[發明專利]多個工件的超臨界處理的方法和裝置

無效

• 申請號: 00815299.3
• 申請日: 2000-11-01
• 公開（公告）號: CN1387673A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: M·A·比伯格;F·P·萊曼;T·R·蘇頓
• 申請（專利權）人: 東京威力科創股份有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蔡民軍,章社杲

技術領域

本發明涉及超臨界處理領域。尤其本發明涉及多個工件同時處理的超臨界處理領域。

背景技術

半導體制造在離子注入、蝕刻和其他處理步驟中使用光致抗蝕劑。在離子注入步驟中，半導體基體的光致抗蝕劑掩膜區域不注入摻雜劑。在蝕刻步驟中，半導體基體的光致抗蝕劑掩膜區域不蝕刻。其他處理步驟的實例包括使用光致抗蝕劑作為處理的晶片表面保護涂層或MEMS(微電子機械系統)裝置的表面保護涂層。在離子注入步驟后，光致抗蝕劑顯示出覆蓋果凍狀芯層的堅硬的外殼。堅硬外殼導致難以清除光致抗蝕劑。在蝕刻步驟后，剩余光致抗蝕劑顯示出導致難以清除光致抗蝕劑的硬化的特性。在蝕刻步驟后，殘留物(光致抗蝕劑殘留物與蝕刻殘留物混合)覆蓋了蝕刻部件的側壁。根據蝕刻步驟的類型和蝕刻的材料，光致抗蝕劑殘留物與蝕刻殘留物混合呈現出棘手的清除問題，由于光致抗蝕劑殘留物與蝕刻殘留物混合經常牢固地粘在蝕刻部件的側壁上。

典型地，在現有技術中，光致抗蝕劑和殘留物通過在O₂等離子體中等離子灰化，隨后通過濕法洗滌浴清洗。半導體蝕刻和現有技術的金屬噴鍍處理表示在圖1的流程圖中。半導體蝕刻和金屬噴鍍10包括光致抗蝕劑施加步驟12、光致抗蝕劑曝光步驟14、光致抗蝕劑顯影步驟16、介電蝕刻步驟18、灰化步驟20、濕法洗滌步驟22和金屬鍍覆步驟24。在光致抗蝕劑施加步驟12中，光致抗蝕劑施加在具有曝光的氧化層的晶片上。光致抗蝕劑曝光步驟14中，光致抗蝕劑暴露在由掩膜部分遮擋的光線下。

根據光致抗蝕劑是否是正性光致抗蝕劑還是負性光致抗蝕劑，不管是正性光致抗蝕劑還是負性光致抗蝕劑在光致抗蝕劑曝光步驟16中分別清除，并在氧化層上留下曝光的圖案。在介電蝕刻步驟18中，在氧化層上的曝光圖案在RIE(活性離子蝕刻)處理中蝕刻，該處理將該曝光圖案蝕刻在該氧化層上，形成一蝕刻圖案，同時部分地蝕刻光致抗蝕劑。該處理產生覆蓋蝕刻部件側壁的殘留物，同時也硬化了光致抗蝕劑。在灰化步驟20中，O₂等離子體氧化并部分清除光致抗蝕劑和殘留物。在濕法洗滌步驟22中，剩余的光致抗蝕劑和殘留物在濕法洗滌浴中清除。

在金屬鍍覆步驟24中，金屬層沉積在該晶片上，填充蝕刻圖案并同樣覆蓋非蝕刻區域。在其后的處理中，為形成線路清除覆蓋該非蝕刻區域的金屬的至少一部分。

1990年7月31日公開的Nishikawa等人的美國專利No.4,944,837陳述一種使用液化或超臨界氣體清除抗蝕劑的現有技術方法。帶有抗蝕劑的基體放置在壓力容器中，該容器還含有液化或超臨界氣體。在預定時間過后，液化或超臨界氣體快速膨脹，從而清除該抗蝕劑。

Nishikawa等人說明超臨界CO₂可用作光致抗蝕劑的顯影劑。帶有光致抗蝕劑層的基體以一定圖案暴露在光線中，因此形成潛象。帶有光致抗蝕劑層和潛象的基體放置在超臨界CO₂浴中30分鐘。超臨界CO₂接著收縮，形成光致抗蝕劑的圖案。Nishikawa等人進一步說明0.5％重量比的甲基異丙酮(MIBK)可添加到超臨界CO₂中，從而增加超臨界CO₂的有效性，并因此將顯影時間從30分鐘降低到5分鐘。

Nishikawa等人還說明光致抗蝕劑可使用超臨界CO₂和7％重量比的MIBK清除。帶有光致抗蝕劑的基體放置在超臨界CO₂和MIBK中30～45分鐘。在超臨界CO₂收縮時，該光致抗蝕劑已經清除。

由Nishikawa等人說明的方法出于多種原因對于半導體生產線是不適合的?？焖倥蛎浀囊夯虺R界氣體以從基體上清除光致抗蝕劑產生基體破碎的可能性。采用30分鐘的光致抗蝕劑顯影處理是不充分的。使用MIBK對光致抗蝕劑顯影或清除的處理不是優選的，因為MIBK是有毒的并且MIBK只使用在更適合的選擇不可得到的場合。