專利名稱：半導體加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體加工系統(tǒng)、半導體加工設(shè)備以及半導體襯底加工方法。
背景技術(shù)：
在半導體加工技術(shù)中膜或?qū)咏?jīng)常被沉積到半導體襯底的表面上，隨后通過已知的方法被選擇性地去除。特別是在剝離工藝中，膜的去除可能導致晶圓上的微粒、缺陷、薄片等。減少甚至消除該微粒、缺陷、薄片等的沉積是很重要的，因為它們是制造在半導體晶圓上的電子器件或電路的缺陷和故障的潛在源頭。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導體加工系統(tǒng)，包括:反應腔，包括上壁和下壁；固定組件，被設(shè)置在反應腔中以使得半導體襯底面向所述反應腔的下壁的方式固定所述半導體襯底。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導體加工設(shè)備，包括:加工腔；以及固定組件，被設(shè)置在所述加工腔中以固定半導體襯底，使得所述半導體襯底的外露表面可以被加工；其中所述半導體加工設(shè)備被配置為使得在所述半導體加工設(shè)備的直立安置方式中，所述半導體襯底的所述外露表面指向下。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種半導體襯底加工方法，所述方法包括:提供包括上壁和下壁的反應腔以及固定待加工的半導體襯底的固定組件；將所述半導體襯底以面向所述反應腔的下壁的方式設(shè)置在所述固定組件上；以及在所述半導體襯底面向所述反應腔的所述下壁時加工所述半導體襯底。



附圖被包括以提供對實施方式的更進一步理解并且附圖結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成了本說明書的一部分。

了實施方式，并且與描述一起用于解釋實施方式的原理。其他實施方式和實施方式許多預期的優(yōu)點將容易認識到，因為通過對以下詳細描述的參考，它們變得更好理解。附圖的元素是不必須互相相對成比例的。相似的參考數(shù)字指定相應相似的部分。圖1示出根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示；圖2示出根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示；圖3示出根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示；圖4示出根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示；圖5示出根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示；圖6示出說明根據(jù)實施方式的半導體襯底加工方法的流程圖；以及圖7a和7b示出了用于說明通過顛倒晶圓去除加工的材料的實施方式的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示。
具體實施例方式現(xiàn)參考附圖來描述本發(fā)明的方面和實施方式，其中通篇相似的參考數(shù)字通常被用于指代相似的元素。在以下描述中，為了提供對實施方式的一個或多個方面的全面理解，為了的解釋目的提出了大量詳細細節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以以更少程度的詳細細節(jié)來實行實施方式的一個或多個方面。在其他情況下，為了促進對實施方式的一個或多個方面的描述，已知的結(jié)構(gòu)和元件以示意性形式示出。需要理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下，可以采用其他實施方式并且可以進行結(jié)構(gòu)或邏輯的改變。還需指出的是，視圖不是按比例的或者是不需要按比例的。此外，雖然實施方式的特定的特征或方面可以只關(guān)于幾個實施中的一個來公開，該特征或方面可以與其他實施方式的一個或更多的其他特征或方面結(jié)合，因為其對于任何給出或特定的應用可以是需要或有利的。此外，對于術(shù)語“包括”，“具有”，“帶有”或它們的其他變體使用在詳細描述或權(quán)利要求書中的程度，該術(shù)語旨在以與術(shù)語“包含”相同的方式包括。術(shù)語“耦接”和“連接”連同派生詞一起都可以使用。需要理解的是，這些術(shù)語可以用于表示兩個元件合作或相互作用，而不管它們是否直接物理或電氣的接觸或它們沒有直接互相接觸。同樣，術(shù)語“示例性”僅意味著示例，而不意味著最好的或最佳的。因此，以下詳細描述沒有限制的意思，而且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。這里描述的實施方式包括加工設(shè)備和加工反應器。需要理解的是，這些加工設(shè)備和加工反應器實際上含有本領(lǐng)域已知的所有種類的用于對半導體襯底、半導體晶圓、半導體芯片和半導體晶粒進行任何種類加工的裝置和器件。特別地，該設(shè)備應當在本文中提及，在該設(shè)備中所有種類的半導體襯底都可以被氧化、蝕刻、以任何種類的層材料覆膜、或以熱、壓力和濕度處理、或以高溫加工退火。更特別地，那些設(shè)備是特別重要的，在該設(shè)備中通過化學氣相沉積(CVD)、等離子體強化化學氣相沉積(PECVD)、真空鍍膜以及在射頻激發(fā)的協(xié)助下的這些沉積方法的任意一種，半導體襯底被覆以所有種類的層。參考圖1，示出了根據(jù)第一方面的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示。半導體加工系統(tǒng)10包括:反應腔1，該反應腔I包括上壁IA和下壁IB ；以及固定組件2，設(shè)置在反應腔I中以固定半導體襯底3，使得襯底3面向反應腔I的下壁1B。加工半導體襯底的方法可以以術(shù)語“顛倒晶圓加工”描述，顛倒晶圓加工將減少甚至消除微粒、缺陷、薄片等在半導體襯底上的沉積。由于簡單的重力，微粒、缺陷和薄片將不傾向于留在半導體襯底的表面而將掉落，使得它們可以被反應腔的排出口方向上的任何種類的流動加工氣體或等離子體帶走。如隨后將示出的，幾個另外的實施方式可以協(xié)助去除微粒、缺陷和薄片的加工。根據(jù)半導體加工系統(tǒng)10的實施方式，半導體加工系統(tǒng)10被配置為使得，在為了其目的用途反應腔I處于直立安置方式下，半導體襯底面向反應腔的下壁，具體地，半導體襯底外露表面向下指向至反應腔的下壁。根據(jù)其實施方式，固定組件設(shè)置在反應腔的上半部。根據(jù)半導體加工系統(tǒng)10的實施方式，上壁IA包括進入口，下壁IB包括排出口。進入口可以連接至加工氣體儲存器而排出口可以連接至排氣泵。根據(jù)半導體加工系統(tǒng)10的實施方式，等離子體產(chǎn)生單元(未示出)耦接至反應腔。更詳細地，等離子體產(chǎn)生單元耦接至在反應腔I的上壁IA形成的進入口。
根據(jù)半導體加工系統(tǒng)10的實施方式，固定組件2包括晶圓卡盤。晶圓卡盤可以按照本領(lǐng)域內(nèi)已知的而構(gòu)造，具體地，通過在晶圓卡盤的表面包括多個通向開口的通導管使得，通過對通導管施加真空導體晶圓可以吸附在晶圓卡盤的表面上。根據(jù)半導體加工系統(tǒng)10的實施方式，射頻單元連接至固定組件。更詳細地，其可以連接至固定組件使得在射頻單元和固定組件之間的電導線通過反應腔I的上壁IA中的開口饋入。此外，固定組件2可以包括將半導體襯底3固定在其上的第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面，其中射頻產(chǎn)生單元連接至固定組件的第二主表面。根據(jù)半導體加工系統(tǒng)10的實施方式，該系統(tǒng)還包括分散從半導體襯底3釋放的材料碎片或微粒的磁體。磁體可以設(shè)置在反應腔外。此外，磁體可以被設(shè)置為使得磁體的一個磁極(N或S)面向半導體襯底3的外露表面。第二方面涉及一種半導體加工設(shè)備，包括:加工腔；固定組件，設(shè)置在加工腔中以固定半導體，使得半導體襯底的外露表面可以被加工，其中加工設(shè)備被配置為使得在加工設(shè)備的直立安置方式下，半導體襯底的外露表面指向下。如以上聯(lián)系第一方面所描述的，第二方面的實施方式可以聯(lián)系任何特征或?qū)嵤┓绞叫纬?。在以下將描述半導體加工系統(tǒng)的另外的實施方式。在以上聯(lián)系圖1描述的并且?guī)в邢嗤膮⒖紨?shù)字的那些特征的描述將不再重復。參考圖2，示出了根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示。半導體加工系統(tǒng)20包括在反應腔I的上壁IA中的進入口 1A.1以及在下壁IB中的排出口1B.1，該進入口與加工氣體儲存器(未示出)相連，該排出口與排氣泵(未示出)相連。此外設(shè)置有射頻單元4，該射頻信號單元用于產(chǎn)生射頻信號并且通過電連接線4.1將射頻信號饋入固定組件2。優(yōu)選地，固定組件2包括晶圓卡盤，電連接線4.1通過反應腔I的上壁IA的開口 1A.2饋入。硅晶圓3被示出為具有待去除(例如，通過蝕刻)的結(jié)構(gòu)3.1。詳細的示例將隨后示出。參考圖3，示出了根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示。除圖2中示出的半導體加工系統(tǒng)之外，半導體加工系統(tǒng)30還包括連接至反應腔I的等離子體產(chǎn)生單元5。在等離子體產(chǎn)生單元5中，等離子體通過微波激發(fā)或通過變壓器(B卩，電感性地)耦接的等離子體產(chǎn)生器產(chǎn)生，并且通過在反應腔I的上壁IA中的額外進入口 1A.3送入反應腔I中。參考圖4，示出了根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示。圖4的半導體加工系統(tǒng)40與圖3中所示的半導體加工系統(tǒng)的不同之處僅在于省略了射頻單元
4。改為將固定組件2直接機械地固定在上壁1A。參考圖5，示出了根據(jù)實施方式的半導體加工系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示。圖5的半導體加工系統(tǒng)50與圖4中所不的半導體加工系統(tǒng)的不同之處僅在于磁體6設(shè)置在反應腔I下。磁體6可以是永久磁體或電磁體。磁體6的目的是從半導體晶圓3分散微粒從而使它們可以容易地被吸出反應腔I。在圖5的實施方式中磁體6的北磁極面向半導體襯底3。參考圖6，示出了說明根據(jù)實施方式的半導體襯底加工方法的流程圖。方法60包括提供包括上壁和下壁的反應腔和固定待加工半導體襯底的固定組件(61)，以及將半導體襯底以面向反應腔的下壁的方式放置在固定組件上(62)。根據(jù)方法60的實施方式，方法60還包括將加工氣體送入反應腔中。根據(jù)方法60的實施方式，方法60還包括將射頻信號饋入反應腔中，特別是至固定組件。根據(jù)方法60的實施方式，方法60還包括將等離子體氣體送入反應腔中。根據(jù)方法60的實施方式，方法60還包括將構(gòu)造從半導體襯底的外露表面去除，特別是通過各向同性蝕刻或灰化。根據(jù)方法60的實施方式，方法60還包括通過反應腔的排出口吸出材料或介質(zhì)。根據(jù)方法60的實施方式，設(shè)置反應腔使得固定組件設(shè)置在反應腔的上半部。圖7a和圖7b示出說明通過顛倒晶圓加工去除結(jié)構(gòu)或材料的實例的示意性橫截面?zhèn)纫晥D表示。圖7a示出了帶有待圖案化的膜3.1的硅晶圓3。為了該目的，有機膜3.2被沉積在膜3.1上并且被隨后被結(jié)構(gòu)化，以便形成掩模圖案。因此如由箭頭表示的，硬掩膜3.3沉積在有機膜3.2和膜3.1上，生成圖7a中所示的中間產(chǎn)物。此后，需要去除懸垂構(gòu)造，其最好如在本應用的方面中描述的那樣通過顛倒晶圓加工執(zhí)行。去除可以通過各向同性蝕刻或灰化執(zhí)行。圖7b以構(gòu)造硬掩膜3.3 (如，Ni)的形式示出了結(jié)果，從而使膜3.1可以在此外的步驟中圖案化。雖然本發(fā)明關(guān)于一個或更多的執(zhí)行方式被示出和描述，但是在不偏離所附權(quán)利要求的精神和范圍的條件下，可以對說明的示例進行修改和/或變型。特別地，對于由以上描述的部件或構(gòu)造(集合、器件、電路、系統(tǒng)等)進行的多種功能，除非另外表明，用于描述該部件的術(shù)語(包括對“含義”的參考)意在對應執(zhí)行所描述部件的特定功能的任何部件或構(gòu)造(如功能上相等)，即使構(gòu)造上不等于公開構(gòu)造，該公開構(gòu)造執(zhí)行本文說明的本發(fā)明示例性執(zhí)行方式中的功能。
權(quán)利要求
1.一種半導體加工系統(tǒng),包括: 反應腔，包括上壁和下壁； 固定組件，被設(shè)置在反應腔中以使得半導體襯底面向所述反應腔的下壁的方式固定所述半導體襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體加工系統(tǒng)，其中，所述上壁包括進入口，所述下壁包括排出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體加工系統(tǒng)，其中，所述進入口連接至加工氣體儲存器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體加工系統(tǒng)，其中，所述排出口連接至排氣泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體加工系統(tǒng)，還包括耦接至所述反應腔的等離子體產(chǎn)生單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體加工系統(tǒng)，其中，所述等離子體產(chǎn)生單元被耦接至形成在所述反應腔上壁中的進入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體加工系統(tǒng)，其中，所述固定組件包括晶圓卡盤。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體加工系統(tǒng)，還包括連接至所述固定組件的射頻單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導體加工系統(tǒng)，還包括在所述射頻單元和所述固定組件之間的電連接線，所述電連接線 通過在所述反應腔的上壁中的開口饋入。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體加工系統(tǒng)，還包括磁體，以分散從所述半導體襯底釋放的材料碎片或微粒。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導體加工系統(tǒng)，其中，所述磁體被設(shè)置在所述反應腔外。
12.—種半導體加工設(shè)備,包括: 加工腔；以及 固定組件，被設(shè)置在所述加工腔中以固定半導體襯底，使得所述半導體襯底的外露表面可以被加工； 其中所述半導體加工設(shè)備被配置為使得在所述半導體加工設(shè)備的直立安置方式中，所述半導體襯底的所述外露表面指向下。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導體加工設(shè)備，其中，所述固定組件包括晶圓卡盤。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導體加工設(shè)備，還包括連接至所述固定組件的射頻產(chǎn)生單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導體加工設(shè)備，其中， 所述固定組件包括將所述半導體襯底固定在其上的第一主表面以及與所述第一主表面相對的第二主表面，并且 所述射頻產(chǎn)生單元被連接至所述固定組件的所述第二主表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導體加工設(shè)備，其中， 所述加工腔包括上壁和相對的下壁，以及 進入口形成在所述上壁中，排出口形成在所述下壁中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導體加工設(shè)備，其中，所述進入口連接至加工氣體儲存器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導體加工設(shè)備，其中，所述排出口連接至排氣泵。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導體加工設(shè)備，還包括耦接至所述加工腔的等離子體產(chǎn)生單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導體加工設(shè)備，還包括磁體，以分散從所述半導體襯底的所述外露表面釋放的材料碎片或微粒的方式設(shè)置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導體加工設(shè)備，其中，所述磁體的一個磁極面向所述半導體襯底。
22.—種半導體襯底加工方法，所述方法包括: 提供包括上壁和下壁的反應腔以及固定待加工的半導體襯底的固定組件； 將所述半導體襯底以面向所述反應腔的下壁的方式設(shè)置在所述固定組件上；以及 在所述半導體襯底面向所述反應腔的所述下壁時加工所述半導體襯底。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，加工所述半導體襯底包括將加工氣體送入所述反應腔中。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，加工所述半導體襯底包括將射頻信號饋入所述反應腔中。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，加工所述半導體襯底包括將等離子體氣體送入所述反應腔中 。
全文摘要
一種半導體加工系統(tǒng)，包括反應腔，該反應腔具有上壁和下壁。固定組件被設(shè)置在反應腔中以使得該半導體襯底面向反應腔的下壁的方式固定半導體襯底。
文檔編號H01L21/687GK103137536SQ201210491200
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者曼弗雷德·恩格爾哈德特 申請人:英飛凌科技股份有限公司