[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(PEZ Process Exclusion Zone)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。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明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，本发明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。

作为本发明的一个可选方案，所述设定的同轴度公差量为0.1-0.5mm。

作为本发明的一个可选方案，所述晶圆承托面为一圆环形台阶面。

作为本发明的一个可选方案，所述圆锥孔的锥角为80～140°。

作为本发明的一个可选方案，所述校准环的材质为陶瓷或玻璃。

作为本发明的一个可选方案，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。

作为本发明的一个可选方案，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。