提供用于工件的表面处理的工艺。在一个示例性实施中，方法可包括在工件上进行基于有机自由基的表面处理工艺。基于有机自由基的表面处理工艺可包括在第一腔室中生成一种或多种核素。表面处理工艺可包括将一种或多种烃分子与核素混合以形成混合物。混合物可包括一种或多种有机自由基。表面处理工艺可包括在第二腔室中将工件上的半导体材料暴露于混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用有机自由基对硅或硅锗表面的表面处理优先权声明本申请要求2018年4月20日提交的名称为“SurfaceTreatmentOfSiliconOrSiliconGermaniumSurfacesUsingOrganic自由基(使用有机自由基对硅或硅锗表面的表面处理)”的美国申请序列号15/958,560的优先权，其要求2017年10月3日提交的名称为“SurfaceTreatmentofSiliconandCarbonContainingFilmsbyRemotePlasmawithOrganicPrecursors(用有机前体通过远程等离子体对含硅和碳的膜的表面处理)”的美国临时申请序列号62/567,295的优先权，其为了所有目的通过引用并入本文。
本公开总体上涉及使用有机自由基表面处理工件。
技术介绍
等离子体处理在半导体工业中广泛用于半导体晶片和其他基材的沉积、刻蚀、辅助去胶(resistremoval)，以及相关工艺。等离子体源(例如，微波、ECR、感应等等)通常用于等离子体处理以产生高密度的等离子体和反应性核素用于处理基材。使用等离子干式剥离(drystrip)工艺已经实现植入后的光刻胶、刻蚀后的残留物和其他掩膜和/或材料的去除。在等离子体干式剥离工艺中，来自远程等离子体腔室中生成的等离子体的中性颗粒通过分离栅进入处理腔室以处理如半导体晶片的基材。
技术实现思路
本公开的实施方式的方面和优点将在以下描述中部分地陈述，或可以从描述中得知，或可以通过实施方式的实践得知。r>本公开的一个示例性方面涉及用于处理工件的方法。工件可包括半导体材料。在一个示例性实施中，方法可包括在工件上进行基于有机自由基的表面处理工艺。基于有机自由基的表面处理工艺可包括在第一腔室中生成一种或多种核素。表面处理工艺可包括将一种或多种烃分子与核素混合以形成混合物。混合物可包括一种或多种有机自由基。表面处理工艺可包括在第二腔室中将工件上的半导体材料暴露于混合物。本公开的其他示例性方面涉及用于工件的表面处理的系统、方法和仪器。参考以下描述和所附权利要求，各种实施方式的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入该说明书中并构成该说明书的部分的附图阐明了本公开的实施方式，并且与描述一起用来解释相关原理。附图说明涉及本领域技术人员的实施方式的详细讨论在参照了所附附图的说明书中陈述，其中：图1描述了含硅和/或硅锗材料的示例性工件结构；图2描述了工件上示例性高纵横比结构；图3描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性等离子体处理仪器；图4描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性表面处理工艺的流程图；图5描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性表面处理工艺的流程图；图6描述了根据本公开的示例性实施方式在表面处理工艺期间示例性等离子体后气体注入；图7描述了根据本公开的示例性实施方式的氢自由基的示例性源；图8描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性方法的流程图；图9描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性方法的流程图；图10描述了根据本公开的示例性实施方式的含硅介电材料的表面润湿角的示例性改进；图11描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性方法的流程图；以及图12描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考实施方式，在附图中阐明了其一个或多个实例。通过实施方式(非限制本公开)的说明提供每个实例。实际上，对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对实施方式进行各种修改和变化。例如，作为一个实施方式的部分阐明或描述的特征可以与另一个实施方式一起使用以产生仍进一步的实施方式。因此，意欲在本公开的各方面覆盖这样的修改和变化。本公开的示例性方面涉及在工件如半导体晶片上用于处理硅和硅锗表面和/或处理含硅介电膜的表面处理工艺。在半导体处理期间可以进行干式剥离工艺以处理工件。例如，干式剥离工艺可用于去除光刻胶(photoresist)、去除化学残留物或去除其他材料。在一些示例性干式剥离工艺中，工件可放置在处理腔室中的基座或其他基材上。等离子体可在远程等离子体腔室中被诱导(例如，使用感应耦合等离子体源)，以在工艺气体或其他混合物中生成离子和中性自由基。将等离子体腔室与处理腔室分开的分离栅可过滤离子并且允许中性自由基通过分离栅中的孔至处理腔室。中性自由基可暴露于工件的表面以从工件上去除材料(例如，光刻胶、残留物等等)。在干式剥离工艺期间，可能需要满足几个要求，包括，例如，高光刻胶剥离率、相对于底层材料被去除的光刻胶材料的高材料刻蚀选择性、防止如硅和硅锗的底层材料的氧化以及临界尺寸(CD)控制。例如，图1阐释了在干式剥离表面工艺(drystripsurfaceprocess)期间可发生在工件50上的半导体材料53的损坏55。中性自由基51可用于去除光刻胶52(和其他表面残留物)。中性自由基还可攻击薄膜材料53，其位于半导体基材54的表面上。在一些实施方式中，薄膜材料53可以为硅(Si)薄膜或硅-锗(SiGe)薄膜并且半导体基材54可为Si基材。薄膜材料如Si和/或SiGe还倾向在工艺中和/或在空气环境暴露后和随后的制造步骤氧化，导致材料损失。先进的半导体结构是三维的，并且材料损失可导致器件的临界尺寸(CD)发生变化，因此器件完整性下降。因此，在干式剥离工艺期间减少如Si和/或SiGe膜损失的薄膜损失对于保持器件性能至关重要。根据本公开的示例性方面，基于有机自由基的表面处理工艺可与干式剥离工艺联合进行和/或作为与干式剥离工艺分开的步骤进行以保护工件上的如硅表面和硅锗表面的薄膜表面。更具体地，基于有机自由基的表面处理工艺可暴露半导体(例如，硅和/或硅锗)表面于中性有机自由基(例如，CH3自由基)。基于有机自由基的表面处理工艺可导致有机自由基连接在半导体表面的至少一部分上(例如，基于气相中的CH3自由基的甲基化)。在干式剥离工艺期间和之后，有机自由基可导致在硅和/或硅锗层上的保护层(例如，钝化层)的形成，减少材料损坏。以这种方式，可获得改进的临界尺寸控制用于干式剥离工艺。在一些实施方式中，基于有机自由基的表面处理工艺可包括在通过分离栅与处理腔室分开的等离子体腔室中生成一种或多种核素。核素可例如，通过在工艺气体中诱导等离子体生成。在一些实施方式中，工艺气体可为惰性气体，如氦、氩、氙等等。在惰性气体中使用感应等离子体源生成的感应等离子体可生成一种或多种激发的惰性气体分子(例如，激发的氦分子)。在一些实施方式中，基于有机自由基的表面处理工艺可包括在通过分离栅与处理腔室分开的等离子体腔室中生成一种或多种氢自由基。氢自由基可，例如，通过在工艺气体中诱导等离子体生成。工艺气体，例如，可为包括氢(H2)和氮(N2)的混合物或可为包括H2和氦(He)的混合物或可为包括H2和氩(Ar)的混合物。在一些其他实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于处理工件的方法，所述工件包括半导体材料，所述方法包括在所述工件上进行基于有机自由基的表面处理工艺，所述基于有机自由基的表面处理工艺包括：/n在第一腔室中生成一种或多种核素；/n将一种或多种烃分子与所述核素混合以形成混合物，所述混合物包括一种或多种有机自由基；以及/n在第二腔室中将所述半导体材料暴露于所述混合物。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171003 US 62/567,295;20180420 US 15/958,5601.一种用于处理工件的方法，所述工件包括半导体材料，所述方法包括在所述工件上进行基于有机自由基的表面处理工艺，所述基于有机自由基的表面处理工艺包括：
在第一腔室中生成一种或多种核素；
将一种或多种烃分子与所述核素混合以形成混合物，所述混合物包括一种或多种有机自由基；以及
在第二腔室中将所述半导体材料暴露于所述混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体材料包括硅。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体材料包括硅锗。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种有机自由基通过解离所述第一腔室中的所述一种或多种烃分子生成。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种烃分子具有CnH2n+2的化学式，其中n为大于或等于1和小于或等于10。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种烃分子具有CnH2n的化学式，其中n为大于或等于2和小于或等于10。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种有机自由基通过所述一种或多种烃分子与所述核素的反应生成。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种有机自由基包括CH3自由基。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述基于有机自由基的表面处理工艺导致半导体材料的至少一部分的甲基化。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种核素通过在所述第一腔室中的工艺气体中诱导的等离子体的生成。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述工艺气体为惰性气体。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述惰性气体为氦。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述工艺气体包括氢气并且所述核素包括氢自由基。
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓晅，仲華，吕新亮，
申请(专利权)人：马特森技术有限公司，北京屹唐半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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