TW202201528A - 清潔方法及蝕刻設備 - Google Patents

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Abstract

提供一種從蝕刻設備清潔碎屑及汙染物的方法。蝕刻設備包括一處理腔室、一射頻功率源、在處理腔室內的一靜電吸座、一吸座電極、以及連接至吸座電極的一直流功率源。清潔方法包括放置一基板在靜電吸座的一表面上；施加一電漿至基板，藉此在基板的表面上產生一帶正電的表面；施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座，藉此使來自靜電吸座表面的碎屑粒子及/或汙染物帶負電，且導致碎屑粒子及/或汙染物附接至帶正電的基板表面；以及從蝕刻設備移除基板，藉此將碎屑粒子及/或汙染物從蝕刻設備移除。

Description

清潔方法及蝕刻設備
本揭露實施例係有關於一種清潔方法，特別係有關於一種用於清潔蝕刻設備的方法。
在半導體裝置的製造中，各式種類的電漿製程用以沉積數層導電及介電材料於半導體基板上，且亦用以覆面蝕刻(blanket etch)及選擇蝕刻(selectively etch)來自基板的材料。在此些製程期間，基板係固定至處理腔室中的基板吸座，且在鄰近基板表面處生成電漿。已發展各式技術以將基板固定至基板吸座。舉例來說，可使用一靜電吸座(electrostatic chuck，ESC)在電漿製程期間保持基板。靜電吸座的使用排除了對於機械夾件環的需求，且顯著地減少藉磨耗等而形成粒子的可能性，上述粒子導致產量的問題且需要經常清潔設備。
即使靜電吸座的使用減少了粒子汙染，小碎屑粒子的形成及在處理腔室內生成的其他汙染是無法避免的。當此些粒子及汙染沉積或形成在靜電吸座的基板吸座表面時，增加熱傳遞氣體(例如：氦)在吸座表面與基板介面處的洩漏。此洩漏降低基板的溫度控制與基板冷卻技術的效率。因此，必須經常地清潔處理腔室及基板吸座。這導致設備的停機時間，且需要昂貴且耗時的手動設備清潔操作。因此，需要改善清潔製程而不具有實質的設備停機時間。
本揭露實施例提供一種清潔方法，包括：放置一基板在一蝕刻設備中的一靜電吸座的一表面上，靜電吸座包括設置於靜電吸座中的複數個銷，其中蝕刻設備包括一處理腔室、一射頻功率源、一吸座電極、及連接至吸座電極的一直流功率源；移動上述複數個銷，以將基板從靜電吸座的表面移開；施加一電漿至基板，藉此在基板的表面上產生一帶正電的表面；藉由施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座，將碎屑粒子及/或汙染物附接至基板；以及從蝕刻設備移除基板，藉此將碎屑粒子及/或汙染物從蝕刻設備移除。
本揭露實施例提供一種清潔方法，包括：放置一基板在一靜電吸座的一表面上，基板具有設置在基板背側上的一薄膜，其中薄膜黏著碎屑粒子及/或汙染物；藉由施加一電漿及/或一電流至靜電吸座，加熱基板至一高溫，藉此融化及/或化學地活化基板背側上的薄膜；藉由將薄膜從基板轉移至靜電吸座的表面，用薄膜覆蓋靜電吸座的表面上的碎屑粒子及/或汙染物；從靜電吸座的表面移除基板；以及進一步施加電漿，以蝕刻去除薄膜與被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物。
本揭露實施例提供一種蝕刻設備，包括：一處理腔室、一射頻功率源、在處理腔室內的一靜電吸座、一吸座電極、連接至吸座電極的一直流功率源、以及一光譜及/或電荷監測系統。靜電吸座配置以接收一基板。光譜及/或電荷監測系統係配置以監測靜電吸座的表面上的表面電荷等級、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，元件的尺寸不限於所揭露的範圍或量值，而是可取決於裝置的製程條件及/或期望的性質。另外，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成介入於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。各式特徵可為了簡化與清晰的目的，而任意地以不同比例繪製。
此外，與空間相關用詞，例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」  及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。此外，用語「由…製成」可解釋為「包括」或「由…組成」。
本文揭露的技術關於一種蝕刻設備及清潔蝕刻設備的方法。本文描述的技術亦關於一種可配置以自我清潔的電漿蝕刻設備。如本文揭露的各式實施例中所描述的設備及方法，改善常規的設備清潔操作且降低設備的停機時間。舉例來說，本文描述的設備及方法有助於清潔在半導體處理腔室操作期間形成的小碎屑粒子，以及在處理腔室內生成的各式其他汙染物。例如沉積或形成在基板吸座表面上的雜質粒子及汙染物可負面地影響基板的溫度控制及基板冷卻技術的效率。所揭露的設備及方法有助於移除雜質粒子及汙染物，其有助於維持適當的基板溫度控制及基板冷卻效率。根據本文揭露的各式實施例，雜質粒子及汙染物的移除處理係經由施加負電壓或射頻(radio frequency，RF)脈衝，例如至靜電吸座。在一些實施例中，施加負電壓或射頻脈衝使碎屑粒子及/或汙染物帶負電，導致碎屑粒子及/或汙染物附接至設置在附近的基板的帶正電的表面。在一些實施例中，假(dummy)基板的背側可用黏性塗層處理，且碎屑粒子及/或汙染物可物理地附接至黏性塗層。
第1圖為根據本揭露之一實施例，蝕刻設備100的示意圖。如第1圖所示，蝕刻設備100包括一處理腔室110以及射頻(RF)功率源120，射頻功率源120配置以在處理腔室110中提供射頻功率。蝕刻設備100亦包括處理腔室110內的一靜電吸座130，且靜電吸座130配置以接收一基板105。根據各式實施例，基板105包括一晶圓、矽基板、或任何其他晶圓或基板。蝕刻設備100亦包括一吸座電極135、以及連接至吸座電極135的直流(direct current，DC)功率源140。直流功率源140係配置以提供功率(power)至吸座電極135。
在一些實施例中，蝕刻設備100為電漿蝕刻設備。在一些實施例中，蝕刻設備100為任何電漿蝕刻或乾蝕刻工具，由處理氣體(典型地為氧氣、含氯氣體、或含氟氣體)產生電漿，且使用射頻電場。在一些實施例中，蝕刻設備100為離子束蝕刻器、反應離子蝕刻器等。在其他實施例中，使用電漿沉積設備取代蝕刻設備。
在一些實施例中，基板105為半導體基板。在一些實施例中，基板105為假基板，例如用於從蝕刻設備100清潔或移除碎屑粒子及/或汙染物。在一些實施例中，碎屑粒子及/或汙染物包括(例如但不限於)：銅、鋁、鎳、鈦、氧、氟、矽、鍺、鎢、氙、鉬、鐵、鉛、鉍、銦、氧化矽(Six Oy )、氧化鋁(Alx Oy )、氧化鈦(Tix Oy )。在一些實施例中，基板105的背側包括一塗層(或一薄膜)108，黏著碎屑粒子及/或汙染物。在一些實施例中，塗層108包括氧化物薄膜、有機薄膜、或金屬薄膜，上述金屬薄膜包含矽氧化物或氮化鈦，包括(例如但不限於)：氧化矽(Six Oy )及氮化鈦(Tix Ny )。
在一些實施例中，基板105在至少其表面上包括單晶半導體層。在一些實施例中，基板105包括單晶半導體材料，例如但不限於：矽、鍺、矽鍺、砷化鎵、銻化銦、磷化鎵、銻化鎵、砷化銦鋁、砷化鎵銦、磷化鎵銻(GaSbP)、銻化鎵砷(GaAsSb)、及磷化銦。在一些實施例中，基板105由矽製成。在一些實施例中，基板105為矽基板。在一些實施例中，基板105為絕緣層上覆半導體基板，使用分離植入氧氣(separation by implantation of oxygen，SIMOX)、基板鍵結(bonding)、及/或其他適合的方法而製造，例如：絕緣體上矽(silicon-on-insulator，SOI)基板、絕緣體上矽鍺(silicon germanium-on-insulator，SGOI)基板、或絕緣體上鍺(germanium-on-insulator，GOI)基板。在一些實施例中，基板105為矽基板，具有鏡面研磨表面在一側或兩側。
在一些實施例中，處理腔室110包括上部112及下部114，由導電材料製成，例如鋁。在一些實施例中，上部112包括上電極113。在一些實施例中，下部114包括絕緣陶瓷框架116，且包括絕緣陶瓷框架116內的靜電吸座130。舉例來說，如第1圖所示，靜電吸座130設置於處理腔室110的下部114內的絕緣陶瓷框架116內。在一些實施例中，靜電吸座130包括導電片，作用為吸座電極135。如第1圖所示，吸座電極135連接至直流功率源140。當來自直流功率源140的直流電壓施加至具有基板105設置於上的靜電吸座130的吸座電極135，在基板105與吸座電極135之間生成庫侖力(Coulomb force)。庫侖力吸引且保持基板105於靜電吸座130上，直到中斷來自直流功率源140的直流電壓。
在一些實施例中，為了改善基板105與靜電吸座130之間的熱傳遞，一或多種氣體(例如：氦或氬)被引入基板105與靜電吸座130之間。在一些實施例中，上述氣體耗散基板105與靜電吸座130之間在直流電壓施加期間所生成的熱。
如第1圖所繪示，蝕刻設備100亦包括泵160，連接至處理腔室110。泵160配置以在處理腔室110內提供真空或維持特定的氣壓。在一些實施例中，處理腔室110內的壓力藉由結合被引入的一或多種氣體及由泵160執行的一程度的抽吸而維持。在一些實施例中，處理腔室110內的壓力單獨藉由泵160的抽吸而維持。
在一些實施例中，蝕刻設備100的靜電吸座130亦包括設置於靜電吸座130中的複數個銷150。在一些實施例中，複數個銷150的每一者包括一電性絕緣蓋155，以電性絕緣一樣本(例如：基板105)與銷150的主桿。在一些實施例中，複數個銷150配置以將基板105從靜電吸座130的表面向上移開約1毫米至約10毫米的距離，且向下移動以將基板放置在靜電吸座130上。在一些實施例中，約1毫米至約10毫米的距離提供靜電吸座130有效的清潔。
在一些實施例中，開啟射頻功率源120以施加用於電漿蝕刻操作的電漿125。在一些實施例中，開啟射頻功率源120(例如：13.56百萬赫、2.45吉赫等)以在基板105的表面上產生帶正電的表面。在一些實施例中，從射頻功率源120施加在處理腔室110中的射頻脈衝，使在靜電吸座130表面上及/或附近的碎屑粒子及/或汙染物190帶負電。在一些實施例中，在清潔操作期間，射頻功率源120配置以施加在正規蝕刻操作期間所施加的功率之約10%至約90%的射頻脈衝。在一些實施例中，射頻功率源120配置以施加在正規蝕刻操作期間所施加的功率之約20%至約80%、約30%至約70%、或約30%至約50%的射頻脈衝。在一些實施例中，以高於約正規蝕刻功率80%的功率操作會導致靜電吸座被蝕刻。在一些實施例中，以低於約正規蝕刻功率20%的功率操作會導致雜質粒子及/或汙染物移除不充分。在一些實施例中，在蝕刻操作期間施加的功率的範圍從約200瓦至約700瓦。射頻功率的施加在基板105的表面上產生的帶正電的表面。在一些實施例中，射頻脈衝的施加發生的時長為約10秒至約60秒、約10秒至約50秒、約20秒至約40秒、或約20秒至約30秒，包含任何介於其間的時長。在一些實施例中，施加射頻脈衝小於10秒的時間不夠產生負電荷。在一些實施例中，施加射頻脈衝大於60秒會導致電荷飽和。
在一些實施例中，從直流功率源140施加直流電壓(例如：負電壓)至靜電吸座130，使在靜電吸座130表面上及/或附近的碎屑粒子及/或汙染物190帶負電。在一些實施例中，直流功率源140配置以施加在使用直流的正規蝕刻操作期間所施加的功率之約10%至約90%的直流電壓。在一些實施例中，直流功率源140配置以施加使用直流的在正規蝕刻操作期間所施加的功率之約20%至約80%、約30%至約70%、或約30%至約50%的直流電壓。在一些實施例中，施加的直流電壓的範圍從約2000瓦至約2500瓦。直流功率的施加在基板105的表面上產生帶正電的表面。在一些實施例中，直流電壓的施加發生的時長為約10秒至約60秒、約10秒至約50秒、約20秒至約40秒、或約20秒至約30秒，包含任何介於其間的時長。透過施加直流(負)電壓或射頻脈衝之一，帶負電的碎屑粒子及/或汙染物190附接至帶正電的基板105表面。
如第1圖所繪示，蝕刻設備100亦包括一光譜(spectral)及/或電荷監測系統180。光譜及/或電荷監測系統180配置以監測靜電吸座130表面上的表面電荷等級(level)、碎屑粒子及/或汙染物190的組成。光譜及/或電荷監測系統180使用X光或離子束來使碎屑粒子及/或汙染物190(包括任何副產物)帶有電荷。舉例來說，在蝕刻設備100的清潔操作期間，光譜及/或電荷監測系統180配置以連續地或週期性地監測表面電荷等級、碎屑粒子及/或汙染物190的組成。在一些實施例中，藉由光譜及/或電荷監測系統180連續或週期的監測，在整個蝕刻設備使用壽命、或在一些狀況下，蝕刻設備使用壽命中任何時段，提供使用者蝕刻設備100的汙染歷史紀錄或數據圖表。
第2圖為根據本揭露之一實施例，繪示清潔蝕刻設備的方法200的流程圖。應瞭解的是，額外的操作可被提供在第2圖的流程圖所示操作之前、期間、及之後，且為了此方法的額外實施例，以下描述的一些操作可被取代或省略。操作/製程的順序可互換。蝕刻設備包括一處理腔室、一射頻功率源、在處理腔室內的一靜電吸座、一吸座電極、及連接至吸座電極的一直流功率源。在一些實施例中，蝕刻設備為第1圖所示及參照第1圖所描述的蝕刻設備100。在一些實施例中，清潔包括移除碎屑粒子及/或汙染物。
如第2圖所繪示，方法200包括在操作S202，放置一基板在靜電吸座的一表面上。在一些實施例中，上述基板為參照第1圖所描述的基板105。在一些實施例中，基板背側包括一塗層，黏著碎屑粒子及/或汙染物。上述塗層相同或實質上相似於參照第1圖所描述的塗層(或薄膜)108。靜電吸座包括設置於其中的複數個銷。在一些實施例中，上述靜電吸座為參照第1圖所描述的靜電吸座130，且複數個銷為參照第1圖所描述的複數個銷150。
在操作S204，方法200包括移動複數個銷150，以將基板105從靜電吸座130的表面移開。在一些實施例中，複數個銷150的每一者包括一電性絕緣蓋155，以電性絕緣基板105與靜電吸座130。在一些實施例中，移動複數個銷150包括將基板105從靜電吸座130的表面移開約1毫米至約10毫米。
在一些實施例中，代替操作S202及S204，在放置基板105在靜電吸座130之前，將複數個銷150從靜電吸座130向上移。在複數個銷150從靜電吸座130向上移開到一位置之後，基板105被放置在複數個銷150上。在一些實施例中，複數個銷150的定位與基板處理器(handler)操作的最高位置不同。
在操作S206，方法200包括施加電漿至基板105。所施加的電漿在基板表面上產生帶正電的表面。
在操作S208，方法200包括施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座130。施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座130使在靜電吸座130表面上及/或附近的碎屑粒子及/或汙染物帶負電。碎屑粒子及/或汙染物上的負電荷被基板105帶正電的表面(例如：基板背側)吸引，且接著附接至基板帶正電的表面。在一些實施例中，負(直流)電壓或射頻脈衝的施加為在蝕刻設備的正規蝕刻程序期間所施加的功率之約30%至約50%。在一些實施例中，負電壓或射頻脈衝的施加發生的時長為約10秒至約60秒。
在操作S210，方法200包括從蝕刻設備100移除基板105。由於目前的基板包括從蝕刻設備黏著的碎屑粒子及/或汙染物，移除基板係從蝕刻設備移除碎屑粒子及/或汙染物。
在一些實施例中，蝕刻設備包括一光譜及/或電荷監測系統。在操作S212，方法200選擇性地包括經由光譜及/或電荷監測系統180，監測基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成。在一些實施例中，光譜及/或電荷監測系統180使用X光或離子束來使碎屑粒子及/或汙染物190(包括任何副產物)帶有電荷，且使用一偵測器(例如：殘餘氣體分析儀或任何相關的化學分析儀)來分析碎屑粒子及/或汙染物190(包括任何副產物)的組成。
在操作214，方法200選擇性地包括基於基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成，停止電漿且中斷施加至靜電吸座130的負電壓或射頻脈衝。在一些實施例中，方法200選擇性地包括在施加電漿之後，通風(vent)蝕刻設備至約大於400毫托(mTorr)的壓力，且在通風之後，施加一真空，以進一步從靜電吸座移除碎屑粒子及/或汙染物。
第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖、第3E圖、第3F圖為根據本揭露之一實施例，繪示靜電吸座的清潔操作期間，靜電吸座的另一實施例的各式示意圖。第3A圖繪示靜電吸座330，實質上相似於參照第1圖所描述的靜電吸座130。如第3A圖所繪示，靜電吸座330包括一導電片，作用為吸座電極335。靜電吸座330在其表面上包括待從靜電吸座330移除的碎屑粒子及/或汙染物390。第3A圖顯示一基板305，包含設置在基板305表面的塗層308，如第3A圖所繪示。基板305及塗層308各自與參照第1圖描述的基板105及塗層108相同或實質上相似。在一些實施例中，塗層308包括一光阻薄膜。
第3B圖為繪示基板305放置至靜電吸座330上的示意圖。如第3B圖所繪示，基板305的塗層308係與靜電吸座330接觸。塗層308因此覆蓋或實質上接觸碎屑粒子及/或汙染物390。
第3C圖為繪示施加電漿325以加熱基板305的示意圖。第3C圖亦繪示藉由施加熱345在靜電吸座330中而加熱基板305。在一些實施例中，藉由電漿325或熱345其中一者的加熱融化或化學地活化塗層308。在一些實施例中，上述熱融化或軟化塗層308，且接著在移除熱之後，塗層308固化或硬化。
第3D圖為繪示將塗層308從基板305轉移至具有碎屑粒子及/或汙染物390的靜電吸座330上的示意圖。由於加熱，塗層308從基板305解離，且附接至靜電吸座330，藉此實質上將碎屑粒子及/或汙染物390密封在塗層308與靜電吸座330之間。
第3E圖為在基板305移除之後，塗層308附接至靜電吸座330的示意圖。
第3F圖為繪示額外施加電漿325以從靜電吸座330移除塗層308、碎屑粒子及/或汙染物390的示意圖。在一些實施例中，電漿325包括氧電漿，移除有機材料。當塗層308及碎屑粒子及/或汙染物390為有機時，氧電漿可同時移除塗層308及碎屑粒子。在一些實施例中，電漿氣體係藉由再結合金屬汙染物與其他碎屑粒子或副產物，被用以移除金屬汙染物。舉例來說，金屬的再結合可用Al3+ + 3NH3 .H2 O → Al(OH)3 ↓ + 3NH4+ 來表示，其中鋁離子(Al3+ )轉換成氫氧化鋁(Al(OH)3 )且沉積。
在其他實施例中，在塗層308固化或硬化之後，基板305與附接於其上的塗層308被移除，藉此從靜電吸座的表面移除碎屑或汙染物。
第4圖為根據本揭露之一實施例，繪示清潔具有靜電吸座330的蝕刻設備的方法400的另一流程圖。在一些實施例中，蝕刻設備為第1圖所示及參照第1圖所描述的蝕刻設備100。在一些實施例中，蝕刻設備包括一光譜監測系統。方法400包括在操作S402，放置具有一薄膜(或塗層)設置於背側的一基板305在靜電吸座330的一表面上。在一些實施例中，基板305為參照第1圖所描述的基板105。在一些實施例中，上述薄膜黏著碎屑粒子及/或汙染物。
在操作S404，方法400包括藉由施加一電漿及/或一電流至靜電吸座330，加熱基板305至一高溫。藉由電漿或電流(例如：直流電)生成的熱融化及/或化學地活化基板背側上的薄膜308。
在操作S406，方法400包括將薄膜308從基板305轉移至靜電吸座330的表面。薄膜至靜電吸座330表面的轉移覆蓋了靜電吸座表面上的碎屑粒子及/或汙染物。
在操作S408，方法400包括從靜電吸座330的表面移除基板305。
在操作S410，在從靜電吸座330的表面移除基板之後，在一些實施例中，方法400包括施加電漿，以蝕刻去除薄膜與被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物，而不損傷靜電吸座330。電漿的施加實質上或完全地移除薄膜及/或被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物。在一些實施例中，用於加熱基板的電漿的密度低於用於蝕刻去除薄膜及/或被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物的電漿密度。在一些實施例中，在背側被處理的基板加熱期間，靜電吸座330的溫度高於薄膜的溫度。
在操作S412，方法400選擇性地包括在進一步施加電漿的期間，施加反極性(reverse polarity)的一電壓至靜電吸座。在一些實施例中，反極性電壓的施加增強了汙染物粒子從靜電吸座330的轉移及移除。
在操作S414，方法400選擇性地包括通風蝕刻設備至約大於400毫托的壓力。在一些實施例中，通風至約大於400毫托的壓力發生在操作S410之後，例如：在進一步施加電漿之後。
在蝕刻設備通風至約大於400毫托的壓力之後，在操作S416，方法400選擇性地包括施加一真空，以進一步從靜電吸座330移除薄膜的殘餘部分及被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物。
在操作S418，方法400選擇性地包括經由光譜監測系統，監測薄膜及被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物的組成。
第5圖為根據本揭露之一實施例，繪示清潔蝕刻設備的方法500的另一流程圖。蝕刻設備包括：一處理腔室、包含至少一基板的一卡匣、一射頻功率源、在處理腔室內的一靜電吸座、一吸座電極、以及連接至吸座電極的一直流功率源。在一些實施例中，蝕刻設備為第1圖所示及參照第1圖所描述的蝕刻設備100。在一些實施例中，清潔包括移除碎屑粒子及/或汙染物。
如第5圖所繪示，方法500包括在操作S502，放置至少一基板在靜電吸座的一表面上。在一些實施例中，至少一基板為參照第1圖所描述的基板105。在一些實施例中，至少一基板具有被處理的背側表面。靜電吸座包括設置於靜電吸座中的複數個銷。在一些實施例中，上述靜電吸座為參照第1圖所描述的靜電吸座130，且複數個銷為參照第1圖所描述的複數個銷150。在一些實施例中，每一上述複數個銷包括一電性絕緣蓋，以電性絕緣基板與靜電吸座。
在操作S504，方法500包括移動上述複數個銷，以將至少一背側被處理的基板從靜電吸座的表面移開。在一些實施例中，移動複數個銷包括將基板從靜電吸座的表面移開約1毫米至約10毫米的距離。
在操作S506，方法500包括施加電漿。電漿在至少一基板的表面上產生帶正電的表面。
在操作S508，方法500包括施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座。施加負電壓或射頻脈衝至靜電吸座使在靜電吸座表面上及/或附近的碎屑粒子及/或汙染物帶負電。碎屑粒子及/或汙染物上的負電荷導致碎屑粒子及/或汙染物附接至至少一基板的帶正電的表面。在一些實施例中，負(例如：直流)電壓或射頻脈衝以在蝕刻設備的正規蝕刻程序期間所施加的功率之約30%至約50%而施加。在一些實施例中，將負電壓或射頻脈衝施加至靜電吸座包括以一約10秒至約60秒的時長施加功率。
在操作S510，方法500包括從蝕刻設備移除至少一基板，藉此將碎屑粒子及/或汙染物從蝕刻設備移除。
在操作S512，方法500選擇性地包括用一塗層處理至少一基板的背側，上述塗層用於黏著碎屑粒子及/或汙染物。上述塗層相同或實質上相似於參照第1圖所描述的塗層(或薄膜)108。
在一些實施例中，蝕刻設備包括一光譜及/或電荷監測系統。在操作S514，方法500選擇性地包括經由光譜及/或電荷監測系統，監測至少一基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成。
在操作S516，方法500選擇性地包括基於基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成，關閉電漿且中斷施加至靜電吸座的負電壓或射頻脈衝。
在操作S518，方法500選擇性地包括將來自卡匣的另一基板放置在靜電吸座上。
在操作S520，方法500選擇性地包括開啟電漿，藉此在另一基板的表面上產生帶正電的表面。
在操作S522，方法500選擇性地包括施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座。負電壓或射頻脈衝使在靜電吸座表面上及/或附近的殘餘的碎屑粒子及/或汙染物帶負電。殘餘的碎屑粒子及/或汙染物上的負電荷導致殘餘的碎屑粒子及/或汙染物附接至另一基板的帶正電的表面。在一些實施例中，負電壓或射頻脈衝以在蝕刻設備的正規蝕刻程序期間所施加的正常功率之約30%至約50%而施加。在一些實施例中，將負電壓或射頻脈衝施加至靜電吸座包括以一約10秒至約60秒的時長施加功率。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更佳地了解本揭露。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本揭露為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本揭露的發明精神與範圍。在不背離本揭露的發明精神與範圍之前提下，可對本揭露進行各種改變、置換或修改。
本文揭露的技術關於一種蝕刻設備及清潔蝕刻設備的方法。本文所描述的實施例提供改善的蝕刻設備清潔操作，且減少用於清潔的蝕刻設備停機時間。此外，因為改善了汙染物從蝕刻設備的移除，在本揭露的實施例中，工件的汙染亦減少且裝置的良率提升。
本揭露的一實施例為一種用於清潔碎屑及汙染物的方法。上述方法包括提供一種蝕刻設備，上述蝕刻設備包括：一處理腔室、一射頻功率源、在處理腔室內的一靜電吸座、一吸座電極、以及連接至吸座電極的一直流功率源。上述方法包括：放置一基板在靜電吸座的一表面上，靜電吸座包括設置於靜電吸座中的複數個銷。上述方法亦包括：移動上述複數個銷，以將基板從靜電吸座的表面移開。上述方法亦包括：施加一電漿至基板，藉此在基板的表面上產生帶正電的表面。上述方法亦包括：施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座。施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座使在靜電吸座的表面上及/或附近的碎屑粒子及/或汙染物帶負電，導致碎屑粒子及/或汙染物附接至帶正電的基板表面。上述方法亦包括：從蝕刻設備移除基板，藉此將碎屑粒子及/或汙染物從蝕刻設備移除。在一實施例中，將負電壓或射頻脈衝施加至靜電吸座包括施加在蝕刻設備的正規蝕刻程序期間所施加的功率之30%至50%。在一實施例中，將負電壓或射頻脈衝施加至靜電吸座包括以一10秒至60秒的時長施加功率。在一實施例中，每一上述複數個銷包括一電性絕緣蓋，以電性絕緣基板與靜電吸座。在一實施例中，移動複數個銷包括將基板從靜電吸座的表面移開約1毫米至約10毫米的距離。在一實施例中，基板背側包括一塗層，黏著碎屑粒子及/或汙染物。在一實施例中，蝕刻設備包括一光譜及/或電荷監測系統。在一實施例中，上述方法更包括：經由光譜及/或電荷監測系統，監測基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成。在一實施例中，上述方法更包括：基於基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成，停止電漿且中斷施加至靜電吸座的負電壓或射頻脈衝。在一實施例中，上述方法更包括：在施加電漿之後，通風蝕刻設備至約大於400毫托的壓力；以及在通風之後，施加一真空，以進一步從靜電吸座移除碎屑粒子及/或汙染物。
本揭露的另一實施例為一種用於清潔蝕刻設備的方法。上述方法包括：放置具有設置背側上的一薄膜的一基板在一靜電吸座的一表面上。上述薄膜黏著碎屑粒子及/或汙染物。上述方法亦包括：藉由施加一電漿及/或一電流至靜電吸座，加熱基板至一高溫，藉此融化及/或化學地活化基板背側上的薄膜；將薄膜從基板轉移至靜電吸座的表面，藉此覆蓋靜電吸座的表面上的碎屑粒子及/或汙染物；從靜電吸座的表面移除基板；以及進一步施加電漿，以蝕刻去除薄膜與被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物。在一實施例中，用於加熱基板的電漿的密度低於用於蝕刻去除薄膜的電漿的密度。在一實施例中，在背側被處理的基板加熱期間，靜電吸座的溫度高於薄膜的溫度。在一實施例中，上述方法更包括：在進一步施加電漿的期間，施加反極性的一電壓至靜電吸座。在一實施例中，上述方法更包括：在進一步施加電漿之後，通風蝕刻設備至約大於400毫托的壓力，且在通風之後施加一真空，以進一步從靜電吸座移除薄膜的殘餘部分及被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物。在一實施例中，靜電吸座包括設置於靜電吸座中的複數個銷，且每一上述複數個銷包括一電性絕緣蓋，以電性絕緣基板與靜電吸座。在一實施例中，蝕刻設備包括一光譜監測系統。在一實施例中，上述方法更包括：經由光譜監測系統，監測薄膜及被覆蓋的碎屑粒子及/或汙染物的組成。
本揭露另一實施例為一種蝕刻設備。蝕刻設備包括：一處理腔室、一射頻功率源、在處理腔室內的一靜電吸座、一吸座電極、連接至吸座電極的一直流功率源、以及一光譜及/或電荷監測系統。靜電吸座配置以接收一基板。光譜及/或電荷監測系統係配置以監測靜電吸座的表面上的表面電荷等級、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成。在一實施例中，蝕刻設備的靜電吸座包括設置於靜電吸座中的複數個銷。在一實施例中，每一上述複數個銷包括一電性絕緣蓋，以電性絕緣基板與靜電吸座。在一實施例中，複數個銷係配置以將基板從靜電吸座的表面移開約1毫米至約10毫米的距離。
本揭露的另一實施例為一種用於清潔蝕刻設備的方法。蝕刻設備包括：一處理腔室、包含至少一基板的一卡匣、一射頻功率源、在處理腔室內的一靜電吸座、一吸座電極、以及連接至吸座電極的一直流功率源。上述清潔方法包括：放置至少一基板在靜電吸座的一表面上，靜電吸座包括設置於靜電吸座中的複數個銷。移動上述複數個銷，以將至少一背側被處理的基板從靜電吸座的表面移開；施加一電漿，藉此在至少一基板的表面上產生帶正電的表面。施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座，藉此使在靜電吸座的表面上及/或附近的碎屑粒子及/或汙染物帶負電，導致碎屑粒子及/或汙染物附接至至少一基板的帶正電的表面，且從蝕刻設備移除至少一基板，藉此將碎屑粒子及/或汙染物從蝕刻設備移除。在上述方法的一實施例中，將負電壓或射頻脈衝施加至靜電吸座包括施加在蝕刻設備的正規蝕刻程序期間所施加的功率之30%至50%。在一實施例中，將負電壓或射頻脈衝施加至靜電吸座包括以一10秒至60秒的時長施加功率。在上述方法的一實施例中，每一上述複數個銷包括一電性絕緣蓋，與基板接觸。在上述方法的一實施例中，移動複數個銷包括將基板從靜電吸座的表面移開約1毫米至約10毫米的距離。在一實施例中，上述方法更包括：用一塗層處理至少一基板背側，上述塗層用於黏著碎屑粒子及/或汙染物。在一實施例中，蝕刻設備更包括一光譜及/或電荷監測系統。在一實施例中，上述方法更包括：經由光譜及/或電荷監測系統，監測至少一基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成。在一實施例中，上述方法更包括：基於基板的表面電荷飽和度、碎屑粒子的組成及/或汙染物的組成，關閉電漿且中斷施加至靜電吸座的負電壓或射頻脈衝。在一實施例中，上述方法更包括：將來自卡匣的另一基板放置在靜電吸座上，且開啟電漿，藉此在另一基板的表面上產生帶正電的表面。在一實施例中，上述方法更包括：施加一負電壓或一射頻脈衝至靜電吸座，藉此使在靜電吸座的表面上及/或附近的殘餘的碎屑粒子及/或汙染物帶負電，導致殘餘的碎屑粒子及/或汙染物附接至另一基板的帶正電的表面。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更佳地了解本揭露。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本揭露為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本揭露的發明精神與範圍。在不背離本揭露的發明精神與範圍之前提下，可對本揭露進行各種改變、置換或修改。
100:蝕刻設備 105:基板 108:塗層 110:處理腔室 112:上部 113:上電極 114:下部 116:絕緣陶瓷框架 120:射頻功率源 125:電漿 130:靜電吸座 135:吸座電極 140:直流功率源 150:銷 155:絕緣蓋 160:泵 180:光譜及/或電荷監測系統 190:碎屑粒子及/或汙染物 200,400,500:方法 S202,S204,S206,S208,S210,S212,S214:操作 305:基板 308:塗層(薄膜) 325:電漿 330:靜電吸座 335:吸座電極 345:熱 390:碎屑粒子及/或汙染物 S402,S404,S406,S408,S410,S412,S414,S416,S418:操作 S502,S504,S506,S508,S510,S512,S514,S516,S518,S520,S522:操作
根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應被強調的是，根據本產業的一般作業，圖示並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。 第1圖為根據本揭露之一實施例的蝕刻設備的示意圖。 第2圖為根據本揭露之一實施例，繪示清潔蝕刻設備的方法的流程圖。 第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖、第3E圖、第3F圖為根據本揭露之一實施例，繪示靜電吸座的清潔操作期間，靜電吸座的各式示意圖。 第4圖為根據本揭露之一實施例，繪示清潔蝕刻設備的方法的另一流程圖。 第5圖為根據本揭露之一實施例，繪示清潔蝕刻設備的方法的另一流程圖。
200:方法
S202,S204,S206,S208,S210,S212,S214:操作

Claims (20)

  1. 一種清潔方法，包括： 放置一基板在一蝕刻設備中的一靜電吸座的一表面上，該靜電吸座包括設置於該靜電吸座中的複數個銷，其中該蝕刻設備包括一處理腔室、一射頻功率源、一吸座電極、及連接至該吸座電極的一直流功率源； 移動該等銷，以將該基板從該靜電吸座的該表面移開； 施加一電漿至該基板，藉此在該基板的該表面上產生一帶正電的表面； 藉由施加一負電壓或一射頻脈衝至該靜電吸座，將碎屑粒子及/或汙染物附接至該基板；以及 從該蝕刻設備移除該基板，藉此將該碎屑粒子及/或該汙染物從該蝕刻設備移除。
  2. 如請求項1所述之清潔方法，其中將該負電壓或該射頻脈衝施加至該靜電吸座包括施加在該蝕刻設備的正規蝕刻程序期間所施加的功率之30%至50%。
  3. 如請求項2所述之清潔方法，其中將該負電壓或該射頻脈衝施加至該靜電吸座包括以一10秒至60秒的時長施加功率。
  4. 如請求項1所述之清潔方法，其中每一該等銷包括一電性絕緣蓋，以電性絕緣該基板與該靜電吸座。
  5. 如請求項1所述之清潔方法，其中移動該等銷包括將該基板從該靜電吸座的該表面移開1毫米至10毫米的距離。
  6. 如請求項1所述之清潔方法，其中該基板包括一塗層，該塗層在該基板背側，在附接期間黏著該碎屑粒子及/或該汙染物。
  7. 如請求項1所述之清潔方法，更包括： 經由一光譜及/或電荷監測系統，監測該基板的一表面電荷飽和度、該碎屑粒子的一組成及/或該汙染物的一組成。
  8. 如請求項7所述之清潔方法，更包括： 基於該基板的該表面電荷飽和度、該碎屑粒子的該組成及/或該汙染物的該組成，停止該電漿且中斷施加至該靜電吸座的該負電壓或該射頻脈衝。
  9. 如請求項8所述之清潔方法，更包括： 在施加該電漿之後，通風該蝕刻設備至約大於400毫托的壓力；以及 在通風之後，施加一真空，以進一步從該靜電吸座移除該碎屑粒子及/或該汙染物。
  10. 一種清潔方法，包括： 放置一基板在一靜電吸座的一表面上，該基板具有設置在一基板背側上的一薄膜，其中該薄膜黏著碎屑粒子及/或汙染物； 藉由施加一電漿及/或一電流至該靜電吸座，加熱該基板至一高溫，藉此融化及/或化學地活化該基板背側上的該薄膜； 藉由將該薄膜從該基板轉移至該靜電吸座的該表面，用該薄膜覆蓋該靜電吸座的該表面上的該碎屑粒子及/或該汙染物； 從該靜電吸座的該表面移除該基板；以及 進一步施加該電漿，以蝕刻去除該薄膜與被覆蓋的該碎屑粒子及/或該汙染物。
  11. 如請求項10所述之清潔方法，其中用於加熱該基板的該電漿的密度低於用於蝕刻去除該薄膜的該電漿的密度。
  12. 如請求項10所述之清潔方法，其中在該背側被處理的該基板加熱期間，該靜電吸座的溫度高於該薄膜的溫度。
  13. 如請求項10所述之清潔方法，更包括： 在進一步施加該電漿的期間，施加反極性的一電壓至該靜電吸座。
  14. 如請求項10所述之清潔方法，更包括： 在進一步施加該電漿之後，通風該蝕刻設備至約大於400毫托的壓力；以及 在通風之後，施加一真空，以進一步從該靜電吸座移除該薄膜的殘餘部分及被覆蓋的該碎屑粒子及/或該汙染物。
  15. 如請求項10所述之清潔方法，其中該靜電吸座包括設置於該靜電吸座中的複數個銷，且每一該等銷包括一電性絕緣蓋，以電性絕緣該基板與該靜電吸座。
  16. 如請求項15所述之清潔方法，更包括： 經由一光譜監測系統，監測該薄膜及被覆蓋的該碎屑粒子及/或該汙染物的一組成。
  17. 一種蝕刻設備，包括： 一處理腔室； 一射頻功率源； 一靜電吸座，在該處理腔室內，該靜電吸座配置以接收一基板； 一吸座電極； 一直流功率源，連接至該吸座電極；以及 一光譜及/或電荷監測系統， 其中該光譜及/或電荷監測系統係配置以監測該靜電吸座的一表面上的一表面電荷等級、碎屑粒子的一組成及/或汙染物的一組成。
  18. 如請求項17所述之蝕刻設備，其中該靜電吸座包括設置於該靜電吸座中的複數個銷。
  19. 如請求項18所述之蝕刻設備，其中每一該等銷包括一電性絕緣蓋，以電性絕緣該基板與該靜電吸座。
  20. 如請求項18所述之蝕刻設備，其中該等銷係配置以將該基板從該靜電吸座的該表面移開1毫米至10毫米的距離。
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