一种晶圆刻蚀方法及半导体处理设备与流程

本申请涉及半导体制造，具体涉及一种晶圆刻蚀方法及半导体处理设备。

背景技术：

1、边缘刻蚀是对晶圆的边缘进行等离子体处理，以去除晶圆边缘附着的聚合物颗粒。请参阅图1，图1是现有的一种边缘刻蚀工艺腔室的结构示意图，工艺腔室包括腔室本体10，设置于腔室本体10内的上电极陶瓷窗21和下电极基盘22，以及套设在上电极陶瓷窗21外侧的上聚焦环31和套设在下电极基盘22外侧的下聚焦环32，晶圆40置于下电极基盘22的顶面，并与下聚焦环32的顶面存在间隙。

2、请参阅图2，图2是图中a部分晶圆与下聚焦环之间的位置关系的示意图(俯视图)，由于晶圆40设有用于标识晶圆方向的缺口41，使得下聚焦环32顶面相应的位置2(请同时结合图1)暴露于缺口41中，等离子体对该区域形成较强的刻蚀，使得该区域的防腐涂层(一般为y2o3)较容易破坏，大大降低了下聚焦环32的使用寿命。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请提供一种晶圆刻蚀方法及半导体处理设备，可以改善现有的晶圆刻蚀方法中下聚焦环损耗较快寿命较低的问题。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种晶圆刻蚀方法，包括：

3、获取下聚焦环在当前晶圆角度所历经的起辉总时长；

4、若所述起辉总时长大于或等于预设时长阈值，则沿预设方向将待刻蚀晶圆相对于所述下聚焦环改变一预设单位角度再进行刻蚀，其中，所述预设单位角度大于晶圆缺口所对应的圆心角。

5、可选的，所述若所述起辉总时长大于或等于预设时长阈值，则沿预设方向将待刻蚀晶圆相对于所述下聚焦环改变一预设单位角度再进行刻蚀之后，还包括：

6、获取所述当前晶圆角度相对于起辉初始时刻的初始晶圆角度沿预设方向所累计改变的角度，其中，所述起辉初始时刻为与所述起辉总时长对应的首次起辉时刻；

7、若所述累计改变的角度小于预设总角度阈值，则返回至所述获取下聚焦环在当前晶圆角度所历经的起辉总时长。

8、可选的，所述获取所述当前晶圆角度相对于起辉初始时刻的初始晶圆角度沿预设方向所累计改变的角度之后，还包括：

9、若所述累计改变的角度大于或等于所述预设总角度阈值，则停止进行刻蚀。

10、可选的，以工艺腔室的阀门为参考，并且晶圆传输至所述工艺腔室时所述晶圆的边缘正对所述阀门的位置为基准点，所述初始晶圆角度为所述晶圆缺口和所述基准点对应的圆心角，其中，所述基准点避开所述晶圆缺口；

11、所述预设方向为所述晶圆缺口至所述基准点的旋转方向，并且所述预设总角度阈值为所述晶圆缺口和所述基准点对应的圆心角的两倍。

12、可选的，所述获取下聚焦环在当前晶圆角度所历经的起辉总时长之后，还包括：

13、若所述起辉总时长小于所述预设时长阈值，则继续以所述当前晶圆角度对所述待刻蚀晶圆进行刻蚀。

14、可选的，所述预设总角度阈值小于或等于30°。

15、可选的，所述晶圆缺口所对应的圆心角小于2°，所述预设单位角度为2°。

16、可选的，所述起辉总时长小于或等于50h。

17、第二方面，本申请实施例提供一种半导体处理设备，包括工艺腔室和控制器，所述工艺腔室内设置有用于承载晶圆的承载装置，所述承载装置包括下电极基盘，以及套设在所述下电极基盘外侧的下聚焦环，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上各实施例所述的晶圆刻蚀方法。

18、可选的，所述的半导体处理设备，还包括校准装置和传输装置；

19、所述校准装置用于在转动时调整位于所述校准装置上的待刻蚀晶圆的晶圆角度；

20、所述传输装置用于将所述待刻蚀晶圆从所述校准装置上传输至所述工艺腔室中；

21、所述工艺腔室用于对所述待刻蚀晶圆进行刻蚀；

22、所述控制器用于控制所述校准装置转动以使所述待刻蚀晶圆相对于所述下聚焦环改变一预设单位角度。

23、可选的，所述控制器用于控制所述承载装置带动所述下聚焦环旋转所述预设单位角度。

24、可选的，所述下聚焦环，包括环本体，所述环本体的顶面设置有与所述下电极基盘配合的环形凹槽；

25、所述环本体的外径满足：当晶圆置于所述下电极基盘上时，所述晶圆的晶圆缺口离所述晶圆的中心的最短距离大于所述环本体的外径。

26、本申请的晶圆刻蚀方法，当下聚焦环在当前晶圆角度所历经的起辉总时长大于或等于预设时长阈值时，则沿预设方向将待刻蚀晶圆相对于下聚焦环改变一预设单位角度再进行刻蚀，即按照一定的时间改变待刻蚀晶圆与下聚焦环之间的相对角度，由于每次改变的预设单位角度大于晶圆缺口所对应的圆心角，可以使下聚焦环的不同区域暴露于晶圆缺口处，每改变一次角度，相当于将下聚焦环暴露于等离子体的时间趋于归零，从而使下聚焦环的寿命成倍增长，即提高了下聚焦环的寿命。

技术特征：

1.一种晶圆刻蚀方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述若所述起辉总时长大于或等于预设时长阈值，则沿预设方向将待刻蚀晶圆相对于所述下聚焦环改变一预设单位角度再进行刻蚀之后，还包括：

3.根据权利要求2所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述获取所述当前晶圆角度相对于起辉初始时刻的初始晶圆角度沿预设方向所累计改变的角度之后，还包括：

4.根据权利要求2所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，以工艺腔室的阀门为参考，并且晶圆传输至所述工艺腔室时所述晶圆的边缘正对所述阀门的位置为基准点，所述初始晶圆角度为所述晶圆缺口和所述基准点对应的圆心角，其中，所述基准点避开所述晶圆缺口；

5.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述获取下聚焦环在当前晶圆角度所历经的起辉总时长之后，还包括：

6.根据权利要求2-5任一项所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述预设总角度阈值小于或等于30°。

7.根据权利要求6所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述晶圆缺口所对应的圆心角小于2°，所述预设单位角度为2°。

8.根据权利要求6所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述起辉总时长小于或等于50h。

9.一种半导体处理设备，包括工艺腔室和控制器，所述工艺腔室内设置有用于承载晶圆的承载装置，所述承载装置包括下电极基盘，以及套设在所述下电极基盘外侧的下聚焦环，其特征在于，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的晶圆刻蚀方法。

10.根据权利要求9所述的半导体处理设备，其特征在于，还包括校准装置和传输装置；

11.根据权利要求9所述的半导体处理设备，其特征在于，所述控制器用于控制所述承载装置带动所述下聚焦环旋转所述预设单位角度。

12.根据权利要求9所述的半导体处理设备，其特征在于，所述下聚焦环，包括环本体，所述环本体的顶面设置有与所述下电极基盘配合的环形凹槽；

技术总结
本申请公开了一种晶圆刻蚀方法及半导体处理设备，晶圆刻蚀方法包括：获取下聚焦环在当前晶圆角度所历经的起辉总时长；若所述起辉总时长大于或等于预设时长阈值，则沿预设方向将待刻蚀晶圆相对于所述下聚焦环改变一预设单位角度再进行刻蚀，其中，所述预设单位角度大于晶圆缺口所对应的圆心角。本申请按照一定的时间改变待刻蚀晶圆与下聚焦环之间的相对角度，由于每次改变的预设单位角度大于晶圆缺口所对应的圆心角，可以使下聚焦环的不同区域暴露于晶圆缺口处，每改变一次角度，相当于将下聚焦环暴露于等离子体的时间趋于归零，从而使下聚焦环的寿命成倍增长，可以提高下聚焦环的寿命。

技术研发人员：曹广岳,李凯,周兴
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14