[发明专利]对晶圆进行吸附及解吸附的控制方法及半导体工艺设备

说明书

本发明公开了一种对晶圆进行吸附及解吸附的控制方法及半导体工艺设备，控制方法包括：将晶圆传送至静电卡盘上，对晶圆进行吸附；待对晶圆进行工艺处理后，向反应腔室中通入解吸附气体，控制腔室压力为第一设定压力，并向上电极施加第一设定功率，以将解吸附气体激发为等离子体；在维持等离子体后的第一设定时长内，将晶圆抬升至设定高度；在抬升之后，在第二设定时长内，将上电极的功率从第一设定功率逐渐降至0，实现对等离子体的灭辉；同时将腔室压力从第一设定压力逐渐降至第二设定压力，完成对晶圆的解吸附。本发明能够解决工艺过程中晶圆在吸附和解除吸附过程中产生的颗粒问题，提高产品良率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种对晶圆进行吸附及解吸附的控制方法及半导体工艺设备。

背景技术

ESC(Electrostatic Chuck，静电卡盘)是一种利用静电吸附原理在真空及等离子环境中固定晶圆的夹具；其主要作用是固定晶圆，防止晶圆在刻蚀过程中移动或变形，并控制晶圆的温度；静电卡盘已经广泛应用于半导体制造领域。等离子刻蚀的腔室一般包含上电极、下电极和静电卡盘。在等离子体刻蚀过程中，晶圆被吸附在静电卡盘之上，在上电极和晶圆之间产生等离子体(等离子体底部靠近晶圆区域为等离子体鞘层)，然后利用等离子体刻蚀晶圆表面的膜层，在晶圆表面形成所希望的电路；在完成等离子体刻蚀之后，晶圆被解除吸附，机械手从腔室中取出晶圆，并传送回晶圆盒(Foup)。

随着芯片尺寸的持续缩小，刻蚀过程中产生的颗粒问题变得越来越重要，因为颗粒的数量会直接影响芯片的良率。现有等离子刻蚀中很大一部分颗粒是由晶圆在吸附和解除吸附过程中与ESC表面摩擦产生的。同时，在工艺结束之后的晶圆解吸附过程中，需要在腔室内形成惰性气体的等离子体中和腔室以及晶圆上携带的正负电荷，而此时腔室内的绝大部分的小颗粒会悬浮于等离子体鞘层之中而不掉落在晶圆表面。但是现有工艺中往往在晶圆解吸附并抬升晶圆后直接关闭电源功率熄灭等离子体，在等离子体熄灭的瞬间，颗粒会在重力作用下落掉到晶圆表面，导致在后续的工艺过程中造成芯片的缺陷并影响晶圆良率。

发明内容

本发明的目的是提出一种对晶圆进行吸附及解吸附的控制方法及半导体工艺设备，解决工艺过程中晶圆在吸附和解除吸附过程中产生的颗粒问题，提高产品良率。

第一方面，本发明提出一种对晶圆进行吸附及解吸附的控制方法，用于半导体设备中，所述半导体设备包括反应腔室和设置在所述反应腔室中的静电卡盘，包括：

将所述晶圆传送至所述静电卡盘上，对所述晶圆进行吸附；

待对所述晶圆进行工艺处理后，向所述反应腔室中通入解吸附气体，控制所述反应腔室的腔室压力为第一设定压力，并向上电极施加第一设定功率，以将所述解吸附气体激发为等离子体；

在维持所述等离子体后的第一设定时长内，将所述晶圆抬升至设定高度；

在抬升之后，在第二设定时长内，将所述上电极的功率从所述第一设定功率逐渐降至0，实现对所述等离子体的灭辉；同时将所述腔室压力从所述第一设定压力逐渐降至第二设定压力，完成对所述晶圆的解吸附。

可选地，对所述晶圆进行吸附，具体包括：

同步增加静电卡盘的吸附电压和所述晶圆背面的气体压力。

可选地，所述同步增加静电卡盘的吸附电压和所述晶圆背面的气体压力包括：

在第三设定时长内，同时控制所述静电卡盘的吸附电压从零逐渐增加至设定电压以及所述晶圆背面的气体压力从零逐渐增加至第三设定压力。

可选地，在维持所述等离子体后的第一设定时长内，将所述晶圆抬升至设定高度之前，还包括：

在第四时长内，控制所述静电卡盘的吸附电压从所述设定电压逐渐降低至零，同时控制所述晶圆背面的气体压力维持在所述第三设定压力。