一种腔内晶圆寻心系统及其工作方法技术方案

一种腔内晶圆寻心系统及其工作方法，腔内晶圆寻心系统包括：主体腔；位于主体腔内的晶圆夹持平台，晶圆夹持平台的表面适于放置晶圆；贯穿晶圆夹持平台的若干位移孔；分别位于位移孔中的顶针，顶针适于在位移孔中往复移动，使顶针的顶头在高于晶圆夹持平台的上表面的位置至低于晶圆夹持平台的上表面的位置之间变化；若干光学定位单元，各个光学定位单元包括：光学探测部件；光学接收部件，光学探测部件适于向光学接收部件发射探测光，探测光适于部分照射在主体腔中的晶圆的边缘；修正单元，修正单元适于根据光学接收部件获取的光信息修正晶圆的位置。所述腔内晶圆寻心系统能够精确定位晶圆在主体腔中的位置，提高工艺重复性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种腔内晶圆寻心系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种腔内晶圆寻心系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]在半导体制造中，涉及多道工序，每道工序都是由一定的设备和工艺来完成的。其中，刻蚀工艺是半导体制造中一种重要的工艺，如等离子体刻蚀工艺。等离子体刻蚀工艺是利用反应气体在获得能量后产生等离子体，包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基，通过物理和化学的反应对刻蚀对象进行刻蚀。
[0003]然而，在等离子体刻蚀过程中，晶圆边缘的刻蚀条件和晶圆中心的刻蚀条件差别较大，所述刻蚀条件包括：等离子体密度分布、射频电场、温度分布等，因此导致在对晶圆中心区域进行刻蚀的过程中，会在晶圆的边缘上下表面和侧壁沉积副产聚合物。副产聚合物的沉积会随着刻蚀工艺的进行出现累积效应，当副产聚合物的厚度达到一定程度时，副产聚合物与晶圆之间的粘合力就会变差而导致副产聚合物脱落，进而导致晶圆的图形稳定性受到影响以及刻蚀腔室受到污染等一系列的问题。
[0004]鉴于此，业内引入了边缘刻蚀工艺，具体的，将晶圆放置于边缘刻蚀装置中，产生的等离子体对晶圆边缘进行刻蚀，同时对晶圆中心的刻蚀尽量避免。
[0005]然而，现有利用边缘刻蚀装置进行的边缘刻蚀工艺的过程中，对晶圆边缘区域刻蚀重复性较差。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的问题是提供一种腔内晶圆寻心系统及其工作方法，能够精确定位晶圆在主体腔中的位置，提高工艺重复性。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种腔内晶圆寻心系统，包括：主体腔；位于所述主体腔内的晶圆夹持平台，所述晶圆夹持平台的表面适于放置晶圆；贯穿所述晶圆夹持平台的若干位移孔；分别位于所述位移孔中的顶针，所述顶针适于在所述位移孔中往复移动，使所述顶针的顶头在高于所述晶圆夹持平台的上表面的位置至低于所述晶圆夹持平台的上表面的位置之间变化；若干光学定位单元，各个光学定位单元包括：光学探测部件；光学接收部件，所述光学探测部件适于向所述光学接收部件发射探测光，所述探测光适于部分照射在主体腔中的晶圆的边缘；修正单元，所述修正单元适于根据光学接收部件获取的光信息修正晶圆的位置。
[0008]可选的，还包括：位于所述晶圆夹持平台底部的顶针位置调节件，所述顶针位置调节件与所述顶针的底端接触。
[0009]可选的，一个腔内晶圆寻心系统中，所述位移孔的数量至少为三个，所述顶针的数量至少为三个。
[0010]可选的，一个腔内晶圆寻心系统中，所述若干光学定位单元的数量为至少三个。
[0011]可选的，一个腔内晶圆寻心系统中，所述若干光学定位单元的数量为四个，四个光
学定位单元围绕所述晶圆夹持平台的中心轴均匀分布。
[0012]可选的，所述腔内晶圆寻心系统为边缘刻蚀反应装置；所述腔内晶圆寻心系统还包括：位于所述主体腔内的可移动上电极，所述可移动上电极和所述晶圆夹持平台相对设置；位于所述主体腔内且位于所述晶圆夹持平台侧部的射频隔离环；位于所述主体腔内的等离子体约束环，所述等离子体约束环位于所述可移动上电极的边缘区域的底部，所述等离子体约束环与所述射频隔离环之间具有间隙；贯穿所述主体腔的顶壁和所述可移动上电极的边缘区域的若干第一探测通道，所述第一探测通道至所述可移动上电极的中心的距离小于所述等离子体约束环至所述可移动上电极的中心的距离；位于所述第一探测通道的底部且与所述第一探测通道一一对应的第二探测通道，所述第二探测通道位于所述射频隔离环内；所述光学探测部件位于所述第一探测通道上方且覆盖所述主体腔的部分顶面；所述光学接收部件位于所述主体腔内且位于所述第二探测通道的下方。
[0013]可选的，还包括：所述可移动上电极朝向所述晶圆夹持平台的一侧具有贯穿可移动上电极部分厚度的凹槽；所述腔内晶圆寻心系统还包括:位于所述凹槽内的晶圆保护盘；第一进气通道，所述第一进气通道通过所述可移动上电极且第一进气通道的出口位于所述晶圆保护盘侧部的可移动上电极的底面，所述第一进气通道用于通入刻蚀气体；贯穿所述可移动上电极和所述晶圆保护盘的第二进气通道，所述第二进气通道用于通入缓冲气体。
[0014]本专利技术还提供一种腔内晶圆寻心系统的工作方法，包括：校准所述若干光学定位单元的位置；校准所述若干光学定位单元的位置之后，所述顶针在所述位移孔中移动，使所述顶针的顶头高于所述晶圆夹持平台的上表面；所述顶针的顶头高于所述晶圆夹持平台的上表面后，将晶圆放置在所述顶针上；将晶圆放置在所述顶针上之后，所述光学探测部件向所述光学接收部件发射探测光，所述探测光部分照射在晶圆的边缘，所述光学接收部件针对晶圆获取光信息；对于放置在所述顶针上的晶圆，所述修正单元根据光学接收部件针对晶圆获取的光信息修正晶圆的位置；所述修正单元根据光学接收部件针对放置在所述顶针上的晶圆获取的光信息修正晶圆的位置之后，顶针向下移动使得晶圆落在所述晶圆夹持平台的上表面；在顶针向下移动使得晶圆落在所述晶圆夹持平台的上表面的过程中，若干光学定位单元实时监测晶圆的位置。
[0015]可选的，校准所述若干光学定位单元的位置的方法包括：提供校准晶圆；将校准晶圆放置在所述晶圆夹持平台的表面；对校准晶圆进行流片试验，直至校准晶圆的中心至所述晶圆夹持平台的中心轴的距离满足第一阈值；校准晶圆的中心至所述晶圆夹持平台的中心轴的距离满足第一阈值之后，调节各个光学定位单元的位置，使得所述光学接收部件对校准晶圆获取满足定位要求的光信息。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：本专利技术技术方案提供的腔内晶圆寻心系统，晶圆夹持平台中具有贯穿所述晶圆夹持平台的若干位移孔，所述位移孔中具有顶针，所述顶针适于在所述位移孔中往复移动，使所述顶针的顶头在高于所述晶圆夹持平台的上表面的位置至低于所述晶圆夹持平台的上表面的位置之间变化，这样顶针能够将晶圆顶离晶圆夹持平台或者将晶圆落在晶圆夹持平台的表面。所述腔内晶圆寻心系统还具有若干光学定位单元，各个光学定位单元包括：光学探测部件；光学接收部件，所述光学探测部件适于向所述光学接收部件发射探测光，所述探测光适于部分照射在主体腔中的晶圆的边缘；修正单元，所述修正单元适于根据光学接收部件
获取的光信息修正晶圆的位置。所述若干光学定位单元可针对位于顶针上的晶圆进行位置监测并实时调整修正晶圆的位置，使得晶圆的位置满足工艺的要求。这样通过光学探测部件和光学接收部件对晶圆位置的监测、以及通过修正单元对晶圆的位置的修正，使得在对多个晶圆先后进行工艺实施的过程中，多个晶圆在主体腔中的位置保持基本一致，所述腔内晶圆寻心系统能够精确定位和修正晶圆在主体腔内的位置，极大的提高了工艺的重复性。
[0017]进一步，所述腔内晶圆寻心系统为边缘刻蚀反应装置，所述等离子体约束环位于所述可移动上电极的边缘区域的底部，所述等离子体约束环与所述射频隔离环之间具有间隙，所述等离子体约束环用于限制等离子体的分布。所述晶圆夹持平台用于夹持晶圆。射频从晶圆夹持平台馈入从而使晶圆带电。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腔内晶圆寻心系统，其特征在于，包括：主体腔；位于所述主体腔内的晶圆夹持平台，所述晶圆夹持平台的表面适于放置晶圆；贯穿所述晶圆夹持平台的若干位移孔；分别位于所述位移孔中的顶针，所述顶针适于在所述位移孔中往复移动，使所述顶针的顶头在高于所述晶圆夹持平台的上表面的位置至低于所述晶圆夹持平台的上表面的位置之间变化；若干光学定位单元，各个光学定位单元包括：光学探测部件；光学接收部件，所述光学探测部件适于向所述光学接收部件发射探测光，所述探测光适于部分照射在主体腔中的晶圆的边缘；修正单元，所述修正单元适于根据光学接收部件获取的光信息修正晶圆的位置。2.根据权利要求1所述的腔内晶圆寻心系统，其特征在于，还包括：位于所述晶圆夹持平台底部的顶针位置调节件，所述顶针位置调节件与所述顶针的底端接触。3.根据权利要求1所述的腔内晶圆寻心系统，其特征在于，一个腔内晶圆寻心系统中，所述位移孔的数量至少为三个，所述顶针的数量至少为三个。4.根据权利要求1所述的腔内晶圆寻心系统，其特征在于，一个腔内晶圆寻心系统中，所述若干光学定位单元的数量为至少三个。5.根据权利要求4所述的腔内晶圆寻心系统，其特征在于，一个腔内晶圆寻心系统中，所述若干光学定位单元的数量为四个，四个光学定位单元围绕所述晶圆夹持平台的中心轴均匀分布。6.根据权利要求1所述的腔内晶圆寻心系统，其特征在于，所述腔内晶圆寻心系统为边缘刻蚀反应装置；所述腔内晶圆寻心系统还包括：位于所述主体腔内的可移动上电极，所述可移动上电极和所述晶圆夹持平台相对设置；位于所述主体腔内且位于所述晶圆夹持平台侧部的射频隔离环；位于所述主体腔内的等离子体约束环，所述等离子体约束环位于所述可移动上电极的边缘区域的底部，所述等离子体约束环与所述射频隔离环之间具有间隙；贯穿所述主体腔的顶壁和所述可移动上电极的边缘区域的若干第一探测通道，所述第一探测通道至所述可移动上电极的中心的距离小于所述等离子体约束环至所述可移动上电极的中心的距离；位于所述第一探测通道的底部且与所述第一探测通道一一对应的第二探测通道，所述第二探测通道位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱勇，张鹏兵，陈世名，
申请(专利权)人：上海谙邦半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：