[發(fā)明專利]熱板及半導(dǎo)體裝置的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01125952.3
• 申請日: 2001-07-10
• 公開（公告）號: CN1335640A
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 堅(jiān)田富夫;和田純一
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/68;B25B11/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王永剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造裝置，特別涉及加熱由靜電吸盤保持的半導(dǎo)體襯底的熱板和使用該熱板的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

以前，制造半導(dǎo)體裝置的工序是在硅等的半導(dǎo)體襯底上，通過濺射和CVD(化學(xué)汽相淀積)等形成絕緣膜和導(dǎo)電膜，蝕刻那些成膜并反復(fù)制作布線圖案的工序，從而形成半導(dǎo)體電路。膜的淀積和蝕刻利用化學(xué)反應(yīng)，其速度受溫度影響。淀積膜的膜質(zhì)因溫度而變化。因此，對于穩(wěn)定、再現(xiàn)性良好的處理，控制處理中半導(dǎo)體襯底的溫度是重要的。

以前，半導(dǎo)體襯底的加熱大多采用向半導(dǎo)體襯底的表面或背面照射紅外線燈的類型，但用紅外線燈時，由于紅外線吸收效率隨半導(dǎo)體襯底上的成膜種類而不同，所以不能正確控制溫度，不能冷卻，就有處理中溫度上升等的問題。

因此，最近很多采用將內(nèi)裝電阻加熱器的熱板固定在帶有冷卻機(jī)構(gòu)的載物臺上，在該熱板上裝載半導(dǎo)體襯底。通過熱傳導(dǎo)或加熱半導(dǎo)體襯底或冷卻的方式。這時，對于熱板和半導(dǎo)體襯底的密合，有利用背面排氣固定半導(dǎo)體襯底的方法、利用靜電吸力電固定半導(dǎo)體襯底的方法或利用夾子機(jī)械壓緊等的固定方法。其中，背面排氣不能在真空中使用。利用機(jī)械壓緊時，使機(jī)模壓緊件與半導(dǎo)體襯底機(jī)械接觸，就有因施加外力、產(chǎn)生摩擦等形成粉末的發(fā)生源的問題。

因此，最近在用靜電吸力的靜電吸盤熱板上使半導(dǎo)體襯底吸著并進(jìn)行加熱、冷卻。

但是，在用已有的靜電吸盤熱板將室溫的半導(dǎo)體襯底吸持在高溫的熱板時，會再三發(fā)生半導(dǎo)體襯底破裂、搬運(yùn)滑動引起的問題。圖16和圖17分別是已有靜電吸盤熱板的剖面圖，圖16表示吸持時的狀態(tài)，圖17表示減持時的狀態(tài)。靜電吸盤熱板有板本體100，板本體100例如將氧化鋁作為材料。由鎢絲等組成的加熱器電極(發(fā)熱電極)101被配置在板本體厚度方向大致中央?yún)^(qū)域。靜電吸盤電極102被配置在裝有晶片103表面附近的區(qū)域。

將室溫的半導(dǎo)體襯底103裝置在高溫?zé)岚迳喜⑽謺r，半導(dǎo)體襯底103隨著溫度上升會引起熱膨脹但靜電吸持力會使半導(dǎo)體襯底103整個面密合在板本體100上，所以如圖10所示，不能充分膨脹最終因壓縮應(yīng)力而使晶片破裂。特別熱板溫度高時，因熱膨脹也變大而使破裂容易。這樣，用已有的靜電吸盤熱板將室溫的半導(dǎo)體襯底吸持在高溫的熱板時，產(chǎn)生因壓縮壓力而使晶片破損。有摩擦引起的粉末產(chǎn)生、晶片滑動而引起的搬運(yùn)錯誤等的問題。由于在半導(dǎo)體襯底的背面形成的膜的種類而使靜電吸持力變化，所以由背面成膜種類而發(fā)生破裂的次數(shù)不同。在不吸持時，因成膜種類而使除電容易程度也不同，如圖17所示，即使殘存著吸持力，因搬運(yùn)力繼續(xù)而引起搬運(yùn)偏差(跳起)。作為這些的對策，采用在加吸持電壓之前，使半導(dǎo)體襯底保持在熱板上，將半導(dǎo)體襯底升溫到某程度使其熱膨脹后吸持的方法，或使減持時變長的方法。然而，這些方法仍有生產(chǎn)率大幅降低的問題。如Al回流工藝方法那樣，在必須從半導(dǎo)體襯底升溫途中開始成膜時，Al的埋入性惡化，成品率下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是根據(jù)這樣的問題而研制的，提供在裝載于半導(dǎo)體制造裝置中的靜電吸盤熱板吸持半導(dǎo)體襯底時用于制造防止半導(dǎo)體襯底破損的半導(dǎo)體裝置的熱板，提供能自動調(diào)整吸持力和除電時間等并防止晶片破損和搬運(yùn)偏差的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

本發(fā)明的特征(1)是在裝載于蝕刻裝置、CVD裝置、濺射裝置等的半導(dǎo)體制造裝置的靜電吸盤熱板上吸持半導(dǎo)體襯底時，從半導(dǎo)體襯底中央部向外周依次施加吸持力。因此，將靜電吸盤電極從中央部沿外周方向至少分成2部分，從中央的內(nèi)周部向外周部依次施加吸持電力。或者熱板板本體的與晶片(半導(dǎo)體襯底)接觸的表面成為中心突出的凸?fàn)蠲妫刮智暗木c板本體表面之間的距離從板本體的中心部分向外周方向變長，因此，從中央部向外周方向增加吸持力。

本發(fā)明的特征(2)是用該熱板監(jiān)控晶片背面狀態(tài)，檢測成膜種類、膜厚，調(diào)整吸持電壓。

根據(jù)本發(fā)明，從晶片中央施加吸持力開始升溫。這時晶片外周部因吸持力較弱而順利地引起晶片的熱膨脹，應(yīng)力保持低的狀態(tài)，能防止晶片的破損。并且能事前感知晶片背面的狀態(tài)，選擇預(yù)先規(guī)定的升壓、除電參數(shù)，自動調(diào)整吸持力、除電時間，能防止晶片的破損和搬運(yùn)偏差。

附圖說明

圖1是裝載了第一實(shí)施例的晶片的靜電吸盤型熱板的剖面圖和表示在熱板表面形成的靜電吸盤電極的熱板平面圖。

圖2是表示將吸持電壓施加到第一實(shí)施例的晶片之后到被吸持之前的時間變化的特性圖和表示晶片吸持之前的晶片溫度的時間變化的特性圖。

圖3是表示將吸持電壓施加到第一實(shí)施例的晶片以后到被吸持之前的時間變化的特性圖。