本發明涉及半導體，尤其是涉及一種晶圓的解離吸附控制方法及半導體工藝設備。

背景技術：

1、在半導體材料加工工藝中，通常需要將待加工晶圓固定在反應腔室中的靜電卡盤上，靜電卡盤通過卡盤與晶圓之間的靜電力固定晶圓。但是，在加工工藝結束后，由于工藝過程中等離子體的存在，導致晶圓上電荷無法完全排除，在取出晶圓時容易出現卡盤與晶圓之間的靜電力將晶圓粘在卡盤上的現象。

2、相關的晶圓的解離吸附控制技術，通常在加工工藝結束后，在晶圓下方通入氣體將晶圓吹離靜電卡盤，如果晶圓粘在卡盤上無法吹離靜電卡盤，采用三針結構上升直接將晶圓頂起一定高度，使晶圓與靜電卡盤表明脫離，然后機械手伸入反應腔室將晶圓取出。但是，當晶圓上殘留的電荷過多時，晶圓的粘片現象嚴重，三針結構的上升推力容易導致晶圓出現較大的形變，甚至碎片，增加了晶圓成品報廢率。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明的目的在于提供一種晶圓的解離吸附控制方法及半導體工藝設備，能夠在晶圓傳出反應腔室之前使晶圓與靜電卡盤成功完成解離吸附，進而使晶圓能夠完整傳出反應腔室，避免晶圓與靜電卡盤之間吸附力較大粘片時頂針結構的上升推力導致晶圓產生形變或碎片，降低了晶圓成品報廢率。

2、為了實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

3、第一方面，本發明實施例提供了一種晶圓的解離吸附控制方法，包括：當反應腔室中所述晶圓的加工工藝結束時，關閉射頻電源功率，停止向所述反應腔室通入反應氣體；其中，所述晶圓下方持續通入背吹氣體；對所述晶圓下方的靜電卡盤進行電荷中和控制，并監測所述晶圓與所述靜電卡盤表面的相對距離，基于所述相對距離判斷所述晶圓與所述靜電卡盤是否完成解離吸附；如果是，停止對所述靜電卡盤進行電荷中和控制，以使所述晶圓脫離所述靜電卡盤的吸附。

4、進一步，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述對所述晶圓下方的靜電卡盤進行電荷中和控制，包括：控制所述靜電卡盤的直流電源的輸出電壓以預設下降速率由正向電壓變為負向電壓，以中和所述靜電卡盤表面的電荷。

5、進一步，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述基于所述相對距離判斷所述晶圓與所述靜電卡盤是否完成解離吸附，包括：

6、判斷所述相對距離是否大于預設距離，當所述相對距離大于所述預設距離時，確定所述晶圓與所述靜電卡盤完成解離吸附

7、進一步，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述半導體工藝設備包括干涉測量儀，所述干涉測量儀包括信號收集模塊和信號處理模塊；

8、所述監測所述晶圓與所述靜電卡盤表面的相對距離，基于所述相對距離判斷所述晶圓與所述靜電卡盤是否完成解離吸附，包括：

9、基于所述信號收集模塊向所述晶圓表面發送激光信號，并采集所述晶圓反饋的光譜強度，并將所述光譜強度傳輸至所述信號處理模塊，以使所述信號處理模塊基于所述光譜強度判斷所述晶圓與所述靜電卡盤是否完成解離吸附；其中，當所述光譜強度大于預設光譜強度閾值時，確定所述晶圓與所述靜電卡盤完成解離吸附。

10、進一步，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，在所述控制所述靜電卡盤的直流電源的輸出電壓以預設下降速率由正向電壓變為負向電壓步驟之前，還包括：

11、當所述晶圓的加工工藝結束時，向反應腔室通入非反應氣體，并控制所述晶圓下方的背吹氣體的壓力降低至預設壓力。

12、進一步，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述預設下降速率的取值范圍為100v/s～2000v/s。

13、進一步，本發明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述預設壓力的取值范圍為1torr～4torr。

14、進一步，本發明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，所述預設光譜強度閾值的取值范圍為初始光譜強度*1％～初始光譜強度*10％，所述初始光譜強度為所述信號收集模塊開啟時所述晶圓反饋的光譜強度。

15、第二方面，本發明實施例還提供了一種半導體工藝設備，包括：反應腔室及控制器；所述反應腔室中包括靜電卡盤，所述靜電卡盤表面用于放置晶圓；

16、所述控制器包括處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時，執行如第一方面任一項所述的晶圓的解離吸附控制方法。

17、進一步，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所述半導體工藝設備還包括：干涉測量儀，所述干涉測量儀包括信號收集模塊和信號處理模塊；所述信號收集模塊設置于所述晶圓的正上方；

18、所述信號收集模塊用于向所述晶圓表面發送激光信號，并采集所述晶圓反饋的光譜強度，并將所述光譜強度傳輸至所述信號處理模塊；

19、所述信號處理模塊用于基于所述光譜強度判斷所述晶圓與所述靜電卡盤是否完成解離吸附；其中，當所述光譜強度大于預設光譜強度閾值時，確定所述晶圓與所述靜電卡盤完成解離吸附。

20、本發明實施例提供了一種晶圓的解離吸附控制方法及半導體工藝設備，該方法包括：當反應腔室中所述晶圓的加工工藝結束時，關閉射頻電源功率，停止向反應腔室通入反應氣體；其中，晶圓下方持續通入背吹氣體；對晶圓下方的靜電卡盤進行電荷中和控制，并監測晶圓與靜電卡盤表面的相對距離，基于相對距離判斷晶圓與靜電卡盤是否完成解離吸附；如果是，停止對靜電卡盤進行電荷中和控制，以使晶圓脫離靜電卡盤的吸附。本發明通過在晶圓加工工藝結束之后且晶圓被頂針結構頂起之前，先對晶圓進行解離吸附控制，中和靜電卡盤表面的電荷，可以降低晶圓與靜電卡盤之間的吸附力，使晶圓與靜電卡盤完成解離吸附，進而使晶圓能夠完整傳出反應腔室，避免晶圓與靜電卡盤之間吸附力較大粘片時頂針結構的上升推力導致晶圓產生形變或碎片，降低了晶圓成品報廢率。

21、本發明實施例的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，或者，部分特征和優點可以從說明書推知或毫無疑義地確定，或者通過實施本發明實施例的上述技術即可得知。

22、為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術特征：

1.一種晶圓的解離吸附控制方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述晶圓下方的靜電卡盤進行電荷中和控制，包括：

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述相對距離判斷所述晶圓與所述靜電卡盤是否完成解離吸附，包括：

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體工藝設備包括干涉測量儀，所述干涉測量儀包括信號收集模塊和信號處理模塊；

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制所述靜電卡盤的直流電源的輸出電壓以預設下降速率由正向電壓變為負向電壓步驟之前，還包括：

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預設下降速率的取值范圍為100v/s～2000v/s。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述預設壓力的取值范圍為1torr～4torr。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述預設光譜強度閾值的取值范圍為初始光譜強度*1％～初始光譜強度*10％，所述初始光譜強度為所述信號收集模塊開啟時所述晶圓反饋的光譜強度。

9.一種半導體工藝設備，其特征在于，包括：反應腔室及控制器；所述反應腔室中包括靜電卡盤，所述靜電卡盤表面用于放置晶圓；

10.根據權利要求9所述的半導體工藝設備，其特征在于，還包括：干涉測量儀，所述干涉測量儀包括信號收集模塊和信號處理模塊；所述信號收集模塊設置于所述晶圓的正上方；

技術總結
本發明提供了一種晶圓的解離吸附控制方法及半導體工藝設備，涉及半導體技術領域，該方法包括：當反應腔室中所述晶圓的加工工藝結束時，關閉射頻電源功率，停止向反應腔室通入反應氣體；其中，晶圓下方持續通入背吹氣體；對晶圓下方的靜電卡盤進行電荷中和控制，并監測晶圓與靜電卡盤表面的相對距離，基于相對距離判斷晶圓與靜電卡盤是否完成解離吸附；如果是，停止對靜電卡盤進行電荷中和控制，以使晶圓脫離靜電卡盤的吸附。本發明能夠在晶圓傳出反應腔室之前使晶圓與靜電卡盤成功完成解離吸附，進而使晶圓能夠完整傳出反應腔室，避免晶圓與靜電卡盤之間吸附力較大粘片時頂針結構的上升推力導致晶圓產生形變或碎片，降低了晶圓成品報廢率。

技術研發人員：王建龍
受保護的技術使用者：北京北方華創微電子裝備有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28