[發明專利]硅刻蝕機及其操作方法

有效

• 申請號: 201810840487.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109065479B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 許進;唐在峰;任昱
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/677;H01L21/306
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明涉及一種硅刻蝕機，涉及半導體集成電路制造技術，包括腔體；吸盤和邊緣控制環，吸盤和邊緣控制環位于腔體內，吸盤用于承載晶圓，邊緣控制環環繞設置在吸盤的外圍，且于放置晶圓的一側，邊緣控制環與吸盤之間具有一臺階；升降裝置，升降裝置位于腔體內，且與邊緣控制環組接，用于抬高或降低邊緣控制環；以及控制電路，控制電路連接升降裝置及硅刻蝕機的菜單選擇單元，用于接收硅刻蝕機的菜單信息，并根據接收的硅刻蝕機的菜單信息輸出一控制信號至升降裝置，以使升降裝置根據控制信號控制邊緣控制環與吸盤之間的臺階的高度，以提高晶圓邊緣工藝窗口，提高晶圓良率。

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造技術，尤其涉及一種硅刻蝕機及其操作方法。

背景技術

在半導體集成電路技術中，隨著集成度越來越高，半導體晶圓從4寸、5寸逐步增大到12寸，甚至18寸等更大尺寸，而卻希望晶圓的關鍵尺寸越來越小，從45/40nm往28/20nm升級，工藝窗口越來越大，且產品良率越來越高。

因此在半導體集成電路制造中，急需提高產品良率的設備和方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅刻蝕機，以提高晶圓邊緣工藝窗口，提高晶圓良率。

本發明提供的硅刻蝕機，包括：腔體；吸盤和邊緣控制環，所述吸盤和所述邊緣控制環位于所述腔體內，所述吸盤用于承載晶圓，所述邊緣控制環環繞設置在所述吸盤的外圍，且于放置所述晶圓的一側所述邊緣控制環與所述吸盤之間具有一臺階；升降裝置，所述升降裝置位于所述腔體內，且與所述邊緣控制環組接，用于抬高或降低所述邊緣控制環；以及控制電路，所述控制電路連接所述升降裝置及硅刻蝕機的菜單選擇單元，用于接收硅刻蝕機的菜單信息，并根據接收的硅刻蝕機的菜單信息輸出一控制信號至所述升降裝置，以使所述升降裝置根據所述控制信號控制所述邊緣控制環與所述吸盤之間的所述臺階的高度。

更進一步的，所述升降裝置包括一步進馬達和一支撐裝置，所述支撐裝置的一端與所述步進馬達組接，所述支撐裝置的另一端與所述邊緣控制環組接。

更進一步的，所述支撐裝置包括多個頂針，所述多個頂針位于所述邊緣控制環的與晶圓相對的一側。

更進一步的，所述多個頂針位于所述邊緣控制環的下方。

更進一步的，所述控制電路包括一控制器，接收晶圓刻蝕時硅刻蝕機選擇的菜單信息，輸出一與高度相關的控制信號至所述升降裝置，所述升降裝置根據所述與高度相關的控制信號控制所述邊緣控制環與所述吸盤之間的臺階高度。

更進一步的，所述升降裝置根據所述與高度相關的控制信號控制所述邊緣控制環抬高的高度。

更進一步的，所述升降裝置包括一步進馬達，所述控制電路輸出的所述與高度相關的控制信號為所述步進馬達步進的步數。

更進一步的，所述控制器為一PLC控制器。

本發明還提供所述硅刻蝕機的操作方法，包括：S1：設計以使硅刻蝕機的腔體中邊緣控制環與吸盤之間具有不同的臺階高度，并在不同的臺階高度下對邊緣控制環進行真空射頻下的電勢測試，根據測得的邊緣控制環的電勢得到邊緣控制環與吸盤之間的目標臺階高度；S2：計算邊緣控制環在硅刻蝕機各菜單下刻蝕每片晶圓引起的邊緣控制環的厚度變化量；以及S3：設計一臺階高度控制裝置，所述臺階高度控制裝置根據邊緣控制環在硅刻蝕機各菜單下刻蝕每片晶圓引起的邊緣控制環的厚度變化量控制邊緣控制環與吸盤之間的臺階高度為所述目標臺階高度。

更進一步的，步驟S2還包括步驟S21，計算所述邊緣控制環在硅刻蝕機各菜單下累積刻蝕n個晶圓時的厚度變化量，進而計算得到邊緣控制環在硅刻蝕機各菜單下刻蝕每片晶圓引起的邊緣控制環的厚度變化量，其中n≥1。

更進一步的，所述臺階高度控制裝置包括升降裝置和控制電路。