CN115148618A - 半导体制造装置及半导体装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
目的在于得到能够对晶片的缺陷进行检测的半导体制造装置及半导体装置的制造方法。本发明涉及的半导体制造装置具有：工作台，其在上表面具有晶片的搭载区域；多个吸引配管，它们从所述搭载区域将所述工作台贯穿而延伸至所述工作台的背面侧；真空泵，其与所述多个吸引配管连接，经由所述多个吸引配管将所述晶片吸附于所述搭载区域；罩，其设置于所述工作台的上表面，将所述晶片覆盖；气体供给线，其对由所述工作台的上表面和所述罩包围的空间进行加压；以及压力传感器，其对所述多个吸引配管内的压力进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造装置及半导体装置的制造方法。
背景技术
在专利文献1中公开了吸附台的异物检测方法。吸附台具有：设置部，其对基板进行吸附固定；压力测定单元，其对设置部处的基板的吸附压力进行测定；以及判定部，其对有无基板的吸附异常进行判定。该异物检测方法具有测定工序和判定工序。在测定工序中，压力测定单元对设置面处的基板的吸附压力进行测定。在判定工序中，判定部进行变动数据与基准变动数据的比较评价。变动数据是在测定工序中取得的吸附压力的数据中的从开始基板的吸附起至吸附压力的数值即将稳定为止的期间的数据。基准变动数据是预先存储于判定部，在设置面没有异物的情况下的变动数据。由此，判定部对有无设置面处的吸附异常进行判定，对设置面之上有无异物进行判定。
专利文献1：日本特开2013-149809号公报
专利文献1所示的异物检测方法是与工作台之上的异物检测相关的技术。因此，对于载置于工作台之上的半导体晶片的缺陷，由缺陷造成的吸附压力的变动过小，有可能无法进行检测。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，得到能够对晶片的缺陷进行检测的半导体制造装置及半导体装置的制造方法。
本发明涉及的半导体制造装置具有：工作台，其在上表面具有晶片的搭载区域；多个吸引配管，它们从所述搭载区域将所述工作台贯穿而延伸至所述工作台的背面侧；真空泵，其与所述多个吸引配管连接，经由所述多个吸引配管将所述晶片吸附于所述搭载区域；罩，其设置于所述工作台的上表面，将所述晶片覆盖；气体供给线，其对由所述工作台的上表面和所述罩包围的空间进行加压；以及压力传感器，其对所述多个吸引配管内的压力进行检测。
本发明涉及的半导体装置的制造方法是向在工作台的上表面设置的搭载区域搭载晶片，将罩搭载于所述工作台的上表面而将所述晶片覆盖，向由所述工作台的上表面和所述罩包围的空间供给气体，对所述晶片进行加压，通过与从所述搭载区域将所述工作台贯穿而延伸至所述工作台的背面侧的多个吸引配管连接的真空泵，将所述晶片吸附于所述搭载区域，一边对所述晶片进行加压，将所述晶片吸附于所述搭载区域，一边对所述多个吸引配管内的压力进行检测，在对所述多个吸引配管内的压力进行了检测后，对所述晶片进行清洗、成膜、照相制版、蚀刻、扩散处理或离子注入。
发明的效果
在本发明涉及的半导体制造装置及半导体装置的制造方法中，能够对由工作台的上表面和罩包围的空间供给气体，对晶片进行加压。因此，能够对晶片的缺陷进行检测。
附图说明
图1是实施方式1涉及的半导体制造装置的俯视图及正视图。
图2是表示在实施方式1涉及的半导体制造装置安装有罩的状态的俯视图及正视图。
图3是实施方式1的变形例涉及的半导体制造装置的俯视图及正视图。
图4是实施方式2涉及的半导体制造装置的俯视图及正视图。
图5是说明实施方式2涉及的半导体装置的检查方法的图。
图6是说明实施方式3涉及的半导体装置的制造方法的流程图。
具体实施方式
参照附图，对各本实施方式涉及的半导体制造装置及半导体装置的制造方法进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同标号，有时省略重复说明。
实施方式1
图1是实施方式1涉及的半导体制造装置100的俯视图及正视图。半导体制造装置100具有工作台2，该工作台2在上表面具有晶片1的搭载区域2a。晶片1为半导体基板。另外，半导体制造装置100具有多个吸引配管4，多个吸引配管4从搭载区域2a将工作台2贯穿而延伸至工作台2的背面侧。各个吸引配管4具有：第1部分4a，其设置在工作台2的内部；以及第2部分4b，其从工作台2的背面延伸而设置于工作台2的外部。真空泵3与多个吸引配管4连接，经由多个吸引配管4将晶片1吸附于搭载区域2a。在各个吸引配管4设置有压力传感器5。压力传感器5对吸引配管4内的压力进行检测。
通过将工作台2虚拟地分割为格子状，从而形成多个吸附区域2b。在多个吸附区域2b的每一者设置吸引配管4。在图1中，用虚线表示多个吸引配管4的吸引口4c的位置。吸引口4c在搭载区域2a排列为格子状。真空泵3以各个吸附区域2b为单位对晶片1进行真空吸附。
与吸引配管4连接的压力传感器5针对各个吸附区域2b对压力进行监视。如果对具有贯穿孔等缺陷1a的晶片1进行吸附，则在存在缺陷1a的吸附区域2b中，得到与没有缺陷1a的吸附区域2b不同的压力。这样，通过压力传感器5对压力变动进行检测，能够对缺陷进行检测。
吸附区域2b的尺寸根据想要检测的缺陷1a的大小来决定。例如在晶片直径为8英寸，对10μm～1cm见方左右的缺陷进行检测的情况下，吸附区域为1cm见方即可。在该情况下，吸附区域2b为每一列20个左右。因此，具有400个左右的压力传感器5即可。也可以与晶片1的直径相匹配地对每1列或整体的压力传感器5的个数进行变更。例如，晶片1的直径为4英寸～12英寸，如果吸附区域2b为1cm见方，则每1列具有10个～30个左右，合计具有100个～900个左右的压力传感器5即可。
图2是表示在实施方式1涉及的半导体制造装置100安装有罩6的状态的俯视图及正视图。半导体制造装置100具有罩6，该罩6设置于工作台2的上表面，将晶片1覆盖。罩6为盒状或圆顶状。罩6以确保内部气密性的方式与工作台2紧贴。罩6与气体供给线7连接。气体供给线7对由工作台2的上表面和罩6包围的空间进行加压。气体供给线7对罩6内供给例如N2。
封入至罩6的气体将晶片1整面向工作台2按压。因此，由于晶片1表面的缺陷状态而在吸引配管4内引起压力变动。在缺陷为贯穿孔的情况下，从气体供给线7供给的气体经由缺陷泄露到吸引配管4。由此，在吸引配管4内引起压力变动。因此，能够使缺陷检测灵敏度提高，能够对贯穿孔等晶片1的缺陷进行检测。在本实施方式中，即使是例如10μm～1cm的微小的缺陷也能够进行检测。作为成为本实施方式的检测对象的缺陷，例如，设想微管等贯通孔、从晶片1的表面到达背面的裂缝等。
晶片1由硅形成。并不限于此，晶片1也可以由比硅带隙大的宽带隙半导体形成。宽带隙半导体例如是碳化硅、氮化镓类材料或金刚石。特别是碳化硅具有多种晶体多型，难以仅用1种晶体多型构成SiC晶体。碳化硅与硅相比，容易在晶体生长中混入其它晶体多型而成为缺陷的原因。因此，例如容易产生微管那样的贯穿孔。因此，在晶片1由宽带隙半导体形成的情况下，本实施方式特别有效。
另外，硅或碳化硅为透明的材质。因此，光透过晶片1，难以通过光对缺陷进行检测。相对于此，在本实施方式中，通过压力变动对缺陷进行检测，因此即使是透过光的晶片1也能够进行检测。另外，微管通常是倾斜地形成的。因此，难以通过光对微管进行检测。相对于此，在本实施方式中，将吸附区域2b细分，以各个吸附区域2b为单位对晶片1进行真空吸附而对缺陷进行检测。因此，能够使微管的检测灵敏度提高。
图3是实施方式1的变形例涉及的半导体制造装置200的俯视图及正视图。作为由气体供给线7供给的气体，除了N2之外也可以供给He。另外，半导体制造装置200也可以具有浓度计205，该浓度计205对多个吸引配管4内的由气体供给线7供给的He气的浓度进行检测。浓度计205设置于各吸引配管4。
就半导体制造装置200而言，由于He气经由缺陷泄露到吸引配管4，因此吸引配管4内的He气的浓度产生变化。这样，通过并用压力传感器5和浓度计205，从而针对将晶片1贯穿的缺陷，即使是微小的缺陷也能够进行检测。另外，由于He气是通常用于泄漏检验的气体，因此容易处理。这里，示出并用压力传感器5和浓度计205的例子，但也可以仅设置浓度计205。
这些变形能够适当应用于下面实施方式涉及的半导体制造装置及半导体装置的制造方法。此外，由于与实施方式1的相同点多，因此以与实施方式1的区别为中心对下面实施方式涉及的半导体制造装置及半导体装置的制造方法进行说明。
实施方式2
图4是实施方式2涉及的半导体制造装置300的俯视图及正视图。半导体制造装置300具有1个压力传感器5。半导体制造装置300具有分别在多个吸引配管4和压力传感器5之间设置的多个阀门308。各吸附区域2b和压力传感器5经由阀门308连接。
另外，半导体制造装置300具有检测装置309，该检测装置309根据由压力传感器5测定出的压力，对晶片1中的由多个吸引配管4各自吸附的区域有无缺陷进行检测。检测装置309将多个阀门308依次设为开放状态，根据与开放状态的阀门308对应的吸引配管4内的压力，对晶片1中的由该吸引配管4吸附的区域有无缺陷进行检测。
检测装置309例如具有开闭部309a、测定部309b、判定部309c及输出部309d。开闭部309a对阀门308的开闭进行控制，依次将多个阀门308切换为开放状态。测定部309b对与开放状态的阀门308对应的吸引配管4内的压力进行测定。判定部309c根据由测定部309b测定出的压力，对有无缺陷进行判定。输出部309d输出判定部309c的判定结果。
在与关闭状态的阀门308对应的吸附区域2b中，晶片1被真空吸附。在与开放状态的阀门308对应的吸附区域2b中，对晶片1有无缺陷进行判别。由此，能够通过1个压力传感器5进行检查。因此，能够实现节省空间及成本降低。
相同地，半导体制造装置300也可以具有1个浓度计205，各吸附区域2b与浓度计205经由阀门308连接。在该情况下，检测装置309根据由浓度计205测定出的气体的浓度，对晶片1中的由多个吸引配管4各自吸附的区域有无缺陷进行检测。检测装置309将多个阀门308依次设为开放状态，根据与开放状态的阀门308对应的吸引配管4内的气体的浓度，对晶片1中的由该吸引配管4吸附的区域有无缺陷进行检测。此时，测定部309b对与开放状态的阀门308对应的吸引配管4内的气体的浓度进行测定。判定部309c根据由测定部309b测定出的浓度，对有无缺陷进行判定。
图5是说明实施方式2涉及的半导体装置的检查方法的图。在图5中如箭头81所示，也可以从晶片1的外周部向中心依次对缺陷进行检测。即，检测装置309也可以在晶片1的外周部对有无缺陷进行了检测后，在晶片1的中心部对有无缺陷进行检测。在图5所示的例子中，沿晶片1的圆周方向依次进行检查。缺陷通常容易在晶片1的外周部产生。原因在于，通过与收容晶片1的盒或载置晶片1的装置的接触，物理应力被施加于外周部。因此，通过从外周部起进行检查能够缩短检查时间，能够提高生产率。
也可以将本实施方式的检测装置309设置于实施方式1的半导体制造装置100或半导体制造装置200。在该情况下，也可以设置开闭部309a。
实施方式3
图6是说明实施方式3涉及的半导体装置的制造方法的流程图。在图6中示出使用了实施方式1或2的半导体制造装置的半导体装置的制造方法。首先，作为步骤S1而实施准备工序，该准备工序准备晶片1。在准备工序中，例如将硅或碳化硅的晶锭切割为规定的厚度，准备晶片1。此外，在步骤S1中，也可以是在切割出的基板进行外延成长，准备晶片1。
接着，作为步骤S2，将晶片1投入产品制造工艺。产品制造工艺即半导体装置的制造工序包含步骤S3所示的清洗工序、步骤S4所示的成膜工序、步骤S5所示的照相制版工序、步骤S6所示的蚀刻工序、步骤S7所示的扩散、离子注入工序。此外，这些工序能够应用公知的制造方法。另外，在成膜工序中包含氧化、CVD(Chemical Vapor Deposition)、金属化等。
另外，在使用了半导体制造装置100的检查工序中，将晶片1搭载于在工作台2的上表面设置的搭载区域2a。接着，将罩6搭载于工作台2的上表面而将晶片1覆盖。接着，对由工作台2的上表面和罩6包围的空间供给气体，对晶片1进行加压。另外，通过真空泵3，将晶片1吸附于搭载区域2a。而且，一边通过气体对晶片1进行加压，将晶片1吸附于搭载区域2a，一边对多个吸引配管4内的压力进行检测。另外，在使用半导体制造装置200、300的情况下，一边通过气体对晶片1进行加压，将晶片1吸附于搭载区域2a，一边对多个吸引配管4内的气体的浓度进行检测。由此，对晶片1有无缺陷进行检查。
在本实施方式中，在清洗工序、成膜工序、照相制版工序、蚀刻工序、扩散、离子注入工序中的至少1个工序前，具有由半导体制造装置100、200或300进行的检查工序。即，对多个吸引配管4内的压力或气体的浓度进行检测，在进行了检查后，对晶片1进行清洗、成膜、照相制版、蚀刻、扩散处理或离子注入。由此，在半导体装置的制造工序中，能够对由于具有缺陷的晶片的处理而可能产生的工作台异常等二次故障进行抑制。
通过在各工序前进行检查工序，例如得到如下效果。通过在清洗工序或照相制版工序前进行检查工序，能够对由从缺陷流入药液导致的工作台的腐蚀进行抑制。另外，能够对后续晶片的污染进行抑制。通过在成膜工序前进行检查工序，能够对由成膜产生的生成物通过缺陷而沉积在工作台这一情况进行抑制。通过在蚀刻工序前进行检查工序，能够对从缺陷流入蚀刻气体导致的工作台腐蚀进行抑制。另外，能够对后续的晶片的污染进行抑制。通过在扩散、离子注入工序前进行检查工序，从而在激光退火处理等时，能够抑制由向缺陷照射激光导致的工作台烧伤。
此外，也可以适当地组合而使用在各实施方式中说明过的技术特征。
标号的说明
1晶片，1a缺陷，2工作台，2a搭载区域，2b吸附区域，3真空泵，4吸引配管，4a第1部分，4b第2部分，4c吸引口，5压力传感器，6罩，7气体供给线，100、200半导体制造装置，205浓度计，300半导体制造装置，308阀门，309检测装置，309a开闭部，309b测定部，309c判定部，309d输出部。
Claims (11)
1.一种半导体制造装置，其特征在于，具有：
工作台，其在上表面具有晶片的搭载区域；
多个吸引配管，它们从所述搭载区域将所述工作台贯穿而延伸至所述工作台的背面侧；
真空泵，其与所述多个吸引配管连接，经由所述多个吸引配管将所述晶片吸附于所述搭载区域；
罩，其设置于所述工作台的上表面，将所述晶片覆盖；
气体供给线，其对由所述工作台的上表面和所述罩包围的空间进行加压；以及
压力传感器，其对所述多个吸引配管内的压力进行检测。
2.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，
具有检测装置，该检测装置根据由所述压力传感器测定出的压力，对所述晶片中的由所述多个吸引配管各自吸附的区域有无缺陷进行检测。
3.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于，
具有浓度计，该浓度计对所述多个吸引配管内的由所述气体供给线供给的气体的浓度进行检测。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体制造装置，其特征在于，
所述压力传感器设置于所述多个吸引配管的每一者。
5.根据权利要求2所述的半导体制造装置，其特征在于，
具有多个阀门，该多个阀门分别设置于所述多个吸引配管与所述压力传感器之间，
所述检测装置将所述多个阀门依次设为开放状态，根据与所述开放状态的阀门对应的吸引配管内的压力，对所述晶片中的由与所述开放状态的阀门对应的吸引配管吸附的区域有无所述缺陷进行检测。
6.根据权利要求5所述的半导体制造装置，其特征在于，
所述检测装置在所述晶片的外周部对有无所述缺陷进行了检测后，在所述晶片的中心部对有无所述缺陷进行检测。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体制造装置，其特征在于，
所述多个吸引配管的吸引口在所述搭载区域排列为格子状。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体制造装置，其特征在于，
由所述气体供给线供给的气体为He或N2。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体制造装置，其特征在于，
所述晶片由宽带隙半导体形成。
10.根据权利要求9所述的半导体制造装置，其特征在于，
所述宽带隙半导体为碳化硅、氮化镓类材料或金刚石。
11.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，
向在工作台的上表面设置的搭载区域搭载晶片，
将罩搭载于所述工作台的上表面而将所述晶片覆盖，
向由所述工作台的上表面和所述罩包围的空间供给气体，对所述晶片进行加压，
通过与从所述搭载区域将所述工作台贯穿而延伸至所述工作台的背面侧的多个吸引配管连接的真空泵，将所述晶片吸附于所述搭载区域，
一边对所述晶片进行加压，将所述晶片吸附于所述搭载区域，一边对所述多个吸引配管内的压力进行检测，
在对所述多个吸引配管内的压力进行了检测后，对所述晶片进行清洗、成膜、照相制版、蚀刻、扩散处理或离子注入。
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