当利用酸化学物质制造微电子器件及前体时改进的室清洗制造技术

本发明专利技术提供了减少在用酸化学物质处理的晶片表面上的污染物的处理策略。该策略适用于多种类型的晶片，包括那些包含敏感微电子特征或其前体的晶片。这些策略涉及快速有效地从可能引起污染的工件的前侧以及其他处理室表面去除残留酸和酸的副产物的中和以及冲洗策略的结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】优先权 本非临时专利申请要求2013年11月13日提交的题为"IMPROVED CHAMBER CLEANING WHEN USING ACID CHEMISTRIES TO FABRICATE MICROELECTRONIC DEVICES AND PRE⑶RSORS THEREO(当利用酸化学物质制造微电子器件及前体时改进的室清洗)"的美国 临时专利申请第61/903693号的优先权，所述临时专利申请的全部内容通过引入并入本文 用于所有目的。
本专利技术涉及用于根据包括一个或更多个利用酸化学物质处理的方法在处理室中 加工一个或更多个微电子工件的方法。更具体地，本专利技术涉及在酸处理之后依次对晶片和 室表面进行中和以及冲洗以减少在工件上的颗粒、酸液滴以及雾污染物的方法。
技术介绍
微电子器件的制造可能涉及用至少一种酸化学物质加工这些器件的前体(本文中 这样的前体还指的是晶片或工件）。酸化学物质可以被用于多种目的。一种示例性用途涉及 从工件去除光致抗蚀剂或光致抗蚀剂残留物。另一示例性用途涉及利用酸化学物质来蚀刻 氮化娃。 多种酸化学物质是公知的。示例性的酸化学物质包括磷酸水溶液、包含磷酸和硫 酸的含水混合物、硫酸水溶液、包含硫酸和诸如过氧化物或臭氧的氧化剂的含水混合物;硝 酸;及其组合等。硫酸和过氧化氢的混合物是公知的SPM化学物质或可替选地piranha化学 物质。 在酸处理之后，期望彻底冲洗工件和室表面以去除酸化学物质和/或诸如盐的酸 副产物。在室表面上的酸残留物或其盐会迀移或以其他方式转移到加工中的工件上。如果 这发生在晶片已经干燥或者正在干燥时，则落下的残渣往往污染工件以使工件或产生的器 件遭受颗粒污染、酸液滴污染、雾、良品率损失等。因此，重要的是有效地冲洗工件和室表面 两者。 -种评估在酸处理之后工件是否已经被充分冲洗的方法涉及在处理方案之后评 估颗粒、酸液滴、雾等是否污染工件表面。在工件表面上的颗粒污染物、酸液滴污染物和/或 雾(这样的产物统称为污染物)主要表明酸化学物质及其诸如盐的副产物没有有效地从工 件或室表面冲洗掉或者表明在冲洗之后产生了污染物。 可以以多种方法检测颗粒污染物或酸液滴，例如通过使用基于激光的光散射检测 仪。这样的仪器扫描被评估的表面。光被在表面上的颗粒或酸液滴散射。散射光的位置对应 于颗粒、酸液滴或其他污染物。这样的位置被计数并且数目对应于在表面上的颗粒或液滴 的数目。在许多情况下，实施允许产生过度水平的这些污染物的处理是不可接受的。 由于盐副产物会导致污染、良品率损失等的风险，所以在工业上存在在器件制造 期间避免形成盐的强的偏见。因此，在工业上存在以下偏见：尝试在将晶片暴露在随后的可 能倾向于与酸反应形成盐的化学物质之前从晶片和室表面冲洗酸残留物。一种从这些表面 去除酸的策略涉及用水冲洗工件和室表面。当单独用水冲洗时，会需要足够体积的水以有 效地冲洗室和工件表面。这不仅使用了大量的水，而且在一些应用中仅单独用水冲洗会花 费太长的时间来实现期望的生产量。 另外，在室表面上的酸残留物难以完全冲洗掉，即使充分冲洗亦是如此。特别是， 即使硫酸是高度可溶于水的，但是该酸是高度粘稠并且顽固地吸附在室表面。因此，难以仅 单独利用水从室表面去除硫酸残留物，即使对室表面冲洗较长的时间亦是如此。 使用更少的冲洗流体和/或更快地完成冲洗的处理主要涉及通常与一次或更多次 水冲洗相结合利用合适的中和化学物质来中和以及去除酸及其盐。例如，包含氨和/或另一 种碱性试剂的含水混合物已经被用于从工件表面中和以及去除酸和酸的盐。在工业领域中 含氨水化学物质的一个实例主要是指SCI化学物质。SCI化学物质广泛用于整个工业领域用 于去除颗粒并且具有多个优点。首先，在许多情况下成分与微电子材料和特征是相容的。化 学物质轻度蚀刻以帮助使颗粒松散，使得颗粒更容易地被去除。该化学物质还具有帮助防 止脱落的颗粒再次沉积在正在被处理的表面上的ζ电位特征。 通过将包括氨水（在水溶液中主要是ΝΗ40Η的形式）、过氧化氢水溶液以及水的成 分结合来制备SCI化学物质。通常SCI制剂包括按体积计1份的氢氧化铵水溶液(按重量计 29 %的氢氧化铵）、按体积计4份的过氧化氢(按重量计30 %的过氧化氢）以及按体积计70份 的水。还已经使用了就氢氧化铵和/或过氧化物而言更浓或更稀的其他的配方。 SCI化学物质通常与水冲洗结合使用。因此，去除在工件的前侧上的抗蚀剂的综合 处理会涉及其中工件的前侧用SPM试剂或其他酸化学物质处理的处理序列。这之后用水冲 洗工件的前侧和室表面。然后，在冲洗之后，用SCI试剂对工件的前侧进行处理。之后再次用 水冲洗前侧。然后使工件干燥。用过氧化物水溶液或其他氧化试剂处理工件表面的一些常 规处理来使得冲洗/中和更有效。 不幸的是，即使在沿用这样的常规方案的情况下，仍然会导致过量的颗粒污染物、 雾以及其他问题。因此，强烈地需要在使用酸化学物质制造微电子器件时减少污染的处理 策略。
技术实现思路
本专利技术提供了减少晶片表面上的污染的处理策略。该策略适用于多种晶片，包括 那些包括敏感的微电子特征或其前体的晶片。这些策略涉及快速且有效地从工件的前侧以 及从其他的处理室表面去除能够引起污染的残留酸和酸副产物的中和以及冲洗处理的结 合的有利的序列。在本专利技术的实施中，工件的前侧还被称为第一主表面，并且工件的背侧被 称为第二主表面。 在一个方面中，本专利技术至少部分地基于以下理解:污染物不仅可以由留在工件本 身的前侧上的残留的酸引起，如果当工件已经干燥或者正在干燥时残留的酸和酸副产物材 料过量存在的话，还可以由在周围的室壁的残留的酸和酸副产物材料引起。本专利技术还意识 至|J，即使晶片表面和室表面可以在酸处理之后经历定制的（customized)中和以及冲洗处 理，但是用于处理工件表面的最优化的中和以及冲洗序列可能不是用于处理室壁最优化的 中和以及冲洗序列，反之亦然。 在常规实施模式中，例如，主要利用水的冲洗策略已经被用于以有效地避免过分 地破坏敏感特征的方式彻底地冲洗晶片前侧。在常规方法的早期阶段，也用水彻底冲洗工 件之上的室表面。冲洗旋转晶片通常是从晶片表面去除酸残留物的有效的方式，但是上方 的室表面通常是静止的。在静止的室壁上的酸残留物至少部分地由于酸物质的粘性和附着 特征而不容易单独用水冲洗。事实上，在不希望被束缚的情况下，认为太快地冲洗上面的室 表面甚至会在酸残留物上方形成水屏障，抑制而不是促进残留物的去除。在常规实践的这 个阶段的室冲洗往往在室表面上留下过量的酸残留物。其次，当对晶片和室进行冲洗之后 用中和化学物质处理晶片时，来自中和化学物质的蒸汽接触上方的室表面以形成酸的盐。 然而没有对晶片之上的室表面进行进一步的直接冲洗。因此，该常规实践使得在当晶片已 经干燥或正在干燥时处理的后期阶段存在过量的酸残留物和酸的盐。那时这些材料具有迀 移或以其他方式转移到工件上并且污染工件的倾向。 公知的是，盐是污染源，并且在工业领域中存在避免形成盐的强烈的偏见。这是常 规实践在早期冲洗室表面而不是在晚期冲洗室表面的一个原因，因为预期的是冲洗会去除 酸残留物以避免形成过量的盐。本专利技术意识到，以常规方式在不合宜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对室进行清洗的方法，包括以下步骤：(a)将微电子器件前体放置在处理室中，所述处理室包括在所述前体上方的内室表面；(b)用酸性组合物对工件进行处理，其条件使得酸残留物聚集在所述工件上方的所述内室表面的至少一部分上；(c)使得包括至少一种碱的中和组合物接触在所述内室表面上的酸残留物；以及(d)在所述中和组合物接触所述酸残留物接触之后，对所述内室表面进行冲洗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·R·贝格，凯文·L·西费灵，
申请(专利权)人：东京毅力科创FSI公司，
类型：发明
国别省市：美国;US