多腔室真空系统确认中的多孔电介质、聚合物涂布基板和环氧化物的集成处理的制作方法_2

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式腔、多模式腔或所述腔的组合。微波腔111可接收来自微波功率源110的功率。
[0031]变频微波能量112可包括可用频率范围内的连续扫频(continuous sweeping offrequencies)。连续扫描可避免金属层中累积电荷,因而可降低发生电弧及后续损伤的可能性。通常通过选择中心频率且随后以实质连续方式快速地扫描某些范围内的频率进行频率扫描。通常,频率扫描可包括在该中心频率+/-5%范围内的频率,然而此范围可取决于某些因子(例如,微波源的种类及与微波波长相比下该微波腔的整体尺寸)而有所变化。
[0032]变频微波能量112的频率范围可为特定频率范围,例如5.85GHz至7.0GHz的范围。此外,该频率范围可以划分成多个频率,这些频率彼此间具有特定间隔,这些频率例如为经选择而以200Hz与280Hz分隔的多个频率。例如,260Hz的间隔可产生4096个选定频率,并可从该4096个频率中选出该变频微波能量112。可进一步在每个选定频率范围的短暂发射时间内(例如每个频率发射20微秒至30微秒的短时间,例如25微秒),将频率扫描期间所输送的变频微波能量112输送至基板104。
[0033]除气腔室100可进一步包括气源114。气源114可输送惰性气体,例如包含氩气或氦气的气体。气源114可根据腔室的尺寸及预处理的基板尺寸而使用指定的流动速率输送气体至腔室。气源114可与腔室直接连通,或者气源114在将气体输送至该腔室之前,可例如使稀有气体在远端等离子体源中转化成等离子体后才间接输送至腔室中。气源114可配置成用于将气体输送至整个基板104上,从而可冷却基板104且兼输送所选定的惰性气体。
[0034]除气腔室100也可包括等离子体源116。等离子体源116可用惰性气体产生等离子体,例如由含有氩气或氦气的气体产生等离子体。等离子体源116可在该腔室内形成等离子体或在远端来源中形成等离子体。等离子体源116可接收来自气源114的气流,或等离子体源116可具有独立气流(图中未示出)。等离子体源116中所使用的惰性气体或含有惰性气体的组合物与气源114中所使用的惰性气体或含有惰性气体的组合物未必相同。等离子体源116可使用通过所有可用的等离子体生成技术所形成的等离子体,包括感应耦合等离子体、电容耦合等离子体或微波等离子体。等离子体源116可将等离子体直接输送至基板104处或广泛地输送至除气腔室100。
[0035]可预期到,文中所述实施方式可无需更换腔室便可用于在该除气腔室100中使具有聚合物/环氧化物层105的基板104进行硬化和除气。此做法将可减少吸收大气中的水分,从而缩减基板104除气所需的处理时间。
[0036]除气腔室100可进一步包含真空源118。真空源118可用于例如在等离子体处理期间维持真空且兼去除该除气步骤中不想要的副产物,例如可去除在使用等离子体处理聚合物/环氧化物层105期间所产生的副产物。当进行基板处理期间(例如在进行金属化之前的预清洁过程中),聚合物/环氧化物层105可能释出所述副产物(例如,CxOrS C xHy气体副产物),而所述副产物可能影响进一步的处理步骤。
[0037]除气腔室100可与一或多个相关腔室流体连通,所述相关腔室可例如是金属化前预清洁腔室(图中未示出)。多腔室单元(图中未示出)包括金属化前预清洁腔室和沉积腔室,而除气腔室100也可作为多腔室单元的一部分。使腔室之间流体连通(特别是在除气步骤之后)有助于防止进一步累积H2O和其他杂质。
[0038]重要的是,需注意尽管文中所述实施方式焦点放在基板上的聚合物/环氧化物层,然而文中所述实施方式也可等效地应用于实质上由聚合物或环氧化物所形成而需要进行除气步骤的基板。
[0039]图2是根据一个实施方式所示的方法200的方块图。方法200可包括将基板放置在处于除气温度下的热处理腔室中(如步骤202所示)。热处理腔室可为如以上所述的处理腔室。此外,该热处理腔室可作为多腔室单元的一部分。基板可放置在基板支座上,且该基板支座的温度保持处在除气温度。该除气温度可取决于材料而定或处于一标准温度。实施方式可包括单独控制该基板处的温度,或控制该处理腔室的温度以间接控制基板温度。
[0040]已知对于使基板数个部分金属化的制备而言,除气是一个有用的要素。除其他种种因素之外,金属化期间的释气可能造成使所沉积的金属受到污染和具有高电阻。主要是认为H2O会造成大部分的有害影响,而通过使基板除气可避免所述有害影响。预期在任何温度下皆可去除表面的&0。内部的水分要在50°C或高于50°C的温度下才会开始脱除。因此,若要能适当除气,在顾及到未露出表面的区域的特殊考量下提供均匀加热是很重要的。
[0041]方法200可包括如步骤204中所示般引导变频微波辐射源指向基板。该微波辐射源可采用任何允许以变频方式将一或多种波长的微波辐射输送至基板的设计,所述设计可包括以上所述实施方式。该微波辐射源可配置成用于输送微波辐射至基板。此外,该微波辐射源可相对于基板位置而配置成各种角度,只要基板表面上的聚合物/环氧化物层能接收到至少一部分的微波辐射即可。
[0042]相信微波辐射将可实质缩减除气时间,但需使用直接加热作为辅助。利用微波能量使偶极性分子振动。此振动作用可产生内热而可用来减少累积在多孔性聚合物材料中的H2O和其他被吸收的分子。微波加热作用仰赖所述偶极分子(例如,H2O),当除气作用持续进行时,所述偶极分子将会从薄膜中逸出。如此,微波辐射所产生的加热作用将缩短除气工艺的整体时间且将需要辅以直接加热或红外线(IR)加热以完成该除气工艺。
[0043]当除气工艺使用微波辐射且兼使用热处理法来处理基板时,该除气温度不一定就是代表标准除气温度。因此,该腔室温度可能低于基板所处温度(substrate localizedtemperature)以允许在处理之后可较快地冷却该基板且可避免因过度加热聚合物/环氧化物层造成有害影响。
[0044]方法200可进一步包括以变频输送微波辐射至该基板,如步骤206中所示。引导该变频微波辐射源指向该基板之后,可用变频输送一或多种波长的微波辐射至该基板。可采用特定波长的预选频率输送该微波辐射。可从一系列频率中随机选择所述频率,或可以特定顺序选出所述频率。根据所使用的某些频率或多个频率的某些组合而定,某些材料可能较不易累积能量。所用的频率和所用的微波辐射波长两者皆可能影响能量的累积作用。
[0045]在不受理论拘束下,单频微波辐射不适合用来进行金属化之前的基板除气。单频微波辐射可能使能量累积在经过处理的基板中,例如累积在具有金属特征结构的基板中。使用变频微波能量源可防止能量累积在已经过处理的基板的膜层中。可采用变频微波源以防止装置(例如,MOS装置)中发生电弧放电现象并促进均匀加热该聚合物/环氧化物层。
[0046]使基板除气以达到适当低的H2O含量且同时保持装置完整性需要考虑到诸多因子。除气作用发生在特定温度下且持续一段时间。较高温度将缩短除气所需要的时间。然而,由于聚合物层的玻璃转化温度(Tg)相对较低,因此在决定适当的除气温度时,必需考虑到该层的Tg。例如,聚酰亚胺膜(PBO)会在350°C硬化且具有375°C的Tg,因此典型除气温度会低于350°C。下一代环氧树脂可在约200°C下硬化且具有约225°C的Tg,故提供低于200°C的最大除气温度。预期后代材料可能具有约110°C的硬化温度及具有约135°C的Tg,故提供低于110°C的最大除气温度。通过使用微波辐射将加热作用限制在局部处,可缩短时间,并可通过仅在该基板处均匀加热而严格限制温度。
[0047]方法200可进一步包括去除该腔室中的含氧化合物,如步骤208中所示。在除气工艺中,在传送至大气的过程中所累积的化合物(例如,h2o)和加热过程中所释出的化合物(例如,从聚合物/环氧化物层释出的CxOy化合物)将累积在处理区域(processing area)中。在冷却工艺中,这些化合物可能再次吸附,或是所述化合物可能与其他可接触到的成份(例如,暴露出的金属)发生反应。本发明实施方式可采用去除方法来去除腔室中的这些化合物,例如制造真空或使用惰性气流净化该腔室以去除腔室中的这些化合物。
[0048]当基板达到足够的H2O减少量,并从该除气腔室中去除该排出气体化合物时,可将已除气的基板移动至金属化预备腔室(pre-metallizat1n chamber),该金属化预备腔室是用于在进行金属化之前进行溅射或化学蚀刻以去除表面污染物。
[0049]视情况需要,方法200可包括使用含有惰性气体的等离子体处理该基板,如步骤210中所示。在预清洁和金属沉积腔室/事件之前,可在除气腔室中或在独立腔室中完成该等离子体处理。内部测试显示,使某些聚合物材料暴露在高密度等离子体中(例如可从位于美国加州圣克拉拉市的应用材料公司所取得的Isani XT溅射蚀刻腔室中所使用的高密度等离子体)可能造成聚合物结构分解(breakdown)并释出CxOjP CxHy气体副产物。尤其是含氧副产物对于该金属化前预清洁工艺可能有害。通过在金属化前预清洁工艺之前在独立腔室中进行聚合物的等离子体预处理,可避免危害工艺(process poisoning)。
[0050]可在除气工艺(包括上述除气工艺或所属技术领域中已知的其他除气工艺)中的任何阶段进行该选用性的等离子体预处理。在较佳实施方式中,使用氩
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