判断晶片是否正常升起的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种判断晶片是否正常升起的方法及其装置，涉及半导体工艺技术领域，能够判断晶片是否正常升起，若晶片升起异常，停止后续的机械手取片，并对未正常升起的晶片进行调整，以减少机械手撞击晶片而造成晶片损坏等机械手取片失败的几率。该判断晶片是否正常升起的方法，包括：当支撑所述晶片的多个顶针升起后，测量所述多个顶针中任意两个顶针之间的电阻值，且对应每个顶针至少测量一个所述电阻值，判断全部所述电阻值中是否存在符合预设异常条件的电阻值，若存在，则确认所述晶片未正常升起。本发明主要用于半导体工艺结束后的晶片取片过程中。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种判断晶片是否正常升起的 方法及其装置。

背景技术

在集成电路芯片制造过程中，需要对晶片进行各种类型的加工工艺，例如 包括光刻、刻蚀、离子注入、金属沉积、核心封装等，如图1和图2所示，在 很多工艺中，需要先将晶片1放置于半导体加工设备反应腔室内的卡盘2上， 然后对晶片1进行工艺操作。卡盘2主要用于对晶片1进行固定，晶片1下方 设置有多个顶针3，如图3所示，当工艺结束之后，卡盘2释放对于晶片1的 固定，之后多个顶针3托住晶片1升起至预设位置，然后机械手移动至晶片1 处进行取片，再将晶片1送至腔室之外。

按照固定方式的不同，卡盘2可以分为静电卡盘和机械卡盘。如图1所示， 静电卡盘内部埋设有卡盘电极，工艺过程中，对卡盘电极加载直流电压，卡盘 电极与晶片之间产生相互吸引的静电力，从而将晶片1固定在卡盘2上，对卡 盘电极放电来释放对于晶片1的固定；如图2所示，机械卡盘四周安装有压环， 压环在气缸牵引下与晶片1接触，通过机械压力将晶片1固定在卡盘2上，将 机械卡盘2的压环升高来释放对于晶片1的固定。然而，卡盘2在释放晶片的 过程中可能会出现问题，例如，对于静电卡盘来说，工艺结束之后对卡盘电极 放电可能会不充分，导致晶片1上会残余电荷形成电场，仍可能使晶片1吸附 在卡盘2上，造成粘片现象，此时顶针3执行升起动作时，可能会造成晶片1 倾斜，若这种情况下将机械手移动至晶片处进行取片，机械手会撞击晶片1， 导致取片失败；对于机械卡盘来说，由于连续作业，压环与晶片1接触的部分 经常被工艺副产物污染，工艺副产物聚集较多时，工艺结束之后，可能会造成 晶片1与压环的粘连，将压环升高时可能会带动晶片1倾斜甚至使晶片1被压 环粘起，若这种情况下将机械手移动至预设位置处取片，机械手可能会撞击晶 片1或者取不到晶片1，导致取片失败。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种判断晶片是否正常升起的方法及其装置， 能够判断晶片是否正常升起，若晶片升起异常，停止后续的机械手取片，并对 未正常升起的晶片进行调整，以减少机械手撞击晶片而造成晶片损坏等机械手 取片失败的几率。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，提供一种判断晶片是否正常升起的方法，所述晶片底部为导体或 半导体，所述判断方法包括：

当支撑所述晶片的多个顶针升起后，测量所述多个顶针中任意两个顶针之 间的电阻值，且对应每个顶针至少测量一个所述电阻值：

判断全部所述电阻值中是否存在符合预设异常条件的电阻值；

若存在，则确认所述晶片未正常升起。

具体地，所述判断全部所述电阻值中是否存在不符合预设异常条件的电阻 值具体为：

判断全部所述电阻值中是否存在无穷大的电阻值；

具体地，所述所述若存在，则确认所述晶片未正常升起具体为：

若存在无穷大的电阻值，则确认所述晶片未正常升起。

具体地，上述判断晶片是否正常升起的方法，还包括：

若全部所述电阻值均为有限值，则确认所述晶片正常升起。

具体地，所述测量所述多个顶针中任意两个顶针之间的电阻值具体为：

使待测的多个顶针中任意两个顶针中第一顶针接地，使待测的多个顶针中 任意两个顶针中第二顶针连接电源输入端；

获取所述第一顶针与所述第二顶针之间流过的电流值，若所述第一顶针与 所述第二顶针之间流过的电流值为零，则确认所述第一顶针与所述第二顶针之 间的电阻值为无穷大。

具体地，上述判断晶片是否正常升起的方法，还包括：

当确认所述晶片为未正常升起时，输出告警信息和停止取片指令。

另一方面，提供一种判断晶片是否正常升起的装置，所述晶片底部为导体 或半导体，所述判断装置包括：

测量模块，用于当支撑所述晶片的多个顶针升起后，测量所述多个顶针中 任意两个顶针之间的电阻值，且对应每个顶针至少测量一个所述电阻值；

判断模块，用于判断全部所述电阻值中是否存在符合预设异常条件的电阻 值；

确认模块，用于若判断模块判断出全部所述电阻值中存在符合预设异常条 件的电阻值，则确认所述晶片未正常升起。

所述判断模块，具体用于判断全部所述电阻值中是否存在无穷大的电阻值；

所述确认模块，具体用于若判断模块判断出存在无穷大的电阻值，则确认 所述晶片未正常升起。

所述确认模块，还用于若判断模块判断出全部所述电阻值均为有限值，则 确认所述晶片正常升起。

具体地，所述测量模块包括：

回路接入单元，用于在测量所述多个顶针中任意两个顶针之间的电阻值时， 使待测的多个顶针中任意两个顶针中第一顶针接地，使待测的多个顶针中任意 两个顶针中第二顶针连接电源输入端；

电流获取单元，用于在测量所述多个顶针中任意两个顶针之间的电阻值时， 获取所述第一顶针与所述第二顶针之间流过的电流值；

所述判断模块具体用于，在测量所述多个顶针中任意两个顶针之间的电阻 值时，若所述第一顶针与所述第二顶针之间流过的电流值为零，则判断所述第 一顶针与所述第二顶针之间的电阻值是否为无穷大。

具体地，上述判断晶片是否正常升起的装置，还包括：

告警模块，用于当确认所述晶片为未正常升起时，输出告警信息和停止取 片指令。

本发明提供的判断晶片是否正常升起的方法及其装置，可以通过两个顶针 之间的电阻值为无穷大来判断晶片为未正常升起，若这两个顶针与晶片之间不 能够形成回路，说明晶片未与这两个顶针全部接触，即晶片为未正常升起，根 据判断结果，此时停止后续的机械手取片，对未正常升起的晶片进行调整，以 减少机械手撞击晶片而造成晶片损坏等机械手取片失败的几率。

附图说明

图1为现有技术中静电卡盘固定晶片时的结构示意图；

图2为现有技术中机械卡盘固定晶片时的结构示意图；

图3为现有技术中顶针从卡盘上托起晶片时的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种顶针机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中一种半导体加工设备的结构示意图；

图6为本发明实施例中一种判断晶片是否正常升起的方法的流程图；

图7为本发明实施例中另一种判断晶片是否正常升起的方法的流程图；

图8为本发明实施例中一种判断晶片是否正常升起的装置的结构框图；

图9为本发明实施例中一种测量模块的结构框图；

图10为本发明实施例中另一种判断晶片是否正常升起的装置的结构示意 图；

图11为本发明实施例中另一种判断晶片是否正常升起的装置的结构示意 图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例提供一种判断晶片是否正常升起的方法，用于顶针机构，如 图4和图5所示，上述顶针机构包括顶针底盘4和多个顶针3，顶针3固定连 接在顶针底盘4上，顶针3用于托起晶片1，晶片1为底部为导体或半导体的 晶片，在半导体制作工艺中，大部分的晶片底部均为导体或半导体，本实施例 适用于判断这种类型的晶片是否正常升起，如图6所示，上述判断晶片是否正 常升起的方法包括：

步骤101、当支撑晶片1的多个顶针3升起后，测量多个顶针中任意两个 顶针3之间的电阻值，且对应每个顶针3至少测量一个所述电阻值，所述顶针 3由导体材料制成。

步骤102、判断全部所述电阻值中是否存在符合预设异常条件的电阻值。

需要说明的是，预设异常条件为电阻值为无穷大的阻值。

步骤103、若存在符合预设异常条件的电阻值，则确认晶片1未正常升起。

若晶片1升起，每个顶针3会与晶片1底部接触，当判断出任意两个顶针 3之间的电阻值符合异常条件的电阻值时，则说明这两个顶针3未与晶片1形 成回路，即晶片1未与所有的顶针3接触，判断晶片3为未正常升起。

需要说明的是，对于顶针机构中顶针的个数并不作限定，只要能够支撑晶 片即可，通常顶针机构中具有3至6个顶针，优选的顶针数量为4个。顶针机 构通常设置在半导体加工设备的反应腔室中，如图5所示，该反应腔室中设置 有卡盘2和上述的顶针机构。该半导体加工设备可以是等离子刻蚀设备等，只 要是需要卡盘2对晶片1进行固定，然后进行工艺处理的半导体加工设备，都 可以应用本实施例中的方案。

本实施例中的判断晶片是否正常升起的方法，通过两个顶针之间的电阻值 为无穷大来判断晶片为未正常升起，若这两个顶针与晶片之间不能够形成回路， 说明晶片未与这两个顶针全部接触，即晶片为未正常升起，根据判断结果，此 时停止后续的机械手取片，对未正常升起的晶片进行调整，以减少机械手撞击 晶片而造成晶片损坏等机械手取片失败的几率。

具体地，上述判断全部所述电阻值中是否存在不符合预设异常条件的电阻 值，若存在，则确认所述晶片未正常升起包括：判断全部所述电阻值中是否存 在无穷大的电阻值，若存在无穷大的电阻值，则确认所述晶片未正常升起。

若晶片1为正常升起，则每个顶针3都与晶片1的底部接触，所有顶针3 中，只要存在两个顶针3之间的电阻值为无穷大，则说明这两个顶针3未与晶 片1形成回路，即晶片1未与所有的顶针3接触，判断晶片3为未正常升起。

如图7所示，具体地，上述判断晶片是否正常升起的方法还可以包括：

步骤104、若全部所述电阻值均为有限值，则确认所述晶片正常升起，若 晶片1为正常升起，则每个顶针3都与晶片1的底部接触，此时，其中任意两 个顶针3都与晶片1形成回路，即任意两个顶针3之间的电阻值均为有限值。

具体地，上述测量多个顶针中任意两个顶针3之间的电阻值包括：使待测 的多个顶针中任意两个顶针3中第一顶针接地，使待测的多个顶针中任意两个 顶针3中第二顶针连接电源输入端；获取第一顶针与第二顶针之间流过的电流 值，若该第一顶针与第二顶针之间流过的电流值为零，则确认第一顶针与第二 顶针之间的电阻值为无穷大，即说明第一顶针和第二顶针与晶片之间并未形成 回路；若第一顶针接地且第二顶针连接电源输入端后，晶片与第一顶针和第二 顶针均接触，则第一顶针与第二顶针之间形成回路，并有电流流过，则确认第 一顶针与第二顶针之间的电阻值为有限值。若要通过软件实现自动判断电阻值 为有限值还是无穷大较为困难，而判断电流值是否为零则比较简单，因此可以 通过判断电流值是否为零来反映电阻值为有限值还是无穷大。

步骤105、当确认晶片1为未正常升起时，输出告警信息和停止取片指令， 告警信息可通过例如通过指示灯或蜂鸣器等进行输出，同时停止取片指令会控 制半导体加工设备停止后续机械手取片动作，等待操作人员来解决晶片未正常 升起的问题。

如图8所示，本发明实施例还提供一种判断晶片是否正常升起的装置，该 晶片为底部为导体或半导体的晶片，该判断装置包括：测量模块6，用于当支 撑晶片1的多个顶针3升起后，测量多个顶针3中任意两个顶针3之间的电阻 值，且对应每个顶针3至少测量一个电阻值；判断模块7，用于判断全部电阻 值中是否存在符合预设异常条件的电阻值；确认模块8，用于若判断出全部所 述电阻值中存在符合预设异常条件的电阻值，则确认晶片1未正常升起。

判断晶片是否正常升起的方法和原理可以与上述实施例相同，在此不再赘 述。

本实施例中的判断晶片是否正常升起的装置，可以通过两个顶针之间的电 阻值为无穷大来判断晶片为未正常升起，若这两个顶针与晶片之间不能够形成 回路，说明晶片未与这两个顶针全部接触，即晶片为未正常升起，根据判断结 果，此时停止后续的机械手取片，对未正常升起的晶片进行调整，以减少机械 手撞击晶片而造成晶片损坏等机械手取片失败的几率。

如图8所示，具体地，判断模块7具体可以包括：判断全部所述电阻值中 是否存在无穷大的电阻值。确认模块8具体可以包括：若判断模块判断出存在 无穷大的电阻值，则确认所述晶片未正常升起。确认模块8具体还可以包括： 若判断模块判断出全部所述电阻值均为有限值，则确认所述晶片正常升起。

如图9所示，具体地，测量模块6可以包括：回路接入单元61，用于在测 量多个顶针3中任意两个顶针3之间的电阻值时，使待测的多个顶针3中任意 两个顶针3中第一顶针接地，使待测的多个顶针3中任意两个顶针3中第二顶 针连接电源输入端；电流获取单元62，用于在测量多个顶针3中任意两个顶针 3之间的电阻值时，获取第一顶针与第二顶针之间流过的电流值；确认模块8 具体用于，在测量多个顶针3中任意两个顶针3之间的电阻值时，判断若第一 顶针与第二顶针之间流过的电流值为零，则确认第一顶针与第二顶针之间的电 阻值为无穷大。

如图10所示，回路接入单元61可以包括：多个顶针连接端5，图中示意 了4个顶针连接端5，顶针连接端5用于连接顶针，其中，每个顶针连接端5 连接一个顶针，顶针连接端5包括一个第一顶针连接端51和一个第二顶针连接 端52，第一顶针连接端51分别通过一个开关K接地；第一电阻R1，第二顶针 连接端52分别通过一个开关K连接于第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的 第二端连接于电源输入端Vcc；上述电流获取单元62，连接于第一电阻R1的 两端，用于获取流过第一电阻R1的电流值；上述判断模块7，连接于电流获取 单元62，用于当流过第一电阻R1的电流值为零时，判断电阻值是否存在无穷 大电阻值；开关控制模块(图中未示出)，连接于每个开关K，用于当支撑所述 晶片的顶针升起后，控制与顶针连接端5连接两个开关K导通，控制未与所述 顶针连接端5连接的开关K截止。

在半导体加工设备对晶片进行工艺操作的过程中，例如等离子刻蚀的过程 中，控制开关K均为截止状态，以保证导体材料的顶针不会对工艺操作造成影 响，当晶片的工艺操作结束，顶针升起后，需要进行机械手取片时，再控制顶 针连接端5所连接的两个开关K导通，以测量顶针连接端5所连接的两个顶针 之间电流值，若该电流值为零，则判断这两个顶针之间的电阻值为无穷大，即 说明这两个顶针与晶片之间并未形成回路，确认晶片为未正常升起；若该电流 值不为零，则说明这两个顶针之间的电阻值为有限值，即这两个顶针与晶片之 间形成回路，可以判断晶片为正常升起，当然，为了提高判断的准确性，也可 以对更多顶针之间的电阻值进行判断，此时控制顶针连接端5所连接的另外两 个开关K截止，控制顶针连接端5所连接的另外两个开关K导通，按照同样的 方式判断所述顶针连接端5所连接的两个顶针之间的电阻值是否为无穷大，以 此类推，对多个顶针之间的电阻值进行测量。只要有顶针之间的电阻值为无穷 大，则确认晶片为未正常升起。

如图11所示，电流获取单元62包括：运算放大器U1，其第一输入端连接 于第一电阻R1的第一端，其第二输入端连接于第一电阻R1的第二端，其输出 端通过第二电阻R2连接于其第二输入端，其第二输入端还通过第三电阻R3接 地；电压跟随器U2，其第一输入端通过第四电阻R4连接于运算放大器U1的 输出端，其第一输入端还通过第五电阻R5接地，其第二输入端连接于其输出端， 其输出端还通过第六电阻R6接地，其输出端连接于判断模块7；判断模块7具 体用于，当电压跟随器U2的输出端电压为零时，判断电阻值是否为无穷大。

其中，运算放大器U1输出端电压，其中Rx为开关 K导通时接入电路的两个顶针连接端5之间的电阻值，即两个顶针之间的电阻 值，电压跟随器U2用于滤波以使运算放大器U1输出端电压V1可被判断模块 7接收识别，在公式中，参数Rx为未知数，且为分母中 的部分，若Rx为无穷大，则V1＝0，若Rx为有限值，则V1为未零值，判断模 块7可以根据V1是否为零来判断这两个顶针之间的电阻值为无穷大还是有限 值。

具体地，上述开关K可以为继电器，能够理解的，上述开关K也可以为其 他类型的可控开关。

具体地，上述判断晶片是否正常升起的装置还可以包括：告警模块(图中 未示出)，用于当确认晶片1为未正常升起时，输出告警信息和停止取片指令。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与 修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。