CN1848405A - 晶片举升装置及举升方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微电子技术领域中。本发明晶片举升装置包括升降轭和固定在升降轭上的若干根顶针，其中升降轭上设有与大地电连接的放电电路，该电路上设有电荷检测装置。晶片举升装置的优点和积极效果在于：其可以检测出晶片上的电荷是否释放完全，因此可保证对晶片进行举升时，晶片是完全不带电了，避免了因此而损坏晶片，提高了工作可靠性；同时还可以在放电完全时立刻进行举升动作，提高了生产效率。本发明的晶片举升方法，采取分步举升晶片的方式：第一步上升一微小高度，顶针对晶片进行充分放电；第二步将晶片升至取回高度。在此过程中可以保证晶片放电完全，且电动动作缓和，不会对晶片造成误撞击而损坏。

Description

晶片举升装置及举升方法
技术领域
本发明涉及微电子技术领域中的半导体加工设备，特别是在刻蚀工艺完成后将半导体晶片从静电卡盘内向上举升的晶片举升装置；本发明还涉及使用该装置的举升方法。
背景技术
在半导体加工过程中，对晶片的加工通常是在加工腔室内进行的。通过传输机构将晶片送至腔室的静电卡盘上，卡盘内有电极接入直流电源，加工过程中晶片被卡盘通过静电作用固定于上面，加工完毕后，对晶片先进行放电，然后通过举升装置把晶片升起，机械手进入腔室把晶片取走，然后准备加工下一晶片。
图1是现有的一种晶片举升装置，其结构包括升降轭1和固定在升降轭1上的若干根顶针2，该若干根顶针2的长度大于静电卡盘6的厚度，其穿过静电卡盘6上的通孔，顶端部与晶片7接触。加工完成后，先对晶片7进行放电，接着升降轭1和若干根顶针2通过气压推动将晶片7从静电卡盘6上抬起至合适高度，然后由机械手取走。该晶片举升装置是单极性卡盘，完成对晶片7上残余电荷的放电大约需要120秒的时间，放电时间长，不利于缩短加工周期和提高生产效率。而且没有检测装置对晶片是否将全部电荷放掉进行检测。如果晶片7没有放电完全，还有足够的剩余电荷，则当举升装置抬起晶片的瞬间，将会对仍吸附在卡盘上的晶片进行撞击而造成损坏；为了确保晶片已放电完全，只能延长时间，降低了生产效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种可以检测晶片上电荷、且效率高的晶片举升装置；
本发明的另一个目的是提供一种使用该装置的举升方法。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明晶片举升装置，包括升降轭和固定在升降轭上的若干根顶针，其中升降轭上设有与大地电连接的放电电路，该电路上设有电荷检测装置。
其中所述电荷检测装置为传感器。
其中所述升降轭底端部中央固接有绝缘体，绝缘体上固接有导向杆，导向杆端连接有步进电机，步进电机与电荷检测装置之间电连接有工控机，其中工控机用于接收电荷检测装置传来的信号并控制步进电机。
其中所述顶针顶端面呈半球形。
其中所述顶针外套装有波纹管，所述波纹管的顶端部与静电卡盘固定连接，底端部与升降轭固定连接。
其中所述顶针由高弹性材料或形状记忆合金制成。
本发明的晶片举升方法，包括如下步骤：
A、步进电机转动将顶针向上举升至晶片底端面与静电卡盘顶端面之间距离0.1～0.5mm时停止驱动，打开放电电路中的开关对晶片进行放电处理；
B、当电荷检测装置监测到晶片放电完毕后，传送信号至工控机，然后由工控机控制步进电机继续举升晶片至需要的高度，最后由机械手将晶片取走。
其中所述步骤A中步进电机转动将顶针向上举升至晶片底端面与静电卡盘顶端面之间距离0.2mm时停止转动。
(三)有益效果
本发明的晶片举升装置的优点和积极效果在于：本发明中，由于在与大地连接的放电电路中设有电荷检测装置，其可以检测出晶片上的电荷是否释放完全，因此可保证对晶片进行举升时，晶片是完全不带电了，避免了因此而损坏晶片，提高了工作可靠性；同时还可以在放电完全时立刻进行举升动作，提高了生产效率。
本发明的晶片举升方法的优点和积极效果在于：本发明中，采取分步举升晶片的方式：第一步上升一微小高度，顶针对晶片进行充分放电；第二步将晶片升至取回高度。在此过程中可以保证晶片放电完全，且电动动作缓和，不会对晶片造成误撞击而损坏。
附图说明
图1是现有的晶片举升装置的结构示意图；
图2本发明晶片举升装置的结构示意图。
图中：1.升降轭；2.顶针；3.导向杆；4.电荷检测装置；5.波纹管；6.静电卡盘；7.晶片。
具体实施方式
下面结合附图，进一步详细说明本发明晶片举升装置的具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。
参见图2。本发明的晶片举升装置，包括升降轭1和固定在升降轭1上的若干根顶针2，顶针2顶端面呈半球形，该种顶端面可以防止顶起晶片时损伤晶片。其中升降轭1上设有与大地电连接的放电电路，该电路上设有传感器4。升降轭1底端部中央固接有绝缘体，绝缘体上固接有导向杆3，导向杆3端连接有步进电机，步进电机与电荷检测装置4之间电连接有工控机，其中工控机用于接收电荷检测装置4传来的信号，以及控制步进电机。绝缘体将放电电路与其他部分隔离。顶针2外套装有波纹管5，波纹管5的顶端部与静电卡盘固定连接，底端部与升降轭1固定连接，这样就保证了真空加工腔室与大气的隔离，而且波纹管可以随升降轭的移动进行伸缩。顶针2由高弹性材料或形状记忆合金制成。这样在举升晶片时可以承受相当大的弯曲力而不产生永久变形，而形状记忆合金可以通过加热将其变直。
传感器4也可以由其他类型的电荷检测装置代替。工控机其内带有CPU、主板、AO板卡。
本发明的晶片举升方法，包括如下步骤：
A、将顶针2伸入到静电卡盘的孔中；
B、步进电机转动将顶针2向上举升至晶片底端面与静电卡盘顶端面之间距离0.2mm时停止驱动，打开放电电路中的开关对晶片进行放电处理；其中所述距离在0.1～0.5mm都是可行的，原则上可以尽量小，以保证不损伤晶片且与晶片充分接触为前提；
C、升降轭与大地电连接，将顶针与晶片接触后，通过顶针和升降轭对其进行放电，当传感器4监测到晶片放电完毕后，传送信号至工控机，工控机CPU根据电压、顶针运动距离、电机转速等比例关系进行运算得到需要的电压数值，AO板卡将该电压数值输出至步进电机，控制步进电机将晶片抬升至需要的高度，最后由机械手将晶片取走。
以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.晶片举升装置，包括升降轭(1)和固定在升降轭(1)上的若干根顶针(2)，其特征在于升降轭(1)上设有与大地电连接的放电电路，该电路上设有电荷检测装置(4)。
2.根据权利要求1所述的晶片举升装置，其特征在于所述电荷检测装置(4)为传感器。
3.根据权利要求1所述的晶片举升装置，其特征在于所述升降轭(1)底端部中央固接有绝缘体，绝缘体上固接有导向杆(3)，导向杆(3)端连接有步进电机，步进电机与电荷检测装置(4)之间电连接有工控机，其中工控机用于接收电荷检测装置(4)传来的信号并控制步进电机。
4.根据权利要求1所述的晶片举升装置，其特征在于所述顶针(2)顶端面呈半球形。
5.根据权利要求1所述的晶片举升装置，其特征在于所述顶针(2)外套装有波纹管(5)，所述波纹管(5)的顶端部与静电卡盘固定连接，底端部与升降轭(1)固定连接。
6.根据权利要求1～5之任一所述的晶片举升装置，其特征在于所述顶针(2)由高弹性材料或形状记忆合金制成。
7.一种使用如权利要求3所述的晶片举升装置的晶片举升方法，其特征在于包括如下步骤：
A、步进电机转动将顶针(2)向上举升至晶片底端面与静电卡盘顶端面之间距离0.1～0.5mm时停止驱动，打开放电电路中的开关对晶片进行放电处理；
B、当电荷检测装置(4)监测到晶片放电完毕后，传送信号至工控机，然后由工控机控制步进电机继续举升晶片至需要的高度，最后由机械手将晶片取走。
8.根据权利要求7所述的的晶片举升方法，其特征在于所述步骤A中步进电机转动将顶针(2)向上举升至晶片底端面与静电卡盘顶端面之间距离0.2mm时停止转动。
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