半导体制造设备及其操作方法与流程

本申请主张享有于2018/09/20申请的美国正式申请第16/137,224号的优先权及益处，该美国正式申请的内容以全文引用的方式并入本文中。

本公开涉及一种设备及该设备的操作方法，且特别涉及一种半导体制造设备及该制造设备的操作方法。

背景技术：

具有半导体元件的电子设备对许多现代的应用至关重要。随着电子技术的进步，半导体元件的尺寸变得越来越小，并且提供更大的功能及更大数量的集成电路。半导体元件的制造通常涉及在半导体的基底上放置多个部件。

在干蚀刻工艺期间包括在等离子体形成期间，处理芯片上的电荷容易被诱发。特别对于高偏压的蚀刻工艺，以非各向同性蚀刻实现高纵深(highaspectratio)结构，导体层的表面容易积累电子电荷。如果导体没有有效接地或导体层上的电荷未被适当地释放，导体层上的累积电压电位容易引起电弧现象(arcphenomenon)。

目前，反应室去静电盘(chamberde-chuck)用于蚀刻工艺之后释放电荷。但是，当蚀刻目标的几何形状太小以致无法连接到基板时，去静电盘的步骤即可能无法有效地释放小几何形状导体上的电荷。

上文的“现有技术”说明仅涉及背景技术，并未承认上文的“现有技术”说明揭示本公开的主题，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本申请的任一部分。

技术实现要素：

本公开提供一种半导体制造设备以处理一半导体物件。该半导体制造设备包括：一处理反应室；一第一电极，设置于该反应室内；一第二电极，设置于该处理反应室内并且实质上在该第一电极下方；一射频电源，电连接至该第一电极；多个光源产生器，设置于该处理反应室内以照射该半导体物件，从而释放该半导体物件上的电荷。

在一些实施例中，该光源产生器的波长在280纳米至400纳米的范围内。

在一些实施例中，该光源产生器于一水平方向上以等间隔彼此间隔开。

在一些实施例中，该光源产生器设置于该半导体物件的上方。

在一些实施例中，该半导体制造设备还包括一气体供应系统，该气体供应系统连接至该处理反应室的入口，并且经配置以将一种或多种化学气体引入该处理反应室。

在一些实施例中，该半导体制造设备还包括一排气系统，该排气系统连接至该处理反应室的出口，并且经配置以从该处理反应室移除该化学气体。

在一些实施例中，该第二电极接地。

在一些实施例中，该第二电极是浮动的。

在一些实施例中，该第二电极经配置以平行于该第一电极。

在一些实施例中，该半导体制造设备被应用以执行一基于等离子体的工艺。

在一些实施例中，该半导体制造设备被应用以执行一蚀刻或一沉积的工艺。

本公开另提供一种半导体制造设备的操作方法。该半导体制造装置包括：一处理反应室；一第一电极，设置于该反应室内；一第二电极，该第二电极平行于该第一电极；一射频电源，电连接至该第一电极；一个或多个光源产生器，设置于该处理反应室内；以及一气体供应系统与一排气系统，该气体供应系统与该排气系统连通该处理反应室。该操作方法包括：移动一半导体物件至该处理反应室内；打开该射频电源以提供一偏置功率来迫使游离分子至该半导体物件的一表面并与该半导体物件反应；打开该光源产生器以照射紫外光来激发该半导体物件上的自由电子；关闭该射频电源；以及将该半导体物件移出该处理反应室。

在一些实施例中，该操作方法包括：在关闭该射频电源后，关闭该光源产生器。

在一些实施例中，该操作方法还包括：在该半导体物件被移出该处理反应室之后，关闭该光源产生器。

在一些实施例中，该操作方法还包括：打开该射频电源，并且打开该光源产生器。

在一些实施例中，该射频电源及该光源产生器同时打开。

在一些实施例中，该操作方法还包括：当该射频电源打开时，将一种或多种化学气体引入该处理反应室。

在一些实施例中，该操作方法还包括：当该射频电源关闭时，停止将该化学气体引入该处理反应室。

在一些实施例中，该操作方法还包括：当rf电源关闭时，吹除该处理反应室的该化学气体。

在一些实施例中，该紫外光的波长在10纳米(nm)至400纳米的范围内。

在一些实施例中，该紫外光的波长在280纳米至400纳米的范围内。

在一些实施例中，该半导体基底安装于该第二电极上方。

在一些实施例中，该操作方法被应用在一蚀刻或一沉积的工艺。

利用上述的配置，本公开的技术可以释放于蚀刻或沉积工艺期间累积在半导体物件上的自由电子。

上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，为的是使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的申请专利范围的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中普通技术人员应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中普通技术人员也应了解，这类等效建构无法脱离随附权利要求书范围所界定的本公开的精神和范围。

附图说明

参阅实施方式，其与权利要求书范围合并考量附图时，可得以更全面了解本申请的揭示内容，图中相同的元件符号指相同的元件。

图1是剖视图，例示本公开一些实施例的一半导体制造设备。

图2是流程图，例示本公开一些实施例(图1)的半导体制造设备的操作方法。

图3a至图3f是示意图，例示本公开一些实施例(图1)的制造设备使用图2的操作方法。

图4是流程图，例示本公开一些实施例的半导体制造设备的操作方法。

图5是示意图，例示本公开一些实施例的一光源产生器的操作。

附图标记说明：

300半导体制造装置

302处理反应室

302a入口

302b出口

304第一电极

306第二电极

308射频电源

310光源产生器

350半导体物件

360气体供应系统

370排气系统

400操作方法

400'操作方法

402操作

404操作

406操作

408操作

410操作

412操作

具体实施方式

本公开的以下说明伴随并入且组成说明书的一部分的附图，说明本公开实施例，然而本公开并不受限于该实施例。此外，以下的实施例可适当整合以下实施例以完成另一实施例。

“一实施例”、“实施例”、“例示实施例”、“其他实施例”、“另一实施例”等指本公开所描述的实施例可包含特定的特征、结构或特性，然而并非每一实施例必须包含该特定的特征、结构或特性。再者，重复使用“在实施例中”一语并非必须指相同实施例，然而可为相同实施例。

为了使得本公开可被完全理解，以下说明提供详细的步骤与结构。显然，本公开的实施不会限制本领域技术人员已知的特定细节。此外，已知的结构与步骤不再详述，以免不必要地限制本公开。本公开的较佳实施例详述如下。然而，除了实施方式之外，本公开也可广泛实施于其他实施例中。本公开的范围不限于实施方式的内容，而是由权利要求的范围来定义。

图1是剖视图，例示本公开一些实施例的一半导体制造设备300。参照图1，在一些实施例中，半导体制造装置300经配置以处理一半导体物件350，例如一半导体晶圆，并且半导体制造装置300经配置以激发累积在半导体物件350的(晶圆)表面上的自由电子。半导体制造设备300包括：一处理反应室302；一第一电极304，设置于该处理反应室302内；一第二电极306，设置于该处理反应室302内并且实质上在该第一电极304下方；一射频电源308，电连接至该第一电极304；一个或多个光源产生器310，设置于该处理反应室302内以照射该半导体物件350，从而自该半导体物件350释放电荷。

在一些实施例中，处理反应室302对于执行一基于等离子体的工艺特别有用。在一些实施例中，处理反应室302对于执行一蚀刻或沉积的工艺特别有用。在一些实施例中，处理反应室302是一真空反应室。在一些实施例中，处理反应室302具有一气体入口302a用以连通气体供应系统360。在一些实施例中，处理反应室302具有一气体出口302b用以连通排气系统370。在一些实施例中，气体入口302a及气体出口302b设置于反应室302的一底壁。

在一些实施例中，第二电极306平行于第一电极304。在一些实施例中，第一电极304及第二电极306形成一对平行电极。在一些实施例中，第二电极306与第一电极304绝缘。在一些实施例中，第二电极306接地，从而于第一电极304与第二电极306之间形成一电容。在一些实施例中，第二电极306是电性浮动的。在一些实施例中，半导体基底350安装于第二电极306上方。

在一些实施例中，射频电源308经配置以供应一高频功率。在一些实施例中，射频电源308供应的该高频功率用以做为控制第一电极306的电位的一电压源，因此相对于该等离子体，半导体物件350被赋予一负电位。

在一些实施例中，光源产生器310设置于半导体物件350的上方。在一些实施例中，光源产生器310设置于第一电极104的附近。在一些实施例中，光源产生器310于一水平方向上以等间隔彼此间隔开。在一些实施例中，光源产生器310是灯管、灯泡或发光二极管(led)。光源产生器310安装于第一电极304上方并且与第一电极304电绝缘。

在一些实施例中，光源产生器310经配置以产生具有足够能量的光，以在蚀刻或沉积过程期间激发在半导体物件350上累积的一个或多个自由电子。在一些实施例中，光源产生器10经配置以照射紫外光。在一些实施例中，来自光源产生器310的该紫外光的波长在10纳米(nm)至400纳米的范围内。在一些实施例中，该紫外光的波长在280纳米至400纳米的范围内。

本公开另提供一种半导体制造设备的操作方法300。在一些实施例中，透过该操作方法释放半导体物件350中累积的电荷。该操作方法包括多个操作(步骤)，并且描述和说明不被视为对操作程序的限制。图2是流程图，例示图1的半导体制造设备300的一操作方法400。操作方法400包括多个操作(步骤)：402、404、406、408及410。

半导体制造装置300包括：一处理反应室302；一第一电极304，设置于该反应室302内；一第二电极306，该第二电极306平行于该第一电极304；一射频电源308，电连接至该第一电极304；一个或多个光源产生器310，设置于该处理反应室302内；以及一气体供应系统360与一排气系统370，该气体供应系统360与该排气系统370连通该处理反应室302。

在402操作中，移动一半导体物件350至处理反应室302内，如图3a所示。在一些实施例中，半导体物件350是一半导体晶圆。在一些实施例中，半导体基底350安装于第二电极306上方并且接地。

在操作404中，打开射频电源308以提供一偏置功率来激发用于蚀刻或沉积工艺的自由电子。在蚀刻工艺或沉积工艺期间，游离分子形成化学反应性及离子物质，电荷逐渐累积于在半导体物件350上。处理反应室302中射频电源308提供的该高偏压经配置以迫使游离分子至半导体物件350的表面并与半导体物件350反应。在一些实施例中，当该射频电源308打开时，气体供应系统360将一种或多种化学气体引入处理反应室302。在一些实施例中，化学气体包括氩(ar)、四氟甲烷(cf4)及氧(o2)。

在操作406中，打开该光源产生器310以照射紫外光来激发半导体物件350上的自由电子，如图3c所示。在一些实施例中，来自光源产生器310的该紫外光的波长在10纳米(nm)至400纳米的范围内。在一些实施例中，该紫外光的波长在280纳米至400纳米的范围内。在一些实施例中，射频电源308及光源产生器310同时打开。在一些实施例中，关闭射频电源308后打开光源产生器310。在一些实施例中，当射频电源308关闭时，透过排气系统370吹除该处理反应室的该化学气体。

在操作408中，关闭射频电源308，如图3d所示。在一些实施例中，关闭射频电源308时打开光源产生器310。在一些实施例中，当打开射频电源308一预定时间长度时，打开光源产生器310。

在410操作中，将半导体物件350移出处理反应室302，如图3e所示。在一些实施例中，于释放自由电子后，将半导体物件350移出处理反应室302。

在操作412中，将半导体物件350移出处理室302之后关闭光源产生器310，如图3f所示。

在一些实施例中，于射频发生器308关闭之后，在半导体物件350移出处理室302之前关闭光源产生器310，如图4及图5所示。

总而言之，利用上述的配置，可以释放在蚀刻或沉积工艺期间累积在半导体对象350上的自由电子，防止半导体物件350被损坏。

本公开提供一种半导体制造设备以处理一半导体物件。该半导体制造设备包括：一处理反应室、一第一电极、一第二电极、一射频电源、以及一个或多个光源产生器。该第一电极设置于该处理反应室内。该第二电极设置于该处理反应室内并且实质上在该第一电极下方。该射频电源电连接至该第一电极。该一个或多个光源产生器设置于该处理反应室内以照射该半导体，从而释放该半导体物件上的电荷。

本公开另提供一种半导体制造设备的操作方法。该半导体制造装置包括：一处理反应室；一第一电极，设置于该反应室内；一第二电极，该第二电极平行于该第一电极；一射频电源，电连接至该第一电极；一个或多个光源产生器，设置于该处理反应室内；以及一气体供应系统与一排气系统，该气体供应系统与该排气系统连通该处理反应室。该操作方法包括：移动一半导体物件至该处理反应室内；打开该射频电源以提供一偏置功率来迫使游离分子至该半导体物件的一表面并与该半导体物件反应；打开该光源产生器以照射紫外光来激发该半导体物件上的自由电子；关闭该射频电源；以及将该半导体物件移出该处理反应室。

虽然已详述本公开及其优点，然而应理解可进行各种变化、取代与替代而不脱离本申请权利要求范围所定义的本公开的精神与范围。例如，可用不同的方法实施上述的许多工艺，并且以其他工艺或其组合替代上述的许多工艺。

再者，本申请的范围并不受限于说明书中所述的工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法与步骤的特定实施例。本领域技术人员可自本公开的揭示内容理解可根据本公开而使用与本文所述的对应实施例具有相同功能或是达到实质相同结果的现存或是未来发展的工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤。据此，此等工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤包含于本申请的权利要求范围内。