本申請(qǐng)屬于半導(dǎo)體工藝設(shè)備，具體涉及一種晶邊刻蝕機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、晶邊刻蝕是一種采用等離子體刻蝕去除晶圓邊緣處不需要的薄膜的方法。在65nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)，晶邊刻蝕越來(lái)越引起人們的廣泛關(guān)注，主要是由于晶圓的邊緣在集成電路制造中逐漸變成良率限制的主要因素之一。

2、為了避免晶邊刻蝕過(guò)程對(duì)晶圓的其它區(qū)域進(jìn)行刻蝕，相關(guān)技術(shù)涉及的晶邊刻蝕機(jī)中通過(guò)設(shè)計(jì)遮擋盤與晶圓之間的預(yù)設(shè)距離，根據(jù)帕邢定律，在遮擋盤與晶圓之間的距離小于或等于預(yù)設(shè)距離的情況下，等離子體則不會(huì)進(jìn)入到遮擋盤與晶圓之間的間隙中，進(jìn)而就不會(huì)對(duì)晶圓的除邊緣區(qū)域之外的中心區(qū)域進(jìn)行刻蝕。但是，我們知道，在晶邊刻蝕工藝的工藝配方多種多樣，工藝配方改變那么相應(yīng)的預(yù)設(shè)距離則會(huì)改變。通過(guò)設(shè)計(jì)不同工藝配方對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)距離則會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體工藝設(shè)備進(jìn)行晶邊刻蝕的工藝設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明公開(kāi)一種晶邊刻蝕機(jī)及其控制方法，以解決相關(guān)技術(shù)的晶邊刻蝕機(jī)需要針對(duì)不同的工藝配方設(shè)計(jì)不同的預(yù)設(shè)距離，而導(dǎo)致的半導(dǎo)體工藝設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)一種晶邊刻蝕機(jī)，所公開(kāi)的晶邊刻蝕機(jī)包括工藝腔室、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置以及設(shè)于所述工藝腔室內(nèi)的承載裝置和遮擋盤，其中：

4、所述承載裝置用于承載晶圓，所述遮擋盤與所述承載裝置相對(duì)設(shè)置，且用于遮蓋所述晶圓的中心區(qū)域并使所述晶圓的預(yù)設(shè)寬度的環(huán)形邊緣外露，所述環(huán)形邊緣圍繞所述中心區(qū)域分布；

5、所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述晶圓與所述遮擋盤之間的間隙中是否存在等離子體，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與所述檢測(cè)裝置和所述遮擋盤相連，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在所述間隙中存在所述等離子體的情況下驅(qū)動(dòng)所述遮擋盤的至少部分靠近所述晶圓，直至所述間隙中不存在所述等離子體。

6、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)一種晶邊刻蝕機(jī)的控制方法，所述晶邊刻蝕機(jī)為第一方面所述的晶邊刻蝕機(jī)，所述控制方法包括：

7、控制所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述間隙中是否存在等離子體；

8、在所述間隙中存在所述等離子體的情況下，控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述遮擋盤的至少部分靠近所述晶圓，直至所述間隙中不存在所述等離子體。

9、本發(fā)明采用的技術(shù)方案能夠達(dá)到以下技術(shù)效果：

10、本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的晶邊刻蝕機(jī)通過(guò)增設(shè)檢測(cè)裝置，使得檢測(cè)裝置能直接檢測(cè)遮擋盤與晶圓的中心區(qū)域之間的間隙中是否有等離子體，并在間隙中存在等離子體的情況下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)遮擋盤靠近晶圓，以減小間隙直至間隙中不存在等離子體。相比于傳統(tǒng)方式不檢測(cè)間隙中是否存在等離子體，而是以調(diào)節(jié)遮擋盤與晶圓之間的具體距離為目的的方式，本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的晶邊刻蝕機(jī)無(wú)疑能夠避免將遮擋盤與晶圓之間的距離調(diào)控至目標(biāo)距離這一調(diào)控手段，單純地調(diào)控遮擋盤靠近晶圓直至檢測(cè)裝置檢測(cè)不到間隙中存在等離子體位置，此種調(diào)控手段簡(jiǎn)單，也方便實(shí)現(xiàn)。

11、而且，本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的晶邊刻蝕機(jī)無(wú)需，依據(jù)不同的工藝配方來(lái)設(shè)計(jì)不同的滿足帕邢定律的遮擋盤與晶圓之間的預(yù)設(shè)距離，有利于簡(jiǎn)化工藝設(shè)計(jì)。

技術(shù)特征：

1.一種晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，包括工藝腔室(100)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)、檢測(cè)裝置(600)以及設(shè)于所述工藝腔室(100)內(nèi)的承載裝置(300)和遮擋盤(400)，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)裝置(600)為多個(gè)，多個(gè)所述檢測(cè)裝置(600)沿所述環(huán)形邊緣的圓周方向間隔分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述遮擋盤(400)為分體式結(jié)構(gòu)，且包括能相對(duì)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)第一分體部(410)，每個(gè)所述第一分體部(410)連接有相應(yīng)的所述檢測(cè)裝置(600)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)包括與所述多個(gè)第一分體部(410)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)單元(210)，所述第一驅(qū)動(dòng)單元(210)設(shè)置在所述工藝腔室(100)上，并與對(duì)應(yīng)的所述第一分體部(410)相連；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)第一分體部(410)均為扇形形狀，所述多個(gè)第一分體部(410)的尖端位于所述遮擋盤(400)的中心，所述多個(gè)第一分體部(410)的圓弧端處在所述遮擋盤(400)的邊緣，所述多個(gè)第一分體部(410)的圓弧端構(gòu)成所述遮擋盤(400)的邊緣，所述多個(gè)第一分體部(410)的尖端構(gòu)成所述遮擋盤(400)的中心。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)裝置(600)連接在相對(duì)應(yīng)的所述第一分體部(410)的圓弧端，以用于檢測(cè)所述間隙(l)中與所述圓弧端相對(duì)的區(qū)域是否存在所述等離子體。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)第一分體部(410)均為圓弧形狀，所述多個(gè)第一分體部(410)沿所述遮擋盤(400)的圓周方向拼接形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述遮擋盤(400)還包括第二分體部(420)，所述第二分體部(420)為圓形，且位于所述多個(gè)第一分體部(410)圍成的圓形空間內(nèi)，且所述第二分體部(420)形成所述遮擋盤(400)的中心。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)還包括第二驅(qū)動(dòng)單元(220)，所述第二驅(qū)動(dòng)單元(220)設(shè)置在所述工藝腔室(100)上，且與所述第二分體部(420)相連，所述第二驅(qū)動(dòng)單元(220)用于驅(qū)動(dòng)所述第二分體部(420)靠近或遠(yuǎn)離所述晶圓(500)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)裝置(600)包括光學(xué)發(fā)射光譜檢測(cè)儀(610)、朗繆爾探針(620)和電子順磁共振譜檢測(cè)儀(630)中的至少一者。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)裝置(600)包括光學(xué)發(fā)射光譜檢測(cè)儀(610)、朗繆爾探針(620)和電子順磁共振譜檢測(cè)儀(630)，其中，所述光學(xué)發(fā)射光譜檢測(cè)儀(610)的光學(xué)探頭、所述朗繆爾探針(620)的探針和所述電子順磁共振譜檢測(cè)儀(630)的取樣管口自所述遮擋盤(400)的邊緣向所述遮擋盤(400)的中心的方向上依次分布。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述晶邊刻蝕機(jī)設(shè)有進(jìn)氣通道(201)，所述遮擋盤(400)設(shè)有位于其中心的吹氣孔(401)，所述進(jìn)氣通道(201)通過(guò)所述吹氣孔(401)與所述間隙(l)連通，所述進(jìn)氣通道(201)用于通過(guò)所述吹氣孔(401)向所述間隙(l)中通入惰性吹掃氣體。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述進(jìn)氣通道(201)開(kāi)設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)上。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)包括動(dòng)力源(200a)和第一連接件(200b)，所述動(dòng)力源(200a)設(shè)于所述工藝腔室(100)之外，所述第一連接件(200b)的第一端部與所述動(dòng)力源(200a)相連，所述第一連接件(200b)的第二端部與所述遮擋盤(400)相連，所述進(jìn)氣通道(201)為開(kāi)設(shè)于所述第一連接件(200b)的孔。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶邊刻蝕機(jī)，其特征在于，所述工藝腔室(100)包括導(dǎo)向筒(110)，所述第一連接件(200b)穿過(guò)所述導(dǎo)向筒(110)，且與導(dǎo)向筒(110)導(dǎo)向配合，所述第一連接件(200b)與所述導(dǎo)向筒(110)之間設(shè)有磁流體密封部。

14.一種晶邊刻蝕機(jī)的控制方法，其特征在于，所述晶邊刻蝕機(jī)為權(quán)利要求1所述的晶邊刻蝕機(jī)，所述控制方法包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述檢測(cè)裝置(600)包括光學(xué)發(fā)射光譜檢測(cè)儀(610)、朗繆爾探針(620)和電子順磁共振譜檢測(cè)儀(630)，其中，所述光學(xué)發(fā)射光譜檢測(cè)儀(610)的光學(xué)探頭、所述朗繆爾探針(620)的探針和所述電子順磁共振譜檢測(cè)儀(630)的取樣管口自所述遮擋盤(400)的邊緣向所述遮擋盤(400)的中心的方向上依次分布；其中：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)一種晶邊刻蝕機(jī)及其控制方法，其中，晶邊刻蝕機(jī)包括工藝腔室、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置以及設(shè)于工藝腔室內(nèi)的承載裝置和遮擋盤，承載裝置用于承載晶圓，遮擋盤與承載裝置相對(duì)設(shè)置，且用于遮蓋晶圓的中心區(qū)域并使晶圓的預(yù)設(shè)寬度的環(huán)形邊緣外露，環(huán)形邊緣圍繞中心區(qū)域分布；檢測(cè)裝置用于檢測(cè)晶圓與遮擋盤之間的間隙是否存在等離子體，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與檢測(cè)裝置和遮擋盤相連，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在間隙存在等離子體的情況下驅(qū)動(dòng)遮擋盤的至少部分靠近晶圓，直至間隙不存在等離子體。本申請(qǐng)公開(kāi)的晶邊刻蝕機(jī)能夠簡(jiǎn)化對(duì)遮擋盤移動(dòng)的調(diào)控。

技術(shù)研發(fā)人員：林源為,伊藤正雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2