CN101677056A - 承载装置及沉积机台的监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种承载装置及沉积机台的监测方法。该承载装置适于配置在沉积机台中以承载一晶片。此承载装置包括承载座、沉积环以及侦测单元。承载座用以放置晶片于其上。沉积环配置于承载座的外围表面上。侦测单元包括至少一个第一电极、至少一个第二电极、信号输出部与信号接收部。第一电极与第二电极分别配置于承载座的表面，且第一电极与第二电极互不接触。信号输出部连接第一电极，以输出一信号。信号接收部连接第二电极，其中通过信号接收部是否接收到此信号，以判断第一电极与第二电极是否电性连接在一起。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于半导体工艺设备的装置及监测方法，且特别涉及一种承载装置及沉积机台的监测方法。
背景技术
薄膜沉积(thin film deposition)技术已是半导体产业所广泛应用的技术之一。薄膜沉积技术可分为物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)以及化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)。物理气相沉积主要是通过物理现象进行薄膜沉积，化学气相沉积主要是以化学反应的方式进行薄膜沉积。而无论是何种方式的气相沉积都需于一沉积机台上进行相关工艺。
一般而言，在沉积机台的系统中会大量使用静电式承载座(electrostaticchuck，E-chuck)来承载欲进行薄膜沉积工艺的晶片。在静电式承载座的外围表面上通常会放置一种环形附件，即沉积环(deposition ring)，以防止薄膜沉积于静电式承载座的表面，进而节省清理的时间与成本，并提高进行薄膜沉积的产能。
然而，当晶片在进行薄膜沉积工艺时，沉积环发生断裂或损坏可能会形成颗粒源(particle source)造成污染，容易使得晶片在沉积薄膜时发生大量缺陷导致报废。因此，如何避免晶片在错误的环境中进行沉积工艺以确保薄膜的品质，并改善工艺良率与可靠度是业界亟欲解决的课题之一。
发明内容
本发明提供一种承载装置，能够即时侦测沉积环或晶片的损坏。
本发明另提供一种沉积机台的监测方法，可以避免晶片在进行沉积薄膜时发生缺陷。
本发明提出一种承载装置，适于配置在沉积机台中以承载一晶片，此承载装置包括承载座、沉积环以及侦测单元。承载座用以放置晶片于其上。沉积环配置于承载座的外围表面上。侦测单元包括至少一个第一电极、至少一个第二电极、信号输出部与信号接收部。第一电极与第二电极分别配置于承载座的表面，且第一电极与第二电极互不接触。信号输出部连接第一电极，以输出一信号。信号接收部连接第二电极，其中通过信号接收部是否接收到此信号，以判断第一电极与第二电极是否电性连接在一起。
在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极分别为环状电极，且第一电极与第二电极是以同心圆的方式而配置。
在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极分别配置于沉积环下方的承载座表面。而上述的侦测单元例如是沉积环损坏侦测器。
在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极分别配置于晶片下方的承载座表面。而上述的侦测单元例如是晶片破片侦测器。
在本发明的一实施例中，当侦测单元具有多个第一电极与多个第二电极时，各第一电极与各第二电极为间隔配置。沉积环下方与晶片下方的承载座表面例如是分别配置有第一电极与第二电极。
在本发明的一实施例中，还包括控制单元，且控制单元连接该侦测单元，以根据侦测单元的侦测结果来停止该沉积机台的运作。
在本发明的一实施例中，上述的承载座的材料包括陶瓷材料。
在本发明的一实施例中，上述的沉积环的材料包括陶瓷材料。
在本发明的一实施例中，上述的沉积机台包括物理气相沉积机台。
本发明另提出一种沉积机台的监测方法。首先，提供一承载装置，其包括承载座、沉积环、至少一个第一电极、至少一个第二电极。第一电极与第二电极分别配置于承载座的表面，且第一电极与第二电极互不接触。接着，放置一晶片于承载座上。随的，进行沉积工艺，并输出一信号至第一电极。之后，通过第二电极是否接收到此信号以判断第一电极与第二电极是否电性连接。
在本发明的一实施例中，当第一电极与第二电极电性连接时，停止沉积工艺。
在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极分别为环状电极，且第一电极与第二电极是以同心圆的方式而配置。
在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极分别配置于沉积环下方的承载座表面。而上述的侦测方法例如是用于检测沉积环的损坏。
在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极分别配置于晶片下方的承载座表面。而上述的侦测方法例如是用于检测晶片的损坏。
在本发明的一实施例中，当承载装置具有多个第一电极与多个第二电极时，各第一电极与各第二电极为间隔配置。沉积环下方与晶片下方的承载座表面例如是分别配置有第一电极与第二电极。
在本发明的一实施例中，上述的承载座的材料包括陶瓷材料。
在本发明的一实施例中，上述的沉积环的材料包括陶瓷材料。
本发明的承载装置及沉积机台的监测方法通过在承载座放置沉积环或晶片的区域表面埋入第一电极与第二电极，因此在晶片进行薄膜沉积时可以即时侦测沉积环或晶片的损坏，进而防止晶片产生缺陷。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的承载装置的剖面示意图。
图2是依照本发明的另一实施例的承载装置的剖面示意图。
图3是依照本发明的一实施例的沉积机台的监测步骤流程图。
图4A与图5A分别是图1的承载装置应用于本发明的监测方法的剖面示意图。
图4B与图5B分别是图4A与图5A中侦测单元的电路示意图。
附图标记说明
100、100’：承载装置 102：晶片
110：承载座 110a：凸缘
112：支撑面 114：侧面
120：沉积环 122：环形沟槽
124：限制部 130：侦测单元
132：信号输出部 134：信号接收部
136、136’：第一电极 138、138’：第二电极
140、520：控制单元 400、500：区域
510：金属薄膜
S300、S310、S320、S330、S340、S350：步骤
具体实施方式
图1是依照本发明的一实施例的承载装置的剖面示意图。
请参照图1，本发明的承载装置100例如是配置在沉积机台中，并用以承载晶片。在一实施例中，承载装置100适于配置在物理气相沉积机台中，其例如是溅镀机台。承载装置100是用来承载欲进行薄膜沉积的晶片102，并使晶片102进行旋转或移动。承载装置100包括承载座110、沉积环120以及侦测单元130。承载座110用以放置晶片102于其上。沉积环120配置于承载座110的外围表面上。侦测单元130耦接至承载座110。
承载座110具有支撑面112与侧面114，且承载座110的周缘具有凸缘110a。凸缘110a例如是由侧面114向外延伸。欲进行薄膜沉积的晶片102例如是配置在支撑面112上。在一实施例中，承载座110为静电式承载座(electrostatic chuck，E-chuck)。承载座110的材料例如是陶瓷材料或其他合适的绝缘材料。
沉积环120例如是可拆卸地配置于凸缘110a上，以避免薄膜沉积在承载座110的表面。也就是说，沉积环120是配置在位于晶片102外围的承载座110表面。在一实施例中，沉积环120包括环形沟槽122与多个限制部124。环形沟槽122是以同心圆的方式配置于沉积环120的上表面。限制部124是配置于环形沟槽122中，并突出自环形沟槽122的表面，以作为定位之用。沉积环120的材料例如是陶瓷材料或其他合适的绝缘材料。
侦测单元130包括信号输出部132、信号接收部134、至少一个第一电极136与至少一个第二电极138。第一电极136与第二电极138分别配置于承载座110的表面，且第一电极136与第二电极138互不接触。第一电极136与第二电极138例如是环状电极，且以同心圆的方式对应沉积环120的位置而配置。第一电极136与第二电极138的材料例如是金属材料或其他合适的导电材料。信号输出部132连接第一电极136，其例如用来输出信号。信号接收部134连接第二电极138，其例如用来接收从信号输出部132发出的信号。上述的信号例如是于信号输出部132施加电压，并通过信号接收部134是否接收到此电压来判断第一电极136与第二电极138是否电性连接在一起。
在一实施例中，还包括与侦测单元130连接的控制单元140，以根据侦测单元130的侦测结果来调控沉积机台的运作与否。控制单元140例如是与信号接收部134相连接。当信号接收部134接收到信号时，表示第一电极136与第二电极138电性连接，控制单元140因此会停止沉积机台的运作。
详细说明的是，第一电极136与第二电极138例如是以埋入的方式配置在承载座110的表面，亦即第一电极136与第二电极138会构成承载座110的部分表面。在一实施例中，如图1所示，第一电极136与第二电极138分别是配置在沉积环120下方的承载座110表面，以使侦测单元130作为沉积环损坏侦测器之用。
图2是依照本发明的另一实施例的承载装置的剖面示意图。于图2中，与图1相同的构件则使用相同的标号并省略其说明。
请参照图2，组成承载装置100’的主要构件与组成图1所示的承载装置100的主要构件大致相同，然而两者之间的差异主要在于侦测单元130中第一电极136’与第二电极138’的配置。在另一实施例中，第一电极136’与第二电极138’分别是配置在晶片102下方的承载座110表面，以使侦测单元130作为晶片破片侦测器之用。
值得一提的是，在上述实施例中，分别是以在承载座110放置沉积环120的区域表面配置一组第一电极136与第二电极138(如图1所示)以及在承载座110放置晶片102的区域表面配置一组第一电极136’与第二电极138’(如图2所示)为例来进行说明，但本发明并不限于此。承载座的表面还可以是配置有多组第一电极与第二电极，且当侦测单元具有多个第一电极与多个第二电极时，各第一电极与各第二电极例如是间隔配置。此外，在其他实施例中，本发明的承载装置还可以同时在承载座放置沉积环及放置晶片的表面配置第一电极与第二电极，以使侦测单元可以同步即时检测沉积环及晶片的损坏。
接下来将继续说明本发明的沉积机台的监测方法。为了详述本发明的监测方法，以下将利用上述图1的承载装置100为例来进行说明。然而，以下的说明是用来详述本发明以使此本领域的技术人员能够据以实施，但并非用以限定本发明的范围。
图3是依照本发明的一实施例的沉积机台的监测步骤流程图。图4A与图5A分别是图1的承载装置应用于本发明的监测方法的剖面示意图。图4B与图5B分别是图4A与图5A中侦测单元的电路示意图。此外，在图4A与图5A中，与图1相同的构件则使用相同的标号并省略其说明，且为简化图示，故于此省略沉积环等构件的配置。
请参照图3与图4A，步骤S300，提供承载装置100，其例如是配置在物理气相沉积机台中，如溅镀机台。承载装置100包括承载座110、沉积环、至少一个第一电极136、至少一个第二电极138、信号输出部132以及信号接收部134。沉积环配置于承载座110的外围表面上。第一电极136与第二电极138对应沉积环的位置分别配置于承载座110的表面。第一电极136与第二电极138之间互不接触且无电性连接。信号输出部132连接第一电极136，而信号接收部134连接第二电极138。在一实施例中，第一电极136与第二电极138分别是以埋入的方式配置在沉积环下方的承载座110表面，用以检测沉积环的损坏或断裂。
进行步骤S310，放置一晶片(未绘示)于承载座110上。接着，进行沉积工艺，并在信号输出部132输出一信号，其例如是在信号输出部132施加一电压(步骤S320)。上述的沉积工艺例如是物理气相沉积工艺，以在晶片表面上形成金属薄膜或其他导体薄膜。
之后，进行步骤S330，通过信号接收部134是否接收到此信号，以判断第一电极136与第二电极138是否电性连接。请同时参照图4A与图4B，沉积机台的运作与否例如是取决于由一个电源供应器与一个开关以串联的方式所形成的连锁系统(interlocked system)。这个连锁系统例如是通过侦测单元130来检测沉积环的损坏状态。连锁系统中开关的两端例如分别是代表第一电极136与第二电极138，而开关的开启或关闭则取决于第一电极136与第二电极138之间是否有产生电性连接。此外，此连锁系统还包括控制单元520，而可以根据信号接收部134是否接收到信号来调控沉积机台的运作。
详细说明的是，当沉积环处于未发生破损或断裂的正常状态时，配置有第一电极136与第二电极138的承载座110表面会被沉积环所覆盖。在进行沉积金属薄膜工艺时，金属薄膜会沉积在沉积环的表面，而不会沉积在承载座110的表面，因此第一电极136与第二电极138并不会产生电性连接(如图4A的区域400所示)。也就是说，如图4B所示，此时开关是处于打开的状态，而这个串联电路并无法将电源供应器的电流经由此连锁系统提供至控制单元520。由于信号输出部132输出的信号并无法经由第一电极136与第二电极138传递至信号接收部134，如此一来，控制装置520并不会停止沉积机台的运作，沉积工艺可以持续进行(步骤S340)。
然而，请同时参照图5A与图5B，当沉积环发生断裂或损坏时，会将部分的承载座110表面暴露出来，即部分第一电极136与第二电极138会被暴露出来。在进行沉积金属薄膜工艺时，金属薄膜510会沉积在被暴露出的承载座110的表面。因此，形成在第一电极136与第二电极138之间的金属薄膜510会造成第一电极136与第二电极138电性连接(如图5A的区域500所示)。如图5B所示，此时开关会因金属薄膜510的形成而产生关闭的动作，使这个串联电路可以将电源供应器的电流提供至控制单元520。因此，上述由信号输出部132施加的信号可以经由第一电极136与第二电极138之间的金属薄膜510而传递至信号接收部134，使控制单元520得以运作以调控沉积机台，而使沉积工艺暂停，避免晶片缺陷发生恶化(步骤S350)。
须注意的是，以上所述的沉积机台的监测方法是以检测沉积环状态为例来进行说明。当然，在另一实施例中，本发明的方法也可通过对应晶片的位置而配置第一电极与第二电极，以应用于检测晶片破片之用。在又一实施例中，本发明的方法还可同时对应沉积环及晶片的位置来配置第一电极与第二电极，而可同步即时检测沉积环及晶片的损坏。至于详细流程细节，在此技术领域中普通技术人员均可依上述实施例知其应用及变化，故于此不在赘述。
综上所述，本发明的承载装置及沉积机台的监测方法通过在承载座放置沉积环或晶片的区域表面埋入第一电极与第二电极，因此在晶片进行薄膜沉积时可以即时侦测沉积环或晶片的损坏，进而防止晶片产生缺陷。
此外，本发明的承载装置及沉积机台的监测方法可以适用于各种尺寸的沉积机台，并可利用简单手段来达到防止晶片报废的效果。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。
Claims (23)
1、一种承载装置，适于配置在一沉积机台中以承载一晶片，包括：
一承载座，用以放置该晶片于其上；
一沉积环，配置于该承载座的外围表面上；以及
一侦测单元，包括：
至少一第一电极与至少一第二电极，分别配置于该承载座的表面，且该第一电极与该第二电极互不接触；
一信号输出部，连接该第一电极，以输出一信号；以及
一信号接收部，连接该第二电极，其中通过该信号接收部是否接收到该信号，以判断该第一电极与该第二电极是否电性连接在一起。
2、如权利要求1所述的承载装置，其中该第一电极与该第二电极分别为环状电极，且该第一电极与该第二电极是以同心圆的方式而配置。
3、如权利要求1所述的承载装置，其中该第一电极与该第二电极分别配置于该沉积环下方的该承载座表面。
4、如权利要求3所述的承载装置，其中该侦测单元为沉积环损坏侦测器。
5、如权利要求1所述的承载装置，其中该第一电极与该第二电极分别配置于该晶片下方的该承载座表面。
6、如权利要求5所述的承载装置，其中该侦测单元为晶片破片侦测器。
7、如权利要求1所述的承载装置，其中当该侦测单元具有多个第一电极与多个第二电极时，各该些第一电极与各该些第二电极为间隔配置。
8、如权利要求7所述的承载装置，其中该沉积环下方与该晶片下方的该承载座表面分别配置有该些第一电极与该些第二电极。
9、如权利要求1所述的承载装置，还包括一控制单元，该控制单元连接该侦测单元，以根据该侦测单元的侦测结果来停止该沉积机台的运作。
10、如权利要求1所述的承载装置，其中该承载座的材料包括陶瓷材料。
11、如权利要求1所述的承载装置，其中该沉积环的材料包括陶瓷材料。
12、如权利要求1所述的承载装置，其中该沉积机台包括物理气相沉积机台。
13、一种沉积机台的监测方法，该方法包括：
提供一承载装置，包括：
一承载座；
一沉积环，配置于该承载座的外围表面上；以及
至少一第一电极与至少一第二电极，分别配置于该承载座的表面，且该第一电极与该第二电极互不接触；
放置一晶片于该承载座上；
进行一沉积工艺，并输出一信号至该第一电极；以及
通过该第二电极是否接收到该信号以判断该第一电极与该第二电极是否电性连接。
14、如权利要求13所述的沉积机台的监测方法，其中当该第一电极与该第二电极电性连接，停止该沉积工艺。
15、如权利要求13所述的沉积机台的监测方法，其中该第一电极与该第二电极分别为环状电极，且该第一电极与该第二电极是以同心圆的方式而配置。
16、如权利要求13所述的沉积机台的监测方法，其中该第一电极与该第二电极分别配置于该沉积环下方的该承载座表面。
17、如权利要求16所述的沉积机台的监测方法，其中该监测方法用于检测该沉积环的损坏。
18、如权利要求13所述的沉积机台的监测方法，其中该第一电极与该第二电极分别配置于该晶片下方的该承载座表面。
19、如权利要求18所述的沉积机台的监测方法，其中该监测方法用于检测该晶片的损坏。
20、如权利要求13所述的沉积机台的监测方法，其中当该承载装置具有多个第一电极与多个第二电极时，各该些第一电极与各该些第二电极为间隔配置。
21、如权利要求20所述的沉积机台的监测方法，其中该沉积环下方与该晶片下方的该承载座表面分别配置有该些第一电极与该些第二电极。
22、如权利要求13所述的沉积机台的监测方法，其中该承载座的材料包括陶瓷材料。
23、如权利要求13所述的沉积机台的监测方法，其中该沉积环的材料包括陶瓷材料。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100324 |