粘片检测系统及方法、反应腔室、半导体加工设备技术方案

本发明专利技术提供一种粘片检测系统，包括：输气管路，与气源和静电卡盘的冷媒气体通道相连，用于将气源提供的气体经过所述输气管路和冷媒气体通道向晶片背吹；在所述输气管路上还设置有检测模块；所述检测模块，与控制模块相连，用以在所述输气管路内输送的气体的流量和压力中一个设置为定值时检测另一个对应的数值并发送至控制模块；所述控制模块，用于判断所述检测模块发送的所述流量值是否小于流量阈值，若是，则确定发生粘片；或者，判断所述检测模块发送的所述压力值是否大于压力阈值，若是，则确定发生粘片。还提供一种粘片检测方法、反应腔室和半导体加工设备。本发明专利技术可以防止碎片和撞片问题的发生。

【技术实现步骤摘要】
粘片检测系统及方法、反应腔室、半导体加工设备
本专利技术属于微电子加工
，具体涉及一种粘片检测系统及方法、反应腔室及半导体加工设备。
技术介绍
在集成电路芯片制造行业中，晶片加工的整个流程普遍包括光刻、刻蚀、离子注入、金属沉积、核心封装等工艺。在诸如等离子刻蚀工艺中，通常需要将晶片固定在反应腔室内的卡盘上对晶片进行刻蚀。目前，静电卡盘是一种利用静电力固定晶片的卡盘结构，消除了机械卡盘结构复杂、晶片有效加工面积减少等缺点。图1a为典型的具有静电卡盘的反应腔室的结构示意图，请参阅图1a，该反应腔室5的顶壁为一介质窗1，在介质窗1的上方设置有电感耦合线圈2，上射频源4通过匹配器3与电感耦合线圈2相连，用于向电感耦合线圈2提供射频信号，以在腔室内产生磁场将腔室内工艺气体激发成等离子体6。在腔室内设置有静电卡盘11，用于承载晶片7。下射频源14通过下匹配器13连接至静电卡盘11，用于在晶片7表面产生直流自偏压，吸引等离子朝向晶片7移动，以对晶片7表面进行加工处理。静电卡盘11设置在卡盘基座12上，静电卡盘11的直径小于卡盘基座12的直径，在卡盘基座12上设置有聚焦环20，聚焦环20套置在静电卡盘11的侧壁外侧，且聚焦环20的上表面高于晶片7，以起到定位晶片7和聚焦等离子体的作用；在静电卡盘11内部埋设直流电极10，直流电极10的四面被绝缘材料包裹，直流电源15向直流电极10加载直流电压，以采用静电吸附的方式将固定晶片7固定在静电卡盘11上。静电卡盘11内部设置有冷媒气体通道9，控制一定压力或流量的冷媒气体对晶片7背部进行气体吹扫，从而实现在工艺过程中的晶片7温度控制。如图1a和图b所示，反应腔室还包括在静电卡盘11内可升降的顶针机构8，在工艺过程中，顶针机构8下降至静电卡盘11的下表面以下，如图1a所示；在工艺结束后，顶针机构8升起将晶片7顶起，如图1b所示，之后，机械手16伸入晶片7的下方，顶针结构8再下降至静电卡盘11的下表面以下，此时，晶片7位于机械手16上，之后，机械手16将晶片7带出腔室。然而，采用上述静电卡盘11在工艺实际应用过程中发现以下问题：在工艺完成后，静电卡盘11进行放电完成后，仍然存在残余电荷将晶片固定住，即出现粘片现象，粘片现象存在较为危险的隐患，特别在自动化生产中，由于顶针机构8的升降、机械手16伸缩为连贯动作，粘片导致晶片7被顶针机构8顶碎(如图2a所示)，或者，会导致晶片7被顶起后处于倾斜状态(如图2b所示)，此时，机械手16进入腔室会撞击晶片7造成晶片7损坏。故，目前亟需一种能够检测出粘片的粘片检测系统和粘片检测方法。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种粘片检测系统及方法、反应腔室及半导体加工设备，可以防止碎片和撞片问题的发生。为解决上述问题之一，本专利技术提供了一种粘片检测系统，包括：输气管路，与气源和静电卡盘的冷媒气体通道相连，用于将气源提供的气体经过所述输气管路和冷媒气体通道吹向晶片背面；在所述输气管路上还设置有检测模块；所述检测模块，与控制模块相连，用以在所述输气管路内输送的气体流量为定值时检测检测其压力值，或者在所述输气管路内输送的气体压力为定值时检测检测其流量值，并将检测到的压力值或流量值发送至控制模块；所述控制模块，用于判断所述检测模块发送的所述压力值是否大于压力阈值，若是，则确定发生粘片；或者，判断所述检测模块发送的所述流量值是否小于流量阈值，若是，则确定发生粘片。优选地，还包括：报警模块，用于在控制模块确定发生粘片时发出报警信号。优选地，所述检测模块包括流量表和压力表。优选地，所述气源为氦气源。本专利技术还提供一种粘片检测方法，包括以下步骤：将在输气管路内输送的气体的流量设置为定值；打开气源，将气源提供的气体通过所述输气管路和冷媒气体通道吹向晶片背面，并检测所述输气管路内输送的气体的压力值；判断所述压力值是否大于压力阈值，若是，则确定发生粘片。优选地，还包括：若确定发生粘片，则发出报警信号。本专利技术还提供一种粘片检测方法，包括以下步骤：将在输气管路内输送的气体的压力设置为定值；打开气源，将气源提供的气体通过所述输气管路和冷媒气体通道吹向晶片背面，并检测所述输气管路内输送的气体的流量值；判断所述流量值是否小于流量阈值，若是，则确定发生粘片。优选地，还包括：若确定发生粘片，则发出报警信号。本专利技术还提供一种反应腔室，包括上述粘片检测系统。本专利技术还提供一种半导体加工设备，包括上述反应腔室。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中，能够检测出是否发生粘片现象，为是否进行后续工艺进行预判断，若发生，则停止后续工艺，从而可以防止碎片和撞片问题的发生。附图说明图1a和图1b为典型的具有静电卡盘的反应腔室的两种工作状态的工作示意图；图2a为粘片导致碎片的示意图；图2b为粘片导致撞片的示意图；图3为应用本专利技术实施例提供的粘片检测系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的第一种粘片检测方法的流程图；图5为本专利技术实施例提供的第二种粘片检测方法的流程图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的一种粘片检测系统及方法、反应腔室及半导体加工设备进行详细描述。实施例1图3为应用本专利技术实施例提供的粘片检测系统的结构示意图；请参阅图3，本专利技术实施例提供的粘片检测系统包括：输气管路30、检测模块31、控制模块32和报警模块33。其中：输气管路30与气源和静电卡盘11的冷媒气体通道9相连，用于将气源提供的气体经过输气管路30和冷媒气体通道9吹向晶片7背面。检测模块31设置在输气管路30上且与控制模块32相连，在输气管路30内输送的气体的流量设置为定值时检测气体的压力值发送至控制模块32；或者，在输气管路30内输送的气体的压力设置为定值时检测气体的流量值发送至控制模块32。控制模块32用于判断检测模块31发送的流量值是否小于流量阈值，若是，则确定发生粘片；或者，判断检测模块31发送的压力值是否大于压力阈值，若是，则确定发生粘片。下面详细介绍本专利技术上述提供的粘片检测系统的工作原理。第一，晶片7和静电卡盘11之间的静电力、晶片7和静电卡盘11的紧密度、气体经过晶片7和静电卡盘11之间间隙的泄露量/泄漏难度、与输气管路30中的压力、输气管路30中的流量具有一定的关系。具体地，静电力越大→紧密度越大→泄漏量越小/泄漏难度越难，在该情况下，若压力一定时(即设置为定值时)，由于气体泄漏量越小，则输气管路30中的流量则就越小；若流量一定时，由于气体泄漏量越小，这使得输气管路30中的密度增大，压力自然就越大。第二，晶片7和静电卡盘11之间的静电力大，表明：晶片被静电卡盘11固定住或者说发生粘片现象。基于以上两点可知，在晶片发生粘片情况下，若压力一定时(即设置为定值时)，输气管路30中的流量则应小于未发生粘片时的流量；若流量一定时，输气管路30中的压力则应大于未发生粘片时的压力。在实际应用中，压力阈值和流量阈值可以按照以下方式设置：其一，在给定的定值压力下将不粘片时的流量值作为流量阈值；在给定的定值流量下将不粘片时的压力值作为压力阈值。举例说明，若采用给定的定值压力为8Torr，静电卡盘11不加载直流电压进行固定(即，晶片释放或不粘片)时，输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘片检测系统，其特征在于，包括：输气管路，与气源和静电卡盘的冷媒气体通道相连，用于将气源提供的气体经过所述输气管路和冷媒气体通道吹向晶片背面；在所述输气管路上还设置有检测模块；所述检测模块，与控制模块相连，用以在所述输气管路内输送的气体流量为定值时检测检测其压力值，或者，在所述输气管路内输送的气体压力为定值时检测检测其流量值，并将检测到的压力值或流量值发送至控制模块；所述控制模块，用于判断所述检测模块发送的所述压力值是否大于压力阈值，若是，则确定发生粘片；或者，判断所述检测模块发送的所述流量值是否小于流量阈值，若是，则确定发生粘片。

【技术特征摘要】
1.一种粘片检测系统，其特征在于，包括：输气管路，与气源和静电卡盘的冷媒气体通道相连，用于将气源提供的气体经过所述输气管路和冷媒气体通道吹向晶片背面；在所述输气管路上还设置有检测模块；所述检测模块，与控制模块相连，用以在所述输气管路内输送的气体流量为定值时检测检测其压力值，或者，在所述输气管路内输送的气体压力为定值时检测检测其流量值，并将检测到的压力值或流量值发送至控制模块；所述控制模块，用于判断所述检测模块发送的所述压力值是否大于压力阈值，若是，则确定发生粘片；或者，判断所述检测模块发送的所述流量值是否小于流量阈值，若是，则确定发生粘片。2.根据权利要求1所述的粘片检测系统，其特征在于，还包括：报警模块，用于在控制模块确定发生粘片时发出报警信号。3.根据权利要求1所述的粘片检测系统，其特征在于，所述检测模块包括流量表和压力表。4.根据权利要求1所述的粘片检测系统，其特征在于，所述气源为氦气源。5.一种粘片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉站，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11