用于高深宽比半导体器件结构的具有污染物去除的无黏附干燥工艺的制作方法_5

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腔室表面504和腔室500的部件。例如,第二流体入口 562可W成某一角度或设W提 供腔室500内的素流。超音波揽拌之后,可W使用溶剂(例如丙酬)冲洗腔室500,W置换 超音波揽拌过程中使用的水或N-甲基甲酯胺。最后,可W从净化气源560提供净化气体 (例如馬)到腔室,W进一步干燥腔室500内部体积。当腔室500被充分干燥时,可W从腔 室500排放馬。在馬净化过程中或之后,还可W由加热元件550提供热到腔室500,W进一 步帮助干燥腔室500。在某些实施例中,可W在大气压力下进行原位清洁工艺。可W视需要 进行原位清洁工艺,W确保腔室500的最佳性能。
[0089]W上的实施例描述了一种提供超临界流体的超临界流体腔室,可W在供应非超临 界流体到腔室500之后在处理空间505内部形成所述超临界流体。在已经处在超临界相的 超临界流体被输送到腔室500的实施例中,超临界流体输送系统可W进一步包含相变设备 521。相变设备521可W被设置在累522和第一流体入口 512之间的第一流体输送管线524 上。过滤器530可W被设置在第一流体入口 512和相变设备521之间的第一流体输送管线 524上。过滤器530可W是能够在约3000psi或W下的压力下操作的,W在超临界流体进入 腔室500之前过滤所述超临界流体,并去除可能存在超临界流体中的杂质。过滤器530可 W包括具有约3纳米(nm)孔径的过滤介质,并且可W由氧化侣(Al2〇3)材料形成。
[0090] 相变设备521包含处理区533、压缩装置532及加热元件531。在一个实施例中, 累522从流体源555供应C〇2气体到相变设备521的处理区533。C02气体可W由压缩装 置532加压及/或由加热元件531加热到预定的水平,W在处理区533中形成超临界流体。 在一个实施例中,可W将C〇2加热到约40°C并加压到约95己。在另一个实施例中,可W将 C化加热到约100°C并加压到约62化si(43己)。然后可朗尋所产生的超临界C02或C化输 送通过第一流体输送管线524并通过第一流体入口 512到达腔室500。
[0091] 当腔室500中的基板W已经被用超临界C〇2处理过后,腔室中发生减压工艺。在一 个实施例中,在残留在腔室500中的气体被从腔室500排出之前,腔室500的等温减压需要 将腔室500保持在所需的温度,例如约40°C,同时将压力降低到所需的压力,例如约21己。 在一个实例中,减压工艺W约20化si/分钟的速率进行,直到腔室内的压力为约40化si。当 压力为约4(K)psi时,可W使用更大的减压速率来进一步将腔室500减压。受控制的减压工 艺在等温环境中进行,所述等温环境需要来自加热元件550的能量输入,W在腔室的减压 过程中保持所需的温度。腔室500的压力由通过流体出口 513释放超临界流体及/或气体 到达排放装置527或形成在累522内的槽(未图示)而减低。从腔室500移出到排放装置 527A的气体行进通过流体返回管线525而到排放阀528,可W将排放阀528选择到排放装 置527A或通过累返回管线526使气体返回到累522。可W在排放过程中选择性地加热基板 W,W防止基板冷却,并防止水分吸收或沉积。
[0092] 图5B图示依据一个实施例的图5A超临界流体腔室500的示意性侧视图。狭缝阀 口 502可被禪接到轴542,轴542可被禪接到线性致动器541。在一个实施例中,两个轴542 可W被禪接到狭缝阀口 502,第一轴可被禪接到线性致动器541,而第二轴可被禪接到线性 轴承543。线性致动器可W包含可被禪接到流体源(未图示)的马达或气缸,所述流体源例 如液源或气源,W伸出和缩回轴542来定位狭缝阀口 502,进而密封和打开狭缝阀开口 503。 当线性致动器541将轴542缩回并对着腔室主体501的侧壁压缩禪接到狭缝阀口 502的0 形环(未图示)时,狭缝阀口 502可W被关闭。在一个实施例中,狭缝阀口 502使用足够的 力对着腔室主体501的侧壁压缩0形环,W形成气密的密封,进而承受处理过程中超临界流 体腔室500内部产生的压力。
[0093] 图5C图示图5A的超临界流体腔室500的局部剖视图。与腔室500类似,包含一 或多个0形环540的狭缝阀口 502可W沿着基板传送路径打开和关闭狭缝阀503。然而, 在图示的实施例中,狭缝阀口 502可W被设置在处理空间505的外部,而且可W接触腔室主 体501的外表面。当狭缝阀口 502被设置在处理空间505的外部时,处理空间505的容积 可W被减小。处理空间505的减小可W对温度和压力提供更好的控制,并减少将处理空间 505保持在超临界处理所需的条件下需要的能量的量。
[0094] 图5B图示依据一个实施例的图5C超临界流体腔室500的示意性侧视图。狭缝阀 口 502可被禪接到轴542,轴542可被禪接到线性致动器541。在一个实施例中,两个轴542 可W被禪接到狭缝阀口 502,第一轴可被禪接到线性致动器541,而第二轴可被禪接到线性 轴承543。线性致动器可W包含可被禪接到流体源(未图示)的马达或气缸,所述流体源例 如液源或气源,W伸出和缩回轴542来定位狭缝阀口 502,进而密封和打开狭缝阀开口 503。 当线性致动器541将轴542缩回并对着腔室主体501的外部压缩禪接到狭缝阀口 502的0 形环(未图示)时,狭缝阀口 502可W被关闭。在一个实施例中,狭缝阀口 502使用足够的 力对着腔室主体501的外部压缩0形环,W形成气密的密封,进而承受处理过程中超临界流 体腔室500内部产生的压力。如图所示,狭缝阀口 502可W被设置在处理空间505的外部, 该可W进一步减小腔室500进行超临界流体处理所需的处理空间505的容积。另外,设置 在处理空间505外部的狭缝阀口 502可W降低腔室500内产生颗粒的可能性。
[0095] 图7图示依据一个实施例的等离子体腔室的剖面图。更具体来说,图7提供等离 子体产生腔室700。腔室700通常包括包围处理空间706的壁702和底部704。气体分配 板710和基板支撑件组件730可W被设置在处理空间706中。处理空间706可W经由穿过 壁702所形成的狭缝阀开口 708进入,该使得基板740能够被传送进出腔室700。虽然图示 为等离子体腔室,但腔室700也可适用于W电磁能量照射基板,例如W含有一或多种紫外 线波长的光照射基板。
[0096] 基板支撑组件730包括基板接收表面732,用W将基板740支撑在基板接收表面 732上。杆734将支撑组件730禪接到升降系统736,升降系统736在基板传送位置和处理 位置之间升高和降低基板支撑组件730。在处理时遮蔽框架733可W被选择性地放在基板 740的外围上,W防止沉积在基板740的边缘上。升降杆738可W被可移动地设置穿过基 板支撑组件730,并且可设W将基板740与基板容纳表面732隔开,W便利使用机械手叶片 调换基板。基板支撑组件730还可W包括加热及或冷却元件739,用W将基板支撑组件730 保持在所需的温度。
[0097] 气体分配板710可W由悬吊714被禪接到背板712和背板712的周边。气体分配 板710也可W由一或多个中屯、支撑件716被禪接到背板712,W帮助防止及/或控制气体 分配板710的平直度/曲率。在一个实施例中,气体分配板710可W在不同配置中具有不 同的尺寸。分配板710可W包含设置在分配板710的上表面798和下表面750之间的多个 穿孔711。气源720可W被禪接到背板712,W提供气体到气体分配板710和背板712之间 所限定的气室。来自来源720的气体从形成在气体分配板710中的穿孔711流到处理空间 706。
[0098] 真空累709可W被禪接到腔室700,朗尋处理空间706保持在所需的压力。RF电 源722可W被禪接到背板712及/或气体分配板710,W提供RF功率来在气体分配板710 与基板支撑件组件730之间产生电场,使得可W由存在于气体分配板710与基板支撑组件 730之间的气体产生等离子体。可W使用各种的频率(例如13. 56MHz的频率)来在处理 空间706中形成等离子体。在一个实施例中,可W在约75W将化等离子体施加到基板740 持续约10秒钟。另外的等离子体处理可W是能够释放高深宽比沟槽中的轻微或暂时黏附。 认为,化等离子体对于去除可能存在于沟槽中的有机杂质尤其有用。
[0099] 还可W在气源720和背板712之间禪接远程等离子体源724,例如感应禪合远程等 离子体源。可W使用RPS724来在处理空间706中形成等离子体。等离子体行进通过处理 空间706而到达基板740的顶表面718。等离子体通过去除可能存在于器件特征之间的黏 附来处理基板740。在一个实施例中,可W将电磁福射源760(例如紫外线光源)禪接到腔 室700。电磁福射源760可W被禪接到电源(未图示)并且可W被定位在腔室700内部或 腔室700外部的任何方便的位置。在一个配置中,电磁福射源760位于腔室700的外部,使 得电磁福射源760可W将产生的电磁能量传输通过窗(未图示)而到达基板的表面,所述 窗可W被禪接到腔室700的一部分壁702。可W定位电磁福射源760,W照射基板740的顶 表面718。电磁福射源760可适W提供具有介于约50皿和约500皿之间的波长的紫外光到 基板740。
[0100] 图8图示依据一个实施例包含用于清洁基板的方法步骤的工艺流程图。基板首 先可W在膜沉积或蚀刻腔室中进行处理,W在基板上形成膜或特征。方法800开始于操作 810,其中基板可W被放在湿式清洁腔室中。可W由干式机械手将基板提供到湿式清洁腔 室,干式机械手从盒中取出待清洁的基板。在操作820,可W使基板暴露于清洁溶液,W去除 存在于基板上的残余物或液体。在一个实施例中,所述清洁溶液可W包含去离子水、溶剂或 上述的组合。
[0101] 在操作830,可w由湿式机械手将基板传送到溶剂交换腔室。在操作840,先前施 加的清洁溶液可W通过使基板暴露于输送到基板的溶剂而被溶剂置换,基板位于溶剂交换 腔室中。在一个实施例中,用W置换清洁溶液的溶剂可W是可W处在液相或超临界相的化 学品,或是处在液相或超临界相的序列化学品或所述化学品的混合物。用于置换基板上 的残余材料的化学品或混合物的状态和相可W由清洁溶液组分(例如去离子水)、溶剂及 选择的化学品或化学品混合物之间的相对溶解度和混溶性来决定。在一个实例中,溶剂 可W选自于由丙酬、异丙醇、己醇、甲醇、N-甲基-2-化咯晚酬、N-甲基甲酯胺、1,3-二甲 基-2-咪挫咐酬、二甲基己酷胺及二甲亚讽或上述的组合及/或序列所组成的群组。在一 个实施例中,可W提供足W置换残留在基板表面上的清洁溶液的量的有机极性溶剂到基板 的表面。在随后的操作中,可W提供非极性溶剂来置换所述有机极性溶剂。在一个实施例 中,所述有机极性溶剂选自N-甲基-2-化咯晚酬及/或N-甲基甲酯胺,而所述非极性溶剂 选自丙酬及/或IPA。在另一个实施例中,溶剂交换可W通过提供溶剂来填充腔室的填充和 净化工艺来进行,并且在溶剂交换已经在基板上进行所需的时间量之后,从溶剂交换腔室 清除溶剂。
[0102] 在另一个实施例中,如上文所述,用于溶剂交换的适当溶剂包括N-甲基-2-化咯 晚酬、N-甲基甲酯胺、1,3-二甲基-2-咪挫咐酬、二甲基己酷胺和二甲亚讽。可W使用该些 有机极性溶剂来取代水,而且理想的溶剂通常将具有高的介电常数(大于30)和低的蒸发 速率(相对于己酸正了醋小于0. 5)。有机极性溶剂通常也可混溶于水及抑制来自娃-水相 互作用的氧化娃析出。选择性地,在溶剂交换的过程中,有机极性溶剂可W与溶解的化气 体结合,W增强粒子的去除。在较佳的实施例中,有机极性溶剂包含N-甲基-2-化咯晚酬 或N-甲基甲酯胺或上述溶剂的组合。
[0103] 在一个实施例中,假使在置换工艺中使用的化学品或化学混合物是液体,则可W 使用相转变工艺来将化学品或化学混合物转变成超临界流体。在一个实施例中,用W置换 有机极性溶剂的90%或更浓的液体IPA可W被在约5°C至8°C和约50己的液体二氧化碳取 代。上述约5°C至8°C和约50己的液体二氧化碳可W在溶剂交换腔室中被加热到约40°C和 约95己。超临界相的结果是,由于液-气和液-固表面张力
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