一种晶圆的静电吸附方法及静电吸附卡盘技术

本发明专利技术提供了一种晶圆的静电吸附方法及静电吸附卡盘，晶圆置于反应腔室内的静电卡盘上，静电吸附方法包括：在静电卡盘上施加第一电压值以对晶圆进行静电吸附，判断是否吸附成功；响应于吸附失败，在反应腔室内检测晶圆的翘曲度；基于翘曲度获取适配的吸附电压值，以该适配的吸附电压值修正施加在静电卡盘上的电压以重新吸附晶圆；以及将以上步骤循环执行预设次数后，响应于仍然吸附失败，停止工艺流程并进行报警。程并进行报警。程并进行报警。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆的静电吸附方法及静电吸附卡盘


[0001]本专利技术涉及半导体工艺设备领域，尤其涉及一种晶圆的静电吸附方法及静电吸附卡盘。

技术介绍

[0002]目前在半导体的加工工艺中，例如3D NAND的产品生产中，晶圆的静电吸附加热盘的应用非常广泛。然而，在晶圆的加工工艺中经常出现的情形是，一些晶圆产品的翘曲度(Bow值)比较大，且翘曲度的重复性也不稳定，又或者某种新产品晶圆的翘曲情况不确定或者不可控，使得预定的工艺流程就得被迫中断，且需要重新设计对应的工艺流程。
[0003]更具体地，例如，某一晶圆片的翘曲度过大而导致其在薄膜沉积步骤中吸盘无法正常吸附该晶圆，而此时往往已经开始沉积薄膜的操作，若继续执行沉积步骤则可能发生薄膜性能异常，影响产品良率，且有晶圆报废的风险；若中断沉积步骤，机台给出吸附失败的报警，工艺中止，同时需要对晶圆进行补救措施，就造成了时间、人力和财力成本的浪费。
[0004]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种晶圆的静电吸附方法及静电吸附卡盘，在工艺开始前首先判断吸附是否成功，若不成功则在腔室内部通过吸盘的升降探针检测晶圆翘曲度，从而针对性地调整吸附电压以确保吸附效果，避免由于吸附失败造成的工艺返工，继而提高产品良率，节约人力、财力及时间成本。

技术实现思路

[0005]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0006]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种晶圆的静电吸附方法，晶圆置于反应腔室内的静电卡盘上，该静电吸附方法包括：在该静电卡盘上施加第一电压值以对该晶圆进行静电吸附，判断是否吸附成功；响应于吸附失败，在该反应腔室内检测该晶圆的翘曲度；基于该翘曲度获取适配的吸附电压值，以该适配的吸附电压值修正施加在该静电卡盘上的电压以重新吸附该晶圆；以及将以上步骤循环执行预设次数后，响应于仍然吸附失败，停止工艺流程并进行报警。
[0007]在一实施例中，优选地，该静电卡盘的内部各处分布有多个升降探针，该升降探针配置为当检测到探针顶部受到向下的压力达到额定值时上升停止，该在该反应腔室内检测该晶圆的翘曲度，包括：控制该多个升降探针同时上升；以及以该多个升降探针在吸附成功时的上升位移为参考基准，上升停止后，根据该多个升降探针此次的上升位移与该参考基准之间的位移差值确定该翘曲度。
[0008]在一实施例中，优选地，该升降探针配置为匀速升降，该根据该多个升降探针此次的上升位移与该参考基准之间的位移差值确定该翘曲度，包括：基于该升降探针的升降速
度和上升时间确定此次的上升位移；以及根据该多个升降探针的上升位移与该参考基准之间的位移差值确定该翘曲度。
[0009]在一实施例中，可选地，该第一电压值为在前序生产过程中基于相关晶圆产品的翘曲度确定的吸附电压经验值，该相关晶圆产品包括与当前晶圆的翘曲度相似的晶圆产品或同一生产批次的晶圆产品。
[0010]在一实施例中，优选地，该判断是否吸附成功，包括：向该反应腔室内通入氧气和氦气，施加射频电源以在该反应腔室内形成等离子体条件；以及检测该静电卡盘的ESC电流值，根据该ESC电流值判断吸附是否成功。
[0011]在一实施例中，优选地，该向该反应腔室内通入氧气和氦气的气体流量范围为1000sccm～9000sccm，该施加射频电源为施加双频射频电源，该双频射频电源中高频电源功率范围为200～900W，低频电源功率范围为100～500W。
[0012]在一实施例中，优选地，该基于该翘曲度获取适配的吸附电压值，包括：前期收集晶圆翘曲度与有效吸附电压值的对应关系数据以建立数据库，基于该翘曲度在该数据库中获取该适配的吸附电压值。
[0013]在一实施例中，优选地，该预设次数为2～3次。
[0014]本专利技术的另一方面还提供了一种晶圆的静电吸附卡盘，用于执行上文所描述的静电吸附方法，该静电吸附卡盘包括：分布于卡盘内部各处的多个升降探针，该多个升降探针通过探针支架与该静电吸附卡盘连接；马达升降装置，用于控制该多个升降探针执行升降操作；以及力学及位移检测装置，用于当检测到探针顶部受到向下的压力达到额定值时控制该马达升降装置停止上升，以及检测该多个升降探针的上升位移。
[0015]在一实施例中，优选地，该静电吸附卡盘还包括：双频射频电源，用于在反应腔室内施加射频形成等离子体条件；以及电流计，用于检测ESC电流以判断晶圆是否吸附成功。
附图说明
[0016]在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
[0017]图1是根据本专利技术的一方面绘示的晶圆的静电吸附方法的方法流程示意图；
[0018]图2是根据本专利技术的一实施例绘示的静电吸附卡盘在晶圆吸附成功时的装置结构示意图；
[0019]图3是根据本专利技术的一实施例绘示的静电吸附卡盘在晶圆吸附失败时的装置结构示意图；
[0020]图4是根据本专利技术的一实施例绘示的静电吸附卡盘施加射频电源形成等离子体条件时产生ESC电流的装置结构示意图；
[0021]图5是根据本专利技术的一实施例绘示的静电吸附卡盘施加射频电源后通过检测ESC电流判断是否吸附成功的ESC电流变化示意图；
[0022]图6根据本专利技术的一实施例绘示的晶圆翘曲度与有效吸附电压值数据库示例图；
[0023]图7是根据本专利技术的一实施例绘示的晶圆的静电吸附方法的方法流程示意图；以及
[0024]图8是根据本专利技术的另一实施例绘示的晶圆的静电吸附方法的方法流程示意图。
[0025]为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：
[0026]201晶圆
[0027]202静电卡盘
[0028]203升降探针
[0029]204探针支架
[0030]205马达升降装置
[0031]206力学及位移检测装置
[0032]401喷淋板
[0033]402晶圆
[0034]403静电卡盘
[0035]404电流计
[0036]405ESC电源
[0037]406腔室侧壁
[0038]407等离子体
[0039]408ESC电流
具体实施方式
[0040]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。虽然本专利技术的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此专利技术的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作专利技术介绍的目的是为了覆盖基于本专利技术的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆的静电吸附方法，晶圆置于反应腔室内的静电卡盘上，所述静电吸附方法包括：在所述静电卡盘上施加第一电压值以对所述晶圆进行静电吸附，判断是否吸附成功；响应于吸附失败，在所述反应腔室内检测所述晶圆的翘曲度；基于所述翘曲度获取适配的吸附电压值，以该适配的吸附电压值修正施加在所述静电卡盘上的电压以重新吸附所述晶圆；以及将以上步骤循环执行预设次数后，响应于仍然吸附失败，停止工艺流程并进行报警。2.如权利要求1所述的静电吸附方法，其特征在于，所述静电卡盘的内部各处分布有多个升降探针，所述升降探针配置为当检测到探针顶部受到向下的压力达到额定值时上升停止，所述在所述反应腔室内检测所述晶圆的翘曲度，包括：控制所述多个升降探针同时上升；以及以所述多个升降探针在吸附成功时的上升位移为参考基准，上升停止后，根据所述多个升降探针此次的上升位移与所述参考基准之间的位移差值确定所述翘曲度。3.如权利要求2所述的静电吸附方法，其特征在于，所述升降探针配置为匀速升降，所述根据所述多个升降探针此次的上升位移与所述参考基准之间的位移差值确定所述翘曲度，包括：基于所述升降探针的升降速度和上升时间确定此次的上升位移；以及根据所述多个升降探针的上升位移与所述参考基准之间的位移差值确定所述翘曲度。4.如权利要求1所述的静电吸附方法，其特征在于，所述第一电压值为在前序生产过程中基于相关晶圆产品的翘曲度确定的吸附电压经验值，所述相关晶圆产品包括与当前晶圆的翘曲度相似的晶圆产品或同一生产批次的晶圆产品。5.如权利要求1所述的静电吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘婧婧，于棚，朱佳奇，
申请(专利权)人：拓荆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：