專利名稱：用于控制襯底腐蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種用于在半導(dǎo)體襯底上制造器件的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于去除半導(dǎo)體襯底殘留物的方法。
背景技術(shù)：
微電子器件作為集成電路通常制造在半導(dǎo)體襯底上，其中不同的金屬層彼此互連以利于在該器件內(nèi)傳播電子信號(hào)。一種用于制造微電子器件的典型工藝為等離子體蝕刻工藝。在等離子體蝕刻工藝期間，將包含金屬或基于金屬的化合物的一層或多層部分地或全部去除，以形成集成電路的特征圖案(例如互連線或接觸通孔)。
一般地，等離子體蝕刻工藝?yán)脷怏w化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)其與組成蝕刻層或蝕刻掩模的材料反應(yīng)時(shí)，可生成非揮發(fā)性的副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物在襯底上聚集為殘留物。在現(xiàn)有技術(shù)中，這種殘留物通常稱為“蝕刻后殘留物”。蝕刻后殘留物可能干擾對(duì)襯底的處理，例如，該殘留物可能污染現(xiàn)有層或者導(dǎo)致難以沉積后續(xù)層。另外，含有金屬的殘留物還可能引起短路而中斷或者減慢集成電路的運(yùn)行。
用于去除殘留物的傳統(tǒng)方法一般包括對(duì)襯底的多步濕處理和利用基于氧的化學(xué)物質(zhì)的中間等離子體剝離工藝。在微電子器件制造期間，在制造微電子器件期間，連同中間等離子體剝離工藝(即蝕刻和剝離工藝)一起的多步濕處理將減低產(chǎn)能。另外，基于氧的等離子體剝離工藝可導(dǎo)致難以去除襯底上的金屬氧化物，或否則將腐蝕襯底。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種用于在微電子器件制造期間去除襯底殘留物的改進(jìn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于控制襯底腐蝕的方法的實(shí)施方式。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種用于控制襯底腐蝕的方法包括步驟提供具有構(gòu)圖的掩模層的襯底，其上布置有金屬殘留物；將襯底暴露于基于氫的等離子體中以去除金屬殘留物；以及去除光刻膠。該金屬殘留物可包括蝕刻鋁或銅的至少其中之一所得到的殘留物。該金屬殘留物還可包括用基于鹵素的工藝氣體蝕刻含金屬層所得到的鹵素化合物。基于氫的等離子體可包括氫氣(H2)以及還可包括氮?dú)?N2)和水蒸氣(H2O)的至少其中之一?；跉涞牡入x子體還可包括諸如氬氣(Ar)的惰性氣體。
在另一實(shí)施方式中，提供一種用于控制襯底腐蝕的方法，該襯底具有掩模層，其上有含金屬層，其中蝕刻含金屬層所得到的金屬殘留物布置在掩模層上，該方法包括步驟(a)將金屬殘留物暴露于非等離子體狀態(tài)的基于氫的工藝氣體中持續(xù)第一時(shí)段；以及(b)將金屬殘留物暴露于等離子體狀態(tài)的基于氫的工藝氣體中持續(xù)第二時(shí)段。步驟(a)可在步驟(b)之前或之后執(zhí)行。掩模層可在步驟(a)和(b)完成之后去除。
在又一實(shí)施方式中，一種用于控制襯底腐蝕的方法，包括利用基于鹵素的工藝氣體蝕刻具有其上形成有構(gòu)圖的光刻膠層的襯底的導(dǎo)電層，其中該蝕刻工藝將形成金屬殘留物；以及在用于蝕刻導(dǎo)電層的同一工藝腔室中加熱該襯底的同時(shí)，將該襯底暴露于基于氫的等離子體中以去除金屬殘留物。


通過結(jié)合附圖的如下詳細(xì)說明，本發(fā)明的教導(dǎo)將更明顯易懂，附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一種用于去除殘留物的流程圖；圖2A-圖2D示出了具有根據(jù)圖1的方法去除殘留物的膜疊層的襯底的橫截面圖的一系列示意圖；圖3示出了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的部分中的一種示例性等離子體處理設(shè)備的示意圖；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的一種用于去除殘留物的方法的流程圖；在本文中盡可能使用相同的附圖標(biāo)記表示附圖中出現(xiàn)的相同部件。出于示意性目的，附圖中的圖為簡(jiǎn)化的并不是按比例繪制。
附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，并不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍的限定，本發(fā)明還允許其他等同有效的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種在微電子器件制造期間用于去除襯底(例如硅(Si)晶圓、砷化鎵(GaAs)晶圓等)殘留物的方法。在一應(yīng)用中，本發(fā)明方法用于去除包括至少一種金屬(例如銅(Cu)、鋁(Al)等)及其化合物的蝕刻后殘留物。
圖1示出了方法100用于去除殘留物的本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。該方法100包括在具有至少一金屬層的膜疊層上執(zhí)行的工序。
圖2A-圖2D示出了具有膜疊層的襯底的橫截面圖的一系列示意圖，其中利用方法100去除該膜疊層上的殘留物。圖2A-圖2D的橫截面圖涉及在膜疊層上執(zhí)行的各個(gè)處理步驟。出于示意性目的，圖2A-圖2D中的圖未按比例并簡(jiǎn)單繪制。
方法100從步驟101開始并接著進(jìn)行步驟102，其中在例如硅襯底的襯底200上形成膜疊層202和蝕刻掩模204(圖2A)。在一個(gè)實(shí)施方式中，膜疊層202包括阻擋層210、含金屬層208和絕緣或?qū)щ娍狗瓷鋵?06。在光刻膠曝光期間，抗反射層206有助于控制光的反射?？狗瓷鋵?06使蝕刻掩模圖案轉(zhuǎn)移工序中由于光刻工藝固有的諸如光反射的光學(xué)限制引起的不精確最小化，這些光學(xué)限制隨著特征圖案尺寸的減小而變得更為普遍。
阻擋層210和抗反射層206一般由諸如鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦化鎢(TiW)、氮化硅(Si3N4)等介電材料和/或?qū)щ姴牧辖M成。阻擋層210和抗反射層206的厚度可為適合于制造特定半導(dǎo)體器件的任意厚度。在一個(gè)實(shí)施方式中，阻擋層210和抗反射層206形成的總厚度為約300埃到大于1,000埃。含金屬層208可由任意導(dǎo)電金屬或金屬化合物形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，含金屬層208包括鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鐵(Fe)或類似金屬或其化合物。含金屬層208還可包括諸如硅(Si)的非金屬元素。含金屬層208的厚度可為適合于制造特定半導(dǎo)體器件的任意厚度。在一個(gè)實(shí)施方式中，含金屬層208形成約1,000埃到10,000埃的厚度。
膜疊層202的多個(gè)層可利用諸如原子層沉積(ALD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)、物理氣相沉積(PVD)等任意傳統(tǒng)的薄膜沉積工藝形成。可利用從位于California，Santa Clara的應(yīng)用材料(Applied Materials)公司購(gòu)買得到的例如CENTURA、ENDURA及其他半導(dǎo)體襯底處理系統(tǒng)的各自處理反應(yīng)器制造微電子器件。
蝕刻掩模204形成在抗反射層206上(圖2A)。在曝光疊層202的相鄰區(qū)域222時(shí)，蝕刻掩模204保護(hù)膜疊層202的區(qū)域220。一般地，蝕刻掩模204為利用傳統(tǒng)的光刻構(gòu)圖工藝制造的光刻膠掩模。對(duì)于該工藝，光刻膠層通過圖案化的掩模曝光、顯影，并且去除光刻膠的未顯影部分。光刻膠掩模204通常具有約2,000埃到6,000埃的厚度。
可選地，蝕刻掩模204可為硬質(zhì)掩模，或者蝕刻掩模204還可包括可選的硬質(zhì)掩模層205(如虛線所示)。硬質(zhì)掩模或硬質(zhì)掩模層205可由二氧化硅(SiOx)、氧氮化硅(SiON)、Advanced Pattering FilmTM(可從California，Santa Clara的應(yīng)用材料公司購(gòu)買可得)、二氧化鉿(HfO2)、聚酰胺等組成。
例如，在共同轉(zhuǎn)讓的2004年7月6日公告的美國(guó)專利6,759,286和2003年6月3日公告的美國(guó)專利6,573,030中描述了應(yīng)用蝕刻掩模204的工藝，在此引用其全部?jī)?nèi)容作為參考。
步驟104中，等離子體蝕刻并且去除未保護(hù)區(qū)域222中的抗反射層206和含金屬層208(圖2B)。通常利用鹵化工藝化學(xué)物質(zhì)(即，基于鹵素的工藝化學(xué)物質(zhì))蝕刻抗反射層206和含金屬層208。在一個(gè)實(shí)施方式中，可利用基于氯的氣體混合物蝕刻抗反射層206和含金屬層208。在一個(gè)實(shí)施方式中，基于氯的氣體混合物可包括氯氣(Cl2)或三氯化硼(BCl3)?？蛇x地，基于氯的氣體混合物還可包括惰性的稀釋氣體，諸如氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)等的至少其中之一?？蛇x地，基于氯的氣體混合物還可包括諸如氮?dú)?N2)、四氟化碳(CF4)、三氟甲烷(CHF3)、硅烷(CH4)、乙烯(C2H4)等少量鈍化氣體。
在一個(gè)實(shí)施方式中，步驟104利用掩模204作為蝕刻掩模并且利用阻擋層210作為蝕刻停止層。具體地說，在含金屬膜208的蝕刻期間，蝕刻反應(yīng)器的終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)可監(jiān)控特定波長(zhǎng)的等離子體發(fā)射以確定蝕刻工藝的終點(diǎn)。蝕刻工藝可繼續(xù)進(jìn)行直到在阻擋層210中形成淺凹槽224(圖2B)。淺凹槽224可形成至約200埃到1,000埃的深度226。淺凹槽224有助于從區(qū)域222中的阻擋層210中完全去除含金屬層208。
可在諸如去耦等離子體源(DPS)反應(yīng)器，或者AdvantageTMM金屬蝕刻腔室的蝕刻反應(yīng)器中執(zhí)行步驟104，該反應(yīng)器可為從California，Santa Clara的應(yīng)用材料公司購(gòu)買得到的CENTURA處理系統(tǒng)的一部分。
在步驟104期間，從抗反射層206和含金屬層208去除的一些材料與蝕刻劑氣體混合物(例如，諸如含氯氣體、含氟氣體等的含鹵素氣體)成分以及與蝕刻掩模204(例如聚合成分等)成分結(jié)合以形成非揮發(fā)性的化合物。這些非揮發(fā)性的化合物的至少一些通常重新沉積在襯底200上，形成殘留物216(即蝕刻后殘留)。在蝕刻工藝之后，該蝕刻后殘留物216通常存在于蝕刻掩模204、膜疊層202的側(cè)壁212以及襯底200的其他位置上。另外，這些鹵化的副產(chǎn)物聚集在處理腔室表面的內(nèi)側(cè)，從而長(zhǎng)時(shí)間將降低處理腔室性能并縮短清洗工藝腔室的平均時(shí)間。因此，本發(fā)明方法可在與蝕刻工藝的同一腔室中進(jìn)行，從而在清洗襯底的同時(shí)清洗蝕刻工藝腔室。
當(dāng)在步驟104期間對(duì)含金屬層(即層208)進(jìn)行蝕刻時(shí)，蝕刻后殘留物216還包括可能在蝕刻工藝期間形成的這種金屬(例如鋁(Al)、銅(Cu)等)的原子和/或金屬的化合物(例如金屬氯化物、金屬氟化物、金屬氧化物、金屬氮化物等)。在這里所述的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，這種金屬化合物可包括AlxCly(其中x和y為整數(shù))、AlxFy(其中x和y為整數(shù))和AlxOy(其中x和y為整數(shù))等。含金屬的蝕刻后殘留物通常比其他類型的殘留物更難以從襯底去除。該殘留物216還視為是襯底200的后續(xù)處理的污染物。
在步驟106，從膜疊層202和襯底200去除蝕刻后殘留物216(圖2C)。在一個(gè)實(shí)施方式中，利用基于氫的等離子體去除蝕刻后殘留物216。當(dāng)?shù)入x子體形成時(shí)，來自工藝氣體混合物中的原子氫有利于去除諸如氯氣(以助于腐蝕控制)的鹵素和諸如鋁(以助于聚合體殘留物去除)的金屬，這有助于加寬腐蝕控制/聚合體殘留物去除工藝窗口?；跉涞牡入x子體可以任意公知的或未來研發(fā)的適合方式形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，等離子體為遠(yuǎn)程等離子體(即，等離子體在工藝腔室的反應(yīng)空間的外部激發(fā)并且等離子體成分導(dǎo)入工藝腔室)，諸如在約1.0到10GHz激發(fā)的微波等離子體或者以約0.05到約1,000MHz激發(fā)的射頻等離子體。
在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，基于氫的等離子體由水蒸氣(H2O)形成。利用水蒸氣有助于在維持聚合體殘留物去除的合適值的同時(shí)，控制襯底的含金屬層的腐蝕。
在另一實(shí)施方式中，基于氫的等離子體包括H2?？蛇x地，該等離子體還可包括氮?dú)?例如N2)或水(H2O)蒸氣的至少其中之一，另外，該等離子體還可包括諸如氬氣(Ar)的惰性氣體。
在一個(gè)實(shí)施方式中，通過提供流速約為100-5,000sccm的氫氣(H2)、以約270KHz-1.5GHz施加約500-6,000W的射頻(RF)功率，并在約500mTorr-6Torr之間氣壓的工藝腔室中維持襯底溫度在約100-400攝氏度來去除蝕刻后殘留物216。步驟106的持續(xù)時(shí)間一般約10-120sec之間。一個(gè)示例性工藝提供速率為800sccm的H2，施加5,000W的RF功率，并且在氣壓約2.0Torr的腔室內(nèi)維持襯底溫度約250攝氏度。
可選地，步驟106還可提供流速達(dá)約1,000sccm的氮?dú)?N2)(即純H2至約1∶10的H2∶N2之間的流速比)或者以流速達(dá)約3,000sccm的水蒸氣(H2O)(即純氫至約1∶30的H2∶H2O之間的流速比)的至少其中之一。另一實(shí)施方式中，步驟106還可提供以純氫H2至約3∶7H2∶N2之間的流速比的氮?dú)?N2)以及純氫H2至約1∶9的H2∶H2O之間的流速比的水蒸氣(H2O)的至少其中之一。
一個(gè)示例性工藝提供流速為900sccm的H2和流速為300sccm的N2(即H2∶N2流速比約3∶1)。另一示例性工藝提供流速為900sccm的H2和流速為300sccm的H2O(即H2∶H2O流速比約3∶1)。
可選地，可提供約0-3000sccm之間范圍內(nèi)(即純H2至約1∶30的H2∶Ar之間的流速比)的諸如氬氣(Ar)的惰性氣體?；蛘?，可以純H2至約3∶7的H2∶H2O之間的流速比提供氬氣(Ar)。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供約900sccm的H2和約900sccm的Ar。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)由H2形成的等離子體與基于氧的殘留物去除工藝相比，具有改進(jìn)的腐蝕性能，以及具有優(yōu)于或可比于基于H2O蒸氣的殘留物去除工藝。另外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)基于H2的殘留物去除工藝與基于氧和基于H2O蒸氣的殘留物去除工藝相比將去除更大量的聚合體殘留物。還發(fā)現(xiàn)基于H2的殘留物去除工藝與基于H2O蒸氣的殘留物去除工藝相比具有改進(jìn)的腐蝕控制(例如，較少腐蝕及更連續(xù)和可重復(fù)工藝)。最終，基于H2的殘留物去除工藝與基于H2O蒸氣工藝相比減少總的工藝時(shí)間。簡(jiǎn)單地說，如本文所公開的基于H2的殘留物去除工藝提供更寬的腐蝕控制/聚合體殘留物去除工藝窗口以及提供更靈活地精確調(diào)整工藝。
另外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在蝕刻后殘留物去除工藝的起始階段期間同時(shí)出現(xiàn)襯底的大量腐蝕。還發(fā)現(xiàn)襯底溫度的上升有助于減少在該階段中出現(xiàn)的腐蝕。因此，由于H2的特定熱容量大于H2O蒸氣，因此利用H2可比只利用H2O更快地升高襯底溫度，從而有助于在蝕刻后處理的起始階段避免同時(shí)腐蝕。
可選地，步驟106還可包括將襯底暴露于非等離子體態(tài)的工藝氣體(在此理解稱為單一氣體或氣體混合物)中的步驟。例如，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式用于去除殘留物的方法400的流程圖。
方法400開始于步驟402并進(jìn)行至步驟404，其中工藝氣體以非等離子體態(tài)通入工藝腔室中。工藝氣體可為以上所述參照步驟106的任意氣體或氣體混合物。將工藝氣體通入工藝腔室中至少5秒，或在一實(shí)施方式中，約5-40秒，以接觸位于襯底的暴露的表面上的殘留物216。非等離子體態(tài)的工藝氣體與殘留物216的成分反應(yīng)(例如，導(dǎo)致含金屬的鹵素或含聚合有機(jī)成分的鹵素的解吸和/或蒸發(fā))。在一實(shí)施方式中，H2通入工藝腔室中約5-30秒。
接下來，在步驟406中，如上所述形成等離子體，并且將襯底暴露于基于H2的等離子體中。步驟406可持續(xù)至少10秒，或在一實(shí)施方式中，約10-180秒之間。在一實(shí)施方式中，在步驟406之后，該方法在步驟410結(jié)束。
可選地，如步驟408中的虛線所示，工藝氣體可再次以非等離子體態(tài)通入工藝腔室中，持續(xù)時(shí)間與步驟404的相同，以接觸位于襯底的暴露表面上的殘留物216?；蛘?，步驟404和406可反過來——即，可用工藝氣體的等離子體處理殘留物持續(xù)第一時(shí)段，并接著如上所述將殘留物暴露于非等離子體態(tài)的工藝氣體中持續(xù)第二時(shí)段。
回到圖1，步驟106(以及方法400)可在諸如CENTURA的系統(tǒng)AXIOM反應(yīng)器的反應(yīng)器中進(jìn)行。該AXIOM反應(yīng)器(參照以下圖3的詳細(xì)描述)為下游等離子體反應(yīng)器，其中等離子體限制于其內(nèi)從而僅將反應(yīng)的中性物提供給工藝腔室的反應(yīng)空間。這種等離子體限制使襯底或形成在襯底上的電路的等離子體相關(guān)的損壞最小化?；蛘?，步驟106可在DPS反應(yīng)器中或Advanced Stripand Passivation(ASP)反應(yīng)器中執(zhí)行，該兩種反應(yīng)器都可從California，SantaClara的應(yīng)用材料公司購(gòu)買得到。
在完成步驟104時(shí)，利用例如CENTURA系統(tǒng)，襯底200可在真空下從DPS反應(yīng)器傳送至AXIO或者其他反應(yīng)器以執(zhí)行步驟106。因此，襯底與可存在于制造環(huán)境的非真空部分中的污染物隔絕。
在完成步驟106之后，在步驟108，去除或者剝離掩模204(圖2D)。掩模204可以利用任意適合的傳統(tǒng)方式諸如包含氧氣(O2)、氧氣(O2)和氮?dú)?N2)、水蒸氣(H2O)、四氟化碳等及其組合的等離子體進(jìn)行剝離。還可利用添加氫氣(H2)的基于氧氣(O2)的干剝離工藝去除掩模204。加入氫氣(H2)的氧氣(O2)剝離工藝與無H2添加的剝離工藝相比更有助于改善腐蝕控制。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)對(duì)于剝離工藝這種經(jīng)由添加氫氣(H2)對(duì)腐蝕控制的改進(jìn)非常明顯。
可選地，在完成步驟108之后，可繼續(xù)處理襯底。例如，在步驟110(虛線所示)可執(zhí)行濕剝離工藝以去除任何殘留物216，其殘留在膜疊層202上和襯底200的其他位置，以及/或可能由于剝離掩模204引起殘留的任何殘留物。在一個(gè)實(shí)施方式中，步驟110可包括將襯底200浸入包括基于胺的或基于氟(F)的濕化學(xué)溶劑的水溶液中。在前文引用的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/446,332中進(jìn)一步詳細(xì)描述了該工藝的實(shí)施例。在步驟112，方法100結(jié)束。
圖3示出了可能用于實(shí)踐方法100部分的反應(yīng)器300的示意圖。適合與本發(fā)明一起使用的反應(yīng)器300的一個(gè)實(shí)施例為AXIOM反應(yīng)器，其可從California，Santa Clara的應(yīng)用材料公司購(gòu)買。反應(yīng)器300包括工藝腔室302、遠(yuǎn)程等離子體源306和控制器308。
工藝腔室302一般為真空容器，其包括第一部分310和第二部分312。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一部分310包括襯底基座304、側(cè)壁316和真空泵314。第二部分312包括蓋子318和氣體分配板(噴頭)320，其限定氣體混合空間322和反應(yīng)空間324。蓋子318和側(cè)壁316通常由金屬(例如，鋁(Al)、不銹鋼等)形成并且電耦合至參考地360。
襯底基座304支撐反應(yīng)空間324內(nèi)的襯底(晶圓)326。在一個(gè)實(shí)施方式中，襯底基座304可包括諸如充氣燈328的輻射熱源，以及嵌入的電阻加熱器330和導(dǎo)管332。導(dǎo)管332將來自源334的氣體(例如氦氣)通過基座304的襯底支撐表面上的凹槽(未示出)提供至襯底326的背面。該氣體有助于支撐基座304與襯底326之間的熱交換。襯底326的溫度可控制在約20攝氏度和400攝氏度之間。
真空泵314適用于工藝腔室302的側(cè)壁316中形成的排氣口336。真空泵314用于維持工藝腔室102中預(yù)期的氣壓，以及從腔室排出處理后氣體和其他揮發(fā)性化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，真空泵314包括節(jié)流閥338以控制工藝腔室302中的氣壓。
工藝腔室302還包括用于保持和釋放襯底326、探測(cè)工藝的結(jié)束、內(nèi)部檢測(cè)等的傳統(tǒng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)一起描述為支持系統(tǒng)340。
遠(yuǎn)程等離子體源306包括電源346、氣板344和遠(yuǎn)程等離子體腔室342。在一個(gè)實(shí)施方式中，電源346包括射頻(RF)發(fā)生器348，調(diào)制組件350和施加器(applicator)352。RF發(fā)生器348能產(chǎn)生高達(dá)頻率約200到600kHz的6,000W功率。施加器352感應(yīng)耦合至遠(yuǎn)程等離子體腔室342，并將腔室內(nèi)的工藝氣體(或氣體混合物)364激活為等離子體362。在該實(shí)施方式中，遠(yuǎn)程等離子體342具有環(huán)形形狀，其限定等離子體并有助于有效地產(chǎn)生自由基物，以及降低等離子體的電子溫度。在其他實(shí)施方式中，遠(yuǎn)程等離子體源306可為具有頻率例如為1.5GHz頻率的微波等離子體源。
氣板344利用導(dǎo)管366將工藝氣體364輸送至遠(yuǎn)程等離子體腔室342。氣板344(或?qū)Ч?66)包括諸如流量控制器和關(guān)閉閥的裝置(未示出)以控制提供給腔室342的各個(gè)氣體的氣壓和流速。在等離子體362中，工藝氣體364被電離并離解以形成反應(yīng)物。
反應(yīng)物通過蓋子318中的入口368導(dǎo)入混合空間322中。為了使帶電的等離子體對(duì)襯底326上的器件損傷最小，在工藝氣體364通過噴頭320的多個(gè)開口370到達(dá)反應(yīng)空間324之前，在混合空間322內(nèi)的該工藝氣體364的離子物基本上為電中性。
控制器308包括中央處理器(CPU)354、存儲(chǔ)器356和支持電路358。CPU354可為用于工業(yè)配置中的任意形式的通用計(jì)算機(jī)處理器。軟件程序可存儲(chǔ)在諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、軟盤或硬盤或其他數(shù)字存儲(chǔ)形式的存儲(chǔ)器356中。支持電路358通常耦合至CPU 354以及可包括高速緩存、時(shí)鐘電路、輸入/輸出子系統(tǒng)、電源等。
當(dāng)軟件程序由CPU 354執(zhí)行時(shí)，將CPU轉(zhuǎn)換為控制反應(yīng)器300的專用計(jì)算機(jī)(控制器)308，從而根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行工藝。軟件程序還可以通過距離反應(yīng)器300遠(yuǎn)程設(shè)置的第二控制器(未示出)存儲(chǔ)和/或執(zhí)行。
本發(fā)明可在其他半導(dǎo)體系統(tǒng)中實(shí)施，其中本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過利用本文公開的描述，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，可對(duì)處理參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以獲得合適的特點(diǎn)。
雖然以上所述涉及本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，但是在不脫離本發(fā)明的基本范圍內(nèi)，可設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施方式，本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由以下的權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于控制襯底腐蝕的方法，包括(a)提供具有構(gòu)圖的掩模層的襯底，其上布置有金屬殘留物；(b)將該襯底暴露于基于氫的等離子體中以去除所述金屬殘留物；以及(c)去除光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬殘留物包括蝕刻鋁、銅、鐵或鎳的至少其中之一所得到的殘留物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于氫的等離子體包括氫氣、水蒸氣、氫氣和氮?dú)獾慕M合物以及氫氣和惰性氣體的組合物的至少其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于氫的等離子體包括氫氣，并且所述氫氣以約10-5,000sccm的流速提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于氫的等離子體包括氮?dú)?，并且所述氮?dú)庖约s1-1,000sccm的流速提供。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于氫的等離子體包括水蒸氣，并且所述水蒸氣以約1-3,000sccm的流速提供。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于氫的等離子體包括惰性氣體，并且所述惰性氣體包括氬氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述氬氣以約1-3,000sccm的流速提供。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬殘留物還包括利用基于鹵素的工藝氣體蝕刻含金屬層所得到的鹵素化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述鹵素包括氯或氟的至少其中之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟的其中之一或兩個(gè)步驟(d)在步驟(b)之前將該襯底暴露于含氫的工藝氣體持續(xù)第一時(shí)段；以及(e)在步驟(b)之后將該襯底暴露于含氫的工藝氣體持續(xù)第二時(shí)段。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括(d)在(b)與(c)之間將該襯底暴露于含氫工藝氣體持續(xù)第一時(shí)段。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬殘留物為在工藝腔室中蝕刻工藝所得到的生成物，并且(b)進(jìn)一步包括在用于執(zhí)行蝕刻工藝的工藝腔室內(nèi)將該襯底暴露于所述基于氫的等離子體中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述暴露步驟進(jìn)一步包括將該襯底加熱至約100至400攝氏度之間的溫度。
15.一種用于控制襯底腐蝕的方法，該襯底具有掩模層，其上有含金屬層，其中蝕刻所述含金屬層所得到的金屬殘留物布置在所述掩模層上，該方法包括(a)將所述金屬殘留物暴露于非等離子體態(tài)的基于氫的工藝氣體中持續(xù)第一時(shí)段；以及(b)將所述金屬殘留物暴露于等離子體態(tài)的基于氫的工藝氣體中持續(xù)第二時(shí)段。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，(a)在(b)之前。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，(a)在(b)之后。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括(c)在(a)和(b)之后去除所述掩模層。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一時(shí)段在約5秒到約40秒之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二時(shí)段在約10秒到約180秒之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于控制襯底腐蝕的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種用于控制襯底腐蝕的方法包括步驟提供具有構(gòu)圖的掩模層的襯底，其上布置有金屬殘留物；將襯底暴露于基于氫的等離子體中以去除所述金屬殘留物；以及去除光刻膠。所述金屬殘留物可包括蝕刻鋁或銅的至少其中之一所得到的殘留物。所述金屬殘留物可進(jìn)一步包括利用基于鹵素的工藝氣體蝕刻含金屬層所得到的鹵素化合物。所述基于氫的等離子體可包括氫氣，并且還可包括氮?dú)夂退魵獾闹辽倨渲兄?。所述基于氫的等離子體可進(jìn)一步包括諸如氬氣的惰性氣體。
文檔編號(hào)B08B7/00GK101030531SQ20071008027
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者利姆·尤吉恩, 川口·馬克, 彭長(zhǎng)迪, 丁國(guó)文, 李昌憲 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司