[發(fā)明專利]高壓處理裝置和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02120051.3
• 申請日: 2002-05-17
• 公開（公告）號: CN1387236A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溝端一國雄;村岡祐介;斉藤公続;北門龍治;井上陽一;坂下由彥;渡邉克充;山形昌弘
• 申請（專利權(quán)）人: 日本網(wǎng)目版制造株式會社;株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;H01L21/461;B08B3/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采用高壓處理流體的高壓處理裝置和方法，更具體地說，本發(fā)明涉及在基板上提供高壓流體的預(yù)定高壓處理工藝(例如，用于去除吸附在基板上的不需要的物質(zhì))來處理基板的高壓處理裝置和方法，其中基板可包括，半導(dǎo)體的基片；用于FPD(平板顯示器)的基板(例如，用于液晶顯示器的玻璃基板)；用于光掩膜的玻璃基片；用于光盤的基板，或其它等等(在下文都將稱之為基板)。此外，本發(fā)明涉及高壓處理裝置和方法應(yīng)用于去除基板表面潮氣的干燥工藝或去除基板表面所不需要部分的顯影工藝。

背景技術(shù)

近幾年來，在清洗表面附有電子或其它成份的基板的清洗工藝中避免使用紙型紙板的趨勢已經(jīng)直接注意到使用保持著高壓狀態(tài)(例如，超臨界CO2)的低粘結(jié)度處理液作為脫模劑或漂洗劑。

此外，近年來半導(dǎo)體器件的尺寸減小(縮小規(guī)模)也已經(jīng)導(dǎo)致了用于器件的好的設(shè)計規(guī)則(設(shè)計要點)的使用，并且這種趨勢正在發(fā)展。這類半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)常常結(jié)合了非常微小槽和孔，并且這些槽和孔都需要清洗。微小槽可以應(yīng)用于電容器(或作為電容器的一部分)、水平的線條(或兩維線條)或其它等等。微小孔可以應(yīng)用于垂直線條(三維線條，兩個水平線條之間的連接，晶體管柵極的連接，等等)以及其它等等。

在這類微小結(jié)構(gòu)，已經(jīng)使用了越來越大的寬度和深度之間的比例(稱之為“縱橫比”)。換句話說，存在著制成更窄更深的槽和更小更深的孔的趨勢。在縱橫比超過10的條件下，一些微結(jié)構(gòu)可以具有在亞微米量級的寬度或深度。采用干式腐蝕工藝在半導(dǎo)體基板上制成這類微結(jié)構(gòu)之后，不僅在平面表面的上部而且在槽和孔的壁上和底部都會留下些污染物，例如，光刻膠的殘余物，由干式腐蝕工藝所產(chǎn)生的變性光刻膠，光刻膠和底部金屬和/或氧化金屬的化合物。

一般來說，這類污染物可采用試劑類化學(xué)試劑方法來清洗掉。然而，由于化學(xué)試劑浸漬和以后純水的替代不能在這類微小結(jié)構(gòu)中平穩(wěn)地發(fā)生，因此往往不能獲得令人滿意的清洗效果。此外，雖然為了防止由于腐蝕的絕緣基板而影響引線所產(chǎn)生的電信號的延遲，使用了低介電常數(shù)的材料(稱之為“低K材料”)，但是化學(xué)試劑的存在趨向于破壞了低介電常數(shù)。在引線金屬暴露的情況下，就不可能采用會溶解金屬的化學(xué)試劑，這也是這一方法的另一限制。

超臨界流體(SCFs)被認(rèn)為是用于清洗在半導(dǎo)體器件上這類微結(jié)構(gòu)的很有潛力的替代品。正如圖8中劃陰線部分所表示的，SCF被認(rèn)為只是在壓力等于或大于臨界壓力Pc以及溫度等于或大于臨界溫度Tc狀態(tài)中的物質(zhì)。SCF具有介于流體性能和氣體性能之間的性能，因此可適用于微米范圍的清洗。特別是，由于SCF的密度(近似于流體的密度)，使SCF對有機化合物的清洗具有特殊的效果，與氣體的擴散性相比，由于SCF的擴散性使得它能均勻地清洗微結(jié)構(gòu)，與氣體的粘結(jié)性相比，由于SCF的低粘結(jié)性，使得它能適用于微結(jié)構(gòu)的清洗。

隨著物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)镾CF，二氧化碳(CO₂)，水(H₂O)，一氧化二氮(N₂O)，氨水，乙醇，或其它等等也都可以使用。在這些物質(zhì)中，由于CO₂的臨界壓力Pc為7.4MPa以及它的臨界溫度Tc為31℃，因此它較容易進入超臨界狀態(tài)，并且CO₂無毒，所以經(jīng)常使用CO₂。

雖然CO₂的性質(zhì)是惰性的，但是液化的CO₂具有和乙烷相似的溶解性，因此它能夠容易地去除在基板表面上的潮氣，油脂等。此外，用于清洗半導(dǎo)體基板污染物的胺，氟化胺等等其它也可以在適當(dāng)?shù)娜芏确秶鷥?nèi)相混合，以獲得多組分的SCF。這類多組分的SCF能夠浸入到微小器件結(jié)構(gòu)中去除污染物。此外，胺和氟化胺的混合物能夠容易與污染物一起從微小器件結(jié)構(gòu)中去除。

與溶劑性化學(xué)試劑不同，在浸入到低介電常數(shù)的絕緣基板后，SCF不會留下它的殘余物，因此也不會改變絕緣基板的性能。所以，SCF能較好地適用于半導(dǎo)體器件上的微小結(jié)構(gòu)的清洗。

圖9說明了SCF適用于基板清洗工藝的例子的裝置。圖9所示的高壓處理裝置包括：容納液體CO₂的汽缸201，冷凝器202，升壓器203，加熱器204，基板清洗腔205，減壓器207，分離/回收槽208，以及閥門V1和V2。下文將簡要地討論該結(jié)構(gòu)高壓處理裝置的清洗操作。