CN1542940A - 具有半导体晶片载置台的半导体处理装置 - Google Patents

Abstract

一种探测晶片粘附现象的半导体处理装置，包含载置晶片(20)的承载台(10)、用于使晶片(20)与承载台(10)脱离的晶片顶起销杆(30)、在由晶片顶起销杆(30)来顶起晶片(20)之前，由振动子电源及控制部(70)来使振动子(50)振动，由探测子(60)来探测振动状态，由该振动状态来探测晶片(20)与承载台(10)之间所发生的粘附状态的有无的控制装置(100)、发生粘附状态后输出警报的警报装置(110)。

Description

具有半导体晶片载置台的半导体处理装置

技术领域

本发明涉及处理半导体晶片的装置，尤其涉及检测在将结束了所需处理的半导体晶片从晶片载置台取出时所发生的不良，或防止这种不良的装置。

背景技术

以往所生产的是具有由客户所要求的规格来变更配线图形的电路的IC(Integrated Circuit)芯片。在这种IC芯片的制造中，在IC芯片的制造工序之一即晶片处理工序中，以在合成石英基片上由金属薄膜形成了遮光图形的掩膜作为原版，在晶片上重复进行蚀刻及薄膜形成等处理。

在这种晶片处理工序中，晶片被放置于进行所需处理的处理室的晶片载置台(承载台)，在所需的处理之后，使从承载台内部向承载台上面突出的晶片顶起销杆可动，用晶片顶起销杆将晶片顶起，使晶片与承载台脱离。与承载台脱离了的晶片由传送装置向处理室外传送。

此时，因静电等原因，会发生晶片粘连到承载台上的现象(粘附现象)。除发生这种现象，当使顶起销杆可动后，会发生晶片裂纹、与承载台脱离后，其位置偏离规定的位置，引起晶片传送不良。发生晶片裂纹及晶片传送不良后，有必要暂停晶片处理装置，进行晶片回收，从而成为装置运转率下降的主要原因。尤其是在进行蚀刻处理、离子注入处理、溅射处理等真空中的所需处理的装置中，有必要使装置内的压力暂时恢复到大气压，以进行晶片回收，然后再使装置内的压力恢复到真空。针对这种粘附现象，已开发出各种装置。

特开平11-162392号公报披露了一种具有检测粘附功能的离子注入装置。这种离子注入装置包含：至少部分外壁被配置于透明的真空容器内，保持多个晶片的处理台；为相对该处理台进行晶片的装入及取出，而具有用于夹持晶片的夹盘的晶片保持器；在利用夹盘将离子注入处理后的晶片从处理台取出时，测定从透明外壁至夹盘的距离的激光变位传感器；当所测定的距离大于预定的阈值后，便判定发生了粘附的判定电路。

利用该离子注入装置，可自动检测出有无粘附，在检测出粘附的场合下，中止晶片传送动作，因而可预防发生粘附所带来的故障。其结果是，可防止离子注入装置中发生晶片传送故障，可提高可靠性。

特开平11-260894号公报披露了一种在晶片因静电而吸附于承载台时，防止晶片裂纹等传送故障的半导体制造装置。该半导体制造装置具有晶片承载台、将晶片承载台上载置的晶片顶起的顶起用夹具，该顶起用夹具前端与晶片接触的接触部由导电性材料制成。

利用该半导体制造装置，在晶片因电荷而吸附于承载台时，可通过导电性材料来接地，释放掉晶片上的电荷，由此来抑制传送故障。它可消除晶片基于静电的吸附，防止基于晶片偏移的传送故障。

特开平11-330217号公报披露了一种使基片从静电夹盘上平滑地脱离的基片脱离方法。该基片脱离方法包括：在其电介体内配置有一对电极的双极型静电夹盘上配置基片的步骤；在一对电极上施加正负电压，在使基片静电吸附的状态下，在真空气氛中对基片进行处理的步骤；根据基片的种类及处理内容，按每个电极，分别预先求出逆电压的施加量与施加后的残留电荷量的关系，基于该关系，计算出其各电极的残留电荷量绝对值大致相等的施加量的步骤；在一对电极上，按所计算出的施加量，将与静电吸附时极性相反的逆电压施加到基片上，以减少残留电荷的步骤；使基片从双极型夹盘上脱离的步骤。

根据该基片脱离方法，按每个电极，预先求出逆电压的施加量与施加后的残留电荷量的关系，基于该关系，求出其各电极的残留电荷量大致相等的逆电压施加量，进行真空处理，然后施加该施加量的逆电压。这样，不仅残留电荷量自身降低，而且基于正负电极上残留电荷的吸附力也趋于相等，因而在脱离时基片不会被偏移吸附，可平滑地进行基片脱离。其结果是，不再有基于残留电荷的不均匀的静电吸附，因而不再发生基片跳动及脱落。

特开平9-27541号公报披露了一种不会发生在解除基片吸附并顶起时基片产生位置偏移，或在未完全消除基片吸附的状态下便顶起，从而造成破损、带电的基片夹持器。这种基片夹持器具有载置基片的载置面，是一种通过与该载置面连通的配管部件，由吸引装置来进行真空吸引，由此将基片吸附固定到载置面上的基片夹持器。基片夹持器具有：向配管部件供应气体，由此来解除吸附的气体供应部；可向载置面的上方及下方移动的支持部，支持部具有在向载置面的上方移动时，将基片支持到支持部上，并从载置面剥离的基片支持部；驱动基片支持部的驱动部；检测针对驱动部驱动力的阻力的阻力检测部；在由阻力检测部检测出的阻力达到规定值时，进行基于气体供应部的气体供应的控制部。

根据该基片夹持器，阻力检测部由检测流经驱动部的电流变化的电流计，来检测驱动部所受的阻力，控制部进行控制，使得在该阻力达到规定值时，对载置面供应气体。因此，可以避免对基片施加过大的负荷。因而可使基片从载置面上升，而不会发生强制剥离吸附于载置面的基片，从而损坏基片或使其带电。

然而，特开平11-162392号公报所披露的离子注入装置中，在发生激光变位传感器可测定范围内的夹盘弯曲后，可判定发生了粘附现象。因此当判定出发生了粘附现象时，夹盘已弯曲，因而夹持晶片的夹爪上被施加了外力，晶片可能会裂纹或损伤。此外在该场合下，即使没有肉眼可观察到的损伤，晶片也可能已发生歪扭，在其后的热处理等工序中，晶片可能会产生裂纹。

特开平11-260894号公报中披露的半导体制造装置及特开平11-330217号公报中披露的基片脱离方法的任意一个只在其粘附现象的发生原因是静电的场合下有效。此外特开平11-260894号公报中披露的半导体制造装置中，有时晶片中残留的电荷(残留电荷)量不明确，晶片顶起销杆的动作定时提前后，晶片中尚残留电荷，晶片仍粘连于承载台，晶片可能发生裂纹，或者脱离后的晶片位置产生偏移。

此外，特开平11-162392号公报中披露的离子注入装置、特开平11-260894号公报中披露的半导体制造装置及特开平9-27541号公报中披露的基片夹持器的任意一个中，在晶片顶起销杆及夹盘和支持部动作之前，不能检测到粘附现象的发生。即，如果不发生晶片裂纹，或者发生晶片裂纹及晶片传送不良等后，装置不停止，则不能检测到粘附现象的发生，所以不能事先预防晶片裂纹及装置的停止。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种在与晶片实际接触之前，探测晶片粘附现象的发生的半导体处理装置。

本发明的另一目的在于：提供一种在与晶片实际接触之前，探测晶片粘附现象的发生，使其不发生晶片裂纹及晶片脱离位置偏移的半导体处理装置。

本发明的另一目的在于：提供一种在与晶片实际接触之前，探测出发生了晶片粘附现象后，通过消除粘附，来使其不发生晶片裂纹及晶片脱离位置偏移的半导体处理装置。

本发明涉及的半导体处理装置包含：振动提供部，其安装于晶片载置电极，对电极上所载置的晶片提供振动；振动探测部，其安装于晶片载置电极，对电极上载置的晶片中所引发的振动进行探测；判定部，其基于由振动探测部所探测的振动，来判定晶片有无粘附。

最好，半导体处理装置还包含输出部，其在由判定部判定出有粘附后，输出警报。

最好，半导体处理装置还包含中止部，其在由判定部判定出有粘附后，中止半导体的处理。

最好，半导体处理装置还包含通信部，其在由判定部判定出有粘附后，向上位计算机发送粘附信息。

最好，半导体处理装置还包含处理部，其在由判定部判定出有粘附后，除去粘附。

本发明的上述及其它目的、特征、方面及特点通过结合附图来理解的有关本发明的下述详细说明可予以明晓。

附图说明

图1是本发明实施例1涉及的半导体处理装置的构成图。

图2A-图2C是表示由本发明实施例1涉及的半导体处理装置的探测子探测的频率与信号强度的关系的附图。

图3是由本发明实施例1涉及的半导体处理装置的控制装置实行的处理的流程图。

图4是由本发明实施例1涉及的半导体处理装置的控制装置实行的出错处理的流程图。

图5是本发明实施例1的第1变形例涉及的半导体处理装置的构成图。

图6是由本发明实施例1的第1变形例涉及的半导体处理装置的控制装置实行的粘附现象除去处理的流程图。

图7是本发明实施例1的第2变形例涉及的半导体处理装置的构成图。

图8是由本发明实施例1的第2变形例涉及的半导体处理装置的控制装置实行的粘附现象除去处理的流程图。

图9是本发明实施例2涉及的半导体处理装置的构成图。

图10A-图10C是表示由本发明实施例2涉及的半导体处理装置的探测子探测的频率与信号强度的关系的附图。

图11是由本发明实施例2涉及的半导体处理装置的控制装置实行的处理的流程图。

图12是本发明实施例3涉及的半导体处理装置的振动子兼用探测子的构成图。

图13A及图13B是表示图12的振动子兼用探测子中的输出振动波形的附图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施例作以说明。在以下的说明及附图中，对同一部件附加同一符号。这些名称及功能也相同。因而不重复对它们的详细说明。

实施例1

参照图1，对本发明实施例1涉及的半导体处理装置的构成作以说明。图1是载置半导体处理装置的晶片20的承载台10的外围断面图。

该半导体处理装置包含载置晶片20的承载台10、用于使半导体处理装置中处理后的晶片20与承载台10脱离的晶片顶起销杆30、用于使晶片顶起销杆30向上下方向移动的汽缸40。该半导体处理装置还包含用于对承载台10上所载置的晶片20提供振动的振动子50、振动子电源及控制部70、探测晶片20的振动状态的探测子60、探测子电源及控制部80、控制该装置整体的控制装置100。

控制装置100与振动子电源及控制部70和探测子电源及控制部80相连接，同时还与汽缸40连接。控制装置100与警报装置110连接。此外控制装置100还与传送装置控制器90及网络120连接。控制装置100通过网络120与上位计算机130可通信地连接。

晶片20在半导体处理装置中，在实施预定处理的处理室内，由晶片传送装置(由传送装置控制器90控制的传送装置)来传送，由可从承载台10内部相对表面上下移动及突起的晶片顶起销杆30来接受。其后晶片传送装置向处理室外移动，晶片顶起销杆30下降，晶片20被载置于承载台10。这样，在晶片20被载置于承载台10的规定位置后，进行预定的针对半导体晶片的处理。此后，晶片20由可从承载台10内部相对承载台10的表面上下移动及突起的晶片顶起销杆30，与承载台10脱离，由晶片传送装置向处理室外移送。

在这种半导体处理装置中，晶片20粘连于承载台10上的现象称为粘附现象。以下对这种粘附现象的检测方法作以说明。

半导体处理装置中预定的处理结束后，在直至通过可从承载台10内部相对表面上下移动及突起的晶片顶起销杆30，使晶片20与承载台10脱离的动作为止的期间，从振动子电源及控制部70向设置于承载台10下方的振动子50施加任意频率fi(Hz)的电压后，振动子50发生频率为fi(Hz)的振动，对承载台10施加该频率fi(Hz)下的振动。

在未发生粘附现象的场合下，晶片20只被载置于承载台10之上，晶片20接受来自承载台10的振动，在其振动子50的频率与晶片20的固有振动数一致的场合下(在本实施例中为fr(Hz))，晶片20中发生共鸣振动。根据振动子50的频率(在本实施例中为fb(Hz))，受到来自承载台10的振动，有时在承载台10与晶片20之间会发生不同于共鸣振动的所谓「高频振动」型振动。

在晶片20中发生了共鸣振动的场合下，在与由振动子50施加的频率fi相同的频率fr(Hz)频率下，其信号强度因共振而增大的信号可由探测子60来探测。在发生了所谓「高频振动」型振动的场合下，将发生以与由振动子50施加的频率fr(Hz)的频率不同的其它频率fb(Hz)为中心的振动。

通过由承载台10上安装的探测子电源及控制部80驱动的探测子60来探测这些振动，可以在其动作之前，探测出是否发生了粘附现象，而无需使晶片顶起销杆30动作。

另一方面，在发生了粘附现象，晶片20与承载台10粘连的场合下，承载台10与晶片20将成为一体，发生不同于晶片20单体场合的固有振动数下的振动。在该场合下，由于承载台10与晶片20成为一体，因而该固有振动数将低于晶片20单体场合，与未发生粘附现象场合下晶片20单体的固有振动数fr(Hz)相异。

因此，在频率fr(Hz)下不发生共鸣振动。由于承载台10与晶片20成为一体，因而也不发生所谓「高频振动」型振动。因此，在发生粘附现象的场合下，由承载台10上安装的探测子60探测出的信号中，不发生共鸣振动及所谓「高频振动」型振动。此时，在与由振动子50施加的频率fi(Hz)相同的频率fi(Hz)下，该振动强度在承载台10内有损失，因而所探测出的是稍微衰落的信号。

图2A-图2C表示在未发生及发生了粘附现象的场合下，用频谱分析仪来测定由探测子60探测出的振动频率分布及其信号强度的示例。图2A、图2B、图2C是一种示例，频率fi(Hz)、频率fr(Hz)、频率fb(Hz)的大小及其频率分布曲线、信号强度分布及阈值等分别由半导体处理装置的承载台10、晶片20、其它承载台10的外围构成物的尺寸、构造及材质等值来决定。

图2A表示未发生粘附现象而发生共鸣振动的场合下频率与信号强度的关系。在图2A中，发生信号强度峰值的频率是共鸣振动频率。该共鸣振动频率与晶片20的固有振动数一致。

图2B表示未发生粘附现象的场合，即发生所谓「高频振动」型振动的场合下频率与信号强度的关系。如图2B所示，发生「高频振动」型振动后，便发生以与图2A所示的信号强度达到峰值的频率不同的其它频率fb(Hz)为中心的振动。

图2C表示发生了粘附现象场合下频率与信号强度的关系。如图2C所示，在发生了粘附现象的场合下，承载台10与晶片20成为一体，因而在频率fr(Hz)下不发生共鸣振动，而且也不发生所谓「高频振动」型振动。即，在与由振动子50施加的频率fi(Hz)相同的频率fi(Hz)下，其振动强度在承载台10内有损失，因而所探测出的是稍微衰落的信号。

为提高粘附发生的探测精度，最好预先在未发生粘附的场合下，测定晶片20的共鸣振动所发生的频率。此外在粘附发生的探测中，也可以基于由振动子50施加于晶片20的振动波形、由探测子60探测的振动波形在振动相位上的不同，来探测粘附发生。此外也可以根据振动强度、频率及相位的组合，来探测粘附。这样，可以基于所提供的振动波形与所探测的振动波形的不同、所探测的信号波形之间的不同等各种因素(振动强度、频率、相位等)的不同，来探测粘附发生。

振动子50及探测子60均由利用了钛酸钡(BaTiO₃)的压电效应的压电陶瓷来形成。在压电陶瓷上施加交流电压后，通过逆压电效果，在该施加频率下其压电陶瓷发生偏扭，激起振动。另一方面，如果在压电陶瓷上施加振动，在该频率下其压电陶瓷发生偏扭，由压电效果而引发该频率下的电压。

在本实施例中，对振动子50及探测子60采用了钛酸钡的场合作了说明，但如果是具有压电效果、逆压电效果的材料，则不受此限。比如，采用具有钛酸锆酸铅(Pb(Zr，Ti)O₃)、LiNbO₃、LiTaO₃、KNbO₃等钙钛矿型晶体构造等的压电陶瓷、多氟乙烯叉等压电性高分子或水晶等，也可得到同样效果。此外也可以采用具有在取代交流电压而施加交流磁场后，可发生振动的磁致伸缩效果的陶瓷等。

此外对于振动子50，也可以取代压电元件，而采用机械的振动生成方法，比如可采用在电机的旋转轴上安装偏心配重等的机械方法。作为生成这种机械振动的手段，也可以采用通过由磁铁或线圈等生成的磁场来驱动磁性材料的方法。

参照图3，对本实施例涉及的半导体处理装置的控制装置100所执行的程序的控制构造作以说明。

在步骤(以下将步骤简称为S)100，控制装置100对变量N进行初置(N＝0)。在S102，控制装置100判断半导体处理装置中的预定处理是否结束。如果处理结束(S102中为YES：是)，其处理转入S104。否则(S102中为NO：否)，其处理返回S102，等待预定处理结束。

在S104，控制装置100对振动子50施加电压。此时，控制装置100对振动子电源及控制部70发送表示开始施加电压的控制信号，由此振动子电源及控制部70对振动子50施加电压。在S106，控制装置100利用探测子50和探测子电源及控制部80来探测信号。此时被探测的信号是表示承载台10及晶片20的振动的信号。在S108，控制装置100存储所探测的信号。

在S110，控制装置100判断是否发生了「高频振动」型振动。在发生了「高频振动」型振动的场合下，频率与信号强度的特性将如图2B所示。发生了「高频振动」型振动后(S110中为YES：是)，其处理转入S114。否则(S110中为NO：否)，其处理转入S112。

在S112，控制装置100判断是否发生了共鸣振动。在发生了共鸣振动的场合下，频率与信号强度的关系将如图2A所示。发生了共鸣振动后(S112中为YES：是)，其处理转入S114。否则(S112中为NO：否)，其处理转入S120。

在S114，控制装置100判定无粘附现象。在S116，控制装置100利用汽缸40来使晶片顶起销杆30上升。在S118，控制装置100向传送装置控制器90发送进入许可信号。

在S120，控制装置100判定有粘附现象。在S122，控制装置100判断变量N是否大于3。如果变量N大于3(S122中为YES：是)，其处理转入S200。否则(S122中为NO：否)，其处理转入S300。

在S200，控制装置100实行出错处理。有关该S200的出错处理详情在后文记述。

在S300，控制装置100实行粘附现象除去处理。有关该S300中的粘附现象除去处理详情，作为本发明的实施例的变形例在后文记述。

在S124，控制装置100对变量N加上1。然后其处理返回到S104。

参照图4，对图3中S200的出错处理详情作以说明。

在S202，控制装置100对警报装置110指示警报输出。在S204，控制装置100向传送装置控制器90发送新晶片传送禁止信号。在S206，控制装置100向上位计算机130发送粘附信息。此时，特定所发生的半导体处理装置的信息、特定所发生的时刻的信息、特定所发生的批量的信息、特定所发生的品种的信息等被发送。

基于上述构造及流程，对本实施例涉及的半导体处理装置的动作作以说明。

晶片20在实行半导体处理的处理室内，由晶片传送装置来传送，由可从承载台10内部相对表面上下移动及突起的晶片顶起销杆30来接受，晶片顶起销杆30下降，晶片20被载置于承载台10。半导体处理装置中预定的处理结束后(S102中为YES：是)，控制装置100向振动子电源及控制部70发送控制信号，使得对振动子50施加电压(S104)。由探测子60来探测信号(S106)，所探测的信号被存储(S108)。此时，图2A-图2C的信号被存储。

发生「高频振动」型振动后(S110中为YES：是)，判定为无粘附现象(S114)。在虽然未发生「高频振动」型振动(S110中为NO：否)，但发生了共鸣振动的场合下(S112中为YES：是)，同样判定为无粘附现象(S114)。

如果即未发生「高频振动」型振动(S110中为NO：否)，又未发生共鸣振动(S112中为NO：否)，则判定为有粘附现象(S120)。

如果判定为无粘附现象(S114)，晶片顶起销杆30通过汽缸40而上升(S116)。向传送装置控制器90发送进入许可信号(S118)，传送装置将由晶片顶起销杆30而与承载台10脱离的晶片20向处理室外传送。

在判定出有粘附现象的场合下，如果变量N为3以下(S122中为NO：否)，则实行旨在除去粘附现象的处理(S300)。在粘附现象被处理后，对变量N加上1(S124)，再次对振动子施加电压，通过探测子来探测信号，基于所探测的信号来判定有无粘附现象。

如果判定出即使连续进行了3次粘附现象的除去处理，但仍有粘附现象(S122中为YES：是)，则实行出错处理(S200)。

在出错处理中，对警报装置110指示警报输出(S202)，由警报装置110来输出表示发生了粘附现象的警报信息。并向传送装置控制器90发送新晶片传送禁止信号(S204)，不再向发生了粘附现象的半导体处理装置传送新的晶片。此外向上位计算机130发送粘附信息(S206)，由上位计算机130，基于所发生的半导体装置、发生时刻、发生批量、发生品种等，来分析粘附现象。

如上所述，根据本实施例涉及的半导体处理装置，在规定的半导体处理结束后，在实际进行使半导体晶片与承载台脱离的动作之前，对承载台施加振动，并探测该振动。基于所探测的信号，可判断在晶片与承载台之间是否发生了粘附现象，在发生了粘附现象的场合下，进行粘附现象除去处理。在即使反复实行这种粘附现象除去处理，但仍不能除去粘附现象的场合下，可实行出错处理。在上述实施例中，所表示的是N＝3的示例，但N也可以为1以上。

其结果是，可提供一种在实际接触晶片之前，探测晶片粘附现象的发生的半导体处理装置。此外可提供一种在探测出发生晶片粘附现象后，实行粘附现象的解除处理，由此可不发生晶片裂纹及晶片脱离位置偏移的半导体处理装置。

实施例1的第1变形例

以下对实施例1涉及的半导体处理装置的第1变形例作以说明。本变形例涉及的半导体处理装置还具有用于实行图3中S300的粘附现象除去处理的构造。

参照图5，对本变形例涉及的半导体处理装置的构成作以说明。本变形例涉及的半导体处理装置除了上述图1所示的半导体处理装置的构成之外，还包含供应用于促进热传递的气体的热传递促进用气体供应管200、在热传递促进用气体供应管200与处理室内之间设置的热传递促进用气体供应阀202、将热传递促进用气体排出处理室外的热传递促进用气体排出管206、热传递促进用气体排出管206上设置的热传递促进用气体排出阀204、探测处理室内的热传递促进用气体压力的压力传感器208。

热传递促进用气体供应阀202、热传递促进用气体排出阀204、压力传感器208分别与控制装置100连接。本变形例涉及的半导体处理装置的除此之外的构造与上述实施例1涉及的半导体处理装置的构造相同。因此，这里不再重复有关它们的详细说明。

处理晶片的半导体处理装置中，尤其是在晶片处理中采用等离子体的装置及有必要正确控制晶片处理中的温度的装置中，对其处理室内的承载台10提供用于促进晶片20与承载台10之间的热传递的热传递促进用气体。作为这种气体，比如氦气等在规定的压力下，通过热传递促进用气体供应管200及热传递促进用气体供应阀202，从气体供应源提供给承载台10。此时，为了不发生因被提供到晶片20与承载台10之间的氦气等的压力，晶片20从承载台10上移动或者上浮，有时也设置以机械方式来按压晶片20的外围的机构、以及利用静电力来按压的机构等的晶片上浮防止机构。

在通常的场合下，结束了对晶片20的预定处理后，关闭热传递促进用气体供应阀202，然后打开热传递促进用气体排出阀204，经由热传递促进用气体排出管206，将被供应到晶片20与承载台10之间的气体向处理室外排出，通过晶片顶起销杆30使晶片20从承载台10上脱离。

在发生了粘附现象的场合下，实行图3中S300的粘附现象除去处理。

参照图6，对该粘附现象除去处理作以说明。

在S302，控制装置100使晶片上浮防止机构动作。在S304，控制装置100关闭热传递促进用气体排出阀204，打开热传递促进用气体供应阀202。

在S306，控制装置100从热传递促进用气体供应管200，将热传递促进用气体提供到处理室内的承载台10与晶片20之间。此时，也可以在规定压力下进行规定时间的供应的同时，进行脉冲式供应。

在S308，控制装置100在确认热传递促进用气体的供应已停止后，使晶片上浮防止机构处于非动作状态。

基于上述构造及流程，对本变形例涉及的半导体处理装置的动作作以说明。本变形例涉及的半导体处理装置的动作的说明限定于粘附现象防止处理有关的动作。

在判定出发生了粘附现象的场合下，防止基于热传递促进用气体供应的晶片20的上浮的晶片上浮防止机构开始动作(S302)。关闭热传递促进用气体排出阀204，打开热传递促进用气体供应阀202(S304)。在规定压力下，按规定时间，从热传递促进用气体供应管200来供应热传递促进用气体(S306)。

如此再次供应氦气等热传递促进用气体后，基于所导入的该气体的压力，与由晶片顶起销杆30而使晶片20部分地顶起的场合不同，晶片20的整个表面均匀受力，以此来顶起晶片20。此时，由于通过晶片上浮防止机构来对晶片20的外围进行机械按压，或利用静电来按压，因而不会发生晶片20的裂纹和基于晶片20的移动及上浮的晶片位置偏移，可消除粘附现象。

在向热传递促进用气体供应管供应的气体压力较高的场合下，根据具体情况，晶片20可能在前述晶片上浮防止机构上发生倾覆，从承载台10飞出去，或者在承载台10上移动。因此，所供应的热传递促进用气体的压力应为1333.22Pa(＝10Torr)以下，最好为399.966Pa(＝3Torr)以下。此外对于热传递促进用气体的供应方法，最好采用由压力传感器208来监视热传递促进用气体的压力，同时按规定时间，在稳定的压力下来施加的方法，但并非限定于此，也可采用脉动地施加气体压力的方法，以及使脉动地施加气体压力的时间与施加稳定压力的时间相组合的方法。这样，可防止晶片20从承载台10飞出去，或者在承载台10上移动。

实施例1的第2变形例

以下，对本发明实施例1涉及的半导体处理装置的第2变形例作以说明。本变形例涉及的半导体处理装置同样还具有用于实行图3中S300的粘附现象除去处理的构造。

参照图7，对本变形例涉及的半导体处理装置的构成作以说明。本变形例涉及的半导体处理装置是一种在半导体晶片的处理中采用等离子体的装置，具有以下静电吸附构成：即，为达到为正确控制晶片20处理中的温度而提高晶片20与承载台10的密合性这一目的，在承载台10的表面覆以绝缘膜400，对承载台10施加直流电压，由静电来吸附晶片20。

为实现这种静电吸附，半导体处理装置包含直流电源404、与直流电源连接的电缆402、设置于电缆402与承载台10之间的开关406、设置于承载台10的表面的绝缘膜400。由于具有这种构成，因而在结束晶片20的处理，等离子体消失的场合下，晶片20大多处于带电状态。

在这种带电状态的场合下，由于设置有绝缘膜400，因而电荷不能经由承载台表面来逃逸。对于这种场合，虽然在传统技术中，考虑了通过用比如导电性材料制作晶片顶起销杆30，或用导电性材料覆盖晶片顶起销杆30的表面等方法，来使晶片20中蓄存的电荷从晶片20里面逃逸，但在晶片20中需要实施生成各种膜的处理，其中还具有较多的硅氧化膜等绝缘性膜。因此在传统方法中，难以使晶片中蓄存的残留电荷逃逸。

本变形例涉及的半导体处理装置中，作为粘附除去处理，在处理室内生成等离子体，由此通过等离子体来除去晶片20的电荷。因而如图7所示，本变形例涉及的半导体处理装置包含等离子体生成气供应管300、设置于等离子体生成气供应管300的等离子体生成气供应阀302、将等离子体生成气向处理室外排出的等离子体生成气排出管306、设置于等离子体生成气排出管306的等离子体生成气排出阀304、探测等离子体生成气压力的压力传感器308。等离子体生成气供应阀302、等离子体生成气排出阀304、压力传感器308与控制装置100连接。

对于等离子体生成气，有必要选择有较少的因等离子体生成而对晶片20产生的影响的气体，比如氦气、氩气等稀有气体是适当的。也可以预先在处理装置中设置用于气体供应的配管系统，供应对晶片影响较小的氮气等。虽然在本变形例涉及的半导体处理装置中，以等离子体生成用气体为例作了说明，但也可以采用与用于蚀刻及CVD(Chemical Vapor Deposition)处理的气体相同的气体，或者采用多种气体的组合。

参照图8，对由本变形例涉及的半导体处理装置的控制装置100实行的粘附现象除去处理作以说明。

在S400，控制装置100解除静电吸附。此时开关406打开。在S402，控制装置100关闭等离子体生成气排出阀304，打开等离子体生成气供应阀302。在S404，控制装置100将等离子体生成气从等离子体生成气供应管300向处理室内提供。

基于以上构造及流程，对本变形例涉及的半导体处理装置的动作作以说明。在下述动作说明中，只对有关粘附现象除去处理的动作作以说明。

在利用了预定的等离子体的处理结束，并判断出发生了粘附现象后，实行解除静电吸附的处理(S400)，等离子体生成气排出阀304关闭，等离子体生成气供应阀302打开(S402)。在该状态下，从等离子体生成气供应管300来供应等离子体生成气(S404)，在处理室内生成等离子体。

这样在处理室内生成等离子体后，晶片20中蓄存的残留电荷可由该等离子体而逃逸。由于可通过等离子体来除去晶片20的电荷，因而可消除粘附现象。上述中，等离子体生成气被从等离子气体供应管300提供到承载台10与晶片20之间，但即使等离子体供应气被从处理室内的其它场所供应，也具有同样效果。

在本变形例涉及的半导体处理装置中同样，从等离子体生成气供应管300向承载台10与晶片20之间供应等离子体生成气。因此，与上述实施例1的第1变形例同样，晶片20会从承载台10飞出，或晶片20在承载台10上移动。为防止这种意外，可与上述第1变形例同样，在气体供应中，由机械手段等来固定晶片20。

如上所述，通过本变形例涉及的半导体处理装置，可在判定出有粘附现象的场合下，在处理室内利用等离子体生成气来发生等离子体，由该等离子体来除去晶片的残留电荷，消除粘附现象。

也可以使实施例1的第1变形例涉及的半导体处理装置中的粘附现象除去处理与本变形例涉及的粘附现象除去处理相组合来加以实行。此外，除了这种采用了气体的粘附现象除去处理之外，也可以利用机械手段来实行粘附现象除去处理，也可以使这些机械性处理与采用气体的处理适宜组合来加以实行。

实施例2

以下，对本发明的实施例2涉及的半导体处理装置作以说明。

本实施例涉及的半导体处理装置中，取代上述实施例1涉及的半导体处理装置的振动子电源及控制部70，以振动子用可变电源及振动子控制部500作为构成要素。

参照图9，对本实施例涉及的半导体处理装置的构成作以说明。如图9所示，本实施例涉及的半导体处理装置中，取代上述图1所示的半导体处理装置的振动子电源及控制部70，以使提供给振动子50的电源频率可变的振动子用可变电源及振动子控制部500作为构成要素。除此之外的构造与上述实施例1涉及的半导体处理装置相同。因而这里不再重复对它们的详细说明。

该振动子用可变电源及振动子控制部500是一种采用PLL(锁相环路)电路的合成方式电源，其输出频率为10Hz～100kHz。从振动子用可变电源及振动子控制部500施加任意频率fi(Hz)的电压后，振动子50发生其频率为fi(Hz)的振动，对承载台10施加振动。改变振动子用可变电源及振动子控制部500的振动频率后，施加于承载台10的振动频率也随之变化，在该振动频率fi(Hz)与晶片20的固有振动数一致的场合下，将产生共鸣振动。

图10A-图10C中，将频率fi(Hz)作为横轴，将探测子60所接收的信号强度作为纵轴，来表示使由设置于承载台下方的振动子50施加的频率fi(Hz)时间性变化时的状态。图10A表示未发生粘附现象的场合，图10B表示发生粘附现象的场合，图10C表示在未发生粘附现象时发生了「高频振动」型振动的场合。

如图10A所示，在未发生粘附现象时，在使由设置于承载台10下部的振动子50施加的频率fi(Hz)比如时间性增加的场合下，如实施例1中所述，在其振动频率达到与晶片20的固有振动数相同的频率fr(Hz)时，晶片20中将发生共鸣振动，因而由探测子60接收的信号强度峰值将大于晶片20中未发生共鸣振动场合下由探测子60接收的信号峰值强度的包络线。

另一方面，如图10B所示，在发生了粘附现象的场合下，承载台10与晶片20成为一体，因而其固有振动数将小于晶片20单体的场合，通过适当选择由振动子50施加的频率fi(Hz)的最小值，可在频率fz(Hz)的扫描范围内，不发生一体化了的承载台10与晶片20的共鸣振动。因此，通过预定由探测子60接收的信号强度的阈值，在没有超过设定于频率fi(Hz)的扫描范围内的阈值的信号的场合下，可判定出晶片20中发生了粘附。

此外如图10C所示，在未发生粘附现象的场合下，会受到来自承载台10的振动，在承载台10与晶片20之间发生不同于共鸣振动的所谓「高频振动」型振动。如图10C所示，在频率fb(Hz)下发生「高频振动」型振动，其峰值强度超过阈值。虽然「高频振动」型振动的峰值强度不一定超过阈值，但由于除了「高频振动」型振动之外，晶片20中还会发生共鸣振动，因而该共鸣振动强度超过阈值后，可判定出未发生粘附现象。

在本实施例中，在发生了粘附现象的场合下，即使承载台10与晶片20成为一体，在两者的固有振动数超过振动子用可变电源及振动子控制部500的频率下限值的场合下，也可检测出超过阈值的共鸣振动峰值。根据半导体处理装置的构成，考虑到基于商用电源频率的噪声，振动子用可变电源及振动子控制部500的频率下限值最好设定为120(Hz)。

有关振动子用可变电源及振动子控制部500的振动频率的扫描方法，可采用随时间来提高频率，或随时间来降低频率的任意一种方法，时间与频率的关系也可以不是特别的比例关系。此外所施加的振动波形除了正弦波之外，也可以是矩形波、三角波等任意波形。此外对于粘附发生的探测，也可以基于在扫描晶片20的同时由振动子50提供的振动波形、由探测子60探测出的振动波形在振动相位的不同，来探测粘附发生。此外也可以由振动的强度、频率及相位的组合来探测粘附。这样，可以基于在扫描的同时提供的振动波形与所探测的振动波形的不同、所探测的信号波形之间的不同等各种因素(振动强度、频率及相位等)的不同，来探测粘附发生。

参照图11，对由本实施例涉及的半导体处理装置的控制装置100来实行的程序的控制构造作以说明。图11所示的流程图中，对与上述图3所示的流程图相同的处理附加同一步骤序号。有关它们的处理也相同。因此，这里不重复有关它们的详细说明。与图3同样，虽然表示N＝3的示例，但N也可以为1以上。

在S500，控制装置100向振动子用可变电源及振动子控制部500发送控制信号，使得边扫描频率，边对振动子50施加电压。在S502，控制装置100判断扫描频率范围内是否有超过阈值的信号。在扫描频率范围内有超过阈值的信号的场合下(S502中为YES：是)，其处理转入S114。否则(S502中为NO：否)，其处理转入S120。

基于上述构造及流程，对本实施例涉及的半导体处理装置的动作作以说明。

半导体处理装置中的处理结束后(S102中为YES：是)，振动子用可变电源及振动子控制部500边扫描频率，边对振动子50施加电压(S500)。由探测子60来探测信号，并存储所探测的信号(S106、S108)。在扫描频率范围内有超过阈值的信号的场合下(S502中为YES：是)，判定为没有粘附现象(S114)。此时的频率与信号强度的关系呈现出图10A及图10C的任意一种状态。由于在任意一种状态下，均不发生粘附现象，因而在晶片20的固有振动数成为强度信号的峰值。

如果在扫描频率范围内没有超过阈值的信号(S502中为NO：否)，判定为有粘附现象(S120)。此时的频率与信号强度的关系是图10B所示的状态。

如上所述，根据本实施例涉及的半导体处理装置，即使在事先不明确晶片的固有振动数、在晶片20与承载台10之间发生的「高频振动」型振动的发生频率等的场合下，也无需试行错误地改变频率，可容易地判定有无发生粘附现象。

实施例3

以下，对本发明的实施例3涉及的半导体处理装置作以说明。

上述实施例1涉及的半导体处理装置及实施例2涉及的半导体处理装置中，由振动子50施加于承载台10的振动是连续的振动波形，与此相反，本实施例涉及的半导体处理装置中所施加的振动波形是间歇性波形。

参照图12，对本实施例涉及的半导体处理装置的振动发生部及振动探测部的电路构成作以说明。如图12所示，本实施例涉及的半导体处理装置包含振动电路600、与振动电路600连接的放大电路(发送)610、转换电路640、振动子650、放大电路(接收)620、转换电路640、控制转换电路640的控制脉冲生成电路630。

在振动电路600中，连续生成振动电压信号，在发送用放大电路610中对信号进行放大，使其达到能驱动振动子650并可发生振动的电平。在转换电路640中，进行是否将所生成的信号提供给振动子650的切换，即进行振动子650的发送状态与接收状态的切换。其定时由来自控制脉冲生成电路630的脉冲来确定，符合脉冲定时的信号被提供给振动子650。此时，与发送侧相反定时的脉冲被同时提供给接收侧的转换电路640，使得在从振动子650发送振动时，不进行振动接收。

实施例1涉及的半导体处理装置及实施例2涉及的半导体处理装置中，由振动子50施加于承载台10的振动是一种图13A所示的连续振动波形。然而，在未发生粘附现象的场合、晶片20因施加于承载台10的振动而产生共鸣振动及「高频振动」型振动的场合、晶片20由该强度而在承载台10上移动的场合下，不能否定晶片20的背面及端部与承载台10的表面接触，发生异物的可能性。因此，本实施例涉及的半导体处理装置中，间歇性地进行由振动子50施加于承载台10的振动，由此来解决这种问题。

图13B表示本实施例涉及的半导体处理装置中，由振动子50施加于承载台10的振动波形一例。图13B所示的振动波形与图13A的振动波形及频率相同，但提供了中止振动的时间，使振动间歇性地发生。通过将这种振动波形施加于承载台10，可对有无发生粘附现象的判定不产生影响，防止晶片20因施加于承载台10的振动而在承载台10上移动的现象和因晶片20的背面及端部与承载台10的表面接触而产生异物的可能性。

此外通过间歇性地进行振动，同时使其占空比处于50％以下，可构成为1个振动子兼作探测子。

如上所述，根据本实施例涉及的半导体处理装置，可使振动子和探测子作为1个模块来构成，同时可防止晶片因施加于承载台的振动而在承载台上移动的现象和因晶片与承载台接触而产生异物的现象。

以上对实施例1涉及的半导体处理装置、实施例1的变形例涉及的半导体处理装置、实施例2涉及的半导体处理装置、实施例3涉及的半导体处理装置作了说明，但对于探测有无粘附现象发生的定时，并非限定于晶片处理结束、处理气体等的废弃结束的时点。也可以在比如晶片处理中的任意时间，探测有无粘附现象的发生。

在粘附现象发生的原因是由于晶片端面与承载台表面由溅射装置等而被溅射膜覆盖等场合下，可以按溅射处理中的定时来实施有无发生粘附现象的判定，在晶片端面与承载台表面被溅射膜较厚地覆盖之前，利用振动子50，强制性地从外部向承载台10及晶片20提供振动，或者如实施例1的第1变形例及第2变形例中的说明所示，对晶片施加气体等，由这些方法也可更容易地除去晶片的粘附。

对本发明虽然作了详细说明，但它们不过是用于例示，不构成限定，本发明的精神及范围只由权利要求范围来限定，对此应有明确的理解。

Claims (15)

1.一种半导体处理装置，包含

振动提供部，其安装于晶片载置电极，对上述电极上所载置的晶片提供振动；

振动探测部，其安装于晶片载置电极，对上述电极上所载置的晶片中所引发的振动进行探测；

判定部，其基于由上述振动探测部所探测的振动，来判定上述晶片有无粘附。

2.权利要求1中记载的半导体处理装置，其中，

上述振动提供部时间性地使被提供给上述电极上所载置的晶片的振动频率发生变化，来对上述晶片提供振动。

3.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述判定部基于上述被探测出的振动波形，来判定上述晶片有无粘附。

4.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述判定部根据基于上述振动提供部的振动波形、以及上述被探测出的振动波形，来判定上述晶片有无粘附。

5.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述判定部根据基于上述振动提供部的振动波形与上述被探测出的振动波形的不同，来判定上述晶片有无粘附。

6.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述判定部根据基于上述振动提供部的振动波形与上述被探测出的振动波形在振动强度、频率以及相位的至少1个上的不同，来判定上述晶片有无粘附。

7.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

由上述振动探测部探测的、上述电极上所载置的晶片中所引发的振动频率，是上述晶片的固有振动频率。

8.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述振动提供部及上述振动探测部由1个模块来构成。

9.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述振动提供部对上述电极上所载置的晶片提供脉冲振动。

10.权利要求9中记载的半导体处理装置，其中，

发生脉冲振动的占空率为50％以下。

11.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述振动提供部对上述电极上所载置的晶片提供频率为120Hz以上的振动。

12.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述半导体处理装置还包含

输出部，其在由上述判定部判定出有粘附后，输出警报。

13.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述半导体处理装置还包含

中止部，其在由上述判定部判定出有粘附后，中止半导体的处理。

14.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述半导体处理装置还包含

通信部，其在由上述判定部判定出有粘附后，向上位计算机发送粘附信息。

15.权利要求1或2中记载的半导体处理装置，其中，

上述半导体处理装置还包含

处理部，其在由上述判定部判定出有粘附后，除去粘附。

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