TW202307594A - 來自含金屬光阻之金屬汙染物的控制 - Google Patents

來自含金屬光阻之金屬汙染物的控制 Download PDF

Info

Publication number
TW202307594A
TW202307594A TW111112111A TW111112111A TW202307594A TW 202307594 A TW202307594 A TW 202307594A TW 111112111 A TW111112111 A TW 111112111A TW 111112111 A TW111112111 A TW 111112111A TW 202307594 A TW202307594 A TW 202307594A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
processing chamber
gas
plasma
metal
Prior art date
Application number
TW111112111A
Other languages
English (en)
Inventor
丹尼爾 彼特
暹華 陳
正義 游
李達
薛猛
崔旭
金志妍
艾倫 Ｊ 詹森
沙赫德 哈桑 拉比卜
李英姬
趙鴻翔
Original Assignee
美商蘭姆研究公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商蘭姆研究公司 filed Critical 美商蘭姆研究公司
Publication of TW202307594A publication Critical patent/TW202307594A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0042—Photosensitive materials with inorganic or organometallic light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. inorganic resists
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/36—Imagewise removal not covered by groups G03F7/30 - G03F7/34, e.g. using gas streams, using plasma
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02082—Cleaning product to be cleaned
    • H01L21/02087—Cleaning of wafer edges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02082—Cleaning product to be cleaned
    • H01L21/0209—Cleaning of wafer backside
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/42—Stripping or agents therefor
    • G03F7/422—Stripping or agents therefor using liquids only
    • G03F7/423—Stripping or agents therefor using liquids only containing mineral acids or salts thereof, containing mineral oxidizing substances, e.g. peroxy compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本文中提供用於控制半導體基板上的含金屬汙染物的各種技術。此技術可涉及顯影後烘烤處理、化學處理、電漿處理、光處理及背側與晶邊清潔的其中一或更多者。該等技術可依特定應用的需求而結合。在許多情況下，該等技術是用於解決在光阻顯影操作期間產生的含金屬汙染物。

Description

來自含金屬光阻之金屬汙染物的控制
本文中的實施例關於半導體處理的領域。尤其，各種實施例關於使用光微影及相關處理以圖案化半導體基板。論述用於控制金屬汙染物的各種技術。
半導體裝置(例如，積體電路)的製造為涉及光微影的多步驟處理。一般而言，該處理包括晶圓上的材料沉積，以及經由微影技術圖案化該材料以形成半導體裝置的結構特徵部(例如，電晶體及電路系統)。本領域中所習知的典型光微影處理的步驟包括：準備基板；例如透過旋轉塗佈來塗覆光阻；將該光阻暴露至所欲圖案的光，使該光阻的暴露區域更溶解於或更不溶解於顯影劑溶液中；藉由施加顯影劑溶液而顯影該光阻圖案，以移除該光阻的暴露區域或未暴露區域；以及後續處理，以在已移除該光阻的該基板的區域上例如藉由蝕刻或材料沉積而產生特徵部。
半導體設計的演進已產生需求，且已被該能力所驅使在半導體基板材料上產生越來越小的特徵部。此技術進展的特徵在於「摩爾定律」，其中每二年會使密集積體電路中的電晶體密度加倍。實際上，晶片設計及製造已進展使當代的微處理器可在單一晶片上含有數十億的電晶體及其他電路特徵。在此晶片上的獨立特徵可22奈米(nm)以下的數量級，在一些情況下小於10 nm。
製造具有此種小特徵部的裝置的其中一個挑戰在於可靠且可再現地製造具有充分解析度的光微影遮罩的能力。當前的光微影處理通常使用193 nm紫外(UV)光來曝曬光阻。該光的波長顯著大於待在半導體基板上製造的特徵部的所欲尺寸的這個事實產生本質上的議題。要達成比該光的波長更小的特徵部尺寸需要使用複雜的解析度增強技術，例如多重圖案化。因此，存在著發展使用較短波長的光(例如，極紫外輻射(EUV)，其具有從10 nm至15 nm(例如，13.5 nm)的波長)光微影技術的大幅注意及研發成果。
然而，EUV光微影處理可能存在一些挑戰，包括在圖案化期間的低功率輸出及光損失。當傳統的有機化學放大光阻(CAR)(類似於在193 nm UV微影中所使用的CAR)使用在EUV微影中時具有潛在缺點，尤其是因為在EUV區域中具有低吸收係數，且光活化的化學物種的擴散可導致模糊或線邊緣粗糙度。此外，為了提供對下方裝置層進行圖案化所需的蝕刻抗性，在習知CAR材料中經圖案化的小特徵部可能會使高深寬比存在圖案塌陷的風險。因此，仍然存在著對於改善EUV光阻材料(其具有如較低厚度，較大吸收率及較大蝕刻電阻的性質)的需求。
此處所提供之先前技術描述係為了一般性呈現本揭露之背景的目的。本案列名發明人的工作成果、至此先前技術段落的所述範圍、以及申請時可能不適格作為先前技術的實施態樣，均不明示或暗示承認為對抗本揭露內容的先前技術。
本文中的各種實施例關於控制基板上的汙染物的方法、設備及系統。該基板通常為半導體基板。在所揭示實施例的一態樣中，提供用於控制基板上的汙染物的方法，該方法包括：(a) 進行下列任一者(i)處理該基板的前側，從而在該基板的背側上形成汙染物，或是(ii)接收該基板，該基板的該背側上具有汙染物，該汙染物包括金屬；以及(b) 在(a)過後，在處理後烘烤處理中加熱該基板，其中加熱該基板使該基板的該背側上的該金屬的濃度減低。
在一些實施例中，處理該基板的該前側可包括下列所構成的群組中的至少一處理：顯影光阻層；原位清潔該基板；在圖案化應用中拉製心軸；平滑化該基板上的特徵部；以及除渣光阻層。在這些或其他實施例中，(a)可包括下列任一者：(i)顯影該基板上的該光阻層，或(ii)接收該基板，具有位於該基板的該前側上經顯影的光阻層及位於該基板的該背側上的汙染物，其中該汙染物中的該金屬是源自於該基板的該前側上的該光阻層，以及其中(b)的該處理後烘烤處理是在該光阻層至少被部分顯影時所進行的顯影後烘烤處理。在這些或其他實施例中，在(b)的該顯影後烘烤處理期間，該基板是在約160-300°C之間的溫度下烘烤約1-10分鐘之間的持續時間。
在這些或其他實施例中，該方法可更包括將該基板暴露製處理氣體，該處理氣體包括從N 2、H 2、Ar、He、Xe及其組合所構成的群組中所選擇的至少一氣體。在這些或其他實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至反應性處理氣體以提高該基板上的含金屬材料的揮發性，該含金屬材料包括該金屬。在一些實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至反應性處理氣體以提高該基板上的含金屬材料的穩定性，該含金屬材料包括該金屬。在這些或其他實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至從下列所構成的群組中選擇的反應性處理氣體：含氯氣體、含氧氣體、含氟氣體、氨(NH 3)、碘化氫(HI)、二原子碘(I 2)及其組合。在一些情況下，可將該基板暴露至該含氯氣體，且該含氯氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：BCl 3、Cl 2、HCl、SiCl 4、SOCl 2、PCl 3及其組合。在一些情況下，可將該基板暴露至該含氧氣體，且該含氧氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：O 2、O 3、H 2O、SO 2、CO 2、CO、COS、H 2O 2、NO x及其組合。在一些情況下，可將該基板暴露至該含氟氣體，且該含氟氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：HF、C xF yH z、NF 3、SF 6、F 2及其組合。
在這些或其他實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至電漿以提高該基板上的含金屬材料的揮發性，該含金屬材料包括該金屬。在一些實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至電漿以提高該基板上的含金屬材料的穩定性，該含金屬材料包括該金屬。在這些或其他實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至電漿，該電漿是產生自電漿產生氣體，該電漿產生氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：二原子氫(H 2)、二原子氮(N 2)、氬、氦、氪、甲烷(CH 4)、含氧氣體、含氟氣體、含氯氣體、鹵化氫及其組合。在一些實施例中，該電漿產生氣體可包括該含氧氣體，該含氧氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：O 2、O 3、CO、CO 2、COS、SO 2、NO x、H 2O及其組合。在一些實施例中，該電漿產生氣體可包括該含氟氣體，該含氟氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：NF 3、CF 4、CH 3F 3、CH 2F 2、CHF 3、F 2、SF 6及其組合。在一些實施例中，該電漿產生氣體可包括該含氯氣體，該含氯氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：BCl 3、Cl 2、HCl、SiCl 4、SOCl 2、PCl 3及其組合。在一些實施例中，該電漿產生氣體包括(i)該二原子氫(H 2)，以及(ii) 二原子氮(N 2)或鈍氣的至少一者。
在這些或其他實施例中，在該顯影後烘烤處理中加熱該基板可使該基板的該背側上的該金屬的該濃度降低至少一個數量級。在這些或其他實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至電漿，其中在該顯影後烘烤處理中加熱該基板及將該基板暴露至電漿使該基板的該背側上的該金屬的該濃度降低至少一個數量級。
在這些或其他實施例中，該方法可更包括將該基板暴露至光，以減低該基板的該背側上的該金屬的濃度。在一些實施例中，該光可包括UV波長、可見光波長或IR波長的至少一者。在一些實施例中，該光是經由IR燈或複數LED而提供，其中當將基板暴露至該光時，該基板被加熱至介於約250-400°C之間的溫度持續約60秒以下。
在這些或其他實施例中，在該顯影後烘烤處理中加熱該基板可在該光阻層仍在該基板上被進行顯影時開始進行。
在這些或其他實施例中，該方法可更包括在(a)之後將該基板從第一處理腔室轉移至第二處理腔室，使得(a)在該第一處理腔室中進行，而(b)在該第二處理腔室中進行。在這些或其他實施例中，(a)可在處理腔室中進行，且該方法可更包括當該光阻層在(a)中進行顯影時，將該處理腔室加熱至約40°C以上的溫度。在這些或其他實施例中，(a)可在處理腔室中進行，且該方法可更包括吹淨該處理腔室，同時將該處理腔室保持在約100°C以上的溫度，該吹淨是在(a)過後進行。在一些實施例中，該方法可更包括以惰性氣體掃除該處理腔室，其中該吹淨及該掃除係幫浦吹淨序列的一部分。
在這些或其他實施例中，該方法可更包括在(a)及(b)過後在該基板的該背側上執行濕式清潔。在這些或其他實施例中，在該基板的該背側上執行該濕式清潔可使該基板的該背側上的該金屬的該濃度進一步降低至少一個數量級。在這些或其他實施例中，該濕式清潔亦可清潔該基板的該前側上的晶邊區域。在這些或其他實施例中，在該基板的該背側上執行該濕式清潔可包括將該基板的該背側暴露至稀HF。在這些或其他實施例中，在該基板的該背側上執行該濕式清潔可更包括將該基板的該背側暴露至稀HCl，或是暴露至包括NH 4OH、H 2O 2及H 2O的標準清潔劑1。
在各種實施例中，該光阻層可使用乾式沉積而形成。在其他實施例中，該光阻層可使用濕式沉積而形成。在各種實施例中，該光阻層可使用乾式處理而加以顯影。在一些實施例中，該光阻層可使用含鹵素化學品而加以顯影。在一些實施例中，該光阻層可使用濕式處理而加以顯影。
在各種實施例中，(b)的該顯影後烘烤處理可在處理腔室中進行，且其中在(b)的該顯影後烘烤處理期間可使用下列條件：(i) 可將該處理腔室中的壓力保持在約0.01-1 Torr之間，(ii) 可將含氯氣體以約200-10000 sccm的速率提供至該處理腔室持續約1-10分鐘之間的時間，(iii) 可將該處理腔室的其中一或更多構件的溫度保持在約20-150°C之間，以及(iv) 可在(b)期間不將基板暴露至電漿。
在各種實施例中，該光阻層可在(a)中在處理腔室中進行顯影，其中(b)可在與(a)相同的該處理腔室中進行，且該方法可更包括使用下列條件吹淨該處理腔室：(i) 該處理腔室中的壓力可約為0.01-1 Torr之間，(ii) 吹掃氣體的流得以約200-10000 sccm之間的速率而提供至該處理腔室，該吹掃氣體包括從二原子氮(N 2)、鈍氣及其組合所構成的群組中選擇的至少一氣體，該吹掃氣體被提供至該處理腔室持續約1-10分鐘之間的時間，以及(iii) 可將該處理腔室的一或更多構件保持在約100-300°C之間，以及可將該處理腔室內的基板支撐件保持在約120-300°C之間。
在各種實施例中，(a)可在第一處理腔室中進行，而(b)在第二處理腔室中進行，其中在(b)的該顯影後烘烤處理期間可使用下列條件：(i) 該第二處理腔室中的壓力可約為0.1-760 Torr之間，(ii) 氣體流得以約200-10000 sccm之間的速率而提供至該第二處理腔室持續約1-10分鐘之間的時間，其中該基板可暴露至該氣體流，該氣體流包括空氣、二原子氮(N 2) 、二原子氧(O 2) 、水(H 2O) 、鈍氣或其組合的至少一者，以及(iii)該基板可在約140-300°C之間的溫度下進行烘烤。
在這些或其他實施例中，該方法可更包括在下列條件下將該基板暴露至處理腔室中的電漿：(i) 該處理腔室中的壓力可介於約0.1-1 Torr之間，(ii) 電漿產生氣體得以約50-5000 sccm之間的速率而持續約3-30秒，該電漿產生氣體可包括從(a)H 2、(b)H 2及N 2、(c)H 2及鈍氣、(d)N 2，無H 2、(e) 鈍氣，無H 2、(f)含氧氣體、(g)含氟氣體及(h)其組合所構成的群組中選擇的至少一氣體或氣體混合物，以及(iii) 電漿係產生自該電漿產生氣體，並且將該基板暴露至該電漿。
在這些或其他實施例中，(a)及(b)的至少一者可在處理腔室中進行，且該方法可更包括對該處理腔室進行清潔，以將該金屬從該處理腔室的複數內部表面移除。在一些實施例中，該處理腔室可使用下列條件進行清潔：(i) 該處理腔室中的壓力可介於約0.1-10 Torr之間，(ii) 可將包括複數H自由基的電漿暴露至該處理腔室，其中該等H自由基與該處理腔室的該內部表面上的該金屬反應而形成金屬氫化物，(iii) 該電漿可使用介於約300-4000瓦之間的RF功率而產生，以及(iv) 可將該處理腔室保持在約25-250°C之間。在這些或其他實施例中，該處理腔室可使用下列條件進行清潔：(i) 該處理腔室中的壓力可介於約0.1-10 Torr之間，且在泵抽及吹淨處理的一部分時可在較低壓力與較高壓力之間循環，(ii) 該處理腔室在清潔期間未暴露至電漿，(iii) 可在清潔期間提供氣流至該處理腔室，該氣流包括從二原子氮(N 2)、二原子氧(O 2) 、鈍氣及其組合所構成的群組中選擇的至少一氣體，以及(iv) 可將該處理腔室保持在約25-250°C之間。
在這些或其他實施例中，該方法可更包括使用下列條件在該基板的該背側上執行濕式清潔：(i) 在第一步驟中，可將該基板暴露至以約1-3 L/分的速率而提供的第一清潔溶液，該第一清潔溶液包括稀HF，(ii) 在第二步驟中，可將該基板暴露至以約1-3 L/分的速率而提供的第二清潔溶液，其中該第二清潔溶液包括從稀HCl、標準清潔劑1及其組合所構成的群組中選擇的溶液，(iii) 該第一步驟及該第二步驟可共同具有約20-300秒之間的持續時間，以及(iv) 可將該基板保持在約15-60°C之間。
在這些或其他實施例中，該基板的該背側或該晶邊區域的至少一者上的該金屬的該濃度可減少至少一個數量級至約1E11原子/cm 2以下。在這些或其他實施例中，該基板的該背側或該晶邊區域的至少一者上的該金屬的該濃度可減少至少一個數量級至約1E10原子/cm 2以下。
在這些或其他實施例中，該金屬可為錫。
在所揭示實施例的另一態樣中，提供基板處理系統，該系統包括：處理腔室；對於該處理腔室的輸入口，用於將氣體及/或電漿引進該處理腔室；對於該處理腔室的輸出口，用於從該處理腔室移除材料；加熱器；基板支撐件；以及控制器，配置以造成請求項1-49或本文另為描述的其中任何一或更多方法。
在所揭示實施例的另一態樣中，提供基板處理系統，該系統包括：處理腔室；對於該處理腔室的輸入口，用於將氣體及/或電漿引進該處理腔室；對於該處理腔室的輸出口，用於從該處理腔室移除材料；加熱器；基板支撐件；以及控制器，配置以造成：(a) 下列任一(i)處理該基板的前側，從而在該基板的背側上形成汙染物，或是(ii)接收該基板，該基板的該背側上具有汙染物，該汙染物包括金屬；以及(b) 在(a)過後，在處理後烘烤處理中加熱該基板，其中加熱該基板使該基板的該背側上的該金屬的濃度減低。
在一些實施例中，處理該基板的該前側可包括從下列所構成的群組中選擇的至少一處理：顯影光阻層；原位清潔該基板；在圖案化應用中拉製心軸；平滑化該基板上的特徵部；以及除渣光阻層。
在這些或其他實施例中，該控制器可配置以藉由下列任一者而造成(a)：(i)顯影該基板上的該光阻層，或(ii)接收該基板，具有位於該基板的該前側上經顯影的光阻層及位於該基板的該背側上的汙染物，其中該汙染物中的該金屬是源自於該基板的該前側上的該光阻層，以及其中(b)的該處理後烘烤處理是在該光阻層至少被部分顯影時所進行的顯影後烘烤處理。
在各種實施例中，(a)與(b)均可在相同的該處理腔室中進行。在其他實施例中，(a)可在該處理腔室中進行，而(b)可在第二處理腔室中進行，該第二處理腔室是與該處理腔室不同的處理腔室。
在這些或其他實施例中，該系統可更包括電漿產生器，配置以在該處理腔室中提供電漿。在一些情況下，該電漿產生器可為遠端電漿產生器，使得該電漿是在該處理腔室外側的第一位置處產生，並且被輸送至該處理腔室內側的第二位置。這些及其他態樣係參照圖式而進一步描述於下。
本揭示整體關於半導體處理的領域。在特定態樣中，本揭示係關於用於處理及清潔光阻(例如，含EUV-敏感金屬及/或金屬氧化物的光阻)的處理及設備，以例如在光阻圖案化的背景下移除在基板的背側及晶邊上沉積的非所欲光阻及相關材料(例如，金屬及金屬溴化物)。
此處會詳細參照本揭示的特定實施例。特定實施例的示例繪示於隨附圖式中。雖然本揭示將結合這些特定實施例而加以描述，但將能理解的是這並不旨在將本揭示限制於這些特定實施例。反而，這是旨在包括本揭示的精神及範圍內的替代例、修改例及均等物。在下方敘述中，數具體細節係闡述以提供對本揭示的透徹理解。本揭示可在不具一些或所有這些具體細節的情況下實施。在其他實例中，並未詳細描述習知的處理操作以免不必要地模糊本揭示。
舉例而言，雖然本揭露主要是提供於光阻沉積、顯影及處理的背景中，但實施例並不限於此。本文所述的各種技術亦可應用於其他背景，特別是在需要限制含金屬物種(例如，金屬鹵化物)從基板釋氣(outgassing)，及/或從基板(具體但不限於基板的背側及晶邊區域)移除含金屬物種的案例中。此技術在金屬為錫及/或非所欲材料為錫溴化物的案例中可為特別實用的，但亦可使用其他金屬及鹵素。可受益於所揭示的一或更多技術的實行例的其他處理的示例包括但不限於原位清潔、心軸拉製、平滑化操作及光阻除渣操作。應當理解的是，在本文中描述為「顯影後」進行的處理可在上方表列的背景中的其他類型操作(例如，沉積、蝕刻、處理等)過後進行。舉例來說，顯影後烘烤(PDB)操作可反而執行為沉積後烘烤、蝕刻後烘烤、處理後烘烤等。在一些如此情況下，本文所述的光阻層可被另一含金屬或含金屬鹵化物層取代。為了明確且簡潔的目的，本揭露聚焦在以光阻沉積，顯影及處理作為背景的實施例上。 導論
半導體處理中的薄膜圖案化經常是半導體製造中重要的步驟。圖案化涉及微影術。在習知光微影術中(例如，193 nm光微影)，圖案透過下列步驟而印出：從光子源發射光子至遮罩上，且將該圖案印至光敏感光阻上，從而在該光阻中造成化學反應，該化學反應在顯影後移除該光阻的某些部分以形成該圖案。
先進的技術節點（如國際半導體技術發展藍圖所定義）包括22 nm、16 nm及更低節點。舉例來說，在16 nm節點中，鑲嵌結構中的典型通孔或線路之寬度通常不大於約30 nm。將先進半導體積體電路（IC）及其他裝置上的特徵部進行微縮係驅使微影術改善解析度。
與習知光微影方法所能達到的相比，極紫外（EUV）微影術可藉由移往更小的成像來源波長來擴展微影技術。大約位於10-20 nm或11-14 nm波長（例如，13.5 nm波長）的EUV光源可使用於前緣微影工具，亦稱為掃描器。由於EUV的輻射係被各種固體及流體材料（包括石英及水蒸氣）強烈吸收，而因此在真空中進行操作。
EUV微影術使用經圖案化的EUV光阻以形成在蝕刻下伏層中所使用的遮罩。EUV光阻可為藉由基於液體之旋塗技術所製造的基於聚合物之化學放大光阻（CAR）。CAR的替代品係可直接光圖案化的含金屬氧化物膜，例如可取得自Inpria, Corvallis, OR，以及例如在美國專利公開第2017/0102612號及第US 2016/0116839號中描述的那些，至少它們對可光圖案化之含金屬氧化物膜的揭露係以參照的方式併入本文中。這種膜可藉由旋塗技術或乾式氣相沉積加以製造。含金屬氧化物膜可藉由在真空環境中的EUV曝光而直接進行圖案化（即，不使用個別的光阻），以提供次30 nm（sub-30 nm）的圖案化解析度，例如在2018年6月12日領證且標題為「EUV PHOTOPATTERNING OF VAPOR-DEPOSITED METAL OXIDE-CONTAINING HARDMASKS」的美國專利第9,996,004號中，及/或在2019年5月9日所提申且標題為「METHODS FOR MAKING EUV PATTERNABLE HARD MASKS」的申請案第PCT/US19/31618號中所描述，其至少關於可直接光圖案化的含金屬氧化物膜的組成、沉積與圖案化以形成EUV光阻遮罩的揭露係以參照的方式併入本文中。一般而言，圖案化係涉及利用EUV輻射來使EUV光阻曝光以在光阻中形成光學圖案，隨後進行顯影以根據該光學圖案而移除光阻的一部分，以形成遮罩。
還應理解的是，雖然本揭露係關於以EUV微影術作為示例的微影圖案化技術及材料，然而其亦可應用於其他的次世代微影技術。除了包括在當前使用及發展中標準13.5 nm EUV波長的EUV之外，與這種微影術最相關的輻射來源為深UV（DUV），DUV通常是指使用248 nm或193 nm的準分子雷射來源；X光，其形式上在X光範圍的較低能量範圍處包括EUV；以及電子束，其可涵蓋廣泛的能量範圍。這些特定方法可取決於在半導體基板及終端半導體裝置中使用的特定材料及應用。因此，在本申請案中所描述的方法僅為可在本技術中使用的示例性方法及材料。
可直接光圖案化的EUV光阻可由混合在有機成分內的金屬及/或金屬氧化物所構成，或是包含混合在有機成分內的金屬及/或金屬氧化物。金屬/金屬氧化物係非常具有前景的，因為它們可增強EUV光子的吸收率並產生二次電子及/或顯示對於下伏膜堆疊及裝置層的增強蝕刻選擇性。
在藉由習知濕式(例如，旋塗)處理或乾式沉積以將光阻膜(例如，EUV光阻膜)塗覆至基板期間，在晶圓背側及/或晶邊上可能會存在一些非預期的光阻材料沉積。同樣地，在基板上的光阻膜顯影可能會在這些相同區域中造成汙染(例如，包括金屬及金屬鹵化物)。此背側及晶邊汙染可能會造成下游處理問題，包括圖案化(掃描器)、顯影工具及下游處理工具及計量學工具的汙染。此汙染可能會對工具的性能以及晶圓前側上的膜沉積造成不良影響。在許多情況下係藉由濕式清潔技術來完成此種背側及晶邊沉積的移除，但亦可使用乾式清潔技術。
圖22繪示裝載於前開式晶圓傳送盒(FOUP)中的一對半導體基板，其顯示在乾式顯影步驟期間源自第一基板的金屬汙染物可能如何再次沉積在第二基板上。此再次沉積可能會當複數基板儲存在單一FOUP或類似外殼體中時發生。FOUP為特殊容器，設計於將半導體基板牢固地固持在受控制的實施例中，而這允許基板在處理及/或計量學所需的不同設備之間轉移。在光阻顯影之前的第一階段時，第一基板位於FOUP的第一狹槽中，而第二基板位於FOUP的第二狹槽中。該等基板各自包括光阻2201的層，該光阻2201包括曝光及未曝光部分。在第二階段時，光阻2201進行顯影。在此示例中使用乾式顯影處理。然而，在各種其他實施例中，可使用濕式顯影處理。顯影處理選擇性移除光阻2201的曝光或未曝光部分，從而在該光阻中形成圖案。在顯影處理期間，其中一些顯影副產物(例如，R-SnBr x，其中1≤x≤3)非期望地再次沉積在基板的前側上。在第三階段中，被顯影副產物汙染的基板被裝載至FOUP的第一狹槽中。隨時間過去，來自第一狹槽中的基板的前側的汙染物可能被轉移至第二狹槽中的基板的背側。這種汙染物傳播並非是期望看到的。
本揭露提供各種技術，用於最小化金屬及/或金屬鹵化物物種從基板上的含金屬膜釋氣。在一些情況下，該方法涉及處理基板，使潛在的汙染物種更具揮發性，而使得這些汙染物種可從基板及處理腔室被移除。在一些情況下，該方法涉及處理基板，使潛在的汙染物種更加穩定，而使得這些汙染物種在下游處理期間不易從基板釋氣。在各種情況下，該方法涉及在光阻顯影之後清潔基板的背側及晶邊區域，以解決在顯影期間產生的汙染。這些技術可依需求而加以結合而用於特定應用。在各種實施例中，該技術還可用於防止或減少基板上的非所欲表面遷移及/或非所欲反應。有利的是，本文中的技術已顯示出對於光阻中所界定的圖案具有微小到可忽略的影響。此外，此技術可提供對於線寬度粗糙度(LWR)的改善。
本文所述的某些操作可能受限於特定區域，以確保從背側及晶邊區域移除材料，而不使基板前側上的膜劣化。這些操作可包括例如背側及晶邊清潔操作。本文所述的其他操作可作用在基板的前側上或整個基板，以例如有目的性地改變一或更多基板表面上的含金屬物種。
在一些實施例中，基板上的非所欲材料包括EUV光阻材料。在一些實施例中，非所欲材料包括從EUV光阻材料中的金屬與顯影化學品中的鹵素之間的反應而來的金屬、金屬鹵化物及/或有機金屬鹵化物。這些可被稱作蝕刻副產物或顯影副產物。此副產物特別容易保留在含金屬光阻材料中，其中含金屬光阻材料可保留濃度高達約1E16原子/cm 2的金屬溴化物及金屬氯化物，而該濃度比裝置製造的通常可接受濃度高了2至3個數量級。在一些情況下，金屬為錫，金屬鹵化物為SnBr x，及/或有機金屬鹵化物為RSnBrx。在這些或其他情況下，金屬為錫，金屬鹵化物為SnClx，及/或有機金屬鹵化物為RSnClx。其他金屬及鹵化物也是可使用的。在許多情況下，非所欲材料沉積基板的背側及晶邊區域上。
圖1呈現根據一些實施例的用於沉積及顯影光阻的示例方法的流程圖。處理100的操作得以不同順序執行，及/或具有不同、較少或額外操作。可使用圖6–圖9的任一者所述的設備執行處理100的一或更多操作。在一些實施例中，處理100的操作可至少部分根據儲存一在或更多非瞬態電腦可讀媒體中的軟體而實施。
在處理100的方格102處，沉積光阻的層。這可為乾式沉積處理(例如，蒸汽沉積處理)或濕式處理(例如，旋塗沉積處理)。
該光阻可為含金屬EUV光阻。一般來說，習知的化學放大光阻材料不包括大量金屬，且不會遭遇相同程度的相關金屬汙染問題。因此，雖然本文中的方法可實施在任何類型的光阻或其他膜上，但這些方法在對付含金屬EUV光阻時可具有最大價值。透過任何合適技術，包括濕式（例如，旋塗）或乾式（例如，CVD）沉積技術，可在半導體基板上沉積含EUV-敏感金屬或金屬氧化物膜。舉例來說，已將所述處理展示用於基於有機錫氧化物的EUV光阻組成，其中有機錫氧化物可應用於商用可旋塗配方（例如，可取得自Inpria Corp, Corvallis, OR），以及使用乾式真空沉積技術所應用的配方兩者，其係進一步描述於下。雖然本揭示中所述的光阻經常被描述為含金屬EUV光阻材料，但將能理解的是，本揭示的處理操作可應用於任何其他膜，例如基於矽的膜或基於碳的膜。
半導體基板可包括適合用於光微影處理的任何材料構成，尤其係用於積體電路與其他半導體裝置的製造。在一些實施例中，半導體基板為矽晶圓。半導體基板可為已在其上形成特徵部（「下伏特徵部」）的矽晶圓，而具有不規則的表面形貌。如本文中所指，基板的前側係待將膜沉積於其上的表面，或是在處理期間待暴露至EUV的表面。基板的背側相對於前側。下伏特徵部可包括在實施本揭露的方法之前，已在處理期間將其中之材料移除（例如，藉由蝕刻）的區域，或是已在其中添加材料（例如，藉由沉積）的區域。這種事先處理可包括本揭露的方法，或是用於在基板上形成二或更多特徵部的層的反覆處理中的其他處理方法。
EUV-敏感薄膜可沉積在半導體基板上，這種膜可作為後續EUV微影術及處理所用的光阻。這種EUV-敏感薄膜所包括的材料在暴露至EUV後會產生變化，例如減損與富含低密度M-OH材料中的金屬原子鍵結的大型側部取代基（pendant substituent），以允許它們交聯（crosslink）至較緊密M-O-M鍵結的金屬氧化物材料。相對於未曝光的區域，經由EUV圖案化係創造出改變物理或化學性質的膜區域。這些性質在後續處理中係可利用的，例如用以溶解未曝光或經曝光區域，或是用以在經曝光或未曝光區域上選擇性沉積材料。在一些實施例中，在執行這種後續處理的條件下，未曝光的膜具有比經曝光的膜更疏水的表面，舉例來說，可藉由運用膜的化學組成、密度及交聯的差異來執行材料的移除。移除可藉由濕式處理或乾式處理進行，如進一步描述於下。
在各種實施例中，該薄膜為有機金屬材料，例如包括錫氧化物或其他金屬氧化物材料/基團（moiety）的有機錫材料。有機金屬化合物可藉由有機金屬前驅物與對應反應物（counter-reactant）在氣相中的反應所製得。在各種實施例中，該有機金屬化合物係透過下列步驟而形成：經由將具有大型烷基或氟烷基之有機金屬前驅物的特定組合與對應反應物混合，並在氣相中將該混合物進行聚合以製造在半導體基板上沉積的低密度EUV-敏感材料。
在各種實施例中，有機金屬前驅物在各金屬原子上包括可在氣相反應下留存的至少一烷基，而配位至該金屬原子的其他配位基或離子可被對應反應物所取代。有機金屬前驅物包括下列化學式的那些有機金屬前驅物： M aR bL c（化學式1） 其中：M為具有高圖案化輻射吸收橫截面的元素；R為烷基，例如C nH 2n+1，其中較佳地n ≥  3；L係與該對應反應物具反應性的配位基、離子或其他基團；a ≥ 1；b ≥ 1；且c ≥ 1。
在各種實施例中，M具有等於或大於1x10 7cm 2/mol的原子吸收橫截面。舉例來說，M可選自於由錫、鉿、碲、鉍、銦、碘、銻、鍺及其組合所構成的群組。在一些實施例中，M為錫。R可為氟化的，例如具有化學式C nF xH (2n+1)。在各種實施例中，R具有至少一β-氫或β-氟。舉例來說，R可選自於由異丙基、正丙基、三級丁基、異丁基、正丁基、二級丁基、正戊基、異戊基、三級戊基、二級戊基及其混合所構成的群組。L可為容易被對應反應物所取代而產生M-OH基團的任何基團，例如選自於由胺（例如，二烷基胺基、單烷基胺基）、烷氧基、羧酸鹽、鹵素及其混合所構成之群組的基團。
有機金屬前驅物可為各種候選金屬-有機前驅物的任何一者。舉例來說，在M為錫的情況下，這種前驅物包括三級丁基參（二甲基胺基）錫、異丁基參（二甲基胺基）錫、正丁基參（二甲基胺基）錫、二級丁基參（二甲基胺基）錫、異丙基（參）二甲基胺基錫、正丙基參（二乙基胺基）錫，以及類似的烷基（參）（三級丁氧基）錫化合物，例如三級丁基參（三級丁氧基）錫。在一些實施例中，該有機金屬前驅物係被部分氟化的。
對應反應物具有取代反應性基團、配位基或離子（例如，上方化學式1中的L）的能力，以經由化學鍵結將至少二金屬原子進行鏈接。對應反應物可包括水、過氧化物（例如，過氧化氫）、二或多羥基醇、氟化的二或多羥基醇、氟化的乙二醇，以及其他羥基團的來源。在各種實施例中，對應反應物藉由在鄰近的金屬原子之間形成氧橋而與有機金屬前驅物反應。其他可能的對應反應物包括可經由硫橋將金屬原子進行交聯的硫化氫及二硫化氫。
除了有機金屬前驅物及對應反應物之外，該薄膜還可包括任選材料以對膜的化學或物理性質加以改質，例如用以將膜對於EUV的敏感度或提高蝕刻抗性加以改質。在半導體基板上進行沉積之前或在沉積薄膜之後（或是兩者），可例如在氣相成形期間進行摻雜而引進這種任選材料。在一些實施例中，可引進溫和的遠端H 2電漿，以將一些Sn-L鍵取代成Sn-H，其中Sn-H可提高光阻在EUV下的反應性。
在各種實施例中，可EUV圖案化膜係藉由使用本發明所屬技術領域中所習知的那些氣相沉積設備與處理而製造並沉積在半導體基板上。在這種處理中，聚合的有機金屬材料係在氣相中形成，或是在半導體基板的表面上原位形成。合適的處理例如包括化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD），以及伴隨CVD成分的ALD，例如不連續的類ALD處理，在該類ALD處理中，金屬前驅物與對應反應物在時間或空間中係分隔開的。
通常，方法包括將有機金屬前驅物的蒸氣流與對應反應物的蒸氣流混合，以形成經聚合的有機金屬材料；以及將該有機金屬材料沉積在半導體基板的表面上。在一些實施例中，在蒸氣流中包括多於一種有機金屬前驅物。在一些實施例中，在蒸氣流中包括多於一種對應反應物。本領域中具有通常知識者將能理解的是，在實質連續的處理中，該處理的混合及沉積態樣可同時進行。
在示例性的連續CVD處理中，將位於分離入口路徑中的有機金屬前驅物及對應反應物之來源的二或更多氣流導引至CVD設備的沉積腔室，在所述沉積腔室中它們在氣相中混合並進行反應以形成聚結的（agglomerated）聚合材料（例如，經由形成金屬-氧-金屬鍵）。所述氣流可例如使用分離的注入口，或是雙重氣室（dual-plenum）噴淋頭加以引進。所述設備配置以在腔室中混合有機金屬前驅物與對應反應物的氣流，這允許有機金屬前驅物與對應反應物進行反應而形成經聚合的有機金屬材料。不受限於本技術之機制、功能或用途，據信隨著金屬原子被對應反應物進行交聯而造成這種氣相反應所得到的產物的分子量變得更重，而接著以冷凝或其他方式沉積在半導體基板上。在各種實施例中，大型烷基團的立體障礙防止形成緊密堆疊的網狀結構，並產生平滑、無定型且低密度的膜。
CVD處理通常在例如從10毫托至10托的減壓下進行。在一些實施例中，該處理在0.5至2托下進行。在一些實施例中，半導體基板的溫度等於或低於反應物流的溫度。舉例來說，基板溫度可從0°C至250°C，或是從室溫（例如，23°C）至150°C。在各種處理中，在基板上沉積經聚合的有機金屬材料係以與表面溫度成反比的速率進行。
在一些實施例中，可EUV圖案化膜係藉由使用本領域中所習知的那些濕式沉積設備與處理而製造並沉積在半導體基板上。舉例來說，有機金屬材料係透過旋轉塗佈而形成在半導體基板的表面上。
在半導體基板的表面上所形成的可EUV圖案化膜之厚度可根據表面特性、所使用的材料，以及處理條件而加以改變。在各種實施例中，膜厚度的範圍可從0.5 nm至100 nm，並可為充分厚度以在EUV圖案化的條件下吸收大部分的EUV光。舉例來說，光阻膜的整體吸收率可小於30%（例如，10%以下或5%以下），使位於光阻膜的底部處的光阻材料充分曝光。在一些實施例中，膜厚度係從10 nm至40 nm，或是從10 nm至20 nm。不受限於本揭露之機制、功能或用途，據信與濕式旋塗沉積處理不同的是，乾式旋塗沉積處理對於基板的表面附著性質具有較少的限制，而因此可應用於各式各樣的基板。此外，如上所述，所沉積的膜可與表面特徵部緊密地保形，以在基板（例如，具有下伏特徵部的基板）上的遮罩形成中提供優勢，而不會以「填入」或以其他方式使這種特徵部變平。
在方格104處，執行清潔處理以清潔半導體基板的背側及晶邊。背側及晶邊的清潔可無選擇地蝕刻EUV光阻膜，以將基板背側及晶邊上具有各種氧化或交聯程度的膜均等移除。在藉由濕式沉積處理或乾式沉積處理塗覆可EUV圖案化膜期間，一些光阻材料可能會非預期地沉積在基板晶邊及/或背側上。所述非預期沉積可能導致不期望的微粒，所述微粒後續移動至半導體基板的頂表面並成為微粒缺陷。此外，這種晶邊及背側的沉積可能造成下游處理的問題，包括圖案化（掃描器）、顯影工具及計量學工具的汙染，而此汙染可能接著污染其他基板。這種晶邊及背側沉積的移除可藉由單獨使用濕式清潔技術或乾式清潔技術，或是與本文所述的其他技術結合而達成
當前用於清潔旋轉塗佈的金屬有機光阻的最先進技術為濕式清潔處理。其中一示例係參照圖2A至2D而描述於下。在濕式軌道上對晶圓的前側及背側執行邊緣珠移除(EBR)。噴嘴位在晶圓的前側及背側上的晶圓邊緣上方，而溶劑係在晶圓轉動時進行分配。有機溶劑(例如：PGME、PGMEA、2-庚酮)溶解邊緣上的光阻清潔晶邊區域。若背側被汙染，則該晶圓可前往另一濕式清潔站以進行晶圓上背側清潔。對於旋轉塗佈來說，接觸卡盤的晶圓區域通常是保持乾淨的，而並不總是使用個別的背側清潔。可能需要額外的清潔(例如，稀釋氫氟酸(dHF)、稀釋氫氯酸(dHCl)、稀釋硫酸或標準清潔劑1(SC-1))以減少金屬汙染物。在進入EUV掃描器之前，通常會執行背側洗滌。
可使用乾式背側及晶邊清潔技術，而不是濕式技術。可使用蝕刻氣體執行乾式背側及晶邊清潔。蝕刻氣體可為氫氣、氫鹵化物、氫氣及鹵化物氣體，或三氯化硼。處理腔室可配備著基板支撐件，該基板支撐件具有複數最小接觸區域(MCA)支撐件，該MCA支撐件將基板升起使蝕刻氣體可及於基板的背側。基板支撐件可為如關於圖5A而描述於下的承載環。蝕刻氣體可在第一蝕刻氣流中從基板支撐件下方進行輸送。氣體分配器可在基板的前側的中心處輸送氣簾，以限制蝕刻氣體到達該前側的中心。氣體分配器還可在基板的前側的周緣處的第二蝕刻氣流中輸送蝕刻氣體。在乾式背側及晶邊清潔期間，可在基板上施加熱源(例如，輻射熱源)。輻射熱源可位在基板支撐件下方。背側清潔及晶邊清潔皆在相同處理腔室中執行。在一些實施例中，沉積操作及乾式背側及晶邊清潔在相同處理腔室中執行。在一些實施例中，塗覆後烘烤(PAB)及乾式背側及晶邊清潔在相同處理腔室中執行。將工具/腔室整合在單一腔室使生產量提高、成本降低，並降低在轉移過程中發生汙染的可能性。
在一些實施例中，該乾式清潔處理涉及蒸氣及/或電漿，其中該蒸氣及/或電漿具有下列氣體之一或更多者： HBr、HCl、HI、BCl 3、SOCl 2、Cl 2、BBr 3、H 2、O 2、PCl 3、CH 4、甲醇、氨、甲酸、NF 3、HF。在一些實施例中，該乾式清潔處理可使用與本文所述的乾式顯影處理相同的化學品。舉例來說，晶邊及背側清潔可使用鹵化氫的顯影化學品。對於背側及晶邊清潔處理來說，必須將蒸氣及/或電漿限制在基板的特定區域，以確保僅移除背側及晶邊的沉積物，而不會使基板前側上的任何膜劣化。
可將處理條件最佳化以用於晶邊及背側清潔。在一些實施例中，較高溫度、較高壓力及/或較高反應物流量可使蝕刻速率增加。取決於光阻膜及組成及性質，對於乾式晶邊及背側清潔的合適處理條件可為：100-10000 sccm的反應物流量（例如，500 sccm的HCl、HBr、HI或H 2及Cl 2、Br 2、或I 2、BCl 3，或H 2）、20至120˚C的溫度（例如，100˚C）、20毫托-大氣壓的壓力（例如，300毫托）、高頻（例如，13.56 MHz）下0至500 W的電漿功率，以及約10至150秒的時間。應當理解，儘管這些條件適合用於一些處理反應器，例如可從Lam Research Corporation, Fremont, CA取得的Kiyo蝕刻工具，但可根據處理反應器的性能而使用各種處理條件。
雖然方格104中的背側及晶邊清潔繪示在方格106中的PAB處理之前，但將能理解的是，方格104的背側及晶邊清潔可在方格102的光阻沉積過後且在方格112中的顯影之前的處理100期間的任何階段時執行。因此，方格104的背側及晶邊清潔可在光阻沉積後，在PAB處理後，在EUV曝光後，或在PEB處理後執行。如進一步論述於下，可在處理100的後期執行額外的背側及晶邊清潔(例如，關於方格118所述)。方格104中的第一背側及晶邊清潔操作目標在於移除從方格102中的光阻沉積所產生的非所欲沉積物，而方格118中的第二背側及晶邊清潔操作目標在於移除在方格112中的光阻顯影期間產生的非所欲汙染物。在一些實施例中，可省略背側及晶邊清潔操作104及118的其中一或二者。
例如當原來的光阻受損或是具有其他缺陷時，可將濕式或乾式背側及晶邊清潔操作替代性地延伸到完全移除光阻，或是將光阻「重工(rework)」，在將光阻「重工」中係將所施加的EUV光阻移除，並將半導體基板準備以再次塗覆光阻。光阻的重工應當在不損害下伏半導體基板的情況下完成，因此應當避免進行基於氧的蝕刻。相對地，可使用本文中所述的含鹵化物化學品之變體。將能理解，可在處理100期間的任何階段時應用光阻的重工操作。因此，光阻的重工操作可在光阻沉積後、第一或第二晶邊及背側清潔後、PAB處理後、EUV曝光後、PEB處理後、顯影後、PDB處理後、化學、電漿及/或光處理後加以應用。在一些實施例中，光阻重工可執行以無選擇性移除光阻的經曝光及未曝光區域，但對於下伏層具有選擇性。
在一些實施例中，光阻的重工處理涉及具有下列氣體之一或更多者的蒸氣及/或電漿： HBr、HCl、HI、BCl 3、Cl 2、BBr 3、H 2、PCl 3、CH 4、甲醇、氨、甲酸、NF 3、HF。在一些實施例中，光阻的重工處理可與本文所述之乾式顯影處理使用相同的化學品。舉例來說，光阻的重工可使用鹵化氫的顯影化學品。
可將處理條件最佳化以用於光阻的重工。在一些實施例中，較高溫度、較高壓力及/或較高反應物流量可使蝕刻速率增加。取決於光阻膜及組成與性質，對於光阻之重工的合適處理條件可為：100-500 sccm的反應物流量（例如，500 sccm的HCl、HBr、HI、BCl 3或H 2及Cl 2或Br 2）、-10至140˚C的溫度（例如，80˚C）、20-1000毫托的壓力（例如，300毫托）、高頻（例如，13.56 MHz）下300至800 W的電漿功率（例如，500 W）、0至200V b的晶圓偏壓（在較硬下伏基板材料的情況下可使用較高偏壓），以及足夠將EUV光阻完全移除的約20秒至3分鐘的時間。在一些實施例中，光阻重工可在未應用電漿的情況下執行。光阻重工可在升高溫度(例如，80 ˚C至120˚C之間)下利用例如鹵化氫(例如，HBr)的含鹵化物氣體而熱學執行。應當理解，儘管這些條件係適合用於一些處理反應器，例如可從Lam Research Corporation, Fremont, CA取得的Kiyo蝕刻工具，但可根據處理反應器的性能而使用各種處理條件。
在處理100的方格106處，在進行可EUV圖案化膜的沉積之後，且在EUV曝光之前及/或在執行背側及晶邊清潔之後，執行任選的塗覆後烘烤（PAB）。該PAB處理可涉及熱處理、化學暴露及溼氣的組合，以提高可EUV圖案化膜的EUV敏感度，而這使顯影可EUV圖案化膜中的圖案的EUV劑量減少。可調節和最佳化PAB處理的溫度以提高可EUV圖案化膜的敏感度。舉例來說，處理溫度可介於約90˚C與約200˚C之間，或介於約150˚C與約190˚C之間。在一些實施例中，PAB處理可在以100至10000 sccm進行流動的氣體周邊、從數%至高達100% (例如，20%至50%)的濕氣含量、介於大氣壓與真空之間的壓力，以及約為1至15分鐘（例如約為2分鐘）的處理持續時間下進行。在一些實施例中，PAB處理可在介於約100˚C與200˚C之間的溫度下執行約1分鐘至2分鐘。
在處理100的方格108處，將含金屬的EUV光阻膜暴露至EUV輻射以產生一圖案。一般而言，所述EUV曝光使含金屬EUV光阻膜之中的化學組成及交聯產生變化，而這形成在後續顯影中可利用的蝕刻選擇性的對比。
接著，通常在相對高真空下，可藉由將含金屬EUV光阻膜的一區域暴露至EUV光以將該膜圖案化。本文中實用的EUV裝置及成像方法包括本領域中習知的方法。尤其，如上所述，經由EUV圖案化使膜產生經曝光區域，而該經曝光區域相對於未曝光的區域具有被改變的物理或化學性質。舉例來說，在經曝光區域中，可例如經由β-氫消除而發生金屬-碳鍵的裂解（cleavage），留下具反應性且可及(accessible)的金屬氫化物官能度（functionality），該金屬氫化物官能度在後續的曝光後烘烤（post-exposure bake, PEB）步驟期間可經由金屬-氧橋而轉化成氫氧化物及經交聯的金屬氧化物基團。一般來說，在烷基中具有較大量的β-氫會形成較敏感的膜。在曝光後，可將含金屬的EUV光阻膜進行烘烤以形成金屬氧化物膜的附加交聯。在後續的處理中，可運用經曝光與未曝光區域之間的性質差異，以例如溶解未曝光區域或在經曝光區域上沉積材料。舉例來說，可使用乾式方法對圖案顯影以形成含金屬氧化物的遮罩。在此處理中實用的方法及設備描述於2019年12月19日提出申請的PCT專利申請案第PCT/US2019/067540號中，其關於該等方法及設備的揭示係作為參考文獻而併入本文中。
尤其，在各種實施例中，特別是當該曝光係在真空下使用EUV而執行時，在成像層的經曝光區域中，存在於表面上的末端烴基（hydrocarbyl-terminated）錫氧化物會轉化成末端氫（hydrogen-terminated）錫氧化物。然而，將經曝光的成像層從真空移動進入空氣，或是受控制地引入氧、臭氧、H 2O 2或水可能會導致表面的Sn-H氧化成Sn-OH。經曝光與未曝光區域之間的性質差異可運用在後續的處理中，例如藉由將一或更多反應物與經照射區域、未照射區域或兩者進行反應，以選擇性地將材料添加至該成像層，或是從該成像層移除材料。
不受限於本技術的機制、功能或應用，例如劑量從10 mJ/cm 2至100 mJ/cm 2的EUV曝光可能會緩解立體障礙，並且提供空間讓低密度膜崩解。除此之外，在β-氫消除反應中所產生的反應性金屬-H鍵可與鄰近的活性基團（例如，膜中的羥基）反應，造成進一步的交聯與緻密化，並在經曝光與未曝光區域之間創造化學對比。
在將含金屬的EUV光阻膜暴露至EUV光之後，提供經光圖案化的含金屬EUV光阻。該經光圖案化的含金屬EUV光阻包括經EUV曝光及未曝光區域。
在處理100的方格110處，執行任選的曝光後烘烤（PEB）以進一步提高該經光圖案化含金屬EUV光阻的蝕刻選擇性的對比。可在各種化學物種的存在下對該經光圖案化的含金屬EUV光阻進行熱處理，以促進經光圖案化含金屬EUV光阻的該經EUV曝光區域的交聯。
在各種實施例中，烘烤策略涉及謹慎地控制烘烤環境、反應性氣體的引入及/或謹慎地控制烘烤溫度的升降速率。實用反應性氣體的示例包括例如空氣、H 2O、H 2O 2蒸氣、CO 2、CO、O 2、O 3、CH 4、CH 3OH、N 2、H 2、NH 3、N 2O、NO、醇、乙醯丙酮、甲酸、Ar、He或其混合。PEB處理係經設計以（1）驅使將在EUV曝光期間所產生的有機片段完全蒸發，（2）將金屬氫化物物種(來自EUV曝光期間的β-氫消除反應的其他產物)氧化成金屬氫氧化物，以及（3）促進鄰近-OH基團之間的交聯，並且形成經交聯的金屬氧化物網狀結構。烘烤溫度係被謹慎地選擇以達到最佳的EUV微影性能。過低的PEB溫度將導致無法完整移除有機片段以及不充分的交聯，並因此在給定的劑量下具有較少的顯影用化學對比。過高的PEB溫度亦將具有不利的影響，包括在未曝光區域（在此示例中，為了形成遮罩，該區域係透過圖案化膜的顯影而被移除）中的劇烈氧化與膜收縮，以及在該經光圖案化的含金屬EUV光阻與下方層之間的介面處的非期望交互擴散（interdiffusion），這兩者均會導致化學對比的減損，以及由於不可溶的殘渣而導致缺陷密度的增加。PEB處理溫度可介於約100°C與約300°C之間、介於約170°C與約290°C之間，或約200°C與約240°C之間。在一些實施例中，PEB處理可在以100至10000 sccm進行流動的氣體周邊、從數%至高達100% (例如，20%至50%)的濕氣含量、介於大氣壓與真空之間的壓力，以及約1至15分鐘（例如，約2分鐘）的處理持續時間下進行。在一些實施例中，可重複PEB熱處理以進一步增加蝕刻選擇性。
在處理100的方塊112處，將該經光圖案化的含金屬EUV光阻進行顯影，以形成光阻遮罩。在各種實施例中，經曝光區域（正調性）被移除，或是未曝光區域（負調性）被移除。在一些實施例中，顯影可包括在該經光圖案化的含金屬EUV光阻之經曝光或未曝光區域上進行選擇性沉積，並接著進行蝕刻操作。在各種實施例中，這些處理可為乾式處理或濕式處理。顯影處理的示例涉及使含有機錫氧化物的EUV敏感性光阻薄膜（例如，10-30 nm厚，像是20 nm）歷經EUV曝光劑量及曝光後烘烤，接著進行顯影。所述光阻膜可例如基於有機錫前驅物（例如，異丙基（參）（二甲基胺基）錫）以及水蒸氣的氣相反應而沉積，或是可為在有機基質中包括錫團簇（tin cluster）的旋塗膜。
經光圖案化的含金屬EUV光阻係藉由暴露至顯影化學品而加以顯影。在一些實施例中，該顯影化學品包括含鹵化物化學品。舉例來說，可使用含溴化學品、含氯化學品及/或含氟化學品。在各種實施例中，含鹵化物化學品為氫鹵化物，例如HBr、HCl、HI及HF。乾式顯影技術係進一步描述於2020年6月25日提出申請的PCT專利申請案第PCT/US2020/039615號中，其係作為參考文獻而併入本文中。
在某些實施例中，可將方格112處的顯影操作進行優化。此優化對於使用乾式顯影技術的案例是特別實用的。可完成該優化而減低金屬及/或金屬鹵化物基板上的光阻釋氣，其中該光阻可沉積在基板的背側及晶邊區域上。某些優化技術可促進移除潛在的汙染物種，而其他技術可鈍化污染物種減低其在下游釋氣期間釋氣的能力。本文所述的各種優化可依特定應用的需求而加以結合。
在各種實施例中，方格112處的光阻顯影操作可藉由在經加熱的處理腔室中執行顯影而進行優化。此加熱使腔室中的全體副產物冷凝/累積減低，這使得基板上的非所欲副產物沉積較少。在各種實施例中，處理腔室及/或噴淋頭被保持在升高溫度，例如約40°C以上、約65°C以上、約80°C以上，或是約100°C以上。在這些或其他情況下，處理腔室及噴淋頭可被保持在約300°C以下、約250°C以下、約200°C以下、約150°C以下、約100°C以下，或約80°C以下的最大溫度。在一些情況下，該溫度在乾式顯影期間被主動控制及改變。在一些此情況下，該溫度在乾式顯影期間被主動增加。在其他此情況下，該溫度在乾式顯影期間被主動降低。
在這些或其他實施例中，可藉由在減壓下在惰性大氣中執行高溫吹淨步驟而優化方格112處的光阻顯影操作。該吹淨步驟可在方格112中的光阻顯影操作的末期，或是緊接在其後而在進行該顯影操作的同一處理腔室中執行。可提供以建立惰性大氣的示例氣體包括例如Ar、He、N 2、Kr、Xe及H 2。亦可使用這些氣體的組合。示例氣體流率可介於約200-10000 sccm之間。該吹淨可具有介於約1-10分鐘之間的持續時間，而在一些情況下至少約為2分鐘，或至少約為5分鐘。該吹淨步驟可在介於約5 mTorr與約10 Torr之間的壓力下執行。在一些情況下，該壓力可至少約為10 mTorr。在這些或其他實施例中，壓力可約為1 Torr以下。在吹淨步驟期間的溫度(例如，處理腔室、噴淋頭及/或基板支撐件的溫度)可被保持在升高溫度，例如約100°C以上或約120°C以上。在一些情況下，處理腔室可被保持在介於約100-250°C之間，或介於約100-300°C之間的溫度，而該基板支撐件可被保持在介於約120-250°C之間，或介於約120-300°C之間的溫度。
在這些或其他實施例中，可在接近方格112的顯影處理的末期時，或緊接在其後使用幫浦吹淨序列。此處理可涉及將處理腔室泵抽降至減壓，以及利用惰性氣體掃除處理腔室的一或更多循環。此泵抽及吹淨使得從基板及腔室移除鹵素及金屬鹵化物的效率提高。
在這些或其他情況下，該優化可涉及熱處理，例如關於方格114而描述於下的烘烤步驟。在這些或其他情況下，該優化可涉及化學、電漿及/或光處理，例如關於方格116而描述於下的處理操作。因此，關於方格114及/或116而描述的操作可與方格112中的光阻顯影操作(在一些情況下係接近顯影操作的末期)重疊。在其他實施例中，方格114及/或116的操作可在方格112的光阻顯影操作完成後進行。
在方格114處，基板被暴露至顯影後烘烤(PDB)。PDB係在方格112中將一些或全部光阻進行顯影過後進行。雖然將此步驟稱作「顯影後烘烤」，但能理解的是，此步驟亦可在某些程度上與顯影步驟重疊，如上方所解釋。
與方格102中的光阻沉積步驟類似，方格112中的光阻顯影步驟可在基板的背側及晶邊上產生金屬及金屬鹵化物汙染。如上所述，在許多情況下，該顯影是使用含鹵化物化學品(例如，HBr)而完成。在一些情況下，鹵化物化學品與光阻中的金屬反應，這使得該光阻被部分溶解，並且形成可能會再次沉積在基板上(例如，基板的背側及晶邊上)的金屬鹵化物及/或其他含金屬物種。根據上述理由(包括持續釋氣，以及對於其他基板、下游處理設備及計量學工具的汙染)，此汙染是有害的。
PDB處理可涉及熱處理，任選化學暴露，任選電漿暴露及任選光暴露(關於方格116而進一步論述於下)的組合，以減低在下游處理期間金屬及金屬鹵化物釋氣的可能性。熱處理涉及將基板暴露至升高溫度。舉例而言，基板可在介於約160-300°C之間的溫度下烘烤約1-10分鐘。在一些情況下，溫度可被保持在約160-250°C之間，或是約160-220°C之間。此烘烤可涉及加熱基板支撐件、處理腔室、噴淋頭及/或處理氣體。在一些情況下，可將處理腔室的壁加熱及/或保持在升高溫度。腔室壁的示例溫度可介於約20-120°C之間。在一些情況下，在PDB處理期間的壓力可被保持在最小值約0.01 Torr或0.1 Torr，與最大值約1 Torr、10 Torr或大氣壓力(例如，約760 Torr)之間。在PDB處理期間可被提供至處理腔室的示例處理氣體包括但不限於N 2、N 2/O 2的混合物、He、Ar、Xe、H 2、含氯氣體、含氟氣體、含氧氣體及其組合。示例含氯、含氟及含氧氣體於下論述。示例流率介於約200-10000 sccm之間。
PDB處理使物理吸附的金屬鹵化物物種(例如，SnBr x及/或其他錫鹵化物，或是各種實施例中的金屬鹵化物)從基板表面脫附。然而，該PDB處理可能無法有效地從基板的相關部分(例如，背側及晶邊區域)完全移除金屬鹵化物物種，而化學吸附的鹵化物物種(例如，金屬鹵化物物種)可能會在該PDB處理後存留在基板上。此外，基板前側上的含金屬光阻持續作為進一步釋氣及相關汙染的來源。在各種實施例中，剩餘化學吸附物種/汙染物可在下述方格118的濕式清潔操作中移除。
在一些實施例中，PDB處理不涉及將基板暴露至反應性化學品或電漿的熱處理。在方格114中的PDB處理未使用反應性化學品或電漿的情況下，使用上述泵抽及吹淨序列特別有益於減少基板上的汙染物。在在PDB處理為熱處理且未使用進一步清潔步驟(例如，省略方格116及118)的實施例中，釋氣仍可能是橫跨較長時程(例如，數天)的問題。在此實施例中，在將基板暴露至方格114中的PDB處理之後，且在將基板使用於進一步處理之前，可控制特定基板的佇列時間，例如使用約1天、約2天、約3天或約5天的最大佇列時間。此種對於佇列時間的控制限制從各基板產生的釋氣/再汙染的量，從而限制基板上、基板附近及下游處理設備及計量學工具的汙染。不希望受限於行為的理論或機制，但據信再汙染的機制為表面跳動或擴散機制。額外的幫浦吹淨序列及佇列時間控制可此種再汙染。當然，雖然此種技術在PDB處理後未將基板經受進一步清潔的實施例中是特別有益的，但應理解到的是，該幫浦吹淨序列及佇列時間控制亦可在使用進一步清潔步驟的其他實施例中使用。此外，此種幫浦吹淨序列可在圖1的方法期間的任何時間(例如，與方格112、114及/或116中的操作相關)時執行。
在一些實施例中，方格114的PDB處理可涉及將基板暴露至反應性化學品、電漿及/或光，如關於方格116所述。在一些其他實施例中，關於方格116所述的操作可在方格114的PDB處理後進行。如上所述，方格114的PDB處理亦可與方格112中的光阻顯影步驟重疊。因此，應當理解到，方格116的操作亦可與方格112的操作重疊。在其他情況下，在方格112及/或114的操作完成後，可在操作116中在例如與進行方格112及/或114的操作的相同或不同處理腔室中將基板暴露至化學處理、電漿處理及/或光處理。
方格116涉及任選地將基板暴露至化學處理、電漿處理及/或光處理。可依特定應用的需求而結合這些處理。在一些情況下，該處理的用意在於改變含金屬物種(例如，金屬或金屬鹵化物)，使其更具揮發性從而允許經由真空連接件將該含金屬物種從基板及處理腔室移除。此處理受益於相對高溫及低壓(例如，其可能涉及一或更多吹淨)以促進揮發性物種的移除。
其中一種達成使揮發性增加的技術係將基板暴露至含氯化學品(例如，BCl 3、Cl 2、HCl、SiCl 4、SOCl 2及PCl 3的其中一或更多者)。此技術對於在方格112中使用基於溴的化學品(例如，HBr)而顯影光阻的情況是特別有益的。在方格116中將基板暴露至含氯化學品形成比先前存在的汙染物種(例如，金屬及金屬溴化物)更具揮發性的物種(例如，金屬氯化物)。另一種達成使揮發性增加的技術是在相對高溫(例如，至少約200°C或至少約250°C)下將基板暴露至氫(例如，H 2)。化學暴露可具有介於約1-10分鐘之間的持續時間。使汙染物種的揮發性增加有助於從基板及處理腔室移除該汙染物種。在將基板暴露至化學處理、電漿處理及/或光處理的各種實施例中，可在該處理過後將處理腔室吹淨(例如，使用上述的吹淨及/或幫浦吹淨序列)。
在一些情況下，方格116的處理的用意在於改變含金屬物種使其變得更加穩定，從而降低此物種釋氣而造成汙染的風險。其中一種達成使穩定度增加的技術係將基板暴露至含氧化學品(例如，O 2、O 3、H 2O、SO 2、CO 2、CO、COS、NO x(例如，例如NO 2、NO及N 2O)及H 2O 2蒸汽的其中一或更多者)，以從金屬鹵化物形成金屬氧化物。另一種達成使穩定度增加的技術係將基板暴露至含氟化學品(例如，HF、C xF yH z、NF 3、SF 6及F 2的其中一或更多者)，以從其他金屬鹵化物(例如，金屬溴化物或金屬氯化物)形成金屬氟化物。可用於促進含金屬物種的穩定度的其他化學品包括但不限於NH 3(在例如高於約200°C的高溫下是特別實用的)、HI及I 2。
在方格116涉及化學處理的某些實行例中，處理氣體得以約200-10000 sccm之間的速率進行流動。示例暴露時間介於約1-10分鐘之間。示例溫度(例如，對於基板支撐件、腔室、噴淋頭、處理氣體等的其中一或更多者)可介於約20-150°C之間。
在各種實施例中，方格116的處理涉及將基板暴露至電漿。該電漿處理可作用以抑制釋氣及相關汙染機制。在許多情況下，該電漿為遠端產生電漿，而該遠端產生電漿被輸送至處理腔室。在其他情況下，直接電漿可在基板處原位產生。該電漿產生自電漿產生氣體。可使用各種電漿產生氣體，包括例如，H 2、N 2、Ar、He、Kr、Xe、CH 4、基於氧的氣體(例如，O 2、O 3、CO、CO 2、COS、SO 2、NO x、H 2O)、基於氟的氣體(例如，NF 3、C xF y(例如，CF 4等)、C xH yF z(例如，CH 3F 3、CH 2F 2、CHF 3等)、F 2、SF 6)、基於氯的氣體(例如，BCl 3、Cl 2、HCl、SiCl 4、SOCl 2及PCl 3的其中一或更多者)，以及鹵化氫(例如，HBr、HI等)的其中任一或更多者。在一些特定實施例中，該電漿產生氣體可包括H 2/N 2的混合物、H 2/Ar的混合物、H 2/He的混合物、H 2/Kr的混合物、H 2/Xe的混合物、H 2/CH 4的混合物、CH 4/O 2的混合物、一或更多基於氧的氣體與惰性氣體的混合物、一或更多基於氟的氣體與惰性氣體的混合物，或是一或更多基於氯的氣體與惰性氣體的混合物。電漿產生氣體的示例流率可介於約50-10000 sccm之間。在一些情況下，該流率至少約為100 sccm。在這些或其他情況下，流率可約為5000 sccm以下。在使用含氧電漿的一些情況下，電漿暴露的持續時間可為特別短的(例如，介於約1-30秒之間，或介於約1-5秒之間)，有時將其稱為閃現(flash)，以避免含氧電漿攻擊任何暴露的基於碳材料(例如，含碳下方層)。
在方格116的電漿處理期間，可將處理腔室中的壓力保持低至約5 mTorr且高至約10 Torr。在一些情況下，例如在處理腔室包括渦輪幫浦或與渦輪幫浦流體連通的實施例中，該壓力介於約5-300mTorr之間。在一些情況下，例如在處理腔室為粗幫浦或包括粗幫浦的實施例中，該壓力介於約100 mTorr與約10 Torr之間。較高的壓力(例如，100 mTorr至10 Torr)可助於使因為電漿暴露而對基板造成的損害最小化。在電漿處理的目標在於使汙染物種鈍化的一些情況下，可使用相對較高的壓力，例如介於約0.1-10 Torr之間，或介於約0.1-5 Torr之間。可將基板暴露至電漿約1-120秒。該電漿可產生於一或更多頻率，例如約13.6 kHz的低頻，以及約10 MHz的高頻。亦可使用其他頻率，例如400 kHz、1 MHz、2 MHz、27 MHz、60 MHz等。例如在該電漿為原位產生的變壓耦合電漿或電容耦合電漿的情況下，可使用介於約50-300 W之間的RF功率產生該電漿。在該電漿係例如在微波條帶腔室中使用微波電漿源而遠端產生的情況下，該電漿可在這些或甚至較高功率(例如，約3000 W以下，在一些情況下介於約1000-3000 W之間)產生。該電漿(例如，TCP電漿)的工作週期可介於約10%-100% CW之間。
在例如該電漿係原位產生(例如，TCP或CCP)的一些情況下，該壓力可介於約5-300 mTorr之間，處理腔室、噴淋頭、基板支撐件等的溫度可介於約20-140°C之間，而該電漿可在介於約50-300 W之間的RF功率下產生。在例如電漿係遠端產生(例如，在微波條帶腔室(有時稱為MWS)中)的一些其他情況下，該壓力可介於最小值約100 mTorr與最大值約10 Torr或1 Torr之間，處理腔室、噴淋頭、基板支撐件等的溫度可介於約100-300°C之間，而該電漿可在約500-3000 W的功率下產生。
在電漿係遠端產生的各種實施例中，可使用下列條件。將處理腔室中的壓力保持在約0.1-1 Torr之間、將處理氣體以介於約50-5000 sccm之間的速率進行流動、將基板暴露至遠端電漿持續約3-30秒，以及從含氫氣體(例如，H 2，或是H 2與N 2、Ar、He、Kr或Xe的其中一或更多者的組合)產生遠端電漿。示例功率位準、頻率及其他電漿產生條件於上方及下方進一步論述。
在一些情況下，電漿處理可促進金屬或金屬鹵化物物種的移除。在一些如此情況下，電漿處理可改變汙染物種以形成較具揮發性的物種。在其他情況下，電漿處理可促進從金屬或金屬鹵化物物種形成更穩定的物種。如上所述，形成較具揮發性的物種可藉由從基板/腔室移除汙染物種而減少釋氣/汙染物，而形成更穩定的物種可藉由使此物種在下游處理或佇列時間期間能夠揮發的可能性降低，而減少釋氣/汙染物。
在各種實行例中，電漿產生氣體包括至少H 2(例如，在一些情況下為H 2/N 2、H 2/Ar、H 2/He等)。添加溫和的H 2電漿處理得以降低在基板背側及晶邊區域上的化學吸附金屬鹵化物(例如，在一些情況下為錫溴化物)的量。這允許提高在處理後且在將該基板用於進一步處理之前的最大佇列時間。該最大佇列時間是基於汙染物種釋氣的速率，以及汙染物的最大可接受濃度。在一些情況下，將基板暴露至從H 2/N 2或H 2/惰性氣體產生的電漿，結合關於方格118而描述於下的濕式清潔操作，提供約1E10原子/cm 2以下的金屬濃度(例如，在基板背側及晶邊區域上)。此種結果是非常期望的。此外，此處理已顯示出能達成這些結果，而不會對基板的前表面上的光阻圖案及其他材料造成非所欲損害。
在一些實行例中，電漿產生氣體包括至少一含氧物種，例如上方提供的含氧物種。該含氧物種可與金屬或金屬鹵化物反應以形成金屬氧化物。在一些實行例中，電漿產生氣體包括至少一含氟物種，例如上方表列的含氟物種。該含氟物種可與金屬或金屬鹵化物(例如，在一些情況下為金屬溴化物)反應以形成金屬氟化物。金屬氧化物及金屬氟化物可比先前存在的汙染物種更加穩定，從而減少釋氣及相關汙染的風險。
在各種實施例中，方格116中的處理涉及將基板曝光。曝光的持續時間可介於約1-120秒之間。在一些情況下，所述的光是，在快速熱退火的一部分時提供，該快速熱退火涉及將基板暴露至相對高溫(例如，約250-400°C之間)一段相對短的時間週期(例如，約60秒以下)。在某些情況下，可提供類似的快速熱退火處理但無實質曝光。所述的光可由燈或LED的集合提供，其任一者可提供UV波長、可見光波長及/或IR波長的光。在一些特定情況下，使用提供UV光的燈。在這些或其他情況下，使用提供可見光的LED。LED可被提供在基板支撐件或其他結構中。在一些情況下，可使用曝光專用模組進行此曝光。在其他情況下，可在還用於其他目的(例如，圖1中的一或更多操作)的處理腔室中進行此曝光。在各種實施例中，可使用可取得自Lam Research of Fremont, CA的LUMIER TM模組完成方格116的曝光。在一些情況下，方格114中的PDB處理可同樣使用此模組進行。亦可使用其他設備。
回到圖1的實施例，該方法接續進行方格118，其中執行濕式清潔以從基板的背側及晶邊區域移除汙染物。通常，上方關於方格104中的濕式清潔而提供的細節亦可適用於方格118中的濕式清潔。方格104中的濕式清潔的目標為在方格102中的光阻沉積期間所產生的汙染，而方格118中的濕式清潔的目標為在光阻顯影期間所產生的汙染。
在一些實施例中，方格118中的濕式清潔涉及將基板的相關部分暴露至稀HF、稀HCl或標準清潔劑1(SC-1，NH 4OH:H 2O 2:H 2O的混合物)的其中一或更多者。在許多情況下，使用二步驟濕式清潔處理，其中第一步驟涉及將基板暴露至稀HF，而第二步驟涉及將基板暴露至標準清潔劑1或稀HCl。稀HF可約為49% HF(以重量計)，而這對應於可商業取得的HF溶液。得以例如水將此溶液稀釋至約1:1000(以容積計)。稀HCl可約為4% HCl以重量計)，並且得以水而稀釋至約1:100(以容積計)，在一些情況下以水稀釋至約1:10(以容積計)。各濕式清潔步驟可具有介於約20-300秒之間的持續時間。該基板及/或用於處理基板的溶液可被保持在約15-60°C之間的溫度。示例溶液流率可介於約1-3L/分鐘之間。
在隨附圖式中顯示的實驗數據說明到，濕式清潔處理對於減低基板的背側上的金屬/金屬鹵化物的濃度是非常有效的，因此避免此金屬釋氣並造成汙染問題。當與關於方格112中的光阻顯影所述的一或更多優化、關於方格114的PDB處理所述的一或更多烘烤策略，及/或關於方格116所述的一或更多處理策略結合時，該濕式清潔處理是特別有效的。
可用於使金屬釋氣及汙染最小化的另一技術涉及將用於處理基板的處理腔室進行週期性清潔。如上所述，圖1中所述的各種操作可執行於一或更多設備上，而所述設備的各者包括處理腔室。這些處理腔室的任何者或全部應當進行週期性清潔，以從處理腔室的內部表面移除含金屬汙染物。此腔室清潔有助於減少在較後處理的基板上的汙染物種的再沉積。在一些情況下，腔室清潔的頻率可為每一基板進行一次。舉例來說，可在各基板進行處理後清潔該腔室。在其他情況下，此頻率可為較低的，例如每2基板、每5基板或每10基板。取決於在相關腔室中所進行的處理，不同頻率的清潔對於不同處理腔室可為有益的。乾式腔室清潔方法係進一步描述於2020年6月25日提出申請的PCT專利申請案第PCT/US2020/070187號中，其整體係作為參考文獻而併入本文中。
在各種實施例中，清潔相關的處理腔室涉及將該腔室暴露至提供H自由基的氣體化學品及/或電漿。該H自由基與金屬反應而例如形成金屬氫化物。在特定示例中，該金屬為錫，並且將該腔室暴露至電漿形成Sn xH y物種。腔室清潔通常是在腔室中無基板的情況下進行，以避免損害基板及其上方的材料。在一些情況下，清潔是自動進行，並且可被稱作無晶圓自動清潔處理(WAC)。在腔室清潔期間的腔室壓力可介於約0.1-10 Torr之間，例如介於0.3-9 Torr之間。當提供處理氣體時，該壓力可在複數壓力之間變化。在一些情況下，該壓力在較低壓力(例如，約1 Torr以下，在一些情況下約為0.5 Torr)與較高壓力(例如，約5 Torr以上，在一些情況下約為9 Torr)之間變化。壓力可在幫浦及吹淨序列的一部份時變化。示例處理氣體可包括但不限於H 2、產生H自由基的其他含氫物種、N 2、O 2、N 2+O 2、Ar，以及其他惰性氣體。在一些情況下，該腔室在無暴露至電漿的情況下進行清潔。在使用電漿的其他情況下，該電漿可於遠端產生，並且被輸送至進行清潔的腔室；或者，該電漿可在進行清潔的腔室中直接原位產生。在一些實施例中，該電漿產生自CH 4及O 2或NH 3及O 2的混合物。該電漿可產生於一或更多頻率，例如約13.56kHz之間的低頻及/或約10MHz之間的高頻。亦可使用其他頻率，例如400kHz、1MHz、2MHz、27MHz、60MHz等。該電漿可藉由使用介於約300-4000W之間的RF功率而產生。該電漿可具有約10%至CW之間的工作週期。在清潔期間，可將處理腔室、基板支撐件、噴淋頭等保持在25-220°C之間的溫度。在一些實施例中，在清潔該腔室時，可使用一或更多特定熱源以加熱處理腔室、基板支撐件、噴淋頭等的其中一或更多者。舉例來說，在一些情況下，可使用IR熱源。在這些或其他實施例中，可使用LED卡盤/基板支撐件。可合適地使用其他加熱源。
在例如該電漿是原位產生(例如，TCP或CCP)的一些情況下，壓力可介於約5-300 mTorr之間，處理腔室、噴淋頭、基板支撐件等的溫度可介於約20-140°C之間，且該電漿可在約50-300 W之間的RF功率下產生。在例如該電漿是遠端產生(例如，在MWS或其他遠端電漿腔室中)的一些其他情況下，壓力可介於約100 mTorr與約10 Torr之間，處理腔室、噴淋頭、基板支撐件等的溫度可介於約100-300°C之間，且該電漿可在約1000-4000 W(例如，介於約1000-3000 W之間)的功率下產生。
在一些其他實施例中，可使用乾式清潔處理(例如，上方關於方格104所述的乾式清潔處理)，而不是或再加上方格118中的濕式清潔處理。
在許多情況下，使用本文所述的技術而處理的基板在該基板的背側及/或晶邊區域上提供約1E11原子/cm 2以下(例如，約1E10原子/cm 2以下)的金屬濃度。在各種實施例中，本文所述的技術可用於將基板的背側及/或晶邊區域上的金屬濃度降低一層級，該層級比起缺少此技術(例如，在方格112中的顯影操作為習知乾式顯影，且省略方格114、116及118中的操作的情況下)時所達成的金屬濃度低了1、2或甚至3個數量級。在一些情況下，方格114、116及118中所述的操作係運作以將基板的背側及/或晶邊區域上的金屬濃度比起方格112處的顯影步驟後的濃度為降低的。
在一些情況下，可修改現存設備以執行本文所述一或更多處理。舉例來說，可將用於光阻顯影的設備(例如，使用乾式或濕式技術)修改以包括下列特徵的任何一或更多者：(1)基板支撐件，配置以達到本文所述的升高溫度；(2)管道系統，用於提供合適氣體以經由化學處理或電漿處理對基板進行處理；(3)電漿產生器，配置以提供電漿至處理腔室；(4)一或更多光源，配置以提供UV，可見光，及/或IR輻射於基板上；及/或(5)控制器，配置以產生本文所述的任何方法。類似地，可將用於基板烘焙的設備修改以包括這些特徵的任何一或更多者。
參照圖1，在一些實施例中，在方格112中，光阻在第一處理腔室中進行顯影；在方格114中，在第二處理腔室中執行PDB處理；在方格116中，在第三處理腔室中執行化學，電漿及/或光處理；以及在第四處理腔室中執行濕式清潔。在其他實施例中，這些步驟的其中一些結合在單一處理腔室中。舉例來說，方格112中的光阻顯影及方格114中的執行PDB可在第一處理腔室中進行，方格116中的處理可在第二腔室中進行，濕式清潔可在第三腔室中進行。在另一實施例中，方格112中的光阻顯影，方格114中的執行PDB及方格116中的執行處理均在第一腔室中進行，而方格118中的濕式清潔在第二腔室中進行。用於執行方格114中的PDB的腔室可與用於執行方格106中的PAB及/或方格110中的PEB的腔室相同或不同。在各種實施例中，本文所述的其中任何二或更多腔室可被結合在提供複數目的之複數腔室設備/工具中。可提供合適的基板搬運設備、負載鎖室等，而依需求在複數腔室之間轉移基板。此外，可提供控制器來控制本文所述的處理操作。在特定實施例中，多腔室設備包括配置用於乾式處理(例如，基於蒸汽/基於電漿處理，例如以執行方格112、114及116中的其中一或更多操作)的至少一腔室，以及配置用於濕式處理(例如執行方格118中的清潔操作)的至少一腔室。
圖2A-圖2D顯示使用濕式清潔技術的背側及晶邊清潔的各種處理階段的橫截面示意圖。這些技術可與例如關於方格104及118所述的濕式清潔技術結合使用。
如圖2A所顯示，EUV光阻材料可沉積在基板的前側、背側及晶邊上。如上所述，可經由濕式旋塗技術或乾式蒸汽/基於電漿技術而進行此沉積。沉積在背側及晶邊上的EUV光阻材料及相關的金屬及金屬鹵化物汙染物會提高基板的前側上的汙染及下游工具的汙染的可能性。此EUV光阻材料及含金屬汙染物是非所欲的。需要從基板的背側及晶邊移除EUV光阻材料及含金屬汙染物。在一些實例中，需要移除沉積在基板的前側上的一些EUV光阻材料或其他含金屬汙染物，包括沉積在基板的前側的周緣處的EUV光阻材料。
如圖2B所顯示，沉積在基板晶邊上的非所欲材料係藉由濕式晶邊清潔而加以移除。在標準邊緣珠移除處理中，在第一處理腔室(腔室1)中將例如PGME、PGMEA或2-庚酮的有機溶劑進行分布，以移除沉積在晶邊上的EUV光阻材料。該第一處理腔室可為旋轉清潔工具。有機溶劑可在低/溫和的溫度(例如，約為20°C)下進行分布。對可燃溶劑的任何加熱行為都會帶來顯著的火焰/爆炸危害。在任選地續行至第二處理腔室(腔室2)之前，基板進行淋洗/乾燥操作。
如圖2C所顯示，沉積在基板背側上的非所欲材料係藉由濕式背側清潔而加以移除。濕式背側清潔可在第二處理腔室中執行。第二處理腔室可為另一旋轉清潔工具，其可清潔基板的背側。舉例而言，濕式背側清潔可使用例如dHF、dHCl、稀硫酸或SC-1的清潔試劑。清潔試劑可在低/溫和的溫度(例如，約為20°C)下進行分布。濕式背側清潔還可移除晶邊區域上的材料，然而對於均勻或完全移除晶邊區域上的材料通常是不有效的。因此，背側清潔及晶邊清潔有時是分散在第一處理腔室及第二處理腔室之間。在續行至第三處理腔室(腔室3)之前，基板進行淋洗/乾燥操作。
如圖2D所顯示，基板被轉移至第三處理腔室進行任選的PAB熱處理。在一些實施例中，該第三處理腔室為烘箱或包括加熱板，藉由該加熱板將基板暴露至升高溫度。PAB熱處理將基板溫度提升至例如約90°C與200°C之間的升高溫度。這穩定基板前側上的EUV光阻的微影性質以進行EUV曝光。該PAB熱處理為乾式處理。
相較於濕式背側及晶邊清潔技術，乾式背側及晶邊清潔技術可為成本較低且較環境安全的。乾式背側及晶邊清潔技術可整合腔室，使得乾式處理步驟可在較少工具/腔室中執行。乾式背側及晶邊清潔技術可解決與濕式背側及晶邊清潔技術相關的不均勻性問題。
在一些情況下，乾式背側及晶邊清潔技術使用電漿以從基板的背側及晶邊移除材料。現存硬體可將電漿侷限在基板的背側及晶邊以移除材料。在一些其他情況下，乾式背側及晶邊清潔可不點燃電漿的情況下完成。舉例而言，乾式背側及晶邊清潔使用被侷限在基板的特定區域的蝕刻氣體，從基板的背側及晶邊移除材料(例如，EUV光阻材料)。乾式背側及晶邊清潔將基板暴露至升高溫度，以促進非選擇性移除背側及晶邊處的材料。
圖3A–圖3C顯示根據一些實施例的對於光阻材料進行乾式背側及晶邊清潔的各種處理階段的橫截面示意圖。光阻材料(例如，EUV光阻材料)的沉積可使用濕式或乾式沉積技術加以執行。濕式沉積技術包括旋轉塗佈。乾式沉積技術包括化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)。
如圖3A所顯示，EUV光阻材料及相關的金屬及金屬鹵化物汙染物可能會沉積在基板的前側、背側及晶邊上。沉積在背側及晶邊上的非所欲材料會提高基板前側上的汙染及下游工具的汙染的可能性。需要從基板的背側及晶邊移除該非所欲材料。在一些實例中，需要移除沉積在基板前側上的一些非所欲材料，包括沉積在基板前側上的周緣處的EUV光阻材料及相關金屬及金屬鹵化物汙染物。舉例來說，可能需要將距離前側處的邊緣約數毫米(例如，約1.5 mm)的非所欲材料移除。在一些實施例中，EUV光阻材料為含有機金屬光阻材料或有機-金屬氧化物。該EUV光阻材料可包括從下列所構成的群組中選擇的元素：錫、鉿、碲、鉍、銦、銻、碘及鍺。非所欲金屬或金屬鹵化物汙染物可源自於EUV光阻材料中的金屬與基於鹵素化學品之間的反應。EUV光阻材料中的金屬可具有高的圖案化輻射-吸收橫截面。在一些實施例中，該元素可具有高的EUV-吸收橫截面。在一些實施例中，EUV光阻材料可大致由Sn、O及C所構成。舉例來說，該EUV光阻材料包括有機錫氧化物。
如圖3B所顯示，沉積在基板的背側及晶邊上的EUV光阻材料係藉由乾式清潔而移除。乾式清潔可將基板的背側及晶邊暴露至蝕刻氣體。在一些實施例中，該蝕刻氣體為氫鹵化物、氫氣、氫氣及鹵化物氣體，或三氯化硼(BCl 3)。在一示例中，該蝕刻氣體為氫鹵化物，例如HCl、HBr或HI。在另一示例中，該蝕刻氣體為氫氣(H 2)。在又另一示例中，蝕刻氣體為H 2與Cl 2、Br 2或I 2的混合物。在仍又另一示例中，蝕刻氣體為BCl 3。雖然本揭露不受限於任何特定的操作理論或機制，但在一些情況下，該方法是被理解為利用EUV光阻材料及相關汙染物與清潔化學品(例如，HCl、HBr、HI、H 2及Cl 2、Br 2或I 2、BCl 3)的化學反應性，以使用蒸汽形成揮發性產物。該EUV光阻材料及相關汙染物可在各種溫度下使用蒸汽及/或電漿而加以處理及/或移除。據信，較高溫度、壓力及/或反應物流可進一步促進或增強反應性。在一些實施例中，EUV光阻材料及/或相關汙染物得以高達1 nm/s的蝕刻速率而加以移除。在一些實施例中，藉由遠端電漿源活化蝕刻氣體。這可進一步促進或增強反應性。在一些實施例中，該蝕刻氣體與承載氣體(例如，氬、氦、氮或其他合適承載氣體)一起輸送。
在一些實施例中，該光阻材料並非EUV光阻材料，而是基於矽材料或基於碳材料。用於移除這些材料的蝕刻氣體可與用於移除EUV光阻材料的蝕刻氣體不同。在一些實施例中，該蝕刻氣體包括例如O 2、CO 2、N 2O等的氧化氣體，用於移除基於碳材料。在一些實施例中，該蝕刻氣體包括例如C xF y或C xF yH z的基於氟氣體，或是基於氯氣體，用於移除基於矽材料。
可將惰性氣簾輸送在基板的前側上，以將蝕刻氣體限制於基板的背側及晶邊。該氣簾可包括例如氮(N 2)、氧(O 2)、水(H 2O)、氬(Ar)、氦(He)、氙(Xe)、氖(Ne)或其混合物的氣體。該氣簾在基板的前側上流動，以保護基板前側的至少中心區域免受蝕刻氣體影響。當氣簾流動至前側時，該氣簾傳播遍及該前側以保護在前側上沉積的EUV光阻材料。
該氣簾可與蝕刻氣體同時流動。第一蝕刻氣流可被導引至基板背側。該第一蝕刻氣流可傳播遍及基板的背側，其中當該基板被載體環上的MCA支撐件所支撐時，基板的該背側是可及的。在一些實施例中，第二蝕刻氣流可被導引至基板前側的周緣。第二蝕刻氣流可沿著該前側的周緣流動，且壟罩著基板的晶邊。第一蝕刻氣流可從位在基板支撐件下方的一或更多底部氣體輸入口而進行導引，第二蝕刻氣流可從位在基板支撐件上方的氣體分配器的一或更多周邊氣體輸入口而進行導引。該氣體分配器可包括模組環，該模組環具有一或更多周邊氣體輸入口。該模組環可調整一或更多周邊氣體輸入口與基板前側之間的間距。在一些實施例中，氣簾係流動自氣體分配器的一或更多中心氣體輸入口，其中將一或更多周邊氣體輸入口與該前側分隔的第一間隙大於將一或更多中心氣體輸入口與該前側分隔的第二間隙。
在乾式清潔期間可將基板加熱至升高溫度，其中該升高溫度介於約20°C與約170°C之間、約20°C與約140°C之間、約40°C與約140°C之間，或是約為100°C。在一些實施例中，乾式清潔可在升高壓力下執行。處理腔室中的壓力可介於約0.02 Torr與大氣壓力之間、0.1 Torr與大氣壓力之間，或約1 Torr與大氣壓力之間。在一些實施例中，可利用高的蝕刻氣體流率執行乾式清潔。蝕刻氣體流率可介於約50 sccm與約10000 sccm之間、約100 sccm與約10000 sccm之間，或約200 sccm與約5000 sccm之間。不同於濕式清潔技術，本揭露的非電漿熱清潔技術可調整處理參數(例如，溫度、壓力及氣體流率)以控制蝕刻速率。可達成高蝕刻速率以利用較高溫度及/或壓力及流率移除未暴露的EUV光阻材料。
背側清潔及晶邊清潔均在第一處理腔室(腔室1)中執行，而不是在個別的處理腔室中。這可減低在複數清潔操作之間可能發生工具汙染的可能性。單一傳遞可執行用於單一工具中的實質複數處理步驟。這還減低成本並增加產量。本揭露的乾式背側及晶邊清潔中並未執行濕式清潔或淋洗/乾燥操作。
在一些實施例中，乾式背側及晶邊清潔包括暴露至蝕刻氣體，接著進行吹淨。吹淨是引進吹掃氣體，以將殘留的蝕刻氣體從第一處理腔室泵抽/吹淨。將能理解的是，吹淨可實用於將殘留的蝕刻氣體或蝕刻副產物從處理腔室移除，以避免在基板轉移期間對於基板前側進行非所欲蝕刻。吹淨可流動惰性氣體及/或反應性氣體。反應性氣體可與殘留的蝕刻氣體反應以促進移除的容易度。反應性氣體可例如為基於錫的前驅物(例如，有機錫前驅物)。惰性氣體可為Ar、He、Ne、Xe或N 2。腔室壓力可介於約0.1 Torr與約6 Torr之間。吹掃氣體流可介於約10 sccm與約10000 sccm之間，或約50 sccm與約5000 sccm之間。在一些實施例中，泵抽/吹淨可在例如約20°C與約140°C之間或約80°C與約120°C之間的高溫下進行。該高溫可促進從第一處理腔室移除殘留的蝕刻氣體。在一些實施例中，可將腔室壁及其他構件加熱以釋出殘留的蝕刻氣體。殘留的蝕刻氣體(例如，鹵化物氣體或含鹵化物氣體)可在泵抽/吹淨期間經由排氣線進行排氣。在一些實施例中，亦可將泵抽/吹淨操作稱作脫鹵素反應。鹵化物可能會容易黏附於腔室壁、腔室構件或晶圓。若鹵化物黏附於晶圓，可能會提高在EUV掃描期間從該晶圓釋放出鹵化物(例如，溴)而腐蝕或損害掃描器的風險。
在一些實施例中，乾式背側及晶邊清潔的持續時間介於約10秒與約150秒之間。在一些實施例中，藉由一或更多感測器來偵測背側及晶邊清潔的終點。該一或更多感測器可偵測基板的背側及晶邊上的EUV光阻沉積物的存在或缺乏。該一或更多感測器可包括IR感測器及/或光學感測器。
如圖3C所顯示，將基板暴露至任選的PAB熱處理。在一些實施例中，PAB熱處理與乾式背側及晶邊清潔在同一處理腔室(即，第一處理腔室)中執行。在此方式中，乾式背側及晶邊清潔與PAB熱處理整合。這可進一步減低汙染的可能性、降低成本並增加生產量。這可對微影性能造成最少影響或正面影響。在一些實施例中，該PAB熱處理在第二處理腔室(腔室2)中執行，其中該第二處理腔室與乾式背側及晶邊清潔的腔室不同。該PAB處理為乾式處理。
PAB熱處理將基板溫度提升至例如約100°C與約170°C之間或約120°C與約150°C之間的升高溫度。在一些實施例中，可使用輻射熱源(例如，IR燈或一或更多LED)控制基板溫度。該輻射熱源可位在基板下方。或者，該輻射熱源可位在基板上方。可藉由與輻射熱源一起建立的回饋控制迴路中的高溫計而主動控制基板溫度。在PAB熱處理期間的大氣可藉由流動惰性氣體(例如，N 2、Ar、He、Xe或Ne)而加以控制，其中所述惰性氣體可與O 2及/或H 2O混合。惰性氣體的流率可介於約10 sccm與約10000 sccm之間，或約50 sccm與約5000 sccm之間。可將PAB熱處理期間的壓力控制在約0.02 Torr與大氣壓力之間、約0.1 Torr與大氣壓力之間，或是約1 Torr與大氣壓力之間。 設備
本揭露提供用於達成本文所述方法的各種硬體實行例。在許多情況下，圖1中所述的二或更多操作可在同一處理腔室中進行。在各種實施例中，提供至少二處理腔室，其中一者是配置以執行乾式處理，而另一者配置以執行濕式處理。此腔室可被結合成單一工具，如本文所述。
圖4顯示根據一些實施例的用於執行乾式背側及晶邊清潔的處理腔室的示意圖。用於執行乾式背側及晶邊清潔的設備或工具可包括處理腔室。該處理腔室可經整合而不僅執行背側清潔及晶邊清潔，還執行一或更多額外乾式處理技術，例如PAB處理沉積、PEB處理、EUV曝光、PDB處理、化學/電漿/光處理、乾式顯影等。該設備可在處理腔室中包括基板支撐件，用於支撐基板。在一些實施例中，該基板支撐件可在基板的前側、背側及晶邊上沉積材料(例如，EUV光阻材料)後接收該基板。複數的最小接觸區域(MCA)可配置以從基板支撐件的主表面延伸而升起基板，使得蝕刻氣體可及於基板背側。該設備更包括氣體分配器，該氣體分配器位於基板支撐件上方且耦接至處理腔室，用於輸送氣簾至基板的前側。該設備更包括蝕刻氣體輸送源，該蝕刻氣體輸送源位於基板支撐件下方且耦接至處理腔室用於輸送蝕刻氣體至基板的背側。該設備可更包括位於基板支撐件下方的熱源，例如輻射熱源。
基板支撐件可包括承載環。承載環可具有環狀本體，用於支撐基板。圖5A顯示根據一些實施例的承載環的立體圖，該承載環是用於支撐處理腔室中的基板。半導體產業中的基板通常具有200 mm、300 mm或450 mm的直徑。承載環的外直徑大於基板的直徑，而環狀本體的內直徑小於基板的該直徑。該內直徑可等於或小於約280 mm、等於或小於約240 mm，或是等於或小於約200 mm。換言之，基板可被半徑等於或小於約140 mm的環所夾住。複數MCA支撐件可從承載環的主表面延伸以接觸基板的背側。在一些實施例中，該複數MCA支撐件可繞著承載環的中心對稱設置。舉例來說，該複數MCA支撐件可包括三個MCA支撐件、四個MCA支撐件、五個MCA支撐件、六個MCA支撐件，或更多。MCA支撐件可為銷。該複數MCA支撐件可包括任何合適絕緣材料。該絕緣材料可為軟性材料(例如，全氟烷氧基烷類(PFA))以避免刮傷基板。圖5B顯示根據一些實施例的承載環的橫截面示意圖，該承載環支撐且接觸基板的背側。
可對於先前沉積處理而優化MCA支撐件的位置，以避免接觸具有背側沉積的基板。另一方式，可將該複數MCA支撐件配置以接觸該基板的背側的極少至無背側沉積(例如，光阻沉積物)區域。此佈置可基於從一或更多先前的沉積操作所確定的知識或數據而加以判定，其中該知識或數據指出極少至無背側沉積的地方。舉例而言，MCA支撐件可在比起基板邊緣更靠近基板中心的區域中接觸基板背側。同時，MCA支撐件的位置並未防止蝕刻氣體及於具有背側沉積的區域。
複數MCA支撐件提供與基板背側的最小接觸。該複數MCA支撐件可將基板升起至高於承載環的主表面一高度，而允許氣流遍及基板背側。在一些實施例中，該高度介於約0.025 mm與約0.5 mm之間，或約0.05 mm與約0.25 mm之間。在一些實施例中，MCA支撐件能夠從基板支撐件的主表面伸縮。在一些實施例中，該高度是可調的，而控制間隙尺寸。在一些實施例中，基板背側是被具有移位機構或轉動機構的MCA支撐件所支撐，而能夠清潔被MCA支撐件直接碰觸的區域及基板。蝕刻氣體可能會因為將該區域與MCA支撐件直接接觸而被阻擋。即使該區域對於基板是非常小的，其仍可能會具有無法接受的高度金屬汙染。因此，此區域也需要被清潔。換言之，MCA支撐件可移動或轉動位置來接觸基板背側的不同點。可將移位機構併入基板轉移期間所使用的升降銷中。在該清潔的第一部分(其清潔整個基板，除了被MCA支撐件接觸的區域)過後，承載環可將基板降下至升降銷上。升降銷將基板移動MCA區域的倍數~10s um。接著，承載環移動回到處理位置中，並執行第二清潔以清潔首先被MCA支撐件接觸的區域。在一些實施例中，基板背側被MCA支撐件的一部分所支撐，在該部分中承載環被分為X數目的MCA支撐件的二或更多部分，其中X為任何整數值。在此情況下，該清潔處理可被分為複數時間步驟。在各時間步驟期間，分裂環的一或更多部分從基板表面被移開，而能夠清潔該部分。在清潔期間，所有部分必須至少被升起/清潔一次。最小數量的部分必須保持在原位，以將基板牢固地固持在處理位置中。舉例而言，承載環可被分各三個銷的二個部分。該承載環及該複數MCA支撐件得以調節基板背側中的蝕刻氣流的方式進行配置。具體而言，MCA支撐件的高度、承載環的內直徑、MCA支撐件的定位，以及承載環的其他態樣可經設計以調節來自頂部的氣簾與來自底部的蝕刻氣體之間的氣流，以確保蝕刻背側及晶邊二者，而不蝕刻基板前側的某些區域。
回到圖4，蝕刻氣體輸送源及輻射熱源可位於基板支撐件(例如，承載環)下方。蝕刻氣體輸送源可包括一或更多底部氣體輸入口或噴嘴，用於輸送蝕刻氣體至基板背側。輻射熱源可與基板背側隔開，但可藉由輻射加熱將該基板加熱至升高溫度。輻射熱源可提供受控制的斜升降效能、脈衝，以及快速的溫度變化。在一些實施例中，該輻射熱源包括一或更多IR燈或一或更多LED。為了實現快速的溫度變化，該熱源的範圍可落在1–10 kW。在一些實施例中，基板支撐件可配置以轉動。對於基板溫度的可控性，可將該一或更多IR燈或一或更多LED分散在複數區域，用於基板的各種區域的受控制加熱。另外，該一或更多燈或一或更多LED各自可為獨立可控制的。藉由將LED進行脈衝，可控制晶圓的溫度斜升。該輻射熱源還可用於阻擋雜散光而避免其到達基板前側。在一些實施例中，蝕刻氣體輸送源包括穿過輻射熱源的一或更多孔洞。在一些實施例中，蝕刻氣體輸送源包括位於輻射熱源外側的一或更多孔洞。由於基板背側上的蝕刻氣流的均勻性對於基板背側上的材料移除並非關鍵性的，因此該一或更多孔洞的定位可非關鍵性的。因此，該蝕刻氣體輸送源得以任何方式進行定位，使該蝕刻氣體能夠到達或以其他方式及於基板背側。
氣體分配器位在基板支撐件上方，用於將氣簾輸送至基板前側。氣體分配器可包括一或更多中心氣體輸入口，用於將氣簾流動導引至基板前側的中心。在一些實施例中，氣體分配器可包括一或更多周邊氣體輸入口，用於將蝕刻氣流導引至基板前側的周緣。將能理解的是，基板前側的周緣可佔據基板前側的15%以下、10%以下或5%以下的面積。在一些實施例中，氣體分配器包括頂板，其中該頂板具有設置在頂板的中心區域中的複數孔洞，以及設置在頂板的周邊區域中的複數孔洞。在一些實施例中，氣體分配器包括不同直徑的模組環。在一些實例中，模組環可具有不同形狀。蝕刻氣體可被輸送通過模組環的其中一者，而氣簾可被輸送通過模組環的另一者。因此，氣體分配器包括一或更多周邊氣體輸入口所用的至少一模組環，其中該至少一模組環係配置以調節該一或更多周邊氣體輸入口與基板前側之間的間距。調節模組環中的一或更多周邊氣體輸入口的間距可調節晶邊處的移除。額外或替代地，氣體分配器包括一或更多噴嘴，用於將蝕刻氣流導引至基板的晶邊。
氣體分配器可配置，使得將一或更多周邊氣體輸入口與基板前側隔開的第一間隙大於將一或更多中心氣體輸入口與基板前側隔開的第二間隙。在一些實施例中，該第一間隙至少大於該第二間隙二倍。第二間隙得以是盡可能小的，而不碰觸基板前側上的EUV光阻膜。如圖4所顯示，氣體分配器可具有階狀設計。如此一來，氣簾流動可提供於較高壓力且被輸送橫跨基板中心處的較小間隙；而蝕刻氣流可提供於較低壓力，且被輸送橫跨基板周緣處的較大間隙。從基板支撐件上方輸送的蝕刻氣流可被稱作「第二蝕刻氣流」，而從基板支撐件下方輸送的蝕刻氣流可被稱作「第一蝕刻氣流」。在基板周緣處輸送的第二蝕刻氣流可壟罩著基板的前側及晶邊區域的部分。舉例來說，該蝕刻氣流可壟罩著基板前側的約5 mm以下、約3 mm以下或1.5 mm以下。氣簾流動避免蝕刻氣體到達基板前側的其餘部分。
除了或替代輻射熱源，設備可更包括一或更多加熱器。該一或更多加熱器可提供基板溫度控制。在一些實施例中，該一或更多加熱器耦接至氣體分配，且位於基板上方。該一或更多加熱器可為輻射熱源。在一些實施例中，一或更多加熱器是配置以提供在處理腔室中周邊加熱。在一些實施例中，該一或更多加熱器提供在20°C至170°C或20°C至140°C的範圍，或本文所述的其他溫度範圍中的基板溫度控制。
設備可更包括一或更多感測器，用於偵測在基板的背側及/或晶邊上的膜沉積物的存在。在一些實施例中，該一或更多感測器包括光學裝置，例如用作端點偵測的IR感測器。
圖6繪示處理站600的實施例的示意圖，該處理站600具有用於維持低壓環境的處理腔室本體602，其中該低壓環境適合用於所述的乾式背側及晶邊清潔實施例。可將複數處理站600包括於公共處理工具環境中。舉例來說，圖7繪示多站處理工具700的實施例，例如可取得自Lam Research Corporation, Fremont, CA的VECTOR®處理工具。在一些實施例中，處理站600的一或更多硬體參數(包括詳細論述於下的那些參數)可由一或更多電腦控制器650以編程方式進行調整。
處理站可被配置為群集工具中的模組。圖9繪示半導體處理群集工具架構，其具有適合實行本文所述的實施例的真空-整合沉積及圖案化模組。此群集處理工具架構可包括上述及下方參照圖8及圖9進一步所述的光阻沉積、光阻暴露(EUV掃描器) 、光阻顯影及蝕刻模組。此外，此群集工具架構可包括配置用於濕式處理的處理腔室，以例如使用濕式技術執行背側及晶邊區域清潔。
回到圖6，處理站600與反應物輸送系統601a流體連通，用於將處理氣體輸送至分配噴淋頭606。反應物輸送系統601a任選地包括混合容器604，用於將輸送至噴淋頭606的處理氣體進行混合及/或調合。一或更多混合容器入口閥620可控制處理氣體往混合容器604的導入。在使用電漿暴露的情況下，亦可將電漿輸送至噴淋頭606，或是可在處理站600中產生電漿。如上所述，在至少一些實施例中是偏好無電漿的熱暴露。
圖6包括任選的汽化點603，用於將待供應至混合容器604的液體反應物進行汽化。在一些實施例中，可提供位在汽化點603上游的液體流量控制器(LFC)，以控制用於汽化及輸送至處理站600的液體質量流。舉例而言， LFC可包括位於該LFC下游的熱質量流計(MFM)。接著，可響應於回饋控制信號而調整該LFC的柱塞閥，其中該回饋控制信號係由與該MFM電性連通的比例-積分-微分(PID)控制器所提供。
噴淋頭606將處理氣體分佈朝向基板612。在圖6中顯示的實施例中，基板612係位於噴淋頭606下方，並顯示位在基座608上。噴淋頭606可具有任何合適的形狀，並可具有任何合適的埠口數量及配置以將處理氣體分佈至基板612。
在一些實施例中，可將基座608升起或降下，以將基板612暴露至介於該基板612與噴淋頭606之間的容積。將能理解的是，在一些實施例中可藉由合適的電腦控制器650以編程方式調整基座高度。在一些實施例中，噴淋頭606可具有複數氣室容積，而該複數氣室容積具有複數溫度控制。在一些實施例中，得以支撐基板612所用的承載環來取代基座608。
在一些實施例中，可經由加熱器610對基座608進行溫度控制。或者，可藉由位在基板612下方的輻射熱源來對承載環所支撐的基板612進行加熱。在一些實施例中，在一些實施例中，在將光阻非電漿熱暴露至本文所揭示的實施例中所述的乾式背側及晶邊清潔化學品，(例如，HBr或HCl)期間，可將基板612加熱至大於0°C且高至300°C以上的溫度，例如50至120˚C，例如約65至80˚C。在一些實施例中，基座608的該加熱器610可包括複數獨立可控制溫度控制區域。
此外，在一些實施例中，可藉由蝶形閥618提供對沉積處理站600的壓力控制。如圖6的實施例中顯示，蝶形閥618調節由下游真空幫浦(未顯示)所提供的真空。然而，在一些實施例中，還可藉由改變被引進處理站600的一或更多氣體的流率而調整處理站600的壓力控制。
在一些實施例中，可調整噴淋頭606相對於基座608的位置以改變介於該基板612與噴淋頭606之間的容積。此外，將能理解的是，可藉由本揭露範圍內的任何合適機制以變更基座608及/或噴淋頭606的垂直位置。在一些實施例中，基座608可包括轉動軸，用於轉動該基板612的位向。將能理解的是，在一些實施例中，可藉由一或更多合適的電腦控制器650以編程方式執行這些示例性調整的其中一或更多者。
在可能使用電漿的情況下(例如，在基於溫和電漿的乾式清潔實施例及/或在同一腔室中執行的蝕刻操作中)，噴淋頭606及基座608係與射頻(RF)電源614及匹配網路616電性連通而為電漿供電。在一些實施例中，可藉由控制處理站壓力、氣體濃度、RF來源功率、RF來源頻率及電漿功率脈衝時間的其中一或更多者而控制電漿能量。舉例而言，可在任何合適功率操作RF電源614及匹配網路616，以形成具有所欲自由基物種組成的電漿。合適功率的示例高達約500W。
在一些實施例中，可經由輸入/輸出控制(IOC)序列指令而提供控制器650所用的指令。在一示例中，設定處理階段所用的設定條件的指令可被包括在處理配方的相應配方階段中。在一些情況下，可將處理配方階段依序編排，使得用於沉積處理階段的所有指令係與該處理階段同時執行。在一些實施例中，用於設定一或更多反應器參數的指令可被包括在配方階段中。舉例來說，配方階段可包括用於設定乾式清潔化學品反應氣體(例如，HBr或HCl)的指令，以及用於該配方階段的時間延遲指令。在一些實施例中，控制器650可包括下方關於圖7的系統控制器750所述的任何特徵。
如上所述，一或更多處理站可被包括在多站處理工具中。圖7顯示多站處理工具700之實施例的示意圖，該多站處理工具700具有入站(inbound)負載鎖室702以及出站(outbound)負載鎖室704，其中的一者或兩者可包括遠端電漿來源。處於大氣壓力下的機器人706係配置以將晶圓從透過傳送盒708進行裝載的晶舟通過大氣埠口710進到入站負載鎖室702中。藉由機器人706將晶圓放置在入站負載鎖室702中的基座712上，將大氣埠口710關閉並且將負載鎖室進行抽氣。在該入站負載鎖室702包括遠端電漿來源的情況下，可在晶圓被導引至處理腔室714中之前將該晶圓暴露於負載鎖室內的遠端電漿處理，以處理矽氮化物表面。此外，還可在入站負載鎖室702中對晶圓進行加熱，以例如移除濕氣及所吸附的氣體。接下來，開啟往處理腔室714的腔室傳輸埠口716，且另一機器人(未顯示)將晶圓放入反應器中且位於該反應器中所顯示的第一站的基座上以進行處理。雖然在圖7中所繪示的實施例係包括負載鎖室，但將能理解的是，在一些實施例中，可將基板直接提供至處理站中。
所繪示的處理腔室714包括四個處理站，在圖7中所顯示的實施例中係從1到4進行編號。各站具有加熱式基座(顯示為站1的718)及氣體管線入口。將能理解的是，在一些實施例中，各處理站可具有不同或複數用途。舉例來說，在一些實施例中，處理站能夠在乾式清潔模式與沉積處理模式之間切換。另外或替代地，在一些實施例中，處理腔室714可包括乾式清潔站與沉積處理站的一或更多匹配對。雖然所繪示的處理腔室714包括四個站，但將能理解的是，根據本揭露的處理腔室可具有任何合適數量的站。舉例來說，在一些實施例中，處理腔室可具有五或更多站；而在其他實施例中，處理腔室可具有三或更少站。
圖7還繪示晶圓搬運系統790的實施例，用於在處理腔室714內傳輸晶圓。在一些實施例中，晶圓搬運系統790可在各種處理站之間，及/或在處理站與負載鎖室之間傳輸晶圓。將能理解的是，可使用任何合適的晶圓搬運系統。非限制性示例包括晶圓旋轉料架(carousel)及晶圓搬運機器人。圖7還繪示系統控制器750的實施例，用以控制處理工具700的處理條件與硬體狀態。系統控制器750可包括一或更多記憶裝置756、一或更多大量儲存裝置754，以及一或更多處理器752。處理器752可包括CPU或電腦、類比及/或數位輸入/輸出連接件、步進馬達控制器板等。
在一些實施例中，系統控制器750控制著處理工具700的所有活動。系統控制器750執行系統控制軟體758，其中該系統控制軟體758係儲存在大量儲存裝置754中、載入至記憶裝置756中，以及在處理器752上執行。或者，控制邏輯可被硬編碼在控制器750中。特殊應用積體電路、可編程邏輯裝置（例如，場域可編程閘極陣列或FPGA）等可為了這些用途而使用。下列討論中，無論在何處使用「軟體」或「編碼」，均可在該處使用功能性相當的硬編碼邏輯。系統控制軟體758可包括複數指令，用於控制：時間、氣體混合、氣體流率、腔室及/或站的壓力、腔室及/或站的溫度、晶圓溫度、目標功率層級、RF功率層級、基板、基座、卡盤及/或承受器位置，以及由處理工具700所執行的特定處理之其他參數。系統控制軟體758得以任何合適的方式進行配置。舉例而言，可將各種處理工具構件的子程式或控制物件進行編寫，以對執行各種處理工具的處理所使用的處理工具構件之操作進行控制。系統控制軟體758可在任何合適的電腦可讀編程語言中進行編碼。
在一些實施例中，系統控制軟體758可包括用於控制上述各種參數的輸入/輸出控制(IOC)序列指令。在一些實施例中，可使用儲存在與系統控制器750相關的大量儲存裝置754及/或記憶裝置756上的其他電腦軟體及/或程式。為了此目的的程式或程式部分的示例包括基板定位程式、處理氣體控制程式、壓力控制程式、加熱器控制程式，及電漿控制程式。
基板定位程式可包括處理工具構件所用的程式編碼，其中所述處理工具構件係用以將基板裝載至基座718上，以及控制該基板與處理工具700的其他部件之間的間距。
處理氣體控制程式可包括編碼，用於控制含鹵化物氣體組成(例如，本文所述的HBr或HCl氣體)及流率，並任選地用於在沉積之前將氣體流入一或更多處理站中，以穩定該處理站內的壓力。壓力控制程式可包括編碼，用於例如透過調節處理站的排氣系統中的節流閥、進入該處理站內的氣流等，以控制該處理站內的壓力。
加熱器控制程式可包括編碼，用於控制往加熱該基板所用的加熱單元的電流。或者，加熱器控制程式可控制熱傳輸氣體(例如，氦)往基板的輸送。
電漿控制程式可包括編碼，用於根據本文中的實施例而對施加至一或更多處理站內的處理電極的RF功率位準進行設定。
壓力控制程式可包括編碼，用於根據本文中的實施例而保持反應腔室中的壓力。
在一些實施例中，可存在與系統控制器750相關的使用者介面。使用者介面可包括顯示螢幕、設備及/或處理條件的圖像軟體顯示器，以及例如指向裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風等的使用者輸入裝置。
在一些實施例中，由系統控制器750所調整的參數可與處理條件有關。非限制性的示例包括處理氣體的組成及流率、溫度、壓力、電漿條件(例如，RF偏壓功率位準)等。這些參數得以配方形式而提供至使用者，該配方可應用使用者介面來進行輸入。
可透過系統控制器750的類比及/或數位輸入連接件以從各種處理工具感測器提供監控處理所用的複數信號。可將用於控制處理的該等信號輸出在處理工具700的類比及數位輸出連接件上。可受監控的處理工具感測器的非限制性示例包括質量流量控制器、壓力感測器(例如，壓力計)、熱電耦等。經適當編程的回饋及控制演算法可與來自這些感測器的數據一起使用以維持處理條件。
系統控制器750可提供用於實施上述沉積處理的程式指令。所述程式指令可控制各種處理參數，像是DC功率位準、RF偏壓功率位準、壓力、溫度等。所述指令可控制該等參數，以根據本文所述的各種實施例來操作顯影及/或蝕刻處理。
系統控制器750通常將包括一或更多記憶裝置，與配置以執行指令的一或更多處理器，使得該設備將執行與所揭示實施例相符的方法。可將包含指令的機器可讀媒體耦接至該系統控制器750，所述指令係用於控制與本實施例相符的處理操作。
在一些實施例中，系統控制器750為系統的一部分，其可為上述示例的一部份。這樣的系統可包括半導體處理配備，包括一或更多處理工具、一或更多腔室、一或更多的處理用平台，及/或特定處理構件（晶圓基座、氣體流量系統等）。這些系統可與在處理半導體晶圓或基板之前、期間及之後控制它們的操作之電子元件整合在一起。所述電子元件可稱為「控制器」，其可控制一或更多系統的各種構件或子部件。取決於處理需求及/或系統類型，可將系統控制器750進行編程以控制本文揭露的任何處理，包括處理氣體的運輸、溫度設定（例如，加熱及/或冷卻）、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻（RF）產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體運輸設定、位置及操作設定、晶圓對於工具、其他傳輸工具及/或與特定系統連接或接合之負載鎖室的傳入及傳出。
廣義而言，可將系統控制器750界定為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體的電子裝置，以接收指令、發出指令、控制操作、准許清潔操作、准許端點量測等。所述積體電路可包括以韌體形式儲存程式指令的晶片、數位訊號處理器（DSP）、定義為特殊應用積體電路（ASIC）的晶片及/或執行程式指令（例如，軟體）的一或更多微處理器或微控制器。程式指令可係以各種獨立設定（或是程式檔案）的形式而與系統控制器1450通信的指令，而定義出用於在半導體晶圓上或針對半導體晶圓，或是對系統執行特定處理的操作參數。在一些實施例中，操作參數可為由製程工程師所定義之配方的一部分，以在一或更多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶圓之晶粒的加工期間達成一或更多處理步驟。
在一些實行例中，系統控制器750可為電腦的一部分或耦接至電腦，所述電腦係整合並耦接至所述系統，不然就係以網路連接至所述系統，或是其組合。例如，系統控制器750可位於「雲端」，或是FAB主電腦系統的全部或一部分而可允許對基板處理的遠端存取。電腦可准許對系統的遠端存取能夠監控加工操作的當前進程、檢視過去加工操作的歷史、檢視來自複數加工操作的趨勢或性能度量、變更當前處理的參數、設定當前處理之後的處理步驟，或是開始新的處理。在一些示例中，遠端電腦（例如，伺服器）可透過網路向系統提供處理配方，其中該網路可包括區域網路或網際網路。遠端電腦可包括使用者介面而能夠對參數及/或設定進行輸入或編寫，所述參數及/或設定則接著從該遠端電腦傳送至系統。在一些示例中，系統控制器750接收數據形式的指令，所述指令係指明在一或更多操作期間待執行之每一處理步驟的特定參數。應當理解的是，所述參數可特定於待執行的處理類型，及系統控制器750所配置以連接或控制的工具類型。因此，如上所述，系統控制器750可例如藉由包括一或更多離散控制器而進行分佈，所述離散控制器係彼此以網路連接且朝向共同的目的（例如本文所述的步驟與控制）而運作。為了此目的分佈式控制器示例將係位於腔室上的一或更多積體電路，其與遠端設置（例如，位於平台層或作為遠端電腦的一部分）、且結合以控制腔室上之步驟的一或更多積體電路通信。
不具限制地，示例性系統可包括電漿蝕刻腔室或模組、濕式沉積腔室或模組、乾式沉積腔室或模組、旋轉-清洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、濕式清潔腔室或模組、乾式清潔腔室或模組、晶邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積（PVD）腔室或模組、化學氣相沉積（CVD）腔室或模組、原子層沉積（ALD）腔室或模組、原子層蝕刻（ALE）腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、EUV微影腔室(掃描器)或模組、濕式光阻顯影腔室或模組、乾式光阻顯影腔室或模組、基於化學、電漿及/或光處理腔室或模組，以及可有關於或使用於半導體晶圓之加工及/或製造中的其他半導體處理系統。
如上所述，取決於工具所待執行的一或更多處理步驟，系統控制器750可通信至一或更多其他工具電路或模組、其他工具構件、群集式工具、其他工具介面、相鄰工具、鄰近工具、遍布於工廠的工具、主電腦、另一控制器，或材料輸送中所使用的工具，而將晶圓的容器帶進及帶出半導體製造工廠的工具位置及/或裝載埠口。
現在將描述感應耦合式電漿（ICP）反應器，在某些實施例中，其可適用於某些實施例的實行例所適用的蝕刻操作。雖然本文中係描述ICP反應器，但應當理解，在一些實施例中亦可使用電容耦合式電漿反應器。
圖8示意性地顯示感應耦合式電漿設備800的橫剖面圖，其係適合用於實行本文中的某些實施例或所揭示實施例的態樣，例如乾式背側及晶邊清潔，該感應耦合式電漿設備800的示例係由Lam Research Corp. of Fremont, CA所製造的Kiyo®反應器。在其他實施例中，可使用具有執行本文所述的乾式背側及晶邊清潔的功能的其他工具或工具類型而加以實施。
感應耦合式電漿設備800包括由腔室壁801及窗部811所結構界定的總處理腔室824。腔室壁801可由不鏽鋼、鋁或塑膠加工而得。窗部811可由石英或其他介電材料加工而得。任選的內部電漿網格850將該總處理腔室劃分為上部子腔室802及下部子腔室803。在大多數實施例中，可將電漿網格850移除，從而運用由子腔室802及803所構成的腔室空間。卡盤817係設置於下部子腔室803中，且接近底部內表面。卡盤817係配置以接收並固持半導體晶圓819，其中在該晶圓819上係執行蝕刻與沉積處理。當存在時，卡盤817可為用於支撐晶圓819的靜電卡盤。在一些實施例中，當邊緣環（未顯示）存在於卡盤817上時，邊緣環係環繞著卡盤817，並且具有與晶圓819的頂表面大致呈平面的上部表面。卡盤817還包括用於將晶圓819夾持及解夾（dechucking）的靜電電極。為了此目的，可提供過濾器及DC夾具電源（未顯示）。還可提供用於將晶圓819從卡盤817升起的其他控制系統。可使用RF電源823對卡盤817充電。該RF電源823係透過連接件827而與匹配電路821連接。匹配電路821係透過連接件825而與卡盤817連接。在此方法中，RF電源823係與卡盤817連接。在各種實施例中，靜電卡盤的偏壓功率可被設定在約50 V，或是可取決於所揭示實施例執行的處理而被設定在不同偏壓功率。舉例來說，偏壓功率可介於約20 Vb與約100V之間，或是介於約30 V與約150 V之間。
用於產生電漿的元件包括設置在窗部811上的線圈833。在一些實施例中，於所揭露的實施例中並未使用線圈。線圈833係從導電材料加工而得，並且包括至少一完整的匝（turn）。圖8中所顯示的線圈833示例包括三匝。線圈833的橫剖面伴隨符號顯示，具有「X」的線圈迴旋延伸進入頁面，而具有「●」的線圈迴旋延伸出頁面。用於產生電漿的元件還包括RF電源841，該RF電源841係配置以將RF功率供應至線圈833。一般而言，RF電源841透過連接件845而與匹配電路839連接。匹配電路839透過連接件843而與線圈833連接。在此方式中，RF電源841與線圈833連接。任選的法拉第遮蔽件849a係設置在線圈833與窗部811之間。可將該法拉第遮蔽件849a相對於線圈833保持在分隔開的關係中。在一些實施例中，該法拉第遮蔽件849a係緊鄰設置在窗部811上方。在一些實施例中，法拉第遮蔽件849b位於窗部811與卡盤817之間。在一些實施例中，法拉第遮蔽件849b相對於線圈833並未保持在分隔開的關係中。舉例來說，法拉第遮蔽件849b可直接位於窗部811下方而無間隙。線圈833、法拉第遮蔽件849a及窗部811各自實質平行於彼此而配置。法拉第遮蔽件849a可防止金屬或其他物種沉積在處理腔室824的窗部811上。
處理氣體可經由設置在上部子腔室802中的一或更多主氣體流入口860，及/或經由一或更多側氣體流入口870而流入處理腔室中。同樣地，雖然並未明確顯示，但可將類似的氣體流入口用以將處理氣體供應至電容耦合式電漿處理腔室。真空幫浦（例如，一或二級的機械乾式幫浦，及/或渦輪分子幫浦840）可用以將處理氣體抽出處理腔室824，並維持該處理腔室824中的壓力。舉例來說，在ALD的吹淨操作期間，可將真空幫浦用以對下部子腔室803抽真空。受閥控制的導管可用以將真空幫浦流體連接至處理腔室824，以選擇性控制該真空幫浦所提供的真空環境施加。這可透過在運行的電漿處理期間使用例如節流閥（未顯示）或鐘擺閥（未顯示）的閉迴路控制式流量限制裝置而完成。同樣地，還可使用往該電容耦合式電漿處理腔室的真空幫浦及受閥控制的流體連接件。
在設備800的操作期間，可經由氣體流入口860及/或870來供應一或更多處理氣體。在某些實施例中，可僅經由主氣體流入口860，或是僅經由側氣體流入口870來供應處理氣體。在一些情況下，可例如以較複雜的氣體流入口、一或更多噴淋頭來取代圖中所顯示的氣體流入口。法拉第遮蔽件849a及/或任選網格850可包括內部通道及孔洞，其允許將處理氣體輸送至處理腔室824。法拉第遮蔽件849a和任選網格850的其中一者或兩者可用作噴淋頭以輸送處理氣體。在一些實施例中，液體汽化及輸送系統可位於處理腔室824的上游，一旦將液體反應物或前驅物汽化，即可將汽化的反應物或前驅物經由氣體流入口860及/或870導入處理腔室824中。
射頻功率係從RF電源841供應至線圈833，使RF電流流經該線圈833。流經線圈833的RF電流在該線圈833周圍產生電磁場。該電磁場在上部子腔室802中產生感應電流。所產生的各種離子及自由基對於晶圓819的物理和化學交互作用會蝕刻該晶圓819的特徵部，並在該晶圓819上選擇性沉積層。
若使用電漿網格850而存在上部子腔室802與下部子腔室803兩者時，則感應電流係作用在上部子腔室802中所存在的氣體上，以在該上部子腔室802中產生電子-離子電漿。任選的內部電漿網格850限制了下部子腔室803中的熱電子數量。在一些實施例中，將設備800進行設計與操作，使得存在於下部子腔室803中的電漿為離子-離子電漿。
雖然上方的電子-離子電漿與下方的離子-離子電漿兩者均可包含正離子與負離子，但該離子-離子電漿將具有較大的負離子比正離子之比率。揮發性的蝕刻及/或沉積副產物可經由通口822而從下部子腔室803移除。本文所揭露的卡盤817可在範圍介於約10°C與約250°C之間的高溫下進行操作。該溫度將取決於處理操作與特定配方。
當安裝在無塵室或加工設施中時，可將設備800耦接至複數設施（未顯示）。該等設施包括提供處理氣體、真空、溫度控制及環境微粒控制的管路。當安裝在目標加工設施中時，可將這些設施耦接至設備800。此外，可將設備800耦接至轉移腔室，其允許機器人使用典型的自動化將半導體晶圓轉移進出設備800。
在一些實施例中，系統控制器830（其可包括一或更多實體或邏輯控制器）控制著處理腔室824的一些或所有操作。系統控制器830可包括一或更多記憶裝置與一或更多處理器。在一些實施例中，設備800包括切換系統，用於在執行所揭露的實施例時控制流率及持續時間。在一些實施例中，設備800可具有高達約500 ms或高達約750 ms的切換時間。切換時間可取決於所流動的化學品、所選配方、反應器架構及其他因素。
在一些實施例中，系統控制器830為系統的一部分，其可為上述示例的一部份。系統控制器830參照圖7而進一步描述於上。
EUVL圖案化可使用任何合適的工具（經常稱之為掃描器）加以執行，例如由ASML of Veldhoven, NL所供應的TWINSCAN NXE: 3300B®平台。EUVL圖案化工具可為獨立裝置，其中基板是被移動進出該獨立裝置而進行本文所述的沉積及蝕刻。或者，如下所述，EUVL圖案化工具可為較大多構件工具上的模組。圖9繪示半導體處理群集工具架構，其具有與真空轉移模組連接的真空整合沉積、背側及晶邊清潔、EUV圖案化及乾式顯影/蝕刻模組，而適合用於實行本文所述的處理。雖然所述處理可在不具這種真空整合設備的情況下進行，但在一些實施例中這種設備可為有利的。
圖9繪示半導體處理群集工具架構，該半導體處理群集工具架構具有與真空轉移模組連接的真空整合沉積及圖案化模組，適合用於實行本文所述的處理。可將在複數儲存設施與處理模組之間「傳輸」晶圓的傳輸模組配置稱為「群集工具架構」系統。根據特定處理的需求，沉積和圖案化模組係真空整合的。還可將其他模組（例如，用於蝕刻）包括於該群集上。
真空傳輸模組（VTM）938與四個處理模組920a - 920d相互連接，其中可獨立對所述處理模組進行優化以執行各種加工處理。舉例來說，處理模組920a - 920d可實施以執行沉積、蒸發、ELD、乾式顯影、蝕刻、剝除及/或其他半導體處理。例如，模組920a可為ALD反應器，其中該ALD反應器可操作以在本文所述的非電漿、熱原子層沉積中執行，所述ALD反應器例如為可從Lam Research Corporation, Fremont, CA所取得的Vector工具。而模組920b可為PECVD工具，例如Lam Vector®。應當理解，圖式並不需按照比例繪示。
氣室942及946（亦稱為負載鎖室、或傳輸模組）與VTM 938和圖案化模組940相互連接。舉例來說，如上所述，合適的圖案化模組可為由ASML of Veldhoven, NL所供應的TWINSCAN NXE: 3300B®平台。此工具架構允許工件（例如，半導體基板或晶圓）在真空下進行傳輸，而在曝光之前不進行反應。考慮到入射光子被環境氣體（例如，H 2O、O 2等）的強烈光學吸收，使得EUVL還需要大幅減壓的事實促進了沉積模組與微影工具的整合。
如上所述，此整合架構僅僅是用於實行所述處理之工具的其中一種可能的實施例。所述處理還可利用更習知的獨立EUVL掃描器，以及獨立或與其他工具（例如，蝕刻、剝除等）（例如，Lam Kiyo或Gamma工具）整合在群集架構中沉積反應器（例如，Lam Vector工具）而作為模組加以實施，例如參照圖9所描述但不具有整合圖案化模組。
氣室942可為「輸出」負載鎖室，指的是將基板從供應沉積模組920a的VTM 938傳輸至圖案化模組940；而氣室946可為「輸入」負載鎖室，指的是將基板從該圖案化模組940傳輸回到VTM 938中。輸入負載鎖室946還可提供往工具外部的介面以放入或取出基板。各處理模組具有將模組與VTM 938相互連接的維面（facet）。舉例來說，沉積處理模組920a具有維面936。在各維面內側，感測器（例如，所顯示的感測器1~18）係當晶圓926在各自的站之間移動時用以偵測晶圓926的通過。圖案化模組940，及氣室942與946可類似地配備額外的維面與感測器（未顯示）。
主VTM機器人922將晶圓926在模組（包括氣室942與946）之間傳輸。在一實施例中，機器人922具有一臂件；而在另一實施例中，機器人922具有兩臂件，其中各臂件具有拾取晶圓（例如，晶圓926）以進行輸送的端效器924。前端機器人944係用以將晶圓926從輸出氣室942傳輸至圖案化模組940中，以及從該圖案化模組940傳輸至輸入氣室946中。前端機器人944還可將晶圓926在輸入負載鎖室與工具的外部之間輸送，以放入或取出基板。由於輸入氣室模組946具有將環境在大氣與真空之間進行匹配的能力，因此能夠將晶圓926在兩種壓力環境之間移動而不受損。
應當注意，EUVL工具通常係在比沉積工具更高的真空下操作。若是如此，則需要在沉積與EUVL工具之間傳輸的期間提高基板的真空環境，以允許將該基板在進入圖案化工具之前進行除氣。輸出氣室942可提供此功能，藉由將所傳輸的晶圓保持在較低壓力（不高於圖案化模組940中的壓力）一段時間，並且排出任何的釋放氣體（off-gassing），使得圖案化模組940的光學件不會被基板的釋放氣體所汙染。對於輸出、釋放氣體氣室的合適壓力不大於1E-8 Torr。
在一些實施例中，系統控制器950（其可包括一或更多實體或邏輯控制器）控制著群集工具及/或其各自模組的一些或所有操作。應當注意，控制器可位於該群集架構的本地，或是可位於製造樓層中的群集架構外部，或是在遠端位置透過網路而連接至該群集架構。系統控制器950可包括一或更多記憶裝置與一或更多處理器。所述處理器可包括中央處理單元（CPU）或電腦、類比及/或數位輸入/輸出連接件、步進馬達控制器板與其他類似構件。在所述處理器上係執行用於實行合適控制操作的複數指令。這些指令可儲存在與該控制器相關的記憶裝置上，或是可將它們透過網路加以提供。在某些實施例中，系統控制器執行系統控制軟體。
系統控制軟體可包括複數指令，用於控制應用時間及/或任何態樣之工具或模組操作的強度。系統控制軟體可利用任何合適方式加以配置。舉例來說，可將各種處理工具構件的子程式或控制物件進行編寫，以控制處理工具構件執行各種處理工具處理所需要的操作。系統控制軟體可在任何合適的電腦可讀編程語言中進行編碼。在一些實施例中，系統控制軟體包括包括輸入/輸出控制（IOC）序列指令，以用於控制上述的各種參數。舉例來說，半導體加工處理的各階段可包括由系統控制器所執行的一或更多指令。舉例來說，可將用於設定縮合、沉積、蒸發、圖案化及/或蝕刻階段之處理條件的指令包括在相應的配方階段中。
在各種實施例中，提供用於形成負性圖案遮罩的設備。設備可包括用於圖案化、沉積及蝕刻的處理腔室，以及控制器，該控制器包括用於形成負性圖案遮罩的指令。所述指令可包括編碼，用於在處理腔室中藉由EUV曝光來曝光基板表面以在半導體基板上的化學放大(CAR)光阻中圖案化特徵部、顯影經光圖案化光阻，以及使用經圖案化光阻作為遮罩而蝕刻下方層或層堆疊。顯影可使用含鹵化物化學品而加以執行。
應注意到，控制著晶圓移動的電腦可位於該群集架構的本地，或是可位於製造樓層中的群集架構外部，或是在遠端位置透過網路而連接至該群集架構。上方關於圖6、7或8的任何者所述的控制器可與圖9中的工具一起實施。
圖10繪示根據各種實施例的濕式處理腔室1000的簡化圖。濕式處理腔室1000可用於本文所述的一或更多操作，例如濕式光阻沉積、濕式背側及晶邊清潔，及/或濕式光阻顯影。濕式處理腔室1000可包括基板支撐件1002，配置以在處理期間支撐基板1001。在圖10的實施例中，基板支撐件1001包括一系列的銷1004，所述銷1004在基板周緣支撐著該基板。這允許對基板的一側進行處理，伴隨著對相對側的最少基板接觸。此實施例對於基板背側的處理是特別實用的，原因在於可將基板上下翻轉裝載(例如，前側往下)而不會使基板前側造成損傷。基板支撐件1002可配置以在處理期間轉動，如雙箭頭所指示。噴嘴1003可提供以將處理流體分配至基板1001的表面。可提供合適管道系統(未顯示)以提供噴嘴1003相關的處理流體，以及從處理腔室1000移除處理流體。在一些情況下，可將處理流體進行循環。 實驗結果
圖11繪示實驗結果，其顯示在本文所述的各種處理步驟過後的基板背側上的錫濃度。這些結果是在四個不同時間所得：(A)在光阻沉積後；(B)在A及光阻的乾式顯影後；(C)在B、顯影後烘烤及H 2/N 2電漿處理過後；以及(D)在C及基板背側及晶邊上的濕式清潔後。在各時間點，進行三個不同測量，包括(1)在基板中心處；(2)距離基板邊緣1 cm；以及(3)距離基板邊緣0.5 cm。作為示例，圖11的欄A1顯示在時間A時在位置1處的基板上的錫濃度。
在時間A時，錫濃度介於約0.5E10原子/cm 2與1E10原子/cm 2之間。在時間B時，錫濃度明顯為較高的，其原因為乾式顯影步驟期間所產生的汙染物。舉例來說，時間B時的錫濃度介於約12E12原子/cm 2與15E12原子/cm 2之間。作為PDB處理及H 2/N 2電漿處理的結果，時間B與C之間的錫濃度大幅降低。在時間C時，錫濃度的範圍介於約3E10原子/cm 2與13E10原子/cm 2之間。作為濕式背側及晶邊清潔操作的結果，時間C與D之間的錫濃度進一步減低。在時間D時，錫濃度被減低至＜0.5E10原子/cm 2。這些濃度是可比較的，且甚至比時間A的起使濃度更低。
圖12繪示實驗結果，其顯示在本文所述的各種處理步驟過後在基板背側上的錫汙染物濃度。這些結果是在五個不同時間點所得：(A)在光阻沉積後；(B)在A及光阻的乾式顯影後；(C)在B及顯影後烘烤過後；(D)在C及基板背側及晶邊上的濕式清潔過後；以及(E)在D及在基板背側上利用H 2電漿進行乾式清潔過後。在各時間點，進行三個不同測量，包括(1)在基板中心處；(2)距離基板邊緣1 cm；以及(3)距離基板邊緣0.5 cm。作為示例，圖12的欄A1顯示在時間A時在位置1處的基板上的錫濃度。
在時間A時，錫濃度介於約0.5E10原子/cm 2與1E10原子/cm 2之間。在時間B時，錫濃度明顯為較高的，其原因為乾式顯影步驟期間所產生的汙染物。舉例來說，時間B時的錫濃度介於約12E12原子/cm 2與15E12原子/cm 2之間。作為顯影後烘烤處理的結果，時間B與C之間的錫濃度大幅降低。在時間C時，錫濃度的範圍介於約6E10原子/cm 2與65E10原子/cm 2之間。作為濕式背側及晶邊清潔操作的結果，時間C與D之間的錫濃度進一步減低。在時間D時，錫濃度的範圍介於約0.1E10原子/cm 2與0.2E10原子/cm 2之間。隨著將基板背側暴露至H 2電漿，時間D與E之間的錫濃度持續降低。在時間E時，錫濃度的範圍介於約0.01E10原子/cm 2與0.05E10原子/cm 2之間。
尤其，圖12顯示顯影後烘烤能夠顯著減低基板背側上的錫濃度。此外，背側濕式清潔將錫濃度減低至＜1E10原子/cm 2，而添加H 2電漿來清潔基板背側將背側錫濃度降低約4倍。
圖13A及圖13B繪示實驗結果，其顯示將電漿處理添加至顯影後烘烤的益處。在此示例中，處理流程涉及(1)沉積光阻；(2)濕式清潔基板背側；(3)乾式顯影光阻；(4)執行顯影後烘烤(具有及不具有電漿處理步驟)；(5)再次濕式清潔基板背側；(6)將基板暴露至佇列狀態各種持續時間；以及(7)執行計量學以在不同佇列持續時間過後測量基板背側上的錫濃度。錫濃度在三個不同時間點測量，包括0天、3天及5天的佇列時間。在0天、3天及5天時，錫濃度在基板的中心處及距離基板邊緣0.5cm處進行測量。此外，在5天時的錫濃度是在距離基板邊緣0.5cm處沿著新月形狀(CM)而測量。這些測量是在基板背側上完成。
圖13A顯示對於顯影後烘烤步驟不包括任何電漿處理的案例的結果。相對地，圖13B顯示對於顯影後烘烤步驟包括電漿處理的案例的結果。在此示例中的電漿處理涉及在顯影後烘烤處理期間將基板暴露至H 2/N 2電漿。如圖13A及圖13B所示，這二個處理製程在佇列時間為0天或3天時皆產生類似的背側錫濃度。當將佇列時間提高至5天時，在顯影後烘烤步驟期間被暴露至電漿處理的基板與在此步驟期間並未被暴露至電漿的基板相比顯示顯著較低的背側錫濃度。這些結果顯示電漿處理在顯影後烘烤步驟期間對於可利用佇列時間(例如，在由於本文所述的問題而使背側錫濃度攀升至無法接受的高層級之前的可利用時間)並無負面影響。實際上，電漿處理在許多情況下可使可利用的佇列時間加長。
圖14顯示實驗結果，其顯示將電漿處理添加至顯影後烘烤的效果。這些結果與圖13A及圖13B顯示的那些結果一起排列。在圖14的示例中，處理流程涉及(1)沉積光阻；(2)濕式清潔基板背側；(3)乾式顯影光阻；(4)執行顯影後烘烤(具有及不具有電漿處理步驟)；(5)再次濕式清潔基板背側；(6)將基板暴露至佇列狀態約2天的持續時間；以及(7)執行計量學以在該佇列過後測量基板背側上的錫濃度。顯影後烘烤期間的電漿處理涉及將基板暴露至H 2/N 2電漿。如圖14所顯示，在顯影後烘烤期間未使用電漿處理的情況下，2天的佇列時間過後的背側錫濃度約為38E10原子/cm 2。在將電漿處理添加至顯影後烘烤時，2天的佇列時間過後的背側錫濃度背側錫濃度僅約為4.2E10原子/cm 2。這表示背側錫濃度幾乎減少一個數量級。
圖15繪示被分為三個不同分析區域(Z1-Z3)的基板，以及記述各區域內的背側錫濃度的表格。第一區域(Z1)對應於基板的中心圓形部分，朝外約75mm的半徑。第二區域(Z1)對應於基板的中間環狀部分，從半徑約為75mm至半徑約為135mm。第三區域(Z3)對應於基板的外環狀部分，從半徑約為135mm至半徑約為148mm。在此示例中，該處理流程涉及(1)沉積光阻；(2)濕式清潔基板背側；(3)乾式顯影光阻；(4)執行具有電漿處理步驟的顯影後烘烤；(5)再次濕式清潔基板背側；(6)將基板暴露至佇列狀態約4.5天的持續時間；以及(7)執行計量學以在該佇列過後測量基板背側上的錫濃度。顯影後烘烤期間的電漿處理涉及將基板暴露至H 2/N 2電漿。圖15中的結果顯示在這系列操作過後，殘留在基板背側上絕大部分錫汙染物是位於第三區域中，例如基板邊緣附近。
圖16A及圖16B繪示實驗結果，其顯示由於顯影後烘烤步驟而橫跨一段典型EUV劑量範圍的線臨界直徑(圖16A)及線寬度粗糙度(圖16B)的改善，其中該顯影後烘烤步驟涉及將基板暴露至H 2/N 2電漿處理。這些圖式顯示在二個時間點所得的測量值，包括在顯影後烘烤步驟之前及在顯影後烘烤步驟過後。圖16A顯示顯影後烘烤及電漿處理步驟，其橫跨一段EUV劑量範圍造成線臨界直徑減低約0.4-0.5nm。這表示在各劑量時約為2-4%之間的減量。同樣地，圖16B顯示顯影後烘烤及電漿處理步驟，其橫跨一段EUV劑量範圍造成線寬度粗糙度的減量。
圖17A及圖17B繪示實驗結果，其顯示在各種溫度下執行的顯影後烘烤進行處理過後，在基板前側上的殘留溴濃度(圖17A)，以及在基板背側上的錫汙染物濃度(圖17B)。在此示例中，顯影處理為乾式顯影處理，且在顯影後烘烤處理與計量學之間並未執行濕式清潔(或其他清潔處理)。圖17A顯示將基板暴露至顯影後烘烤處理劇烈降低基板上的溴濃度。隨著顯影後烘烤的溫度上升，殘留溴濃度大幅降低。在較高溫度(例如，高於約250°C)，此益處逐漸消失。圖17B顯示隨著顯影後烘烤溫度上升，基板背側的錫汙染物濃度降低。在基板中心及基板邊緣處的錫濃度皆降低，且在基板中心附近的降低是特別大的。
圖18A及圖18B繪示實驗結果，其顯示對執行顯影後烘烤處理所用的處理腔室進行定期清潔的益處。圖18A中顯示的第一系列基板係使用顯影後烘烤步驟加以處理，其中在複數基板之間並未執行腔室清潔。圖18B中顯示的第二系列基板係使用顯影後烘烤步驟加以處理，其中在各基板被烘烤過後對腔室進行清潔。在二個情況下，錫濃度是在各5個基板被進行處理(例如，在5基板後、10基板後等)測量。圖18A顯示在未定期清潔腔室時，背側錫汙染物的濃度隨著處理額外基板而持續增加。實際上，在處理10個基板過後的背側錫濃度高了約2個數量級，達到100E10原子/cm 2之上。此增加是大量且不樂見的。相對地，圖18B顯示在定期清潔腔室時，背側錫汙染物的濃度保持低且穩定的，處於1E10原子/cm 2之下的層級。即使當起始濃度高於10E10原子/cm 2(高於一個數量級)時仍達成這種低且穩定的錫濃度。
圖19A及圖19B顯示實驗結果，其有關於根據在較低溫度下的各種實施例的電漿處理優化。圖19A觀察不同承載氣體對於背側錫濃度的效果，而圖19B觀察總流率對於背側錫濃度的效果。在關於圖19A及圖19B的所有示例中，電漿處理涉及將基板暴露至從氫(H 2)產生的電漿，伴隨著使用作為承載氣體的氦、氮(N 2)，或氦及氮的組合。在各情況下，氫係以約5容積%的濃度存在。如圖19A所顯示，與H 2/N 2電漿處理相比，H 2/He電漿處理導致顯著較低的背側錫濃度。這建議到的是，當作為氫的承載氣體時，氦比起氮提供較佳的錫減量。圖19B顯示三個不同電漿處理的結果。第一電漿處理涉及低流量情況，其中將基板暴露至從H 2/He產生的電漿。第二電漿處理涉及中流量情況，其中將基板暴露至從H 2/He產生的電漿，其中H 2/He的流量比起第一電漿處理的流量是雙倍的。第三電漿處理涉及高流量情況，其中將基板暴露至從H 2/He/N 2產生的電漿，該H 2/He/N 2的流量是第一電漿處理中所使用的H 2/He的流量的大約三倍。在此示例中，將H 2/He的流率加倍會使背側錫汙染物的濃度降低。在第三電漿處理中添加大量的N 2會使背側錫汙染物增加。 額外實施例
圖20及圖21繪示根據各種實施例的示例處理流程。在圖20的示例中，基板是使用濕式顯影技術而加以處理。在圖21的示例中，基板是使用乾式顯影技術而加以處理。圖20及圖21中所述的步驟可與本文所述的技術的其中任何一或更多者結合。此外，當施行圖20及圖21中的相應步驟時，亦可應用本文中關於特定步驟所提供的任何細節。為簡潔的目的，此等細節將不會重複。
圖20的濕式顯影方法2000從操作2001開始，其中在基板上沉積光阻。該光阻可為本文所述的含金屬光阻。在操作2003處，使用濕式清潔技術清潔基板，特別是以基板的背側及晶邊區域作為目標。在操作2005處，將基板暴露至塗覆後烘烤。在操作2007處，將基板暴露至EUV輻射以將光阻圖案化。在操作2009處，將基板暴露至曝光後烘烤。在操作2011處，使用濕式顯影技術將光阻顯影。在操作2013處，可將基板暴露至計量學或進一步處理。該進一步處理可涉及本文所述的一或更多技術。
圖21的乾式顯影方法2050係與圖20的方法類似的方法開始。舉例而言，操作2001、2003、2005、2007及2009與圖20中的操作相同。在操作2009後，圖21的方法接續進行操作2021，其中使用乾式顯影技術將光阻顯影。接著，在操作2023處，將基板暴露至顯影後烘烤。在操作2025處，將基板暴露至化學處理。在各種示例中，操作2025中的化學處理可與操作2021處的光阻乾式顯影及/或操作2023處的顯影後烘烤同時進行。在其他示例中，操作2025中的化學處理可分開進行，例如操作2021與2023之間，或是在操作2023與2027之間。在操作2027處，將基板暴露至濕式清潔操作以清潔基板背側。在操作2029處，可將基板暴露至計量學或進一步處理。
雖然圖20及圖21展示複數具體操作，但應理解的是，在各種實施例中可省略這些步驟的其中一或更多者。在各種實施例中可使用圖20或圖21中所顯示的步驟的任何子集合。 結論
揭示用於控制半導體基板上的金屬汙染物的處理及設備。在許多實施例中，所述處理及設備可與含金屬光阻(例如，EUV光阻)的沉積、顯影及/或處理結合使用。例如原位清潔、心軸拉製、平滑化及光阻除渣應用的其他應用亦可得益於所揭示實施例。
應理解到，本文所述的示例及實施例僅作為說明目的，而與其有關的各種修改及改變將被建議給本發明所屬技術領域中具有通常知識者。雖然各種細節已為了清晰目的而省略，但可實施各種設計的替代例。因此，所呈現的示例是被視為說明性而非限制性的，且本揭示不受限於本文所給定的細節，而是可在本揭示的範圍內加以修改。
1~18:感測器 100:處理 102-118:方格 600:處理站 601a:反應物輸送系統 602:處理腔室本體 603:汽化點 604:混合容器 606:噴淋頭 608:基座 610:加熱器 612:基板 614:射頻(RF)電源 616:匹配網路 618:蝶形閥 620:混合容器入口閥 650:控制器 700:多站處理工具 702:入站(inbound)負載鎖室 704:出站(outbound)負載鎖室 706:機器人 708:傳送盒 710:大氣埠口 712:基座 714:處理腔室 716:腔室傳輸埠口 718:加熱式基座 750:系統控制器 752:處理器 754:大量儲存裝置 756:記憶裝置 758:系統控制軟體 790:晶圓搬運系統 800:感應耦合式電漿設備 801:腔室壁 802:上部子腔室 803:下部子腔室 811:窗部 817:卡盤 819:晶圓 821:匹配電路 822:通口 823:RF電源 824:總處理腔室 825:連接件 827:連接件 830:系統控制器 833:線圈 839:匹配電路 840:渦輪分子幫浦 841:RF電源 843:連接件 845:連接件 849a:法拉第遮蔽件 850:內部電漿網格 860:主氣體流入口 870:側氣體流入口 920a-920d:處理模組 922:主VTM機器人 924:端效器 926:晶圓 936:維面 938:真空傳輸模組（VTM） 940:圖案化模組 942:氣室 944:前端機器人 946:氣室 950:系統控制器 1000:濕式處理腔室 1001:基板 1002:基板支撐件 1003:噴嘴 1004:銷 2000:濕式顯影方法 2001-2013,2021-2029:操作 2050:乾式顯影方法 2201:光阻
圖1呈現根據一些實施例的用於沉積、顯影及處理光阻的示例方法的流程圖。
圖2A-圖2D顯示根據某些實施例的濕式背側及晶邊清潔處理的各種處理階段的橫截面示意圖。
圖3A-圖3C顯示根據某些實施例的乾式背側及晶邊清潔處理的各種處理階段的橫截面示意圖。
圖4顯示根據一些實施例的用於執行乾式背側及晶邊清潔的處理腔室的示意圖。
圖5A顯示根據一些實施例的承載環的立體圖，該承載環是用於支撐處理腔室中的基板。
圖5B顯示根據一些實施例的承載環的橫截面示意圖，該承載環支撐且接觸基板的背側。
圖6繪示根據一些實施例的用於維持低壓環境的示例處理站的示意圖，其中該低壓環境適於執行背側及晶邊清潔操作。
圖7繪示出示例多站處理工具的示意圖，其適於實施本文所述的各種顯影、清潔、二次施工、除渣ˊ平滑化操作。
圖8顯示出示例感應耦合式電漿設備的橫剖面示意圖，其適於實施本文所述的某些實施例及操作。
圖9繪示半導體處理群集工具架構，其具有與真空轉移模組連接的真空整合沉積及圖案化模組，而適合用於實行本文所述的處理。
圖10繪示根據本文中的各種實施例的濕式處理腔室。
圖11及圖12繪示實驗結果，其顯示在本文所述的各種處理步驟過後的基板背側上的錫濃度。
圖13A及圖13B繪示實驗結果，其顯示在不同佇列時間期間的基板背側上的錫濃度。
圖14顯示實驗結果，其顯示將在顯影後烘烤步驟期間添加電漿處理的益處。
圖15顯示實驗結果，其顯示在本文所述的各種處理步驟過後殘留錫汙染物所聚集之處。
圖16A及圖16B繪示實驗結果，其顯示本文所述的顯影後烘烤處理的效果，尤其是關於線臨界直徑(圖16A)及線寬度粗糙度(圖16B)。
圖17A及圖17B繪示實驗結果，其顯示在各種溫度下執行的顯影後烘烤中進行處理過後，在基板前側上的殘留溴濃度(圖17A)，以及在基板背側上的錫汙染物濃度(圖17B)。
圖18A及圖18B繪示實驗結果，其顯示對執行顯影後烘烤處理所用的處理腔室進行定期清潔的益處。
圖19A及圖19B顯示實驗結果，其有關於根據各種實施例的電漿處理優化。
圖20及圖21繪示根據各種實施例的示例處理流程。
圖22繪示可能在處理設備中產生的複數基板之間的汙染。
100:處理
102-118:方格

Claims (57)

  1. 一種用於控制基板上的汙染物的方法，包括： (a) 進行下列任一者(i)處理該基板的前側，從而在該基板的背側上形成汙染物，或是(ii)接收該基板，該基板的該背側上具有汙染物，該汙染物包括金屬；以及 (b) 在(a)過後，在處理後烘烤處理中加熱該基板，其中加熱該基板使該基板的該背側上的該金屬的濃度減低。
  2. 如請求項1之用於控制基板上的汙染物的方法，其中處理該基板的該前側包括從下列所構成的群組中選擇的的至少一處理：顯影光阻層；原位清潔該基板；在圖案化應用中拉製心軸；平滑化該基板上的特徵部；以及除渣光阻層。
  3. 如請求項2之用於控制基板上的汙染物的方法， 其中(a)包括下列任一者：(i)顯影該基板上的該光阻層，或(ii)接收該基板，具有位於該基板的該前側上經顯影的光阻層及位於該基板的該背側上的汙染物， 其中該汙染物中的該金屬是源自於該基板的該前側上的該光阻層，以及 其中(b)的該處理後烘烤處理是在該光阻層至少被部分顯影時所進行的顯影後烘烤處理。
  4. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中在(b)的該顯影後烘烤處理期間，該基板是在約160-300°C之間的溫度下烘烤約1-10分鐘之間的持續時間。
  5. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至處理氣體，該處理氣體包括從N 2、H 2、Ar、He、Xe及其組合所構成的群組中所選擇的至少一氣體。
  6. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至反應性處理氣體以提高該基板上的含金屬材料的揮發性，該含金屬材料包括該金屬。
  7. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至反應性處理氣體以提高該基板上的含金屬材料的穩定性，該含金屬材料包括該金屬。
  8. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至從下列所構成的群組中選擇的反應性處理氣體：含氯氣體、含氧氣體、含氟氣體、氨(NH 3)、碘化氫(HI)、二原子碘(I 2)及其組合。
  9. 如請求項8之用於控制基板上的汙染物的方法，其中將該基板暴露至該含氯氣體，且該含氯氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：BCl 3、Cl 2、HCl、SiCl 4、SOCl 2、PCl 3及其組合。
  10. 如請求項8之用於控制基板上的汙染物的方法，其中將該基板暴露至該含氧氣體，且該含氧氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：O 2、O 3、H 2O、SO 2、CO 2、CO、COS、H 2O 2、NO x及其組合。
  11. 如請求項8之用於控制基板上的汙染物的方法，其中將該基板暴露至該含氟氣體，且該含氟氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：HF、C xF yH z、NF 3、SF 6、F 2及其組合。
  12. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至電漿以提高該基板上的含金屬材料的揮發性，該含金屬材料包括該金屬。
  13. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至電漿以提高該基板上的含金屬材料的穩定性，該含金屬材料包括該金屬。
  14. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至電漿，該電漿是產生自電漿產生氣體，該電漿產生氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：二原子氫(H 2)、二原子氮(N 2)、氬、氦、氪、甲烷(CH 4)、含氧氣體、含氟氣體、含氯氣體、鹵化氫及其組合。
  15. 如請求項14之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該電漿產生氣體包括該含氧氣體，該含氧氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：O 2、O 3、CO、CO 2、COS、SO 2、NO x、H 2O及其組合。
  16. 如請求項14之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該電漿產生氣體包括該含氟氣體，該含氟氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：NF 3、CF 4、CH 3F 3、CH 2F 2、CHF 3、F 2、SF 6及其組合。
  17. 如請求項14之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該電漿產生氣體包括該含氯氣體，該含氯氣體包括從下列所構成的群組中選擇的至少一氣體：BCl 3、Cl 2、HCl、SiCl 4、SOCl 2、PCl 3及其組合。
  18. 如請求項14之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該電漿產生氣體包括(i)該二原子氫(H 2)，以及(ii) 二原子氮(N 2)或鈍氣的至少一者。
  19. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中在該顯影後烘烤處理中加熱該基板使該基板的該背側上的該金屬的該濃度降低至少一個數量級。
  20. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至電漿，其中在該顯影後烘烤處理中加熱該基板及將該基板暴露至電漿使該基板的該背側上的該金屬的該濃度降低至少二個數量級。
  21. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括將該基板暴露至光，以減低該基板的該背側上的該金屬的濃度。
  22. 如請求項21之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光包括UV波長、可見光波長或IR波長的至少一者。
  23. 如請求項22之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光是經由IR燈或複數LED而提供，其中當將該基板暴露至該光時，該基板被加熱至介於約250-400°C之間的溫度持續約60秒以下。
  24. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中在該顯影後烘烤處理中加熱該基板是在該光阻層仍在該基板上被進行顯影時開始進行。
  25. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括在(a)之後將該基板從第一處理腔室轉移至第二處理腔室，使得(a)在該第一處理腔室中進行，而(b)在該第二處理腔室中進行。
  26. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中(a)在處理腔室中進行，該方法更包括當該光阻層在(a)中進行顯影時，將該處理腔室加熱至約40°C以上的溫度。
  27. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中(a)在處理腔室中進行，該方法更包括吹淨該處理腔室，同時將該處理腔室保持在約100°C以上的溫度，該吹淨是在(a)過後進行。
  28. 如請求項27之用於控制基板上的汙染物的方法，該方法更包括以惰性氣體掃除該處理腔室，其中該吹淨及該掃除係幫浦吹淨序列的一部分。
  29. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括在(a)及(b)過後在該基板的該背側上執行濕式清潔。
  30. 如請求項29之用於控制基板上的汙染物的方法，其中在該基板的該背側上執行該濕式清潔使該基板的該背側上的該金屬的該濃度進一步降低至少一個數量級。
  31. 如請求項29之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該濕式清潔亦清潔該基板的該前側上的晶邊區域。
  32. 如請求項29之用於控制基板上的汙染物的方法，其中在該基板的該背側上執行該濕式清潔包括將該基板的該背側暴露至稀HF。
  33. 如請求項32之用於控制基板上的汙染物的方法，其中在該基板的該背側上執行該濕式清潔更包括將該基板的該背側暴露至稀HCl，或是暴露至包括NH 4OH、H 2O 2及H 2O的標準清潔劑1。
  34. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光阻層是使用乾式沉積而形成。
  35. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光阻層是使用濕式沉積而形成。
  36. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光阻層是使用乾式處理而加以顯影。
  37. 如請求項36之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光阻層是使用含鹵素化學品而加以顯影。
  38. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光阻層是使用濕式處理而加以顯影。
  39. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中(b)的該顯影後烘烤處理是在處理腔室中進行，且其中在(b)的該顯影後烘烤處理期間使用下列條件： (i) 將該處理腔室中的壓力保持在約0.01-1 Torr之間， (ii) 將含氯氣體以約200-10000 sccm的速率提供至該處理腔室持續約1-10分鐘之間的時間， (iii) 將該處理腔室的其中一或更多構件的溫度保持在約20-150°C之間，以及 (iv) 在(b)期間不將基板暴露至電漿。
  40. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該光阻層是在(a)中在處理腔室中進行顯影，其中(b)是在與(a)相同的該處理腔室中進行，該方法更包括使用下列條件吹淨該處理腔室： (i) 該處理腔室中的壓力約為0.01-1 Torr之間， (ii) 吹掃氣體的流是以約200-10000 sccm之間的速率而提供至該處理腔室，該吹掃氣體包括從二原子氮(N 2)、鈍氣及其組合所構成的群組中選擇的至少一氣體，該吹掃氣體被提供至該處理腔室持續約1-10分鐘之間的時間，以及 (iii) 將該處理腔室的一或更多構件保持在約100-300°C之間，以及將該處理腔室內的基板支撐件保持在約120-300°C之間。
  41. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中(a)在第一處理腔室中進行，而(b)在第二處理腔室中進行，其中在(b)的該顯影後烘烤處理期間使用下列條件： (i) 該第二處理腔室中的壓力約為0.1-760 Torr之間， (ii) 氣體流是以約200-10000 sccm之間的速率而提供至該第二處理腔室持續約1-10分鐘之間的時間，其中該基板暴露至該氣體流，該氣體流包括空氣、二原子氮(N 2) 、二原子氧(O 2) 、水(H 2O) 、鈍氣或其組合的至少一者，以及 (iii) 該基板是在約140-300°C之間的溫度下進行烘烤。
  42. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括在下列條件下將該基板暴露至處理腔室中的電漿： (i) 該處理腔室中的壓力介於約0.1-1 Torr之間， (ii) 電漿產生氣體是以約50-5000 sccm之間的速率而提供持續約3-30秒，該電漿產生氣體包括從(a)H 2、(b)H 2及N 2、(c)H 2及鈍氣、(d)N 2，無H 2、(e) 鈍氣，無H 2、(f)含氧氣體、(g)含氟氣體及(h)其組合所構成的群組中選擇的至少一氣體或氣體混合物，以及 (iii) 電漿係產生自該電漿產生氣體，並且將該基板暴露至該電漿。
  43. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中(a)及(b)的至少一者是在處理腔室中進行，該方法更包括對該處理腔室進行清潔，以將該金屬從該處理腔室的複數內部表面移除。
  44. 如請求項43之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該處理腔室係使用下列條件進行清潔： (i) 該處理腔室中的壓力介於約0.1-10 Torr之間， (ii) 將包括複數H自由基的電漿暴露至該處理腔室，其中該等H自由基與該處理腔室的該等內部表面上的該金屬反應而形成金屬氫化物， (iii) 該電漿係使用介於約300-4000瓦之間的RF功率而產生，以及 (iv) 將該處理腔室保持在約25-250°C之間。
  45. 如請求項43之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該處理腔室係使用下列條件進行清潔： (i) 該處理腔室中的壓力介於約0.1-10 Torr之間，且在泵抽及吹淨處理的一部分時在較低壓力與較高壓力之間循環， (ii) 該處理腔室在清潔期間未暴露至電漿， (iii) 在清潔期間提供氣流至該處理腔室，該氣流包括從二原子氮(N 2)、二原子氧(O 2) 、鈍氣及其組合所構成的群組中選擇的至少一氣體，以及 (iv) 將該處理腔室保持在約25-250°C之間。
  46. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，更包括使用下列條件在該基板的該背側上執行濕式清潔： (i) 在第一步驟中，將該基板暴露至以約1-3 L/分的速率而提供的第一清潔溶液，該第一清潔溶液包括稀HF， (ii) 在第二步驟中，將該基板暴露至以約1-3 L/分的速率而提供的第二清潔溶液，其中該第二清潔溶液包括從稀HCl、標準清潔劑1及其組合所構成的群組中選擇的溶液， (iii) 該第一步驟及該第二步驟共同具有約20-300秒之間的持續時間，以及 (iv) 將該基板保持在約15-60°C之間。
  47. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該基板的該背側或該晶邊區域的至少一者上的該金屬的該濃度減少至少一個數量級至約1E11原子/cm 2以下。
  48. 如請求項47之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該基板的該背側或該晶邊區域的至少一者上的該金屬的該濃度減少至少一個數量級至約1E10原子/cm 2以下。
  49. 如請求項3之用於控制基板上的汙染物的方法，其中該金屬為錫。
  50. 一種基板處理系統，包括： 處理腔室； 對於該處理腔室的輸入口，用於將氣體及/或電漿引進該處理腔室； 對於該處理腔室的輸出口，用於從該處理腔室移除材料； 加熱器； 基板支撐件；以及 控制器，配置以造成請求項1-49或本文其他所述的其中任何一或更多方法。
  51. 一種基板處理系統，包括： 處理腔室； 對於該處理腔室的輸入口，用於將氣體及/或電漿引進該處理腔室； 對於該處理腔室的輸出口，用於從該處理腔室移除材料； 加熱器； 基板支撐件；以及 控制器，配置以造成： (a) 下列任一者(i)處理該基板的前側，從而在該基板的背側上形成汙染物，或是(ii)接收該基板，該基板的該背側上具有汙染物，該汙染物包括金屬；以及 (b) 在(a)過後，在處理後烘烤處理中加熱該基板，其中加熱該基板使該基板的該背側上的該金屬的濃度減低。
  52. 如請求項51之基板處理系統，其中處理該基板的該前側包括從下列所構成的群組中選擇的至少一處理：顯影光阻層；原位清潔該基板；在圖案化應用中拉製心軸；平滑化該基板上的特徵部；以及除渣光阻層。
  53. 如請求項52之基板處理系統，其中該控制器係配置以藉由下列任一者而造成(a)：(i)顯影該基板上的該光阻層，或(ii)接收該基板，具有位於該基板的該前側上經顯影的光阻層及位於該基板的該背側上的汙染物， 其中該汙染物中的該金屬是源自於該基板的該前側上的該光阻層，以及 其中(b)的該處理後烘烤處理是在該光阻層至少被部分顯影時所進行的顯影後烘烤處理。
  54. 如請求項53之基板處理系統，其中(a)與(b)均在相同的該處理腔室中進行。
  55. 如請求項53之基板處理系統，其中(a)是在該處理腔室中進行，而(b)在第二處理腔室中進行，該第二處理腔室是與該處理腔室不同的處理腔室。
  56. 如請求項53之基板處理系統，更包括電漿產生器，配置以在該處理腔室中提供電漿。
  57. 如請求項56之基板處理系統，其中該電漿產生器為遠端電漿產生器，使得該電漿是在該處理腔室外側的第一位置處產生，並且被輸送至該處理腔室內側的第二位置。
TW111112111A 2021-04-02 2022-03-30 來自含金屬光阻之金屬汙染物的控制 TW202307594A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163200921P 2021-04-02 2021-04-02
US63/200,921 2021-04-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202307594A true TW202307594A (zh) 2023-02-16

Family

ID=83456764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111112111A TW202307594A (zh) 2021-04-02 2022-03-30 來自含金屬光阻之金屬汙染物的控制

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240036474A1 (zh)
EP (1) EP4314950A1 (zh)
JP (1) JP2024514454A (zh)
KR (2) KR102676684B1 (zh)
CN (1) CN117120938A (zh)
TW (1) TW202307594A (zh)
WO (1) WO2022212681A1 (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290779B1 (en) * 1998-06-12 2001-09-18 Tokyo Electron Limited Systems and methods for dry cleaning process chambers
US7232742B1 (en) * 1999-11-26 2007-06-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device that includes forming a material with a high tensile stress in contact with a semiconductor film to getter impurities from the semiconductor film
US7578889B2 (en) * 2007-03-30 2009-08-25 Lam Research Corporation Methodology for cleaning of surface metal contamination from electrode assemblies
JP5176423B2 (ja) * 2007-08-10 2013-04-03 東京エレクトロン株式会社 石英製品のベーク方法及び記憶媒体
US7998359B2 (en) * 2010-09-24 2011-08-16 Innovalight, Inc. Methods of etching silicon-containing films on silicon substrates
JP2011099956A (ja) * 2009-11-05 2011-05-19 Toppan Printing Co Ltd レジストのベーク方法及びベーク装置
US9017568B2 (en) * 2013-01-22 2015-04-28 Tel Fsi, Inc. Process for increasing the hydrophilicity of silicon surfaces following HF treatment
EP3953767A4 (en) 2019-04-12 2023-06-07 Inpria Corporation ORGANOMETALLIC PHOTORESIN DEVELOPER COMPOSITIONS AND METHODS OF TREATMENT
TWI849159B (zh) 2019-06-28 2024-07-21 美商蘭姆研究公司 光阻膜的乾式腔室清潔
US20230314954A1 (en) * 2020-06-22 2023-10-05 Lam Research Corporation Dry backside and bevel edge clean of photoresist

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024514454A (ja) 2024-04-02
KR20240095473A (ko) 2024-06-25
KR20230159895A (ko) 2023-11-22
KR102676684B1 (ko) 2024-06-21
WO2022212681A1 (en) 2022-10-06
CN117120938A (zh) 2023-11-24
US20240036474A1 (en) 2024-02-01
EP4314950A1 (en) 2024-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI837391B (zh) 利用鹵化物化學品的光阻顯影
JP2022538554A (ja) フォトレジスト膜のチャンバ乾式洗浄
JP7382512B2 (ja) 照射フォトレジストパターニングのための統合乾式プロセス
US20230314954A1 (en) Dry backside and bevel edge clean of photoresist
JP2023551893A (ja) 有機蒸気によるフォトレジストの現像
TW202417971A (zh) 用於蝕刻停止阻遏之基於金屬氧化物的光阻之循環顯影
TW202307594A (zh) 來自含金屬光阻之金屬汙染物的控制
TW202431348A (zh) 使用熱及電漿製程的乾式腔室清潔
WO2024076679A1 (en) Dry chamber clean using thermal and plasma processes