用于制造半导体器件的装置和半导体器件的制造方法制造方法及图纸

一种半导体处理装置包括：腔体外壳；设置在腔壳体中的静电卡盘，静电卡盘被配置成保持半导体晶片；围绕静电卡盘的边缘环，边缘环包括设置在边缘环内的环电极；以及环电压源，被配置成向环电极供应环电压，环电压具有非正弦周期波形，其中，非正弦周期波形的每个周期包括在第一时段期间施加的正电压以及在第二时段期间施加的负电压，并且其中，负电压的大小在第二时段期间增大。

Devices for manufacturing semiconductor devices and methods of manufacturing semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
用于制造半导体器件的装置和半导体器件的制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0130882的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术构思涉及一种用于制造半导体器件的装置和半导体器件的制造方法。
技术介绍
可以通过各种半导体工艺来制造半导体器件。用于执行半导体工艺的腔室可以包括其中强制产生等离子体的腔室。作为示例，可以执行蚀刻工艺以去除晶片的一部分或设置在晶片上的一些层。当执行使用等离子体的半导体工艺时，可以在腔室中形成自由基和离子。可以通过供应给腔室的偏置功率来形成自由基和离子。
技术实现思路
本专利技术构思的一个方面提供了一种半导体处理装置以及半导体器件的制造方法，在半导体处理装置中，执行使用等离子体的半导体制造工艺并且控制等离子体鞘以有效地执行半导体制造工艺。根据本专利技术构思的一个方面，一种半导体处理装置包括：腔体外壳；设置在腔壳体中的静电卡盘，静电卡盘被配置成保持半导体晶片；围绕静电卡盘的边缘环，边缘环包括设置在边缘环内的环电极；以及环电压源，被配置成向环电极供应环电压，环电压具有非正弦周期波形，其中，非正弦周期波形的每个周期包括在第一时段期间施加的正电压以及在第二时段期间施加的负电压，并且其中，负电压的大小在第二时段期间增大。根据本专利技术构思的一个方面，一种用于制造半导体器件的装置包括：第一偏置电极，连接到静电卡盘的下部，静电卡盘被配置成容纳半导体晶片，第一偏置电极被配置成接收具有脉冲信号的第一偏置功率；第二偏置电极，设置在静电卡盘的上方，第二偏置电极被配置成接收第二偏置功率；以及围绕静电卡盘的边缘环，边缘环被配置成接收与第一偏置功率和第二偏置功率中的至少一个同步的环电压，其中，环电压的周期被划分为第一时段、第二时段和第三时段，并且其中，环电压在第一时段期间具有恒定的正电压，并且在第二时段期间具有逐渐增大的负电压。根据本专利技术构思的一个方面，一种用于制造半导体器件的装置包括：偏置电源，被配置成向半导体工艺腔中的电极供应偏置功率；卡盘电压源，被配置成向设置在半导体工艺腔中的静电卡盘供应静电卡盘电压，静电卡盘被配置成保持半导体晶片；以及环电压源，被配置成向围绕静电卡盘的边缘环供应环电压以控制等离子体鞘区的厚度，环电压在环电压的第一时段期间具有恒定的正电压、并且在环电压的第二时段期间具有逐渐增大的负电压。根据本专利技术构思的一个方面，一种半导体器件的制造方法包括：将半导体晶片安置在静电卡盘上；将第一偏置功率作为脉冲信号输入到设置在静电卡盘上方的第一偏置电极；以及将第二偏置功率输入到连接到静电卡盘的下部的第二偏置电极，其中，第一偏置功率和第二偏置功率的组合使等离子体粒子朝向半导体晶片加速。附图说明根据结合附图给出的以下具体实施方式，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和优点，在附图中：图1和图2示出了根据本专利技术构思的示例实施例的用于制造半导体器件的装置；图3是图2中区域A的放大图；图4和图5示出了根据本专利技术构思的示例实施例的半导体工艺腔中包括的边缘环；图6和图7示出了根据本专利技术构思的示例实施例的半导体工艺腔的操作；图8和图9是示出了根据本专利技术构思的示例实施例的半导体工艺腔的操作的曲线图；图10示出了根据本专利技术构思的示例实施例的半导体工艺腔；图11A、图11B、图12A和图12B是分别示出了输入到半导体工艺腔的偏置功率和环电压的曲线图；以及图13至图15示出了根据本专利技术构思的示例实施例的半导体工艺腔的操作。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本专利技术构思的示例实施例。图1和图2示出了根据本专利技术构思的示例实施例的包括半导体工艺腔的装置。参照图1，根据示例实施例的等离子体处理装置10可以包括腔壳体11、气体供应单元12、偏置功率供应单元13、卡盘电压供应单元14、环电压供应单元15和控制设备16。例如，气体供应单元12可以是气体源，偏置功率供应单元13可以是偏置电源，卡盘电压供应单元14可以是卡盘电压源，环电压供应单元15可以是环电压源，并且控制设备16可以是控制器。腔壳体11可以提供执行半导体工艺的空间。例如，可以在由腔壳体11包围的腔室中执行制造半导体器件的工艺。例如，半导体工艺可以是用于制造半导体器件的工艺。气体供应单元12、偏置功率供应单元13、卡盘电压供应单元14、环电压供应单元15等可以设置在腔壳体11上。气体供应单元12可以在由腔壳体11包围的工艺腔中供应用于执行半导体工艺的气体，并且供应到工艺腔中的气体的类型可以根据半导体工艺的类型而变化。偏置功率供应单元13是被配置成供应用于执行半导体工艺的偏置功率的电路。在某些实施例中，多个偏置功率供应单元13可以包括在装置10中。作为示例，多个偏置功率供应单元13可以分别设置在腔壳体11的上部和下部处。例如，多个偏置功率供应单元13可以分别连接到腔室的上部和下部。在半导体工艺使用等离子体的情况下，气体供应单元12可以将氢气或惰性气体供应到腔室中，并且可以由偏置功率供应单元13供应的偏置功率来形成氢离子、自由基等(例如氢等离子体和/或惰性气体等离子体)。卡盘电压供应单元14可以将卡盘电压输入到静电卡盘(ECS)，在该静电卡盘上可以安置半导体晶片、用于显示器的母衬底等作为半导体工艺的对象。通过卡盘电压产生库仑力，并且可以通过库仑力将半导体晶片、用于显示器的母衬底等固定到静电卡盘。在根据示例实施例的等离子体处理装置10中，边缘环可以设置在静电卡盘周围。例如，在平面图中，边缘环可以与静电卡盘分开预定距离以围绕静电卡盘的侧表面。环电压供应单元15可以将预定的环电压供应给边缘环中的电极。边缘环上方的鞘区可以具有由环电压调节的厚度。控制设备16可以控制气体供应单元12、偏置功率供应单元13、卡盘电压供应单元14、环电压供应单元15等，以在腔壳体11中执行半导体制造工艺。作为示例，控制设备16可以确定由气体供应单元12供应的气体的流速、施加到腔室中的偏置功率、输入到静电卡盘的卡盘电压、输入到边缘环的环电压等。在示例实施例中，控制设备16可以向边缘环输入各种波形的环电压以及简单的脉冲波、正弦波或DC电压，以防止/减少场分布(其根据边缘环的消耗而变化)的劣化，并且以通过减轻边缘环上积聚的电荷来提高工艺效率。例如，控制设备16可以是连接到环电压供应单元15的控制器。环电压供应单元15可以是产生多个DC功率电平的电源。例如，控制器16可以控制由环电压源15产生的多个DC功率电平，以输出一系列电信号，例如，如图8、图9、图11B和图12B所示。例如，控制器16可以将控制信号发送到环电压源15，以选择性地输出具有多个分区的一系列电信号，所述多个分区具有相应的电压电平。可以通过选择多个DC功率电平中的一个或DC功率电平的组合来产生每个相应的电压。例如，环电压源15可以包括开关和/或调制器，以选择和/或组合DC功率电平。例如，环电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体处理装置，包括：/n腔体外壳；/n设置在所述腔壳体中的静电卡盘，所述静电卡盘被配置成保持半导体晶片；/n围绕所述静电卡盘的边缘环，所述边缘环包括设置在所述边缘环内的环电极；以及/n环电压源，被配置成向所述环电极供应环电压，所述环电压具有非正弦周期波形，/n其中，所述非正弦周期波形的每个周期包括在第一时段期间施加的正电压以及在第二时段期间施加的负电压，并且/n其中，所述负电压的大小在所述第二时段期间增大。/n

【技术特征摘要】
20181030 KR 10-2018-01308821.一种半导体处理装置，包括：
腔体外壳；
设置在所述腔壳体中的静电卡盘，所述静电卡盘被配置成保持半导体晶片；
围绕所述静电卡盘的边缘环，所述边缘环包括设置在所述边缘环内的环电极；以及
环电压源，被配置成向所述环电极供应环电压，所述环电压具有非正弦周期波形，
其中，所述非正弦周期波形的每个周期包括在第一时段期间施加的正电压以及在第二时段期间施加的负电压，并且
其中，所述负电压的大小在所述第二时段期间增大。


2.根据权利要求1所述的半导体处理装置，还包括：
第一偏置电极，连接到所述静电卡盘的下部；以及
第一偏置电源，被配置成向所述第一偏置电极供应第一偏置功率，所述第一偏置功率与所述环电压同步。


3.根据权利要求2所述的半导体处理装置，其中，在所述第二时段期间增大的负环电压大于所述第一偏置功率的偏置电压的大小。


4.根据权利要求1所述的半导体处理装置，其中，所述边缘环包括嵌入有所述环电极的介电材料。


5.根据权利要求1所述的半导体处理装置，其中，所述边缘环设置为围绕所述静电卡盘的连续单个结构。


6.根据权利要求1所述的半导体处理装置，其中，所述边缘环包括彼此分离的多个单元结构，并且
其中，所述边缘环的所述多个单元结构围绕所述静电卡盘。


7.根据权利要求6所述的半导体处理装置，其中，所述边缘环的所述多个单元结构分别包括多个环电极。


8.根据权利要求7所述的半导体处理装置，其中，所述多个环电极彼此电连接。


9.根据权利要求1所述的半导体处理装置，还包括：
第二偏置电极，安装在所述静电卡盘上方；以及
第二偏置电源，被配置成向所述第二偏置电极供应第二偏置功率，
其中，在所述第二时段期间所述增大的负环电压与所述第二偏置功率的第二偏置电压的大小之差的至少一部分大于所述第二偏置电压与第一偏置功率的第一偏置电压之差。


10.根据权利要求1所述的半导体处理装置，其中，所述环电压源被配置成调节所述周期内的所述第一时段的长度和所述第二时段的长度。


11.根据权利要求1所述的半导体处理装置，还包括：
卡盘电压源，被配置成将静电卡盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：成正模，宣钟宇，韩济愚，朴赞训，宋承润，明涩荷，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR