CN101221893A - 一种促进半导体晶片上静电电荷消散的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，具体来说就是：在从双电极静电卡盘上释放半导体晶片的过程中，让双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，以促进半导体晶片上额外电荷的消散。通过以上技术方案的实施，能够有效的促进半导体晶片上额外电荷的消散，缩短了静电电荷的消散时间，进而缩短了半导体晶片的释放时间，提高了产率，而且没有增加额外的机械结构，操作简单、可靠性强。

Description

一种促进半导体晶片上静电电荷消散的方法

技术领域

本发明涉及半导体晶片制作领域，尤其涉及一种促进半导体晶片上静电电荷消散的方法。

背景技术

目前，随着电子技术的高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求生产集成电路的企业不断地提高半导体晶片的加工能力。等离子体装置广泛地应用于制造集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中。其中电感耦合等离子体装置(ICP)被广泛应用于刻蚀等工艺中。在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离形成等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性反应基团和被刻蚀物质表面发生各种物理和化学反应并形成挥发性的生成物，从而使材料表面性能发生变化。

在半导体晶片的制作过程中，为保证晶片有较高的质量，都是采用自动化的机械操作，包括半导体晶片的加工、工艺封装和传输等过程。例如在半导体晶片的传输和加工过程中，较早的技术中一般使用机械卡盘固定晶片以进行半导体工艺，但需要盖住部分晶片表面，由此导致浪费和高污染等问题。目前均改用静电卡盘，应用较多是双电极静电卡盘，即让机械手将晶片放置在反应腔室内的静电卡盘上，而晶片被吸附在静电卡盘上，然后对半导体晶片进行各种工艺操作。

双电极静电卡盘工作原理图如图1所示，其中通过直流电源为双电极静电卡盘10的电极1和电极2供电，其中电极1为正，电极2为负，从而使放置在其上的半导体晶片11感应出对应的负电荷和正电荷，感应出的电荷与电极1和电极2上的电荷产生静电引力，从而将半导体晶片11吸引在双电极静电卡盘10的表面上。这时，在半导体晶片11上存在着两种类型的电荷，一种是由于双电极静电卡盘10的电极1和电极2上的正负电势在晶片上产生的感应电荷，也可以称之为“对称电荷”；另一种是由于等离子体的存在，在半导体晶片11上产生的额外电荷，也可以称之为“非对称电荷”，其中的感应电荷由于正负相等，可以随着时间的过去而在双电极静电卡盘10内中和，但是额外电荷却必须依靠外部的导体或等离子体来导出或消散。

当半导体晶片需要释放时，需要充分消散晶片和静电卡盘上的静电电荷，也就是感应电荷和额外电荷。在目前行业中，对于感应电荷的消散，大多是采用在释放期间交换双电极静电卡盘的电极1和电极2正负极性，以此来缩短电荷消散时间，提高释放速度；而对于额外电荷的消散，目前大多采用两种方法来进行操作的：

1)是利用导电材料，在释放晶片时先用导电材料接触晶片，然后通过导电材料促使晶片上的额外电荷释放到大地。此种方法在实际操作中，分段运动机构复杂，可靠性低，而且通过晶片的底面放电，还存在电击穿晶片上的半导体器件的危险；

2)是在释放晶片期间，维持等离子体，延长等待释放时间，协助晶片上额外电荷的消散。此种方法仅仅是在维持等离子体的同时延时等待，释放的时间较长，降低了产率，而且等离子体存在的时间过长还可能对已经完成工艺的晶片表面产生二次破坏。

而如果在半导体晶片上的静电电荷没有消散完全的时候就进行操作，则有可能在顶针升起时晶片发生跳动或移位，导致无法顺利地取出晶片，严重的甚至可能损伤顶针和机械手。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的就是提供一种在从双电极静电卡盘上释放半导体晶片的过程中，促进半导体晶片上静电电荷消散的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，具体为，在从双电极静电卡盘上释放半导体晶片时，包括如下步骤：

A：在双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，并维持设定的时间，以促进半导体晶片上额外电荷的消散。

所述的步骤A之前还包括：

B：改变双电极静电卡盘两个电极上的电势极性，即将正电势变为负电势、负电势变为正电势，并维持设定的时间，以消除半导体晶片上的感应电荷。

另外的，所述的步骤B进一步包括：改变双电极静电卡盘两个电极上的电势极性，即将正电势变为负电势、负电势变为正电势，维持时间为1～10秒。

更进一步的，所述的维持时间为2～6秒。

另外的，所述的步骤A进一步包括：在双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，维持时间为1～10秒。

更进一步的，所述的维持时间为2～5秒。

另外的，所述的双电极静电卡盘上的两个电极使用两个输出可正负调换的直流电源来提供正电势或负电势。

另外的，所述的双电极静电卡盘上的两个电极使用一个输出可正负调换的直流电源来提供正电势或负电势。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，由于在存在等离子体的同时，通过在双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，有效的促进了半导体晶片上额外电荷的消散，缩短了静电电荷的消散时间，进而缩短了半导体晶片的释放时间，提高了产率，而且没有增加额外的机械结构，操作简单，可靠性强。

附图说明

图1为双电极静电卡盘的工作结构示意图；

图2为实施本发明所述方法的结构示意图；

图3为实施本发明所述方法的另一结构示意图；

图4为半导体晶片从双电极静电卡盘上释放的操作流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种在从双电极静电卡盘上释放半导体晶片的过程中，促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，本发明的核心为：在从双电极静电卡盘上释放半导体晶片时，让双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，以促进半导体晶片上额外电荷的消散。

为更好的描述本发明所述的方法，下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：

首先，利用双电极静电卡盘吸紧半导体晶片，即让双电极静电卡盘的电极1为正电势、电极2为负电势；当开始释放半导体晶片时，需要将半导体晶片上的感应电荷和额外电荷消除，才能保证半导体晶片安全可靠的释放，此时，为了消除晶片上的感应电荷，可以改变双电极静电卡盘两个电极上的电势极性，即电极1为负电势、电极2为正电势，利用正负电荷中和的原理就能够消除半导体晶片上的感应电荷，此过程中可以有等离子体，也可以没有等离子体，其中所述的等离子体，可以通过自由控制等离子体的密度和其它参数，将晶片表面的电荷传导到腔室的其它部分，所起的作用类似于导线。

而本发明所述方法是为了消除半导体晶片上的额外电荷，该额外电荷是由于半导体晶片上等离子体的存在才产生的负电荷，按照本发明所述的方法，可以在双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，即电极1为负电势、电极2也为负电势，利用同极性电荷互相排斥的工作原理来促进半导体晶片上额外电荷的消散，在此过程中存在着等离子体。

进行以上操作之后，就能够有效的消除半导体晶片上的感应电荷和额外电荷，从而安全可靠的进行半导体晶片的释放，方便机械手的取用。下面结合具体的实例对整个操作过程进行说明：

实施例1：为双电极静电卡盘10上的两个电极提供电势的是两个输出可正负调换的直流电源，如图2所示，两直流电源串联连接，并各有一端输出与电极相连。

如图4所示，为半导体晶片从双电极静电卡盘上释放的操作流程。首先，在工艺过程中，让双电极静电卡盘10的电极1为正电势、电极2为负电势，将半导体晶片11吸引在双电极静电卡盘10的表面上，从而对半导体晶片进行相应的工艺加工或传输；当开始释放半导体晶片时，改变两直流电源的输出极性，让双电极静电卡盘的电极1为负电势、电极2为正电势，并维持时间t1，t1范围为1～10秒，本实施例中取t1为1秒。通过以上操作，就能够利用正负电荷中和的原理消除半导体晶片上的感应电荷。

然后再次改变两直流电源的输出极性，让双电极静电卡盘的两个电极上都加上负电势，即电极1为负电势、电极2也为负电势，并维持时间t2，t2范围为1～10秒，本实施例中取t2为1秒。通过以上的操作，就能够利用同极性电荷互相排斥的工作原理促进半导体晶片上额外电荷的消散，如图2所示。

以上操作完成后，半导体晶片就可以完成释放，顶针就会升起，以便机械手取片。

在以上的实施例中，t1取10秒、2秒、6秒、5秒或1～10秒中任一时间，同时t2取10秒、2秒、4秒、5秒或1～10秒中任一时间，其操作过程与实施例1中所述操作完全相同，此处就不再作重复描述。

实施例2：为双电极静电卡盘10上的两个电极提供电势的是一个输出可正负调换的直流电源，如图3所示，其两端输出与两电极分别相连。

如图4所示，为半导体晶片从双电极静电卡盘上释放的操作流程。首先，在工艺过程中，让双电极静电卡盘10的电极1为正电势、电极2为负电势，将半导体晶片11吸引在双电极静电卡盘10的表面上，从而对半导体晶片进行相应的工艺加工或传输；当开始释放半导体晶片时，改变直流电源的输出极性，让双电极静电卡盘的电极1为负电势、电极2为正电势，并维持时间t1，t1范围为1～10秒，本实施例中取t1为5秒。通过以上操作，就能够利用正负电荷中和的原理消除半导体晶片上的感应电荷。

然后通过直流电源的内部调整，再次改变直流电源的输出极性，让双电极静电卡盘的两个电极上都加上负电势，即电极1为负电势、电极2也为负电势，并维持时间t2，t2范围为1～10秒，本实施例中取t2为5秒。通过以上的操作，就能够利用同极性电荷互相排斥的工作原理促进半导体晶片上额外电荷的消散，如图3所示。

以上操作完成后，半导体晶片就可以完成释放，顶针就会升起，以便机械手取片。

在以上的实施例中，t1取1秒、2秒、6秒、10秒或1～10秒中任一时间，同时t2取1秒、2秒、4秒、10秒或1～10秒中任一时间，其操作过程与实施例2中所述操作完全相同，此处就不再作重复描述。

综上所述，本发明能够有效的促进半导体晶片上额外电荷的消散，缩短静电电荷的消散时间，进而缩短了半导体晶片的释放时间，提高了产率，而且没有增加额外的机械结构，操作简单，可靠性强。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，在从双电极静电卡盘上释放半导体晶片过程中，包括如下步骤：

A：在双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，并维持设定的时间，以促进半导体晶片上额外电荷的消散。

2.如权利要求1所述的促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，所述的步骤A之前还包括：

B：改变双电极静电卡盘两个电极上的电势极性，即将正电势变为负电势、负电势变为正电势，并维持设定的时间，以消除半导体晶片上的感应电荷。

3.如权利要求1或2所述的促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括：改变双电极静电卡盘两个电极上的电势极性，即将正电势变为负电势、负电势变为正电势，维持时间为1～10秒。

4.如权利要求3所述的促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，所述的维持时间为2～6秒。

5.如权利要求1或2所述的促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，所述的步骤A进一步包括：在双电极静电卡盘的两个电极上都加负电势，维持时间为1～10秒。

6.如权利要求5所述的促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，所述的维持时间为2～5秒。

7.如权利要求1或2所述的促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，所述的双电极静电卡盘上的两个电极使用两个输出可正负调换的直流电源来提供正电势或负电势。

8.如权利要求1或2所述的促进半导体晶片上静电电荷消散的方法，其特征在于，所述的双电极静电卡盘上的两个电极使用一个输出可正负调换的直流电源来提供正电势或负电势。

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