半导体工艺设备、控制方法、控制装置和可读存储介质与流程

本发明涉及半导体工艺，具体而言，涉及一种半导体工艺设备、防止聚焦环偏移的控制方法、控制装置、可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、在半导体设备中，聚焦环(focusring，以下简称fr)是一个非常重要的部件，位于半导体设备的反应腔内,用于延伸等离子区域，提高晶圆(wafer)边缘的刻蚀速度，提高刻蚀均匀性。由于聚焦环与晶圆之间的间距极小(约0.1mm-0.3mm内)，当腔室内气流发生变化时，例如，在开腔至合腔，腔室由大气状态到真空状态的抽真空过程中，容易导致聚焦环发生径向微小晃动，使得聚焦环与晶圆之间的间距发生微小偏移，如果使得聚焦环与晶圆接触，则存在工艺过程中的打火(arcing)风险，为了防止由于腔室气流变化而引起聚焦环发生微小偏移及与晶圆接触造成工艺过程中打火，则可以在腔室大气状态到真空状态过程中固定聚焦环位置不变，直至聚焦环由静电吸附稳固。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体工艺设备，以解决腔室从大气状态到真空状态抽气过程中聚焦环位置偏移技术问题。

2、本发明提供的半导体工艺设备，包括：

3、腔室；

4、承载盘，位于所述腔室内，所述承载盘具有第一承载部和环绕于所述第一承载部外周侧的第二承载部，所述第一承载部用于承载晶圆，所述第二承载部承载有聚焦环；所述第二承载部设有第一气道和电连接于吸附电源的的吸附电极，所述第一气道连通于所述聚焦环的背面，所述吸附电极用于吸附所述聚焦环的背面；以及，

5、腔室抽气通道，用于对所述腔室的反应腔抽气。

6、本发明的半导体工艺设备带来的有益效果是：

7、通过在承载聚焦环的第二承载部中设置第一气道，可以利用第一气道通过抽气管道进一步与具有抽气功能的装置或部件相连，对聚焦环的背面进行抽气，使得聚焦环背面的气压小于聚焦环正面气压，气压差作用于聚焦环以实现聚焦环的背面与第二承载部更加紧实地接触，从而在吸附电源对聚焦环通过库仑力进行吸附时，可以更稳定地吸附，防止腔室在从大气状态到真空状态的抽气过程中，聚焦环的位置发生偏移。

8、可选的技术方案中，半导体工艺设备还包括腔室抽气通道，所述腔室抽气通道通过抽气管道与所述第一气道相连。

9、可选的技术方案中，所述半导体工艺设备还包括供气通道，所述供气通道通过第一供气阀与所述第一气道相连。所述供气通道配置为与冷却气气源相连。

10、可选的技术方案中，所述半导体工艺设备还包括：

11、压紧工装，压紧工装用于将聚焦环压紧于第二承载部，所述压紧工装包括工装基座和固设于所述工装基座下端部的工装衬垫；所述工装衬垫由弹性材质制作而成。

12、可选的技术方案中，吸附电源具有多个，每个吸附电源独立地电连接至少一个吸附电极；各个吸附电极间隔设置于第二承载部。

13、本发明的第二个目的在于提供一种防止聚焦环偏移的控制方法，以解决腔室从大气状态到真空状态抽气过程中聚焦环位置偏移的技术问题。

14、本发明提供的防止聚焦环偏移的控制方法，应用于上述任一项的半导体工艺设备，所述控制方法包括：抽气吸附步和库仑力吸附步；

15、所述抽气吸附步包括：

16、控制所述腔室抽气通道关断，并控制所述第一气道和所述抽气管道开通，以在大气环境下对位于所述第二承载部在所述聚焦环的背面区域进行抽气吸附；

17、若所述聚焦环抽气吸附到位，执行库仑力吸附步；

18、库仑力吸附步包括：

19、控制所述第一气道和所述抽气管道关断，控制所述腔室抽气通道开通，以对所述反应腔抽气；

20、获得所述反应腔压力值，若所述反应腔压力值小于反应腔压力阈值，开启吸附电源；

21、获得所述吸附电源的工作参数，所述工作参数包括电源极性和/或电压值；若所述吸附电源的工作参数达到设定值，控制所述半导体工艺开始。

22、本发明的第三个目的在于提供一种防止聚焦环偏移的控制方法，以解决腔室从大气状态到真空状态抽气过程中聚焦环位置偏移的技术问题。

23、本发明提供的防止聚焦环偏移的控制方法，应用于上述任一项的半导体工艺设备，所述控制方法包括：抽气吸附步和库仑力吸附步；

24、所述抽气吸附步包括：

25、控制所述腔室抽气通道和所述供气通道关断，并控制所述第一气道和所述抽气管道开通，以在大气环境下对位于所述第二承载部在所述聚焦环的背面区域进行抽气吸附；

26、若所述聚焦环抽气吸附到位，执行库仑力吸附步；

27、库仑力吸附步包括：

28、控制所述第一气道和所述抽气管道关断，控制所述腔室抽气通道开通，以对所述反应腔抽气；

29、获得所述反应腔压力值，若所述反应腔压力值小于反应腔压力阈值，开启吸附电源；

30、获得所述吸附电源的工作参数，所述工作参数包括电源极性和/或电压值；若所述吸附电源的工作参数达到设定值，控制所述供气通道开通，以对所述聚焦环的背面区域供气。

31、上述发明提供的控制方法带来的有益效果是：

32、通过将第一气道和所述抽气管道开通，并使得腔室抽气通道断开，可以实现对第二承载部在聚焦环的背面区域抽气，以利于聚焦环背面的这部分区域气压降低，减少乃至于消除聚焦环在从大气状态到真空开关状态中移动的可能性。

33、通过开启吸附电源，并且在吸附电源的工作参数到达设定值之后，控制空气通道开通，可以利用库仑力吸附聚焦环，足以保证聚焦环可以受到足够大的作用力，以与第二承载部之间产生较大压力，保证聚焦环的位置稳定。

34、可选的技术方案中，所述库仑力吸附步还包括：

35、获得所述供气通道的冷却气漏率值，若所述冷却气漏率值小于冷却气漏率阈值，控制所述供气通道关断，并确定所述聚焦环满足工艺条件，若所述冷却气漏率值大于等于所述冷却气漏率阈值，重新执行所述抽气吸附步和库仑力吸附步。

36、可选的技术方案中，所述吸附抽气压力阈值范围为：0.1torr～0.3torr；

37、所述反应腔压力阈值小于大气压值；

38、所述冷却气漏率阈值范围为：1sccm-4sccm。

39、可选的技术方案中，所述抽气吸附步还包括：若所述腔室处于开腔状态，则提示放置压紧工装，以将所述压紧工装置于所述聚焦环的上端面；

40、若所述聚焦环抽气吸附到位，则提示移除压紧工装，以将所述压紧工装移出腔室，并关闭所述腔室，执行库仑力吸附步。

41、可选的技术方案中，所述聚焦环抽气吸附到位之前，所述抽气吸附步中，还包括：

42、获取抽气管道压力值；

43、判断所述抽气管道是否小于吸附抽气压力阈值；

44、若是，确定所述聚焦环抽气吸附到位。

45、可选的技术方案中，所述库仑力吸附步中，若所述吸附电源的工作参数达到设定值，控制所述供气通道开通，包括：

46、控制所述第一气道和所述抽气管道开通第一时长后，控制所述第一气道和所述抽气管道关断，然后，控制所述腔室抽气通道开通以对所述反应腔进行抽气，直至所述反应腔内达到底压并经过第二时后，控制所述供气通道开通并持续第三时长。

47、可选的技术方案中，所述第一时长范围为：1s～10s；

48、和/或，所述第二时长范围为：1s～10s；

49、和/或，所述第三时长范围为：3s～15s。

50、可选的技术方案中，所述库仑力吸附步中，所述控制所述供气通道开通之后，还包括：

51、获取所述供气通道的气体流量值，根据所述气体流量值计算得到冷却气漏率值；

52、若所述供气通道的冷却气漏率值大于等于冷却气漏率阈值，报警提示，并重新执行所述抽气吸附步和库仑力吸附步。

53、可选的技术方案中，所述半导体工艺设备中，吸附电源具有多个，每个吸附电源独立地电连接至少一个吸附电极；连接不同的吸附电源的吸附电极与承载盘的中心具有不同的距离；所述控制方法还包括库仑力吸附调整步；

54、所述库仑力吸附调整步包括：

55、工艺过程中，控制所述抽气管道关断、控制所述供气通道开通，若所述供气通道的冷却气漏率值小于所述冷却气漏率阈值，继续正常执行工艺过程，若所述供气通道的冷却气漏率值大于等于所述冷却气漏率阈值，关停工艺，并重新执行抽气吸附步和库仑力吸附步所述。

56、可选的技术方案中，所述更改所述吸附电源的工作参数，包括：

57、控制所述吸附电源的电压值提高。

58、可选的技术方案中，更改吸附电源的工作参数还包括，控制各所述吸附电源的极性非同步地更改。

59、本发明的第三个目的在于提供一种控制装置，以解决腔室从大气状态到真空状态抽气过程中聚焦环位置偏移的技术问题。

60、本发明提供的控制装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述任一项控制方法的步骤。

61、本发明的第四个目的在于提供一种可读存储介质，以解决腔室从大气状态到真空状态抽气过程中聚焦环位置偏移的技术问题。

62、本发明提供的可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求上述任一项所述控制方法的步骤。

63、本发明的第五个目的在于提供一种计算机程序产品，以解决腔室从大气状态到真空状态抽气过程中聚焦环位置偏移的技术问题。

64、本发明提供的计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述控制方法的步骤。

65、本发明的控制装置、可读存储介质和计算机程序产品，可以与上述的控制方法达到相同的技术效果。