本发明专利技术涉及等离子体灰化方法，该方法包括：以一实质上无氧无氮之气体混合物形成一等离子体；将该等离子体导引入一处理室，其中该处理室包含一和等离子体流体连通之阻隔平板组件；使该等离子体流经该阻隔平板组件，并自基板移除光阻剂材料、后蚀刻残留物、和挥发性副产物；通过将一氧气等离子体导入该处理室，以周期性地清洁该处理室；使一冷却气体流过该阻隔平板组件以冷却该阻隔平板组件。本发明专利技术还涉及一设置成用以接收下游式等离子体之处理室，该处理室包含一上方阻隔平板，该上方阻隔平板包含：至少一和热传导支座，其与该处理室之一壁热连通；以及一和该上方阻隔平板间隔之下方阻隔平板。
【技术实现步骤摘要】
用于増加光阻移除率之装置及等离子体灰化方法相关申请案交互參照本申请案根据2004年9月I日申请之美国临时申请案第60/606，360号主张优先权，在此并入该临时申请案以供參照。专利技术所属之
本专利技术系关于半导体制造，特别是关于用于自基板移除光阻剂和后蚀刻残留物 (post etch residue)之等离子体灰化方法。先前技术近来，许多注意力集中于发展用于新一代电子产业之低k介电质薄膜。当集成电路装置之体积变小，沿着信号传导连接线之电阻电容RC延迟时间成为限制整体芯片速度之主要因素之一。随着冶铜技术之进展，电阻(R)已被推展至其实际之最低极限。因此，注意力即转移至降低电容(C)以增进整体芯片之速度。达成此目标的方法之一系降低环绕连接线之绝缘薄膜之介电常数(通常表示为” k”)，藉以降低电容并增进整体芯片之速度。传统上，ニ氧化硅(SiO2)被用来当成绝缘薄膜材料。其所谓低k和高k乃是相对于ニ氧化硅(SiO2)之介电常数(k)而言，換言之，低k材料通常是指介电常数小于ニ氧化硅(例如，小于约3. 9)之材料，而高k材料通常是指介电常数大于ニ氧化硅(例如，大于约 3.9)之材料。低k材料通常包括,但不限于,有机聚合物(organic polymers)、添加氟之非结晶碳(amorphous fluorinated carbons)、奈米发泡材料(nanofoams)、含有机聚合物之硅基绝缘体、掺碳之硅氧化物、掺氟之硅氧化物、及其它类似材料。于基板(例如晶圆)上制造集成电路时，其最終之集成电路产出之前须经过许多制程步骤。低k介电材料，特别是含碳之低k介电材料，对于其中某些制程步骤可能较为敏感。例如，用于灰化步骤之等离子体可同时剥除光阻材料并移除部份含碳之低k介电质薄膜。灰化通常指以等离子体媒介之剥除方法，通过暴露于等离子体之下，残余之光阻剂和后蚀刻残留物被自基板剥除或移除。此灰化方法通常于蚀刻或植入制程执行之后发生，光阻材料于蚀刻或植入制程中被当成屏蔽以在其下之基板蚀刻出电路布局或是被用于选择性地植入离子于该基板的露出区域。该灰化步骤之后通常跟随湿性化学处理以移除蚀刻残留物之痕迹。然而，此湿性化学处理可能导致该低k介电质品质之降低，材质流失，同时也会造成介电常数之増加。灰化方法和蚀刻方法有相当的差异是很重要的。虽然两者皆可以等离子体来媒介进行，蚀刻方法显著不同处在于其中等离子体之化学作用被选择以透过光阻剂屏蔽之中空部分来移除基板表面部分区域以将影像永久性地转印至该基板上。此等离子体通常包含低温(例如，大约从室温(约21°C )至大约140°C )及低压(在毫托(millitorr)的位阶) 下之高能量离子轰击以移除基板之一部份。并且，暴露于离子下之基板部份通常以一大干或等于光阻剂屏蔽移除率之效率被移除。相对于蚀刻方法，灰化方法通常是指选择性地移除光阻剂屏蔽和蚀刻过程中形成之任何聚合物或残留物。灰化等离子体之化学性质比蚀刻等离子体之化学性质较不具侵略性且通常被选择以一个比其下基板之移除率大得多之效率来移除光阻剂屏蔽层。此外，大部分的灰化方法会将基板加热至大于200°C之温度以增加等离子体的活性，并且是在相当高的压カ(在ー托的位阶)下执行。由此可见，蚀刻和灰化方法系针对相当不同之材质之移除，且就其本身而言，系分别利用了完全不同的等离子体化学性质和方法。成功的灰化方法并不在于永久性地转印影像至基板上。确切地说，成功的灰化方法乃取决于不影响且不移除下层材质，例如低k介电层的前提下，对于光阻剂，聚合物和残留物之移除率。研究指出，使用含有氧、氮、氟之气体源以产生灰化等离子体之光阻剂移除方法对于造成低k介电质品质之降低有相当大的影响。尽管含有这些气体源之混合物能有效率地自基板灰化光阻剂，此等气体源之使用已被证明对于含有低k介电质之基板是极其不利的。例如，含氧等离子体于等离子体制程中即会提高低k介电层之介电常数。介电常数之増加至少会影响互连电容值，其更直接对组件之性能造成冲击。此外，含氧等离子体通常亦不建议被用于使用铜金属层之先进组件制造，因为金属铜易被氧化。理想情况下，灰化等离子体不应影响其下之低k介电层且应选择性地仅移除光阻剂材料。传统介电质如ニ氧化硅之使用对于这些气体源(如含有氧、氮、及/或氟之气体源)具有高敏感性而适用于早期之组件生产。低k介电质的一个问题在于它们易遭氧化等离子体内含物所侵袭。为了把对低k介电质的损害减到最少，实质上无氧(例如，含氧量少于约20ppm (百万分之20))以及实质上无氮(例如，含氮量少于约20ppm)的等离子体方法已被发展出来。ー此种方法见于授予Waldfried等人之美国专利第6，630, 406号,其中该方法包括从含有惰性气体(例如，氦)和氢之气体混合物产生等离子体。无氧和无氮等离子体，如前述由氦气和氢气混合而成者，以传统的观点而言较不具侵略性且和光阻剂作用不完全。一般相信，等离子体会提取部分经由升华及挥发作用被移除之光阻剂。因此，虽然无氧和无氮等离子体能有效地自基板移除光阻剂材料，与等离子体之接触极可能在处理室 (processing chamber)内和位于处理室下游(诸如排气管线和其内之部件)之区域沈积大量之升华(或挥发)或已移除之光阻剂和副产物。因此，处理室之周期性清洁是必须的，其通常需用到氧化等离子体。氧化等离子体提供处理室原处(in situ)清洁之方式。然而， 氧化等离子体被发现会造成阻隔平板组件(通常于处理室中用来将灰化等离子体均匀分布于基板)温度增加，特别是位于冲击中心(impingement center)的位置,其为等离子体首次冲击阻隔平板组件之处。此温度之増加在随后之晶圆处理中被发现会降低灰化率并对跨晶圆表面之灰化程序之均匀性产生负面影响，特别是晶圆中心和边缘间移除率的差异。无氧和无氮等离子体的另ー个问题是等离子体接触的不均匀。因为此种等离子体较不具侵略性，不均匀是ー个重大的课题。某些下游式等离子体灰化器具有等离子体由之产生之开孔直径狭窄之等离子体导管。基板之直径通常较这些等离子体导管之直径大得多。再者，阻隔平板通常置于靠近等离子体导管出口附近以迫使等离子体于进入处理室时转向，并使得等离子体内含物能均匀扩散于基板上。视等离子体对晶圆接触之时间长短， 批处理的晶圆数目和各批次间隔的时间长度等之不同，阻隔平板组件之温度会不随意地变化。因此，灰化率和均匀度实质上可以如前述氧化等离子体清洁方法相同之方式(虽然程度上较小)被影响。是故，本
需要降低阻隔平板之冲击部分(中心部分)之温度，同时能维持或增进光阻剂移除率之方法。
技术实现思路
此处公开从基板移除光阻剂、后蚀刻残留物、和挥发性副产物之等离子体灰化方法。在一实施例中，用以从含碳、氢、或碳氢组合物之基板移除光阻剂材料和后蚀刻残留物等离子体灰化方法，该基板包含低k介电材料，该等离子体灰化方法包括由实质上无氧且无氮之气体混合物形成等离子体；使该等离子体流经阻隔平板组件和于该基板上，并自该基板移除光阻剂材料、后蚀刻残留物、和挥发性副产物；使冷却气体以与等离子体流相反之方向流经阻隔平板组件，其数量可有效地降低上方阻隔平板温度。在另ー实施例中，用以从含碳、氢、或碳氢化合物之基板移除光阻剂材料和后蚀刻残留物之等离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·费利斯，P·哈摩，A·贝克内尔，
申请(专利权)人：艾克塞利斯技术公司，
类型：发明
国别省市：
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