具体实施方式

下面结合附图对本申请提供的晶圆处理方法及晶圆处理装置的具体实施方式做详细说明。

本具体实施方式提供了一种晶圆处理方法，附图1是本申请具体实施方式中晶圆处理方法的流程图。如图1所示，所述晶圆处理方法，包括如下步骤：

步骤S11，建立映射关系，所述映射关系包括多个热处理温度、以及与多个所述热处理温度一一对应的多个降温处理时间，所述热处理温度是炉管制程中炉管达到的最高温度，所述降温处理时间根据晶圆的温度从所述热处理温度降低到目标温度的时间确定。

在一些实施例中，建立映射关系的具体步骤包括：

提供多个所述热处理温度；

针对每一所述热处理温度执行如下步骤：

采用所述热处理温度对晶圆进行炉管制程处理；

根据经过所述炉管制程处理的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的时间，以确定与所述热处理温度对应的所述降温处理时间。

具体来说，可以根据半导体制程工艺的需要，设置多个互不相同的热处理温度。针对每一所述热处理温度进行如下处理：首先，将晶圆置于炉管内。接着，升高所述炉管的温度至所述热处理温度，并使得所述炉管稳定保持所述热处理温度一段时间，以完成对所述晶圆的炉管制程处理。当所述炉管稳定保持在所述热处理温度时，所述晶圆的温度也保持在所述热处理温度。然后，将所述晶圆自所述炉管中取出。所述晶圆在脱离所述炉管的初始时刻，所述晶圆的温度为所述热处理温度。之后，对所述晶圆进行降温处理，并记录所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的时间，根据记录的时间获取与所述热处理温度对应的所述降温处理时间。

在本具体实施方式中，对所述晶圆进行降温的具体方式，可以是自然冷却降温，也可以是通过冷却气体或者冷却水等方式降温，本具体实施方式对此不做限定，只要确保建立所述映射关系时的晶圆降温方式与对目标晶圆进行降温时的降温方式相同即可。

在一些实施例中，提供多个所述热处理温度的具体步骤包括：

提供多个晶圆处理工艺条件，每一所述晶圆处理工艺条件中均包括一个所述热处理温度。

附图2是本申请具体实施方式中建立映射关系的流程图。具体来说，所述晶圆处理工艺条件(recipe)是指，在晶圆产品的生成过程中，预先对晶圆所需做的每一工艺步骤制定的处理规范。在所述晶圆处理工艺条件中，包括了所述晶圆在扩散工艺的炉管制程中的热处理温度T_high。

在一些实施例中，采用所述热处理温度对晶圆进行炉管制程处理的具体步骤包括：

提供晶舟，所述晶舟内具有沿所述晶舟的轴线方向放置的多片晶圆；

放置晶舟于炉管内；

采用所述热处理温度对晶舟内的所有晶圆进行炉管制程处理。

具体来说，所述晶舟内具有沿所述晶舟的轴线方向排布的多个晶圆槽，多片所述晶圆一一放置于多个所述晶圆槽内。之后，通过机械手臂等传输结构将所述晶舟放置于炉管内。接着，开始对所述炉管升温，直至达到所述热处理温度，并保持所述炉管内的温度稳定在所述热处理温度，以对所述晶舟内的所述晶圆进行扩散等炉管制程处理。

在一些实施例中，所述晶圆处理工艺条件中还包括与所述热处理温度对应的预设降温时间；根据经过所述炉管制程处理的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的时间，确定与所述热处理温度对应的所述降温处理时间的具体步骤包括：

获取经过所述炉管制程处理的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的总降温时间；

根据所述总降温时间和所述预设降温时间获取与所述热处理温度对应的所述降温处理时间。

在一些实施例中，获取经过所述炉管制程处理的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的总降温时间的具体步骤包括：

将经过所述炉管制程处理的所述晶舟自所述炉管中取出；

获取所述晶舟中最顶层的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的总降温时间。

在一些实施例中，获取所述晶舟中最顶层的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的总降温时间的具体步骤包括：

判断所述晶舟是否完全的从所述炉管中取出，若是，则获取所述晶舟中最顶层的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的总降温时间。

在一些实施例中，根据所述总降温时间和所述预设降温时间获取与所述热处理温度对应的所述降温处理时间的具体步骤包括：

以所述总降温时间和所述预设降温时间之差作为与所述热处理温度对应的所述降温处理时间。

具体来说，所述晶圆处理工艺条件中还包括所述晶圆在完成所述炉管制程之后需要降低到的所述目标温度T_low、以及预设降温时间t₁。所述预设降温时间t1是指在晶圆产品的设计阶段，通过计算得到的所述晶圆从所述热处理温度T_high降低到所述目标温度T_low的理论所需时间。而在实际的制程工艺中，所述晶圆从所述热处理温度T_high降低到所述目标温度T_low的时间是大于或者等于所述预设降温时间t₁。而为了使得炉管制程工艺之后的工艺顺利进行，需要确保所述晶圆的温度降至所述目标温度T_low。所述热处理温度T_high可以为500℃～700℃，例如630℃；所述目标温度T_low可以为50℃～100℃，例如75℃。

在所述晶圆于所述炉管内完成扩散等炉管制程工艺之后，装载有多片所述晶圆的所述晶舟开始从所述炉管中取出。在一示例中，所述晶舟沿竖直向下的方向下降，以退出所述炉管，因此，位于所述炉管最顶层的所述晶圆最后离开所述炉管。待所述晶舟完全离开所述炉管后，采用红外测温仪等测温工具测量所述晶舟最顶层的所述晶圆的温度。之后，开始对所述晶舟内的所述晶圆进行冷却降温，并记录所述晶舟最顶层的所述晶圆从所述热处理温度T_high降低到所述目标温度T_low的时间t_m。最后，根据公式t₂＝t_m-t₁，其中，t₂表示与所述热处理温度对应的所述降温处理时间，从而建立了一个所述热处理温度T_high与一个所述降温处理时间之间的映射关系。

步骤S12，获取目标晶圆处理工艺条件中的目标热处理温度。

步骤S13，根据所述映射关系获取与所述目标热处理温度对应的目标降温处理时间。

步骤S14，根据所述目标降温处理时间对经过炉管制程处理的目标晶圆进行降温。

在一些实施例中，根据所述目标降温处理时间对经过所述当前炉管制程处理的目标晶圆进行降温的具体步骤包括：

获取所述目标晶圆处理工艺条件中的目标预设降温时间；

对经过炉管制程处理的目标晶圆进行降温，降温时间为所述目标预设降温时间与所述目标降温处理时间之和。

具体来说，在建立了所述映射关系之后，获取所述目标晶圆处理工艺条件中目标热处理温度和目标预设降温时间，并根据所述映射关系匹配出相应的降温处理时间，作为所述目标降温处理时间，并以所述目标预设降温时间与所述目标降温处理时间之和作为目标总降温时间。接着，将所述目标晶圆放置于晶舟内，并将所述晶舟传输至所述炉管制程的炉管中，并根据所述目标热处理温度对所述目标晶圆进行炉管制程(例如扩散工艺)处理。待所述炉管制程处理结束之后，将装载有所述目标晶圆的所述晶舟自所述炉管中取出，以所述目标总降温时间对所述目标晶圆进行降温，以确保所述目标晶圆的温度降低至所述目标温度。

不仅如此，本具体实施方式还提供了一种晶圆处理装置，附图3是本申请具体实施方式中晶圆处理装置的结构框图。本具体实施方式提供的晶圆处理装置可以采用如图1和图2所示的晶圆处理方法对晶圆进行处理。如图3所示，所述晶圆处理装置包括：

存储模块30，用于存储映射关系，所述映射关系包括多个热处理温度、以及与多个所述热处理温度一一对应的多个降温处理时间，所述热处理温度是炉管制程中炉管达到的最高温度，所述降温处理时间根据晶圆的温度从所述热处理温度降低到目标温度的时间确定；

获取模块31，用于获取目标晶圆处理工艺条件中的目标热处理温度；

匹配模块32，用于根据所述映射关系获取与所述目标热处理温度对应的目标降温处理时间；

处理模块33，用于根据所述目标降温处理时间对经过炉管制程处理的目标晶圆进行降温。

在一些实施例中，所述晶圆处理装置还包括：

测试模块34，用于接收多个所述热处理温度，并针对每一所述热处理温度执行如下测试：采用所述热处理温度对晶圆进行炉管制程处理；根据经过所述炉管制程处理的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的时间，以确定与所述热处理温度对应的所述降温处理时间。

在一些实施例中，所述测试模块34包括：

接收单元341，用于接收多个晶圆处理工艺条件，每一所述晶圆处理工艺条件中均包括一个所述热处理温度；

热处理单元342，用于采用所述热处理温度对晶舟内的所有晶圆进行炉管制程处理，所述晶舟内具有沿所述晶舟的轴线方向放置的多片晶圆。

在一些实施例中，所述晶圆处理工艺条件中还包括与所述热处理温度对应的预设降温时间；所述测试模块34还包括：

获取单元343，用于获取经过所述炉管制程处理的所述晶圆从所述热处理温度降低到所述目标温度的总降温时间；

计算单元344，用于根据所述总降温时间和所述预设降温时间获取与所述热处理温度对应的所述降温处理时间。

在一些实施例中，所述计算单元344用于计算所述总降温时间和所述预设降温时间之差，并以计算结果作为与所述热处理温度对应的所述降温处理时间。

在一些实施例中，所述处理模块33用于获取所述目标晶圆处理工艺条件中的目标预设降温时间，并对经过炉管制程处理的目标晶圆进行降温，降温时间为所述目标预设降温时间与所述目标降温处理时间之和。

本具体实施方式提供的晶圆处理方法及晶圆处理装置，通过建立映射关系，所述映射关系包括多个热处理温度、以及与多个所述热处理温度一一对应的多个降温处理时间，从而使得在根据目标晶圆处理工艺条件对晶圆进行炉管热处理的过程中，可以快速、直观的获取与目标晶圆处理工艺条件中的目标热处理温度匹配的目标降温处理时间，无需为了使得所述晶圆达到目标温度而频繁的开启和关闭扩散机台，节省了扩散机台对晶圆处理的时间，提高了炉管制程工艺对晶圆处理的效率，增大了扩散机台的产能。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。