[發(fā)明專利]用于高深寬比半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的具有污染物去除的無(wú)黏附干燥工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380057383.X
• 申請(qǐng)日: 2013-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104919574A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史蒂文·韋爾韋貝克;漢文·陳;羅曼·古科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01L21/302
• 分類號(hào): H01L21/302
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國(guó);趙靜

發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例大體而言涉及一種用于清潔半導(dǎo)體基板的方法和設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種用于高深寬比半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的無(wú)黏附清潔及/或干燥工藝。

現(xiàn)有技術(shù)的描述

在半導(dǎo)體器件的清潔中，必須從基板的表面去除液體和固體污染物，從而留下清潔的表面。濕式清潔工藝通常牽涉到清潔液的使用，例如清潔水溶液。濕式清潔基板之后，必須在清潔腔室中從基板的表面去除清潔液。

目前，大多數(shù)的濕式清潔技術(shù)利用液體噴灑或沉浸步驟來(lái)清潔基板。在施加清潔液之后干燥具有高深寬比特征或具有空隙或孔洞的低k材料的基板是非常具有挑戰(zhàn)性的。清潔液的毛細(xì)力時(shí)常導(dǎo)致這些結(jié)構(gòu)中的材料變形，從而可能產(chǎn)生不良的黏附，所述黏附除了在基板上留下來(lái)自所使用的清潔溶液的殘余物之外，還會(huì)損壞半導(dǎo)體基板。在后續(xù)干燥基板的過(guò)程中，上述缺點(diǎn)在具有高深寬比半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的基板上尤其明顯。線黏附或線塌陷是由于形成高深寬比溝槽或過(guò)孔的側(cè)壁由于在一或多個(gè)濕式清潔工藝過(guò)程中陷在溝槽或過(guò)孔中的液體上方橫跨液-氣界面的毛細(xì)壓力而彎向彼此所導(dǎo)致的。具有窄線寬和高深寬比的特征對(duì)于液-氣和液-壁界面之間由于毛細(xì)壓力(有時(shí)也被稱為毛細(xì)作用力)而產(chǎn)生的表面張力差尤其敏感。目前可行的干燥作法，在防止由于器件尺度快速發(fā)展而導(dǎo)致線黏附中面臨著急劇上升的挑戰(zhàn)。

因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要有減少或消除線黏附的干燥工藝，所述線黏附會(huì)降低基板上的半導(dǎo)體器件產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容

本文中提供的實(shí)施例大體而言涉及一種清潔基板的方法及一種基板處理設(shè)備。更具體地說(shuō)，實(shí)施例涉及一種以減少或消除半導(dǎo)體器件特征之間的線黏附負(fù)面效應(yīng)的方式清潔基板的方法。其它的實(shí)施例涉及一種基板處理設(shè)備，所述基板處理設(shè)備允許以減少或消除半導(dǎo)體器件特征之間的線黏附的方式清潔基板。

一個(gè)實(shí)施例大體而言涉及一種清潔基板的方法。所述方法包含以下步驟：使基板暴露于溶劑，以去除位于所述基板的表面上的一數(shù)量的殘余清潔溶液；使所述基板暴露于超臨界流體，以去除位于所述基板的所述表面上的溶劑；以及使所述基板暴露于等離子體。

另一個(gè)實(shí)施例提供一種基板處理設(shè)備。所述設(shè)備具有傳送腔室，所述傳送腔室中設(shè)有機(jī)械手。所述機(jī)械手適以在多個(gè)耦接至所述傳送腔室的處理腔室之間傳送一或多個(gè)基板。在一些構(gòu)造中，所述基板處理設(shè)備可以包括耦接至所述傳送腔室的濕式清潔腔室。所述濕式清潔腔室具有基板支撐件及清潔溶液輸送設(shè)備，所述清潔溶液輸送設(shè)備適以提供清潔溶液至所述濕式清潔腔室的處理區(qū)。溶劑交換處理腔室被耦接至所述傳送腔室。所述溶劑交換腔室具有基板支撐件并被耦接至液體溶劑輸送設(shè)備，所述液體溶劑輸送設(shè)備適以提供液體溶劑至所述溶劑交換腔室。超臨界流體腔室被耦接至所述傳送腔室。所述超臨界流體腔室具有基板支撐件、加熱元件、適以接收氣體或液體CO₂的端口及加壓設(shè)備。等離子體腔室被耦接至所述傳送腔室。所述等離子體腔室具有基板支撐件、噴頭、適以接收鹵素或氧氣的端口及RF電源，所述RF電源適以在所述等離子體腔室的處理區(qū)中形成等離子體。

另一個(gè)實(shí)施例提供一種基板處理設(shè)備。所述設(shè)備具有耦接至傳送腔室的濕式清潔腔室。所述濕式清潔腔室具有基板支撐件及處理區(qū)，所述處理區(qū)被耦接至清潔溶液輸送設(shè)備，所述清潔溶液輸送設(shè)備適以提供清潔溶液至所述濕式清潔腔室的處理區(qū)。溶劑交換處理腔室被耦接至所述傳送腔室。所述溶劑交換腔室具有基板支撐件并被耦接至液體溶劑輸送設(shè)備，所述液體溶劑輸送設(shè)備適以提供液體溶劑至所述溶劑交換腔室。超臨界流體腔室被耦接至所述傳送腔室。所述超臨界流體腔室具有基板支撐件、加熱元件、適以接收氣體或液體CO₂的端口及加壓設(shè)備。等離子體腔室被耦接至所述傳送腔室。所述等離子體腔室具有基板支撐件、噴頭、適以接收鹵素或氧氣的端口及RF電源，所述RF電源適以在所述等離子體腔室的處理區(qū)中形成等離子體。所述傳送腔室具有第一機(jī)械手，所述第一機(jī)械手適以在所述濕式清潔腔室、所述溶劑交換處理腔室、所述超臨界流體腔室及所述等離子體腔室之間傳送一或多個(gè)基板。

附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明

為詳細(xì)理解上述本發(fā)明的特征，可參照實(shí)施例及附圖而對(duì)以上簡(jiǎn)單概述的本發(fā)明作更特定的描述。然而應(yīng)注意，附圖說(shuō)明的只是本發(fā)明的典型實(shí)施例，因而不應(yīng)將附圖說(shuō)明視為是對(duì)本發(fā)明范圍作限制，因本發(fā)明可認(rèn)可其它同樣有效的實(shí)施例。

圖1圖示濕式處理之后在干燥過(guò)程中形成在基板上的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的特征之間由于產(chǎn)生毛細(xì)力所產(chǎn)生的黏附效應(yīng)；