为硅片时,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为大于等于-3kv,且小于等于3kv;
对应卡盘上的晶片类型为硅-玻璃键合片时,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置值为大于等于-6kv,且小于等于6kv。
优选的是,所述方法还包括:在设置静电卡盘电压后,检测所述静电卡盘电压在设定时间内是否达到要求设置的静电卡盘电压参数值,如否,则发出超时警报。
根据本发明的第二方面,提供了一种设置静电卡盘电压的装置,包括:
电压设置要求检测模块,用于检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值,其中,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定;以及,
静电卡盘电压设置模块,用于在要求使用对应工艺配方文件中的静电卡盘电压参数值时,设置静电卡盘电压为对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值;及用于在要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值时,设置静电卡盘电压为所述配置文件中的静电卡盘电压参数值。
优选的是,所述电压设置要求检测模块具体用于检测使用工艺配方中的静电卡盘电压参数值的标志位是否为被置位,如是,则确定要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,如否,则确定要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值。
优选的是,所述装置还包括:
时间检测模块,用于检测所述静电卡盘电压在设定时间内是否达到要求设置的静电卡盘电压参数值,如否,则发出超时警报。
根据本发明的第三方面,提供了一种半导体加工设备,包括直流电源和卡盘电极,所述直流电源为所述卡盘电极提供电压,还包括上述任一所述装置,所述装置被设置为控制所述直流电源为所述卡盘电极提供的电压值。
本发明的发明人发现,在现有技术中,存在不能针对不同类型晶片材料设置静电卡盘电压的问题。因此,本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的,故本发明是一种新的技术方案。
本发明的一个有益效果在于,本发明设置静电卡盘电压的方法、装置及半导体加工设备通过检测是否使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,可以针对不同类型的晶片材料设置静电卡盘电压,多种类晶片同时做工艺时,能够分别对静电卡盘电压进行设值,该参数可以灵活配置,起到了防止静电卡盘击穿,保护静电卡盘的作用。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是安装双电极静电卡盘的设备腔室示意图;
图2是根据本发明的设置静电卡盘电压的方法的一种实施方式的流程图;
图3是根据本发明的设置静电卡盘电压的方法在chuck流程中应用的一种实施方式的流程图;
图4是根据本发明的设置静电卡盘电压的装置的一种实施结构的方框原理图。
附图标记说明:
1-介质窗; 2-电感耦合线圈;
3-上匹配器; 4-上射频源;
5-反应腔; 6-等离子体;
7-晶片; 8-顶针;
9-冷媒气体通道; 10-卡盘电极;
11-静电卡盘; 12-卡盘基座;
13-下匹配器; 14-下射频源;
15-直流电源。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明为了解决现有多种类晶片同时做工艺时不能分别设置静电卡盘电压的问题,提供了一种设置静电卡盘电压的方法,为了便于理解本发明设置静电卡盘电压的方法,首先介绍一下静电卡盘的原理。
图1为安装双电极静电卡盘的设备腔室示意图,其中,反应腔5在工艺过程中是真空状态,腔体顶部设有介质窗1,介质窗1上方安装电感耦合线圈2,上射频源4通过上匹配器3,同电感耦合线圈2相连,用于将腔室内工艺气体激发成等离子体6。下射频源14通过下匹配器13连接至静电卡盘11基体,用于在晶片7表面产生直流自偏压,吸引等离子,以对晶片7表面进行加工处理。静电卡盘11安装在卡盘基座12上,卡盘内部埋设卡盘电极10,电极四面被绝缘材料包裹。静电卡盘11内部设置有冷媒气体通道9,一定压力或流量的冷媒气体从冷媒气体进气口Gin进入冷媒气体通道9,对晶片7背部进行吹气,从而实现在工艺过程中的晶片7温度控制。
直流电源15在腔室主工艺开始前,对卡盘电极10供电,HV-端口输出负直流高压,HV+端口输出正直流高压,使卡盘电极10与晶片7间产生静电力,固定住晶片7,这个过程即为静电卡盘定位流程(在本技术领域中通常被称为chuck流程);主工艺结束后,为释放晶片,直流电源15先关闭直流输出,而后改变输出极性,HV-端口输出正直流高压,HV+端口输出负直流高压,并对卡盘电极10供电,反转极性供电过程持续数秒,最后直流电源15关闭,工艺结束,这个过程即为静电卡盘释放流程(在本技术领域中通常被称为dechuck流程)。其中,chuck流程和dechuck流程中,直流电源15对卡盘电极10供电,即为设置静电卡盘电压。
本发明设置静电卡盘电压方法通过检测要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用电脑磁盘内存储的配置文件中的静电卡盘电压参数值,来确定是否需要分别设置各种类晶片对应的静电卡盘电压,如图2所示,该方法包括以下步骤:
步骤S1,检测是否要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,如是,则执行步骤S21;如否,则执行步骤S22。
其中,工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定,具体为:
对应卡盘上没有晶片时,工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为0kv;
对应卡盘上的晶片类型为硅片时,工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为大于等于-3kv,且小于等于3kv;
对应卡盘上的晶片类型为硅-玻璃键合片时,工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置值为大于等于-6kv,且小于等于6kv。
这样,针对不同类型的晶片,对其静电卡盘电压使用范围进行了限定,起到了保护静电卡盘的作用,能够有效防止静电卡盘击穿。
进一步地,步骤S1的一个可供选择的实施方式为:
判断使用工艺配方中的静电卡盘电压参数值的标志位是否被置位,例如,该标志位为1表示被置位,如是,则执行步骤S21;如否,则执行步骤S22。
步骤S21,设置静电卡盘电压为对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值。
这样,针对不同类型晶片测试时,设置静电卡盘电压为对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,就可以集中测试,并对每片晶片的静电卡盘电压分别进行设值,节省时间。
步骤S22,确定是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值,之后执行步骤S23。
步骤S23,设置静电卡盘电压为配置文件中的静电卡盘电压参数值。由于配置文件是存储在电脑磁盘中的,同一片盒中的晶片对应的静电卡盘电压是同一个固定值。如果一个片盒中的晶片类型相同,则静电卡盘电压不需要频繁修改,设置静电卡盘电压为配置文件中的静电卡盘电压参数值将会更加简便。
上述设置静电卡盘电压的方法适用于chuck流程和dechuck流程中静电卡盘电压的设置。
例如在chuck流程中设置静电卡盘电压,具体如图3所示,步骤S21之前和步骤S23之前还包括:
步骤S11,设置反转电压标志为否,之后执行步骤S12。
因为chuck流程不需要反转电压,要先将反转电压标志设置为否。在dechuck流程中需要反转chuck流程中的静电卡盘电压,所以如在dechuck流程中,就要设置反转电压标志为是。
步骤S12,检测顶针8是否降针,如是,则执行步骤S21或者步骤S23;如否,则使顶针8降针,再执行步骤S21或者步骤S23。其中,顶针8的作用是在放片过程中通过降针将来自机械手的晶片放置在卡盘基座12的顶部,及在取片过程中通过升针将晶片顶起,以便机械手取走该晶片。此处降针的目的是为了确保晶片放置在卡盘基座12的顶部,以对晶片进行后续操作。
由此可见,本发明方法在兼容现有技术中设置静电卡盘电压为配置文件中的静电卡盘电压参数值的基础上,又增加了设置静电卡盘电压为工艺配方中静电卡盘电压参数值的选择,因此,本发明不仅提高了设置灵活度,而且无需对原有流程进行修改,降低了自由设置静电卡盘电压的实现难度。
在本发明的一个具体实施例中,步骤S21和步骤S22执行完之后都还包括:检测静电卡盘电压在设定时间内是否达到要求设置的静电卡盘电压参数值,如是,则设置静电卡盘电压流程结束;如否,则发出超时警报。这样,能够确保静电卡盘电压能够达到设定的对应的静电卡盘电压参数值。
图4是根据本发明的设置静电卡盘电压的装置的一种实施结构的方框原理图,设置静电卡盘电压装置400包括:电压设置要求检测模块401和静电卡盘电压设置模块402。
电压设置要求检测模块401,用于检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用电脑磁盘内存储的配置文件中的静电卡盘电压参数值,其中,工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定;静电卡盘电压设置模块402,用于要求使用对应工艺配方文件中的静电卡盘电压参数值时,则设置静电卡盘电压为对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值;要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值时,则设置静电卡盘电压为配置文件中的静电卡盘电压参数值。
其中,电压设置要求检测模块401的检测方法包括:检测使用工艺配方中的静电卡盘电压参数值的标志位是否为被置位,如是,则确定要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,如否,则确定要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值。
进一步地,设置静电卡盘电压装置400还包括时间检测模块,用于检测静电卡盘电压在设定时间内是否达到要求设置的静电卡盘电压参数值,如否,则发出超时警报。
本发明还提供了一种半导体加工设备,包括直流电源15、卡盘电极10和前述的设置静电卡盘电压装置400。其中,直流电源15用于对卡盘电极10提供电压;卡盘电极10用于与晶片间产生静电力,固定住晶片;前述的设置静电卡盘电压的装置被设置为控制所述直流电源为卡盘电极提供的电压值。
另外,该半导体加工设备还可以包括接口装置、通信装置、输入装置等等。接口装置例如包括USB接口、RS232接口、RS485接口等。通信装置例如能够进行有有线或无线通信。输入装置例如可以包括触摸屏、键盘等。
上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处,但本领域技术人员应当清楚的是,上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,但本领域技术人员应当清楚的是,上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外,对于装置实施例而言,由于其是与方法实施例相对应,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的***实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。
本发明可以是装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质,其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身,诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备,或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令,并转发该计算机可读程序指令,以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码,所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等,以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中,通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路,例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA),该电子电路可以执行计算机可读程序指令,从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器,从而生产出一种机器,使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时,产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中,这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作,从而,存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品,其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上,使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分,所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是,通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种设置静电卡盘电压的方法,其特征在于,包括:
检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值,其中,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定;
如要求使用对应工艺配方文件中的静电卡盘电压参数值,则设置静电卡盘电压为对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值;
如要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值,则设置静电卡盘电压为所述配置文件中的静电卡盘电压参数值,
其中,所述检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值的方法包括:
检测使用工艺配方中的静电卡盘电压参数值的标志位是否被置位,如是,则确定要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,如否,则确定要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定,具体为:
对应卡盘上没有晶片时,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为0kv;
对应卡盘上的晶片类型为硅片时,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为大于等于-3kv,且小于等于3kv;
对应卡盘上的晶片类型为硅-玻璃键合片时,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置值为大于等于-6kv,且小于等于6kv。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在设置静电卡盘电压后,检测静电卡盘电压在设定时间内是否达到设定的对应的静电卡盘电压参数值,如否,则发出超时警报。
4.一种设置静电卡盘电压的装置,其特征在于,包括:
电压设置要求检测模块,用于检测是要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,还是要求使用配置文件中的静电卡盘电压参数值,其中,所述工艺配方中的静电卡盘电压参数值被设置为根据对应卡盘上有无晶片及晶片类型设定,所述电压设置要求检测模块具体用于检测使用工艺配方中的静电卡盘电压参数值的标志位是否为被置位,如是,则确定要求使用对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值,如否,则确定要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值;以及,
静电卡盘电压设置模块,用于在要求使用对应工艺配方文件中的静电卡盘电压参数值时,设置静电卡盘电压为对应工艺配方中的静电卡盘电压参数值;及用于在要求使用所述配置文件中的静电卡盘电压参数值时,设置静电卡盘电压为所述配置文件中的静电卡盘电压参数值。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
时间检测模块,用于检测静电卡盘电压在设定时间内是否达到要求设置的静电卡盘电压参数值,如否,则发出超时警报。
6.一种半导体加工设备,其特征在于,包括直流电源和卡盘电极,所述直流电源为所述卡盘电极提供电压,所述设备还包括权利要求4至5中任一项所述的装置,所述装置被设置为控制所述直流电源为所述卡盘电极提供的电压值。
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