專利名稱：除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的氣體混合物及其應(yīng)用的制作方法
背景技術(shù)：
在標(biāo)準(zhǔn)電介質(zhì)蝕刻工藝步驟中，利用犧牲掩模層例如光致抗蝕劑和硬掩模覆蓋具有介電層的半導(dǎo)體襯底，蝕刻在未被掩模保護(hù)的那些區(qū)域中的電介質(zhì)，然后除去從掩模殘留的和由蝕刻工藝產(chǎn)生的殘留物，例如來自光致抗蝕劑的殘留物。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種從具有低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的方法，包括把其上具有光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的具有低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底引入到下游(downstream)反應(yīng)室中和在上游(upstream)加料器(applicator)中產(chǎn)生包括反應(yīng)性物種的等離子體。反應(yīng)性物種包括原子氫和原子氧，原子氧使暴露于等離子體的加料器表面鈍化，等離子體從包括氧氣，氫氣和惰性載氣的氣體混合物產(chǎn)生，氫氣和氧氣的體積比大于2∶1。在下游反應(yīng)室中引入反應(yīng)性物種，原子氫從低-k介電材料除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物。
也提供用于從具有低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的氣體混合物，所述氣體混合物包括氫氣和氧氣和惰性載氣，其中氫氣和氧氣的體積比大于2∶1。從氣體混合物產(chǎn)生的等離子體包括原子氫和原子氧，原子氧鈍化暴露于等離子體的表面，原子氫從低-k介電材料除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物。
附圖的簡要說明

圖1示出了微波反應(yīng)室，該微波反應(yīng)室尤其具有在其中產(chǎn)生包含反應(yīng)性物種的等離子體的加料器，和通過其把反應(yīng)性物種引入到反應(yīng)室中的導(dǎo)流板(baffle)，和在反應(yīng)性物種引入到反應(yīng)室中之前暴露于反應(yīng)性物種的室襯墊。
圖2描述了包括導(dǎo)流板的抗蝕劑剝離室(stripping chamber)的實(shí)施方案，圖3說明了導(dǎo)流板的實(shí)施方案，圖4說明了位于圖3中示出的導(dǎo)流板上的襯墊。
圖5示出了氫的強(qiáng)度與在圖1的裝置中從氦氣，氫氣和氧氣形成的等離子體中的氧氣流量的函數(shù)關(guān)系。
圖6和7示出了氫的強(qiáng)度與在圖1的裝置中從氦氣和氫氣形成的等離子體，和從氦氣，氫氣和氧氣形成的等離子體所需時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。
圖8示出了從低-k介電材料除去殘留物的掃描電子顯微法(SEM)的結(jié)果。圖8a示出了使用6240標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘(sccm)的He和260sccmH2，從低-k介電材料除去殘留物的SEM結(jié)果。圖8b示出了使用6240sccm He，260sccm H2和5sccm O2從低-k介電材料除去殘留物的SEM結(jié)果。圖8c示出了使用6240sccm He，260sccm H2和20sccm O2從低-k介電材料除去殘留物的SEM結(jié)果。
圖9示出了用于使用6240sccm He，260sccm H2和0sccm O2，5sccm O2或20sccm O2從低-k介電材料除去殘留物的光致抗蝕劑剝離率減去(minus)光致抗蝕劑收縮率和均勻性。
詳細(xì)描述 當(dāng)電介質(zhì)是SiO2時(shí)，氧剝離等離子體適于剝離電介質(zhì)后蝕刻殘留物，因?yàn)檠鮿冸x等離子體以高速除去殘留物且不損壞電介質(zhì)。在另一方面，當(dāng)電介質(zhì)是低-k介電材料時(shí)，氧剝離等離子體不適用于剝離電介質(zhì)后蝕刻殘留物，因?yàn)檫@樣的材料通常包括碳，而等離子體中的原子氧會(huì)與碳反應(yīng)，由此損壞低-k介電材料。
“低-k介電材料”在這里定義為具有小于3的介電常數(shù)k的材料。低-k材料包括但不局限于苯并環(huán)丁烯或BCB；由Honeywell，Inc.，Minneapolis，Minn.的分部，Morristown，N.J.的Allied Signal生產(chǎn)的FlareTM；Union CarbideCorporation，Danbury，Conn.生產(chǎn)的一種或多種聚對(duì)亞苯基二甲基二聚物；聚四氟乙烯或PTFE；和SiLK。令人感興趣的一類有機(jī)低-k材料是包括有機(jī)硅酸鹽玻璃，或OSG的化合物。通過舉例，但不是限制，這樣的有機(jī)硅酸鹽電介質(zhì)包括San Jose，Calif.的Novellus生產(chǎn)的CORALTM；Santa Clara，Calif.的Applied Materials生產(chǎn)的Black DiamondTM；Santa Clara，Calif.的Sumitomo Chemical America，Inc.生產(chǎn)的SumikaFilm，Morristown，N.J.的Allied Signal生產(chǎn)的HOSPTM和Sunnyvale，Calif.的JSR Micro生產(chǎn)的LKD產(chǎn)品。有機(jī)硅酸鹽玻璃材料具有結(jié)合到二氧化硅晶格中的碳和氫原子，其降低了材料的介電常數(shù)。
氫剝離等離子體也可以用于剝離電介質(zhì)后蝕刻殘留物。與氧剝離等離子體相比，利用氫剝離等離子體可以使低-k介電材料的損壞最小化，氫剝離等離子體具有比氧剝離等離子體更低的剝離率。
使用遠(yuǎn)程等離子體源，例如優(yōu)選使用上游微波反應(yīng)器，不會(huì)把高能離子引入半導(dǎo)體襯底，但可以把原子氫引入半導(dǎo)體襯底，因此，有利于降低低-k介電材料的損壞。在共有的美國專利No.6080270，No.6388383，No.6692649和No.6777173中描述了遠(yuǎn)程等離子體源，這里引入其全部內(nèi)容作為參考。參考圖1中的上游微波反應(yīng)器，包括反應(yīng)性物種如原子氫的等離子體可以在反應(yīng)室上游的加料器中產(chǎn)生，并且反應(yīng)性物種引入到下游反應(yīng)室中。反應(yīng)室可以維持在750mTorr-1Torr，加料器的壓力可以是約6Torr。微波反應(yīng)室也可以包括在剝離操作期間暴露于反應(yīng)性物種的室襯墊。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在氫剝離等離子體中包括氧同時(shí)改善了抗蝕劑剝離率和均勻度，并且發(fā)現(xiàn)通過維持氫到氧的比率，可以避免低-k介電材料的損壞?？梢韵嘈旁友踱g化了暴露于反應(yīng)性物種的反應(yīng)室表面，例如加料器，導(dǎo)流板或室襯墊，以使得降低在暴露表面上的原子氫的復(fù)合。
因此，通過基本降低在這樣的暴露表面上的原子氫的復(fù)合幾率增加用于剝離工藝的原子氫的相對(duì)含量，氧直接增強(qiáng)了剝離率?？梢韵嘈庞捎谘踱g化了暴露表面，存在更少的原子氫可以與之反應(yīng)的點(diǎn)，因此，增加了分配在反應(yīng)室中的原子氫的量。可以相信由于氧鈍化了暴露表面，存在更少的原子氧可以鈍化的點(diǎn)，最終產(chǎn)生飽和。因此，更高的氧，原子氧比率會(huì)直接與低-k介電材料反應(yīng)和損壞介電材料。由于氫在石英上的復(fù)合率低于氫在其它材料上的復(fù)合率，暴露于反應(yīng)性物種的反應(yīng)室表面，例如加料器，導(dǎo)流板或室襯墊優(yōu)選由石英組成。
反應(yīng)性物種可以通過具有暴露于反應(yīng)性物種的表面的導(dǎo)流板分配到反應(yīng)室中，原子氧可以鈍化暴露于反應(yīng)性物種的導(dǎo)流板表面，由此降低在暴露于反應(yīng)性物種的導(dǎo)流板表面處的原子氫的復(fù)合。在被引入到反應(yīng)室中之前，原子氧可以鈍化室襯墊表面，由此降低在室襯墊表面處的原子氫的復(fù)合幾率。
圖2描述了其中安裝有導(dǎo)流板50的抗蝕劑剝離室10的示例性實(shí)施方案?？刮g劑剝離室10包括側(cè)壁12，底壁14和蓋16。蓋16優(yōu)選通過鉸鏈與側(cè)壁12轉(zhuǎn)動(dòng)(pivotably)連接，以使得能打開蓋16以進(jìn)入到抗蝕劑剝離室10的內(nèi)部以移去導(dǎo)流板50用于清洗或替換或用于其它目的?？刮g劑剝離室10包括在底壁14中的真空孔18。
抗蝕劑剝離室10也包括在抗蝕劑剝離期間其上安裝有半導(dǎo)體襯底22例如晶片的襯底支座20。襯底支座20優(yōu)選包括適用于夾緊襯底22的靜電卡盤。襯底支座20優(yōu)選包括加熱器，例如電阻加熱元件，其適用于在抗蝕劑剝離工藝期間保持襯底22在適當(dāng)溫度。襯底22可以通過在側(cè)壁12上提供的襯底入口26引入和移出抗蝕劑剝離室10。例如，襯底22可以在真空下從抗蝕劑剝離室附近的蝕刻室轉(zhuǎn)移到抗蝕劑剝離室10的內(nèi)部。
遠(yuǎn)程等離子體源30與抗蝕劑剝離室10設(shè)置成流體連接。等離子體源30是可操作的以產(chǎn)生等離子體和通過連接到抗蝕劑剝離室10的通路32把反應(yīng)性物種供應(yīng)到抗蝕劑剝離室10的內(nèi)部。等離子體源30的示例性實(shí)施方案包括遠(yuǎn)程能量源34和剝離氣體源36。能量源34可以是任何適當(dāng)?shù)脑?，?yōu)選為微波發(fā)生器。包括微波發(fā)生器的示例裝置可以從Freemont，California的Lam Research Corporation得到。在優(yōu)選實(shí)施方案中，微波發(fā)生器以2.45GHz的頻率工作，優(yōu)選具有約500到約3000W的功率，更優(yōu)選地在約1000到約1500W的范圍內(nèi)。用箭頭38表示的微波由微波發(fā)生器34產(chǎn)生，通過波導(dǎo)40傳播到通路32中。
可以操作氣體源36以提供由箭頭42表示的處理氣體到通路32或加料器中，其中通過由能量源34產(chǎn)生的微波激發(fā)氣體到等離子體態(tài)。反應(yīng)性物種穿過開口44進(jìn)入到抗蝕劑剝離室10的內(nèi)部。
在反應(yīng)性物種流動(dòng)到襯底22上和剝離抗蝕劑之前，通過位于蓋16和襯底支座20之間的導(dǎo)流板50，反應(yīng)性物種分配到抗蝕劑剝離室10中。在抗蝕劑剝離期間，優(yōu)選通過位于襯底支座20內(nèi)的加熱器加熱襯底22。在抗蝕劑剝離期間產(chǎn)生的廢物通過出口18抽出抗蝕劑剝離室10。
如圖3所示，導(dǎo)流板50可以是圓形的單片體。抗蝕劑剝離室10優(yōu)選是用于單個(gè)晶片處理的圓柱形。當(dāng)適于安裝在圓柱形抗蝕劑剝離室10中時(shí)，導(dǎo)流板50優(yōu)選具有比抗蝕劑剝離室10的內(nèi)部寬度例如直徑更大的直徑以使得導(dǎo)流板能夠被側(cè)壁12支撐。導(dǎo)流板50包括具有凸起的中心部分52的內(nèi)部部分，所述中心部分52具有上表面54的和通路56。在導(dǎo)流板50的說明性實(shí)施方案中，中心部分52包括六個(gè)沿圓周分隔的通路56。在其它實(shí)施方案中，通路56的數(shù)量可以大于或小于六個(gè)。在該實(shí)施方案中，穿過通路32的紫外(UV)輻射以通常垂直于上表面的方向照射到上表面54上。通路56優(yōu)選相對(duì)于上表面54以銳角取向以防止UV輻射直接穿過導(dǎo)流板50。因此，UV輻射從上表面54和通路56的壁被反射，以致于不會(huì)損壞襯底22。
導(dǎo)流板50也包括在中心部分52和周圍部分60之間設(shè)置的通路58。通路58適于以希望的流動(dòng)模式把反應(yīng)性物種分配到抗蝕劑剝離室10的內(nèi)部。如圖3中所示，通路58優(yōu)選是中心設(shè)置的排狀孔的形式。通路58優(yōu)選具有圓形橫截面，和優(yōu)選橫截面尺寸(例如直徑)在導(dǎo)流板50上從中心部分52到周圍部分60在徑向向外方向上增加。
如圖3中所示，導(dǎo)流板50的周圍部分60包括具有用于接收固定裝置66例如螺栓(圖2)的沿周圍分開的孔64的法蘭62，以將導(dǎo)流板50連接到抗蝕劑剝離室10的側(cè)壁12的頂表面68上。如果需要，導(dǎo)流板50可以從側(cè)壁12分離和從抗蝕劑剝離室10移去以處理或替換導(dǎo)流板。
如圖4中所示，襯墊70可以是適于支撐在導(dǎo)流板50的上表面72上以最小化在抗蝕劑剝離工藝期間在蓋16的底表面上材料的沉積。在上表面72上提供沿圓周分開的間隔件65以支撐襯墊70和在其之間形成壓力通氣口(plenum)74(圖2)。襯墊70包括位于中心的通道44，反應(yīng)性物種通過該通道從通道32進(jìn)入壓力通氣口74。
提供一種從具有低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的方法，該方法包括把其上具有光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底引入下游反應(yīng)室中，在上游加料器中產(chǎn)生包括反應(yīng)性物種例如原子氧和原子氫的等離子體。原子氧鈍化暴露于等離子體的加料器表面。等離子體從包括氧氣，氫氣和惰性載氣的氣體混合物產(chǎn)生，其中氫氣和氧氣的體積比大于2∶1，優(yōu)選大于5∶1，更優(yōu)選大于10∶1，甚至更優(yōu)選大于20∶1，和最優(yōu)選大于40∶1。等離子體優(yōu)選從包括體積百分比為0.05-0.3％，更優(yōu)選約0.1％的氧氣，和體積百分比為1-10％的氫氣的氣體混合物產(chǎn)生。惰性載氣可以包括惰性氣體，例如氦氣，氬氣或者它們的混合物。氫氣和氦氣可以作為H2He提供，氧氣可以作為O2提供。氣體混合物優(yōu)選具有最多到約6000-7000sccm，更優(yōu)選最多到約6500sccm的的總流量。反應(yīng)性物種被引入到下游反應(yīng)室中，原子氫從低-k介電材料除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物。
可以相信原子氧鈍化暴露于反應(yīng)性物種的表面，例如加料器的表面，對(duì)于從包括體積百分比為約0.1％的氧氣，體積百分比為1-10％的氫氣和惰性載氣的氣體混合物產(chǎn)生的等離子體，引入到反應(yīng)室中存在于半導(dǎo)體襯底表面的反應(yīng)性物種包括體積百分比小于約0.1％的氧。形成等離子體的氣體混合物優(yōu)選不包括氟碳化合物，氫氟碳化合物，氨和N2H2。因此，氣體混合物優(yōu)選基本上由氧氣，氫氣和惰性載氣組成。惰性載氣可以包括惰性氣體，例如氦氣，氬氣或它們的混合物。氫氣和氦氣供應(yīng)為H2He，氧氣可以供應(yīng)為O2。
在氫剝離氣體中結(jié)合氧適于相繼處理半導(dǎo)體晶片，因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)從晶片到晶片的高度可重復(fù)的剝離工藝。優(yōu)選地，在從每一晶片剝離光致?lián)p蝕劑之前干燥(season)反應(yīng)室。因此，在把襯底引入反應(yīng)室之前干燥反應(yīng)室。干燥可以包括處理裸硅晶片或Waferless AutocleaTM。激發(fā)干燥氣體(seasoninggas)成為等離子體態(tài)足夠長的時(shí)間以除去在進(jìn)行在前剝離工藝期間沉積在室表面上的聚合物副產(chǎn)物。干燥氣體優(yōu)選為含氧氣體，例如He:H2:O2氣體混合物或優(yōu)選為O2N2?？梢韵嘈庞煤鯕怏w干燥利用氧鈍化了反應(yīng)室的暴露表面。因此，連續(xù)處理半導(dǎo)體晶片的方法包括從如上所述的半導(dǎo)體襯底除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物，從反應(yīng)室移出半導(dǎo)體晶片，并重復(fù)。
如上所述，另外提供用于從具有低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底上除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的氣體混合物，該氣體混合物包括氫氣，氧氣和惰性載氣，其中氫氣和氧氣的體積比大于2∶1，優(yōu)選大于5∶1，更優(yōu)選大于10∶1，甚至更優(yōu)選大于20∶1，和最優(yōu)選大于40∶1。從氣體混合物產(chǎn)生的等離子體包括原子氫和原子氧，其中原子氧鈍化暴露于等離子體的表面，并且其中原子氫從低-k介電材料除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物。氣體混合物優(yōu)選包括體積百分比為0.05-0.3％，更優(yōu)選約0.1％的氧氣，和體積百分比為1-1 0％的氫氣。惰性載氣可以包括惰性氣體，例如氦氣，氬氣或它們的混合物。氫氣和氦氣可以作為H2He提供，氧氣可以作為O2提供。
如這里所述，在將反應(yīng)性物種引入到下流反應(yīng)室中之前，通過發(fā)射光譜法分別記錄在其中產(chǎn)生等離子體的微波發(fā)生器的上游加料器中的原子氫的656.3nm線或原子氧的777nm線的發(fā)射強(qiáng)度，測量氫和氧的強(qiáng)度。記錄的發(fā)射強(qiáng)度與在等離子體中的物種的濃度成正比，但是取決于例如電子溫度和碰撞橫截面積這樣的因素。
圖5示出了氫強(qiáng)度與從氦氣，氫氣和氧氣形成的等離子體中氧流量的函數(shù)關(guān)系。使用2850sccm流量的He和150sccm流量的H2(體積百分比為5％)。從0sccm O2到5sccm O2(體積百分比為0.17％)觀察到氫的強(qiáng)度增加。大于5sccm的氧沒有顯著地增加氫的強(qiáng)度。
圖6和7示出了氫的強(qiáng)度與從氦氣和氫氣形成的等離子體的時(shí)間和從氦氣，氫氣和氧氣形成等離子體的時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。在如圖6所示的工藝中，其中功率是2600W，從2820sccm He，180sccm H2和5sccm O2(體積百分比為0.17％)形成的等離子體，顯示出比從2820sccm He和180sccm H2(體積比為6％)形成的等離子體更大的氫強(qiáng)度。
在如圖7所示的工藝中，從6240sccm He，260sccm H2和6sccmO2(體積百分比0.09％)產(chǎn)生的等離子體中記錄的氫強(qiáng)度比從6240sccm He和260sccm H2(體積百分比為4％)產(chǎn)生的等離子體中記錄的氫強(qiáng)度更大。并且，對(duì)于從6240sccm He和260sccm H2產(chǎn)生的等離子體，記錄的氫強(qiáng)度衰減到飽和程度，說明在工藝期間損失了原子氫?？梢韵嘈旁託鋼p失的主要機(jī)理是原子氫在反應(yīng)室表面復(fù)合。相反，對(duì)于從6240sccm He，260sccm H2和6sccmO2產(chǎn)生的等離子體，記錄的氫強(qiáng)度增加到飽和程度，說明在等離子體中的更高的原子氫濃度和降低的原子氫復(fù)合損失。應(yīng)該相信由引入6sccm O2產(chǎn)生的原子氧鈍化了反應(yīng)室表面，阻擋了可以使原子氫復(fù)合的點(diǎn)，并且降低了原子氫復(fù)合的幾率，并因此有更高濃度的原子氫可以在晶片表面處反應(yīng)。
在圖7所示工藝中，功率是3000W，室壓力是750mTorr，襯底溫度是280℃。優(yōu)選大于250℃的襯底溫度。因此，襯底優(yōu)選是半導(dǎo)體晶片，且可以被支撐在加熱到至少250℃的襯底支座上?？梢栽趭A緊或未夾緊的情況下，在高溫襯底支座上支撐襯底。在共有的美國專利No.6377437，No.6567258，No.6669783中公開了適用于在高溫下使用的靜電卡盤，這里引入其全部內(nèi)容作為參考。如果使用靜電卡盤，沒有必要激活卡盤的靜電夾緊部件。
實(shí)施例 圖8示出了在3000W的功率下從低-k介電材料除去殘留物的SEM結(jié)果(在利用氫氟酸處理30秒之后)。圖8a示出了使用6240sccm He和260sccm H2(體積百分比為4％)從低-k介電材料除去殘留物的SEM結(jié)果。圖8b示出了使用6240sccm He，260sccm H2和5sccm O2(體積百分比為0.08％)從低-k介電材料除去殘留物的SEM結(jié)果。圖8c示出了使用6240sccm He，260sccmH2和20sccm O2(體積百分比為0.31％)從低-k介電材料除去殘留物的SEM結(jié)果。
圖9示出了使用6240sccm He，260sccm H2和0sccm O2，5sccmO2或20sccm O2，從低-k介電材料除去殘留物的光致抗蝕劑剝離率減去光致抗蝕劑收縮率和均勻度。
從圖8和9可以看出，與使用6240sccm He，260sccm H2和0sccmO2相比，使用6240sccm He，260sccm H2和5sccm O2(總流量為6505sccm)改善了從低-k介電材料除去殘留物，光致抗蝕劑剝離率(光致抗蝕劑剝離率減去光致抗蝕劑收縮率)和非均勻度(收縮率被減去)。在計(jì)算光致抗蝕劑剝離率和非均勻度時(shí)考慮到的光致抗蝕劑收縮率是使用加熱的電極的結(jié)果。在從圖8到9可以進(jìn)一步看出，使用6240sccm He，260sccm H2和20sccm O2顯示更好的抗蝕劑剝離率，但使用6240sccm He，260sccm H2和20sccm O2顯示強(qiáng)的介電材料損壞。
雖然說明了很多實(shí)施方案，應(yīng)當(dāng)理解多種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)員是顯而易見的。這樣的修改和變化被認(rèn)為是在前面所述和這里所附的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從具有低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的方法，包括把具有其上具有光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底引入到下游反應(yīng)室中；在上游加料器中產(chǎn)生包括反應(yīng)性物種的等離子體，其中反應(yīng)性物種包括原子氫和原子氧，其中原子氧鈍化暴露于等離子體的加料器表面，其中等離子體從包括氧氣，氫氣和惰性載氣的氣體混合物產(chǎn)生，并且其中氫氣和氧氣的體積比大于2∶1，和把反應(yīng)性物種引入到下游應(yīng)室中，其中原子氫從低-k介電材料除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中氣體混合物包括體積百分比為0.05-0.3％的氧氣和體積百分比為1-10％的氫氣。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中氣體混合物包括體積百分比為約0.1％的氧氣。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中引入到下游反應(yīng)室中的反應(yīng)性物種包括體積百分比小于約0.1％的氧氣。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中惰性載氣選自由氦氣，氬氣及其混合物組成的組。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中惰性載氣是氦氣，和進(jìn)一步其中氫氣和氦氣供應(yīng)為H2He。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中氧氣供應(yīng)為O2。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中氣體混合物具有最多到約6000-7000標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘的總流量。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中半導(dǎo)體襯底是在加熱到至少250℃的襯底支座上支撐的半導(dǎo)體晶片。
10.如權(quán)利要求1的方法，其中氫氣和氧氣的體積比大于5∶1，大于10∶1，大于20∶1或更大于40∶1。
11.如權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)性物種通過石英導(dǎo)流板引入到下游反應(yīng)室中，和進(jìn)一步其中原子氧鈍化暴露于等離子體的導(dǎo)流板表面。
12.如權(quán)利要求1的方法，其中在被引入到下游反應(yīng)室中之前，反應(yīng)性物種暴露到石英室襯墊，和進(jìn)一步其中原子氧鈍化暴露于等離子體的室襯墊。
13.如權(quán)利要求1的方法，其中上游加料器由石英組成。
14.如權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在把半導(dǎo)體襯底引入到下游反應(yīng)室中之前，用含氧氣體干燥反應(yīng)室，所述氣體被激發(fā)到等離子體態(tài)足夠長的時(shí)間以除去沉積在室表面上的聚合物副產(chǎn)物。
15.一種連續(xù)處理半導(dǎo)體晶片的方法，包括a)根據(jù)權(quán)利要求14的方法，從半導(dǎo)體襯底除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物；b)從下游反應(yīng)室移去半導(dǎo)體晶片；和c)重復(fù)步驟a)和b)。
16.一種用于從具有低-k介電材料層的半導(dǎo)體襯底除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物的氣體混合物，包括氫氣和氧氣，其中氫氣和氧氣的體積比大于2∶1；和惰性載氣，其中從氣體混合物產(chǎn)生的等離子體包括原子氫和原子氧，其中原子氧鈍化暴露于等離子體的表面，并且其中原子氫從低-k介電材料除去光致抗蝕劑和后蝕刻殘留物。
17.如權(quán)利要求16的氣體混合物，包括體積百分比為0.05-0.3％的氧氣；和體積百分比為1-10％的氫氣。
18.如權(quán)利要求17的氣體混合物，包括體積百分比為約0.1％的氧氣。
19.如權(quán)利要求16的氣體混合物，其中惰性載氣是氦氣，氫氣和氦氣供應(yīng)為H2He，和氧氣供應(yīng)為O2。
20.如權(quán)利要求16的氣體混合物，其中氫氣和氧氣的體積比大于5∶1，大于10∶1，大于20∶1或大于40∶1。
全文摘要
在剝離電介質(zhì)后蝕刻殘留物期間，在氧氣剝離等離子體中產(chǎn)生的原子氧與低－k介電材料反應(yīng)并損壞低－k介電材料。在剝離電介質(zhì)后蝕刻殘留物期間，使用氫剝離等離子體，低－k介電材料的損壞更低，氫剝離等離子體具有更低的剝離率。在氫剝離等離子體中引入氧改善了光致抗蝕劑剝離率和均勻度，而維持氫氣和氧氣的比率避免了低－k介電材料的損壞。
文檔編號(hào)G03F7/26GK101025578SQ200610172848
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者C·帕杜拉魯, A·詹森, D·斯徹爾弗, R·查拉坦, T·喬伊 申請(qǐng)人:蘭姆研究公司