一种晶圆校准装置和方法及一种晶圆边缘刻蚀设备和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种晶圆校准装置和方法及一种晶圆边缘刻蚀设备和方法，晶圆校准装置用于将晶圆按设定同轴度公差同轴放置于一圆柱形承载台顶部，承载台的直径小于晶圆直径，装置包括：校准环和驱动装置，校准环的内圈上部设置有一小端朝下且与承载台同轴设置的圆锥孔，圆锥孔的小端有一与圆锥孔同轴设置的圆柱孔，圆柱孔的直径等于晶圆直径与设定同轴度公差之和；圆柱孔的下部设置有一晶圆承托面，晶圆承托面中部开设有一允许承载台通过且不允许晶圆通过的通道；校准环可上下直线移动套装在承载台的外部，且圆柱孔与承载台同轴设置。本发明专利技术晶圆校准装置和方法及晶圆边缘刻蚀设备和方法能够通过圆柱孔的尺寸来保证晶圆与承载台之间的同轴度要求。

A wafer calibration device and method and a wafer edge etching device and method

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆校准装置和方法及一种晶圆边缘刻蚀设备和方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种晶圆校准装置和方法及一种晶圆边缘刻蚀设备和方法。
技术介绍
在晶圆处理过程中，往往通过等离子气体来对沉积在晶圆上的膜进行蚀刻。通常，刻蚀等离子密度越靠近晶圆边缘越低，这会导致多晶硅层、氮化物层、金属层等(总称为多余膜层)聚集在晶圆边缘上。为了防止多余膜层污染后续工艺和设备，往往需要对晶圆的边缘进行刻蚀，以去除所述多余膜层。在现有晶圆边缘刻蚀机中，主要的刻蚀机是将晶圆(wafer)放置在反应腔体的中间。将上等离子体禁区环(PEZProcessExclusionZone)环降至距离晶圆0.4mm的高度时，再在腔体边缘通入气体并加入射频产生等离子气体(plasma)以将边缘多余膜层(film)进行去除。晶圆边缘刻蚀机台多将晶圆放置在圆柱形的承载台(plate)中间，把晶圆边缘0.1mm～0.5mm漏至等离子气体的空间内，进行反应刻蚀。但是晶圆在圆形平台上的放置位置取决于晶圆的传送位置，晶圆与圆形平台之间的同轴度无法有效保证。当传送产生偏差时，晶圆边缘刻蚀的区域也会随之改变，无法保证斜边(bevel)刻蚀量保持在最佳位置，而目前判断晶圆是否与承载台同轴主要靠监控边缘的刻蚀速率来判断，这是一个事后发现的过程，无法在晶圆边缘刻蚀前进行同轴度的主动校准放置。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种晶圆校准装置和方法及一种晶圆边缘刻蚀设备和方法，用于解决现有技术中晶圆在圆柱形承载台上的放置同轴度较差的问题。为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术的第一个方面是提供一种晶圆校准装置，用于将所述晶圆按设定同轴度公差同轴放置于一圆柱形承载台顶部，所述承载台的直径小于所述晶圆直径，所述晶圆校准装置包括：校准环，所述校准环的内圈上部设置有一小端朝下且与所述承载台同轴设置的圆锥孔，所述圆锥孔的小端有一与所述圆锥孔同轴设置的圆柱孔，所述圆柱孔的直径等于所述晶圆直径与所述设定同轴度公差之和；所述圆柱孔的下部设置有一晶圆承托面，所述晶圆承托面中部开设有一允许所述承载台通过且不允许所述晶圆通过的通道；所述校准环可上下直线移动套装在所述承载台的外部，且所述圆柱孔与所述承载台同轴设置；驱动装置，所述驱动装置驱动所述校准环上下移动以使所述晶圆承托面在所述承载台的顶面上方和顶面下方之间往复移动。作为本专利技术的一个可选方案，所述设定的同轴度公差量为0.1-0.5mm。作为本专利技术的一个可选方案，所述晶圆承托面为一圆环形台阶面。作为本专利技术的一个可选方案，所述圆锥孔的锥角为80～140°。作为本专利技术的一个可选方案，所述校准环的材质为陶瓷或玻璃。作为本专利技术的一个可选方案，所述驱动装置包括多个可以同步动作的气缸，多个所述气缸的伸缩主轴向上伸出并与所述校准环相连接。作为本专利技术的一个可选方案，所述驱动装置包括顶升架和至少一气缸，所述顶升架上设置有至少三个顶杆，所述至少三个顶杆向上伸出并与所述校准环相连接，所述至少一气缸的伸缩主轴推动所述顶升架上下移动。作为本专利技术的一个可选方案，所述承载台安装于一支座上，所述支座上设置有与所述顶杆或所述伸缩主轴相匹配的导向套，所述顶杆或所述伸缩主轴上端从所述导向套内伸出与所述校准环相连。以上所有可选方案都为本专利技术示例性给出，在其他实施例中，并不以此为限。本专利技术的第二方面是提供一种晶圆边缘刻蚀设备，包括：射频功率源、反应腔室、承载台、移动组件；所述承载台安装在所述反应腔室内，所述承载台包括下电极和包围在所述下电极边缘的下等离子体禁区环，所述下等离子体禁区环的外直径小于待放置晶圆的直径；所述移动组件可上下移动安装在所述反应腔室上部；所述移动组件包括相对的圆柱形上电极和包围在所述上电极边缘的上等离子体禁区环；所述晶圆边缘刻蚀设备还包括上述任一项所述的晶圆校准装置，其中；所述晶圆校准装置的校准环可上下直线移动套装在所述下等离子体禁区环的外部，且所述圆柱孔与所述下等离子体禁区环同轴设置。作为本专利技术的一个可选方案，所述晶圆校准装置的驱动装置包括多个可以同步动作的气缸，多个所述气缸的缸体设置在所述反应腔室的外部，所述气缸的伸缩主轴向上伸入至所述反应腔室内并与所述校准环相连接，所述伸缩主轴与所述反应腔室的壁体之间设置有密封结构。作为本专利技术的一个可选方案，所述晶圆校准装置的驱动装置包括设置于所述反应腔室外部的顶升架和至少一气缸，所述顶升架上设置有至少三个顶杆，所述至少三个顶杆向上伸入至所述反应腔室内并与所述校准环相连接，所述顶杆与所述反应腔室的壁体之间设置有密封结构，所述至少一气缸的伸缩主轴推动所述顶升架上下移动。作为本专利技术的一个可选方案，所述承载台安装于一支座上，所述支座上设置有与所述顶杆或所述伸缩主轴相匹配的导向套，所述顶杆或所述伸缩主轴上端从所述导向套内伸出与所述校准环相连。作为本专利技术的一个可选方案，所述下电极上还设置有用于将所述晶圆托起的顶针组件。本专利技术的第三个方面是提供一种晶圆同轴度自动校准方法，用于将所述晶圆按设定同轴度公差同轴放置在圆柱形承载台顶部，所述承载台的直径小于所述晶圆直径，包括以下过程：设置一校准环；在所述校准环的内孔上部设置有一小端朝下的圆锥孔；在所述圆锥孔的小端设置一与所述圆锥孔同轴设置的圆柱孔，并使所述圆柱孔的直径等于所述晶圆直径与所述设定同轴度公差之和；在所述圆柱孔的下部设置有一晶圆承托面；在所述晶圆承托面中部开设有一允许所述承载台通过且不允许所述晶圆通过的通道；使所述校准环可上下直线移动套装在所述承载台的外部，并使所述圆柱孔与所述承载台同轴设置；使晶圆经所述圆锥孔落至所述晶圆承托面上后再随所述校准环下降放置于所述承载台上。作为本专利技术的一个可选方案，通过至少一个气缸驱动所述校准环上升和下降。作为本专利技术的一个可选方案，所述承载台上设置有顶针组件，所述使晶圆经所述圆锥孔落至所述晶圆承托面上后再随所述校准环下降放置于所述承载台上的过程包括：所述晶圆被传送至所述承载台上方；所述顶针组件升高将所述晶圆托起；所述校准环上升使所述晶圆进入所述圆锥孔内；所述顶针组件下降至所述承载台以下；所述校准环下降直至所述晶圆被放置在所述承载台上。作为本专利技术的一个可选方案，所述使晶圆经所述圆锥孔落至所述晶圆承托面上后再随所述校准环下降放置于所述承载台上的过程包括：所述晶圆直接被传送至所述承载台上；升高所述校准环，使所述圆锥孔托起所述晶圆；所述晶圆经所述圆锥孔落入所述圆柱孔内的晶圆承托面上；所述校准环下降直至所述晶圆被放置在所述承载台上。作为本专利技术的一个可选方案，所述使晶圆经所述圆锥孔落至所述晶圆承托面上后再随所述校准环下降放置于所述承载台上的过程包括：所述晶圆被传送至所述承载台上方；升高所述校准环，使所述圆锥孔托起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆校准装置包括：/n校准环，所述校准环的内圈上部设置有一小端朝下且与所述承载台同轴设置的圆锥孔；/n所述圆锥孔的小端有一与所述圆锥孔同轴设置的圆柱孔，所述圆柱孔的直径等于所述晶圆直径与所述设定同轴度公差之和；/n所述圆柱孔的下部设置有一晶圆承托面，所述晶圆承托面中部开设有一允许所述承载台通过且不允许所述晶圆通过的通道；/n所述校准环可上下直线移动套装在所述承载台的外部，且所述圆柱孔与所述承载台同轴设置；/n驱动装置，所述驱动装置驱动所述校准环上下移动以使所述晶圆承托面在所述承载台的顶面上方和顶面下方之间往复移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆校准装置包括：
校准环，所述校准环的内圈上部设置有一小端朝下且与所述承载台同轴设置的圆锥孔；
所述圆锥孔的小端有一与所述圆锥孔同轴设置的圆柱孔，所述圆柱孔的直径等于所述晶圆直径与所述设定同轴度公差之和；
所述圆柱孔的下部设置有一晶圆承托面，所述晶圆承托面中部开设有一允许所述承载台通过且不允许所述晶圆通过的通道；
所述校准环可上下直线移动套装在所述承载台的外部，且所述圆柱孔与所述承载台同轴设置；
驱动装置，所述驱动装置驱动所述校准环上下移动以使所述晶圆承托面在所述承载台的顶面上方和顶面下方之间往复移动。


2.根据权利要求2所述的晶圆校准装置，其特征在于，包括：
所述晶圆校准装置用于将所述晶圆按设定同轴度公差同轴放置于一圆柱形承载台顶部，所述承载台的直径小于所述晶圆直径。


3.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆承托面为一圆环形台阶面。


4.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述校准环的材质为陶瓷或玻璃。


5.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述驱动装置包括多个可以同步动作的气缸，多个所述气缸的伸缩主轴向上伸出并与所述校准环相连接。


6.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述驱动装置包括顶升架和至少一气缸，所述顶升架上设置有至少三个顶杆，所述至少三个顶杆向上伸出并与所述校准环相连接，所述至少一气缸的伸缩主轴推动所述顶升架上下移动。


7.根据权利要求5或6任一项所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述承载台安装于一支座上，所述支座上设置有与所述顶杆或所述伸缩主轴相匹配的导向套，所述顶杆或所述伸缩主轴上端从所述导向套内伸出与所述校准环相连。


8.一种晶圆边缘刻蚀设备，包括：
射频功率源、反应腔室、承载台、移动组件；
所述承载台安装在所述反应腔室内；
所述承载台包括下电极和包围在所述下电极边缘的下等离子体禁区环；
所述下等离子体禁区环的外直径小于待放置晶圆的直径；
所述移动组件可上下移动安装在所述反应腔室上部；
所述移动组件包括与所述下电极相对的上电极和包围在所述上电极边缘的上等离子体禁区环；
其特征在于，还包括：
晶圆校准装置，所述晶圆校准装置的校准环可上下直线移动套装在所述下等离子体禁区环的外部，且所述校准环的圆柱孔与所述下等离子体禁区环同轴设置。


9.根据权利要求8所述的晶圆边缘刻蚀设备，其特征在于，所述晶圆校准装置的驱动装置包括多个可以同步动作的气缸，多个所述气缸的缸体设置在所述反应腔室的外部，所述气缸的伸缩主轴向上伸入至所述反应腔室内并与所述校准环相连接，所述伸缩主轴与所述反应腔室的壁体之间设置有密封结构。


10.根据权利要求8所述的晶圆边缘刻蚀设备，其特征在于，所述晶圆校准装置的驱动装置包括设置于所述反应腔室外部的顶升架和至少一气缸，所述顶升架上设置有至少三个顶杆，所述至少三个顶杆向上伸入至所述反应腔室内并与所述校准环相连接，所述顶杆与所述反应腔室的壁体之间设置有密封结构，所述至少一气缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵克坚，陈晋，刘昭，张文杰，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42