用于低K电介质的低损害光致抗蚀剂剥离方法技术

本发明专利技术提供从电介质材料剥离光致抗蚀剂及移除蚀刻相关残留物的改进的方法。在本发明专利技术的一个方面中，若干方法涉及使用采用弱氧化剂及含氟化合物的基于氢的蚀刻工艺从电介质层移除材料。衬底温度维持在约160℃或更低的水平，例如低于约90℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

技术介绍
本专利技术关于用于从部分制造的集成电路的表面剥离光致抗蚀剂材料及移除蚀刻相关残留物以准备进一步处理的方法。镶嵌处理技术在许多现代集成电路制造方案中通常是优选方法，这是因为镶嵌处理技术与其它方法相比需要较少处理步骤且提供更高的良率。镶嵌处理涉及通过在电介质 层(金属间电介质)中的沟槽及通孔中形成嵌入金属线而在集成电路上形成金属导体。作为镶嵌工艺的一部分，光致抗蚀剂层沉积在电介质层上。所述光致抗蚀剂为光敏有机聚合物，所述光敏有机聚合物可以液态形式“旋涂”且干燥成固态薄膜。接着使用通过掩模及湿溶剂的光而图案化所述光敏光致抗蚀剂。等离子体蚀刻工艺(干式蚀刻)接着用于蚀刻电介质的暴露部分且将所述图案转印到所述电介质中，从而形成所述电介质层中的通孔及沟槽。一旦蚀刻所述电介质层，就必须在随后处理之前剥离所述光致抗蚀剂及彻底移除任何蚀刻相关残留物以避免在装置中嵌入杂质。常规用于剥离光致抗蚀剂的工艺利用等离子体，所述等离子体在所述等离子体中存在氧气的情况下由气体混合物形成。基于高反应性氧气的等离子体与有机光致抗蚀剂反应且氧化所述有机光致抗蚀剂以形成从晶片表面载离的挥发性组分。高氧化条件通常也不适于在低介电常数(低k)材料上使用。低k材料已用作在许多现代装置中的导电互连件之间的金属间及/或层间电介质，以减少归因于电容效应的信号传播延迟。电介质材料的介电常数越低，电介质的电容越低且集成电路的RC延迟越低。通常，低k电介质为具有某量并入碳的基于氧化硅的材料，通常称为掺碳氧化物(CDO)。据信，虽然并不一定经证明，氧气从低k材料清除或移除碳。在例如CDO等许多这些材料中，碳的存在作用为提供低介电常数。因此，在氧气从这些材料移除碳的程度上说，其有效增加介电常数。由于用于制造集成电路的工艺向着越来越小尺寸发展且要求使用具有越来越低介电常数的电介质材料，所以已发现，常规剥离等离子体条件是不合适的。因此需要用于从电介质材料(尤其从低k电介质材料)剥离光致抗蚀剂及与蚀刻相关的材料的经改进且更高效的方法。
技术实现思路
本专利技术通过提供用于从电介质材料剥离光致抗蚀剂及移除蚀刻相关残留物的经改进方法而解决上述需要。在本专利技术的一个方面中，若干方法涉及使用利用弱氧化剂及含氟化合物的基于氢的蚀刻工艺来从电介质层移除材料。衬底温度维持在约160°C或更低的水平，例如低于约90°C。在某一实施例中，所述方法涉及将包括弱氧化剂、含氟化合物及氢气的气体引入到反应室中，及施加RF功率以在所述反应室内形成等离子体，以将所述材料的至少一部分转换为气态形式，由此从部分制造的集成电路移除所述材料的至少一部分。如前所述，若干方法可用于从蚀刻工艺移除光致抗蚀剂及/或残留物。若干方法可有效实施在镶嵌装置(包含单镶嵌装置及双镶嵌装置)上。根据各种实施例，弱氧化剂包括二氧化碳、一氧化碳、氧化亚氮、一氧化氮及二氧化氮以及水中的至少一者。在特定实施例中，所述弱氧化剂包括二氧化碳。在某些实施例中，所述气体包括体积介于约O. 1%到约10. 0%之间的二氧化碳。在一些实施例中，所述气体进一步包括至少一种惰性运载气体，例如氦气、氩气或氮气。在一些实施例中，所述气体不包括分子态氧。根据各种实施例，所述含氟化合物包括三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、六氟乙烷(C2F6)、四氟化碳(CF4)、三氟甲烷(CHF3)、二氟甲烷(CH2F2)、八氟丙烷(C3F8)、八氟环丁烷(C4F8)、八氟 丁烷(C4F8)、八氟 丁烷(C4F8)、八氟异丁烯(C4F8)、氟(F2)及其类似物中的至少一者。在特定实施例中，所述弱氧化剂包括三氟化氮。在某些实施例中，所述气体包括体积介于约5ppm到约10%之间的三氟化氮。本专利技术的方法可实施在任何尺寸的晶片上。大多数现代晶片制造设施使用200毫米或300晕米晶片。工艺条件可取决于晶片尺寸而改变。若使用300晕米晶片，则气体的总流速范围可介于约1，OOOsccm与约40，OOOsccm之间。若二氧化碳用作弱氧化剂,则二氧化碳的流速范围可介于约IOsccm与约2，OOOsccm之间,例如800sccm。若三氟化氮用作含氟气体，则三氟化氮的流速范围可介于约Isccm与20sccm之间，例如5sccm。通常,300毫米晶片的RF等离子体功率范围介于等离子体的约300瓦特到约3000瓦特之间。若干方法可使用直接或远程等离子体而实施。在将等离子体施加到工件表面期间，衬底温度范围可介于约50°C度与约160°C之间。在某些实施例中，工件温度维持在约90°C或更低水平下。实例室压力范围可介于约300毫托与约2托之间。在一些实施例中，晶片保持在偏压下。如前文所提及，本专利技术的方法可与低k电介质材料一起使用，所述低k电介质材料包含掺碳低k电介质材料，例如掺碳氧化物(CDO)。本专利技术的方法可实施在无孔及多孔电介质材料两者上，所述电介质材料包含⑶O及其它组成。本专利技术的方法可在任何合适的反应室中实施。所述反应室可为多室设备的一个室，或所述反应室可为单室设备的一部分。在一些实施例中，使用多阶段移除工艺，其中含氟化合物仅使用所述阶段的子集。在某些实施例中，所述含氟化合物仅用于第一组阶段中，例如第一阶段。在使用多台设备的实施例中，举例来说，所述含氟化合物可用作用于在所述第一台中产生等离子体的工艺气体的一部分。本专利技术的这些及其它特征和优点在下文中将参看相关联图式而更详细描述。附图说明图I为说明用于从部分制造的集成电路剥离光致抗蚀剂及移除蚀刻相关残留物的本专利技术的一些实施例的若干方面的工艺流程图。图2A到2C展示在根据本专利技术的干式蚀刻及光致抗蚀剂剥离工艺期间的低k镶嵌装置的横截面描绘。图3A及3B展示在根据本专利技术的光致抗蚀剂剥离及HF测试工艺之后在干燥期间的低k装置的横截面描绘。图4A为展示适合实践本专利技术的设备的示意性说明。图4B为展示适合实践本专利技术的多台剥离工具的简单框图。具体实施例方式介绍在以下本专利技术的详细描述中，阐述许多特定实施例以便提供对本专利技术的深入理解。然而，如对于所属领域的技术人员将显而易见，可在无这些特定细节或通过使用替代元件或工艺的情况下实践本专利技术。在其它情况下，未详细描述众所周知的工艺、程序及组件以免不必要地混淆本专利技术的方面。在本申请案中，将可互换使用术语“半导体晶片”、“晶片”及“部分制造的集成电路”。所属领域的技术人员将理解，术语“部分制造的集成电路”可指在其上的集成电路制造的许多阶段中的任一者期间的硅晶片。以下详细描述假设本专利技术在晶片上实施。然而，本专利技术并不限于此。工件可为各种形状、大小及材料。除了半导体晶片，可利用本专利技术的其它工件包含各种物件，例如印刷电路板及其类似物。如前所述，本专利技术的方法可用于有效及高效地从低k电介质材料移除光致抗蚀剂及与蚀刻相关的材料。本专利技术的方法并不限于低k电介质。若干方法也并不限于任何特定类别的低k电介质。例如，所述方法可高效地在具有小于4. O的k值的电介质、具有小于约2. 8的k值的电介质及具有小于约2. O的k值的电介质(“超低k”或ULK电介质)上使用。低k电介质可为多孔或无孔(有时称为“密集”低k电介质)的。一般来说，低k密集电介质为具有不大于2. 8的k值的电介质，且低k多孔电介质为具有不大于2. 2的k值的电介质。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·张，李钊，阿尼尔班·古哈，柯克·奥斯特洛夫斯基，
申请(专利权)人：诺发系统有限公司，
类型：发明
国别省市：