[發(fā)明專利]晶圓夾盤

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310436832.3
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN104465481A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 王堅;楊貴璞;王暉
• 申請（專利權）人: 盛美半導體設備(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/687
• 分類號: H01L21/687;H01L21/66;G01B7/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發(fā)明涉及半導體器件制造裝置，尤其涉及一種能實時測量金屬膜厚度的晶圓夾盤。

背景技術

金屬膜厚度測量在半導體器件制造過程中的作用不容忽視，隨著半導體技術的快速發(fā)展，對半導體器件的質(zhì)量和性能的要求越來越高，任何一道工序掌控不好，都有可能導致半導體器件的報廢或質(zhì)量和性能降低，例如，在金屬沉積過程中，如果不能實時測量金屬膜厚度，致使沉積的金屬膜厚度過厚，有可能會出現(xiàn)金屬膜脫層的現(xiàn)象。再例如，在電化學拋光過程中，如果不能實時測量金屬膜厚度，使得電化學拋光后余留的金屬膜厚度仍較厚，后續(xù)再采用化學機械研磨去除余留的金屬膜時，化學機械研磨的時間會較長，化學機械研磨產(chǎn)生的機械應力容易造成介質(zhì)層的損傷。

然而，現(xiàn)有的金屬膜厚度基本上無法做到在線實時測量，通常需等金屬沉積工藝或電化學拋光工藝完成后，再對金屬膜厚度進行測量，較為常用的是采用四探針法測量金屬膜厚度。這種測量方式既無法保證工藝精度，也會使半導體器件制造工藝變得繁瑣，降低了半導體器件制造效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓夾盤，該晶圓夾盤能在線實時測量晶圓上金屬膜的厚度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的晶圓夾盤，包括：夾盤本體、支撐軸及金屬膜厚度測量裝置。夾盤本體具有承載晶圓的正面和與正面相對的背面，夾盤本體開設有至少一個安裝孔。支撐軸與夾盤本體的背面固定連接，支撐軸旋轉帶動夾盤本體旋轉。金屬膜厚度測量裝置測量晶圓上金屬膜的厚度，金屬膜厚度測量裝置包括至少一個電渦流傳感器，電渦流傳感器安裝于夾盤本體的安裝孔內(nèi)。支撐軸上設有兩個間隔一定距離的導電環(huán)，支撐軸的一側設置有止擋件，兩個石墨棒夾持于止擋件與導電環(huán)之間，每個石墨棒的一端抵接于一導電環(huán)，該石墨棒的另一端與止擋件相連接，電渦流傳感器分別與兩個導電環(huán)電連接，兩個導電環(huán)分別與各自相對應的石墨棒電連接。

支撐軸的材料為導體材料，支撐軸的外圍包裹有絕緣環(huán)，絕緣環(huán)上套設有兩個間隔一定距離的導電環(huán)。或者，支撐軸的材料為非導體材料，支撐軸上套設有兩個間隔一定距離的導電環(huán)。

止擋件包括擋板，擋板與支撐軸相對的一側連接有兩個彈簧，每個石墨棒的一端抵接于一導電環(huán)，該石墨棒的另一端與一相對應的彈簧連接。

金屬膜厚度測量裝置還包括：測力裝置、信號處理裝置及信號采集裝置，測力裝置與兩個石墨棒電連接，測力裝置測量電渦流傳感器受到的金屬膜的電磁力的大小，信號處理裝置與兩個石墨棒電連接，信號處理裝置向電渦流傳感器輸入特定頻率的交流電，信號處理裝置還與測力裝置相連，用來獲取測力裝置所測量到的電磁力信號，并把電磁力信號轉換為模擬電信號，信號采集裝置與信號處理裝置相連，信號采集裝置將模擬電信號轉換為數(shù)字信號用以得到電渦流傳感器受到的電磁力的測量值。

電渦流傳感器的數(shù)量為1個，夾盤本體上與電渦流傳感器相對稱的位置設置有重量與電渦流傳感器相同的傳感器模型。或者，電渦流傳感器的數(shù)量為兩個或兩個以上，兩個或兩個以上的電渦流傳感器對稱分布在夾盤本體上。

本發(fā)明通過將金屬膜厚度測量裝置集成于晶圓夾盤上，晶圓夾盤夾持晶圓進行工藝加工時，可以在線實時測量晶圓上金屬膜的厚度。與傳統(tǒng)金屬膜厚度測量裝置相比，本發(fā)明在線實時測量金屬膜厚度，既提高了工藝加工精度，同時也大大提高了工藝加工效率。

附圖說明

圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶圓夾盤的正視圖。

圖2揭示了根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶圓夾盤的剖面結構示意圖。

圖3揭示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的晶圓夾盤的剖面結構示意圖。

圖4揭示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的晶圓夾盤的正視圖。

圖5揭示了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的晶圓夾盤的正視圖。

具體實施方式

為詳細說明本發(fā)明的技術內(nèi)容、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例并配合圖式予以詳細說明。