用于光刻胶剥除和后金属蚀刻钝化的高室温工艺和室设计制造技术

一种用于钝化和／或剥除形成在半导体基片上的光刻胶层的真空室。该室包括内部室体，其形成腔体以围绕该基片并且具有贯穿延伸至该腔体的多个气体通道以及一个或多个加热器以加热该内部室体。该内部室体可滑动地安装在外部室体上，其围绕该内部室的侧面，其间具有间隙。该装置还包括：排气单元，其运转以从该腔体泵出气体；室顶部，安装在该内部室体上以覆盖该内部室体的顶部表面，其间具有间隙，该室顶部具有开口，其与该气体通道流体连通；以及等离子源，其运转以将该气体激发为等离子态并且连接至该开口以与该腔体流体连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光刻胶剥除和后金属蚀刻缺/f匕的高室温工艺和室i殳计
技术介绍
集成电^各由晶片或基片形成，其上形成图案^f匕的孩i电子层。在制造这些集成电3各的工艺中，为了由先前沉积的覆盖层形成 那些图案化层，通常采用图案化光刻胶层作为掩模层。当在基片上 形成一个图案化层之后，可以在继续下一个工序之前，在剥除室或 灰化器中将对应的光刻胶层从该基片去除。由于光刻胶剥除在半导体制造车间中频繁使用，剥除器 或剥除室设计为具有非常短的工艺时间(即高吞吐量)以降低总的 基片制造成本。这样，下游等离子剥除室的性能往往由其剥除速率 决定，其定义为单位时间内光刻胶剥除率。剥除速率确定基片暴露 于等离子多长时间。因为剥除室内的等离子损伤基片上的各种电 路，所以最好是通过增大剥除速率使基片暴露于离子化气体的时间 最短。在下文中，所使用的术语离子化气体，，和等离子，，可互 换。图1示出剥除室的下游室100的示意图。如所述，具有待 蚀刻光刻胶层的基片104可由晶片加热器卡盘106夹持。工艺气体可 由等离子源激发为等离子108，通过室壁102中的开口 IIO进入该室 100，并由此穿过一个或多个隔板或扩散板112中的孔。这些板112 可以分散该气体以提高基片表面处的气流均一性。通常，每个隔板 可以包含大量的孔122。图2示出图1的隔板112之一的俯视图。剥除均一性和剥除速率高度依赖于隔板构造。可为了增强基片表面的气，充均一寸生而确定隔4反中孑L122的大小和4立置。例4口，如图2所示，孑L 122的尺寸可随着距隔板112中心的距离增加而增大，因为隔板112 的中心会比边缘接收更多的气体流量。在另 一分散气体的设计中， 可使用喷头。然而，喷头中孔的数量和尺寸使得它们通常会产生背 压。背压的产生会降低喷头上的流体流量并且降低流体动力效率。该室100的剥除速率会受到多种因素的不利影响。例如， 当气体或等离子108流过开口 110时，其膨月长以填充该室内更大的空 间。这个膨胀会降低其气体温度。当剥除速率随着室温度和/或基片 温度增加而增加时，剥除速率会由于气体膨胀而降低。进而，当气 体通过隔板U2时，其将其部分热能传递给隔板112,由此剥除速率 由于这个原因而降低。另外，在室内可形成再循环区域120室。再 循环区域120中的流停留时间会足够一部分气体基团或离子物质再 结合为中性物质。这个再结合过程会产生放热反应能量，其会传递 到室壁102和隔板112。并且，这些中性物质(其会与等离子一起穿 过孔122)对光刻力交层的去除不会有任—可贡献。多个加热器116 (如图l所示)可以安装在室壁102内以加 热室IOO。通常，传统的剥除室的加热器用来将室温度^f呆持在^5U又 防止壁沉积的水平，从而保持相对低室温度。然而，如果为了增加 气体温度并由此增加剥除速率的目的而加热剥除室，就需要更大范 围的加热以及在室壁内安装复杂的冷却装置和/或绝热体118以满足 半导体工业设备安全要求(Semiconductor Industry Equipment Safety Requirements),或缩写为SEMIS2。为了才喿作员的安全，SEMIS2要 求外壁温度低于60。C。绝热体118的材并+可选纟奪为与无尘室相容， 即其不应当脱落樣i粒。例如，简单i也利用常用的工业3皮璃纤维隔热 片或板包裹该室体是不能接受的。那些要求通常导致选择更贵的隔 热材料和/或复杂的冷却机构，增加了室设计总体复杂度以及制造成本。这样，需要一种新的剥除室，其能够提供高温气体以增加剥除 速率以及以低成本方式满足安全要求。
技术实现思路
在一个实施例中， 一种用于将气体传送至基片的真空室 包括内部室体，其形成腔体以围绕该基片，并且具有贯穿延伸至该 腔体的多个气体通道和 一 个或多个加热器以加热该内部室体。该内 部室体可滑动地安装在外部室体上，其配置为围绕该内部室的外部 表面，其间具有间隙。排气单元将该气体泵出该腔体，安装在该内 部室体上的室顶部覆盖该内部室体的顶部表面，其间具有间隙，以 及该室顶部具有与该气体通道流体连通的开口，以及，等离子源激 发该气体并且连4妻到该开口以与该腔体流体连通。在另一实施例中， 一种用于将气体传送至基片的真空室， 包括内部室体，其形成腔体以围绕该基片并且具有开口以及一个 或多个力口热器以力口热该内部室体；以及，气体分配纟J/f牛，其可滑动i也安装在该内部室上并且具有安装进该开口的突出部，并且包4舌贯 穿延伸至该腔体的多个气体通道。该内部室体可滑动地安装在外部 室体上，其配置为围绕该内部室的外表面，其间具有间隙。排气单元将该气体泵出该腔体，室顶部安装并且固定于该气体分配组件， 且配置为覆盖该内部室体顶部表面，其间具有间隙，该室顶部具有 与该气体通道流体连通的开口 ，以及等离子源激发该气体并且连接 至该室顶部的开口用以与该腔体流体连通。附图说明图1示出光刻胶剥除室的下游室的剖视图。 图2说明图1示出的室的隔板。8图3示出4姿照一个实施例的示范性剥除室的剖^L图。 图4-5示出图3中的两个圓圈区域的放大示意图。 图6a示出图3中的内部室体在^f氐温下的俯一见图。 图6b示出图3中的内部室体在高温下的Y府一见图。 图7示出图3的剥除室的可选实施例的剖—见图。 图8示出图7中圓圈区:t或的方文大示意图。 具体实施例方式描述了 一种剥除室，用于增加设在室内的基片上的光刻 胶的剥除速率。某些实施例可包括，特别是，暴露于气体的表面积 非常小的气体分配组件，以及包括在其中形成的多个气体通道，其 中当气体通过这些通道时呈扇形展开。该剥除室还可包括内部室 体，其形成穹顶形的腔体以进一步呈扇形展开该气体并由此才是供在 基片表面均匀分布的气流。该穹顶形的腔体优选地具有在远离 基片的方向上减小的宽度或直径，即，该腔体可以是圆锥体、半球 状的、凹形的或其j也形状。在4吏用气体剥除或灰4匕工艺中，该气体可具有高流速和 高压，在下游剥除室的开口处产生高气体速度。在某些申请中，该 速度可以高达177m/sec，如在4寺决美国专利申i青No. 11/096,820 (递 交于2005年4月1日)中所估算的，其整体通过引用结合在这里。图3示出4安照一个实施例的示范性剥除室(示为300)的 剖视图，其具有气体分散机构。如所述，该剥除室可包括温度可 控卡盘334,用于在其上支撑基片332;等离子源304，用于将工艺9气体302j敫发为等离子306;温度可4空室顶部308，其具有开口，该 开口的入口与该等离子源304的出口》于准；内部室体310，其位于该 室顶部308下方，围绕该基片332和卡盘334，以及包括上部室穿顶 (在区域342内示出)，其具有波状外形的内表面以减小流动再循环 和紊流；外部室体314,用于在其上安装该内部室体310并且围绕该 内部室体310的侧面；以及排气单元350。工艺气体302可包括氧气、氮气、氯气、氩气、氙气、CxFy (x^l， y^l )和CxFyHz (x21， y^l, z^l),耳又决于所计划的工艺。该 等离子源304可以是微波或RF供电，并且包括沿其内壁设置的气体 传送管道，优选地由蓝宝石制成。当该离子化的气体306通过该室 顶部308的开口，该气体会将热能传递本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将工艺气体传送至半导体基片的气体分配构件，其中该构件可安装于真空室，该构件包括：　内部室体，其配置为可滑动地支撑在该室上，在该体的外表面与该室的内表面之间具有间隙；　气体通道，其延伸通过该体的上部，该气体通道适于将该工艺 气体引导进入该室朝向该半导体基片；　穹顶状的内表面，其适于覆盖该基片并且将该工艺气体限制在越靠近该基片的位置越大的空间中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-28 11/528,2751. 一种用于将工艺气体传送至半导体基片的气体分配构件，其中该构件可安装于真空室，该构件包括内部室体，其配置为可滑动地支撑在该室上，在该体的外表面与该室的内表面之间具有间隙；气体通道，其延伸通过该体的上部，该气体通道适于将该工艺气体引导进入该室朝向该半导体基片；穹顶状的内表面，其适于覆盖该基片并且将该工艺气体限制在越靠近该基片的位置越大的空间中。2. 如纟又利要求1所述的构件，其中所述气体通道的至少一些倾斜以使其轴线与该基片的暴露表面相交。3. 如权利要求2所述的构件，进一步包括一个或多个加热器，其由该体支撑并且可#:作以将该体加热到所需的温度。4. 如权利要求1所述的构件，进一步包括一个或多个温度传感器，用于监测所述内部室体的温度。5. 如权利要求1所述的构件，其中所述内部室体是金属体，其包二括突出部，该突出部与该室的室顶部形成金属与金属4妾触和真空密封。6. 如权利要求1所述的构件，其中该体包括主体和上部板，在该上部一反中i殳有该气体通道，该主体包4舌在其上部壁的开口 ，该上部壁包括围绕该开口的真空密封表面，该上部板包括围绕该气体通道的真空密封表面，以及O型环，其安装在该上部板 的真空密封表面和该主体之间以1更在其间形成真空密封。7. 如权利要求1所述的构件，包括上部和下部真空密封表面，该上部真空密封表面围绕该气体通道并且适于与该室的顶壁的 下部表面形成真空密去于，该下部真空表面围绕该构件的外部侧 壁并且适于与该室的侧壁上部上的上部表面形成真空密封。8. 如权利要求1所述的构件，包括顶壁、侧壁和底壁，该顶壁的 厚度朝向其外纟彖增加，该侧壁厚度在其上部较大，以及该底壁 在其中具有中间开口 ，其尺寸i殳为允许该构件下降进入该室， /人而位于该室底部的基片支撑件可安装在该中间开口内。9. 如权利要求1所述的构件，其中该气体通道具有在第一区域的 入口和在第二区域的出口 ，该第二区i或比该第一区域面积大，该第二区域延伸^争越的面积不超过该室中待处理基片的暴露表面积的50%,这些气体出口这样定向，即内部气体出口将工艺气体朝向该基片的中间区域引导，而外部气体出口将工艺 气体朝向该基片外部区域引导。10. —种包括权利要求1的构件的真空室，该室包括外部室体，其适于可滑动;也将所述内部室体安装在其上， 并且配置为围绕所述内部室的侧面，其间具有间隙；排气单元，其可运行将该气体从所述室泵出；室顶部，其相对于所述内部室体可滑动安装以覆盖所述 内部室体的顶部表面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：英岩艾伯特王，罗伯特谢彼，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]