TW201531341A - 洗淨處理室之方法及處理微電子元件前驅物之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供減少使用酸化學品處理之晶圓表面上之污染的處理策略。該等策略適合與多種晶圓一起使用，包含含有敏感性微電子特徵或其等之前驅物的晶圓。此等策略涉及快速且有效地從(諸)工件之前側以及從可為污染成因之其他處理室表面移除殘餘酸及酸副產物之中和與清洗策略的一組合。

Description

洗淨處理室之方法及處理微電子元件前驅物之方法 [優先權]
本非臨時專利申請案主張2013年11月13日申請之標題為「IMPROVED CHAMBER CLEANING WHEN USING ACID CHEMISTRIES TO FABRICATE MICROELECTRONIC DEVICES AND PRECURSORS THEREOF」之美國臨時專利申請案第61/903,693號之優先權，其中該臨時專利申請案之全部內容出於所有目的以引用的方式併入本文中。
本發明係關於用於根據併入具有酸化學品之一或多個處理之配方在一處理室中處理一或多個微電子工件之方法。更特定言之，本發明係關於其中在(諸)酸處理之後依序進行晶圓及處理室表面之中和及清洗以減少工件上之粒子、酸液滴及霧污染之此等方法。
微電子元件之製造可涉及使用至少一種酸化學品處理此等元件之前驅物(此等前驅物在本文中亦被稱為晶圓或工件)。酸化學品可用於各種目的。一例示性用途涉及自工件移除光阻劑或光阻劑殘餘物。另一例示性用途涉及使用酸化學品蝕刻氮化矽。
已知各種酸化學品。例示性酸化學品包含含水磷酸、包含磷酸及硫酸之含水混合物、含水硫酸、包含硫酸及氧化劑(諸如過氧化物 或臭氧)之含水混合物、硝酸、其等之組合及類似物。硫酸及過氧化氫之混合物被稱為SPM化學品或替代性地piranha化學品。
在酸處理之後，可期望徹底清洗工件及處理室表面以移除酸化學品及/或酸副產物(諸如鹽)。處理室表面上之酸殘餘物或其之鹽可遷移或另外轉移至在處理中之工件上。若此情況在一晶圓被乾燥或正在被乾燥時發生，則落下之碎屑易於污染工件以導致工件或所得元件遭受粒子污染、酸液滴污染、霧、良率損失等等。因此，重要的係有效地清洗工件及處理室表面兩者。
在一酸處理之後評估工件是否已被充分清洗之一個方式涉及在處理階段之後評估粒子、酸液滴、霧或類似物是否污染工件表面。工件表面上之粒子污染、酸液滴污染及/或霧(此(等)發展被統稱為污染)大體上指示酸化學品及其之副產物(諸如鹽)尚未自工件或處理室表面被有效清洗或污染在清洗之後發展。
可以各種方式偵測粒子污染或酸液滴，諸如藉由使用一基於雷射、光散射偵測儀器。此一儀器掃描被評估之表面。藉由表面上之粒子或酸液滴散射光。散射光之(諸)位置對應於粒子、酸液滴或其他污染。此等位置被計數，且計數對應於表面上之粒子或液滴之數目。在許多情況中，無法接受實施允許過度程度之此污染發展之一處理。
歸因於鹽副產物會導致污染、良率損失或類似物之風險，行業中強烈偏向於在元件製造期間避免鹽形成。因此，行業中已存在嘗試在將晶圓曝露於可能具有與酸反應以形成鹽之傾向之後續化學品之前自晶圓及處理室表面清洗酸殘餘物之一偏向。自此等表面移除酸之一個策略涉及使用水清洗工件及處理室表面。在單獨使用水清洗時，可能需要大量水來有效清洗處理室及工件表面。此不僅使用大量水，而且在一些應用中，僅單獨使用水清洗可花費太長時間來達成之期望處理量。
此外，甚至憑藉大量清洗仍難以完全清洗掉處理室表面上之酸殘餘物。特定言之，即使硫酸係高度水溶性的，但此酸係高度黏性的且強力黏附至處理室表面。因此，即使處理室表面之清洗持續延長的時間段，但單獨使用水仍難以自處理室表面移除硫酸殘餘物。
使用較少清洗流體及/或更快完成清洗之處理大體上涉及使用經常與一或多個水清洗組合之一合適中和化學品中和及移除酸及其之鹽。舉例而言，包含氨及/或另一鹼性試劑之含水混合物已被用於自工件表面中和及移除酸及酸式鹽。一氨水化學品之一實例在行業中被統稱為SC1化學品。SC1化學品在行業內被廣泛用於粒子移除且具有多個優點。首先，在許多例項中，成分與微電子材料及特徵相容。化學品輕微蝕刻以幫助疏鬆粒子，此使得粒子更容易移除。化學品亦具有有助於防止去除的粒子再沈積於被處理之表面上之ζ電位特性。
藉由組合包含氨水(通常為NH4OH水溶液之形式)、含水過氧化氫及水之成分製備SC1化學品。一典型SC1配方包含一體積份含水氫氧化銨(29重量%氫氧化銨)、4體積份過氧化氫(30重量%過氧化物)及70體積份水。亦已使用相對於氫氧化銨及/或過氧化物更濃縮或更稀釋之其他配方。
SC1化學品經常與(諸)水清洗組合使用。因此，移除一工件之前側上之光阻劑之一整合處理可涉及其中使用一SPM試劑或其他酸化學品處理工件之前側之一處理序列。此後接著使用水清洗工件及處理室表面之前側。接著，在此清洗之後，使用一SC1試劑處理工件之前側。此後接著再次使用水清洗前側。接著，工件被乾燥。一些習知程序使用含水過氧化物或其他氧化試劑處理工件表面，以便使清洗/中和更有效。
不幸地，即使在遵循此一習知協定時，仍可導致過量粒子污染、霧及其他問題。因此，強烈需要在使用酸化學品製造微電子元件 時減少污染之處理策略。
本發明提供減少晶圓表面上之污染的處理策略。該等策略適合與多種晶圓一起使用，包含含有敏感性微電子特徵或其等之前驅物的晶圓。此等策略涉及快速且有效地從(諸)工件之前側以及從可導致污染之其他處理室表面移除殘餘酸及酸副產物之中和與清洗處理之一組合的有利順序。在本發明之作法中，該工件之該前側亦被稱為一第一主表面，且該工件之背側被稱為第二主表面。
在一態樣中，本發明係至少部分基於對不僅可由殘留於該工件本身之該前側上之殘餘酸而且亦可由周圍處理室壁上之殘餘酸及酸副產物材料(若在一工件被乾燥或正在被乾燥時不當地存在殘餘酸及酸副產物材料)導致之污染的暸解。本發明進一步暸解，即使晶圓表面及處理室表面可在酸處理之後遭受客製化中和及清洗處理，但經最佳化以用於處理該(等)工件表面之中和及清洗序列仍可能不是用於處理處理室壁的最佳者，且反之亦然。
舉例而言，在一習知作法模式中，主要使用水之清洗策略已被用於以有效避免不當地損害敏感性特徵之一方式來徹底清洗一晶圓前側。亦在一習知配方之此早期階段，使用水來徹底清洗該工件上方之處理室表面。清洗一自旋晶圓通常係自一晶圓表面移除酸殘餘物之一有效及高效方式，但一頂部處理室表面通常係靜止的。至少部分歸因於酸材料之黏性及黏附特性，不易單獨使用水來清洗該等靜止處理室壁上之酸殘餘物。實際上，在不期望受限之情況下，咸信太早清洗該等頂部處理室表面甚至可能在該酸殘餘物上方形成一水障，抑制而非促進殘餘物移除。在一習知作法之此階段的處理室清洗易於將過量酸殘餘物殘留於該等處理室表面上。接著，在該晶圓及處理室清洗之後，接著使用一中和化學品來處理該晶圓時，來自該中和化學品之蒸 氣接觸頂部處理室表面而形成酸式鹽。儘管如此，並未發生該晶圓上方之該等處理室表面之進一步直接清洗。因此，此習知作法允許在一晶圓被乾燥或正在被乾燥時，過量酸殘餘物及酸式鹽存在於後續處理階段。此時此等材料具有遷移或另外轉移至該工件上且污染該工件之一傾向。
吾人熟知，鹽係一污染源，且該工業中存在避免鹽形成之強烈偏向。此係一習知作法在早期而不在後期清洗處理室表面之一個原因，因為預期該清洗將移除酸殘餘物以避免不當的鹽形成。本發明暸解，以一習知方式清洗頂部處理室表面促進了在一不適當處理階段之鹽形成，而非抑制該等頂部表面之污染。
本發明暸解，鹽形成本身不一定為一問題，而實情係鹽形成之階段係更多最佳效能之一關鍵。特定言之，本發明進一步暸解，(諸)頂部處理室表面之清洗在其緊隨該等表面上之一中和處理而非僅在一中和處理之前清洗時要有效得多。在不期望受限之情況下，據信，該中和化學品與酸殘餘物快速反應，從而將其等轉換為高度水溶性鹽。在一較早階段將酸殘餘物轉換為鹽實際上更佳，此係因為該等鹽係極度水溶性的且展示至該等處理室表面之低黏附性。因此，憑藉清洗十分容易自處理室表面移除鹽。在上覆晶圓之處理室表面上形成鹽且其後接著清洗該等表面允許更容易地移除酸殘餘物以實質上減小污染風險。相比之下，之後在不清洗該等表面的情況下形成鹽產生酸殘餘物將為一污染源之一較大風險。
在鹽形成之後(且視情況在鹽形成之前，若需要)清洗處理室表面之有效性係令人驚奇的，此係因為在清洗之前中和處理室表面以有目的地形成鹽係違背常理的。鹽已被習知地視為污染粒子，且已期望地避免鹽之存在。此係一習知作法在潛在鹽形成之前清洗處理室表面之一個原因，因為預期係清洗將移除酸殘餘物以避免不當的鹽形成。本 發明瞭解，在一較早階段將殘餘物轉換為鹽實際上更佳，此係因為鹽係極度水溶性的且因此十分易於自處理室及工件表面移除。因此，本發明進一步瞭解，在酸處理後階段中較早有目的地形成鹽允許早期鹽形成成為一益處(更易於清洗)而非一負擔。
舉例而言，根據一闡釋性作法模式，本發明之一處理階段可涉及使用包括硫酸之一化學品在晶圓上進行一酸處理，且此後接著直接或間接使用包含氨水之一中和化學品在晶圓上進行一處理。若需要，可在中和處理之前實施對晶圓及/或處理室表面之清洗。產生氨蒸氣，其接觸頂部處理室表面上之酸殘餘物且與之反應。硫酸銨係在氨與硫酸反應時形成之一種鹽。硫酸銨鹽係高度水溶性的。在允許鹽形成在上覆處理室表面上發生之後，使用水清洗處理室表面。硫酸銨易於溶解且易於藉由清洗頂部表面而自一表面移除。藉由允許頂部表面上之鹽形成且接著清洗，處理室洗淨係更有效的，且減少晶圓上之粒子污染。更完全地自頂部表面移除酸殘餘物以減小過量殘餘物保留而後續在程序中污染晶圓之風險。該改良被視為用於偵測晶圓表面污染之計量中光點缺陷(亦被稱為粒子)中之一顯著減少。
該等處理策略易於被併入市售或可能已作為使用者之設施中之一現有資源之工具中。較佳地，該等策略用於單晶圓處理系統中。其中可使用此等策略之一例示性工具係可購自明尼蘇達州Chaska的TEL FSI,Inc.之商標ORIONTM之多功能單晶圓處理工具。
在一態樣中，本發明係關於一種洗淨一處理室之方法，其包括以下步驟：(a)將一微電子元件前驅物定位於包括上覆該前驅物之一內處理室表面之一處理室中；(b)在使得一酸殘餘物集中於內處理室表面之至少一部分上之條件下，使用一酸性組合物處理工件； (c)使一中和組合物(其可為一液體及/或蒸氣且其包括至少一鹼)接觸內處理室表面上之酸殘餘物；及(d)在中和組合物接觸內處理室表面上之酸殘餘物之後，清洗內處理室表面。在其中本發明之此態樣之步驟(c)之組合物係包括氨水之一液態組合物之一些實施例中，此清洗步驟係可選的，此係因為清洗內表面導致鹽連同有效清洗作用一起形成。
在另一態樣中，本發明係關於一種處理一微電子元件前驅物之方法，其包括以下步驟：(a)將一微電子元件前驅物定位於包括上覆該前驅物之一內處理室表面之一處理室中；(b)在使得酸性組合物之一部分集中於內處理室表面之至少一部分上之條件下，使用酸性組合物處理工件；(c)在使用酸性組合物處理工件之後，視情況使用一清洗液清洗微電子前驅物而不使用一清洗液清洗內處理室表面；(d)在使用一清洗液清洗內處理室表面之前，以下列方式使用包括一鹼之一第二處理組合物處理工件：第二處理組合物之一部分接觸內處理室表面上之酸殘餘物之至少一部分且其中該接觸在內表面上形成包括一鹽之一反應產物；(e)在第二處理組合物之一部分接觸內處理室表面上之酸殘餘物之至少一部分之後，使用一清洗液清洗內表面。
在另一態樣中，本發明係關於一種洗淨一處理室之方法，其包括以下步驟：(a)將一微電子元件前驅物定位於包括上覆該前驅物之一內處理室表面之一處理室中；(b)在使得一酸殘餘物集中於內處理室表面之至少一部分上的條件下，使用一酸性組合物來處理工件； (c)使用包括氨水之一含水液體組合物來清洗內處理室表面；及(d)在清洗內處理室表面之後，清洗工件。
下文描述之本發明之實施例不旨在為窮盡性的或將本發明限於下列實施方式中所揭示的精確形式。實情係，實施例經選擇及描述，使得其他熟習此項技術者可瞭解及理解本發明之原理及作法。在本文中引用之所有專利、待審專利申請案、已發表專利申請案及技術文獻之各自全部內容出於所有目的而以引用的方式併入本文中。
根據一個較佳作法模式，提供一或多個微電子元件前驅物。各前驅物大體上併入支撐於一合適基板(諸如一半導體基板)上之微電子元件特徵或其等之前驅物。例示性半導體基板可包含一或多種半導體材料，諸如矽、鍺、碳化矽、矽鍺、砷化鍺、氮化鍺、銻化鍺、磷化鍺、砷化鋁、氮化鋁、銻化鋁、磷化鋁、砷化硼、氮化硼、磷化硼、砷化銦、氮化銦、銻化銦、磷化銦、砷化鋁鎵、砷化銦鎵、磷化銦鎵、砷化鋁銦、銻化鋁銦、氧化銅、銅銦鎵、硒化銅銦鎵、硫化銅銦鎵、硫化銅銦鎵硒化物、磷化鋁鎵銦、砷化鋁鎵磷化物、砷化銦鎵磷化物、砷化銦鎵銻化物、銻化磷化砷化銦、銻化磷化砷化銦、砷化鋁銦磷化物、砷化鋁鎵氮化物、砷化銦鎵氮化物、砷化銦鋁氮化物、砷化鎵、銻化氮化砷化鎵、砷化銻化氮化鎵銦、銻化磷化砷化鎵銦、硒化鎘、硫化鎘、碲化鎘、氧化鋅、硒化鋅、硫化鋅、碲化鋅、碲化鎘鋅、碲化汞鎘、碲化汞鋅、硒化汞鋅、氯化亞銅、硫化銅、硒化鉛、鉛(II)硫化物、碲化鉛、硫化錫、碲化錫、碲化鉛錫、碲化鉈錫、碲化鉈鍺、碲化鉍、磷化鎘、砷化鎘、銻化鎘、磷化鋅、砷化鋅、銻化鋅、二氧化鈦、銳鈦礦、金紅石、銅(I)氧化物、銅(II)氧化物、二氧 化鈾、三氧化鈾、三氧化二鉍、二氧化錫、鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈮酸鋰、氧化鑭銅、此等之組合及類似物。
在一典型作法模式中，如提供之(諸)前驅物工件係定位於具有上覆(該等)前驅物之一或多個內處理室表面之一處理室中。ORIONTM工具包含上覆工件之一多功能蓋總成。蓋總成可經升高及降低以有助於來往於處理室裝載工件。管道及施配特徵被整合至蓋總成中以允許以各種方式將處理材料引入至處理室中。一個施配特徵允許液體被大體上施配至一自旋工件之中央上，以作為來自一大體上中央施配噴嘴之一液流。另一施配特徵允許經霧化處理材料被噴霧至一下方自旋工件上。蓋總成亦具有一較大下側，其有助於在工件上方形成在實際效應中充當一處理室蓋之一屏障。蓋總成具有一幾何形狀，使得工件上方之頂部空間自工件中央上方之一相對寬區域漸縮至工件周邊上方之一較窄區域。所得錐狀流道有助於在自旋晶圓上及上方產生最佳氣體流動。因此，可瞭解，在使用ORIONTM工具時，蓋總成之下側包含直接上覆被處理之前驅物的表面。
根據一闡釋性處理配方，在使用諸如ORIONTM工具之一處理裝置時，藉由使用一酸化學品噴霧來處理(諸)前驅物。噴霧至(該等)前驅物上導致一酸殘餘物間接集中於處理室表面之至少一部分上(包含在使用ORIONTM工具的情況下，直接上覆前驅物之蓋總成上之表面)。可出於各種原因使用酸處理。作為一個原因，酸化學品可用於自工件表面移除光阻劑或其之殘餘物或蝕刻殘餘物。酸化學品亦可用於蝕刻SiN、TiN、Ti、W、Ni、NiPt合金、鈷、CoNi合金、其他金屬或金屬組合及/或類似物。
在本發明之作法中，多種不同酸化學品可用於處理前驅物工件。用於移除光阻劑或金屬之例示性酸化學品係包含硫酸、磷酸及/或被原位轉換為此等酸之成分之一或多者的水溶液。由每約1體積份 含水過氧化氫(30重量%過氧化氫水溶液)包含約1至約100體積份濃硫酸(98重量%硫酸水溶液)之成分配製一個有用酸化學品。由硫酸及過氧化氫配製之一化學品在行業中被稱為SPM化學品及/或Piranha化學品。由每約1體積份含水磷酸(85重量%磷酸水溶液)之約0.5至約2體積份濃硫酸(98重量%硫酸水溶液)配製另一例示性酸化學品。若需要，除已存在於試劑中之水外，此等配方視情況亦可包含額外量之水。舉例而言，配方針對配方中所包含之每一重量份之酸可包含額外1至10,000重量份之水。
使酸性化學品在有效執行期望處理之條件下，至少接觸被處理之(諸)工件之第一主表面從而移除可存在於表面上之光阻劑之至少一部分。在一典型處理中，可以各種方式將酸性化學品施加至第一主表面，包含噴霧至晶圓之一弦之所有或一部分上。在一些合適作法模式中，酸化學品如在PCT專利申請第WO 2007/062111號及第WO 2008/143909號(該等案之各者之各自全部內容出於所有目的以引用的方式併入本文中)中描述與蒸氣一起引入。商標ViPR+®之用於共同引入酸化學品與蒸氣之技術可購自TEL FSI,Inc.(明尼蘇達州Chaska)且在ORIONTM工具上有效實施。
通常，工件在一酸處理期間按一合適rpm或自旋速率之一組合自旋。例示性自旋速率可在自約10rpm至約1000rpm，通常約25rpm至約500rpm，或甚至約50rpm至約300rpm之範圍中。
可在一或多個合適溫度下提供酸性化學品。合適溫度可低於周圍溫度、處於周圍溫度或高於周圍溫度。在一個作法模式中，在約80℃至240°之一溫度下提供一SPM化學品。與蒸氣共同引入可導致化學品之原位溫度增大至範圍自100℃至255℃之溫度。
按在一合理時間週期內有效提供期望作用之一合適流速供應酸化學品。若流速過低，則程序可花費較於期望更長之時間完成。若流 速過高，則可能使用過多試劑完成可使用一較低流速達成之相同效能。平衡此等關注，可針對每工件按在自約200ml/min至約2000ml/min，較佳地約800ml/min至約1500ml/min之範圍中之一流速供應一酸試劑達範圍為自約10秒至約180秒，較佳地約15秒至約60秒之一時間週期。
在酸處理之後，可實施一可選過渡步驟以作為酸處理步驟與一或多個後續清洗/中和處理之間的一過渡。舉例而言，在使用SPM化學品之一酸處理之後，可期望使用一或多種氧化試劑處理晶圓之第一主表面及視情況第二主表面(通常被稱為背側)一或多次，以便有助於改良後續清洗/中和步驟之效力。例示性氧化試劑包含過氧化物水溶液、臭氧氣體、蒸氣與臭氧之一混合物及/或臭氧水。
在一闡釋性作法模式中，一合適氧化試劑係藉由由約1體積份含水過氧化氫(30重量%過氧化物)及0至約10體積份水配製而獲得之一水溶液。可在一或多個合適溫度下提供氧化試劑。合適溫度可低於周圍溫度、處於周圍溫度或高於周圍溫度。在一個作法模式中，在周圍溫度下提供氧化試劑。
工件可在使用(諸)氧化試劑之可選處理之過程期間按任何合適自旋速率自旋。在上文相對於酸處理論述之自旋速率將為合適的。
按在一合理時間週期內有效提供期望作用之一合適流速供應氧化試劑。若流速過低，則程序可花費較於期望更長之時間完成。若流速過高，則可能使用過多試劑完成可使用一較低流速達成之相同效能。平衡此等關注，可按在自約30ml/min至約1500ml/min，較佳地約85ml/min至約500ml/min之範圍中之一流速供應氧化試劑達範圍為自約5秒至約30秒，較佳地約10秒至約20秒之一時間週期。
若在兩個或兩個以上循環中執行使用氧化試劑之過渡處理，則可期望地在氧化處理之間使用去離子水清洗工件。氧化試劑在各此循 環中可為相同或不同的。
視情況，在進一步處理之前可在此階段直接清洗自旋晶圓表面及/或上覆處理室表面。在此階段清洗晶圓表面允許自晶圓表面容易地移除酸及氧化試劑(若存在)殘餘物之大部分。宜在一些作法模式中，若在此階段清洗晶圓而非上覆處理室表面，則單獨使用水清洗。在此階段單獨使用水清洗上覆處理室表面可涉及使用過多水以完成一期望程度之清洗，使用更多循環時間而降低總處理量，使用更多電力以處理延長的清洗或諸如此類。在此階段單獨使用水直接清洗上覆表面可導致上覆表面被塗佈有一水膜，該水膜不當地屏蔽該等表面上之酸殘餘物與中和化學品蒸氣之期望反應。在一些例項中，此可至少在某種程度上根據本發明之原理抑制上覆表面上酸式鹽之形成。藉由在此階段避免單獨使用水直接清洗上覆處理室表面，該等表面上之酸殘餘物保持充分曝露以能夠如本文中描述與中和化學品蒸氣反應。來自晶圓表面之直接清洗之一些過量噴霧可接觸上覆表面，但一般言之在酸殘餘物如下文描述接觸中和蒸氣時，此不夠形成抵抗鹽形成之一屏蔽。在允許蒸氣如下文描述與酸殘餘物反應之後，接著可應用一後續清洗以在一短時間中完成有效清洗。
在其他作法模式中，視情況可使用包括氨之一含水組合物(例如，具有如下文描述之一配方之一氨水化學品)清洗上覆處理室表面。在此階段使用一氨水化學品清洗上覆處理室表面係快速且有效的。氨與酸殘餘物反應，從而將殘餘物轉換為高度水溶性且較於酸更容易被清洗掉之鹽。在使用一液態SC1化學品清洗上覆處理室表面時，酸殘餘物如此易於移除，在後一處理階段中上覆處理室表面之後續清洗係可選的。
接著，在晶圓及處理室表面之酸處理及可選清洗之後，呈一第二處理組合物之形式之包括一鹼之一中和化學品被直接施配至自旋晶 圓表面上。作為一選項，一中和化學品亦可被直接施配至上覆處理室表面上，但無需在上覆表面上形成鹽。如在下文進一步描述，施配於晶圓上之中和化學品產生煙或一蒸氣，其亦與上覆處理室表面上的酸殘餘物接觸及反應以形成易於被清洗之鹽。中和化學品被施配至工件上達有效完成期望程度之清洗及中和之一合適週期。在許多實施例中，此共同施配發生達範圍為自約3秒至約300秒之一週期。在一項實施例中，10秒至30秒之一週期將為合適的。
一較佳中和化學品包含氨水及含水過氧化氫。可從由約1至約40體積份氨水(29重量%氫氧化銨)、約1至約40體積份含水過氧化氫(30重量%過氧化物)及約200體積份水組合而成之流速獲得此中和化學品之例示性實施例。在一較佳實施例中，可從組合1體積份氨水(29重量%氫氧化銨)、1至5體積份含水過氧化氫(30重量%過氧化物)及70至80體積份水之流速獲得一中和化學品。在一些實施例中，甚至可有效使用更稀溶液。舉例而言，例示性稀氨溶液包括水及氨，其中水對氨之重量比在自5：1至100,000：1，較佳地100：1至10,000：1之範圍中。若需要，可視情況如上文描述在一較早階段使用此相同中和化學品以有效清洗上覆處理室表面。
可按一廣泛範圍內之一流速將中和化學品單獨施配至晶圓及視情況上覆表面上。每一晶圓之例示性流速在自約0.3公升/min至約20公升/min，較佳地自約0.4公升/min至約5公升/min，更佳地約0.5公升/min至約3公升/min之範圍中。
第二處理組合物通常作為一流體混合物(較佳地一液態混合物)被施配至自旋工件上。煙或蒸氣散發自第二組合物。此等煙大體上包括對應於第二處理組合物本身中所包含之鹼之一氣相鹼量。
所產生之煙或蒸氣接觸上覆自旋工件之內處理室表面上之酸殘餘物。因此，鹼與酸殘餘物反應。在不期望受限之情況下，據信，該 反應形成(諸)水溶性鹽。舉例而言，氨蒸氣與硫酸之酸殘餘物之間的反應形成高度水溶性硫酸銨。接觸之後，藉由使用一合適清洗流體(諸如水或一中和化學品)直接清洗上覆處理室表面而容易地清洗掉酸殘餘物及/或殘餘物與蒸氣之反應產物。視情況，在此階段中，過氧化物亦可包含於清洗組合物中。在ORIONTM工具之情況中，該工具併入允許將一漩渦、流動清洗引入至該工具之蓋總成結構之下側上之特徵。此漩渦、流動清洗向外朝向蓋總成之邊緣流動，在蓋總成中使用一真空以透過圍繞蓋之周邊之一通道陣列自蓋移除清洗液。藉由在鹽形成之後清洗(或結合如上文論述之鹽形成)，清洗作用實質上更有效洗淨蓋總成之下側。由於鹽如此易於移除，故鹽形成協助此洗淨作用而非該等鹽不當地充當一污染源。
上覆工件之處理室表面之此清洗可與工件之清洗配合。舉例而言，在一較佳作法模式中，工件上之中和施配以至一後續清洗步驟之一過渡結束，在後續清洗步驟中使用諸如去離子水之一合適清洗液清洗上覆處理室表面及(諸)工件表面之至少一部分。可藉由在將一清洗流體流共同施配至晶圓及處理室表面上時，簡單停止中和化學品至第二主表面上之流動而完成此過渡。接著，清洗作用繼續持續達一合適時間週期。可清洗處理室表面及晶圓表面達相同持續時間或不同持續時間。在一些作法模式中，上覆表面之清洗在晶圓上之清洗的同時先停止，隨後繼續達一期望持續時間。
在此階段，自工件及處理室表面有效且徹底地清洗及移除酸及酸副產物。工件可被進一步清洗(若需要)且接著乾燥或另外處置用於後續處理。
期望地，在一保護氛圍中執行本文中描述之程序步驟之任何一或多者。例示性保護氛圍包含氮、氬、二氧化碳、潔淨乾空氣、其等之組合及類似物。
實例1
本發明之原理顯著且持續地減少粒子污染。在一個實驗中，將與一習知程序相關聯之粒子污染與併入本發明之原理之一程序比較。使用一ORIONTM工具執行實驗。在51個測試晶圓工件上使用習知程序。使用去離子(DI)水清洗各晶圓。接著，使用包含硫酸及過氧化氫之一酸化學品處理晶圓表面。使用DI水清洗晶圓表面。在晶圓上之DI清洗開始之後，清洗上覆晶圓之蓋總成之下側。停止晶圓上清洗，且開始使用SC1化學品之晶圓上處理。繼續蓋總成之清洗但接著在繼續晶圓上之SC1處理時停止。因此，以使得蓋總成清洗與晶圓上清洗之最後一部分及晶圓上SC1之一第一部分重疊之一方式執行蓋總成清洗。在SC1處理開始之前發生一半以上之蓋總成清洗。停止SC1處理。清洗及乾燥晶圓。使用計量(KLA-Tencor SP2光散射表面缺陷量測)評估添加粒子(添加者>45nm)且針對51個測試晶圓觀察18+/-12個添加者(>45nm)。
使用58個測試晶圓工件重複該程序，除了延遲蓋總成清洗，使得清洗在允許於蓋總成之下方表面上形成鹽之後發生以外。在此情況中，在各晶圓使用SC1化學品處理或在SC1處理之前清洗之時間期間並未發生蓋總成清洗之部分。替代性地，延遲蓋總成清洗直至在SC1處理之後清洗晶圓。散發自SC1處理之煙能夠在蓋總成被直接清洗之前接觸蓋總成之下側。使用計量(SP2)評估添加粒子(添加者>45nm)且針對58個測試晶圓觀察6+/-3個添加者(>45nm)。添加粒子從18至6減少67%，且差異從+/-12至+/-3減少四倍。
結果係違背常理的。本發明之程序有目的地允許蓋總成之下側在一早期階段被鹽污染，此係因為在此階段中，可藉由後續清洗容易地移除鹽。此與其中在隨後形成鹽且無後續清洗(其導致更大的粒子污染)之習知方式形成對比。顯然，以鹽使得處理室表面保持骯髒達 一較長時間在處理室表面之清洗之後接著形成鹽時提供一更潔淨晶圓。
考慮本說明書或從本文中揭示之本發明之作法中，熟習此項技術者將明白本發明之其他實施例。在不脫離藉由隨附申請專利範圍指示之本發明之真實範疇及精神之情況下，熟習此項技術者可對本文中描述之原理及實施例進行各種省略、修改及改變。

Claims (26)

  1. 一種洗淨一處理室之方法，其包括以下步驟：(a)將一微電子元件前驅物定位於包括上覆該前驅物之一內處理室表面之一處理室中；(b)在使得一酸殘餘物集中於上覆該工件之該內處理室表面之至少一部分上的條件下，使用一酸性組合物來處理該工件；(c)使包括至少一鹼之一中和組合物接觸該內處理室表面上之酸殘餘物；及(d)在該中和組合物接觸該酸殘餘物之後，清洗該內處理室表面。
  2. 一種處理一微電子元件前驅物之方法，其包括以下步驟：(a)將一微電子元件前驅物定位於包括上覆該前驅物之一內處理室表面之一處理室中；(b)在使得一酸性組合物之一部分集中於該內處理室表面之至少一部分上的條件下，使用一酸性組合物來處理該工件；(c)在使用該酸性組合物處理該工件之後，視情況使用一清洗液來清洗該微電子前驅物，而不使用一清洗液來清洗該內處理室表面；(d)在使用一清洗液來清洗該內處理室表面之前，以下列方式使用包括一鹼之一第二處理組合物來處理該工件：該第二處理組合物之一部分接觸該內處理室表面上之該酸殘餘物的至少一部分，且其中該接觸在該內表面上形成包括一鹽之一反應產物；(e)在該第二處理組合物之一部分接觸該內處理室表面上之該酸殘餘物的至少一部分之後，使用一清洗液來清洗該內表面。
  3. 如請求項1之方法，其中該所噴霧酸性組合物併入包含至少硫酸及/或磷酸的一或多個成分。
  4. 如請求項1之方法，其中該第二處理組合物併入包含至少氨的一或多個成分。
  5. 如請求項4之方法，其中該水溶性鹽包含硫酸銨。
  6. 如請求項1之方法，其中該鹽包括一水溶性鹽。
  7. 如請求項1之方法，其中該所噴霧酸性組合物併入包含至少磷酸的一或多個成分。
  8. 如請求項1之方法，其中該所噴霧酸性組合物併入包含至少磷酸及硫酸的成分。
  9. 如請求項1之方法，其中該內處理室表面係一屏障結構之一下表面，其中步驟(e)包括使該清洗液流動至該內處理室表面上，且其中該方法進一步包括使用一真空以透過與該下表面流體連通之一或多個通道自該內處理室表面移除該流動清洗液。
  10. 如請求項9之方法，其中該等送氣通道之至少一部分包括具有經定位成接近於該下表面之一外周緣之複數個入口之一通道陣列。
  11. 如請求項1之方法，其中該所噴霧酸性組合物進一步包括氧化劑。
  12. 如請求項11之方法，其中該所噴霧酸性組合物係含水的，且該氧化劑包括過氧化物。
  13. 如請求項11之方法，其中該所噴霧酸性組合物係含水的，且該氧化劑包括臭氧。
  14. 如請求項1之方法，其中該所噴霧酸性組合物具有至少80℃之一溫度。
  15. 如請求項1之方法，其中步驟(b)包括將水蒸氣施配至該處理室 中。
  16. 如請求項15之方法，其中步驟(b)包括使用該水蒸氣來霧化該酸性組合物。
  17. 如請求項15之方法，其中透過經定位於該前驅物上方之一第一陣列之注射開口，將該酸性組合物施配至該處理室中，其中以下列方式透過一第二陣列之注射開口來將該水蒸氣施配至該處理室中：該所施配酸性組合物與水蒸氣碰撞且混合於該前驅物上方之一空間中，以形成接觸該前驅物之一噴霧；且其中該第一陣列及該第二陣列之注射開口係定位於該前驅物上方。
  18. 如請求項17之方法，其中步驟(b)進一步包括在施配該酸性組合物及該水蒸氣之時間的至少一部分期間旋轉該前驅物。
  19. 如請求項1之方法，其中該內處理室表面係一屏障結構之一下表面，其中步驟(e)包括使該清洗液流動至該內處理室表面上。
  20. 如請求項1之方法，其中步驟(d)包括在至少40℃之一溫度下施配該清洗液。
  21. 如請求項1之方法，其中步驟(d)包括在至少50℃之一溫度下施配該清洗液。
  22. 如請求項1之方法，其中該內表面包括石英。
  23. 如請求項1之方法，進一步包括乾燥該微電子前驅物。
  24. 一種洗淨一處理室之方法，其包括以下步驟：(a)將一微電子元件前驅物定位於包括上覆該前驅物之一內處理室表面之一處理室中；(b)在使得一酸殘餘物位於上覆該工件之該內處理室表面之至少一部分上的條件下，使用一酸性組合物來處理該工件；(c)使包括氨水之一組合物接觸該內處理室表面上之酸殘餘物；及 (d)在該組合物接觸該酸殘餘物之後，清洗該內處理室表面。
  25. 如請求項24之方法，其中包括氨水之該組合物包括在自5：1至100,000：1之範圍中之水對氨之一重量比。
  26. 一種洗淨一處理室之方法，其包括以下步驟：(a)將一微電子元件前驅物定位於包括上覆該前驅物之一內處理室表面之一處理室中；(b)在使得一酸殘餘物集中於該內處理室表面之至少一部分上的條件下，使用一酸性組合物來處理該工件；(c)使用包括氨水之一含水液態組合物來清洗該內處理室表面；及(d)在清洗該內處理室表面之後，清洗該工件。
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