CN109407189A - 紫外光复合光栅及等离子装置 - Google Patents

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Abstract

本揭露有关于一种紫外光复合光栅及等离子装置。此紫外光复合光栅包含第一格栅及第二格栅。第一格栅设有多个第一穿孔，及第二格栅设有多个第二穿孔，且第一穿孔及第二穿孔是交错设置。第一格栅是由不透光材料所制成，且第二格栅是由滤光材料所制成。紫外光复合光栅可滤除波长小于180nm的紫外光。

Description

紫外光复合光栅及等离子装置
技术领域
本揭露是有关一种紫外光复合光栅，且特别是提供一种适用于等离子装置的紫外光复合光栅。
背景技术
半导体材料的发展驱使半导体装置的大幅成长。为了提升半导体装置的装置密度与效能，并降低其成本，半导体装置中各层薄膜的堆叠、表面性质与结构设计均是被积极地研究发展。为了形成不同的设计结构，蚀刻制程是常用的制程技术，其中蚀刻制程包含覆盖光阻层至半导体装置上，以避免蚀刻剂侵蚀被覆盖的区域。于蚀刻制程后，为了沉积及/或形成接续的薄膜，光阻层是进一步通过等离子处理移除。
发明内容
根据本揭露的一态样，提出一种紫外光复合光栅。此紫外光复合光栅包含第一格栅及第二格栅，其中第二格栅对准并平行于第一格栅。第一格栅设有多个第一穿孔，且第二格栅设有多个第二穿孔。这些第一穿孔错开第二穿孔。第一格栅是由不透光材料所制成。第二格栅是由绿光材料所制成，且此滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。
根据本揭露的另一态样，提出一种等离子装置。此等离子装置包含真空腔体、加热装置、紫外光复合光栅、及射频线圈。真空腔体的顶端设有气体入口。加热装置是配置以加热半导体晶圆，且加热装置设置于真空腔体的底端。紫外光复合光栅设置于气体入口及加热装置之间，且紫外光复合光栅平行于加热装置的加热面。紫外光复合光栅的垂直投影面积实质大于或等于半导体晶圆的垂直投影面积。此紫外光复合光栅包含上格栅及下格栅。下格栅对准并平行于上格栅。上格栅设有多个第一穿孔，且下格栅设有多个第二穿孔，其中第一穿孔错开第二穿孔。上格栅及下格栅的一者是由不透光材料所制成，且另一者是由滤光材料所制成，其中滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。射频线圈设置于气体入口及紫外光复合光栅之间。
附图说明
从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本揭露的态样有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸可任意地增加或减少。
图1A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图；
图1B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图1A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图；
图2A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图；
图2B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图2A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图；
图3A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图；
图3B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图3A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图；
图4A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图；
图4B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图4A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图；
图5A是绘示根据本揭露的一些实施例的等离子装置的剖面示意图；
图5B是绘示根据本揭露的一些实施例的图5A的等离子装置产生等离子时，紫外光复合光栅的剖面示意图。
具体实施方式
以下的揭露提供了许多不同的实施例或例子，以实施发明的不同特征。以下所描述的构件与安排的特定例子是用以简化本揭露。当然这些仅为例子，并非用以做为限制。举例而言，在描述中，第一特征形成于第二特征上方或上，可能包含第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施例，而也可能包含额外特征可能形成在第一特征与第二特征之间的实施例，如此第一特征与第二特征可能不会直接接触。此外，本揭露可能会在各例子中重复参考数字及/或文字。这样的重复是基于简单与清楚的目的，以其本身而言并非用以指定所讨论的各实施例及/或配置之间的关系。
另外，在此可能会使用空间相对用语，以方便描述来说明如附图所绘示的一元件或一特征与另一(另一些)元件或特征的关系。除了在图中所绘示的方向外，这些空间相对用词意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。设备可能以不同方式定位(旋转90度或在其他方位上)，因此可利用同样的方式来解释在此所使用的空间相对描述符号。此外，“所制成(made of)”的用语可指为“包含(comprising)”或“所组成(consisting of)”等用语。
于半导体制程中，蚀刻制程常用以在各薄膜中形成所要求的半导体结构以及各层的特定结构，例如：沟渠(trench)、通道(channel)、垫(pad)及/或窗(via)等。其中，光阻层是覆盖于不须被蚀刻的区域上，以避免被蚀刻介质侵蚀。当进行蚀刻制程后，光阻层须进一步移除，以沉积及/或形成接续的薄膜。一般光阻层可通过等离子处理移除。于等离子处理中，气体解离所形成的等离子是同时具有自由基与低波长的紫外光光子(亦即高能量的紫外光光子)，其中自由基可用以移除光阻层，但若这些低波长的紫外光光子直接照射待处理的半导体晶圆时，这些高能量的紫外光光子会破坏半导体晶圆，而使半导体晶圆形成更严重的硅缺陷。据此，等离子中的这些紫外光光子须通过光栅滤除。然而，随着半导体制程越趋复杂，其中的蚀刻处理、等离子处理及/或沉积制程等制程步骤亦使得半导体晶圆更容易产生空位(vacancy)及/或双空位(divacancy)等硅缺陷。当硅缺陷的数量过多或范围过大时，半导体晶圆容易破损毁坏。
本揭露揭示一种紫外光复合光栅及其应用。通过本揭露的紫外光复合光栅，真空紫外光(Vacuum Ultra-Violet；VUV)可被滤除，以避免高能量的紫外光光子直接照射半导体晶圆，来避免产生更多的硅缺陷。此外，当滤除后的其他紫外光光子照射至半导体晶圆时，半导体晶圆中的硅缺陷亦可被有效地回复，而提升半导体晶圆的品质。
请同时参照图1A及图1B，其中图1A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图，且图1B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图1A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图。紫外光复合光栅100包含第一格栅110及第二格栅120，且第二格栅120是对准并平行于第一格栅110。第一格栅110设有多个第一穿孔111，且第二格栅120设有多个第二穿孔121。第一穿孔111是错开第二穿孔121，以使光线无法由紫外光复合光栅100的一侧直接穿过第一穿孔111与第二穿孔121，而无法照射至紫外光复合光栅100的另一侧。须理解的是，此处所言的“直接穿过穿孔”是指光线不经反射或折射等传递机制，而可以直线传递的路径直接穿过穿孔。
第一格栅110是由不透光材料所制成。在一些实施例中，不透光材料可包含但不限于铝、其他适当的不透光材料或上述材料的任意混合。第二格栅120是由滤光材料所制成，且此滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。在一些实施例中，此滤光材料可滤除真空紫外光。在一些实施例中，此滤光材料可包含但不限于石英材料、蓝宝石材料(sapphire)、其他适当的滤光材料或上述材料的任意混合。在一些具体例中，石英材料可包含但不限于商品名为GE Type214的熔融石英(fused quartz)、商品名为GE Type 219的熔融石英、其他可滤除波长小于180nm的紫外光的石英材料或上述材料的任意组合。据此，由于第一格栅110是由不透光材料所制成，第二格栅120是由滤光材料所制成，且第一穿孔111与第二穿孔121是交错设置，故紫外光复合光栅100可遮蔽波长小于180nm的紫外光。
在一些实施例中，第一格栅110与第二格栅120间的距离D12实质是大于0毫米且小于或等于4毫米。若第一格栅110与第二格栅120间的距离D12大于4毫米时，第一格栅110与第二格栅120间的距离D12过大，而易使波长小于180nm的紫外光经由第一穿孔111与第二穿孔121穿过紫外光复合光栅100，进而使紫外光复合光栅100失去滤除波长小于180nm的光线的功效。若第一格栅110与第二格栅120间的距离D12等于0毫米，且紫外光复合光栅100应用于等离子装置时，虽然紫外光复合光栅100仍可滤除波长小于180nm的紫外光，但等离子中的自由基无法通过漫射扩散作用(diffuse)，经第一穿孔111与第二穿孔121漫射通过紫外光复合光栅100，而无法通过这些自由基移除光阻层。在一些实施例中，第一格栅110与第二格栅120间的距离D12实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，第一格栅110与第二格栅120间的距离D12实质是2毫米。
举例而言，第一穿孔111与第二穿孔121的孔径W1与W2分别实质为3毫米至4毫米。若第一穿孔111的孔径W1及/或第二穿孔121的孔径W2小于3毫米时，过窄小的穿孔孔径W1与W2会使前述自由基不易通过漫射作用通过第一穿孔111及第二穿孔121，而降低自由基对光阻层的移除效率。须注意的是，虽然可通过增加穿孔密集度来提升自由基漫射通过穿孔的数量，以提升并维持其效益，但过于密集的穿孔将降低格栅的机械强度，而使格栅于抽真空过程中崩坏碎裂。再者，过于密集的穿孔亦大幅增加第一穿孔111与第二穿孔121的重叠机率，而使紫外光易直接经由垂直位置相互重叠的第一穿孔111与第二穿孔121通过紫外光复合光栅100。若第一穿孔111的孔径W1及/或第二穿孔121的孔径W2大于4毫米时，过大的孔径W1与W2易使紫外光直接穿过第一穿孔111与第二穿孔121，而使紫外光复合光栅100无法遮蔽波长小于180nm的紫外光。相同地，虽然可通过降低穿孔密集度进一步降低第一穿孔111与第二穿孔121的重叠机率，但过于稀疏的穿孔将降低自由基通过漫射作用通过紫外光复合光栅100的数量，而降低其效益。在一些实施例中，第一穿孔111与第二穿孔121的孔径W1与W2分别实质为3.4毫米至3.5毫米。
在一些实施例中，紫外光复合光栅100可包含至少一第三格栅。此至少一第三格栅是对准并平行于第一格栅110及第二格栅120。此第三格栅设有多个第三穿孔，且这些第三穿孔错开第一格栅110的第一穿孔111或第二格栅的第二穿孔121。换言之，第三穿孔可对准第一穿孔111，但错开第二穿孔121，或者第三穿孔可对准第二穿孔121，但错开第一穿孔111。在此实施例中，第三格栅可设置于第一格栅110与第二格栅120之间，或者第三格栅可设置于紫外光复合光栅100的一侧(亦即相邻于第一格栅110的一侧，或者相邻于第二格栅120的一侧)。
请同时参照图2A与图2B，其中图2A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图，且图2B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图2A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图。紫外光复合光栅200包含第一格栅210、第二格栅220与第三格栅230。第二格栅220是对准并平行于第一格栅210，且第三格栅230是对准并平行于第一格栅210与第二格栅220。其中，第二格栅220是设置于第一格栅210与第三格栅230之间。第一格栅210设有多个第一穿孔211，第二格栅220设有多个第二穿孔221，且第三格栅230设有多个第三穿孔231。第一穿孔211是错开第二穿孔221，且第二穿孔221是错开第三穿孔231，其中第一穿孔211可对准第三穿孔231。据此，由紫外光复合光栅200的一侧，光线无法直接经由第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231照射至紫外光复合光栅200的另一侧。在一些实施例中，第一穿孔211可错开第三穿孔231，故第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231是彼此交错设置。
第一格栅210、第二格栅220与第三格栅230的一者是由不透光材料所制成，且其余者是由滤光材料所制成，其中此滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。在一些实施例中，不透光材料可包含但不限于铝、其他适当的不透光材料或上述材料的任意混合。在一些实施例中，此滤光材料可包含但不限于石英材料、蓝宝石材料、其他适当的滤光材料或上述材料的任意混合。在一些具体例中，石英材料可包含但不限于商品名为GE Type 214的熔融石英、商品名为GE Type 219的熔融石英、其他可滤除波长小于180nm的紫外光的石英材料或上述材料的任意组合。因此，由于第一格栅210、第二格栅220与第三格栅230的一者是由不透光材料所制成，且其余者是由滤光材料所制成，加以光线无法直接经由第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231通过紫外光复合光栅200，故紫外光复合光栅200可遮蔽波长小于180nm的紫外光。在一些实施例中，第一格栅210、第二格栅220与第三格栅230的一者可由滤光材料所制成(此格栅简称为滤光格栅)，且其余者可由不透光材料所制成(这些格栅简称为不透光格栅)，其中这些不透光格栅的穿孔是彼此对准的，或者这些不透光格栅的穿孔的排列可容许光线，经由穿孔直接穿过这些不透光格栅。在此实施例中，从紫外光复合光栅200的一侧，光线可直接经由不透光格栅的穿孔，并通过滤光格栅(但不通过滤光格栅的穿孔)，照射至紫外光复合光栅200的另一侧。举例而言，如图2B所示，当第一格栅210与第三格栅230是由不透光材料所制成，且第二格栅220是由滤光材料所制成，光线可由第一穿孔211通过第一格栅210，并通过第二格栅220的本体(亦即不经由第二穿孔221通过第二格栅220)，以滤除波长小于180nm的紫外光。然后，经由第三穿孔231通过第三格栅230，以使波长大于或等于180nm的光线可照射至紫外光复合光栅200的另一侧。
请继续参照图2B，第一格栅210与第二格栅220间的距离D12实质是大于0毫米且小于或等于4毫米，且第二格栅220与第三格栅230的距离D23实质是大于0毫米且小于或等于4毫米。若距离D12与距离D23大于4毫米时，第一格栅210与第二格栅220间的距离D12及/或第二格栅220与第三格栅230间的距离D23过大，而易使波长小于180nm的紫外光经由第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231穿过紫外光复合光栅200，进而使紫外光复合光栅200失去滤除波长小于180nm的光线的功效。若第一格栅210与第二格栅220间的距离D12等于0毫米，或第二格栅220与第三格栅230间的距离D23等于0毫米时，且紫外光复合光栅200应用于等离子装置时，虽然紫外光复合光栅200仍可滤除波长小于180nm的紫外光，但等离子中的自由基无法通过漫射作用，经第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231漫射通过紫外光复合光栅200，而无法通过这些自由基移除光阻层。在一些实施例中，第一格栅210与第二格栅220间的距离D12实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，第一格栅210与第二格栅220间的距离D12实质是2毫米。在一些实施例中，第二格栅220与第三格栅230间的距离D23实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，第二格栅220与第三格栅230间的距离D23实质是2毫米。
第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231的孔径W1、W2与W3分别实质为3毫米至4毫米。若孔径W1、W2及/或W3小于3毫米时，过窄小的穿孔孔径W1、W2及/或W3会使前述自由基不易通过漫射作用通过第一穿孔111、第二穿孔121与第三穿孔131，而降低自由基对光阻层的移除效率。相同地，虽然可通过增加穿孔密集度来提升自由基漫射通过穿孔的数量，以提升并维持其效益，但过于密集的穿孔将降低格栅的机械强度，而使格栅于抽真空过程中崩坏碎裂。再者，过于密集的穿孔亦大幅增加第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231的重叠机率，而使紫外光易直接经由垂直位置相互重叠的第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231通过紫外光复合光栅200。若前述的孔径W1、W2及/或W3大于4毫米时，过大的孔径W1、W2与W3易使紫外光直接穿过第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231，而使紫外光复合光栅200无法遮蔽波长小于180nm的紫外光。相同地，虽然可通过降低穿孔密集度进一步降低第一穿孔211、第二穿孔221与第三穿孔231的重叠机率，但过于稀疏的穿孔将降低自由基通过漫射作用通过紫外光复合光栅200的数量，而降低其效益。在一些实施例中，孔径W1、孔径W2与孔径W3分别实质为3.4毫米至3.5毫米。
请同时参照图3A与图3B，其中图3A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图，且图3B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图3A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图。紫外光复合光栅300包含第一格栅310、第二格栅320与第三格栅330。第二格栅320对准并平行于第一格栅310，且第三格栅330对准并平行于第一格栅310与第二格栅320。其中，第一格栅310是设置于第三格栅330与第二格栅320之间。第一格栅310设有多个第一穿孔311、第二格栅320设有多个第穿孔321，且第三格栅330设有多个第三穿孔331。第三穿孔331是对准第一穿孔311，且第一穿孔311与第三穿孔331是错开第二穿孔321。据此，由紫外光复合光栅300的一侧，光线无法直接经由第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321照射至紫外光复合光栅300的另一侧。
第一格栅310、第二格栅320与第三格栅330的至少一者是由滤光材料所制成，且其余者是由不透光材料所制成。其中，当第二格栅320是由不透光材料所制成时，第一格栅310与第三格栅330均是由滤光材料所制成。当第二格栅320是由滤光材料所制成时，第一格栅310与第三格栅330的至少一者是由不透光材料所制成。在一些实施例中，不透光材料可包含但不限于铝、其他适当的不透光材料或上述材料的任意混合。前述的滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。在一些实施例中，滤光材料可包含但不限于石英材料、蓝宝石材料、其他适当的滤光材料或上述材料的任意混合。在一些具体例中，石英材料可包含但不限于商品名为GE Type 214的熔融石英、商品名为GE Type 219的熔融石英、其他可滤除波长小于180nm的紫外光的石英材料或上述材料的任意组合。据此，由于第一格栅310、第二格栅320与第三格栅330的至少一者是由滤光材料所制成，且其余者是由不透光材料所制成，故紫外光复合光栅200可遮蔽波长小于180nm的紫外光。应理解的是，于紫外光复合光栅300中，由不透光材料所制成的格栅(亦即不透光格栅)的穿孔彼此须对准，或者容许光线可经由这些不透光格栅的穿孔，直接穿过这些不透光格栅。
请继续参照图3B，第三格栅330与第一格栅310间的距离D13实质是大于0毫米且小于或等于4毫米，且第一格栅310与第二格栅320间的距离D12实质是大于0毫米且小于或等于4毫米。若距离D13与距离D12大于4毫米时，第三格栅330与第一格栅310间的距离D13及/或第一格栅310与第二格栅320间的距离D12过大，而易使波长小于180nm的紫外光直接经由第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321穿过紫外光复合光栅300，进而使紫外光复合光栅300失去滤除波长小于180nm的光线的功效。若第三格栅330与第一格栅310间的距离D13等于0毫米，或第一格栅310与第二格栅320间的距离D12等于0毫米时，且紫外光复合光栅300应用于等离子装置时，虽然紫外光复合光栅300仍可滤除波长小于180nm的紫外光，但等离子中的自由基无法通过漫射作用，经第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321漫射通过紫外光复合光栅300，而无法通过这些自由基移除光阻层。在一些实施例中，第三格栅330与第一格栅310间的距离D13实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，第三格栅330与第一格栅310间的距离D13实质是2毫米。在一些实施例中，第一格栅310与第二格栅320间的距离D12实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，第一格栅310与第二格栅320间的距离D12实质是2毫米。
第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321的孔径W3、W1与W2分别实质为3毫米至4毫米。若孔径W3、W1及/或W2小于3毫米时，过窄小的穿孔孔径W3、W1及/或W2会使前述自由基不易通过漫射作用通过第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321，而降低对光阻层的移除效率。相同地，虽然可通过增加穿孔密集度来提升自由基漫射通过穿孔的数量，以提升并维持其效益，但过于密集的穿孔将降低格栅的机械强度，而使格栅于抽真空过程中崩坏碎裂。再者，过于密集的穿孔亦大幅增加第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321的重叠机率，而使紫外光易直接经由垂直位置相互重叠的第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321通过紫外光复合光栅300。若前述的孔径W3、W1及/或W2大于4毫米时，过大的孔径W3、W1与W2易使紫外光直接穿过第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321，而使紫外光复合光栅300无法遮蔽波长小于180nm的紫外光。相同地，虽然可通过降低穿孔密集度进一步降低第三穿孔331、第一穿孔311与第二穿孔321的重叠机率，但过于稀疏的穿孔将降低自由基通过漫射作用通过紫外光复合光栅300的数量，而降低其效益。在一些实施例中，孔径W3、孔径W1与孔径W2分别实质为3.4毫米至3.5毫米。
请同时参照图4A与图4B，其中图4A是绘示根据本揭露的一些实施例的紫外光复合光栅的立体示意图，且图4B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图4A的剖切线A-A’剖切的紫外光复合光栅的剖面示意图。紫外光复合光栅400包含第三格栅430、第一格栅410与第二格栅420。第二格栅420是对准并平行于第一格栅410，且第三格栅430是对准第一格栅410与第二格栅420，其中第一格栅410是设置于第二格栅420与第三格栅430之间。第三格栅430设有多个第三穿孔431，第一格栅410设有多个第一穿孔411，且第二格栅420设有多个第二穿孔421。第三穿孔431是错开第一穿孔411，第一穿孔411错开第二穿孔421，但于垂直于紫外光复合光栅400的投影方向上，第三穿孔431与第二穿孔421是部分重叠的。须说明的是，虽然第三穿孔431与第二穿孔421部分重叠，但光线无法经由第三穿孔431、第一穿孔411与第二穿孔421，直接穿过紫外光复合光栅400。
第三格栅430、第一格栅410与第二格栅420的一者是由不透光材料所制成，且其余者是由滤光材料所制成。在一些实施例中，不透光材料可包含但不限于铝、其他适当的不透光材料或上述材料的任意混合。此滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。在一些实施例中，滤光材料可包含但不限于石英材料、蓝宝石材料、其他适当的滤光材料或上述材料的任意混合。在一些具体例中，石英材料可包含但不限于商品名为GE Type 214的熔融石英、商品名为GE Type 219的熔融石英、其他可滤除波长小于180nm的紫外光的石英材料或上述材料的任意组合。于紫外光复合光栅400中，由于第三格栅430、第一格栅410与第二格栅420的一者是由不透光材料所制成，且其余为前述的滤光材料所制成，加以第三穿孔431错开第一穿孔411，且第一穿孔411错开第二穿孔421，故紫外光复合光栅400可滤除波长小于180nm的紫外光。在一些实施例中，通过第一穿孔411、第二穿孔421与第三穿孔431的排列位置，第一格栅410、第二格栅420与第三格栅430的一者可由滤光材料所制成(简称为滤光格栅)，且其余是由不透光材料所制成(简称为不透光格栅)，其中光线可通过不透光格栅的穿孔，并照射至滤光格栅的本体(亦即不穿过滤光格栅的穿孔)，以滤除波长小于180nm的紫外光。
第三格栅430与第一格栅410间的距离D13实质是大于0毫米且小于或等于4毫米，且第一格栅410与第二格栅420间的距离D12实质是大于0毫米且小于或等于4毫米。若距离D13及/或距离D12大于4毫米时，波长小于180nm的紫外光易经由第三穿孔431、第一穿孔411与第二穿孔421，直接穿过紫外光复合光栅400。若前述的距离D13及/或距离D12等于0毫米，且紫外光复合光栅400应用于等离子装置时，自由基无法经由第三穿孔431、第一穿孔411与第二穿孔421，间接漫射通过紫外光复合光栅400。在一些实施例中，第三格栅430与第一格栅410间的距离D13实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，第三格栅430与第一格栅410间的距离D13实质是2毫米。在一些实施例中，第一格栅410与第二格栅420间的距离D12实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，第一格栅410与第二格栅420间的距离D12实质是2毫米。
第三穿孔431、第一穿孔411与第二穿孔421的孔径W3、W1与W2分别实质为3毫米至4毫米。若孔径W3、W1与/或W2大于4毫米时，过大的穿孔孔径W3、W1与/或W2易使紫外光经由第三穿孔431、第一穿孔411与第二穿孔421，直接穿过紫外光复合光栅400。虽然可通过降低穿孔密集度，消除穿孔孔径过大的缺陷，但过于稀疏的穿孔将降低自由基漫射通过紫外光复合光栅400的数量，而降低其效益。若孔径W3、W1与/或W2小于3毫米时，过窄的穿孔孔径W3、W1与/或W2使得自由基不易漫射通过紫外光复合光栅400，而降低对光阻层的移除效率。虽然可通过增加穿孔密集度提升穿孔数量，但过于密集的穿孔将降低格栅的机械强度，而使格栅于抽真空过程中崩坏碎裂。此外，过于密集的穿孔亦大幅增加第三穿孔431、第一穿孔411与第二穿孔421的重叠机率，而使紫外光经由穿孔重叠的区域，直接通过紫外光复合光栅400。
请同时参照图5A与图5B，其中图5A是绘示根据本揭露的一些实施例的等离子装置的剖面示意图，且图5B是绘示是绘示根据本揭露的一些实施例的图5A的等离子装置产生等离子时，紫外光复合光栅的剖面示意图。等离子装置500包含真空腔体510、等离子槽520、气体输入管513、加热装置530、紫外光复合光栅550及射频线圈560。真空腔体510的顶端510a设有气体入口511，且加热装置530设置于真空腔体510的底端510b，其中加热装置530是配置以加热半导体晶圆540，且半导体晶圆540放置于加热装置530的加热面530a上。等离子槽520是设置于真空腔体510中，且等离子槽520是设置于真空腔体510的气体入口511与加热装置530之间，其中等离子槽520的内部空间是连通真空腔体510的内部空间，以使等离子槽520的真空度相等于真空腔体510的真空度。气体输入管513是穿过真空腔体510的气体入口511，并穿过等离子槽520的顶端520a，伸入至其中，以沿着方向513a，将气体输入至等离子槽520中。紫外光复合光栅550设置于真空腔体510的气体入口511及加热装置530之间，且紫外光复合光栅550设置于等离子槽520的底端520b，并完整覆盖等离子槽520的底端520b。射频线圈560是设置于真空腔体510的气体入口511与紫外光复合光栅550之间，其中射频线圈560设置于等离子槽520的顶端520a与底端520b之间，并缠绕于等离子槽520外。对应于射频线圈560的缠绕位置，等离子槽520的内部具有等离子区域520c。可理解的是，等离子区域520c是指气体经由气体输入管513输入至等离子槽520中时，因电磁场作用，气体解离形成为等离子的区域。在一些实施例中，气体可包含但不限于NO、CO、CF、CF2、He、Cl2、CCl、BCl、其他可解离形成为包含自由基及紫外光光子(波长小于300nm)的等离子的气体，或者上述气体的任意组合。
紫外光复合光栅550是平行于加热装置530的加热面530a，故紫外光复合光栅550平行于半导体晶圆540。在一些实施例中，紫外光复合光栅550的垂直投影面积实质大于或等于半导体晶圆540的垂直投影面积。如图5B所，紫外光复合光栅550包含上格栅551及下格栅552，且上格栅551对准并平行于下格栅552。上格栅551设有多个第一穿孔551a，且下格栅552设有多个第二穿孔552a，其中第一穿孔551a错开第二穿孔552a，以使光线无法经由第一穿孔551a与第二穿孔552a，直接穿过紫外光复合光栅550。上格栅551及下格栅552的一者是由不透光材料所制成，且另一者是由滤光材料所制成，其中此滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。在一些实施例中，不透光材料可包含但不限于铝、其他适当的不透光材料或上述材料的任意混合。在一些实施例中，滤光材料可包含但不限于石英材料、蓝宝石材料、其他适当的滤光材料或上述材料的任意混合。在一些具体例中，石英材料可包含但不限于商品名为GE Type 214的熔融石英、商品名为GE Type 219的熔融石英、其他可滤除波长小于180nm的紫外光的石英材料或上述材料的任意组合。
在一些实施例中，上格栅551与下格栅552间的距离D12实质是大于0毫米且小于或等于4毫米。在一些实施例中，上格栅551与下格栅552间的距离D12实质是大于1毫米且小于或等于3毫米。在一些实施例中，上格栅551与下格栅552间的距离D12实质是2毫米。在一些实施例中，第一穿孔551a的孔径W1与第二穿孔552a的孔径W2分别实质为3毫米至4毫米。在一些实施例中，第一穿孔551a的孔径W1与第二穿孔552a的孔径W2分别实质为3.4毫米至3.5毫米。
在一些实施例中，紫外光复合光栅550可包含至少一辅助格栅，此辅助格栅可对准并平行于上格栅551与下格栅552。其中，至少一辅助格栅分别设有多个第三穿孔，且这些第三穿孔错开第一穿孔与第二穿孔。在一些实施例中，辅助格栅可设置于上格栅551与下格栅552之间。在一些实施例中，辅助格栅可设置于上格栅551之上，或者下格栅552之下。在一些实施例中，辅助格栅可由滤光材料所制成，且此滤光材料是相同于前述的滤光材料。
举例而言，请继续参照图5A与图5B。其中，为了便于说明与理解，图5B的上格栅551是由不透光材料所制成，且图5B的下格栅552是由滤光材料所制成。可理解的是，前述上格栅551与下格栅552的材料仅是便于说明，并非用以限制本案。本案所属技术领域具有通常知识者对于上格栅551与下格栅552的材料可适度变化。当真空腔体510与等离子槽520的真空度到达设定值时，将气体经由气体输入管513并沿着方向513a输入至等离子槽520中，并对射频线圈施加电压，所输入的气体即可于等离子区域520c形成等离子。
当气体解离为等离子时，等离子可包含光子571及自由基573等。光子571是以路径571a直线前进。其中，当光子571照射至不透光的上格栅551时，由于不透光材料(例如：铝)的反射特性，光子571是以路径571b反射。再者，当光子571穿过第一穿孔551a，并照射至下格栅552时，由于滤光材料(例如：石英材料)的滤光特性，波长小于180nm的紫外光是被滤除，且波长大于或等于180nm的紫外光是以路径571c继续前进，并照射至半导体晶圆540，以对其表面进行处理。前述的自由基573是以路径573a漫射通过上格栅551的第一穿孔551a及下格栅552的第二穿孔552a，以穿过紫外光复合光栅550，并对半导体晶圆540的表面进行处理。
在一些实施例中，举例而言，当所通入的气体为氧气与氮气的混合气体时，解离所形成的等离子包含自由基及波长小于300nm的紫外光光子。其中，自由基可通过漫射作用，穿过紫外光复合光栅，并移除半导体晶圆表面上的光阻。当紫外光光子通过紫外光复合光栅时，波长小于180nm的紫外光会被滤除，且波长大于或等于180nm的紫外光可照射半导体晶圆，并复原半导体晶圆中的硅缺陷，例如：空缺(vancacy)及/或双空缺(divancacy)等，而提升半导体晶圆的品质。在一些实施例中，前述氧气与氮气的比值实质为10：1至1：1。在一些实施例中氧气与氮气的比值实质为10：1至2：1。若前述氧气的使用量小于氮气的使用量时，光阻的移除速率是降低，而降低光阻的移除效率。若前述氧气与氮气的比值是大于10：1时，于此混合气体所解离的氮氧化物等离子中，紫外光光子的光谱强度较弱，而降低等离子处理的效益。
举例而言，在一些实施例中，当氧气与氮气的混合气体(其中氧气与氮气的比值为1：1)通入等离子槽中时，解离所形成的氮氧化物等离子具有波长为200nm至300nm的紫外光光子。由于波长为254nm的紫外光的光子能量约为4.9eV，且此光子能量与硅原子的键结能量相当，故波长为254nm的紫外光可诱使被其所照射的硅晶圆的硅原子重新形成键结，进而可回复空缺及/或双空缺等硅缺陷。
熟悉此技艺者应了解到，并非所有优点须已于此讨论，对于所有实施例或例子，没有特定的优点是必须的，且其他实施例或例子可提供不同的优点。
根据本揭露的一态样，提出一种紫外光复合光栅。此紫外光复合光栅包含第一格栅及第二格栅，其中第二格栅对准并平行于第一格栅。第一格栅设有多个第一穿孔，且第二格栅设有多个第二穿孔。这些第一穿孔错开第二穿孔。第一格栅是由不透光材料所制成。第二格栅是由绿光材料所制成，且此滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。
依据本揭露的一实施例，第一格栅与第二格栅间的距离实质是大于0且小于或等于4毫米。
依据本揭露的另一实施例，每一个第一穿孔与每一个第二穿孔的孔径分别实质为3毫米至4毫米。
依据本揭露的又一实施例，滤光材料包含石英材料。
依据本揭露的再一实施例，此紫外光复合光栅还包含至少一个第三格栅。此第三格栅是对准并平行于第一格栅及第二格栅，且此第三格栅分别设有多个第三穿孔，其中些第三穿孔错开前述的第一穿孔或第二穿孔。
根据本揭露的另一态样，提出一种等离子装置。此等离子装置包含真空腔体、加热装置、紫外光复合光栅、及射频线圈。真空腔体的顶端设有气体入口。加热装置是配置以加热半导体晶圆，且加热装置设置于真空腔体的底端。紫外光复合光栅设置于气体入口及加热装置之间，且紫外光复合光栅平行于加热装置的加热面。紫外光复合光栅的垂直投影面积实质大于或等于半导体晶圆的垂直投影面积。此紫外光复合光栅包含上格栅及下格栅。下格栅对准并平行于上格栅。上格栅设有多个第一穿孔，且下格栅设有多个第二穿孔，其中第一穿孔错开第二穿孔。上格栅及下格栅的一者是由不透光材料所制成，且另一者是由滤光材料所制成，其中滤光材料可滤除波长小于180nm的紫外光。射频线圈设置于气体入口及紫外光复合光栅之间。
依据本揭露的一实施例，上格栅与下格栅间的距离实质是大于0且小于或等于4毫米。
依据本揭露的另一实施例，每一个第一穿孔与每一个第二穿孔的孔径分别实质为3毫米至4毫米。
依据本揭露的又一实施例，滤光材料包含石英材料。
依据本揭露的再一实施例，前述的紫外光复合光栅还包含至少一个辅助格栅。辅助格栅是对准并平行于上格栅及下格栅，且辅助格栅分别设有多个第三穿孔，其中这些第三穿孔错开第一穿孔或第二穿孔。
上述已概述数个实施例的特征，因此熟悉此技艺者可更了解本揭露的态样。熟悉此技艺者应了解到，其可轻易地利用本揭露做为基础，来设计或润饰其他制程与结构，以实现与在此所介绍的实施例相同的目的及/或达到相同的优点。熟悉此技艺者也应了解到，这类对等架构并未脱离本揭露的精神和范围，且熟悉此技艺者可在不脱离本揭露的精神和范围下，在此进行各种的更动、取代与修改。

Claims (10)

1.一种紫外光复合光栅，其特征在于，该紫外光复合光栅包含：
一第一格栅，设有多个第一穿孔，其中该第一格栅是由一不透光材料所制成；以及
一第二格栅，对准并平行于该第一格栅，其中该第二格栅设有多个第二穿孔，所述多个第二穿孔错开所述多个第一穿孔，该第二格栅是由一滤光材料所制成，该滤光材料滤除波长小于180nm的紫外光。
2.根据权利要求1所述的紫外光复合光栅，其特征在于，该第一格栅与该第二格栅间的一距离是大于0且小于或等于4毫米。
3.根据权利要求1所述的紫外光复合光栅，其特征在于，每一所述第一穿孔与每一所述第二穿孔的一孔径分别为3毫米至4毫米。
4.根据权利要求1所述的紫外光复合光栅，其特征在于，该滤光材料包含石英材料。
5.根据权利要求1所述的紫外光复合光栅，其特征在于，该紫外光复合光栅还包含：
至少一第三格栅，对准并平行于该第一格栅及该第二格栅，且该至少一第三格栅分别设有多个第三穿孔，其中所述多个第三穿孔错开所述多个第一穿孔或所述多个第二穿孔。
6.一种等离子装置，其特征在于，该等离子装置包含：
一真空腔体，其中该真空腔体的一顶端设有一气体入口；
一加热装置，配置以加热一半导体晶圆，且该加热装置设于该真空腔体的一底端；
一紫外光复合光栅，设于该气体入口及该加热装置之间，并平行于该加热装置的一加热面，其中该紫外光复合光栅的一垂直投影面积大于或等于该半导体晶圆的一垂直投影面积，且该紫外光复合光栅包含：一上格栅，设有多个第一穿孔；以及一下格栅，对准并平行于该上格栅，且该下格栅设有多个第二穿孔，其中所述多个第二穿孔错开所述多个第一穿孔，该上格栅及该下格栅的一者是由一不透光材料所制成，且该上格栅及该下格栅的另一者是由一滤光材料所制成，且该滤光材料滤除波长小于180nm的紫外光；以及
一射频线圈，设于该气体入口及该紫外光复合光栅之间。
7.根据权利要求6所述的等离子装置，其特征在于，该上格栅与该下格栅间的一距离是大于0且小于或等于4毫米。
8.根据权利要求6所述的等离子装置，其特征在于，每一所述第一穿孔与每一所述第二穿孔的一孔径分别为3毫米至4毫米。
9.根据权利要求6所述的等离子装置，其特征在于，该滤光材料包含石英材料。
10.根据权利要求6所述的等离子装置，其特征在于，该紫外光复合光栅还包含：
至少一辅助格栅，对准并平行于该上格栅及该下格栅，且该至少一辅助格栅分别设有多个第三穿孔，其中所述多个第三穿孔错开所述多个第一穿孔或所述多个第二穿孔。
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