晶圆卸载方法及半导体工艺设备技术

本发明专利技术公开了一种晶圆卸载方法及半导体工艺设备，该方法包括：向静电卡盘加载反向电压，并向反应腔室内通入不与晶圆反应的工艺气体，使工艺气体电离，用以中和晶圆上的残余电荷；向晶圆的背面通入预设压力的背吹气体，以将晶圆从静电卡盘表面吹起上升至第一抬升位；逐渐升起顶针将晶圆从第一抬升位抬升至取片位。本发明专利技术能够解决晶圆卸载过程中晶圆上残余电荷无法消除完全导致的粘片和碎片风险大的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
晶圆卸载方法及半导体工艺设备


[0001]本专利技术属于半导体加工
，更具体地，涉及一种晶圆卸载方法及半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]等离子体刻蚀设备、物理气相沉积设备和化学气相沉积设备等的半导体加工设备，较多采用静电卡盘来支撑和固定基片、以及对基片进行温度控制。
[0003]采用静电卡盘，在工艺开始前需要加载吸附电压，保证晶圆吸附在静电卡盘上，然后通入工艺气体，在一定的腔室压力下开启ICP功率及RF功率，工艺结束后，在撤离加载电压后，需要消除晶圆背面的残留电荷，保证晶圆正常传出反应腔室。针对一些特殊晶圆及特殊工艺制程(如绝缘或半绝缘衬底、静电卡盘表面残留金属副产物等)，在工艺结束后经常存在静电荷无法充分释放导致的粘片问题，需要开腔取片，影响设备产能，严重时会导致晶圆碎裂报废。因此需要充分释放晶圆残余电荷保证晶圆可以安全卸载，并传出腔室。
[0004]现有的消除静电荷及晶圆卸载方法存在晶圆上残余电荷无法消除完全导致的粘片和碎片风险大的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种晶圆卸载方法及半导体工艺设备，解决晶圆卸载过程中晶圆上残余电荷无法消除完全导致的粘片和碎片风险大的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提出了一种晶圆卸载方法，应用于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括反应腔室和设置在所述反应腔室中的静电卡盘和顶针，所述顶针可升降地设置于所述静电卡盘内，所述晶圆在工艺过程中吸附于所述静电卡盘上，所述晶圆卸载方法包括：
[0007]向所述静电卡盘加载反向电压，并向所述反应腔室内通入不与所述晶圆反应的工艺气体，使所述工艺气体电离，用以中和所述晶圆上的残余电荷；
[0008]向所述晶圆的背面通入预设压力的背吹气体，以将所述晶圆从所述静电卡盘表面吹起上升至第一抬升位；
[0009]逐渐升起所述顶针将所述晶圆从所述第一抬升位抬升至取片位。
[0010]可选地，在所述逐渐升起所述顶针将所述晶圆从所述第一抬升位抬升至取片位之前，还包括：
[0011]检测所述晶圆是否黏附在所述静电卡盘表面，若所述晶圆未黏附在所述静电卡盘表面，则逐渐升起所述顶针将所述晶圆从所述第一抬升位抬升至取片位，若所述晶圆黏附在所述静电卡盘表面，则开腔取片。
[0012]可选地，所述检测所述晶圆是否黏附在所述静电卡盘表面，包括：
[0013]停止使所述工艺气体电离，并检测所述背吹气体的流量是否大于设定流量值，若是，则所述晶圆未黏附在所述静电卡盘表面。
[0014]可选地，所述预设压力为2
‑
4T。
[0015]可选地，所述工艺腔室还包括背吹气体主管路和背吹气体旁路，所述背吹气体主管路用于向所述晶圆的背面通入所述背吹气体，所述背吹气体旁路与干泵连接；
[0016]所述设定流量值为所述背吹气体主管路中背吹气体的流量，所述预设压力为4T，所述设定流量值为2
‑
5sccm；
[0017]或者，
[0018]所述设定流量值为所述背吹气体旁路中背吹气体的流量，所述预设压力为4T，所述设定流量值为0.5sccm。
[0019]可选地，所述将所述晶圆从所述静电卡盘表面吹起上升至第一抬升位，包括：
[0020]在所述晶圆上升至所述第一抬升位的过程中以及所述晶圆到达所述第一抬升位后的第一预设时长内，均保持所述工艺气体为电离状态。
[0021]可选地，所述逐渐升起所述顶针将所述晶圆从所述第一抬升位抬升至取片位，包括：
[0022]在所述晶圆从所述第一抬升位抬升至所述取片位的过程中以及所述晶圆到达所述取片位的第二预设时长内，均保持所述工艺气体为电离状态。
[0023]可选地，所述第一抬升位与所述静电卡盘表面之间的距离小于2mm；
[0024]所述取片位位于所述静电卡盘上方14mm。
[0025]可选地，所述检测所述晶圆是否黏附在所述静电卡盘表面，包括：
[0026]停止使所述工艺气体电离，并检测所述晶圆上的电荷量是否小于设定电荷量值，若是，则所述晶圆未黏附在所述静电卡盘表面。
[0027]第二方面，本专利技术提出一种半导体工艺设备，包括：
[0028]反应腔室；
[0029]设置在所述反应腔室中的静电卡盘和顶针，所述顶针可升降地设置于所述静电卡盘内，所述静电卡盘用于在工艺过程中吸附晶圆；
[0030]工艺气体管路，用于向所述反应腔室内通入工艺气体；
[0031]与所述静电卡盘连接的背吹气体管路，所述背吹气体管路用于向所述晶圆的背面通入背吹气体；
[0032]ICP功率源，用于使通入所述反应腔室内的工艺气体电离；
[0033]控制单元，所述控制单元与所述静电卡盘、所述顶针、所述工艺气体管路、所述背吹气体管路和所述ICP功率源连接，所述控制单元用于执行第一方面任意一项所述的晶圆卸载方法。
[0034]本专利技术的有益效果在于：
[0035]本专利技术的晶圆卸载方法在工艺结束并撤离静电卡盘的静电电压后，首先通过施加反向电压去除晶圆上的部分残余电荷，之后使通入反应腔室内的工艺气体电离，并向晶圆背面通入背吹气体将晶圆吹离静电卡盘表面并上升至第一抬升位，此时腔室内的等离子体能够中和晶圆边缘的残余电荷，然后逐渐升起顶针将晶圆从第一抬升位抬升至取片位，在晶圆从第一抬升位抬升至取片位的过程中，反应腔室内的等离子体能够晶圆中心位置的残余电荷，从而能够在晶圆卸载过程中完全消除晶圆上的残余电荷，避免了因电荷释放不完全导致的晶圆粘片需开腔取片及碎片风险大的问题。
[0036]本专利技术的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0037]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0038]图1示出了根据本专利技术实施例1的一种晶圆卸载方法的步骤流程图。
[0039]图2示出了根据本专利技术实施例1的一种晶圆卸载方法中工艺腔室及背吹气体管路的示意图。
具体实施方式
[0040]现有技术一提供了一种消除静电荷的方法及基片卸载方法，该消除静电荷的方法，包括以下步骤：向基片背面吹第一气体，以使基片和静电卡盘之间存在间隙；同时向腔室内通入第二气体，并激发所述第二气体形成等离子体。
[0041]但针对粘片较严重情况，现有技术一在向基片背面吹第一气体时，静电荷吸引力大于第一气体压力时，基片和静电卡盘之间间隙较小，在通入第二气体并激发第二气体形成的等离子体无法有效流入间隙并中和间隙内的残余电荷。
[0042]现有技术二提供一种晶片提升方法，其用于在工艺过程结束后利用顶针顶起晶片，以使晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆卸载方法，应用于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括反应腔室和设置在所述反应腔室中的静电卡盘和顶针，所述顶针可升降地设置于所述静电卡盘内，所述晶圆在工艺过程中吸附于所述静电卡盘上，其特征在于，所述晶圆卸载方法包括：向所述静电卡盘加载反向电压，并向所述反应腔室内通入不与所述晶圆反应的工艺气体，使所述工艺气体电离，用以中和所述晶圆上的残余电荷；向所述晶圆的背面通入预设压力的背吹气体，以将所述晶圆从所述静电卡盘表面吹起上升至第一抬升位；逐渐升起所述顶针将所述晶圆从所述第一抬升位抬升至取片位。2.根据权利要求1所述的晶圆卸载方法，其特征在于，在所述逐渐升起所述顶针将所述晶圆从所述第一抬升位抬升至取片位之前，还包括：检测所述晶圆是否黏附在所述静电卡盘表面，若所述晶圆未黏附在所述静电卡盘表面，则逐渐升起所述顶针将所述晶圆从所述第一抬升位抬升至取片位，若所述晶圆黏附在所述静电卡盘表面，则开腔取片。3.根据权利要求2所述的晶圆卸载方法，其特征在于，所述检测所述晶圆是否黏附在所述静电卡盘表面，包括：停止使所述工艺气体电离，并检测所述背吹气体的流量是否大于设定流量值，若是，则所述晶圆未黏附在所述静电卡盘表面。4.根据权利要求3所述的晶圆卸载方法，其特征在于，所述预设压力为2
‑
4T。5.根据权利要求4所述的晶圆卸载方法，其特征在于，所述工艺腔室还包括背吹气体主管路和背吹气体旁路，所述背吹气体主管路用于向所述晶圆的背面通入所述背吹气体，所述背吹气体旁路与干泵连接；所述设定流量值为所述背吹气体主管路中背吹气体的流量，所述预设压力为4T，所述设定流量值为2
‑
5sccm；或者，所述设定流量值为所述背吹气体旁路...

【专利技术属性】
技术研发人员：国唯唯，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：