專(zhuān)利名稱(chēng)：處理基材的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基材處理設(shè)備和方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及使用等 離子體的基材處理設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造中需要使用光致抗蝕劑的平版印刷方法。光致抗蝕劑由 對(duì)光敏感的有機(jī)高分子構(gòu)成或由感光劑和高分子的混合物構(gòu)成。在曝光 和溶解后，在基材上形成的帶圖案的光致抗蝕劑用于將圖案轉(zhuǎn)錄到基材 上，同時(shí)蝕刻基材或在基材上形成的各層。這種高分子被稱(chēng)作光致抗蝕 劑，使用光源在基材上形成微圖案的方法被稱(chēng)作平版印刷方法。在半導(dǎo)體制造方法中，借助于灰化，從基材除去用于形成線或各種 微電路圖案(例如，空間圖案)或在離子注入中用作掩模的光致抗蝕劑。在離子注入過(guò)程中使用于防止離子注入進(jìn)基材上所需區(qū)域之外部分 中的光致抗蝕劑硬化。因此，難于除去光致抗蝕劑。在光致抗蝕劑沒(méi)有 被完全除去的情況下，由于硬化的光致抗蝕劑表現(xiàn)出導(dǎo)電性，因此在基 材上形成的電路配線之間可能發(fā)生電氣短路。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種用于除去基材上的光致抗蝕劑的基材處理設(shè)備。在示例性實(shí)施例中，所述基材處理設(shè)備可以包括支撐部， 用于支撐所述基材，使得所述基材的圖案表面面向上方；干式處理部，
用于將等離子體供應(yīng)到所述基材上，以初次除去所述基材上的光致抗蝕 劑；以及濕式處理部，用于將化學(xué)品供應(yīng)到所述基材上，以第二次除去 所述基材上的光致抗蝕劑。本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種基材處理方法。在示例性實(shí)施例中， 所述基材處理方法可以包括裝載基材，使得所述基材的圖案表面面向 上方；借助于等離子體供應(yīng)單元產(chǎn)生等離子體，以初次除去所述基材上 的光致抗蝕劑；以及將化學(xué)品供應(yīng)到所述基材上，以第二次除去所述基 材上的光致抗蝕劑。


圖1示出本發(fā)明第一實(shí)施例的基材處理設(shè)備。圖2示出本發(fā)明第一實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元。圖3示出與射頻電源連接的本發(fā)明第一實(shí)施例的第一電極。圖4和圖5分別示出本發(fā)明的在擴(kuò)散板中形成的擴(kuò)散孔的形狀。圖6A 圖6D示出本發(fā)明第一實(shí)施例的基材處理設(shè)備的操作狀態(tài)。圖7示出本發(fā)明第一實(shí)施例的基材處理方法的流程圖。圖8示出本發(fā)明第二實(shí)施例的基材處理方法的流程圖。圖9示出本發(fā)明第三實(shí)施例的基材處理方法的流程圖。圖IO示出本發(fā)明第二實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元。圖11示出與電源連接的本發(fā)明第二實(shí)施例的第一電極和第二電極。圖12示出本發(fā)明第二實(shí)施例的基材處理設(shè)備的操作狀態(tài)。圖13A和圖13B示出本發(fā)明第三實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元的操作 狀態(tài)。圖14示出本發(fā)明第四實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元的操作狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
下面參考顯示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖，將更完整地描述本發(fā)明。然而，可以以許多不同的形式體現(xiàn)本發(fā)明，并且不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明限制 于在此描述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例將使本發(fā)明內(nèi)容清楚、完 整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的范圍。相同的附圖標(biāo)記始終 表示相同的元件。盡管下面以晶片W作為基材的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不限于 這里的說(shuō)明。圖1示出本發(fā)明第一實(shí)施例的基材處理設(shè)備1?；奶幚碓O(shè)備1包括支撐部IO、干式處理部20、濕式處理部30、干燥部40和容器50。支撐部IO用于支撐晶片W，使得晶片W的圖案表面面向上方。支 撐部10包括托盤(pán)12和與托盤(pán)12底部連接的支撐軸14。托盤(pán)12大致呈圓盤(pán)形狀。晶片W裝載在托盤(pán)12上，并排疊放。在 托盤(pán)12的頂面上設(shè)有多個(gè)夾持銷(xiāo)12a和多個(gè)支撐銷(xiāo)12b。夾持銷(xiāo)12a設(shè) 置在托盤(pán)12的邊緣，支撐所裝載的晶片W的側(cè)部，支撐銷(xiāo)12b設(shè)置在 夾持銷(xiāo)12a里面，支撐所裝載的晶片W的底部。支撐軸14與托盤(pán)12的底部連接，支撐托盤(pán)12。支撐軸14借助于 第一驅(qū)動(dòng)器16旋轉(zhuǎn)，下面將說(shuō)明。第一驅(qū)動(dòng)器16的一側(cè)與支撐軸14的底部連接。如上所述，第一驅(qū) 動(dòng)器16使用電機(jī)等使支撐軸14旋轉(zhuǎn)。托盤(pán)12和晶片W借助于支撐軸 14而旋轉(zhuǎn)。晶片W的旋轉(zhuǎn)使等離子體和化學(xué)品被均勻地供應(yīng)到晶片W 的整個(gè)表面上。后面將說(shuō)明等離子體和化學(xué)品。當(dāng)晶片W被裝載到托盤(pán)12上/或從其上卸載或有這種處理需要時(shí)， 第一驅(qū)動(dòng)器16可以使托盤(pán)12升降。傳送臂17的一端與第一驅(qū)動(dòng)器16的另一側(cè)連接。傳送臂17呈L 形，其另一端與第二驅(qū)動(dòng)器18連接。驅(qū)動(dòng)器18允許傳送臂17向左或向 右移動(dòng)。當(dāng)傳送臂17向左或向右移動(dòng)時(shí)，托盤(pán)12上的晶片W也向左或 向右移動(dòng)。由于晶片W可以相對(duì)于固定的等離子體供應(yīng)單元200移動(dòng)， 因而可以使用小尺寸等離子體供應(yīng)單元200以掃描方法進(jìn)行處理。后面 將詳細(xì)說(shuō)明。
干式處理部20置于支撐部IO—側(cè)，使用等離子體處理晶片W。干式處理部20包括第一移動(dòng)臂22和第二移動(dòng)臂26，它們用于移動(dòng)等離子 體供應(yīng)單元200。后面將詳細(xì)說(shuō)明等離子體供應(yīng)單元200。第一移動(dòng)臂22 —端與等離子體供應(yīng)單元200的頂部連接。 第一移動(dòng)臂22呈^形，其另一端與第一移動(dòng)部24連接。第一移動(dòng)部24 使第一移動(dòng)臂22向左或向右移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝灰苿?dòng)臂22向左或向右移動(dòng)時(shí)， 等離子體供應(yīng)單元200也向左或向右移動(dòng)。由于等離子體供應(yīng)單元200 可以相對(duì)于置于固定部的晶片W移動(dòng)，因而可以使用小尺寸等離子體供 應(yīng)單元200以掃描方法處理晶片W。后面將詳細(xì)說(shuō)明。第二移動(dòng)臂26的一端與第一移動(dòng)部24的底部連接，另一端與第二 移動(dòng)部28連接。移動(dòng)部28可以使第二移動(dòng)臂26升降和旋轉(zhuǎn)。因此，等 離子體供應(yīng)單元200可以運(yùn)行到所裝載的晶片W頂部，并且由于第二移 動(dòng)臂26的升降，可以控制第一電極260和第二電極270之間的距離。源氣體管線29與第二移動(dòng)部28底部連接，通過(guò)第二移動(dòng)部28、第 二移動(dòng)臂26、第一移動(dòng)部24和第一移動(dòng)臂22內(nèi)部將源氣體供應(yīng)至等離 子體供應(yīng)單元200。借助于源氣體閥29a打開(kāi)或關(guān)閉源氣體管線29。濕式處理部30置于支撐部10另一側(cè)，使用化學(xué)品處理晶片W。濕 式處理部30包括化學(xué)品噴嘴32和化學(xué)品噴嘴移動(dòng)臂34?；瘜W(xué)品噴嘴32用于將化學(xué)品噴射到托盤(pán)12上的晶片W的中央?；?學(xué)品噴嘴32從與地面平行的化學(xué)品噴嘴移動(dòng)臂34的頂部延伸，并在尖 端朝晶片W的中央向下傾斜?；瘜W(xué)品噴嘴移動(dòng)臂34與地面水平，其頂部與化學(xué)品噴嘴32連接， 其底部與化學(xué)品噴嘴移動(dòng)部36連接。化學(xué)品噴嘴移動(dòng)部36可以使化學(xué) 品噴嘴移動(dòng)臂34升降或旋轉(zhuǎn)?；瘜W(xué)品管線38與化學(xué)品噴嘴移動(dòng)部36的底部連接，通過(guò)化學(xué)品噴 嘴移動(dòng)部36和化學(xué)品噴嘴移動(dòng)臂34內(nèi)部將化學(xué)品供應(yīng)到化學(xué)品噴嘴32。 所供應(yīng)的化學(xué)品通過(guò)化學(xué)品噴嘴32噴射在晶片W上。借助于安裝在化 學(xué)品管線38上的閥38a打開(kāi)或關(guān)閉化學(xué)品管線38。干燥部40置于支撐部IO另一側(cè)，使用干燥氣體干燥晶片W。干燥 部40包括干燥噴嘴42和干燥噴嘴移動(dòng)臂44。干燥噴嘴42用于將干燥氣體噴射到托盤(pán)12上的晶片W的中央。干 燥噴嘴42從與地面平行的干燥噴嘴移動(dòng)臂44的頂部延伸，并在尖端朝 晶片W的中央向下傾斜。干燥噴嘴移動(dòng)臂44與地面水平，其頂部與干燥噴嘴42連接，其底 部與干燥噴嘴移動(dòng)部46連接。干燥噴嘴移動(dòng)部46可以使干燥噴嘴移動(dòng) 臂44升降或旋轉(zhuǎn)。干燥氣體管線48與干燥噴嘴移動(dòng)部46的底部連接，通過(guò)干燥噴嘴 移動(dòng)部46和干燥噴嘴移動(dòng)臂44內(nèi)部將干燥氣體供應(yīng)到干燥噴嘴42。所 供應(yīng)的干燥氣體通過(guò)干燥噴嘴42噴射在晶片W上。借助于安裝在干燥 氣體管線48上的閥48a打開(kāi)或關(guān)閉干燥氣體管線48。容器50安裝在支撐軸14上，圍繞托盤(pán)12。由于托盤(pán)12的旋轉(zhuǎn)， 晶片W上的化學(xué)品在處理中會(huì)分散。容器50用于防止化學(xué)品在晶片W 上分散。容器50包括與地面平行延伸的部分、相對(duì)于頂部垂直延伸的部 分和從頂部向上傾斜延伸的部分。向上延伸部分高于托盤(pán)12上的晶片 W。從晶片W分散的化學(xué)品通過(guò)向上延伸部分的內(nèi)壁向下流動(dòng)。圖2示出本發(fā)明第一實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元200。等離子體供 應(yīng)單元200包括殼體220、容納在殼體220內(nèi)部的第一電極260和安裝在 托盤(pán)12上的第二電極270。殼體220包括面向托盤(pán)12的上壁和大致上垂直于上壁向下延伸的側(cè) 壁。殼體220的寬度接近等于晶片W的直徑，其長(zhǎng)度接近等于第一電極 260的長(zhǎng)度。因此，殼體220呈長(zhǎng)方體形狀，其底部形成有開(kāi)口。殼體 220內(nèi)部限定空間。多個(gè)第一電極260容納在殼體220的開(kāi)口上。擴(kuò)散板 240置于第一電極260上方限定的空間中，將源氣體擴(kuò)散到第一電極260。 殼體220內(nèi)部的空間借助于擴(kuò)散板240劃分成上緩沖區(qū)223和下緩沖區(qū) 224。第一電極260置于殼體220的開(kāi)口處，具有相同高度。如上所述， 第一電極260和第二電極270 —起用于在所裝載的晶片W上方產(chǎn)生等離 子體。從通過(guò)源氣體管線29供應(yīng)的源氣體產(chǎn)生等離子體，并用于處理晶 片W。如圖2所示，第一電極260和晶片W并排設(shè)置，并彼此分開(kāi)。在第 一電極260之間形成有通道265。通過(guò)擴(kuò)散板240從上緩沖區(qū)223擴(kuò)散到 下緩沖區(qū)224的源氣體經(jīng)通道265噴射到所裝載的晶片W上。圖3示出與射頻電源連接的本發(fā)明第一實(shí)施例的第一電極260。每 個(gè)第一電極260在第一方向I上呈長(zhǎng)棒形狀。第一電極260在第二方向 II上并列且彼此分開(kāi)。第一電極260包括金屬電極262和圍繞著金屬電極262設(shè)置的介電 體264。在用介電材料絕緣之后，兩個(gè)電極262和264之一與電源連接， 以得到即使在大氣壓下也穩(wěn)定的等離子體。為此，介電體264圍繞金屬 電極262。介電體264用于保護(hù)金屬電極262免受在產(chǎn)生等離子體時(shí)所形 成的電弧造成的損害。介電體264由石英或陶瓷構(gòu)成。在這一實(shí)施例中，金屬電極262的長(zhǎng)度大致等于或大于晶片W的直 徑。此外，金屬電極262具有圓形截面，但可以具有多邊形截面，例如 三角形或四邊形截面。第一電極260布置成排，13.56 MHz的射頻電源(RF) 250與金屬電 極262并聯(lián)連接。因此，盡管一個(gè)第一電極260短路，但是正常電壓也 可以施加到其他電極上。此外，僅有短路的第一電極262可以被替換。 盡管在這一實(shí)施例中使用射頻電源，但是可以使用中頻電源(MF)。接地的第二電極270安裝在托盤(pán)120上。第二電極270與第一電極 260 —起在所裝載的晶片W上方產(chǎn)生等離子體。第二電極270埋在托盤(pán) 120中，防止接觸等離子體造成的損壞。源氣體通過(guò)源氣體管線29供應(yīng)到第一電極260頂部。源氣體管線 29與在殼體220上部形成的供應(yīng)孔222連接。源氣體管線29內(nèi)部的源氣 體通過(guò)供應(yīng)孔222供應(yīng)到上緩沖區(qū)223。根據(jù)所需的等離子體種類(lèi)，通過(guò) 源氣體管線29供應(yīng)的源氣體可以是各種氣體。如前所述，擴(kuò)散板240將殼體220內(nèi)部劃分成上緩沖區(qū)223和下緩 沖區(qū)224。上緩沖區(qū)223限定經(jīng)源氣體管線29和供應(yīng)孔222流入的源氣 體可以在其中擴(kuò)散的空間。 在擴(kuò)散板240上形成有多個(gè)擴(kuò)散孔242。如圖2所示，相應(yīng)于第一 電極260之間形成的通道265而形成擴(kuò)散孔242。因此，通過(guò)擴(kuò)散孔242 供應(yīng)到第一電極260頂部的源氣體被供應(yīng)到第一電極260之間形成的通 道265。圖4和圖5分別示出本發(fā)明的在擴(kuò)散板240中形成的擴(kuò)散孔242的 形狀。如圖4所示，每一個(gè)擴(kuò)散孔242可以表現(xiàn)出與第一電極260并置的 狹縫形狀。如上所述，應(yīng)注意到，擴(kuò)散孔242之間的空間必須相應(yīng)于通 道265。如圖5所示，每一個(gè)擴(kuò)散孔242可以表現(xiàn)出與第一電極260并置的 孔形狀。擴(kuò)散孔242之間的空間并不重要，但如上所述，擴(kuò)散孔242必 須相應(yīng)于通道265。圖6A 圖6D示出本發(fā)明第一實(shí)施例的基材處理設(shè)備1的操作狀態(tài)。 圖7~圖9是本發(fā)明的基材處理方法的流程圖。下面結(jié)合圖6A 圖9說(shuō)明 操作基材處理設(shè)備1的方法。圖7示出本發(fā)明第一實(shí)施例的基材處理方法的流程圖。如圖6A所示，將晶片W裝載在托盤(pán)12上(S10)。所裝載的晶片W 由支撐銷(xiāo)12b和夾持銷(xiāo)12a支撐。支撐軸14的旋轉(zhuǎn)允許所支撐的晶片W 隨托盤(pán)12—起旋轉(zhuǎn)。如圖6B所示，借助于干式處理部20初次除去晶片W上的光致抗蝕 劑。即借助于等離子體供應(yīng)單元200產(chǎn)生等離子體，并將其供應(yīng)到晶片 W上，以初次除去晶片W上的光致抗蝕劑。此時(shí)，等離子體供應(yīng)單元 200借助于第二移動(dòng)部28移到晶片W上方。第二移動(dòng)部28旋轉(zhuǎn)第二移 動(dòng)臂26，使等離子體供應(yīng)單元200上升，然后使第二移動(dòng)臂26下降，以 控制晶片W和等離子體供應(yīng)單元200之間的距離。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明光致抗蝕劑的形成。如上所述，借助于灰化過(guò)程從基 材除去光致抗蝕劑。然而，由于在離子注入過(guò)程中，用于防止離子注入 進(jìn)基材上不希望部分的光致抗蝕劑被硬化，因而難于除去光致抗蝕劑。 因此，進(jìn)行兩步來(lái)除去光致抗蝕劑。即借助于干式處理部20的初次除去 光致抗蝕劑，然后借助于濕式處理部30的第二次除去光致抗蝕劑。由于借助于干式處理部20進(jìn)行的過(guò)程使用物理力，因而與借助于濕式處理部30進(jìn)行的過(guò)程相比靈敏性降低。因此，光致抗蝕劑的下層由于 等離子體被破壞。干式處理部20部分地除去光致抗蝕劑，并且由于殘余 的光致抗蝕劑，使下層免于受到等離子體破壞。借助于選擇性高于干式 處理部20的濕式處理部30除去殘余的光致抗蝕劑。下面說(shuō)明光致抗蝕劑的初次除去。借助于加熱器(圖未示)將晶片W預(yù)熱到預(yù)定溫度。在晶片W上方建 立電場(chǎng)。如果第一電極260與射頻電源250連接，而第二電極270接地， 那么在第一電極260和第二電極270之間建立強(qiáng)電場(chǎng)，即在晶片W上方。 將源氣體供應(yīng)到晶片W上。當(dāng)打開(kāi)源氣體閥29a時(shí)，源氣體經(jīng)供應(yīng)管線 29和供應(yīng)孔222供應(yīng)到上緩沖區(qū)223。在上緩沖區(qū)223內(nèi)部的源氣體分 別經(jīng)每一個(gè)設(shè)置的擴(kuò)散孔242供應(yīng)到相應(yīng)的通道265。源氣體經(jīng)通道265 供應(yīng)到旋轉(zhuǎn)的晶片W上。在晶片W上方建立的強(qiáng)電場(chǎng)使用供應(yīng)到其上的源氣體產(chǎn)生等離子 體。所產(chǎn)生的等離子體隨著源氣體的流動(dòng)移到晶片W的上表面，從而用 于處理晶片W的上表面。用于除去光致抗蝕劑的等離子體是氧等離子體。即沿著源氣體管線 29供應(yīng)的源氣體是氧等離子體，其根據(jù)以下方程式作用于晶片W上的光 致抗蝕劑。從該方程式可以理解，氧等離子體使光致抗蝕劑轉(zhuǎn)化成氣態(tài) 副產(chǎn)物(C02和H20)。CxHy + 0* — C02 (T) + H20 ("盡管在這一實(shí)施例中說(shuō)明了"使用氧等離子體除去光致抗蝕劑"，但 是可以使用各種等離子體。另一方面，在這一實(shí)施例中使用大氣壓等離 子體。大氣壓等離子體不同于處理室內(nèi)部壓力等于或低于大氣壓時(shí)產(chǎn)生 的真空等離子體。還需要借助于真空分離裝置將處理室內(nèi)部的氣體強(qiáng)制 排放到外部的步驟，以產(chǎn)生真空等離子體。如圖6C所示，借助于濕式處理部30第二次除去晶片W上的光致抗 蝕劑(S30)。如上所述，在離子注入過(guò)程中硬化的光致抗蝕劑很容易借助 于干式處理部20除去。因此，下述過(guò)程需要完全除去硬化的光致抗蝕劑。 移動(dòng)用于初次除去晶片W上的光致抗蝕劑的等離子體供應(yīng)單元200，從晶片W上部移到支撐部10的外側(cè)。從晶片W上部移動(dòng)等離子 體供應(yīng)單元200的原理與將等離子體供應(yīng)單元200移到晶片W上部的原 理相同。在等離子體供應(yīng)單元200離開(kāi)晶片W上部后，將化學(xué)品噴嘴32 移到晶片W上部。與等離子體供應(yīng)單元200相似，通過(guò)化學(xué)品噴嘴移動(dòng) 臂34的升降和旋轉(zhuǎn)將化學(xué)品噴嘴32移到晶片W上部。濕式處理部30用于將化學(xué)品供應(yīng)到晶片W上。當(dāng)打開(kāi)閥38a時(shí)， 將化學(xué)品沿化學(xué)品管線38供應(yīng)到化學(xué)品噴嘴32。所供應(yīng)的化學(xué)品經(jīng)化學(xué) 品噴嘴32噴射到旋轉(zhuǎn)的晶片W上。所供應(yīng)的化學(xué)品的噴射時(shí)間需足夠 長(zhǎng)，以完全除去晶片W上的光致抗蝕劑。濕式處理部30使用硫酸(H2S04)，其經(jīng)化學(xué)品管線38和化學(xué)品噴嘴 32供應(yīng)到晶片W上。硫酸將光致抗蝕劑分解成C02和H20。盡管在這 一實(shí)施例中硫酸用作化學(xué)品，但是可以使用其他酸或強(qiáng)氧化劑。借助于濕式處理部30漂洗晶片W (S40)。濕式處理部30將漂洗溶液 供應(yīng)到晶片W上。當(dāng)打開(kāi)閥38a時(shí)，沿化學(xué)品管線38將漂洗溶液供應(yīng) 到化學(xué)品噴嘴32。所供應(yīng)的漂洗溶液經(jīng)化學(xué)品噴嘴32噴射在晶片W上。 漂洗溶液是去離子水(去離子H20)，但可以使用其他漂洗溶液。盡管在這一實(shí)施例中說(shuō)明了"沿化學(xué)品管線38供應(yīng)化學(xué)品和漂洗溶 液"，但是可以沿單獨(dú)的漂洗溶液管線(圖未示)供應(yīng)漂洗溶液。借助于干燥部40干燥晶片W。移動(dòng)將漂洗溶液供應(yīng)到晶片W上的 化學(xué)品噴嘴32，從晶片W上部移到支撐部10外側(cè)。在化學(xué)品噴嘴32 離開(kāi)晶片W上部后，將干燥噴嘴42移到晶片W上部。與等離子體供應(yīng) 單元200相似，通過(guò)干燥噴嘴移動(dòng)臂44的升降和旋轉(zhuǎn)將干燥噴嘴42移 到晶片W上部。借助于干燥噴嘴移動(dòng)部46使干燥噴嘴移動(dòng)臂44升降和 旋轉(zhuǎn)。干燥部40用于將干燥氣體供應(yīng)到晶片W上。當(dāng)打開(kāi)閥48a時(shí)，將 干燥氣體沿干燥氣體管線48供應(yīng)到干燥噴嘴42。所供應(yīng)的干燥氣體經(jīng)干 燥噴嘴42噴射到旋轉(zhuǎn)的晶片W上。干燥氣體是氮?dú)?，但可以是其他?br> 燥氣體。如上所述，可以使用等離子體初次除去離子注入過(guò)程中硬化的光致 抗蝕劑，并使用化學(xué)品進(jìn)行第二次除去。由于使用等離子體除去光致抗 蝕劑，因而不需要真空分離裝置。盡管晶片W裝載到托盤(pán)12上，但是可以借助于等離子體供應(yīng)單元200、化學(xué)品噴嘴32和干燥噴嘴42連續(xù)除 去晶片W上的光致抗蝕劑。此外，介電體264圍繞金屬電極262，保護(hù)金屬電極262免受在產(chǎn) 生等離子體時(shí)所形成的電弧造成的損害。此外，由于金屬電極262與射 頻電源250并聯(lián)連接，因此即使幾個(gè)金屬電極262受到損壞，高頻電力 也可以施加到未被損壞的金屬電極262上。因此，可以連續(xù)進(jìn)行處理， 并且可以替換被損壞的金屬電極262。此外，由于源氣體經(jīng)第一電極260之間形成的通道265直接供應(yīng)到 晶片W上，因此可以使用少量源氣體在第一電極260和第二電極270之 間建立源氣體環(huán)境。圖8示出本發(fā)明第二實(shí)施例的基材處理方法的流程圖。圖8的步驟 S110-S140與圖7所示的相同。借助于濕式處理部30清潔晶片W (S150)。濕式處理部30將清潔溶 液供應(yīng)到晶片W上。當(dāng)打開(kāi)閥38a時(shí)，將清潔溶液沿化學(xué)品管線38供 應(yīng)到化學(xué)品噴嘴32。所供應(yīng)的清潔溶液經(jīng)化學(xué)品噴嘴32噴射到旋轉(zhuǎn)的晶 片W上。清潔溶液是標(biāo)準(zhǔn)清潔液-1 (SC-1)，其是氫氧化銨(NH40H)、過(guò)氧化氫(11202)和水(1120)的混合物，混合比約l: 1: 5 0.05: 1: 5，溫度為S0 90。C。 SC-1用于除去顆粒和有機(jī)污染物。然而，可以使用其他清潔 溶液。盡管在這一實(shí)施例中說(shuō)明了"沿化學(xué)品管線38供應(yīng)清潔溶液"，但是 可以沿單獨(dú)的清潔溶液管線(圖未示)供應(yīng)清潔溶液。借助于濕式處理部30第二次漂洗晶片W (S160)。以相同方式進(jìn)行 初次漂洗和第二次漂洗。借助于干燥部40干燥第二次漂洗的晶片W (S170)。按與上述相同方式進(jìn)行干燥。 如上所述，不僅可從晶片W除去光致抗蝕劑，而且可以除去顆粒和 污染物。圖9示出本發(fā)明第三實(shí)施例的基材處理方法的流程圖。圖9的步驟 S210-S260與圖8的步驟S110-S160相同。借助于濕式處理部30蝕刻晶片W上的氧化物層(S270)。濕式處理部 30將蝕刻溶液供應(yīng)到晶片W上。當(dāng)打開(kāi)閥38a時(shí)，將蝕刻溶液沿化學(xué)品 管線38供應(yīng)到化學(xué)品噴嘴32。所供應(yīng)的蝕刻溶液經(jīng)化學(xué)品噴嘴32噴射 到旋轉(zhuǎn)的晶片W上。蝕刻溶液是使用去離子水(去離子1120)稀釋的氫氟酸。使用稀釋的 氫氟酸(DHF)有效地除去在各種清潔處理過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)品氧化物或 原來(lái)的氧化物(native oxide)。此外，DHF可用于有效地除去氧化物中所 含的金屬雜質(zhì)。然而，可以使用其他蝕刻溶液。盡管在這一實(shí)施例中說(shuō)明了"沿化學(xué)品管線38供應(yīng)蝕刻溶液"，但是 可以沿單獨(dú)的蝕刻溶液管線(圖未示)供應(yīng)蝕刻溶液。借助于濕式處理部30第三次漂洗晶片W (S280)。以與初次漂洗和 第二次漂洗相同方式進(jìn)行第三次漂洗。借助于干燥部40干燥第三次漂洗 的晶片W。按與上述相同方式進(jìn)行干燥。如上所述，不僅可從晶片W除去光致抗蝕劑，而且可以除去氧化物。圖10示出本發(fā)明第二實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元200，圖11示出 與電源連接的本發(fā)明第二實(shí)施例的第一電極260和第二電極270。圖12 示出本發(fā)明第二實(shí)施例的基材處理設(shè)備1的操作狀態(tài)。第一電極260和第二電極270安裝在殼體220的開(kāi)口處，具有相同 高度。第一電極260和第二電極270在晶片W上方產(chǎn)生等離子體。如圖IO所示，第一電極260和第二電極270大致與晶片W并排設(shè) 置，并彼此分開(kāi)。在第一電極260和第二電極270之間形成有通道265。 通過(guò)擴(kuò)散板240從上緩沖區(qū)223擴(kuò)散到下緩沖區(qū)224的源氣體沿通道265 噴射到所裝載的晶片W上。如圖ll所示，每個(gè)第一電極260和第二電極270在第一方向I上呈
長(zhǎng)棒形狀。第一電極260和第二電極270在垂直于第一方向I的第二方 向II上彼此分開(kāi)。第一電極260包括棒狀金屬電極262和圍繞金屬電極 262的介電體264。介電體264用于保護(hù)金屬電極262免受在產(chǎn)生等離子 體時(shí)所形成的電弧造成的損害。相似地，第二電極270包括棒狀金屬電 極272和介電體274。每個(gè)介電體264和274由石英或陶瓷構(gòu)成。在這一實(shí)施例中，每個(gè)金屬電極262和272的長(zhǎng)度接近等于或大于 晶片W的直徑。此外，每個(gè)金屬電極262和272具有圓形截面，但可以 具有多邊形截面，例如三角形或四邊形截面。第一電極260和第二電極270交替排列。第一電壓施加在第一電極 260之間，第二電壓施加在第二電極270之間。第二電壓低于第一電壓， 并用于在第一電極260和第二電極270之間建立電場(chǎng)。如后面將說(shuō)明的， 在第一電極260和第二電極270之間供應(yīng)源氣體，從而建立電場(chǎng)以產(chǎn)生 等離子體。第一電壓和第二電壓并聯(lián)施加到第一電極260和第二電極270上。 因此，盡管一個(gè)第一電極260短路，但是正常電壓也可以施加到其他電 極上。相似地，盡管一個(gè)第二電極270短路，但是正常電壓也可以施加 到其他電極上。短路的第一電極260和第二電極270可以部分地替換。 在這一實(shí)施例中，使用中頻電源(MF)，但是可以使用射頻電源。下面說(shuō)明使用圖10示出的等離子體供應(yīng)單元200產(chǎn)生等離子體的方法。在第一電極260和第二電極270之間建立電場(chǎng)。將第一電壓施加到 第一電極260上。將低于第一電壓的第二電壓施加到第二電極270上。 此時(shí)，在第一電極260和第二電極270之間產(chǎn)生電勢(shì)差，以建立電場(chǎng)。將源氣體供應(yīng)到在第一電極260和第二電極270之間形成的通道 265。當(dāng)打開(kāi)源氣體閥29a時(shí)，源氣體經(jīng)供應(yīng)管線29和供應(yīng)孔222供應(yīng) 到上緩沖區(qū)223。在上緩沖區(qū)223內(nèi)部的源氣體分別經(jīng)設(shè)置的擴(kuò)散孔242 供應(yīng)到相應(yīng)的通道265。由于在第一電極260和第二電極270之間建立的 電場(chǎng)，使用供應(yīng)到其間形成的通道265的源氣體產(chǎn)生等離子體。所產(chǎn)生 的等離子體隨著連續(xù)供應(yīng)的源氣體的流動(dòng)移到晶片W的上表面，從而用
于處理晶片W的上表面。圖13A和圖13B示出本發(fā)明第三實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元200的 操作狀態(tài)。與圖10和圖11示出的等離子體供應(yīng)單元200具有相同結(jié)構(gòu) 的那些元件未再說(shuō)明。如圖13A所示，殼體220的寬度接近等于晶片W的半徑。因此，等 離子體供應(yīng)單元200必須從晶片的一側(cè)移到另一側(cè)，以借助于等離子體 供應(yīng)單元200處理晶片W的整個(gè)表面。殼體220的寬度與晶片處理時(shí)間相關(guān)。如果殼體220的寬度增大， 那么將晶片W從晶片W的一側(cè)移到另一側(cè)所需的時(shí)間減小。另一方面， 如果殼體220的寬度減小，那么將晶片W從晶片W的一側(cè)移到另一側(cè) 所需的時(shí)間增大。然而，殼體220的寬度增大使得等離子體供應(yīng)單元200 的尺寸增大。因此，考慮到移動(dòng)時(shí)間和等離子體供應(yīng)單元200的尺寸來(lái) 確定殼體220的寬度。殼體220的寬度可以大于或小于晶片W的半徑。如圖13A和圖13B所示，第一移動(dòng)部24在上述第二方向II上線性 移動(dòng)第一移動(dòng)臂。等離子體供應(yīng)單元200必須從晶片W的一側(cè)移到另一 側(cè)，以供應(yīng)在等離子體供應(yīng)單元200內(nèi)部產(chǎn)生的等離子體，并且第一移 動(dòng)臂24必須具有相應(yīng)的沖程。每個(gè)金屬電極262和272其長(zhǎng)度接近等于或大于晶片W的直徑。因 此，如后面將說(shuō)明的，第一電極260和第二電極270線性移動(dòng)，或者晶 片W旋轉(zhuǎn)，以處理晶片W的整個(gè)表面。下面說(shuō)明借助于圖13A和圖13B示出的等離子體供應(yīng)單元200供應(yīng) 等離子體的方法。如圖13A所示，等離子體供應(yīng)單元200位于晶片的邊緣上。為將等 離子體供應(yīng)到晶片W的邊緣，晶片W的邊緣必須置于等離子體供應(yīng)單 元200的等離子體噴射范圍內(nèi)。當(dāng)從等離子體供應(yīng)單元200供應(yīng)等離子 體時(shí)，第一移動(dòng)部24使第一移動(dòng)臂22向右移動(dòng)。此時(shí)，與第一移動(dòng)臂 22底部連接的殼體220隨第一移動(dòng)臂22向右移動(dòng)，等離子體從在殼體 220下部形成的噴射通道265供應(yīng)到旋轉(zhuǎn)晶片W上。如上所述，當(dāng)殼體220從晶片W的一側(cè)向右移到另一側(cè)時(shí)，等離子體被供應(yīng)到晶片W的整個(gè)表面上，以處理晶片W的表面。此外，由于 晶片W隨托盤(pán)12旋轉(zhuǎn)，因此可以均勻地處理晶片W的整個(gè)表面。圖14示出本發(fā)明第四實(shí)施例的等離子體供應(yīng)單元200的操作狀態(tài)。在這一實(shí)施例中，使殼體220的中心與晶片W的旋轉(zhuǎn)中心匹配，在 處理過(guò)程中沒(méi)有左右或前后移動(dòng)。在殼體220的中心與晶片W的旋轉(zhuǎn)中 心匹配的同時(shí)，等離子體被供應(yīng)到隨托盤(pán)12旋轉(zhuǎn)的晶片W上，以處理 晶片W的表面。如上所述，如果在使殼體220停止并使晶片W旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，將等離 子體供應(yīng)到晶片W上，那么晶片W的整個(gè)表面將被處理。根據(jù)本發(fā)明，獲得了以下優(yōu)點(diǎn)(1)易于除去在離子注入過(guò)程中硬 化的光致抗蝕劑；(2)對(duì)于裝載的晶片，可以連續(xù)進(jìn)行光致抗蝕劑除去處 理、漂洗處理和干燥處理；(3)保護(hù)電極免受在產(chǎn)生等離子體時(shí)放出的電 弧造成的損害；(4)使用少量源氣體在電極之間建立源氣體環(huán)境；(5)即 使當(dāng)電極部分損壞也可進(jìn)行處理，并可以替換被損壞的電極；(6)殼體的 尺寸減??；以及(7)借助于減小的等離子體發(fā)生器可以均勻地處理晶片的 整個(gè)表面。盡管已經(jīng)結(jié)合附圖中所示的本發(fā)明實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā) 明不限于此。顯然，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以做出各種替換、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于除去基材上的光致抗蝕劑的基材處理設(shè)備，所述基材處理設(shè)備包括支撐部，用于支撐所述基材，使得所述基材的圖案表面面向上方；干式處理部，用于將等離子體供應(yīng)到所述基材上，以初次除去所述基材上的光致抗蝕劑；以及濕式處理部，用于將化學(xué)品供應(yīng)到所述基材上，以第二次除去所述基材上的光致抗蝕劑。
2.如權(quán)利要求1所述的基材處理設(shè)備，其中所述干式處理部包括 氣體供應(yīng)單元，用于在干式處理中在所述基材上方供應(yīng)源氣體； 多個(gè)上電極，它們?cè)谒龈墒教幚碇兄糜谒龌纳戏剑⑻幱谙?同高度，彼此分開(kāi)；以及下電極，置于所述基材下方，與所述上電極一起產(chǎn)生等離子體。
3.如權(quán)利要求2所述的基材處理設(shè)備，其中每個(gè)所述上電極包括:金屬電極，其上施加電力；以及圍繞所述金屬電極的介電體。
4.如權(quán)利要求3所述的基材處理設(shè)備，其中所述金屬電極呈棒狀。
5.如權(quán)利要求2所述的基材處理設(shè)備，其中所述氣體供應(yīng)單元包括: 擴(kuò)散板，置于所述上電極上方，其上形成有多個(gè)擴(kuò)散孔；以及 供應(yīng)管線，源氣體沿著所述供應(yīng)管線供應(yīng)到所述擴(kuò)散板上。
6.如權(quán)利要求1所述的基材處理設(shè)備，其中所述干式處理部包括 氣體供應(yīng)單元，用于在干式處理中將源氣體供應(yīng)到所述基材上；第一電極，在所述干式處理中在所述基材上部布置成排，并處于相同高度，彼此分開(kāi)；以及第二電極，布置成排，并與所述第一電極處于相同高度，彼此分開(kāi)， 其中第一電壓施加到所述第一電極上，第二電壓施加到所述第二電 極上，所述第二電壓低于所述第一電壓，以及其中所述第一電極和第二電極交替排列，在所述第一電極和第二電 極之間產(chǎn)生等離子體。
7. 如權(quán)利要求6所述的基材處理設(shè)備，其中所述第一電極包括其上 施加第一電壓的第一金屬電極和圍繞所述第一金屬電極的第一介電體， 以及其中所述第二電極包括其上施加第二電壓的第二金屬電極和圍繞所 述第二金屬電極的第二介電體。
8. 如權(quán)利要求7所述的基材處理設(shè)備，其中每個(gè)所述第一金屬電極和第二金屬電極呈棒狀。
9. 如權(quán)利要求6所述的基材處理設(shè)備，其中所述氣體供應(yīng)單元包括擴(kuò)散板，置于所述第一電極和第二電極上方，其上形成有多個(gè)擴(kuò)散孔；以及供應(yīng)管線，源氣體沿著所述供應(yīng)管線供應(yīng)到所述擴(kuò)散板上。
10. 如權(quán)利要求1所述的基材處理設(shè)備，其中所述干式處理部包括 等離子體供應(yīng)單元，置于所述基材上方，用于將等離子體供應(yīng)到所述基材上；以及移動(dòng)單元，用于當(dāng)將所述等離子體從所述等離子體供應(yīng)單元供應(yīng)到 基材上時(shí)，改變所述等離子體供應(yīng)單元和所述基材的相對(duì)位置。
11. 如權(quán)利要求IO所述的基材處理設(shè)備，其中所述等離子體供應(yīng)單元包括第一電極，在第一方向上呈長(zhǎng)棒形狀，在所述基材上方布置成排，并在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此分開(kāi)；第二電極，在所述第一方向上呈長(zhǎng)棒形狀，在所述基材上方布置成 排，并在所述第二方向上彼此分開(kāi)；以及殼體，容納所述第一電極和第二電極，所述殼體在所述第一方向上 的長(zhǎng)度等于或大于所述基材的直徑，所述殼體在所述第二方向上的長(zhǎng)度 小于所述基材的直徑，其中第一電壓施加到所述第一電極上，第二電壓施加到所述第二電 極上，所述第二電壓低于所述第一電壓，其中所述第一電極和第二電極交替排列，在所述第一電極和第二電 極之間產(chǎn)生等離子體。
12. 如權(quán)利要求11所述的基材處理設(shè)備，其中所述移動(dòng)單元包括 移動(dòng)臂，用于在所述第二方向上移動(dòng)所述等離子體供應(yīng)單元。
13. 如權(quán)利要求12所述的基材處理設(shè)備，其中所述移動(dòng)單元包括 旋轉(zhuǎn)軸，用于旋轉(zhuǎn)所述支撐部。
14. 如權(quán)利要求1所述的基材處理設(shè)備，其中所述干式處理部鄰近 所述支撐部配置，所述干式處理部包括等離子體供應(yīng)單元，用于將等離子體供應(yīng)到裝載在所述支撐部上的 所述基材上；以及移動(dòng)單元，用于當(dāng)供應(yīng)等離子體時(shí)使所述等離子體供應(yīng)單元移動(dòng)到 所述基材的上部，和用于當(dāng)停止等離子體供應(yīng)時(shí)使所述等離子體供應(yīng)單 元遠(yuǎn)離所述基材的上部，以及其中所述濕式處理部鄰近所述支撐部配置，所述濕式處理部包括化學(xué)品噴嘴，用于將化學(xué)品供應(yīng)到裝載在所述支撐部上的所述基材 上；以及移動(dòng)臂，用于當(dāng)供應(yīng)化學(xué)品時(shí)使所述化學(xué)品噴嘴移動(dòng)到所述基材的 上部，和用于當(dāng)停止化學(xué)品供應(yīng)時(shí)使所述化學(xué)品噴嘴遠(yuǎn)離所述基材的上 部。
15. 如權(quán)利要求14所述的基材處理設(shè)備，還包括 干燥部，用于將干燥氣體供應(yīng)到所述基材上以干燥所述基材， 其中所述干燥部包括干燥噴嘴，用于將干燥氣體供應(yīng)到裝載在所述支撐部上的所述基材 上；以及移動(dòng)臂，用于當(dāng)供應(yīng)干燥氣體時(shí)使所述干燥噴嘴移動(dòng)到所述基材的 上部，和用于當(dāng)停止干燥氣體供應(yīng)時(shí)使所述干燥噴嘴遠(yuǎn)離所述基材的上 部。
16. —種基材處理方法，其包括 裝載基材，使得所述基材的圖案表面面向上方；借助于等離子體供應(yīng)單元產(chǎn)生等離子體，以初次除去所述基材上的光致抗蝕劑；以及將化學(xué)品供應(yīng)到所述基材上，以第二次除去所述基材上的光致抗蝕劑。
17. 如權(quán)利要求16所述的基材處理方法，其中通過(guò)改變所述等離子 體供應(yīng)單元和所述基材的相對(duì)位置對(duì)所述基材上的光致抗蝕劑進(jìn)行初次 除去。
18. 如權(quán)利要求17所述的基材處理方法，其中改變所述等離子體供 應(yīng)單元和所述基材的相對(duì)位置包括在垂直于第一方向的第二方向上將所述等離子體供應(yīng)單元從所述基 材的一側(cè)移到另一側(cè)，所述等離子體供應(yīng)單元包括多個(gè)電極，每個(gè)電極 在第一方向上呈長(zhǎng)棒形狀。
19. 如權(quán)利要求16所述的基材處理方法，還包括在使用化學(xué)品第二 次除去所述基材上的光致抗蝕劑之后將漂洗溶液供應(yīng)到所述基材上，以漂洗并干燥所述基材。
20. 如權(quán)利要求16所述的基材處理方法，還包括在使用化學(xué)品第二 次除去所述基材上的光致抗蝕劑之后 將漂洗溶液供應(yīng)到所述基材上，以漂洗所述基材； 將清潔溶液供應(yīng)到所述基材上，以除去所述基材上的顆粒； 再次將漂洗溶液供應(yīng)到所述基材上，以第二次漂洗所述基材；以及 干燥第二次漂洗的基材。
21. 如權(quán)利要求16所述的基材處理方法，還包括在使用化學(xué)品第二 次除去所述基材上的光致抗蝕劑之后將漂洗溶液供應(yīng)到所述基材上，以漂洗所述基材 將清潔溶液供應(yīng)到所述基材上，以除去所述基材上的顆粒； 再次將漂洗溶液供應(yīng)到所述基材上，以第二次漂洗所述基材； 將蝕刻溶液供應(yīng)到所述基材上，以除去所述基材上的氧化物層； 再次將漂洗溶液供應(yīng)到所述基材上，以第三次漂洗所述基材；以及 干燥第三次漂洗的所述基材。
22. 如權(quán)利要求16所述的基材處理方法，其中鄰近所述支撐部配置 干式處理部和濕式處理部，還包括在將所述基材裝載到所述支撐部上之后將所述干式處理部的等離子體供應(yīng)單元移動(dòng)到所述基材的上部，以 將等離子體供應(yīng)到所述基材上；當(dāng)完成等離子體的供應(yīng)時(shí)，將所述等離子體供應(yīng)單元從所述基材的 上部移回；將所述濕式處理部的化學(xué)品噴嘴移動(dòng)到所述基材的上部，以將化學(xué) 品供應(yīng)到所述基材上；以及當(dāng)完成化學(xué)品的供應(yīng)時(shí)，將所述化學(xué)品噴嘴從所述基材的上部移回。
23. 如權(quán)利要求22所述的基材處理方法，針對(duì)裝載在所述支撐部上 的所述基材進(jìn)行所述方法。
24. 如權(quán)利要求22所述的基材處理方法，其中所述光致抗蝕劑被供 應(yīng)在所述基材上，以進(jìn)行離子注入過(guò)程。
全文摘要
一種用于除去基材上的光致抗蝕劑的基材處理設(shè)備，其包括支撐部，用于支撐基材；干式處理部，用于除去基材上的光致抗蝕劑；以及濕式處理部，用于除去基材上的光致抗蝕劑。在基材被支撐部支撐時(shí)，借助于干式處理部初次除去基材上的光致抗蝕劑，借助于濕式處理部進(jìn)行第二次除去。該干式處理部包括用于將等離子體供應(yīng)到基材上的等離子體供應(yīng)單元以及改變等離子體供應(yīng)單元和基材的相對(duì)位置的移動(dòng)單元。
文檔編號(hào)H05H1/24GK101131547SQ200710145210
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
發(fā)明者尹滄老, 徐庚進(jìn), 趙重根, 金怡政 申請(qǐng)人:細(xì)美事有限公司