靜電卡盤靜電力的檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種靜電卡盤靜電力的檢測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)用該系統(tǒng)檢測(cè)靜電卡盤靜電力 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 靜電卡盤是各類集成電路制造裝備中重要的通用組件，廣泛用于晶片的夾持、搬 運(yùn)等場(chǎng)合，其主要工作原理為通過在靜電電極上施加高電壓，產(chǎn)生均勻分布的靜電力，將晶 片吸附在其表面的陶瓷介電層上。靜電力是靜電卡盤最主要的性能指標(biāo)，其大小及均勻程 度直接或間接影響晶片溫度的大小及分布、晶片平面度等其他性能指標(biāo)，是設(shè)計(jì)優(yōu)化的主 要目標(biāo)之一。由于靜電力屬于晶片與靜電卡盤組成系統(tǒng)中的內(nèi)力，因而不易直接測(cè)量。
[0003] 目前，利用已有的檢測(cè)靜電力的系統(tǒng)及方法檢測(cè)到晶片與靜電卡盤分離時(shí)，實(shí)際 上晶片可能早已發(fā)生部分脫離，晶片與靜電卡盤的間隙也早已改變，導(dǎo)致測(cè)得的靜電力往 往小于實(shí)際工作狀態(tài)的靜電力，產(chǎn)生較大的系統(tǒng)誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，確有必要提供一種能夠減小系統(tǒng)誤差的靜電卡盤靜電力的檢測(cè)系統(tǒng)及 應(yīng)用該系統(tǒng)檢測(cè)靜電卡盤靜電力的方法。
[0005] -種靜電卡盤靜電力的檢測(cè)系統(tǒng)，包括：一晶片；一靜電卡盤，該靜電卡盤具有相 對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，第一表面用于放置所述晶片，第二表面具有一進(jìn)氣口； 一微 力探頭單元，該微力探頭單元設(shè)置于所述晶片遠(yuǎn)離所述靜電卡盤的一側(cè)，用于接觸所述晶 片；一氣體背吹控制單元，該氣體背吹控制單元與所述靜電卡盤的進(jìn)氣口連通，用于向所述 靜電卡盤提供氣體；一自動(dòng)控制與采集單元，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)所述微力探頭單元和氣體背 吹控制單元中的數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制所述靜電卡盤靜電力檢測(cè)系統(tǒng)。
[0006] -種靜電卡盤靜電力的檢測(cè)方法，包括以下步驟： S1，提供如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤靜電力的檢測(cè)系統(tǒng)； 52, 將晶片吸附于靜電卡盤，正置放置； 53, 控制微力探頭單元下降，該微力探頭單元包括一微力傳感器，當(dāng)該微力探頭單元與 所述晶片之間的接觸力大小在所述微力傳感器滿量程的5%以內(nèi)時(shí)，控制所述微力探頭單 元停止下降； 54, 啟動(dòng)氣體背吹控制單元，向所述靜電卡盤通入氣體直到所述晶片脫離所述靜電卡 盤，同時(shí)自動(dòng)控制與采集單元采集所述氣體背吹控制單元及所述微力探頭單元中的數(shù)據(jù)； 55, 分析上述數(shù)據(jù)找到所述晶片脫離所述靜電卡盤瞬間的氣體背吹壓強(qiáng)Pi，將晶片和 靜電卡盤倒置放置后采用上述同樣的方法得到所述晶片脫離所 述靜電卡盤瞬間的氣體背吹壓強(qiáng)P2，將Pl，P2代入靜電力計(jì)算公式
其中，Pc為大氣壓強(qiáng)，S為晶片表面的總面積，G為晶片的總重量。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的靜電卡盤靜電力的檢測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)用該系統(tǒng)檢測(cè) 靜電卡盤靜電力的方法通過微力探頭單元在晶片與靜電卡盤的間隙未明顯擴(kuò)大時(shí)即可快 速、準(zhǔn)確地檢測(cè)到晶片脫離時(shí)的瞬態(tài)過程，該檢測(cè)過程靈敏度高，從而減小了系統(tǒng)誤差。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明提供的靜電卡盤靜電力檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0009]圖2為本發(fā)明提供的微力探頭單元、靜電卡盤、晶片及氣體背吹控制單元的結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明提供的氣體背吹控制單元結(jié)構(gòu)框圖。
[0011] 圖4為本發(fā)明提供的自動(dòng)控制及采集單元的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012] 圖5為本發(fā)明提供的自重平衡法標(biāo)定晶片氣體背吹等效作用面積的原理示意圖。
[0013] 主要元件符號(hào)說明
如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例提供的檢測(cè)靜電卡盤靜電力的系統(tǒng)。
[0015] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種靜電卡盤靜電力的檢測(cè)系統(tǒng)10,包括：一晶片11、一 靜電卡盤12、一微力探頭單元13、一氣體背吹控制單元14、一自動(dòng)控制與采集單元15。
[0016] 所述靜電卡盤12具有相對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，該第一表面用于放置所 述晶片11，所述第二表面具有一進(jìn)氣口 122 ;所述微力探頭單元13設(shè)置于所述晶片11遠(yuǎn)離 靜電卡盤12的一側(cè)，用于接觸所述晶片11 ;所述氣體背吹控制單元14與所述靜電卡盤12 的進(jìn)氣口 122連通，向所述靜電卡盤12提供穩(wěn)定、可控的氣體壓強(qiáng)；所述自動(dòng)控制與采集單 元15自動(dòng)控制該靜電卡盤靜電力檢測(cè)系統(tǒng)10,實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)所述微力探頭單元13和氣 體背吹控制單元14中的各種數(shù)據(jù)。
[0017] 請(qǐng)參閱圖2,所述晶片11水平放置于所述靜電卡盤12的一表面，所述晶片11可 以為半導(dǎo)體晶片、玻璃晶片。優(yōu)選地，該晶片11為圓形，該晶片11直徑大于所述靜電卡盤 的第一表面的直徑。本實(shí)施例中，所述晶片11為圓形，厚度為1毫米，所述晶片11直徑為 300毫米，所述靜電卡盤12靠近所述晶片11的表面直徑為294毫米。
[0018] 所述靜電卡盤12包括一基座121、一介電層123,該介電層123設(shè)置于所述基座 121的一表面，所述基座121遠(yuǎn)離所述介電層123的表面具有一進(jìn)氣口 122 ;所述介電層123 具有多個(gè)上下貫通的背吹通道120,使氣體通過基座121進(jìn)入所述介電層123的背吹通道 120并吹向所述晶片11與所述靜電卡盤12接觸的表面。所述靜電卡盤12內(nèi)設(shè)有一電極 (圖中未示)，用于向所述靜電卡盤12引入電能，使所述靜電卡盤12與所述晶片11之間產(chǎn) 生靜電力。所述靜電卡盤12可采用市場(chǎng)上一般的靜電卡盤。
[0019] 所述微力探頭單元13包括至少一個(gè)子微力探頭組件130。該子微力探頭組件130 包括一進(jìn)給機(jī)構(gòu)131、一微力傳感器132及一探頭133。所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)131具有一固定端 1310和一移動(dòng)端1311，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)131的固定端1310固定于一平臺(tái)，所述微力傳感器 132的一端固定于所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)131的移動(dòng)端1311，所述探頭133固定于所述微力傳感器 132的另一端。所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)131、所述微力傳感器132及所述探頭133的重心位于同一直 線上。所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)131的移動(dòng)端1311上下垂直移動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)所述探頭133運(yùn)動(dòng)，控制所 述探頭133與所述晶片11接觸，所述微力傳感器132實(shí)時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)過程中所述探頭133的 受力情況，通過控制進(jìn)給機(jī)構(gòu)131以保證所述探頭133的受力在所述微力傳感器132滿量 程的5%以內(nèi)。所述微力傳感器132的量程范圍選擇根據(jù)所述靜電卡盤12的型號(hào)選擇。
[0020] 本實(shí)施例中，所述微力探頭單元13包括4個(gè)子微力探頭組件130。該進(jìn)給機(jī)構(gòu) 131的有效行程為10毫米，重復(fù)定位精度為I1. 5微米，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)131的行程小、靈敏 度和精度高；所述微力傳感器132具有較高分辨率，該微力傳感器132的量程取值范圍為 0mN~100mN;所述探頭133為紅寶石探頭，具有硬度高的特點(diǎn)。
[0021] 停止驅(qū)動(dòng)所述探頭133后，啟動(dòng)所述氣體背吹控制單元14,該氣體背吹控制單元 14通過氣管與所述靜電卡盤12的進(jìn)氣口 122連通，以便向所述靜電卡盤12通入氣體。請(qǐng) 參閱圖3,所述氣體背吹控制單元14依次包括一氣源140、一電磁方向閥141、一機(jī)械減壓閥 142、一電子比例閥143及一氣體壓強(qiáng)變送器144。該氣源140、電磁方向閥141、機(jī)械減壓閥 142、電子比例閥143及氣體壓強(qiáng)變送器144之間分別通過氣管連接。所述電子比例閥143 與所述氣體壓強(qiáng)變送器144之間任意一處通過氣管與所述靜電卡盤12的進(jìn)氣口 122連接， 確保所述氣體壓強(qiáng)變送器144測(cè)量的壓強(qiáng)始終是