[發明專利]一種晶圓校準裝置和方法及一種晶圓邊緣刻蝕設備和方法

在審

• 申請號: 202010036405.6
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111211078A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 邵克堅;陳晉;劉昭;張文杰
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L21/67;H01J37/32
• 代理公司: 北京漢之知識產權代理事務所(普通合伙) 11479
• 代理人: 陳敏

本發明提供一種晶圓校準裝置和方法及一種晶圓邊緣刻蝕設備和方法，晶圓校準裝置用于將晶圓按設定同軸度公差同軸放置于一圓柱形承載臺頂部，承載臺的直徑小于晶圓直徑，裝置包括：校準環和驅動裝置，校準環的內圈上部設置有一小端朝下且與承載臺同軸設置的圓錐孔，圓錐孔的小端有一與圓錐孔同軸設置的圓柱孔，圓柱孔的直徑等于晶圓直徑與設定同軸度公差之和；圓柱孔的下部設置有一晶圓承托面，晶圓承托面中部開設有一允許承載臺通過且不允許晶圓通過的通道；校準環可上下直線移動套裝在承載臺的外部，且圓柱孔與承載臺同軸設置。本發明晶圓校準裝置和方法及晶圓邊緣刻蝕設備和方法能夠通過圓柱孔的尺寸來保證晶圓與承載臺之間的同軸度要求。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種晶圓校準裝置和方法及一種晶圓邊緣刻蝕設備和方法。

背景技術

在晶圓處理過程中，往往通過等離子氣體來對沉積在晶圓上的膜進行蝕刻。通常，刻蝕等離子密度越靠近晶圓邊緣越低，這會導致多晶硅層、氮化物層、金屬層等(總稱為多余膜層)聚集在晶圓邊緣上。為了防止多余膜層污染后續工藝和設備，往往需要對晶圓的邊緣進行刻蝕，以去除所述多余膜層。

在現有晶圓邊緣刻蝕機中，主要的刻蝕機是將晶圓(wafer)放置在反應腔體的中間。將上等離子體禁區環(PEZ Process Exclusion Zone)環降至距離晶圓0.4mm的高度時，再在腔體邊緣通入氣體并加入射頻產生等離子氣體(plasma)以將邊緣多余膜層(film)進行去除。

晶圓邊緣刻蝕機臺多將晶圓放置在圓柱形的承載臺(plate)中間，把晶圓邊緣0.1mm～0.5mm漏至等離子氣體的空間內，進行反應刻蝕。但是晶圓在圓形平臺上的放置位置取決于晶圓的傳送位置，晶圓與圓形平臺之間的同軸度無法有效保證。當傳送產生偏差時，晶圓邊緣刻蝕的區域也會隨之改變，無法保證斜邊(bevel)刻蝕量保持在最佳位置，而目前判斷晶圓是否與承載臺同軸主要靠監控邊緣的刻蝕速率來判斷，這是一個事后發現的過程，無法在晶圓邊緣刻蝕前進行同軸度的主動校準放置。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種晶圓校準裝置和方法及一種晶圓邊緣刻蝕設備和方法，用于解決現有技術中晶圓在圓柱形承載臺上的放置同軸度較差的問題。

為實現上述目的及其它相關目的，本發明的第一個方面是提供一種晶圓校準裝置，用于將所述晶圓按設定同軸度公差同軸放置于一圓柱形承載臺頂部，所述承載臺的直徑小于所述晶圓直徑，所述晶圓校準裝置包括：

校準環，所述校準環的內圈上部設置有一小端朝下且與所述承載臺同軸設置的圓錐孔，所述圓錐孔的小端有一與所述圓錐孔同軸設置的圓柱孔，所述圓柱孔的直徑等于所述晶圓直徑與所述設定同軸度公差之和；所述圓柱孔的下部設置有一晶圓承托面，所述晶圓承托面中部開設有一允許所述承載臺通過且不允許所述晶圓通過的通道；所述校準環可上下直線移動套裝在所述承載臺的外部，且所述圓柱孔與所述承載臺同軸設置；

驅動裝置，所述驅動裝置驅動所述校準環上下移動以使所述晶圓承托面在所述承載臺的頂面上方和頂面下方之間往復移動。

作為本發明的一個可選方案，所述設定的同軸度公差量為0.1-0.5mm。

作為本發明的一個可選方案，所述晶圓承托面為一圓環形臺階面。

作為本發明的一個可選方案，所述圓錐孔的錐角為80～140°。

作為本發明的一個可選方案，所述校準環的材質為陶瓷或玻璃。

作為本發明的一個可選方案，所述驅動裝置包括多個可以同步動作的氣缸，多個所述氣缸的伸縮主軸向上伸出并與所述校準環相連接。

作為本發明的一個可選方案，所述驅動裝置包括頂升架和至少一氣缸，所述頂升架上設置有至少三個頂桿，所述至少三個頂桿向上伸出并與所述校準環相連接，所述至少一氣缸的伸縮主軸推動所述頂升架上下移動。