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使用双气室喷头的亚稳态激活的自由基选择性剥离和蚀刻的系统和方法技术方案

技术编号:41329954 阅读:10 留言:0更新日期:2024-05-13 15:08
一种用于选择性蚀刻衬底的衬底处理系统包括第一室和第二室。第一气体输送系统向所述第一室供应惰性气体物质。等离子体产生系统产生在所述第一室中的包括离子和亚稳态物质的等离子体。气体分配装置从所述等离子体中去除所述离子,阻挡由所述等离子体产生的紫外(UV)光,并将所述亚稳态物质输送到所述第二室。衬底支撑件设置在所述气体分配装置下方以支撑所述衬底。第二气体输送系统将反应性气体物质输送到所述气体分配装置或位于所述气体分配装置下方的容积空间中的一者。所述亚稳态物质将能量传递给所述反应性气体物质,以比所述衬底的至少一种其他暴露材料选择性地更多地蚀刻所述衬底的一种暴露材料。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及衬底处理系统,并且更具体地涉及用于剥离光致抗蚀剂或者以高选择性从衬底选择性地去除膜的衬底处理系统。


技术介绍

1、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。

2、可以使用衬底处理系统来剥离诸如半导体晶片之类的衬底上的光致抗蚀剂。衬底处理系统通常包括处理室、气体分配装置和衬底支撑件。在处理期间,衬底布置在衬底支撑件上。可以将不同的气体混合物引入处理室,并且可以使用射频(rf)等离子体来激活化学反应。

3、基于等离子体的剥离技术通常使用自由基物质来去除光致抗蚀剂层。衬底处理系统可以使用电容耦合等离子体(ccp)或电感耦合等离子体(icp)以在衬底上方直接产生自由基。ccp和icp工艺通常在执行等离子体蚀刻工艺之后,用于原位光致抗蚀剂剥离。这些工艺的优点包括在没有真空破坏的情况下进行剥离和相对高的去除速率。然而,由直接等离子体产生的离子或真空紫外(vuv)光子可能损坏下伏的层并在暴露于直接等离子体的区域中引起可测量的衬底损失。

4、也可以使用利用例如icp、电子回旋共振(ecr)或微波源等下游等离子体源的衬底处理系统。使用喷头可以使衬底暴露于离子和光子通量的量最小化。虽然这种方法具有较低的衬底损耗,但是由于在圆顶/管表面、室壁和/或喷头表面上的表面复合导致的损失,去除速率通常较低。此外,由于从如分子氧(o2)、水(h2o)、原子o、oh之类的背景物质产生的活性氧化物质和在等离子体产生期间直接暴露的圆顶/管材料的溅射,因而仍然存在可测量的衬底损失。


技术实现思路

1、一种用于选择性蚀刻衬底的衬底处理系统包括第一室和第二室。第一气体输送系统向所述第一室供应惰性气体物质。等离子体产生系统产生在所述第一室中的包括离子和亚稳态物质的等离子体。气体分配装置布置在所述第一室和所述第二室之间,以从所述等离子体中去除所述离子,阻挡由所述等离子体产生的紫外(uv)光,并将所述亚稳态物质输送到所述第二室。衬底支撑件设置在所述气体分配装置下方以支撑所述衬底。第二气体输送系统将反应性气体物质输送到所述气体分配装置或位于所述气体分配装置下方的容积空间(volume)中的一者。所述亚稳态物质将能量传递给所述反应性气体物质,以比所述衬底的至少一种其他暴露材料选择性地更多地蚀刻所述衬底的一种暴露材料。

2、在其他特征中,所述衬底的一种暴露材料包括光致抗蚀剂。所述衬底处理系统以所述光致抗蚀剂相对于所述衬底的至少一种其他暴露材料的大于50:1的比率蚀刻所述光致抗蚀剂。所述至少一种其他材料选自硅、硅锗和二氧化硅。所述惰性气体物质选自氦气、氩气、氖气、氪气和氙气。

3、在其他特征中,所述反应性气体物质选自分子氧、分子氮、分子氢、三氟化氮和四氟化碳。所述等离子体产生系统包括布置在所述第一室的外表面周围的电感线圈,并且其中,所述等离子体产生系统选择性地向所述线圈提供500w至5kw以产生所述等离子体。

4、在其他特征中,所述衬底支撑件在蚀刻期间将所述衬底的温度控制到从75℃至225℃的预定温度范围。所述惰性气体物质和所述反应性气体物质以50sccm至10slm的流率供应。遮光结构布置在所述气体分配装置上方。

5、在其他特征中,所述遮光结构包括第一遮光板,该第一遮光板包括第一多个通孔。第二遮光板位于第一遮光板和所述气体分配装置之间并与所述第一遮光板和所述气体分配装置间隔开,且包括第二多个通孔。所述第一多个通孔不与所述第二多个通孔对准。所述亚稳态物质流过所述第一多个通孔和所述第二多个通孔到达所述气体分配装置。

6、在其他特征中,所述第一多个通孔和所述第二多个通孔的直径在0.1英寸至2英寸的范围内。所述第一遮光板和所述第二遮光板的厚度在0.1英寸至0.5英寸的范围内。所述第一多个通孔和所述第二多个通孔中的每一者包括10个至3000个孔。

7、在其他特征中,环形板位于所述第一遮光板上方,包括延伸到所述第一室的侧壁的径向外边缘,并且包括具有小于所述第一遮光板的外径的直径的径向内边缘。

8、在其他特征中,所述遮光结构包括第一遮光板,该第一遮光板没有通孔,并且包括与所述第一室的侧壁间隔开的径向外边缘。第二遮光板位于所述第一遮光板和所述气体分配装置之间并与所述第一遮光板和所述气体分配装置隔开,且包括多个通孔。所述亚稳态物质围绕第一遮光板流动并通过所述第二遮光板的所述多个通孔流到气体分配装置。

9、在其他特征中,所述遮光结构包括没有通孔的遮光板。该遮光板包括与所述第一室的侧壁间隔开的径向外边缘。环形板与所述遮光板以及所述气体分配装置隔开,延伸到所述第一室的所述侧壁,并且其内径小于所述遮光板的外径。所述亚稳态物质围绕所述遮光板流动并通过所述环形板的所述内径流到所述气体分配装置。

10、在其他特征中,所述气体分配装置包括面向所述第一室的第一表面和面向所述第二室的第二表面。气体入口接收来自所述第二气体输送系统的反应性气体物质。位于所述气体分配装置中的通道将所述反应性气体物质从所述气体入口输送到所述衬底上方的多个位置。第一多个通孔从所述通道延伸穿过所述第二表面到达所述第二室。第二多个通孔从所述第一表面延伸到所述第二表面,以将所述亚稳态物质输送到所述第二室。

11、在其他特征中,所述通道包括:环形通道,其设置在所述气体分配装置的径向外边缘附近;和多个连接通道,其在所述环形通道之间延伸穿过所述气体分配装置。

12、在其他特征中,所述气体分配装置包括面向所述第一室的第一表面和面向所述第二室的第二表面。多个通孔限定从所述第一表面穿过所述气体分配装置到达所述第二表面的间接路径。

13、在其他特征中,所述气体分配装置包括面向所述第一室的第一表面和面向所述第二室的第二表面。第一气体入口从所述第二气体输送系统接收第一反应性气体物质。第二气体入口从所述第二气体输送系统接收第二反应性气体物质。第一通道位于所述气体分配装置中以将所述第一反应性气体物质从所述第一气体入口输送到所述衬底上方的第一区域中的多个位置。第二通道位于所述气体分配装置中以用于将所述第二反应性气体物质从所述第二气体入口输送到所述衬底上方的第二区域中的多个位置。第一多个通孔从所述第一通道延伸穿过所述第二表面,以将所述第一反应性物质输送到所述第二室。第二多个通孔从所述第二通道延伸穿过所述第二表面,以将所述第二反应性物质输送到所述第二室。第三多个通孔从所述第一表面延伸到所述第二表面,以将所述亚稳态物质输送到所述第二室。

14、在其他特征中,所述第一通道的一部分径向向内延伸到所述第一区域。所述第二通道的一部分径向向内延伸到所述第二区域。所述第一多个通孔、所述第二多个通孔和所述第三多个通孔排布成同心圆。遮光结构布置在所述气体分配装置上方。

15、在其他特征中,所述遮光结构包括包含弧形孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于衬底处理系统的气体分配装置,包括:

2.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中:

3.根据权利要求1所述的气体分配装置,还包括:

4.根据权利要求3所述的气体分配装置,其中所述双气体分配腔布置在与包括所述凸缘的平面平行且垂直间隔开的平面中。

5.根据权利要求3所述的气体分配装置,其中所述凸缘中的所述第二气体通道在垂直于所述多个连接气体通道的长度方向的方向上延伸。

6.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中所述多个连接气体通道中的相邻通道彼此平行布置。

7.根据权利要求6所述的气体分配装置,其中:

8.根据权利要求7所述的气体分配装置,其中所述多排包括布置在另外两排之间且没有所述多个连接气体通道之一介入的至少一排。

9.根据权利要求8所述的气体分配装置,其中在所述多个连接气体通道中的相邻通道之间延伸的所述多排包括七排。

10.根据权利要求9所述的气体分配装置,其中所述多排包括布置在另外两排之间且没有所述第一多个通孔之一介入的至少一排。

11.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中:

12.根据权利要求11所述的气体分配装置,其中:

13.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中所述第一气体通道包括具有固定径向宽度的环形通道。

14.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中所述多个连接气体通道是线性的并且具有固定的宽度。

15.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中:

16.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中所述多个气体连接通道包括七个气体连接通道。

17.一种衬底处理系统,包括:

18.根据权利要求17所述的衬底处理系统,进一步包括控制器,所述控制器被配置为:

19.根据权利要求17所述的衬底处理系统,其中:

20.根据权利要求17所述的衬底处理系统,其中:

21.根据权利要求17所述的衬底处理系统,其中:

22.根据权利要求21所述的衬底处理系统,其中所述脉冲参数包括从由占空比、幅值、功率和包络组成的组中选择的一个或多个脉冲参数。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于衬底处理系统的气体分配装置,包括:

2.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中:

3.根据权利要求1所述的气体分配装置,还包括:

4.根据权利要求3所述的气体分配装置,其中所述双气体分配腔布置在与包括所述凸缘的平面平行且垂直间隔开的平面中。

5.根据权利要求3所述的气体分配装置,其中所述凸缘中的所述第二气体通道在垂直于所述多个连接气体通道的长度方向的方向上延伸。

6.根据权利要求1所述的气体分配装置,其中所述多个连接气体通道中的相邻通道彼此平行布置。

7.根据权利要求6所述的气体分配装置,其中:

8.根据权利要求7所述的气体分配装置,其中所述多排包括布置在另外两排之间且没有所述多个连接气体通道之一介入的至少一排。

9.根据权利要求8所述的气体分配装置,其中在所述多个连接气体通道中的相邻通道之间延伸的所述多排包括七排。

10.根据权利要求9所述的气体分配装置,其中所述多排包括布置在另外两排之间且没有所述第一多个通孔之一介入的至少一排...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨登亮方浩权大卫·张吉那那玛尼·安布罗斯恩苏克·科罗伟义张丹
申请(专利权)人:朗姆研究公司
类型:发明
国别省市:

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