TW202106404A - 用於去除半導體製造中的微粒的設備和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種包含至少以下步驟的用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法。具有第一極性的電荷藉由將電壓施加到基板固持件來累積於基板固持件的接收表面上。吸引半導體製程腔室中的具有第二極性的微粒以朝向累積具有第一極性的電荷的基板固持件的接收表面移動，其中第一極性與第二極性相反。從半導體製程腔室中去除具有第二極性的微粒。另提供用於從半導體製程腔室中去除微粒的其它方法。

Description

用於去除半導體製造中的微粒的設備和方法
本發明的實施例是涉及一種半導體設備及方法，特別是有關於一種用於去除半導體製造中的微粒的設備和方法。
隨著半導體裝置按比例縮小，積體電路製造的複雜度增加。半導體裝置微型化的增長趨勢要求嚴格控制進行半導體製程的製程腔室中的清潔度，這導致對製程腔室中所允許的雜質及/或污染物進行更嚴格的控制。舉例來說，製程的良率由在層的沉積或蝕刻期間所產生的污染微粒的存在而急劇降低，所述污染微粒可能導致空隙或短路的形成，從而導致半導體製造的性能和可靠性產生缺陷。儘管現有的技術已經足以滿足其預期的目的，但所述技術在所有方面並不令人完全滿意。
根據一些實施例，提供一種包含至少以下步驟的用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法。具有第一極性的電荷藉由將電壓施加到基板固持件來累積於基板固持件的接收表面上。吸引半導體製程腔室中的具有第二極性的微粒以朝向累積具有第一極性的電荷的基板固持件的接收表面移動，其中第一極性與第二極性相反。從半導體製程腔室中去除具有第二極性的微粒。
根據一些替代性實施例，提供一種包含至少以下步驟的用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法。使基板固持件的導電電極帶電以具有第一極性來吸引半導體製程腔室中的具有第二極性的微粒以朝向基板固持件移動，其中第一極性與第二極性相反。改變基板固持件的導電電極以具有第二極性來吸引半導體製程腔室中的具有第一極性的微粒以朝向基板固持件移動。從半導體製程腔室中去除具有第二極性的微粒和具有第一極性的微粒。
根據一些替代性實施例，提供一種包含至少以下步驟的用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法。將半導體製程腔室中的具有第一極性的微粒吸引到帶有第二極性的微粒附著構件的表面，其中微粒附著構件適於在移動方向上移動，第一極性與第二極性相反。當微粒附著構件在移動方向上移動且微粒附著構件的表面經過清潔構件時，由清潔構件將具有第一極性的微粒從微粒附著構件的表面去除。
以下公開內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述元件及佈置的具體實例以簡化本公開。當然，這些僅為實例而非旨在進行限制。舉例來說，在以下說明中，在第二特徵之上或第二特徵上形成第一特徵可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成附加特徵從而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本公開在各種實例中可重複使用參考標號及/或文字。這種重複使用是為了簡明及清晰起見且自身並不表示所論述的各個實施例及/或配置之間的關係。
另外，為易於說明，本文中可能使用例如“下方（beneath）”、“下面（below）”、“下部的（lower）”、“上方（above）”、“上部的（upper）”等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外還涵蓋裝置在使用或操作中的不同取向。裝置可具有其他取向（旋轉90度或處於其他取向）且本文中所用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
半導體積體電路（integrated circuit，IC）用於多種電子應用，例如個人電腦、手機、數位相機和其它電子裝置。在製造IC裝置時，在製程腔室中執行多個製程（例如沉積、微影、蝕刻、研磨及/或類似製程）以在半導體基板的上方形成連續的層。在處理半導體材料期間難免在製程腔室內部產生各種微粒或碎屑。隨著對微型化IC裝置的需求增長，在IC製造中嚴格控制製程腔室內的條件是至關重要的，因為即使少量的微粒污染物也可能明顯地降低IC製造製程的良率。因此，執行清潔操作以去除製程腔室中所產生的微粒。
圖1是示出根據本公開的一些實施例的含有懸浮於製程腔室中的污染微粒的半導體系統的示意性剖視圖。參照圖1，圖1示出極紫外線（extreme ultraviolet，EUV）微影系統的實例以呈現製程腔室中的微粒污染。舉例來說，EUV微影系統用以製造具有小的幾何尺寸的半導體特徵，並且對於要被圖案化的半導體特徵可以實現更高的解析度（resolution）。
EUV微影系統100可包含經配置以產生輻射束B（例如UV輻射、可見光輻射等）的照明單元110。在一些實施例中，為實現所需曝光劑量，照明單元110具有相對高能量或高通量。舉例來說，輻射束B藉由錫電漿產生，例如氣體放電所產生的電漿（discharge-produced plasma，DPP）或雷射所產生的電漿（laser-produced plasma，LPP）。在一些實施例中，LLP設備藉由將大功率雷射光束聚焦到小的錫滴目標上來產生輻射束B，以形成發射具有短波長的輻射束的離子化電漿。照明單元110可包含收集光束的收集器及/或包含反射輻射的反射鏡。其它技術可用於發射光源以實現待處理的半導體特徵W的增強的解析度。
EUV微影系統100可包含安置於待處理的半導體特徵W上方的光罩單元120。舉例來說，光罩單元120的光罩其上含有圖案。在一些實施例中，光罩可由光罩單元120的光罩固持件可移動地承載且面向半導體特徵W。在一些實施例中，光罩固持件可操作藉由移動光罩以根據準確曝光的需求來進行定位。EUV微影系統100可包含經配置以將光罩的圖案成像到待處理的半導體特徵W上的投影單元130。在一些實施例中，投影單元130包含透鏡、反射鏡、聚光器或類似物。應注意，圖1中所繪示的投影單元130的配置是實例且可根據製程需求調整。光罩單元120可定位於投影單元130上方。舉例來說，在使用EUV微影系統100執行的微影曝光期間，輻射束B藉由照明單元110引導到光罩單元120的光罩的所選區域上，隨後傳播到投影單元130。在一些實施例中，將輻射束B的傳播路徑封閉在製程腔室VC所產生的真空環境中。
EUV微影系統100可包含基板固持件140，基板固持件140經配置以將半導體特徵W固持在基板固持件140的接收表面140a上。半導體特徵W可為微影目標，例如半導體基板或形成於半導體基板上方的感光材料。在一些實施例中，基板固持件140定位在投影單元130下方且安置於輻射束B的傳播路徑的下游。舉例來說，輻射束B由投影單元130朝向半導體特徵W反射以將光罩的圖案轉印到半導體特徵W上。基板固持件140可以是或可包含靜電吸盤（electrostatic chuck，E-chuck），其使用電子力來固定待圖案化的半導體特徵W。在其它實施例中，基板固持件120包含使用夾鉗以固定半導體特徵W的卡盤。在其它實施例中，基板固持件120包含真空吸盤，所述真空吸盤藉由吸盤中的真空口產生真空壓力以固持其上的半導體特徵W。半導體特徵W可藉由其它適合的安裝力經由基板固持件140來安裝。
在一些實施例中，在處理之前或在處理之後，在將製程腔室VC暴露於用於轉移半導體特徵W的環境時，微粒P從系統的外部進入。在一些實施例中，當在製程腔室VC中執行處理時，由於半導體特徵W與基板固持件140之間的接觸摩擦、硬體侵蝕等，往往會產生微粒P。在一些實施例中，微粒P例如在化學機械拋光製程、清潔製程期間及/或在光罩的操控期間經由多種方法而產生。懸浮於製程腔室VC中的那些微粒P可能污染光罩單元120的光罩、投影單元130、處理中的半導體特徵W、基板固持件120及/或EUV微影系統100中對微粒污染敏感的任何元件。在製程腔室VC中存在的微粒污染引起良率問題，並需要清潔製程腔室VC。舉例來說，在EUV微影系統100產生的微粒污染導致微影轉移圖案的明顯劣化。由於微粒對EUV微影系統100的有害影響，故使用了許多類型的清潔方法。
在一些實施例中，為了減少微粒污染，清潔氣體如由箭頭A1所示的進入製程腔室VC且微粒P可藉由清潔氣體從製程腔室VC中排出。舉例來說，EUV微影系統100包含進氣口152和出氣口154。進氣口152可用於將清潔氣體流動到製程腔室VC中，出氣口154可用於從製程腔室VC中抽出清潔氣體。進氣口152和出氣口154可安置於製程腔室VC的相對側。在其它實施例中，進氣口152和出氣口154安置於製程腔室VC的同一側。進氣口152和出氣口154可有其它配置方式。應注意，圖1中所繪示的EUV微影系統100是被簡化過的，為易於說明而省略了一些元件（例如氣體供應箱、泵浦、管線、控制器、驅動單元、電源等）。
多種清潔技術稍後在隨附有圖式的其它實施例中描述。應注意，本文中所描述的EUV微影系統是說明性的且不應被理解為限制實施方式的範圍。用於執行蝕刻製程、沉積製程、研磨製程等的遭受微粒污染的半導體製程腔室可能受益於本公開內容。
圖2A和圖2B是示出根據本公開的一些實施例的從製程腔室中去除污染微粒的示意性剖視圖。應注意，用於執行半導體製程的製程腔室以簡化的方式繪示，為易於說明而省略了一些元件。
參照圖2A和圖2B，安置於製程腔室VC內部的基板固持件140電耦接到電源160。舉例來說，基板固持件140包含其中包含導電電極142的靜電吸盤。舉例來說，導電電極142設置在鄰近於接收表面140a，基板固持件140的接收表面140a直接在導電電極142上方且與導電電極142重疊。電源160可電耦接到導電電極142，從電源160中提供的電壓施加到導電電極142。在一些實施例中，電源160經配置以將直流（direct current，DC）電源或交流（alternating current，AC）電源提供到導電電極142。在其它實施例中，電源160經配置以將射頻（radio frequency，RF）電源提供到導電電極142。舉例來說，當高電壓（例如約1600伏）施加到導電電極142時，導電電極142可帶有正電荷（在所有圖式中使用“+”符號來標記）或負電荷（在所有圖式中使用“−”符號來標記）。應瞭解，施加到導電電極142的電壓可取決於製程需求而變化。從導電電極142產生的正電荷或負電荷提供靜電力以吸引懸浮微粒（微粒P1和P2）以朝向基板固持件140的接收表面140a移動。應注意，本文中繪示的微粒雲（particle cloud）是說明性實例，直徑小到10微米和小於10微米的懸浮微粒可分佈於製程腔室VC中的各處。
舉例來說，在將已經過處理的半導體特徵轉移到製程腔室VC外之後或在將待處理的半導體特徵轉移到製程腔室VC中之前，在製程腔室VC中執行清潔操作，以從製程腔室VC中去除污染微粒（例如污染微粒P1和P2）。在一些實施例中，清潔操作在真空環境中執行。在一些實施例中，在去除微粒（例如微粒P1）的製程期間，導電電極142帶有負電荷，來自導電電極142的負電荷可遷移以累積在接近於基板固持件140的接收表面140a，因此將在製程腔室VC中具有正極性的微粒P1吸引到基板固持件140的接收表面140a。在足以使微粒（例如微粒P1和P2）附接到基板固持件140接收表面140a的時間內，將電壓施加到導電電極142。操作的持續時間段可在幾秒到幾分鐘之間變化，操作的持續時間段取決於製程需求。舉例來說，操作耦接到電源160的控制器（圖中未繪示；例如計算裝置的一部分）以選擇性地將電源160與導電電極142進行連接或斷開。控制器可藉由處理器（圖中未繪示；例如計算裝置的一部分）來控制且可實施本文中所述的多種製程的各種方面。在一些實施例中，操作控制器以使由電源供應的電壓進行極性反轉。去除微粒（例如微粒P1和P2）的製程可由時間模式或其它合適的方法控制。舉例來說，在一段時間之後，將導電電極142的極性從負極性變成正極性。
在一些實施例中，清潔氣體在由箭頭A1和箭頭A2所指的方向上流動通過製程腔室VC。經由進氣口152導入清潔氣體，以用於將微粒（例如微粒P1和P2）帶離基板固持件140的接收表面140a並從出氣口154排出，促使從製程腔室VC中去除微粒（例如微粒P1和P2）。舉例來說，清潔氣體包含惰性氣體、氧氣、其混合物及/或其它合適的流體。在一些實施例中，當導電電極142充電時或在導電電極142與電源160斷開之後，可使清潔氣體流動，藉由所述清潔氣體將附接到基板固持件140的接收表面140a的微粒（例如微粒P1和P2）從製程腔室VC中去除。在一些實施例中，去除了在製程腔室VC中的具有約自0.1微米到約10微米的尺寸的微粒（例如微粒P1和P2）。在一些實施例中，在相同步驟期間執行將基板固持件140的接收表面140a的極性從負變成正的動作和提供氣流的動作。
在一些實施例中，打開開關（未繪示）且使由電源160供應的電壓的極性反轉，由此將正電荷施加到導電電極142。對於去除具有負極性的微粒（例如微粒P2），正電荷可在基板固持件140的接收表面140a上累積以將具有負極性的微粒（例如微粒P2）吸引到基板固持件140的接收表面140a，如圖2B所繪示。在一些實施例中，在一段時間之後，一定量的微粒（例如微粒P2）累積在基板固持件140的接收表面140a上，隨後接收表面140a上的那些微粒（例如微粒P2）經由從進氣口152提供的氣流清除，並藉由出氣口154從製程腔室VC排出。在一些實施例中，當將導電電極142的極性從負變成正時，可將附接在基板固持件140的接收表面140a上的微粒釋放，在所述時間內，供應氣流以將微粒帶離基板固持件140的接收表面140a。在一些實施例中，在將微粒吸引到基板固持件140的接收表面140a的動作期間，可執行藉由製程腔室VC提供氣流的動作。在一些實施例中，當切斷電源160（這導致吸引微粒的能量突然消失）時，執行藉由製程腔室VC提供氣流的動作，以將清潔氣體與微粒一起排出。
可多次執行前述步驟，以為半導體製程建立乾淨的環境。舉例來說，現場清潔操作（in-situ cleaning operation）在處理半導體特徵W（圖1中所繪示）完成之後或在處理一或多個晶圓批次之後自動執行。晶圓的批次可包含與相同產品類型相關且大體上同時處理的晶圓。在其它實施例中，人工執行清潔操作。雖然在圖2A和圖2B中將操作方法示出為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制意義來解釋這些動作或事件的所示出的次序。在其它實施例中，導電電極142帶有正電荷以將具有負極性的微粒P2吸引到基板固持件140的接收表面140a，隨後切換導電電極142的極性，以在接收表面140a上累積負電荷從而將具有正極性的微粒P1吸引到基板固持件140的接收表面140a。將基板固持件140的接收表面140a的極性從負變成正的動作和提供氣流的動作可依序或同時執行。應理解，額外的操作可在圖2A和圖2B中所示出的操作方法之前、期間以及之後提供，某些操作可與其它操作並行地執行且可省略某些操作。
圖3A到圖3C是示出根據本公開的一些實施例的從製程腔室去除污染微粒的各個階段的示意性剖視圖，圖4是示出根據本公開的一些實施例的在各個腔室之間操控基板的示意性俯視圖。為易於理解，相似元件用相同附圖標號表示且其細節在本文中並未贅述。應注意，用於執行半導體製程的製程腔室以簡化的方式繪示，為易於說明而省略了一些元件。
參照圖3A，帶有黏合層12的基板10安置於基板固持件140上。舉例來說，基板10具有與彼此相反的頂表面10a和底表面10b，其中底表面10b面向基板固持件140的接收表面140a，而黏合層12在基板10的頂表面10a上形成。基板10可以由玻璃、矽、陶瓷、金屬、不銹鋼、塑膠、樹脂、複合材料、膠帶、薄膜或其它合適的支撐材料製成。在一些實施例中，黏合層12是聚合物黏合層。舉例來說，黏合層12是光熱轉換（light-to-heat conversion，LTHC）薄膜，所述光熱轉換薄膜在曝露於輻射源（例如紫外線光或雷射）時減少或失去其黏著性。還可使用其它合適的黏合層，例如晶粒附接膜（die attaching film，DAF）或包含黏合材料的聚合物層。在一些實施例中，帶有黏合層12的基板10是塗有黏合劑的虛擬晶圓。舉例來說，帶有黏合層12的基板10在另一製程腔室中製備，隨後轉移到用於執行微粒去除製程的製程腔室VC中。
在一些實施例中，基板固持件140利用相反的電荷在基板固持件140和基板10上的吸引力來將基板10的底表面10b附接到基板固持件140的接收表面140a。在一些實施例中，當將電壓從電源160施加到基板固持件140時，在基板10與基板固持件140之間產生將基板10固持在基板固持件140上的力。舉例來說，控制器（未繪示）開啟電源160，而將電壓施加到基板固持件140。在一些實施例中，當施加高電壓時，基板固持件140的導電電極142帶負電。負電荷可能遷移且可經由帶負電的導電電極142累積到基板固持件140的接收表面140a。在這類實施例中，安置於基板固持件140的接收表面140a上的基板10可具有經吸引以在底表面10b上累積的正電荷，和經排斥以在頂表面10a上累積的負電荷。當負電荷累積於基板10的頂表面10a上時，可將懸浮在製程腔室VC中具有正極性的微粒（例如微粒P1）朝向基板10被吸引，而附接到黏合層12。在一些實施例中，製程腔室VC中的尺寸為約0.1微米到約10微米的微粒落下來且黏附到黏合層12。
參照圖3B，為了去除具有負極性的微粒（例如微粒P2），基板固持件140的接收表面140a的極性可從負極反轉成正極。舉例來說，當將從電源160提供的電壓施加到基板固持件140以具有帶正電的導電電極142時，正電荷和負電荷分別地累積於基板固持件140和基板10的面對面的表面上，使得基板10藉由在其間的作用力固持在接收表面140a上。可吸引基板10中的負電荷以累積於底表面10b上，基板10中的正電荷可被排斥且累積於基板10的頂表面10a上。懸浮於製程腔室VC中的具有負極性的微粒（例如微粒P2）可被在基板10的頂表面10a上累積的正電荷吸引，隨後黏附到形成於基板10的頂表面10a上的黏合層12。
將基板固持件140的導電電極142的極性從負變成正的反轉點可由時間模式控制。可替代地，人工控制改變導電電極142的極性的反轉點。在一些實施例中，清潔操作在真空環境中執行。舉例來說，將其上形成有黏合層12的基板10放在基板固持件140的接收表面140a上，隨後將製程腔室VC抽空。接下來，由電源160提供的高電壓施加到基板固持件140的導電電極142以執行清潔操作。導電電極142的極性可週期性的改變。在清潔操作完成之後，可斷開電源160，帶有具有黏附微粒的黏合層12的基板10從製程腔室VC中去除。隨著清潔操作，懸浮於處理腔室VC中的微粒（微粒P1和P2）的數量可減少到可接受的程度。
雖然在圖3A和圖3B中將操作方法示出為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制意義來解釋這些動作或事件的所示出的次序。在其它實施例中，導電電極142帶有正電荷以吸引具有負極性的微粒P2，以便附接到基板10上的黏合層12，隨後將導電電極142的極性變成帶負電從而吸引具有正極性的剩餘微粒P1以便附接到基板10上的黏合層12。應理解，額外的操作可在圖3A和圖3B中所示出的操作方法之前、期間以及之後提供，某些操作可與其它操作一同執行且可省略某些操作。
在一些實施例中，多次執行前述步驟以將製程腔室VC清潔到可接受的程度。舉例來說，在處理半導體特徵W（圖1中繪示）完成之後或在處理一或多個晶圓批次之後，將其上形成有黏合層12的基板10轉移到用於執行現場清潔操作的製程腔室VC中。在一些實施例中，在改變導電電極142的極性的幾個回合之後或在一段時間之後，一定量的微粒（微粒P1和P2）被黏合層12收集，隨後帶有具有微粒（微粒P1和P2）的黏合層12的基板10可從製程腔室VC中去除。
參照圖3C和圖4，如果製程腔室不夠乾淨到可接受的程度或不夠乾淨到可以在半導體特徵W（圖1中所繪示）上執行半導體製程，那麼帶有具有微粒（微粒P1和P2）的黏合層12的基板10可以由另一基板置換。舉例來說，帶有具有附接微粒（微粒P1和P2）的黏合層12的基板10如由箭頭A3所指的移動到製程腔室VC之外，隨後將其上形成有黏合層12'的另一基板10'可如由箭頭A4所指的遞送到製程腔室VC中。帶有黏合層12'的基板10'隨後安置於基板固持件140上，以用於執行另一輪微粒去除。可反覆地執行上文所描述的步驟，以將製程腔室VC中的剩餘微粒（例如微粒P1和P2）去除到可接受的程度。基板10的置換可在改變導電電極142的極性之前或之後執行。
在一些實施例中，製程腔室VC是多腔室系統C1的一部分。舉例來說，多腔室系統C1包含多個腔室和經配置以在腔室之間轉移基板10的機械手臂20。在一些實施例中，將基板10或晶圓盒引入到加載互鎖腔室（load lock chamber）LC中，隨後由機械手臂20轉移到緩衝腔室VC1，並且機械手臂20可將基板10遞送到沉積腔室VC2。舉例來說，在沉積腔室VC2中執行在基板10上形成黏合層12的步驟。機械手臂20可將帶有黏合層12的基板10轉移到用於去除製程腔室VC中的微粒的製程腔室VC。在執行清潔操作之後，可將具有黏附的微粒的黏合層12的基板10運送到製程腔室VC之外。
在一些實施例中，可重複使用遞送到製程腔室VC之外的基板10。舉例來說，將具有帶有黏附微粒（微粒P1和P2）的黏合層12的基板10遞送到蝕刻腔室VC3。從基板10去除帶有黏附微粒的黏合層12的步驟可在蝕刻腔室VC3中執行。在黏合層12是LTHC薄膜的一些實施例中，可將紫外線（ultra-violet，UV）光或雷射照射到黏合層12上，以從基板10去除黏合層12。其它技術（例如蝕刻、機械剝落或類似技術）可用於從基板10的頂表面10a去除黏合層12。在去除黏合層12之後，可將基板10運送到沉積腔室VC2，在沉積腔室中將另一黏合層形成於基板10上，隨後帶有所述另一黏合層的基板10轉移到用於執行另一輪清潔操作的製程腔室VC中。在一些實施例中，緩衝腔室VC1被製造腔室（例如製程腔室VC、沉積腔室VC2、蝕刻腔室VC3以及加載互鎖腔室LC）包圍。應注意，繪示於圖4中的腔室的數量和配置是實例，其它數量的腔室和配置都在本公開的範圍內。同樣地，在一些實施例中，多腔室系統C1中包含多於一個機械手臂。
圖5是示出根據本公開的一些實施例的用於去除製程腔室中的污染微粒的設備的示意性立體圖，圖6A和圖7A是沿著圖5中線A-A'截取且示出根據本公開的一些實施例的從製程腔室中去除污染微粒的方法的示意性剖視圖，其中在圖6A和圖7A中省略了在製程腔室中配置的一些元件。圖6B和圖7B分別是根據本公開的一些實施例的圖6A和圖7A的示意性側視圖。為易於理解，相似元件用相同附圖標號表示且其細節在本文中並未贅述。應注意，用於執行半導體製程的製程腔室以簡化的方式繪示，為易於說明而省略了一些元件。
參照圖5，半導體系統200包含製程腔室VC，半導體製程（例如微影、蝕刻、研磨等）在所述製程腔室內執行。在一些實施例中，半導體系統200包含用於固持製程腔室VC中待處理的半導體特徵的平台210。平台210可為晶圓載台或包含作為其一部分的基板固持件140。在一些實施例中，平台210可操作以固定和移動待處理的半導體特徵。舉例來說，平台210的基板固持件140藉由例如靜電裝置、真空裝置或機械夾持裝置來固定待處理的半導體特徵。舉例來說，平台210能夠平移及/或旋轉位移以用於晶圓對準、步進和掃描。平台210可包含適於固定半導體特徵且執行精確移動的各種元件（未繪示）。在一些實施例中，清潔設備220安置在平台210旁邊且經配置以從製程腔室VC中去除懸浮微粒。
參照圖5、圖6A以及圖6B，在一些實施例中，清潔設備220包含微粒附著構件222、充電構件224以及清潔構件226，附著構件222經配置以在移動方向A5上移動，充電構件224在移動方向A5上安置於微粒附著構件222的上游側上，清潔構件226在移動方向A5上安置於微粒附著構件222的下游側上。清潔設備220的電源228可至少電耦接到充電構件224以用於將電壓施加到充電構件224。在一些實施例中，微粒附著構件222緊靠著平台210安置且可位於基板固持件140的接收表面140a相對於地面的下方。可替代地，微粒附著構件222平行於平台210安置且可位於基板固持件140的接收表面140a相對於地面的上方。微粒附著構件222和平台210的相對位置可取決於需求而變化。清潔設備220可包含從主機裝置（未繪示）接收訊號且操作清潔設備220的各種構件（例如微粒附著構件222、充電構件224、清潔構件226等）的控制器229。舉例來說，控制器229經配置以控制微粒附著構件222的運動且控制將累積於微粒附著構件222上的電荷的極性。在一些實施例中，控制器229經配置以控制將施加到充電構件224的充電電壓。
在一些實施例中，微粒附著構件222是柱狀構件，微粒附著構件222的軸線（例如旋轉中心）大體上平行於平台210的一側。在一些實施例中，微粒附著構件222包含內部部分2221和包裹內部部分2221的外部部分2222。舉例來說，內部部分2221是包含超導材料或其它合適的導電材料的中性核心，所述超導材料可能在無電阻的情況下攜帶電力。在一些實施例中，內部部分2221是鋁製鼓形底座。微粒附著構件222的外部部分2222是內部部分2221上的絕緣外塗層。外部部分2222可包含用於改善內部部分2221的磨損耐磨性的聚合材料、橡膠、樹脂或其它合適材料。充當穩固的外塗層的外部部分2222可防止內部部分2221的損壞且延長內部部分2221的使用壽命。在一些實施例中，用驅動裝置（例如軸杆、齒輪、電動機或類似物；未繪示）在如由箭頭A5（例如順時針）指的方向上旋轉驅動微粒附著構件222。應注意，圖6B中所示出的旋轉方向A5是實例，微粒附著構件可經配置而在逆時針方向上旋轉。
在一些實施例中，充電構件224是滾輪形構件，充電構件224的軸線平行於微粒附著構件222的軸線。舉例來說，充電構件224安置在微粒附著構件222旁邊和微粒附著構件222的下方。微粒附著構件222的軸線可相對於地面高於充電構件224的軸線。可替代地，充電構件224採取其它形式和形狀（例如刷形、板形、帶形等），只要充電構件224順著微粒附著構件222的外表面222a並使微粒附著構件222帶電即可。在一些實施例中，充電構件224與微粒附著構件222的外表面222a實體接觸且可經配置以在與微粒附著構件222的旋轉相反的方向上旋轉。可替代地，充電構件224和微粒附著構件222經配置以在相同的方向上旋轉。在其它實施例中，充電構件224佈置在接近於微粒附著構件222的外圓周表面。
充當高電壓供應構件的電源228可電連接到充電構件224且將電壓施加到充電構件224。舉例來說，當將高電壓施加到充電構件224時，充電構件224帶有正電荷或負電荷。在一些實施例中，充電構件224相對於微粒附著構件222的外表面222a摩擦且使微粒附著構件222的外表面222a均勻地帶電，使得正電荷或負電荷可累積於微粒附著構件222的外表面222a上。藉助於充電以具有極性的微粒附著構件222，可將製程腔室VC中的具有相反極性的懸浮微粒吸引到微粒附著構件222。
在一些實施例中，清潔構件226和充電構件224沿著微粒附著構件222的圓周安置且以距離D間隔開。在清潔操作期間，可吸引製程腔室VC中的懸浮微粒（例如微粒P1和P2）以落在微粒附著構件222的外表面222a的區域中，所述區域由清潔構件226與充電構件224之間的距離D界定。清潔構件226可與微粒附著構件222的外部部分2222實體接觸，使得在微粒附著構件222旋轉時，清潔構件226可從微粒附著構件222的外表面222a去除被附接的微粒。
舉例來說，清潔構件226是能夠去除附接於微粒附著構件222的外表面222a的微粒的刮刀、洗滌器、刷具或其它合適的部件。在一些實施例中，清潔構件226是由彈性主體形成的板狀構件，其可在不損壞微粒附著構件222的情況下刮除微粒附著構件222上的微粒。清潔構件226可採取各種形式和形狀，其在本公開中並不受限制。在一些實施例中，一對清潔設備220安置於平台210的相對兩側。在其它實施例中，單個清潔設備220安置於製程腔室VC中。清潔設備220的數目和配置可取決於製程需求而調整且在本公開中並無限制。
參照圖6A和圖6B，在一些實施例中，在清潔操作期間，將由電源228供應的電壓施加到充電構件224，使充電構件224帶負電。當微粒附著構件222在方向A5上旋轉時，微粒附著構件222的外表面222a已與充電構件224接觸的部分可具有累積於其上的負電荷。在一些實施例中，負電荷以大致均勻的方式分佈於微粒附著構件222的外表面222a上。在製程腔室VC中懸浮的具有正極性的微粒（例如微粒P1）可由累積於微粒附著構件222的外表面222a的部分上的負電荷吸引，隨後具有正極性的微粒（例如微粒P1）可附接到具有累積於其上的負電荷的微粒附著構件222的外表面222a的部分。在一些實施例中，將製程腔室VC中尺寸為約0.1微米到約10微米的微粒吸引且落在微粒附著構件222上。當微粒附著構件222持續旋轉且微粒附著構件222的外表面222a的部分經過清潔構件226時，外表面222a的部分上的負電荷和被吸引到其上的具有正極性的微粒（例如微粒P1）可由清潔構件226去除。清潔氣體在由箭頭A1和箭頭A2所指的方向上任選地流動通過製程腔室VC以促使從製程腔室VC中排出微粒（例如微粒P1）。
參照圖7A和圖7B，為去除製程腔室VC中的具有負極性的微粒（例如微粒P2），可使微粒附著構件222帶電以具有正極性。舉例來說，在一段時間之後，充電構件224的極性從負極變成正極。改變充電構件224的極性的反轉點可自動控制（例如由時間模式控制）或可人工控制。在一些實施例中，打開開關（未繪示）且使由電源228供應的電壓的極性反轉，藉此將正電荷施加到充電構件224。當外表面222a經過充電構件224時，使微粒附著構件222的外表面222a帶電以具有正極性。在一些實施例中，正電荷以大致均勻的方式分佈於微粒附著構件222的外表面222a上。隨後，懸浮於製程腔室VC中的具有負極性的微粒（例如微粒P2）可由微粒附著構件222的外表面222a上的正電荷吸引且停留在其上。具有負極性的那些微粒（例如微粒P2）連同微粒（例如微粒P2）所吸引到的正電荷一起可由清潔構件226去除。在一些實施例中，每次在改變充電構件224的極性之前，提供清潔氣體以從製程腔室VC中清除掉微粒。在其它實施例中，在收集具有負極性的微粒和具有正極性的微粒之後提供清潔氣體。可替代地，省略提供清潔氣體的步驟，將由清潔構件226去除的微粒收集到微粒容器（未繪示）。隨著清潔操作，懸浮於處理腔室VC中的微粒（微粒P1和P2）的數目可減少到可接受的程度。
根據一些實施例，提供一種包含至少以下步驟的用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法。具有第一極性的電荷藉由將電壓施加到基板固持件來累積於基板固持件的接收表面上。吸引半導體製程腔室中的具有第二極性的微粒以朝向累積具有第一極性的電荷的基板固持件的接收表面移動，其中第一極性與第二極性相反。從半導體製程腔室中去除具有第二極性的微粒。
在一些實施例中，在吸引具有所述第二極性的所述微粒以朝向所述基板固持件的所述接收表面移動之後，藉由在所述基板固持件的所述接收表面上累積具有所述第二極性的電荷來吸引在所述半導體製程腔室中的具有所述第一極性的所述微粒以朝向所述基板固持件的所述接收表面移動。在一些實施例中，藉由使用時間模式控制以從在所述基板固持件的所述接收表面上累積具有所述第一極性的所述電荷變成在所述基板固持件的所述接收表面上累積具有所述第二極性的所述電荷。在一些實施例中，在吸引所述微粒之後，提供氣流，藉由所述氣流將位於所述基板固持件的所述接收表面上的所述微粒從所述半導體製程腔室中去除。在一些實施例中，在吸引所述微粒之前，將其上形成有黏合層的基板安置於所述基板固持件的所述接收表面上。在一些實施例中，當吸引具有所述第二極性的所述微粒以朝向所述基板固持件的所述接收表面移動時，具有所述第二極性的所述微粒黏附到所述黏合層。在一些實施例中，在將具有所述第二極性的所述微粒黏附到所述黏合層之後，將具有所述第二極性的電荷累積在所述基板固持件的所述接收表面上以吸引具有所述第一極性的所述微粒朝向安置於所述基板固持件的所述接收表面上的具有所述黏合層的所述基板移動。在一些實施例中，從所述基板中去除其上黏附有所述微粒的所述黏合層。
根據一些替代性實施例，提供一種包含至少以下步驟的用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法。使基板固持件的導電電極帶電以具有第一極性來吸引半導體製程腔室中的具有第二極性的微粒以朝向基板固持件移動，其中第一極性與第二極性相反。改變基板固持件的導電電極以具有第二極性來吸引半導體製程腔室中的具有第一極性的微粒以朝向基板固持件移動。從半導體製程腔室中去除具有第二極性的微粒和具有第一極性的微粒。
在一些實施例中，從所述半導體製程腔室中去除具有所述第二極性的所述微粒和具有所述第一極性的所述微粒包括提供氣體，所述氣體流過吸引所述微粒的所述基板固持件的接收表面。在一些實施例中，從所述半導體製程腔室中去除具有所述第二極性的所述微粒和具有所述第一極性的所述微粒包括在吸引具有所述第一極性的所述微粒朝向所述基板固持件移動之後，從所述半導體製程腔室中排出具有所述第一極性的所述微粒。在一些實施例中，將所述基板固持件的所述導電電極變成具有所述第二極性是由時間模式控制。在一些實施例中，將帶有黏合層的基板放置於所述基板固持件上，其中當使所述基板固持件的所述導電電極帶電時，吸引所述半導體製程腔室中的具有所述第二極性的所述微粒以黏附到所述基板上的所述黏合層。在一些實施例中，從所述半導體製程腔室中去除具有所述第二極性的所述微粒和具有所述第一極性的所述微粒包括從所述半導體製程腔室中去除帶有所述黏合層的所述基板，其中具有所述第二極性的所述微粒和具有所述第一極性的所述微粒黏附到所述基板上的所述黏合層。在一些實施例中，在將帶有所述黏合層的所述基板放置於所述基板固持件上之後，抽空所述半導體製程腔室。
根據一些替代性實施例，提供一種包含至少以下步驟的用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法。將半導體製程腔室中的具有第一極性的微粒吸引到帶有第二極性的微粒附著構件的表面，其中微粒附著構件適於在移動方向上移動，第一極性與第二極性相反。當微粒附著構件在移動方向上移動且微粒附著構件的表面經過清潔構件時，由清潔構件將具有第一極性的微粒從微粒附著構件的表面去除。
在一些實施例中，充電構件和所述清潔構件分別地安置於所述移動方向上的所述微粒附著構件的上游側和下游側上，將所述半導體製程腔室中的具有所述第一極性的所述微粒吸引到所述微粒附著構件的所述表面包括旋轉所述微粒附著構件以使具有所述第二極性的電荷分佈在已經與所述充電構件接觸的所述微粒附著構件的所述表面上。在一些實施例中，將所述微粒附著構件的所述表面的極性從所述第二極性變成所述第一極性以將所述半導體製程腔室中的具有所述第二極性的所述微粒吸引到所述微粒附著構件的所述表面。在一些實施例中，將所述微粒附著構件的所述表面的所述極性從所述第二極性變成所述第一極性是由時間模式控制。在一些實施例中，在吸引所述微粒之後，提供氣流，藉由所述氣流將位於所述微粒附著構件的所述表面上的所述微粒從所述半導體製程腔室中排出。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、10':基板 10a:頂表面 10b:底表面 12、12':黏合層 20:機械手臂 100:EUV微影系統 110:照明單元 120:光罩單元 130:投影單元 140:基板固持件 140a:接收表面 142:導電電極 152:進氣口 154:出氣口 160、228:電源 200:半導體系統 210:平台 220:清潔設備 222:微粒附著構件 222a:外表面 224:充電構件 226:清潔構件 229:控制器 2221:內部部分 2222:外部部分 A-A':線 A1、A2、A3、A4:箭頭 A5:移動方向 B:輻射束 C1:多腔室系統 D:距離 LC:加載互鎖腔室 P、P1、P2:微粒 VC:半導體製程腔室 VC1:緩衝腔室 VC2:沉積腔室 VC3:蝕刻腔室 W:半導體特徵
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 圖1是示出根據本公開的一些實施例的含有懸浮於製程腔室中的污染微粒的半導體系統的示意性剖視圖。 圖2A和圖2B是示出根據本公開的一些實施例的從製程腔室中去除污染微粒的示意性剖視圖。 圖3A到圖3C是示出根據本公開的一些實施例的從製程腔室中去除污染微粒的各個階段的示意性剖視圖。 圖4是示出根據本公開的一些實施例的操控各個腔室之間的基板的示意性俯視圖。 圖5是示出根據本公開的一些實施例的用於去除製程腔室中的污染微粒的設備的示意性立體圖。 圖6A是沿著圖5中的線A-A'截取且示出根據本公開的一些實施例的從製程腔室中去除污染微粒的方法的示意性剖視圖。 圖6B是根據本公開的一些實施例的圖6A的示意性側視圖。 圖7A是沿著圖5中的線A-A'截取且示出根據本公開的一些實施例的從製程腔室中去除污染微粒的方法的示意性剖視圖。 圖7B是根據本公開的一些實施例的圖6A的示意性側視圖。
10:基板
10a:頂表面
10b:底表面
12:黏合層
140:基板固持件
140a:接收表面
142:導電電極
160:電源
P1、P2:微粒
VC:半導體製程腔室

Claims (1)

  1. 一種用於從半導體製程腔室中去除微粒的方法，包括： 藉由將電壓施加到基板固持件，使具有第一極性的電荷累積於所述基板固持件的接收表面上； 在所述半導體製程腔室中吸引具有第二極性的所述微粒以朝向所述基板固持件的所述接收表面移動，所述基板固持件的所述接收表面上累積具有所述第一極性的所述電荷，其中所述第一極性與所述第二極性相反；以及 從所述半導體製程腔室中去除具有所述第二極性的所述微粒。
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