用于预防高深宽比结构的粘滞和/或修补高深宽比结构的系统和方法技术方案

一种用于处理被设置在衬底的表面上的高深宽比(HAR)结构的方法包含：a)使用第一冲洗液对所述衬底的所述表面进行旋转冲洗；b)使所述第一冲洗液从所述衬底的所述表面旋转出来；以及c)在分配所述第一冲洗液之后，将含有氟化氢的气体混合物导向所述衬底的所述表面上。

System and method for preventing adhesion and / or repairing high aspect ratio structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于预防高深宽比结构的粘滞和/或修补高深宽比结构的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月23日提交的美国临时专利申请No.62/575,705的权益。通过引用将上述申请的全部内容并入本文。
本专利技术涉及衬底处理，具体而言，涉及预防高深宽比(HAR)结构的粘滞和/或修补HAR结构的方法。
技术介绍
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的描述的各方面中描述的范围内的当前指定的专利技术人的工作既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。衬底处理系统可用于在衬底(如半导体晶片)上沉积膜或蚀刻、清洁和/或处理衬底表面。在一些工艺中，可使衬底经受湿式处理。在这些工艺中，可将衬底安装在旋转卡盘上。当旋转卡盘转动时，可利用流体喷嘴以分配流体(如液体或气体)和/或可施加热以处理衬底。有些衬底包含高深宽比(HAR)结构。例如，HAR结构可包含纳米柱、沟槽、或通孔。HAR结构具有显著小于特征深度(垂直于衬底表面)的宽度(平行于衬底表面)。具有大于5:1的深宽比的HAR结构相当普遍。更先进的工艺包含具有甚至更高深宽比的结构。当HAR结构中的一或多者塌陷、相对于衬底表面而横向移动和/或直接接触相邻的HAR结构时，图案塌陷发生。在湿式清洁工艺之后的干燥期间常遭遇图案塌陷。已利用若干工艺以使得在使衬底干燥时的图案塌陷减少。例如，可使用超临界CO2以使衬底干燥。然而，超临界CO2相对昂贵且具有实施上的问题。可利用层以将衬底表面改性，从而预防粘滞。然而，表面改性通常是昂贵的，因为其需要使用额外的化学品。由于需将经改性的层移除，故表面改性还导致材料损失。也可利用异丙醇(IPA)来使衬底干燥，异丙醇(IPA)是在接近IPA沸点的温度下输送至衬底表面的。然而，有些深宽比无法在无图案塌陷的情况下利用沸腾的IPA来进行干燥。也可在操作于真空压强下的真空设备中，利用氢氟酸(HF)气相蚀刻来处理衬底。然而，真空设备通常是昂贵的，且无法用于执行湿式清洁。先前的湿式清洁步骤通常是必要的，以从衬底表面移除有机或金属污染物。塌陷结构修补可在真空设备中利用等离子体蚀刻加以执行。然而，所需的等离子体蚀刻硬件是昂贵的。
技术实现思路
一种用于处理被设置在衬底的表面上的高深宽比(HAR)结构的方法包含：a)使用第一冲洗液对所述衬底的所述表面进行旋转冲洗；b)使所述第一冲洗液从所述衬底的所述表面旋转出来；以及c)在分配所述第一冲洗液之后，将含有氟化氢的气体混合物导向所述衬底的所述表面上。在其它特征中，所述氟化氢为第一反应成分，且所述气体混合物还含有第二反应成分。存在下述项中的至少一项：所述第二反应成分为质子受体：和/或所述第二反应成分包含OH基。在其它特征中，所述第二反应成分选自由水蒸气、醇蒸气、氨和胺组成的群组。在其它特征中，在b)之后执行c)，或者在a)之后的60秒内执行c)。所述气体混合物还含有惰性载气和醇蒸气。所述惰性载气包含分子氮，且所述醇包含异丙醇蒸气。所述气体混合物由喷嘴所输送，所述喷嘴定位在与所述衬底的所述表面相距1mm至40mm的范围内。所述气体混合物以1m/s至50m/s的范围内的分配速度从喷嘴输送。所述气体混合物以1slm至20slm的流率从喷嘴输送。在其它特征中，喷嘴的孔口的横截面面积是在3mm2至30mm2的范围内。a)、b)以及c)是在20℃至400℃的范围内的温度下执行。a)、b)以及c)是在50℃至150℃的范围内的温度下执行。a)、b)以及c)是在所述衬底维持于900hPa至1100hPa的范围内的预定压强时执行。在所述衬底被设置于装置的旋转卡盘上的情况下执行a)、b)以及c)。在其它特征中，所述装置还包含：第一液体分配器，其被连接至第一冲洗液源；蒸气供应部，其用于供应溶剂蒸气；以及气体分配器，其连接至气体源和所述蒸气供应部，以将所述气体混合物分配至所述衬底的所述表面上。所述气体分配器包含喷头。在其它特征中，所述气体分配器包含：臂部；喷嘴；以及马达，其用于在供应所述气体混合物时使所述臂部扫描整个所述衬底。在其它特征中，其中a)、b)以及c)是在大于100℃的温度下执行的。所述气体混合物还包含氨。在其它特征中，所述第一冲洗液包括有机的、与水混溶的溶剂。在其它特征中，所述气体混合物包括体积百分比在0.05％至10％的范围内的氟化氢、体积百分比在0.05％至10％的范围内的醇以及体积百分比在80％至99.9％的范围内的惰性气体。所述气体混合物包括体积百分比在0.5％至5％的范围内的氟化氢、体积百分比在0.5％至2.5％的范围内的醇以及体积百分比在92.5％至99％的范围内的惰性气体。所述气体混合物包括体积百分比在0.1％至5％的范围内的氟化氢、体积百分比在0.1％至5％的范围内的醇和体积百分比在90％至99.8％的范围内的惰性气体。一种用于处理被设置在衬底的表面上的高深宽比(HAR)结构的装置包括用于旋转所述衬底的旋转卡盘。在所述旋转卡盘旋转所述衬底时，第一喷嘴使用第一冲洗液冲洗所述衬底的所述表面。在分配所述第一冲洗液之后，第二喷嘴将包含氟化氢的气体混合物引导到所述衬底的所述表面上。在其它特征中，第一液体分配器连接到第一冲洗液体源。蒸气供应部供应第二反应成分。气体分配器连接到气体源和所述蒸气供应部，将所述气体混合物分配到所述衬底的表面上。在其它特征中，混合歧管混合所述氟化氢和第二反应成分。开放室围绕所述旋转卡盘。封闭室围绕所述旋转卡盘。蒸气供应部供应溶剂蒸气。所述气体混合物还包含所述溶剂蒸气。在其它特征中，所述溶剂蒸气选自由水蒸气和醇蒸气组成的群组。在将所述第一冲洗液从所述衬底旋转出来之后，所述第二喷嘴将包含氟化氢的气体混合物引导到所述衬底的所述表面上。在分配所述第一冲洗液之后的60秒内，所述第二喷嘴将包含氟化氢的所述气体混合物引导到所述衬底的表面上。在其它特征中，加热器将所述衬底加热到20℃至400℃的范围内的温度。所述加热器将所述衬底加热到50℃至150℃的范围内的温度。将所述衬底保持在900hPa至1100hPa的范围内的预定压强。加热器用于将所述衬底加热到大于100℃的温度，并且所述气体混合物还包含氨。在其它特征中，控制器控制：所述旋转卡盘的旋转、从所述第一喷嘴对所述第一冲洗液的分配以及从所述第二喷嘴对所述气体混合物的分配。在其它特征中，所述第二喷嘴定位在与所述衬底的所述表面相距1mm至40mm的范围内。所述气体混合物以1m/s至50m/s的分配速度从所述第二喷嘴输送。所述气体混合物以1slm至20slm的流率从所述第二喷嘴输送。所述第二喷嘴的孔口的横截面面积在3mm2至30mm2的范围内。在其它特征中，气体混合物包含体积百分比在0.5％至5％的范围内的氟化氢、体积百分比在0.5％至2.5％的范围内的醇、以及体积百分比在92.5％至99％的范围内的惰性气体。在其它特征中，气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理被设置在衬底的表面上的高深宽比(HAR)结构的方法，所述方法包含：/na)使用第一冲洗液对所述衬底的所述表面进行旋转冲洗；/nb)使所述第一冲洗液从所述衬底的所述表面旋转出来；以及/nc)在分配所述第一冲洗液之后，将含有氟化氢的气体混合物导向所述衬底的所述表面上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171023 US 62/575,7051.一种用于处理被设置在衬底的表面上的高深宽比(HAR)结构的方法，所述方法包含：
a)使用第一冲洗液对所述衬底的所述表面进行旋转冲洗；
b)使所述第一冲洗液从所述衬底的所述表面旋转出来；以及
c)在分配所述第一冲洗液之后，将含有氟化氢的气体混合物导向所述衬底的所述表面上。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氟化氢为第一反应成分，且所述气体混合物还含有第二反应成分。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，存在下述项中的至少一项：
所述第二反应成分为质子受体：和/或
所述第二反应成分包含OH基。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二反应成分选自由水蒸气、醇蒸气、氨和胺组成的群组。


5.根据权利要求2所述的方法，其中，在b)之后执行c)。


6.根据权利要求2所述的方法，其中，在a)之后的60秒内执行c)。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体混合物还含有醇和惰性载气。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述惰性载气包含分子氮，且所述醇包含异丙醇。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体混合物由喷嘴所输送，所述喷嘴定位在与所述衬底的所述表面相距1mm至40mm的范围内。


10.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体混合物以1m/s至50m/s的范围内的分配速度从喷嘴输送。


11.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体混合物以1slm至20slm的流率从喷嘴输送。


12.根据权利要求1所述的方法，其中输送所述气体混合物的喷嘴的孔口的横截面面积是在3mm2至30mm2的范围内。


13.根据权利要求1所述的方法，其中a)、b)以及c)是在20℃至400℃的范围内的温度下执行。


14.根据权利要求1所述的方法，其中a)、b)以及c)是在50℃至150℃的范围内的温度下执行。


15.根据权利要求1所述的方法，其中a)、b)以及c)是在所述衬底维持于900hPa至1100hPa的范围内的预定压强时执行。


16.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述衬底被设置于装置的旋转卡盘上的情况下执行a)、b)以及c)。


17.根据权利要求16所述的方法，其中所述装置还包含：
第一液体分配器，其被连接至第一冲洗液源；
蒸气供应部，其用于供应溶剂蒸气；以及
气体分配器，其连接至气体源和所述蒸气供应部，以将所述气体混合物分配至所述衬底的所述表面上。


18.根据权利要求17所述的方法，其中所述气体分配器包含喷头。


19.根据权利要求17所述的方法，其中所述气体分配器包含：
臂部；
喷嘴；以及
马达，其用于在供应所述气体混合物时使所述臂部扫描整个所述衬底。


20.根据权利要求1所述的方法，其中：
其中a)、b)以及c)是在大于100℃的温度下执行的；并且
所述气体混合物还包含氨。


21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一冲洗液包括有机的、与水混溶的溶剂。


22.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体混合物包括体积百分比在0.05％至10％的范围内的氟化氢、体积百分比在0.05％至10％的范围内的醇以及体积百分比在80％至9...

【专利技术属性】
技术研发人员：德赖斯·狄克特斯，罗大宇，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT