专利名称：去除卤素的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件。更具体地，本发明涉及在加工期间需要使用卤素加工晶片的半导体器件的生产。
背景技术：
在半导体器件的生产中，在加工工具中加工晶片，加工晶片可导致残留的加工气体，断片(segment)和副产物留在晶片表面上。这些残留物可包括，但不局限于含卤素的物质。去除残留物的ー个方法是通过用微波或电感耦合等离子体源在后续剥离器处理已加工的晶片。后续剥离器模块可作为加工工具中的ー个模块。然后，将已加工的晶片放到后续剥离器模块中，去除/減少已加工晶片表面上的卤化物。然而，这个剥离过程发生在在真空加工工具内部加工之后。因此，后续剥离器模块占据加工工具中的ー个有用点。后续剥离器模块使用加工工具中的这个点是指该点不能用于另ー加工室中，从而导致晶片加 エ产量降低。
发明内容
为了获得上述井根据本发明的目的，提供了加工晶片的方法。将晶片提供到入口真空交換室(entrance load lock chamber)中。在入口真空交換室中生成真空。将晶片从入口真空交換室传送到加工工具。在加工工具的加工室中加工该晶片以提供已加工晶片， 其中该加工在晶片表面形成卤素残留物。在加工该晶片之后在加工室中对晶片进行脱气步骤。将该已加工的晶片转移到脱气室，其中在该脱气室中保持真空。在脱气室中用UV照射 (light)和包含臭氧，氧气或H2O中至少ー种的气流处理已加工晶片。停止气流。停止UV 照射。将已加工的晶片从该脱气室中移出。提供了加工晶片的方法。将晶片提供到入口真空交換室中。在入口真空交換室中生成真空。将晶片从入口真空交換室传送到加工工具。在加工工具的加工室中加工该晶片以提供已加工晶片，其中该加工在晶片上形成卤素残留物。将该已加工的晶片转移到脱气室。在脱气室中用UV照射和包含臭氧，氧气或H2O中至少ー个的气流处理已加工晶片。停止气流。停止UV照射。将已加工的晶片从该脱气室中移出。在本发明的另ー实施方式中，提供了加工硅晶片的方法。将硅晶片提供到入口真空交換室中。在入口真空交換室中生成真空。将晶片从入口真空交換室传送到加工工具。 实施晶片的蚀刻。实施含氟晶片加工，其将卤素残留物留在晶片上。在加工室中对晶片进行脱气步骤，其中该脱气步骤去除至少部分卤素残留物，其中该在加工室中对晶片进行脱气步骤，包括提供含至少5%氧气的无卤气体并从该含至少5%氧气的气体中形成等离子体。 将该晶片转移到脱气室，其中在脱气室中保持真空。在脱气室中用UV照射和包含臭氧，氧气或H2O中至少ー个的气流处理已加工晶片。停止气流。停止UV照射。将已加工的晶片从该脱气室中移出。
将在下述的本发明的具体实施方式
中并结合下述附图详细描述本发明的这些和其他特征。
本发明在随附附图中是以示例方式而不是以限制方式进行说明，其中相同的參考数字表示类似的元素，其中图1是本发明实施方式的流程图。图2是包括本发明实施方式的系统的示意图。图3是带有隔离站和暗盒(cassette)的大气传送模块的示意图。图4是脱气室和相关部件的实施方式的示意图。图5A-B是可用于实行本发明的计算机系统的示意图。图6是脱气室和相关部件的另ー实施方式的示意图。图7是本发明另ー实施方式的高级流程图。图8A-C是根据本发明实施方式所示加工的晶片的横截面图。图9是在加工室步骤和原位脱气步骤中加工晶片的更详细的流程图。
具体实施例方式现将參照随附
的一些优选的实施方式详细描述本发明。在下述描述中， 陈述了许多具体细节以便完全理解本发明。然而，对本领域技术人员显而易见的是，本发明在没有某些或全部的具体细节的前提下也可实施。在其他情况下，没有详细描述公知的加 エ步骤和/或结构以防止不必要地模糊本发明。在半导体器件生产期间加工晶片时，作为加工結果，通常在晶片上留有卤素残留物。当含有该残留物的晶片返回大气中时，该残留物可与大气中的水分发生反应进而造成污染。该残留物引起的污染主要有三种类型1)自我污染，幻交叉污染以及；3)设备污染。当晶片上的残留物与大气反应并且引起晶片本身的损坏时可导致自我污染。例如，晶片上的冷凝能导致晶体缺陷，掩膜侵蚀或形态塌陷。当含有残留物的晶片紧邻其他晶片，包括未加工的晶片时可导致交叉污染。例如， 当将已加工的晶片放到真空交換室用以返回到大气中的暗盒以及未加工的晶片从真空交换室移出以便加工，已加工的晶片和未加工的晶片紧邻时可能发生交叉污染。附加的示例为发生已加工的晶片返回到含有多个未加工晶片的暗盒中吋。在这些紧邻期间，已加工晶片上的残留物可能迁移到未加工晶片上，进而污染该未加工晶片。这种交叉污染可能在该未加工晶片随后的加工中导致该未加工晶片的缺陷。例如，该污染可引起微遮蔽缺陷。当带有残留物的晶片到达大气并且该残留物与大气中的水分发生反应时可导致设备污染。这种反应可引起酸性气体排出，该酸性气体可转移到晶片加工设备，例如用于转移晶片的机器臂。然后，该污染物的酸性特征随着时间的推移可导致侵蚀性损坏。在不降低晶片加工产量以及不需要在后续剥离器模块中使用的高温的前提下减小或消除来自卤素残留物污染的方法是需要的。一些晶片可能是由不能承受用于后续剥离器模块中的通常为200°C到400°C的高温的材料构成的。例如，如果放在后续剥离器所需的温度下，使用无定形碳的晶片会燃烧。
图1是本发明实施方式的高级流程图。未加工的晶片通常起始于加工工具外部的正常大气下保存许多晶片的暗盒中。为了加工晶片，必须将晶片移动到加工工具的真空中。 在这个实施方式中，将晶片从暗盒中移出(步骤102)并且移动到入口真空交換室中(步骤 104)。关闭入口真空交換室并在入口真空交換室中形成真空(步骤108)。一旦在入口真空交換室中建立真空，打开加工工具的朝向真空的门并且将晶片从入口真空交換室转移到加 エ工具中(步骤11 进而加工晶片(步骤116)。该加工可包括例如施加蚀刻掩膜，蚀刻或剥离蚀刻掩膜。该加工实际上可包括多个过程，其可能需要使用加工工具内的ー个或ー个以上的加工室。此刻将已加工的晶片转移到脱气室(步骤120)。然后将脱气室密封并且此刻包含真空。用UV照射和气体混合物处理晶片以去除卤化物残留物(步骤124)。该气体混合物包括臭氧，氧气，或H2O中的至少ー个。当该气体混合物流过该已加工的晶片后，其也从该脱气室中抽出。在规定的处理时间之后，停止气流(步骤128)，将脱气室通大气(步骤132)并且停止UV照射(步骤136)。一旦脱气室中的压强与脱气室外的大气压强相等， 将该已处理的晶片从该脱气室中移出(步骤140)。然后，将该已处理的晶片在隔离站放置一段时间(步骤144)以使得任何剰余的残留物消散。然后，将该已处理的晶片转移到暗盒 (步骤148)。脱气真空交換站的实施方式包括下面详述的多个部分。图2是加工工具200的俯视图并且包括本发明实施方式的多个部分。暗盒202储藏晶片在加工之前的未加工晶片以及然后一旦在加工工具200中的所有加工和在脱气室中的所有处理完成后保存已处理晶片。暗盒202能保存多个晶片，通常不少于25。气闸站 205表示一系列设备，用于在大气传送模块(ATM) 214的大气和真空传送模块(VTM)212的真空之间往返传送晶片。该VTM 212是加工工具的一部分并且连接到多个加工室208。可能有不同类型的加工室208。例如，可能有用于下述エ序中每ー个エ序的加工室208 施加蚀刻掩膜，蚀刻或剥离蚀刻掩膜。可替换地，可能有两个或两个以上相同类型的加工室208以便帮助提高产量。图3所示为ATM 214连同隔离站210和暗盒202的侧视图。详细显示了包括脱气室336和入口真空交換室334的气闸站205。该入口真空交換室具有朝向大气的门318，朝向真空的门320，晶片支架306，通气孔(未图示)和抽空装置(未图示)。脱气室336和入口真空交換室334必需以保持在VTM 212中的真空的方式连接到VTM 212。因此，在VTM 212和脱气室336以及真空交換室334相交的位置处存在真空密封装置324以便防止大气渗入到VTM 212中。虽然图3所示的入口真空交換室334和脱气室336是独立的结构，但是，它们可能是连接在一起的独立部件或者被加工成ー个部件。隔离站210保存多个已处理晶片以使得任何剰余的残留物消散。该隔离站210优选地由非腐蚀材料构成以减小由任何设备污染造成的损坏。该隔离站210具有排气装置322，其通过将气体抽出隔离站210从而有助于使任何剰余的残留物离开晶片。图4更详细显示了连同相关部分的示例性脱气室。脱气室336可由非腐蚀材料构成，例如受过阳极加工的材料。脱气室336包括朝向大气的门302，朝向真空的门304，晶片支架308，UV照射源310，排气系统410，压强传感器414，通气孔316，和气体喷射器408。图3和图4显示了位于脱气室336外部的UV照射源310。在这个实施方式中，脱气室336包括窗ロ 314，来自UV照射源310的UV照射312通过该窗ロ照在保持在下方的晶4/9页
片支架308里的已加工的晶片上。可替换的实施方式如图6所示，其中UV照射源310位于脱气室336内部。不管UV照射源在脱气室336的内部还是外部，该UV照射源优选地位于距离被处理晶片不超过30cm的位置。更优选地，该UV照射源310尽可能接近该被处理的
曰t±" 日日门°气体喷射器408将气体喷射到脱气室336中。气体源402提供该气体。示例性的气体源402可包括用于保存所提供的不同气体的多个独立的气体罐404，氧气罐416，水蒸气源405，和臭氧生成器418。气体源402也包括用于独立气体罐404以及水蒸气源405中的每ー个的控制阀406。也存在氧气控制阀420和臭氧控制阀422。虽然图4显示了独立的气体罐404，水蒸气源405，以及氧气罐416，但是也可有保存不同数量独立气体所需的不同数量的气体罐/源404。例如，喷射的气体可包含臭氧和氧气的混合物，并且因此至少有保存氧气的氧气罐416和将部分氧气转换成臭氧的臭氧生成器418。然而，例如，如果气体也包含氮气，那么就有保存氮气的气体罐404。气体源402的可替换的实施方式如图6所示。在这个实施方式中，没有臭氧生成器418。当没有臭氧生成器418吋，通过来自UV照射源310的特定UV照射312的应用在脱气室内部生成臭氧。通常，小于200nm的波长可用于从氧气生成臭氧。虽然图4显示了气体源402的一个实施方式和脱气室336的一个实施方式，并且图6显示了气体源402的不同实施方式和脱气室336的不同实施方式，这些部件可互換。因此图4中的气体源402可与图6中的脱气室336 —起使用，并且图6中的气体源402可与图4中的脱气室336 —起使用。本发明的一些实施方式中可提供水蒸气源。示例性的合适的气体喷射器408是五指喷射器，其具有摊开的五个独立的喷嘴并且旨在互相分开以便使喷射的气体具有均勻分布的气流。气体喷射器408和排气系统410 的位置需要能让气体进入气体喷射器408，流过晶片然后通过排气系统410从脱气室336中抽出。例如图4所示的实施方式显示了在脱气室336 —侧顶部的气体喷射器408和位于脱气室336另ー侧底部的排气系统410。合适的排气系统410可包括例如导管和专用空气泵。 在另ー实施方式中，排气系统410可只包括导管，其通向非专用空气泵。控制器412显示为连接到压强传感器414，排气系统410，UV照射源310，控制阀 406，氧气控制阀420和臭氧控制阀422上。然而该控制器也可连接到其他部分并控制其他部分，该其他部分如通气孔316，朝向大气的门302，以及朝向真空的门304。图5A和5B显示了计算机系统500，其适用于实行用于本发明实施方式中使用的控制器412。图5A显示了计算机系统的ー种可能的物理形式。当然，该计算机系统可具有多种物理形式，范围从集成电路，印刷电路板，以及小的手持设备直到巨大的超级计算机。计算机系统500包括监控器502，显示器504，储存器506，磁盘驱动器508，键盘510，和鼠标 512。磁盘514是用于转移数据到计算机系统500以及从计算机500中转移数据的计算机可读介质。图5B是计算机系统500的示例性的框图。连接到系统总线520的是各种各样的子系统。处理器522(也称为中央处理单元或CPU)联接到存储设备，包括存储器524。存储器5M包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。本领域公知的，ROM用作单向地将数据和指令转移到CPU，以及RAM通常用于以双向方式转移数据和指令。这两种类型的存储器可包括下述的任何合适的计算机可读介质。固定磁盘5 也双向联接到CPTO22 ；其提供
10了额外的数据存储容量并且也可包括下述的任何计算机可读介质。固定磁盘5 可用于存储程序，数据及其类似信息资料，并且通常是第二(secondary)存储介质(如硬盘)，其比主存储器慢。应了解，在适当的情况下，保存在固定磁盘5 中的信息可以标准的方式納入作为存储器524的虚拟内存。可移动磁盘514可以是下述的任何计算机可读介质的形式。CPU522也联接到各种输入/输出设备，如显示器504，键盘510，鼠标512和扬声器530。一般情况下，输入/输出设备可以是以下任意的设备视频显示器，轨迹球，鼠标，键盘，麦克风，触摸敏感显示器，转换读卡器，磁性或纸带阅读器，图形输入板，触针，语音或手写识别器，生物识别器，或其他计算机。可选地，CPU522可使用网络接ロ 540联接到其他计算机或远程通讯网络。具有这样的网络接ロ，可考虑该CPU可从网络接收信息或者在实施上述方法步骤的过程中向网络输出信息。进一歩，本发明的方法实施方式可能仅在CPTO22 上执行或可以在诸如互联网等网络上连同分享部分过程的远程CPU —起执行。此外，本发明的实施方式进ー步涉及带有计算机可读介质的计算机存储产品，在该计算机可读介质上具有计算机代码以实施各种计算机执行操作。该介质和计算机代码可以是那些用于本发明目的的具体设计和构建的介质和代码，或者也可以是那些对于计算机软件领域的技术人员来说公知的以及可用的介质或代码。示例性的计算机可读介质包括但不局限于磁性介质，如硬盘，软盘，和磁带；光学介质，如CO-ROM和全息设备；磁光介质，如光磁软盘；以及具体配置为存储或执行程序代码的硬件设备，如特定应用集成电路 (ASIC)，可编程逻辑器件(PLD)和ROM以及RAM设备。示例性的计算机代码包括如由编译器产生的机器代码，以及包含通过计算机使用翻译器执行的高级代码的文件。计算机可读介质也可以是由计算机数据信号传送的计算机代码，该计算机数据信号体现在载波上井代表可由处理器执行的指令序列。在本发明的更详细的实施方式中，未加工晶片通常起始于暗盒202中。将未加 エ晶片从暗盒202中移出(步骤102)并通过朝向大气的门318转移到入口真空交換室 334(步骤104)。这通过图3中的第一工作流程指示符330表示。当程序启动后，朝向真空的门320关闭并且朝向大气的门318打开。然后，将该晶片保持在晶片支架306中并且将朝向大气的门318关闭并密封。抽空指的是排空该密封的入口真空交換室334中的大气， 因而形成真空(步骤108)。现在，将朝向真空的门320打开并且将晶片从入口真空交換室中移出经过VTM 212到达加工工具200的加工室208中(步骤112)。在加工室208中，加 エ晶片(步骤116)。例如，该加工可包括在晶片上施加、蚀刻或将蚀刻掩膜剥离。可使用多个加工室208并且单个晶片可能会经过需要使用该ー个或ー个以上加工室的ー个或ー个以上的加工。加工后，将已加工的晶片从加工室208中移出并经过VTM 212转移到脱气室 336(步骤120)。为了从VTM 212接收已加工的晶片，脱气室336中必须是真空。因此，在脱气室336接收该晶片之前，脱气室的门302，304必须密封并且通过排气系统410将脱气室336中的大气排空。一旦压强传感器414检测到脱气室336中的真空，打开朝向真空的门304并且脱气室336准备好接收已加工的晶片。此时脱气室336中朝向大气的门302 仍旧密封并且朝向真空的门304是打开的，晶片经过朝向真空打开的门304转移到脱气室 336(步骤120)。一旦晶片在脱气室336中，晶片通过晶片支架308保持并且朝向真空的门 304关闭并密封。现在准备在脱气室336中处理晶片。
打开UV照射312并且气体喷射器408将气体喷射到脱气室336中以处理该已加 エ的晶片(步骤124)。在ー实施方式中，喷射的气体包括臭氧和氧气中的至少ー种。该气体也可包括如氮气和/或水蒸气等其他成分。示例性的气体混合物由15wt. %的臭氧和 85wt. %的氧气构成。该气体优选地包含从约3wt. %的臭氧到约30wt. %的臭氧。更优选地，该气体包含约5wt. %的臭氧到约20wt. %的臭氧。可通过控制控制阀406、氧气控制阀 420和臭氧控制阀422来设置该气体混合物的成分，以能满足所需气体的不同流量。该气体流过晶片然后流出排气系统410。在脱气室336中用UV照射312和气体处理晶片一段时间使得卤素残留物基本上从晶片上去除。优选地该处理持续5秒到20分钟之间。更优选地，该处理持续10秒到120 秒之间。一旦完成该处理，停止该气流(步骤128)。排气系统410可留下运行一小段时间使得在脱气室336通气之前将剩余气体从脱气室336中去除。脱气室336通过通气孔316 与大气压强通气(步骤132)并且停止UV照射312(步骤136)。可使用与脱气室336联接的压强传感器414以确保在打开朝向大气的门302之前脱气室336内部的压强与脱气室 336外部的压强相匹配。打开朝向大气的门302并且将晶片经过该朝向大气的门302从脱气室336中移出 (步骤140)。然后，将晶片移动到隔离站210，如第二工作流程指示符3 所示(步骤144)。 隔离站210可保存该已处理的晶片一段时间使得任何剰余的残留物消散。优选地，在隔离站保存该已处理的晶片1分钟到30分钟。如果隔离站210具有排气装置322，可打开该排气装置以通过从隔离站210抽取空气的方式以帮助将任何剰余残留物从晶片排除。一旦该晶片在隔离站210中处理完毕，就将其移回暗盒202，如第三工作流程指示符3 所示(步骤148)。可替换地，可将晶片直接从脱气室336转移到暗盒202中而不需要隔离站210，如第四工作流程指示符332所示。在另ー实施方式中，脱气室336没有朝向大气的门302。相反的，将晶片移回到VTM 然后到真空交換室334。具体地说，示例性脱气真空交換站包括脱气室，晶片支架，压强传感器，UV照射源，气体喷射器，排气系统，通气孔，真空密封装置和隔离站。脱气真空交換站的添加有助于解决污染残留物产生的问题，同时也避免了后续剥离器固有的缺陷。通过添加在加工工具中不会占据有用点的脱气真空交換站，该加工工具能够拥有另ー加工室，因而增大加工工具的总体产量，同时也有助于去除污染残留物。此外，该脱气真空交換站和使用脱气真空交換站的方法不需要后续剥离器所需要的高温。随着该脱气真空交換站的添加，进入加工工具200的未加工晶片和离开加工工具200的已加 エ晶片沿着不同路径运动。引入的未加工晶片运动通过入口真空交換室334以及输出的已加工晶片运动通过脱气室336。因此，具有污染残留物的该已加工的晶片不接近未加工晶片，例如，在单程的双向气闸中能转移进入和输出的晶片。此外，因为已加工的晶片运动没有通过入口真空交換室334，所以该已加工的晶片本身不能污染入口真空交換室334。这有助于防止已加工晶片和未加工晶片之间的交叉污染。图7是本发明另ー实施方式的高级流程图。未加工晶片通常起始于加工工具外部的正常大气下保存许多晶片的暗盒中。为了加工晶片，必须将晶片移动到真空加工工具中。 在这个实施方式中，将晶片从暗盒中移出(步骤702)并且移动到入口真空交換室中(步
12骤704)。关闭入口真空交換室并在入口真空交換室中形成真空(步骤708)。一旦在入口真空交換室中建立真空，打开加工工具的朝向真空的门并且将晶片从入口真空交換室转移到加工工具中(步骤71 进而在加工室中加工晶片(步骤716)。该加工可包括例如施加蚀刻掩膜，蚀刻或剥离蚀刻掩膜。该加工实际上可包括多个过程，其可能需要使用加工工具内的ー个或ー个以上的加工室。在实施最后加工的加工室中，实施随后的脱气加工(步骤 718)。此刻将已加工的晶片转移到脱气室(步骤720)。然后将脱气室密封并且此刻包含真空。用UV照射和气体混合物处理晶片以去除卤化物残留物(步骤724)。该气体混合物包括臭氧、H2O或氧气中的至少ー种。当该气体混合物流过该已加工的晶片后，其也从该脱气室中抽出。在规定的处理时间之后，停止气流(步骤728)，将脱气室通大气(步骤732) 并且停止UV照射(步骤736)。一旦脱气室中的压强与脱气室外的大气压强相等，将该已处理的晶片从该脱气室中移出(步骤740)。然后，将该已处理的晶片在隔离站放置一段时间(步骤744)以使得任何剰余的残留物消散。然后，将该已处理的晶片转移到暗盒(步骤 748)。在本发明的更具体的实施方式中，未加工的晶片通常起始于暗盒202中。图8A是在光致抗蚀剂掩膜806下的未加工晶片804的横截面图。将该未加工晶片804从暗盒202 中移出(步骤70 并通过朝向大气的门318转移到入口真空交換室334(步骤704)。这通过图3中的第一工作流程指示符330表示。当程序启动后，朝向真空的门320关闭并且朝向大气的门318打开。然后，将该晶片保持在晶片支架306中并且将朝向大气的门318关闭并密封。抽空密封的入口真空交換室334中的大气，因而形成真空(步骤708)。现在， 将朝向真空的门320打开并且将晶片从入口真空交換室中移出经过VTM 212进入加工工具 200的加工室208中(步骤712)。在加工室208中，加工晶片(步骤716)。可使用多个加工室208并且单个晶片可能会经过需要使用该ー个或ー个以上加工室的ー个或ー个以上的加工。图9是在用于示例性的本发明实施方式中的加工室步骤(步骤716)中加工晶片的更详细的流程图。在这个示例中，蚀刻硅晶片，在蚀刻特征上形成硅氧化物侧壁钝化层(步骤904)。图8B是晶片804 在将特征808蚀刻到晶片上，形成硅氧化物侧壁钝化层812之后的横截面图。形成该硅氧化物侧壁钝化层812以提供改进的蚀刻。例如，该侧壁钝化层可减小底切或其他不期望的結果。现有技术中，可使用湿处理以去除硅氧化物侧壁钝化层。这种加工需要将晶片从该真空交換室中移出，这需要额外的时间和额外的步骤，増大了成本并减缓了加工。在用等离子蚀刻去除硅氧化物侧壁的湿处理的一个优势是因为这种等离子蚀刻将留下降低设备性能的氟残留物。因此，在这个示例中，使用干处理去除硅氧化物側壁， 并且使用脱气步骤的组合以从该蚀刻加工中去除氟残留物和其他卤素残留物。在这个示例中，使用含氟的晶片加工如含氟蚀刻以提供等离子蚀刻，该等离子蚀刻去除硅氧化物侧壁钝化层(步骤908)。这种氟蚀刻可使用含氟气体，如C2F6，CF4, CHF3, CH2F2，SF6,或NF3,其可与稀释的He，Ar，Ne，Xe，或Kr，以及附加的仏一起使用。在示例性的方法中，提供5-100mTorr的压强。50_500sccm的CF4流入蚀刻室中。在13. 56MHz, 200-1000 瓦特下提供TCP。不提供偏压，因此在不蚀刻其他材料的前提下将硅氧化物去除。由CF4形成的等离子体保持5到30秒。图8C是硅晶片408在去除硅氧化物侧壁钝化层之后的横截面图。
加工晶片之后，在蚀刻室中提供原位脱气加工(步骤718)。脱气气体流入该加工室中(步骤91幻。优选地，该脱气提供在脱气加工期间总气流的至少5%的O2流。更优选地，该仏流为在脱气加工期间总气流的至少50%。最优选地，该仏流为在脱气加工期间总气流的至少70%。优选地，提供流量为所提供O2流的0-50%之间的流量的凡流。更优选地，N2流是O2流的10-20%。脱气气体形成等离子体(步骤916)。示例性的脱气加工方法提供5-500mTorr的压强。给蚀刻室提供50-2000sccm的仏流和0_400sccn的队流。其他添加的气体，如也可添加惰性气体He，Ar，Ne,和Xe。在13. 56MHz下提供50到5000瓦的 TCP功率以使原位脱气气体形成等离子体。在这个实施方式中，在脱气加工期间对硅晶片释放(dechuck)(步骤918)。在这个示例中，在脱气加工期间，通过去除钳位电压将晶片释放(步骤920)然后使用升降销将晶片从卡盘上抬升(步骤924)。应注意，在原位脱气期间抬升晶片减小了从晶片到静电卡盘的热传递，这升高了晶片温度。在脱气加工期间升高晶片温度能进ー步减少晶片上的剰余卤素。在加工室中的原位脱气之后，将已加工的晶片从加工室208中移出并经过VTM 212转移到脱气室336中(步骤720)。为了从VTM 212接收已加工的晶片，在脱气室336中必须是真空。因此，在脱气室336接收该晶片之前，脱气室的门302，304必须密封并且通过排气系统410将脱气室336中的大气排空。一旦压强传感器414检测到脱气室336中的真空，打开朝向真空的门304并且脱气室336准备好接收已加工的晶片。此时脱气室336中朝向大气的门302仍旧密封并且朝向真空的门304是打开的，晶片经过朝向真空打开的门 304转移到脱气室336 (步骤720)。一旦晶片在脱气室336中，晶片通过晶片支架308保持并且朝向真空的门304关闭并密封。现在准备在脱气室336中处理晶片。打开UV照射312并且气体喷射器408将气体喷射到脱气室336中以处理该已加 エ的晶片(步骤724)。在ー实施方式中，喷射的气体包括臭氧和氧气或H2O中的至少ー种。 在一示例中，喷射的气体流量在0. 3到5slm(标准升每分钟)之间并且包括20-100%的水蒸气与剩余的喷射气体02。压强保持在IOOmT和5Τοπ·之间。该气体也可包括其他成分如氮气。另ー示例性的气体混合物由15wt. %的臭氧和85wt. %的氧气构成。该气体优选地包含从约3wt. %的臭氧到约30wt. %的臭氧。更优选地，该气体包含约5wt. %的臭氧到约 20wt. %的臭氧。可通过控制控制阀406，氧气控制阀420和臭氧控制阀422来设置该气体混合物的成分，以允许所需气体的不同流量。该气体流过晶片然后流出排气系统410。在脱气室336中用UV照射312和气体处理晶片一段时间使得基本上从晶片上去除卤素残留物。优选地该处理持续5秒到20分钟之间。更优选地，该处理持续10秒到120 秒之间。一旦完成该处理，停止该气流(步骤728)。排气系统410可留下运行一小段时间使得在脱气室336通气之前将剩余气体从脱气室336中去除。脱气室336通过通气孔316 与大气压强通气(步骤73 并且停止UV照射312(步骤736)。可使用与脱气室336联接的压强传感器414以确保在打开朝向大气的门302之前脱气室336内部的压强与脱气室 336外部的压强相匹配。打开朝向大气的门302并且将晶片经过该朝向大气的门302从脱气室中移出(步骤740)。然后，将晶片移动到隔离站210，如第二工作流程指示符3 所示(步骤744)。隔离站210可保存该已处理的晶片一段时间使得任何剰余的残留物消散。优选地，在隔离站保存该已处理的晶片1分钟到30分钟。如果隔离站210具有排气装置322，可打开该排气装置以通过从隔离站210抽取空气的方式使得任何剰余残留物离开晶片。一旦在隔离站210 中处理完该晶片，就将该晶片移回暗盒202，如第三工作流程指示符3 所示(步骤748)。 可替换地，可将晶片直接从脱气室336转移到暗盒202中而不需要隔离站210，如第四工作流程指示符332所示。在将晶片从加工室中移出后仅使用UV和氧气或臭氧脱气的实验发现用包含HBr 的配方蚀刻的晶片上60-80%的Br被去除。如果希望较高程度地去除Br以进一歩改善由于Br和空气中的水分之间的反应形成的冷凝而产生缺陷的边缘，以及防止从已蚀刻晶片释放到蚀刻工具的大气部分的HBr的侵蚀，实验发现用富含O2等离子体的原位晶片脱卤， 随后在UV+03站非原位脱卤，使得用富含HBr的化学物质蚀刻的晶片上Br去除率> 90%。 应明白，由于在主要室中残留卤素连续的減少，可获得较高的卤素減少。此外，实验表明富含O2的等离子体的原位晶片脱卤能够在脱气站使用其他化学过程，如 uv+h2o。发现原位脱气加工也能进行含碳沉积物的去除。因此原位脱气和非原位脱气的结合能够达到脱卤的要求和碳残留物的要求。在本发明的其他实施方式中，可在硅晶片和掩膜之间放置ー个或ー个以上的层。 这些ー个或ー个以上的层中的某些可在蚀刻过程中被蚀刻。在ー实施方式中，蚀刻这些ー 个或ー个以上的层而不是蚀刻硅晶片。优选地，这些层可以是多晶硅，TiN, W，SiO2, TiAlN, WSix，TaN, Ti, TiO2, Al2O3 或 ZrO2 中的ー个。本发明的优势是在不将晶片加热到200°C以上的前提下可实施充分脱卤。将晶片加热到200°C以上可能损坏设备性能。因此，本发明优选的实施方式在脱卤加工期间保持晶片的温度在200°C以下。虽然本发明通过几个优选的实施方式来描述，但是存在本发明范围内的替换，变换，修改和各种等同替代方式。应注意，存在实施本发明装置和方法的多种可替代方式。因此随附的权カ要求可解释为包括落入本发明真实精神和范围的所有的替换，变化，修改和各种等同替代方式。
权利要求
1.用于从晶片上去除在该晶片加工期间累积的卤素物质的脱气站，所述脱气站包括 脱气室，其能够生成和保持真空并且能安放所述晶片；晶片支架，其用于将所述晶片保持在所述脱气室中； 压强传感器，其与所述脱气室联接，用以传感所述脱气室中的压强； UV照射源，其用于当所述晶片在所述脱气室中时用UV照射处理所述晶片； 喷射器，其与所述脱气室联接，用于将包含氧气，H2O或臭氧中的至少ー种的气体喷射到所述脱气室中，使得所述气体流过容纳在所述脱气室中的所述晶片；排气系统，其与所述脱气室联接，其中所述排气系统能排空所述脱气室以生成真空并且其中在将所述气体喷射到所述脱气室吋，所述排气系统能够以实质上保存所述脱气室中真空的方式移出所述气体；第一个晶片开ロ，其在所述脱气室中，用以从所述真空室接收所述晶片；以及多个真空密封装置，其围绕所述第一个晶片开ロ使得所述脱气室在所述第一个晶片开 ロ处联接所述真空室。
2.根据权利要求1所述的脱气站，所述UV照射源位于所述脱气室外部并且其中所述脱气室的至少ー侧是来自所述UV照射源的UV照射穿过窗ロ进入脱气室到达所述晶片。
3.根据权利要求1所述的脱气站，其中所述UV照射源位于所述脱气室内部。
4.根据权利要求1所述的脱气站，其进ー步包括隔离站，其中所述隔离站保存已在所述脱气室中脱气的多个晶片。
5.根据权利要求4所述的脱气站，其中所述隔离站包括排气系统，所述排气系统从所述隔离站抽出空气。
6.根据权利要求1所述的脱气站，其中所述UV照射源距离所述晶片支架不超过30cm。
7.根据权利要求1所述的脱气站，其中所述气体包括臭氧。
8.根据权利要求1所述的脱气站，其中所述气体包括氧气并且通过所述UV照射源提供的所述UV照射使得通过将所述UV照射应用到包含氧气的所述气体上而在所述脱气室中生成臭氧。
9.根据权利要求1所述的脱气站，其进ー步包括第二个晶片开ロ，其在所述脱气室中用于将所述晶片转移到外界大气环境中。
10.根据权利要求9所述的脱气站，其进ー步包括大气排气ロ，其能够将所述脱气室与大气压强通气以便将晶片转移到大气中。
11.ー种方法，其包括给入口真空交換室提供晶片；在所述入口真空交換室中生成真空；将所述晶片从所述入口真空交換室传送到加工工具中；在所述加工工具的加工室中加工所述晶片进而提供已加工晶片，其中所述加工在所述晶片上形成卤素残留物；将所述已加工晶片转移到所述脱气室，其中在所述脱气室中保持真空；在所述脱气室中用UV照射和包含臭氧，氧气或H20中至少ー种的气流处理所述已加工曰JrL 日日门；停止所述气流；CN 102549721 A停止所述UV照射；将所述已加工晶片从所述脱气室中移出。
12.根据权利要求11所述的方法，其进ー步包括在加工所述晶片之后以及将所述已加 エ晶片转移到所述脱气室之前，在所述加工室中对所述晶片进行脱气步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述在所述加工室中对所述晶片进行脱气步骤包括提供含至少5%氧气的无卤气体；以及从所述含至少5%氧气的气体中形成等离子体。
14.根据权利要求13所述的方法，其进ー步包括在所述脱气室中释放所述晶片，其中所述的进行脱气步骤和所述释放所述晶片同时发生。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述释放所述晶片包括在来自所述含至少5% 氧气的气体的所述等离子体存在的情况下在所述加工室中抬升所述晶片。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述无卤气体进一歩包括氮气，其中所述氮气流量在所述氧气流量的10%到20%之间。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述脱气步骤去除碳残留物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述无卤气体含至少50%的氧气。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述晶片是硅晶片并且其中在加工室中加工所述晶片包括实施含氟晶片加工。
20.根据权利要求19所述的方法，其进ー步包括在所述晶片上形成硅特征，其中所述硅特征具有硅氧化物侧壁钝化层，其中所述实施含氟晶片加工去除所述硅氧化物侧壁钝化広。
21.根据权利要求13所述的方法，其中所述无卤气体含至少70%的氧气。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述无卤气体进一歩包括氮气，其中所述氮气流量在所述氧气流量的10%到20%之间。
23.根据权利要求11所述的方法，其中包含臭氧，氧气或H20中至少ー种的所述气体流进ー步包含氮气。
24.根据权利要求23所述的方法，其进ー步包括在将所述已加工晶片移出所述脱气室之后将所述已加工晶片转移到隔离站，其中所述隔离站保存多个已加工晶片。
25.根据权利要求M所述的方法，其进ー步包括将所述已加工晶片从所述隔离站转移到暗盒。
26.根据权利要求11所述的方法，其进ー步包括在将所述已加工晶片从所述脱气室中移出之前对所述脱气室通气，并且其中从所述脱气室中移出所述已加工晶片是经过所述脱气室中的第二个开ロ的。
27.根据权利要求11所述的方法，其中在所述脱气室中处理所述已加工晶片，持续5秒到30分钟之间。
28.根据权利要求11所述的方法，其中所述硅晶片包括在所述晶片上的ー个或ー个以上的层，其中对所述晶片实施蚀刻包括蚀刻所述晶片上的ー个或ー个以上的层。
29.根据权利要求观所述的方法，其中所述ー个或ー个以上的层包含多晶硅，SiO2, SiN, W, TiN, TiAlN, WSix，TaN, Ti, TiO2, Al2O3 或 ZrO2 层中的至少ー个。
30.加工用于生产半导体器件的晶片的系统，所述系统包括 入口真空交換室；脱气站；所述脱气站包括脱气室，其能够生成和保持真空并且能容纳所述晶片； 晶片支架，其用于将晶片保持在所述脱气室中；UV照射源，其用于当所述晶片在所述脱气室中时用UV照射处理所述晶片； 喷射器，其与所述脱气室联接，用于将包含氧气，H2O或臭氧中的至少ー种的气体喷射到所述脱气室中，使得所述气体流过容纳在所述脱气室中的所述晶片；排气系统，其与所述脱气室联接，其中所述排气系统能排空所述脱气室以生成真空并且其中在将所述气体喷射到所述脱气室吋，所述排气系统能够以实质上保存所述脱气室中真空的方式去除所述气体；第一个晶片开ロ，其在所述脱气室中；以及多个真空密封装置，其围绕所述第一个晶片开ロ ； 加工工具，其包括真空传送模块，其与所述入口真空交換室联接并且在所述第一个晶片开ロ与所述脱气室联接；以及多个加工室，其与所述真空传送模块联接，以加工所述晶片；其中所述多个真空密封装置围绕所述第一个晶片开ロ使得所述脱气室与所述真空传送模块联接以及所述多个真空密封装置在所述脱气室和所述真空传送模块之间保持真空密封。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述脱气站进一歩包括 隔离站，其中所述隔离站保存已在所述脱气室中脱气的多个晶片。
32.根据权利要求30所述的系统，其中所述多个加工室包括配置以实施应用蚀刻掩膜、蚀刻或剥离蚀刻掩膜中至少ー个的至少ー加工室。
33.根据权利要求30所述的系统，其中所述脱气站进一歩包括第二个晶片开ロ，其在所述脱气室中用以将所述晶片传送到外界大气环境中；以及大气排气ロ，其能够使所述脱气室与大气通气至大气压强以便将晶片转移到大气中。
34.根据权利要求30所述的系统，其中所述多个加工室包括配置以实施蚀刻和原位脱气的至少ー加工室。
35.根据权利要求1-2中任一项所述的脱气站，其进ー步包括 隔离站，其中所述隔离站保存已在所述脱气室中脱气的多个晶片。
36.根据权利要求35所述的脱气站，其中所述隔离站包括排气系统，所述排气系统从所述隔离站抽出空气。
37.根据权利要求1-2和35-36中任一项所述的脱气站，其中所述UV照射源距离所述晶片支架不超过30cm。
38.根据权利要求1-2和35-37中任一项所述的脱气站，其中所述气体包括臭氧。
39.根据权利要求1-2和35-38中任一项所述的脱气站，其中所述气体包括氧气并且通过所述UV照射源提供的所述UV照射使得通过将所述UV照射应用到包含氧气的所述气体上在所述脱气室中生成臭氧。
40.根据权利要求1-2和35-39中任一项所述的脱气站，其进ー步包括第二个晶片开 ロ，所述第二个晶片开ロ在所述脱气室中用于将所述晶片转移到外界大气环境中。
41.根据权利要求1-2和35-40中任一项所述的脱气站，其进ー步包括大气排气ロ，所述大气排气ロ能够使所述脱气室与大气通气至大气压强以便将晶片转移到大气中。
42.根据权利要求12-13中任一项所述的方法，其进ー步包括 在所述脱气室中释放所述晶片，其中所述的进行脱气步骤和所述释放所述晶片同时发生。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述释放所述晶片包括在来自至少有5%氧气的所述气体的所述等离子体存在的情况下在所述加工室中抬升所述晶片。
44.根据权利要求13和42-43中任一项所述的方法，其中所述无卤气体进一歩包括氮气，其中所述氮气流量在所述氧气流量的10%到20%之间。
45.根据权利要求12-13和42-44中任一项所述的方法，其中所述脱气步骤去除碳残留物。
46.根据权利要求13和42-45中任一项所述的方法，其中所述无卤气体含至少50%的氧气。
47.根据权利要求11-13和42-46中任一项所述的方法，其中所述晶片是硅晶片并且其中在加工室中加工所述晶片包括实施含氟晶片加工。
48.根据权利要求47所述的方法，其进ー步包括在所述晶片上形成硅特征，其中所述硅特征具有硅氧化物侧壁钝化层，其中所述实施含氟晶片加工去除所述硅氧化物侧壁钝化広。
49.根据权利要求13和42-48中任一项所述的方法，其中所述无卤气体含至少70%的氧气。
50.根据权利要求11-13和42-49中任一项所述的方法，其进ー步包括在将所述已加工晶片移出所述脱气室之后将所述已加工晶片转移到隔离站，其中所述隔离站保存多个所述已加工晶片。
51.根据权利要求50所述的方法，其进ー步包括将所述已加工晶片从所述隔离站转移到暗盒。
52.根据权利要求11-13和42-51中任一项所述的方法，其进ー步包括在将所述已加工晶片从所述脱气室中移出之前对所述脱气室通气，并且其中从所述脱气室中移出所述已加 エ晶片是经过所述脱气室中的第二个开ロ的。
53.根据权利要求11-13和42-52中任一项所述的方法，其中在所述脱气室中处理所述已加工晶片，持续5秒到30分钟之间。
54.根据权利要求11-13和42-53中任一项所述的方法，其中所述硅晶片包括在所述晶片上的ー个或ー个以上的层，其中对所述晶片实施蚀刻包括蚀刻所述晶片上的ー个或ー个以上的层。
55.根据权利要求M所述的方法，其中所述ー个或ー个以上的层包含多晶硅，SiO2, SiN, W, TiN, TiAlN, WSix，TaN, Ti, TiO2, Al2O3 或 ZrO2 层中的至少ー个。
56.根据权利要求30-31中任一项所述的系统，其中所述多个加工室包括配置以实施应用蚀刻掩膜，蚀刻或剥离蚀刻掩膜中至少ー个的至少ー加工室。
57.根据权利要求30-31和56中任一项所述的系统，其中所述脱气站进一歩包括 第二个晶片开ロ，其在所述脱气室中用以将所述晶片传送到外界大气环境中；以及大气排气ロ，其能够使所述脱气室与大气通气至大气压强以便将晶片转移到大气中。
58.根据权利要求30-31和56-57中任一项所述的系统，其中所述多个加工室包括配置以实施蚀刻和原位脱气的至少ー加工室。
全文摘要
给入口真空交换室提供晶片。在该入口真空交换室中生成真空。将晶片传送到加工工具中。在加工室中加工该晶片进而提供已加工晶片，其中该加工形成卤素残留物。在加工该晶片后在加工室中进行脱气步骤。将该已加工的晶片转移到脱气室。在脱气室中用UV照射和包含臭氧，氧气或H2O中至少一种的气流处理已加工晶片。停止气流。停止UV照射。将已加工的晶片从该脱气室中移出。
文档编号H01L21/677GK102549721SQ201080044529
公开日2012年7月4日 申请日期2010年10月22日 优先权日2009年10月27日
发明者哈米特·辛格, 尚-I·周, 拉斐尔·卡塞斯, 施萨拉曼·拉马钱德兰, 桑凯特·桑特, 瓦希德·瓦赫迪 申请人:朗姆研究公司