[发明专利]用于静电卡盘的方法及工具

说明书

此处所述的实施例涉及用于监控静电卡紧性能的方法及工具。性能测试仅需要一个翘曲的基板及一个参考基板来执行。为了运行测试，参考基板定位于工艺腔室中静电卡盘上，且翘曲的基板定位于参考基板上。电压从功率源施加至静电卡盘，产生静电卡紧力以将翘曲的基板紧固至参考基板。此后，渐进地减少施加的电压，直到静电卡紧力太弱而无法将翘曲的基板维持在平坦的形式，导致翘曲的晶片解卡紧。通过使用传感器在沉积期间监控腔室的阻抗，可识别解卡紧的阈值电压，在此处参考基板的阻抗和翘曲的基板的阻抗偏移。

技术领域

此处所述的实施例总体涉及用于监控半导体工艺的方法及工具，并且更具体而言，涉及在半导体工艺内用于监控静电卡紧性能的方法及工具。

背景技术

随着半导体器件中存储器密度的增加，多重堆叠结构的晶片翘曲(wafer bow)也增加。结果，需要足够的夹紧力以紧固地平坦晶片，且在后续等离子体强化的化学气相沉积(PECVD)工艺期间保持晶片的平坦。在PECVD腔室中，静电卡紧力必须足够强，使得在沉积工艺期间，仅对晶片的前表面的等离子体耦合及RF接地作用以将翘曲的晶片卡紧至下层加热器基板下，来维持射频(RF)路径。翘曲的晶片的弯曲随着工艺温度的增加而增加；因此，建立可靠的方法以评估高温PECVD工艺的卡紧性能为重要的。静电卡盘性能对于评估来说为非常有用的参数，这是因为它可提供关于工艺腔室硬件和工具的重要信息。

然而，常规的静电卡紧性能测试具有缺点。举例而言，常规的静电卡紧性能测试需要使用具有不同膜厚度的多重翘曲的晶片。在这些测试中针对卡紧的成功标准可基于与沉积于翘曲的晶片相比而言沉积于平坦的膜上的厚度，以对至接地的持续的RF路径进行量化。随着卡紧力的损失及晶片翘曲增加，在晶片背侧上发生沉积，导致前膜厚度的损失。

尽管以上所述的测试可提供工艺腔室的精确卡紧余量，其需要多重晶片运行以及剖面扫描电子显微镜(SEM)，这是非常耗时的。为了比较工艺腔室硬件或工艺条件，测试需要执行多次，以获得精确信息。再者，对于生产PECVD腔室而言，随着时间的硬件及工艺飘移为常见问题。为了随着时间监控腔室条件，在腔室生产时需要执行多次测试，以确保在延长的时段内的腔室的稳定度，从而对于腔室来说增加更多的停机时间且需要更多的周期性维护。

因此，需要新的且更有效率的测试，以用于监控半导体工艺内的静电卡紧性能。

发明内容

此处所述的一个或多个实施例总的来说涉及用于在半导体工艺内监控静电卡紧性能的方法及工具。

在一个实施例中，一种用于监控静电卡紧性能的方法，包括：在工艺腔室中于静电卡盘上定位参考基板；在参考基板上定位翘曲的基板；将功率施加至静电卡盘中的电极；使用传感器监控参考基板的阻抗及翘曲的基板的阻抗；以及渐进地(incrementally)减少功率的电压，直到参考基板的阻抗及翘曲的基板的阻抗偏移为止。

在另一实施例中，一种用于确定半导体工艺腔室参数的方法，包括：在工艺腔室中于静电卡盘上定位参考基板；在参考基板上定位翘曲的基板；使用传感器监控参考基板的阻抗及翘曲的基板的阻抗；渐进地减少功率的电压，直到参考基板的阻抗及翘曲的基板的阻抗偏移；及当参考基板的阻抗及翘曲的基板的阻抗偏移时，确定工艺腔室的工艺参数。

在另一实施例中，一种用在工艺腔室中监控静电卡盘性能的设定，包括：参考基板，在工艺腔室中位于静电卡盘上；翘曲的基板，位于参考基板上；传感器，定位于静电卡盘与接地之间；功率源，配置成将功率供应至静电卡盘中的电极；以及控制器，配置成调节工艺腔室的操作，其中控制器包括存储器，含有指令以用于在处理器上执行包括：使用传感器监控参考基板的阻抗及翘曲的基板的阻抗；以及渐进地减少来自功率源的电压，直到参考基板的阻抗及翘曲的基板的阻抗偏移为止。

附图说明