TWI517206B - 半導體製程方法及半導體製程設備 - Google Patents
半導體製程方法及半導體製程設備 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI517206B TWI517206B TW102146357A TW102146357A TWI517206B TW I517206 B TWI517206 B TW I517206B TW 102146357 A TW102146357 A TW 102146357A TW 102146357 A TW102146357 A TW 102146357A TW I517206 B TWI517206 B TW I517206B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- voltage
- semiconductor
- wafer
- semiconductor wafer
- corona
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 72
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 9
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 54
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 39
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 34
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 95
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32073—Corona discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
本發明係有關於一種半導體製程方法及半導體製程設備。
摩爾定律(Moore’s law)是觀察到在積體電路上的電晶體數量大約每兩年會增加一倍之現象。許多電子裝置之性能改善均與摩爾定律高度相關，例如微處理器的速度、記憶體設備的電容量、感測器的靈敏度，甚至是數位相機中畫素的數量及尺寸等。
由於半導體製程技術持續的進步，因此摩爾定律仍可繼續適用。這些改進可使得製程設備製造較小、較低功率並較先前技術世代具有更快切換速度(switching time)的電晶體，且這些電晶體所在的矽晶圓亦可大於先前技術世代的矽晶圓。舉例來說，於先前之技術世代係以大約30nm長度之電晶體閘極(transistor gates)形成在一直徑300毫米的矽晶圓(所謂的300mm晶圓)上，而在下一技術世代則可以小於10nm長度之電晶體閘極形成於一直徑450毫米的矽晶圓(所謂的450mm晶圓)上。透過結合上述較小尺寸之電晶體，並以更緊密的方式排列於較大尺寸之晶圓(較大之積體電路)上，已使得近十年來之技術具有顯著的進步。然而在發展新的技術點(technology nodes)
時，仍將產生重大的挑戰。
本發明之一實施例提供一種半導體製程方法，包括提供一半導體晶圓；探測前述半導體晶圓上之一表面區域，並判斷該表面區域是否存在一電荷條件；以及，根據前述電荷條件是否存在，選擇性地感應一電暈放電以改變前述電荷條件。
本發明之一實施例提供一種半導體製程設備，包括一基座，用以維持一半導體晶圓；一電壓探針，用以量測前述半導體晶圓上之一表面區域的一表面電壓；以及一電暈槍，用以選擇性地感應電暈放電以改變前述表面區域之前述表面電壓，其中前述電暈放電感應之選擇性係根據量測前述表面區域所得到之該表面電壓與一電壓閥值之間是否具有一預定的關係而定。
本發明之一實施例提供一種半導體製程設備，包括一基座，用以維持一半導體晶圓，且前述半導體晶圓具有終止在一晶圓邊緣之一表面；一電壓探針，用以步進地量測前述表面上之複數個表面區域之個別表面電壓；一控制器，用以評估前述測得之表面電壓，並判斷前述表面是否存在不均勻之電荷分佈；以及一電暈槍，用以選擇性地對前述表面區域中之至少一個感應電暈放電，以將前述表面上不均勻之電荷分佈改變為均勻之電荷分佈。
100‧‧‧積體電路
102‧‧‧受損區域
150‧‧‧晶圓
152‧‧‧表面區域
154‧‧‧表面區域
200‧‧‧半導體製程方法
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
300‧‧‧半導體製程設備
302‧‧‧半導體晶圓、晶圓
304‧‧‧基座
306‧‧‧耦合面
308‧‧‧表面區域、晶圓表面
310‧‧‧電壓探針
312‧‧‧電暈槍
314‧‧‧製程腔體
316‧‧‧氣體供應組件
318‧‧‧控制器
320‧‧‧掃描組件
402‧‧‧電壓探針
404‧‧‧電暈槍
406‧‧‧晶圓表面
500‧‧‧晶圓
502、502a/b/c/d/e/f/g/h/i/j/k/l‧‧‧表面區域
504‧‧‧第一軸
506‧‧‧第二軸
504a/b、506a/b‧‧‧位置
600‧‧‧電暈放電棒
600a‧‧‧第一位置
600b‧‧‧第二位置
702‧‧‧第一軸
第1A圖表示一積體電路或一晶圓上一受損區域之示意圖。
第1B圖表示一晶圓上之表面電壓變化示意圖。
第2圖表示本發明一實施例之半導體製程方法流程圖，其選擇性地利用電暈放電技術，以提升一半導體基板上之電荷均勻性(charge uniformity)。
第3圖表示本發明一實施例之半導體製程設備示意圖。
第4圖表示本發明一實施例之半導體製程設備剖視圖。
第5圖表示本發明一實施例之半導體製程設備上視圖。
第6圖表示本發明另一實施例之半導體製程設備剖視圖。
第7圖表示本發明另一實施例之半導體製程設備上視圖。
以下配合圖式說明本發明中詳細的實施例。其中，圖式及說明中使用相同的標號來表示相同或相似的部件。可以理解的是以下的圖式並未依照比例繪示，而僅僅提供說明之用。
關於轉換成較大尺寸晶圓(例如由300mm晶圓至450mm晶圓)之一特別挑戰，係於製程中，多餘的電荷可能累積在晶圓表面上。舉例來說，在300mm晶圓上雖亦會累積多餘的電荷，然而因450mm晶圓所提供之表面面積是300mm晶圓的兩倍，因此要控制450mm晶圓上之電荷累積以及維持電荷之均勻性是更加的不容易。當多餘的電荷突然間釋放時，將導致各種的損壞，尤其係在晶圓上具有小的裝置特徵之情形(例如在閘極長度小於10nm，以及閘極之介電層厚度約小於1nm時)。舉例而言，突然間釋放之一電荷可能切斷(blow out)晶圓上之
一閘極氧化層，或者使一接合區域(junction region)或連接層(interconnect layer)消失。第1A圖表示一晶圓或一積體電路100上，受到一突然間釋放的電荷所導致之受損區域102示意圖。此外，電荷之不均勻分佈(charge non-uniformity)亦可能導致更加難以預期的損壞。
舉例來說，如第1B圖所示之不一致之一表面電壓，於製程中可能造成晶圓表面上的電漿蝕刻(或其他製程)產生不均。請參閱第1B圖所示，一晶圓150上之部分表面區域152具有較高的表面電壓，而其他的表面區域154則具有較低的表面電壓，此時進行電漿蝕刻，具有較高表面電壓之表面區域152的蝕刻速度將快於(或者低於)具有較低表面電壓之表面區域154，並導致晶圓表面上之各層產生不均。這些不均勻之各層可能導致晶圓上不同區域內之晶片發生非預期的性能改變。
為了限制晶圓上累積多餘的電荷及/或表面電壓的不一致性，本發明利用量測晶圓表面之一表面電位及使用一電暈放電技術，以減少晶圓表面上多餘的電荷之累積及/或維持表面電荷的均勻分佈。電暈放電(corona discharge)係利用一通電的電暈槍電極(corona gun electrode)，使得一製程腔體內的氣體解離之放電反應。在電暈放電反應中，具有高電位之電暈槍電極產生一電流，並且在流經製程腔體中之一電中性氣體時能夠將其解離，以產生圍繞於該電暈槍電極之一電漿區域。前述均勻產生的離子可傳遞電荷至鄰近具有較低電位之區域，或者重新結合以形成一電中性氣體分子。前述放電反應係在電暈槍電極周圍之電場強度(電位梯度)足夠高且形成一導電區域時
發生，然當電場強度不夠高時，則會導致鄰近物體發生電崩潰(electrical breakdown)或電弧現象(arcing)。常見的情況是在帶有高電壓的金屬尖端附近之氣體產生一藍色(或者其他顏色)的焰光。
接著請參閱第2圖表示之本發明一實施例的半導體製程方法200，其係利用電暈放電技術，以限制一半導體晶圓上累積多餘的電荷或者確使該晶圓表面上之電荷均勻分佈。第2圖中所示之方法包括一系列分開的方塊(block)或動作。然應了解的是，於本發明之部分實施例中之前述方塊或動作亦可同時執行，及/或於部分實施例中之上述方塊或動作可被分解成許多從屬動作(sub-acts)或從屬方塊(sub-blocks)。此外，如圖中所示之前述動作或方塊彼此間的順序亦可改變。
首先(於步驟202中)，本方法提供一半導體晶圓，接著(於步驟204中)，對前述半導體晶圓之一表面區域進行探測，並且判斷該表面區域是否具有多餘的正或負電荷，最後(於步驟206中)，根據前述存在(或者不存在)多餘的電荷之檢測結果，本方法選擇性地感應一電暈放電以減少前述多餘的電荷及/或確使電荷均勻分佈。由於電暈放電反應相較於突然的電弧現象係可以較緩和的方式消除晶圓上多餘的電荷，因此電暈放電技術能夠提供一較可靠之減少多餘電荷累積的方法，並進而可維持表面電荷的均勻分佈。此外，由於電暈放電不需直接將電極與半導體晶圓接觸，因此亦可限制因物理性接觸而帶入晶圓之污染物，並可有助於減少缺陷以能夠改善製程良率。
第3圖表示一半導體製程設備300，可用以檢測一
半導體晶圓302表面上電荷不均勻分佈的情形，並且改變晶圓表面之電位(charge level)而可確使電荷均勻分佈。於本發明之一實施例中，半導體晶圓302為一直徑約等於或大於450mm的矽晶圓，然而半導體晶圓302並不限定為一450mm晶圓。應了解的是，前述半導體晶圓302可包括任何形式之半導體材料，例如一塊狀矽基材、一二元化合物基材(例如砷化鎵基板)、一三元化合物基材(例如砷化鋁鎵)或者更多元的化合物基材等。再者，前述半導體晶圓亦可包括非半導體材料，例如絕緣層上覆矽(silicon-on-insulator，SOI)之氧化物、部分SOI基材、多晶矽、非晶矽或者有機材料。於一實施例中，前述半導體晶圓亦可包括複數個相互堆疊或黏合的晶圓或晶粒(dies)。前述半導體晶圓可包括由一矽晶錠(silicon ingot)所切出之晶圓及/或任何形式之半導體/非半導體及/或形成於一基材上的沉積層或長晶(例如磊晶方式)層。應了解的是，儘管電暈放電技術特別適用於400mm(及更大的)晶圓，然對於一些較小的晶圓，例如300mm晶圓或甚至更小的晶圓，此技術亦相當有用，因此電暈放電技術被預期可應用在任何及全部的晶圓尺寸，而不應限定於任何特定之晶圓尺寸。
前述半導體製程設備300包括一具有耦合面306的基座304，可用以維持(retain)晶圓302。前述基座304可利用機械結構，以物理性之方式來維持晶圓302(例如利用手臂或手指夾住晶圓302之一外緣)、透過壓力組件以維持晶圓302(例如設置孔洞及/或一密封墊(hermetic seal)於前述耦合面306，以提供一負壓於晶圓302的背側，並將晶圓302吸附於基座304上)，及
/或透過電子式及/或磁力式組件，以電場及/或磁場將晶圓302吸附於耦合面306上。
為了測量晶圓302之表面區域308上電荷不均勻分佈的情形，前述半導體製程設備300包括有一電壓探針310。於部分實施例中，電壓探針310包括一開爾文探針(Kelvin probe)，且該開爾文探針包括一掃描探針，設置於一懸臂結構之端部。前述探針可量測掃描探針之一尖端與表面區域308之間的一電位差(potential offset)，其中開爾文探針可利用一二階段(two-pass)技術進行表面電壓量測。於第一階段中，前述晶圓表面308之表面輪廓(topography)可藉由機械式振動懸臂結構(mechanically oscillating cantilever)，亦即掃描探針來量測得。於第二階段中，該晶圓表面308之表面輪廓可回到晶圓表面308之一預設抬升高度並探測晶圓表面308之表面電位(electric surface potential)Φ(x)。其中，前述懸臂結構於第二階段中透過通電(不同於第一階段中之機械式動作)以在其尖端提供一電壓Vtip(包含直流與交流成分)：Vtip=Vdc+Vac sin(wt)且在前述尖端以及晶圓表面308之間(電位Vs)產生之一電容力(capacitive force)Fcap為：Fcap=(1/2)(Vtip-Φ(x))2(dC/dz)其中C(z)表示尖端-表面電容，第一諧波力：Fcap w=(dC/dz(Vdc-Φ(x)Vac)sin(wt)可導致合適的懸臂結構振動，且回饋(feedback)則可改變直流尖端電位Vdc，直到懸臂結構的w成分(亦即尖端-力的w成分)消
失，例如當Vdc(x)變成等於Φ(x)時，如此一來，Vdc(x)之匹配(mapping)即可反應沿著晶圓表面308所分佈的表面電位。接觸式電位差分佈(Contact Potential Difference distribution)是指在未提供任何一特別的尖端-樣本偏壓電壓下所作之分佈，且藉由此種方式可得到晶圓表面308上之一表面電壓的二維匹配(two-dimensional mapping)，例如第1A圖所繪示。
在前述電壓探針310完成晶圓表面308上之一表面電壓匹配後，一電暈槍312可選擇性地感應電暈放電以確使晶圓表面308上之電荷均勻分佈。前述電暈放電感應之選擇性係根據前述量測表面區域所得到之表面電壓與一電壓閥值(voltage threshold)之間是否具有一預定的關係而定。於一實施例中，前述電壓閥值係根據量測晶圓表面308上之其他表面區域而定，如此一來可使得整個晶圓表面308上之電壓分佈是均勻的。於另一實施例中，前述電壓閥值亦可對應於一預知災難性(pre-catastrophic)條件，就是指在晶圓302上之一半導體裝置或元件(feature)容易累積多餘的電荷而增加風險之情形。因此，當晶圓表面308上累積有一正電荷，且其量測得之電壓係大於或等於電壓閥值時，前述電暈槍312可於整個表面區域308呈現開啟(on)之狀態，以感應電暈放電來降低表面電壓；而當其量測得之電壓小於電壓閥值時，電暈槍312則可在整個表面區域308呈現關閉(off)之狀態。晶圓表面308亦可能累積負電荷，此時前述電壓閥值以及電暈槍312具有相反的極性(相對於正電荷累積的情形)。
在許多實施例中，半導體製程設備300亦包括一用
以容置半導體晶圓302之密封製程腔體314，以及一包括真空泵、氣體儲存罐、閥件以及管道等的氣體供應組件316，可根據控制器318之指示來提供製程腔體314所需之氣體。於部分實施例中，半導體製程設備300亦包括一高密度電漿化學氣相沉積(HDP-CVD)工具(圖未示)，此高密度電漿化學氣相沉積工具係一種可導致多餘或者非均勻分佈的電荷累積於表面區域308上的工具。前述電壓探針310係安裝於密封製程腔體314內部，因此能夠在高密度電漿化學氣相沉積製程以後，常量測表面區域308上之表面電壓，且該電暈槍312亦可於原地(in-situ)選擇性地感應電暈放電，藉此以減少污染物掉落至晶圓表面區域308之機會。應了解的是，其他工具及/或製程(例如除了高密度電漿化學氣相沉積之外)亦可能造成多餘或不均勻分佈的電荷累積在表面區域308上，因此不應將本發明解讀為該多餘或不均勻分佈的電荷累積只限定於產生自高密度電漿化學氣相沉積製程。
接下來更詳細的說明請參閱第4圖至第7圖。前述控制器318亦可指揮一掃描組件320，以使得基座304與電壓探針310(及電暈槍312)之間相對移動，並可匹配晶圓302之表面區域上的表面電壓(且因此對應地感應電暈放電)。應了解的是，前述相對移動可由單獨移動基座304(相對於電壓探針310及/或電暈槍312)，或者單獨移動電壓探針310及/或電暈槍312(相對於基座304)來達成。前述電壓探針310(及/或電暈槍312)亦可與基座304一起移動。
舉例而言，第4圖表示一掃描組件之實施例，其可
移動相互連接之一電壓探針402與一電暈槍404通過一晶圓表面406。如第5圖所示，前述掃描組件(如第3圖之320)可步進地(steppedly)移動一電壓探針(如第4圖之402)以及電暈槍(如第4圖之404)，以掃描一二維的網格(grid)並且匹配一晶圓500上之表面區域的電壓，其中該二維網格係由複數個表面區域502所組成。於操作期間，前述電壓探針(如第4圖之402)係沿著相互垂直的一第一與一第二軸504、506移動，並且步進地對不連續的(discrete)表面區域進行電壓量測。舉例來說，前述電壓探針可停在第一軸504上之位置504a以及第二軸506上之位置506a，並對表面區域502a進行一電壓量測。接著，電壓探針移動至第二軸506上之位置506b，並對表面區域502b進行一電壓量測，然後繼續地步進經過表面區域502c、...、502d(均對應第一軸504上之位置504a)，之後再移動至位置504b，以對表面區域502e、502f、502g等進行電壓量測，直到完成整個二維的晶圓表面上之表面電壓匹配。隨後，在完成量測每一表面電壓之後，前述電暈槍(如第4圖之404)可根據所量測得之表面電壓，選擇性地感應一電暈放電。前述電暈放電可在每一個表面電壓量測後選擇性地執行，或者在前述掃描組件先匹配(第一次掃描)完整個晶圓上之表面電壓之後，再返回至整個晶圓中有需要的表面區域以執行電暈放電(第二次掃描)。其中，前述電暈槍可根據一表面區域以及另一表面區域之間所量測的電壓差是否超過一預定的閥值，來決定是否對該表面區域感應電暈放電。舉例而言，若多數的表面區域之量測電壓為0.5伏特，而一非均勻表面區域所量測得之電壓為1.2伏特，該電暈槍則可
對非均勻表面區域放電以將其電壓由1.2伏特降至0.5伏特，藉此可使得晶圓上之電荷均勻分佈。
第6圖表示本發明另一實施例之複數個相鄰設置的電暈放電槍形成一電暈放電棒600的示意圖。如第7圖所示，前述電暈放電棒600可沿一第一軸702步進並且通過整個晶圓(例如在一第一時間點時位於一第一位置600a，而在之後的時間點位於一第二位置600b)，且電暈放電棒600中之個別的電暈槍可根據在一特定的表面區域所量測得之表面電壓來決定是否要激發。第6、7圖所示之實施例相較於第4、5圖之實施例所具有的優勢在於能夠更快速地掃描晶圓，然亦需要更多的硬體裝置(因此成本也較高)。
以上概略說明了本發明數個實施例的特徵，使所屬技術領域中具有通常知識者對於後續本發明的詳細說明可更為容易理解。任何所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解到本說明書可輕易作為其它結構或製程的變更或設計基礎，以進行相同於本發明實施例的目的及/或獲得相同的優點。任何所屬技術領域中具有通常知識者也可理解與上述等同的結構或製程並未脫離本發明之精神和保護範圍內，且可在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。
200‧‧‧半導體製程方法
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
Claims (10)
- 一種半導體製程方法，包括：提供一半導體晶圓；探測該半導體晶圓上之一表面區域，並判斷該表面區域是否存在一電荷條件；以及根據該電荷條件是否存在，選擇性地感應一電暈放電以改變該電荷條件。
- 如申請專利範圍第1項所述之半導體製程方法，其中該電荷條件係對應於在該半導體晶圓上之複數個表面區域量測得一不均勻之表面電壓條件，且該電暈放電係被選擇性地感應產生以將該些表面區域之該不均勻之表面電壓條件轉換至一均勻之表面電壓條件。
- 一種半導體製程設備，包括：一基座，用以維持一半導體晶圓；一電壓探針，用以量測該半導體晶圓上之一表面區域的一表面電壓；以及一電暈槍，用以選擇性地感應電暈放電以改變該表面區域之該表面電壓，其中該電暈放電感應之選擇性係根據量測該表面區域所得到之該表面電壓與一電壓閥值之間是否具有一預定的關係而定。
- 如申請專利範圍第3項所述之半導體製程設備，其中該電壓探針包括一開爾文探針。
- 如申請專利範圍第3項所述之半導體製程設備，更包括：一密封製程腔體，用以容置該半導體晶圓；以及 一高密度電漿化學氣相沉積工具，用以對該半導體晶圓執行一高密度電漿化學氣相沉積製程，其中該高密度電漿化學氣相沉積製程造成該半導體晶圓上之該表面區域與其他表面區域之間具有一電壓差。
- 如申請專利範圍第3項所述之半導體製程設備，更包括：一掃描組件，用以使得該基座與該電壓探針之間沿著該半導體晶圓之一第一軸相對移動，其中該電壓探針在沿著該第一軸移動之過程中對該半導體晶圓上不連續之複數個表面區域進行電壓量測。
- 如申請專利範圍第6項所述之半導體製程設備，其中該掃描組件更用以使得該基座與該電壓探針之間沿著一第二軸相對移動，該第二軸垂直於該第一軸，其中該電壓探針在沿著該第二軸移動之過程中對該半導體晶圓上不連續的該些表面區域進行電壓量測。
- 如申請專利範圍第7項所述之半導體製程設備，其中該電壓探針與該掃描組件對該半導體晶圓上之一二維陣列表面作表面電壓匹配，且該電暈槍根據該二維陣列中之該些表面區域的個別電壓量測結果，選擇性地對該些表面區域個別感應電暈放電。
- 一種半導體製程設備，包括：一基座，用以維持一半導體晶圓，且該半導體晶圓具有終止在一晶圓邊緣之一表面；一電壓探針，用以步進地量測該表面上之複數個表面區域之個別表面電壓； 一控制器，用以評估該些測得之表面電壓，並判斷該表面是否存在不均勻之電荷分佈；以及一電暈槍，用以選擇性地對該些表面區域中之至少一個感應電暈放電，以將該表面上不均勻之電荷分佈改變為均勻之電荷分佈。
- 如申請專利範圍第9項所述之半導體製程設備，其中該電暈槍對該些表面區域之至少其中之一感應電暈放電，係根據量測該些表面區域之至少其中之一與其他的表面區域所得到之電壓差值是否超過一預定的閥值而定。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/753,627 US9530617B2 (en) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | In-situ charging neutralization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201430902A TW201430902A (zh) | 2014-08-01 |
| TWI517206B true TWI517206B (zh) | 2016-01-11 |
Family
ID=51222228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW102146357A TWI517206B (zh) | 2013-01-30 | 2013-12-16 | 半導體製程方法及半導體製程設備 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9530617B2 (zh) |
| KR (1) | KR101500077B1 (zh) |
| TW (1) | TWI517206B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10763179B2 (en) * | 2015-02-27 | 2020-09-01 | Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. | Non-contact method to monitor and quantify effective work function of metals |
| US10256095B2 (en) | 2015-09-16 | 2019-04-09 | Tel Epion Inc. | Method for high throughput using beam scan size and beam position in gas cluster ion beam processing system |
| US10461583B2 (en) * | 2015-11-10 | 2019-10-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device and method for wireless charging in electronic device |
| TWI737728B (zh) | 2016-06-27 | 2021-09-01 | 日商捷恩智股份有限公司 | 液晶組成物、混合物、液晶複合材料、光元件及其用途 |
| US11133231B2 (en) * | 2017-11-20 | 2021-09-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | CMP apparatus and method for estimating film thickness |
| CN109786197B (zh) * | 2019-01-21 | 2021-06-29 | 云谷（固安）科技有限公司 | 电荷量检测装置及方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100189983B1 (ko) | 1995-11-30 | 1999-06-01 | 윤종용 | 신호 검출 장치 |
| GB9620151D0 (en) * | 1996-09-27 | 1996-11-13 | Surface Tech Sys Ltd | Plasma processing apparatus |
| KR100546303B1 (ko) | 2002-01-10 | 2006-01-26 | 삼성전자주식회사 | 코로나 전하를 이용한 집적 회로 소자의 콘택홀 모니터링방법 |
| US6759347B1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-07-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Method of forming in-situ SRO HDP-CVD barrier film |
| KR100657789B1 (ko) * | 2004-07-15 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법 및 이를수행하기 위한 장치 |
| US7202691B2 (en) * | 2005-05-31 | 2007-04-10 | Semiconductor Diagnostics, Inc. | Non-contact method for acquiring charge-voltage data on miniature test areas of semiconductor product wafers |
| TWI420579B (zh) | 2005-07-12 | 2013-12-21 | Creative Tech Corp | And a foreign matter removing method for a substrate |
| JP5185506B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2013-04-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線パターン測定装置 |
| JP4928817B2 (ja) * | 2006-04-07 | 2012-05-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
| JP2009089176A (ja) | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Fuji Xerox Co Ltd | 情報処理装置及び情報処理プログラム |
| KR101489326B1 (ko) * | 2008-09-09 | 2015-02-11 | 삼성전자주식회사 | 기판의 처리 방법 |
| US8889021B2 (en) * | 2010-01-21 | 2014-11-18 | Kla-Tencor Corporation | Process condition sensing device and method for plasma chamber |
| US8823385B2 (en) * | 2011-03-10 | 2014-09-02 | Infineon Technologies Ag | Detection of pre-catastrophic, stress induced leakage current conditions for dielectric layers |
-
2013
- 2013-01-30 US US13/753,627 patent/US9530617B2/en active Active
- 2013-05-21 KR KR1020130057111A patent/KR101500077B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-16 TW TW102146357A patent/TWI517206B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140097952A (ko) | 2014-08-07 |
| KR101500077B1 (ko) | 2015-03-06 |
| US9530617B2 (en) | 2016-12-27 |
| TW201430902A (zh) | 2014-08-01 |
| US20140210506A1 (en) | 2014-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI517206B (zh) | 半導體製程方法及半導體製程設備 | |
| US8149562B2 (en) | System for decharging a wafer or substrate after dechucking from an electrostatic chuck | |
| JP5417428B2 (ja) | 電子顕微鏡および試料保持方法 | |
| US7869185B2 (en) | Method of de-chucking wafer using direct voltage and alternating voltage, and apparatus for fabricating semiconductor device using the same | |
| JP6418694B2 (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
| US20120006351A1 (en) | Methods Of Cleaning And Plasma Processing Apparatus For Manufacturing Semiconductors | |
| KR101645046B1 (ko) | 켈빈 프로브 분석으로 정전척을 검사하는 방법 | |
| TWI632638B (zh) | 靜電夾取方法和裝置 | |
| JP2007149788A (ja) | リモートプラズマ装置 | |
| US9586279B2 (en) | Method and system of surface polishing | |
| US7064565B1 (en) | Methods and systems for determining an electrical property of an insulating film | |
| TW201501236A (zh) | 在半導體處理設備中晶圓ｄｃ自我偏壓的非侵入式的測量 | |
| US20140158301A1 (en) | Vacuum processing device and vacuum processing method | |
| Jun | Diffusive plasma Dechucking method for wafers to reduce falling dust particles | |
| JP3642146B2 (ja) | 半導体装置の評価方法 | |
| KR101757400B1 (ko) | 금속 옥사이드 반도체 ｔｆｔ용 유전체 막들의 핀홀 평가 방법 | |
| KR20210070924A (ko) | 마이크로 전자 소재의 공정을 위한 다극 척 | |
| TWI643261B (zh) | 電漿處理晶圓、電漿控制的方法及電漿反應系統 | |
| KR101045621B1 (ko) | 정전척 및 상기 정전척을 이용한 기판의 바이어스 전압 측정방법 | |
| US20230109672A1 (en) | Apparatus for arcing diagnosis, plasma process equipment including the same, and arcing diagnosis method | |
| TWI833861B (zh) | 物件台、包含一物件台之裝置及用於將一物件自一靜電夾具卸載之方法 | |
| JPH09252038A (ja) | プラズマ損傷評価装置及びプラズマ損傷評価方法 | |
| US20200184618A1 (en) | Semiconductor pattern detecting apparatus | |
| US20200176232A1 (en) | Etching device and operating method thereof | |
| JP4180009B2 (ja) | 半導体の電気特性測定装置、および、測定方法 |