专利名称：从衬底去除硅的碳氧化物的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及从衬底去除硅的碳氧化物，特别是在回收测试衬底时。
背景技术：
在制造电子器件时，各种材料可以被沉积到诸如半导体晶片或者显示板之类的衬底上，或者随后被从衬底刻蚀，以形成诸如过孔、掺杂剂区域和互连线之类的特征。这些材料可以包括含金属材料，例如铝、铜、钽、钨以及它们的化合物。沉积在衬底上的其它材料包括用于将配线和图案的多个层彼此隔离的电介质(诸如氧化硅或者氮化硅)以及低k(低介电常数)材料。可以使用包括溅射(也被称为物理气相沉积或者PVD)、化学气相沉积(CVD)和热生长在内的各种技术来沉积这些不同的材料。除了沉积材料，还可以执行其它的制造工艺，包括用杂质掺杂半导体层、扩散、离子注入、刻蚀、化学和机械抛光(CMP)、清洁、以及热处理。
在这些制造工艺中，包含硅晶片的测试衬底常常被用来保证工艺在合适的规范内运行。使用过的测试衬底可以被回收，而不是在测试衬底被用于测试特定的工艺之后将其丢弃。回收工艺一般包括去除沉积层或者材料，并且可选地，甚至去除一部分的下方硅材料，使得测试衬底的保留硅材料是清洁的并且基本不含添加材料或者其它的污染物。因而，回收工艺意在将测试衬底恢复到与新的测试衬底相同的规范。
用于回收衬底的常规方法包括如下的若干技术，例如，化学刻蚀、研磨或者抛光。湿法化学刻蚀一般包括将衬底浸入到酸性或者碱性浴液中，以将多余的材料从衬底去除。干法化学刻蚀(也被称为等离子体刻蚀)包括在真空室中通过暴露于等离子体气体将多余材料从衬底去除。研磨和抛光包括使用研磨介质和抛光浆料平坦化和减薄衬底而将沉积材料层去除。
在测试衬底的回收中，特别困难的是去除沉积的硅的碳氧化物，因为其具有无机和碳两种成分，包括例如具有高的碳含量的无定型的氧化硅，并且可以包括其它材料，诸如氮和氢。当硅的碳氧化物具有提供小于约3.5的低介电常数(k)的组成时，其可以被用作低介电常数材料(硅的碳氧化物)。低k电介质减小了集成电路中的RC延迟时间，允许相应地增大金属互连的密度，因而允许更小的电路。因此，诸如硅的碳氧化物之类的低k电介质的沉积，对于制造更小并且更精细的电路(具有小于90nm的特征尺寸)是重要的。在这些沉积工艺中，测试衬底用于保证在衬底上沉积具有规定低k性质的硅的碳氧化物。
理想的是，回收和再使用被用于测试硅的碳氧化物的工艺的测试衬底。然而，常规的硅的碳氧化物的去除工艺常常不能适当地从测试衬底去除所述材料。例如，硅的碳氧化物常常难以被化学去除，因为无机和有机元素的组合使得该材料对于多种化学组合物的反应性较低，并且这样的组合物可能在衬底上留下粘胶状残余物。同样，诸如研磨和抛光之类的常规手段可能导致衬底由于施加到衬底上的不均匀的压力而翘曲。抛光还导致衬底表面上的过多的划伤或者表面下的晶格损伤。这样的表面损伤不利地影响衬底表面的后续沉积工艺特性，从而改变沉积工艺的结果。因此，常规回收的衬底常常仅仅适用于作为机械级测试晶片(例如，用于机械手测试，用于评价精确的晶片定位)，而不能适合用作用于评价沉积或者刻蚀工艺的测试级衬底。常规的去除方法还可能腐蚀掉过多量的衬底表面，在不得不将衬底丢弃之前，限制了测试衬底可以被回收和再使用的次数。因此，常规的硅的碳氧化物的去除技术常常不能提供令人满意的对于这些材料的去除以允许测试衬底的再使用。
因此，理想的是，使用能够去除硅的碳氧化物材料的无机和碳组分两者的方法从衬底去除硅的碳氧化物。还理想的是，获得一种方法，该方法不会导致衬底的翘曲、表面划伤或者表面下损伤。还理想的是，能够用具有生产价值的方法有成本效益地去除硅的碳氧化物。
发明内容
在一种处理包括硅的碳氧化物的衬底的方法中，硅的碳氧化物被从衬底去除。衬底上的硅的碳氧化物通过暴露于含氧气体并同时将衬底加热到小于或者等于约400℃的温度而被脱碳，从而将硅的碳氧化物转化为氧化硅。通过将氧化硅暴露于含氟酸性溶液去除氧化硅；或者通过将衬底暴露于包括含氟气体的等离子体工艺气体，去除基本整个厚度的氧化硅，来去除氧化硅。在初始工艺步骤中，硅的碳氧化物也可以被沉积在衬底上。
一种能够执行这些工艺的衬底处理设备包括反应器，所述反应器包括罩壳，所述罩壳包括用于接纳衬底的支座，所述衬底具有硅的碳氧化物层；气体入口，用于将含氧气体引入到室中；以及加热器，用于加热室中的衬底，以去除衬底上的氧化硅。此外，衬底处理设备还包括浴池，用于接纳具有氧化硅的衬底，所述浴池包括含氟酸性溶液，用于去除衬底上的氧化硅。
在另一种方法中，包括硅的碳氧化物的衬底被置于等离子体区中，并且包括含氟气体和含氧气体的工艺气体被引入到等离子体区中。工艺气体被保持在约200mTorr-约2000mTorr的压强下。通过将约200W-约2000W的功率水平的RF能量耦合到工艺气体，来激发工艺气体。能够执行此工艺的衬底处理设备包括等离子体室，所述等离子体室包括罩壳，所述罩壳具有用于接纳至少一个衬底的支座；气体入口，用于将工艺气体引入到室中；气体激发器，用于维持所述室中的工艺气体的等离子体；以及排出端口，用于从室去除工艺气体。
根据说明了本发明的实施例的附图、随后的说明、权利要求，本发明的这些特征、方面和优点将变得更好理解。然而，应该理解，每一个特征可以一般地用于本发明，而不仅仅是在特定的附图中，本发明包括这些特征的任意组合，在附图中图1A是硅的碳氧化物被沉积在其上的衬底的示意性剖视图；图1B是示出了在去除硅的碳氧化物之后图1A的经处理的衬底的示意性剖视图；
图2是包括能够对一批衬底上的硅的碳氧化物进行脱碳的反应器的衬底处理设备的示意性剖视图；图3是衬底处理设备的湿法化学浴的示意性剖视图；以及图4是衬底处理设备的等离子体室的另一个实施例的示意性剖视图。
具体实施例方式
用于高效处理衬底20以从衬底20去除硅的碳氧化物22的工艺允许例如将衬底再使用作为沉积或者其它工艺中的测试晶片。虽然在从材料被初始地沉积在其上的测试衬底去除硅的碳氧化物层的情况下说明了硅的碳氧化物的去除工艺，但是应该理解，该去除工艺可以用于从衬底(包括其上正在制造集成电路和显示板的产品衬底)去除全部或者刻蚀部分的硅的碳氧化物材料或者层。硅的碳氧化物22通常包括具有约5-约40wt％碳的氧化硅，并且还可以包含其它材料，诸如氮或者氢。硅的碳氧化物22可以通过诸如化学气相沉积工艺或者液体前驱体旋涂工艺的沉积工艺(例如，由加利福尼亚Santa Clara的应用材料公司提供的用于形成“BLACKDIAMONDTM”或者“SILKTM”的工艺)来形成。硅的碳氧化物22包括小于约3.5(例如从约2到约3.4)的介电常数。硅的碳氧化物22可以被形成在晶片24的下方表面26上，所述晶片24可以例如为硅或者化合物半导体晶片，并且，硅的碳氧化物22可以甚至基本覆盖晶片24的下方表面26，如图1A所示。硅的碳氧化物22可以包括基本为平面的膜(如图所示)，或者可以包括其中具有多个刻蚀特征的层。硅的碳氧化物22还可以形成在晶片24的一个或者多个侧表面28上。去除工艺理想地从衬底20去除硅的碳氧化物22，而基本不过量地腐蚀或者以其它方式损伤下方的晶片24，从而允许晶片被再使用于后续的测试和/或处理。
在一个方案中，去除硅的碳氧化物22的一种方法包括将衬底20加热到小于或者等于约400℃的温度，同时将其表面30暴露到含氧气体。在加热的同时将表面30暴露到含氧气体使硅的碳氧化物22脱碳，形成具有较低碳含量或者基本不具有碳含量的氧化硅。通常，硅的碳氧化物22具有许多孔，这些孔允许含氧气体渗透到材料中，以与处于内部区域中的碳反应，形成诸如二氧化碳和一氧化碳之类的挥发性气体。例如，无定型的硅的碳氧化物可以具有约2-约40Vol％的孔隙率。合适的含氧气体包括氧类物质，例如，O2、O3、H2O、H2O2及其混合物。适于对包含约5-约40wt％碳的硅的碳氧化物22进行脱碳的工艺条件包括，将衬底20暴露于氧气，同时将衬底加热到约250℃-约300℃的温度，持续约40-约80分钟的时间。
在脱碳工艺的一个方案中，硅的碳氧化物22的表面30在包括反应器40的衬底处理设备25中暴露于含氧气体中，同时加热衬底20，如图2所示。在此方案中，反应器40包括处于罩壳43中的支座42，支座42用于接纳一个或者一批衬底20(如图所示)。支座42可以包括底座44，底座44具有多个平行的隆起物46，所述隆起物46是间隔开的，以在其间定义的沟槽中支撑衬底20。在所示的方案中，反应器40具有围绕反应器主体的线圈48，线圈48由功率供应装置50供电。工艺气体源52可以是含氧气体源，其将包括例如含氧气体的工艺气体提供到反应器40的气体入口54。废的含氧气体和诸如一氧化碳和二氧化碳的气态副产物经由排出端口56从反应器排出，所述排出端口56可以连接到排气泵或者通向大气。控制器58通过控制气体阀60和功率供应装置50来控制反应器40的操作。控制器58包括用于设定功率供应装置50的功率水平以持续所期望的加热时间的程序代码，以及用于控制阀60的操作以设定到反应器40中的工艺气体流率的程序代码。
在一个方案中，通过使用线圈48在反应器40中加热衬底20，对硅的碳氧化物22进行脱碳，所述线圈48是加热器并且包括电阻加热元件。例如，线圈48可以由电阻材料制成，所述电阻材料例如为NICHROMETM，一种用于电阻加热元件的镍铬合金，其具有高的电阻并能够耐高温；二硅化钼；或者其它材料。在此方案中，功率供应装置50是常规的电阻加热器功率供应装置，其可以包括闭环控制系统，所述闭环控制系统包括用于使电流通过电阻加热器元件的PID自动温度控制器、用于测量反应器40中的温度的热电偶、以及数字温度读数器。加热器功率供应装置还可以具有可调节最小或者最大电流极限和可编程升温速率和停留时间。反应器40的罩壳43可以由例如氧化硅、石英或者氧化铝制成。在加热期间，反应器40可以持续地用含氧气体冲洗，以保持高的氧含量。到反应器40中的含氧气体(诸如O2)的合适的流率可以例如为约2000sccm到约5000sccm。虽然在所示方案中的加热器为线圈48，但是也可以使用诸如平面或者管状加热器的其它加热器。
在另一个工艺变例中，通过将表面30暴露于在反应器40内形成的等离子体来对硅的碳氧化物22进行脱碳。在此方案中，反应器40是等离子体室，其用于形成包括激发工艺气体的等离子体，例如包括含氧物质的激发工艺气体。在此方案中，反应器40中的含氧气体被激励到等离子体状态，以形成具有高氧化能力的氧原子，来氧化衬底20上的硅的碳氧化物22。工艺气体还可以包括诸如氮气或者氩气的稀释气体。工艺气体可以通过将RF或者微波能量施加到气体来激发。例如，在一个方案中，一批衬底20被放置在反应器40中，并且暴露于通过向线圈43施加电流而形成的等离子体，在此方案中，线圈43是气体激发器，其包括通过由反应器40中的含氧气体形成等离子体而产生热的感应线圈。感应线圈被供电，以将能量感应耦合到反应器40中的含氧气体。功率供应装置50是感应线圈功率供应装置，其施加适当的功率电平以激发气体，诸如从约200W到约2000W的功率电平。含氧气体以约250sccm到约500sccm的流率流入到等离子体室中，气体被保持在从约200mTorr到约2000mTorr的压强下。如果不用感应线圈，含氧气体也可以由反应器40的壁周围的电极(没有示出)或者反应器40外部的微波施加器(没有示出)来激发。
在硅的碳氧化物22被暴露于含氧气体并且加热以将基本全部的硅的碳氧化物22转化为包含比以前更低水平的碳或者基本不含碳的氧化硅22之后，可以使用湿法化学刻蚀步骤去除此氧化硅以及原始的硅的碳氧化物的残余的未氧化部分。在湿法化学刻蚀工艺中，衬底20被浸入衬底处理设备25的浴池70中，如图3所示。浴池70包括处于容器74中的化学刻蚀剂溶液72，所述容器74由耐化学刻蚀剂溶液的材料制成。选择化学刻蚀剂溶液72的组成，以刻蚀掉氧化硅22，而基本不腐蚀衬底20的下方的硅。在一个方案中，化学刻蚀剂溶液包括例如含氟酸性溶液，其能够去除氧化硅22。耐含氟酸性溶液的合适的容器74包括聚合物容器。在一个实施例中，含氟酸性溶液包括浓度为约1vol％到约12vol％的HF。
化学刻蚀溶液还可以包括碳去除组分，其能够与氧化硅22中的任何残余的含碳物质或者残余的硅的碳氧化物反应。含氟酸性溶液和碳去除组分一同作用来破坏硅的碳氧化物22中的硅-氧物质和碳物质两者中的键合，由此从衬底20去除氧化硅和残余的碳。在一个方案中，合适的碳去除组分包括H2SO4。例如，溶液可以包括约1wt％-约10wt％的HF，以及约30wt％-约40wt％的H2SO4。在溶液中HF与H2SO4的理想摩尔比可以从约1∶10到约1∶20。虽然在一个方案中，化学刻蚀剂溶液可以基本由HF和H2SO4组成，但是在其它方案中，溶液可以包括其它组分，诸如HNO3、H2O2以及NH4F中的至少一种。合适的浸入时间可以从约10分钟到约60分钟。化学刻蚀剂溶液可以去除大部分的硅的碳氧化物22，包括任何残留的层22的经氧化以及未氧化的部分，并且包括不会过量腐蚀下方的衬底20的成分。
如果不用湿法刻蚀工艺来去除由对硅的碳氧化物22进行脱碳形成的氧化硅，也可以通过将氧化硅的表面30暴露于在图2的反应器40内形成的等离子体，使用干法等离子体工艺来去除氧化硅和残余的碳(如果有的话)，在此方案中，反应器40是等离子体室。在此方案中，等离子体包括包括受激发的含氟物质的激发气体。包括含氟气体的工艺气体被引入到反应器40并且被激励到等离子体状态，以形成氟物质，该氟物质与氧化硅反应形成挥发性的氟化硅，所述氟化硅被从反应器40排出。含氟气体可以是例如CF4、NF3或者SF6。含氟气体还可以包括含氧气体，诸如前面提及的气体。含氟气体也可以通过将RF或者微波能量施加到气体来激发。例如，在一个方案中，放置在反应器40中的多个衬底20被暴露于通过将电流施加到线圈43而形成的含氟等离子体，在此方案中，线圈43充当气体激发器并且是感应线圈，用于通过将能量感应耦合到气体来在反应器40中由气体形成等离子体。功率供应装置50施加适当的功率水平以激发气体，诸如从约200W-约2000W的功率水平。含氟气体以从约100sccm-约700sccm的流率流入室，并且气体被保持在约200mTorr-约2000mTorr的压强下。
在另一个工艺中，衬底20上的硅的碳氧化物22在一个等离子体工艺步骤中既被脱碳又被去除其氧化硅含量。在此工艺中，硅的碳氧化物22的表面30被暴露于图2的反应器40 中的包括含氟气体和含氧气体两者的工艺气体的等离子体。在此方案中，含氟气体形成氟物质，该氟物质与氧化硅反应形成挥发性的硅-氟物质，含氧气体与硅的碳氧化物22中的碳反应，形成诸如一氧化碳和二氧化碳之类的碳-氧物质，然后从反应器40将它们排出。含氧气体可以例如是O2、O3、H2O、H2O2及其混合物；而含氟气体可以例如是CF4、NF3或者SF6。通过将RF或者微波能量施加到气体来激发工艺气体。如图所示，多个衬底20可以被放置在反应器40中，并且暴露于通过将电流施加到感应线圈43以将能量感应耦合到工艺气体而形成的等离子体。功率供应装置50施加合适的功率水平以激发工艺气体，诸如从约200W-约2000W的功率水平。工艺气体以约300sccm-约1200sccm的流率流入室中，并且气体被保持在约200mTorr-约2000mTorr的压强下，以基本去除衬底20上的硅的碳氧化物22的整个层。
在上述的工艺中，硅的碳氧化物22被从衬底20去除。硅的碳氧化物22可以利用衬底处理设备102形成在衬底20上，衬底处理设备102包括化学气相沉积室106，其实施例被示于图4中。室106能够在新的衬底20上形成硅的碳氧化物22，或者在去除先前沉积的硅的碳氧化物22之后被回收的衬底上形成硅的碳氧化物22。室106包括围壁118，所述围壁118包括顶板119、侧壁121和底壁122，它们一起限定出工艺区113。例如，在一个方案中，围壁118包括部分圆顶的顶板119，顶板119处于工艺区113的上方。沉积气体可以通过气体供应源130引入到室106中，气体供应源130包括沉积气体源131和气体分配器132。在所示的方案中，气体分配器132包括一个或者多个导管133，所述导管133具有一个或者多个气体流量阀134a和134b和一个或者多个围绕衬底20的外周的气体出口135a以及一个或者多个处于衬底20上方的出口135b和135c，以在室106中提供优化的沉积气体流。衬底支座100的静电卡盘108中的电极145可以由电极功率供应装置143供电，以在处理期间将晶片静电地保持在支座表面180上。晶片输送器153也可以被设置来将衬底20布置在支座100的晶片接纳表面180上。废的工艺气体和工艺副产物通过排出系统120从室106排出，所述排出系统120可以包括排出导管127，其接收来自工艺区113的废的工艺气体；节流阀129，其控制室106中的工艺气体压强；以及一个或者多个排气泵140。
在一个方案中，可以通过气体激发器116激发沉积气体，以处理衬底20，所述气体激发器116包括天线117，天线117具有一个或者多个感应器线圈111a和111b，所述感应器线圈111a和111b可以具有关于室106的中心的圆对称性，以将能量耦合到室106的工艺区113中的工艺气体。例如，天线117可以包括围绕室106的圆顶板119的顶部的第一感应器线圈111a和围绕圆顶顶板119的侧部的第二感应器线圈111b。感应器线圈可以由第一、第二RF功率供应装置142a、142b单独供电。气体激发器116还可以包括一个或者多个工艺电极，所述工艺电极可以被供电来激发工艺气体。还可以设置远程室147来激发诸如清洁气体的工艺气体，所述工艺气体通过将RF或者微波能量耦合到远程室147的功率供应装置149激发，并且激发气体可以经由具有流量阀134c的导管148输送到室106，例如来清洁所述室。
为了例如通过在衬底20上形成硅的碳氧化物电介质层22来处理衬底20，工艺室106被排空并且保持在预定的负压下。然后，通过晶片输送器153将衬底20提供在支座100上，并且通过经由电极功率供应装置143向支座100中的电极145施加电压，可以将衬底20保持在支座100上。气体供应源130将工艺气体提供到室106，并且气体激发器116将RF或者微波能量耦合到工艺气体，以激发气体来处理衬底20。在工艺过程中产生的排出物通过排出系统120从室106排出。
室106可以由控制器194控制，所述控制器194包括程序代码，所述程序代码具有操作室106的组件来处理室106中的衬底20的指令集。例如，控制器194可以包括衬底定位指令集，用于操作衬底支座100和晶片输送器153中的一个或者多个来将衬底定位在室106中；气体流量控制指令集，用于操作气体供应源130和流量控制器，以设定到室106的气体流量；气体压强控制指令集，用于操作排出系统120和节流阀，以保持室106中的压强；气体激发器控制指令集，用于操作气体激发器116，以设定气体激发功率水平；温度控制指令集，用于控制室106中的温度；以及工艺监视指令集，用于监视室106中的工艺。
在操作中，硅的碳氧化物材料通过如下操作来沉积将有机硅烷前驱体气体和氧气或者臭氧流入到室106中，并且将衬底20加热到例如约300℃到约400℃的温度。沉积工艺是热CVD工艺，该热CVD工艺用于形成具有足够低的介电常数的硅的碳氧化物。有机硅烷前驱体气体应该具有至少一个硅-碳键，诸如甲基硅烷、二甲基硅烷(DMS)、三甲基硅烷(TMS)、四甲基硅烷(T4MS)、以及苯基甲基硅烷。因为其商业可得性和高的硅-碳键数量，TMS和T4MS是优选的前驱体气体。在一个示例性工艺中，使用TMS、氧气和氦气组成的工艺气体。在这样的工艺的一个实施例中，首先，流率为2650sccm的氦气被引入到室106中，并且气体流量已经稳定到3.5Torr的压强时，节流阀129被部分关闭，并且使得室106中的压强达到期望的沉积压强水平。一旦达到所期望的压强水平并且将该压强维持数秒，就将工艺气体流入到室106中，工艺气体包括流率为1450sccm的TMS、流率为800sccm的氧气和流率为400sccm的氦载气。工艺气体用以950W的功率水平施加到间距约200密耳的电极的RF功率来激发，以在衬底20上沉积硅的碳氧化物22。室106的壁118可以被保持在约50℃-60℃的温度下。根据这样的工艺沉积的硅的碳氧化物一般具有约2.1-约2.2g/cm3的密度。工艺还可以包括采用1000sccm的氦载气流率的附加等离子体冲洗步骤和1850sccm的流率的氦冲洗步骤。在沉积硅的碳氧化物之后，可以在常规的炉或者真空中通过将硅的碳氧化物加热到约300℃-约500℃的温度至少约10分钟，将其固化以提高其耐吸湿性。
参考本发明的某些优选方案对本发明进行了描述；但是，其它的方案也是可以的。例如，如对于本领域的普通技术人员来说明显的，例如在硅的碳氧化物中的特征刻蚀中，可以去除或者部分去除其它类型的硅的碳氧化物。此外，如对于本领域的普通技术人员来说明显的，还可以根据所描述的实施例的参数，使用等效于针对去除工艺所描述的那些的可替换步骤。因此，权利要求的精神和范围不应限于本文所包含的优选方案的描述。
权利要求
1.一种用于处理包括硅的碳氧化物的衬底的方法，包括(a)通过将所述衬底暴露于含氧气体同时将所述衬底加热到小于或者等于约400℃的温度，来将所述硅的碳氧化物脱碳，由此将所述硅的碳氧化物转化为氧化硅；以及(b)通过如下操作中的至少之一去除所述衬底上的所述氧化硅(i)将所述氧化硅暴露于含氟酸性溶液；或者(ii)通过将所述衬底暴露于包括含氟气体的工艺气体的等离子体，去除基本整个厚度的所述氧化硅。
2.如权利要求1所述的方法，其中，(a)包括将所述衬底暴露于含氧气体，所述含氧气体包括如下物质中的至少之一(i)O2或O3；(ii)H2O；或者(iii)H2O2。
3.如权利要求1所述的方法，其中，(a)包括设定工艺条件，以通过从所述硅的碳氧化物去除约5重量％-约40重量％的碳来对所述硅的碳氧化物脱碳。
4.如权利要求1所述的方法，其中，(a)包括将所述衬底加热(i)到从约250℃-约300℃的温度；(ii)持续从约40分钟-约80分钟的时间；(iii)通过激发所述含氧气体来加热，其中，通过将RF能量耦合到所述气体以形成含氧气体的等离子体来激发所述含氧气体；或者(iv)通过将电流通过电阻加热器来加热。
5.如权利要求1所述的方法，其中，(b)包括将所述衬底暴露于含氟酸性溶液，所述含氟酸性溶液包括浓度从约1体积％-约12体积％的HF。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在(b)中，所述含氟气体包括CF4、NF3或SF6。
7.如权利要求1所述的方法，其中，(b)还包括如下操作中的至少之一(i)将所述工艺气体保持在约200mTorr-约2000mTorr的压强下；(ii)通过将约200W-约2000W的功率水平的能量耦合到所述工艺气体来维持等离子体。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述工艺气体还包括含氧气体。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述含氟气体包括CF4、NF3或SF6，所述含氧气体包括O2或者O3。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述工艺气体包括CF4和O2。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述工艺包括稀释气体。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述稀释气体包括氮气或氩气。
13.如权利要求1所述的方法，包括在所述衬底上沉积所述硅的碳氧化物的初始步骤。
14.一种衬底处理设备，包括(a)反应器，包括(i)罩壳，所述罩壳包括用于接纳衬底的支座，所述衬底包括硅的碳氧化物；(ii)气体入口，用于将所述含氧气体引入到所述反应器中；(iii)加热器，用于加热所述反应器中的所述衬底，由此将所述硅的碳氧化物转化为氧化硅；以及(b)包括含氟酸性溶液的浴池，用于接纳包括氧化硅的衬底，以去除所述衬底上的所述氧化硅。
15.如权利要求14所述的设备，其中，所述加热器包括用于维持所述室中的所述含氧气体的等离子体的气体激发器，并且所述设备还包括用于从所述室去除所述气体的排出端口，由此所述硅的碳氧化物层被脱碳以形成氧化硅。
16.如权利要求14所述的设备，其中，所述支座能够接纳多个衬底。
17.一种衬底处理设备，包括(a)反应器，包括(i)罩壳，所述罩壳包括用于接纳多个衬底的支座，每一个衬底包括硅的碳氧化物；(ii)气体入口，用于将所述含氧气体供应到所述罩壳中；(iii)加热器，能够通过将所述衬底加热到小于或者等于约400℃的温度来对所述硅的碳氧化物进行脱碳，由此将所述硅的碳氧化物转化为氧化硅；以及(b)等离子体室，包括(i)罩壳，所述罩壳包括用于接纳至少一个衬底的支座，所述衬底包括氧化硅；(ii)气体入口，用于将所述含氟气体引入到所述室中；(iii)气体激发器，用于维持所述室中的所述含氟气体的等离子体，由此所述氧化硅与所述含氟气体反应，形成挥发性的氟化硅物质；以及(iv)排出端口，用于去除所述挥发性氟化硅物质，由此去除所述衬底上的所述氧化硅。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述等离子体室包括用于接纳多个衬底的支座。
19.一种衬底处理设备，包括(a)等离子体室，包括(i)罩壳，所述罩壳包括用于接纳至少一个衬底的支座，所述衬底包括硅的碳氧化物；(ii)气体入口，用于将含氟气体引入到所述室中；(iii)气体激发器，用于维持所述室中的所述含氟气体的等离子体，由此所述硅的碳氧化物与所述含氟气体反应，形成挥发性的氟化硅物质；以及(iv)排出端口，用于去除所述挥发性氟化硅物质，由此去除所述衬底上的所述氧化硅，以在所述衬底上形成残余的碳层；以及(b)反应器，包括(i)罩壳，所述罩壳包括用于接纳多个衬底的支座，每一个衬底包括残余的碳层；(ii)气体分配器，用于将含氧气体供应到所述罩壳；(iii)加热器，能够将所述衬底加热到小于或者等于约400℃的温度，以灰化所述衬底上的所述残余的碳层。
20.一种等离子体室，包括(a)罩壳，所述罩壳包括用于接纳至少一个衬底的支座，所述衬底包括硅的碳氧化物；(b)气体入口，用于将工艺气体引入到所述室中，所述工艺气体包括含氟气体和含氧气体；(c)气体激发器，用于维持所述室中的所述工艺气体的等离子体，由此所述硅的碳氧化物分别与所述含氟气体和所述含氧气体反应，形成挥发性的硅-氟物质和碳-氧物质；以及(iv)排出端口，用于从所述室去除所述挥发性的硅-氟物质和碳-氧物质。
全文摘要
本发明公开了一种用于处理衬底的方法，包括在衬底上沉积硅的碳氧化物和从衬底去除硅的碳氧化物。衬底上的硅的碳氧化物通过暴露于激发的含氧气体而被脱碳，所述激发的含氧气体加热衬底并且将硅的碳氧化物层转化为氧化硅层。氧化硅通过暴露于含氟工艺气体的等离子体而被去除。或者，残留的氧化硅可以通过含氟酸性浴去除。在另一个方案中，含氟气体和含氧气体的等离子体被激发来从衬底去除硅的碳氧化物。
文档编号H01L21/3105GK101026096SQ20061016238
公开日2007年8月29日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年2月21日
发明者克里什纳·维帕, 雅什拉·布特那格尔, 罗纳德·拉亚达亚, 文卡塔·巴拉伽纳 申请人:应用材料公司