TW202414118A - 用於光阻渣滓去除的基於水之預處理 - Google Patents

Abstract

本文描述用於從基板去除光阻渣滓的方法、設備和系統。去除光阻渣滓後可對基板進行電鍍。在諸多實施例中，方法涉及在製程腔室中接收基板，基板包括其中具有圖案化特徵部的光阻層，其中光阻渣滓存在於特徵部中；以及將基板曝露於包含水和一或更多化學物的溶液，其能夠從特徵部去除光阻渣滓的至少一部分。

Description

用於光阻渣滓去除的基於水之預處理

隨著半導體裝置尺寸持續縮小，如此之裝置的製造變得越來越具有挑戰性。出現問題的一領域為在半導體基板上的特徵部的圖案化，以及圖案化特徵部內的電鍍。

本文中提供的背景描述係針對概括地呈現本揭露內容之脈絡的目的。就其在本背景部分中所描述的範圍而言，目前列名之發明人的工作，以及在提交申請時不可其他方式作為先前技術之描述的實施態樣皆不明示地或暗示地被認為係抵觸本揭露內容的先前技術。

本文的諸多實施例關於用於去除基板上的光阻渣滓的方法、設備和系統。基板通常是半導體基板。在許多情況下，在光阻顯影以形成特徵部之後且在將金屬電鍍至特徵部中之前去除光阻渣滓。

本文的諸多實施例關於用於處理基板以去除光阻渣滓的方法、設備和系統。光阻渣滓存在於基板上的光阻中形成的凹陷特徵部中。去除光阻渣滓，且實質上不去除光阻的主體。在去除光阻渣滓之後，可以填充特徵部，例如透過電鍍來用金屬填充特徵部。通常，藉由將基板曝露於具有特定化學物的溶液來去除光阻渣滓。

在揭露實施例的一態樣中提供基板處理方法，該方法包括：在一製程腔室中接收基板，該基板包括光阻層，該光阻層中具有圖案化的特徵部，其中該特徵部中存在光阻渣滓；以及將該基板曝露於一溶液，該溶液包含水和能夠從該特徵部去除光阻渣滓的至少一部分的一或更多化學物。

在諸多實施例中，溶液是包含水和臭氧的臭氧溶液。在一些如此的實施例中，臭氧溶液具有約5ppm與約500ppm之間的臭氧濃度。

在諸多實施例中，溶液是包含水和自由基引發劑的自由基引發劑溶液。在一些如此的實施例中，該自由基引發劑包含選自由以下者組成之群組的一或更多化學物：過氧化物、偶氮化合物、烷基鹵化物化合物、及其組合。在一些實施例中，自由基引發劑包括選自由以下者組成之群組的一或更多化學物：過氧化氫、過氧化苯甲醯、2,2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽、及其組合。在一些實施例中，自由基引發劑溶液具有約5ppm與約1000ppm之間的自由基引發劑濃度。在諸多實施例中，自由基引發劑分解以形成自由基，該自由基從該特徵部去除該光阻渣滓的至少一部分，以及與該特徵部的頂部相比，該自由基引發劑優先地在該特徵部的底部附近分解。

在一些實施例中，可使用多於一種溶液。例如，在諸多實施例中，將基板曝露於溶液包括將該基板曝露於第一溶液，隨後將該基板曝露於第二溶液，其中該第一溶液是包含水和自由基引發劑的自由基引發劑溶液，且該第二溶液是包含水和臭氧的臭氧溶液。在一些實施例中，在一些實施例中，自由基引發劑分解形成自由基，且其中由該自由基引發劑形成的該自由基與該臭氧相互作用，以形成羥基自由基。

在一些實施例中，溶液包含自由基引發劑和臭氧兩者，使得該基板同時曝露於該自由基引發劑和臭氧兩者。

可使用諸多技術來提供溶液至該基板。例如，在一些實施例中，該基板曝露於該溶液包括將該溶液噴塗或流到該基板上，或將該基板浸入該溶液中。在這些或其他實施例中，光阻可為負型光阻或正型光阻。在本文實施例的任何者中，方法更包括在將該基板曝露於該溶液之後，將金屬電鍍到該特徵部中。

在揭露實施例的另一態樣中，提供基板處理設備，該設備包括製程腔室；入口，通往該製程腔室，該入口配置成向該製程腔室提供溶液；以及控制器，配置成使得：在該製程腔室中接收該基板，該基板包括光阻層，該光阻層中具有圖案化的特徵部，其中該特徵部中存在光阻渣滓；以及經由該入口提供該溶液至該製程腔室以及將該基板曝露於該溶液，該溶液包含水和能夠從該特徵部去除該光阻渣滓的至少一部分的一或更多化學物。

在諸多實施例中，設備更包括噴嘴，該噴嘴流體連接至該入口，其中該噴嘴將該溶液噴塗或流到該基板上。在一些實施例中，基板支撐件配置成將該基板浸入該溶液中。

設備可包括具有特定材料的硬體，其能夠忍受在處理期間使用的化學物。例如，在諸多實施例中，入口可包括選自由以下者組成之群組的一或更多材料：聚碳酸酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃、鈦、不銹鋼、及其組合。

在一些實施例中，設備更包括混合容器及/或管道，以藉由組合 (i)該水和(ii)能夠去除該光阻渣滓的至少一部分的該一或更多化學物而製備該溶液。在諸多實施例中，控制器進一步配置成在將基板曝露於該溶液之前不超過約10分鐘，藉由組合(i)該水、和(ii)能夠去除該光阻渣滓的至少一部分的該一或更多化學物而製備該溶液。

在諸多實施例中，設備更包括第二製程腔室，該第二製程腔室配置用於電鍍，其中該製程腔室和該第二製程腔室設置在一起，使得該基板在受控制氛圍下從該製程腔室轉移到該第二製程腔室，且不從該設備移除基板。

在揭露實施例的另一態樣中，提供系統，該系統包括：第一製程腔室；入口，通往第一製程腔室，該入口配置成提供溶液至第一製程腔室；出口，通往第一製程腔室，該出口配置成從第一製程腔室移除溶液；第二製程腔室，配置成用於電鍍；以及控制器，配置成使得：在第一製程腔室中接收該基板，該基板包括光阻層，該光阻層中具有圖案化的特徵部，其中該特徵部中存在光阻渣滓；經由該入口提供該溶液至第一製程腔室以及將該基板曝露於該溶液，該溶液包含水和能夠從該特徵部去除該光阻渣滓的至少一部分的一或更多化學物。在第二製程腔室中接收該基板；以及當基板在第二製程腔室中時，將金屬電鍍至特徵部中。

下文參考附圖進一步描述這些和其他態樣。

在以下內容中，提出許多特定細節，以提供對所呈現實施例的透徹理解。可在沒有這些特定細節之一些或全部者的情況下實施所揭露的實施例。在其他情況下，已熟知的製程操作不做詳細描述，以免不必要地模糊所揭露實施例。儘管將結合特定實施例描述所揭露的實施例，但是將理解，這並不旨在限制所揭露的實施例。

光微影通常用於圖案化半導體基板。如此製程通常涉及選擇性地將基板上的光阻層曝露於輻射，以及然後使光阻顯影以選擇性地去除曝光或未曝光的部分，從而在光阻中形成凹陷特徵部。使用光微影的一情況是透遮罩電鍍(throughmask electroplating)，其中將金屬電鍍到光阻中形成的特徵部中。透遮罩電鍍是藉由通常稱為半加成製程(SAP，Semi-Additive Process)的製程流程來達成。一般來說，SAP涉及(i)將光阻沉積在基板上的種子層上；(ii)選擇性地將基板曝露於輻射，以在光阻上定義特徵部，例如線、焊墊等；(iii)光阻的曝光或未曝光部分的選擇性顯影，以在光阻中形成特徵部；(iv)將金屬電鍍到光阻中的特徵部中；以及(v)剝離剩下的光阻。

當光阻被顯影時，通常存在一定量的光阻渣滓，其殘留在特徵部的底部，特別是靠近側壁處。該光阻渣滓可能在後續的電鍍製程引起問題。例如，光阻渣滓可能阻止其所在區域上的沉積，從而導致形成缺陷，其範圍從特徵部底切(undercut)到電鍍失敗。

圖1A~1C顯示電鍍期間由於光阻渣滓而可能發生的問題。特別地，圖1A顯示在將具有側壁108的特徵部106圖案化至光阻104中之後，具有種子層102和光阻104的基板。光阻渣滓110存在於特徵部106的底部處，靠近側壁108。圖1B顯示圖1A的基板，其在基板經過電鍍製程且特徵部106被金屬112填充之後。不幸的是，光阻渣滓110殘留在基板上。圖1C描繪類似於圖1B中所示者的基板，其在去除光阻104之後。在圖1C中，金屬112是銅，其已被電鍍到特徵部106中。由光阻渣滓110導致的缺陷清晰地存在。

為解決此問題，執行光阻除渣操作。在光阻除渣操作之前，在特徵部的底部轉角處存在大量的光阻渣滓。在光阻除渣操作後，該區域中的光阻渣滓顯著較少。光阻除渣操作也常用於擴寬特徵部的關鍵尺寸。圖2和圖3描繪光阻除渣操作之前(圖2)和光阻除渣操作之後(圖3)的基板上的特徵部。在除渣之前，該範例中的特徵部的關鍵尺寸約為2.2μm。除渣後，特徵部具有約為3.2μm的關鍵尺寸。

在習知處理中，光阻除渣通常藉由將基板曝露於電漿來完成。在許多情況下，使用氧電漿或含氧電漿。雖然該策略適用於許多應用，但存在某些缺點，特別是在發展封裝應用的情況下。例如，在從非常小的特徵部、或具有大深度:寬度之深寬比的特徵部去除光阻渣滓的情形中，基於電漿的光阻除渣操作通常無效。通常用於光阻除渣操作的氧電漿具極具反應性，且傾向於在原子與光阻接觸的任何地方進行反應。在除渣期間，與特徵部的頂部相比，特徵部的底部更多地被側壁遮蔽，且實質上較少地受到電漿的曝露。完全去除特徵部底部的光阻渣滓可涉及長時間曝露於電漿，這可能導致特徵部頂部的特徵部尺寸的不期望的增加。

基於電漿的光阻除渣操作的另一問題是蝕刻製程是各向同性的。這意謂光阻從特徵部的底部和特徵部的側壁去除。這導致特徵部的擴寬，如上文關於圖2和圖3所討論。當特徵部尺寸為小時(例如，在細線再分佈層(RDL，redistribution layer)圖案的情況下)，如此擴寬可能實質上改變特徵部尺寸。例如，由1μm光阻隔開的1μm線在除渣後可能變成1.5μm或更寬的線，其僅由0.5μm或更小的光阻隔開。特徵部幾何形狀的這些變化可能影響電特性，且在一些情況下，甚至可能導致電鍍電路中的電短路。除了改變特徵部尺寸之外，基於電漿的除渣操作還可能導致特徵部形狀的改變。圖4A和4B描繪當基板經歷基於電漿的光阻除渣操作時，該基板上光阻404中的特徵部。圖4A顯示當基板曝露於氧電漿444時，在除渣操作期間的基板，且圖4B顯示除渣操作之後的基板。如圖4B所示，光阻除渣操作導致光阻404的損壞、特徵部頂部附近的關鍵尺寸增加、以及光阻渣滓410的不完全去除。

基於電漿的光阻除渣操作也難以控制。例如，在許多情況下，需要短的電漿曝露時間。然而，電漿的形成需要有限的時間。因此，基於電漿的除渣操作將總是損壞或從基板上去除一些最少量的光阻。從歷史上看，這並非考量的大問題。然而，隨著特徵部尺寸持續縮小，該問題變得越來越成問題。

為了克服這些問題，提供新的光阻除渣操作和設備。新的光阻除渣操作不是基於電漿的製程，而是基於液體的製程。基於液體的製程涉及將基板曝露於含有化學物的溶液，該化學物有助於光阻渣滓的去除。在諸多實施例中，光阻除渣操作可以在晶圓級封裝應用的情況下執行。在許多實施例中，光阻除渣操作可以在如上所述的半加成製程的情況下執行。例如，光阻除渣操作可以在光阻被顯影之後且在金屬被電鍍到特徵部中之前執行。已經發現，本文描述的基於液體的光阻除渣操作可用於負型光阻和正型光阻，以及離子注入光阻。一般來說，任何類型的光阻都可以使用。

圖5呈現根據本文的諸多實施例的流程圖，其描述光阻除渣和電鍍製程。該方法開始於操作502，其中將基板提供至製程腔室。基板通常包括導電種子層(例如，金屬種子層)和已被圖案化以包括凹陷特徵部的光阻層，如圖1A所示。種子層通常部分地曝露，且部分地被光阻渣滓覆蓋。在一些實施例中，特徵部可以具有約1-500μm之間的關鍵尺寸(例如，寬度)。在一些實施例中(例如，在細線RDL的情況下)，特徵部可以具有更小的關鍵尺寸，例如約1μm或更小(在一些情況下，約0.5-1μm之間)。在諸多實施例中，特徵部可具有約1:1或更大，在一些情況下約2:1或更大的深度:寬度之深寬比。特徵部的深度由光阻的厚度定義。在諸多實施例中，光阻可以具有特定的厚度。例如，該厚度可以具有約0.5μm、或約10μm的最小值。在這些或其他實施例中，該厚度可具有約5μm或約250μm的最大值。光阻的厚度可以取決於被圖案化到光阻中的特徵部的類型。例如，在RDL圖案的情況下，光阻通常具有約5μm或更小的厚度，且更先進的圖案具有約0.5μm至1μm的厚度。相比之下，在晶圓級封裝(WLP)圖案化應用的情況下，光阻通常具有約10μm或更大的厚度，對於非常大的結構而言高達約250μm。一般而言，當特徵部具有相對小的關鍵尺寸及/或具有相對較高的深寬比時，本文描述的益處是最大的(與習知的基於電漿的除渣製程相比)。然而，本文描述的製程可以在任何尺寸和形狀的特徵部上執行。

在一範例中，製程腔室是其中進行後續電鍍處理的電鍍腔室。在另一範例中，製程腔室是配置用於如本文所述的光阻除渣操作的獨立設備。在類似的範例中，這樣的製程腔室可以被進一步配置成執行其他受限制的基於液體處理操作，包括但不限於用液體預潤濕或以其他方式預處理基板。在另一範例中，製程腔室可以併入到更大的處理設備或系統中，其配置成用於額外的目的。例如，這樣的設備或系統可以包括配置成執行光阻除渣操作的一或更多製程腔室，以及配置成執行電鍍及/或相關製程的一或更多製程腔室。在這樣的實施例中，製程腔室可以被實施為模組，這些模組被組合以提供增強的功能以及可控的處理和基板轉移環境。可以理解，圖5中所描述的操作可以獨立地發生在本文描述的任何類型的製程腔室、模組、或設備中，且這樣的製程腔室、模組、或設備可以根據需要組合成例如設備或系統，以用於特定應用。

在操作504中，密封製程腔室，且藉由施加真空來降低製程腔室中的壓力。例如，在諸多實施例中，壓力可降低至約100Torr或更低。如此壓力的降低容許在後續處理步驟中溶液往特徵部之改善的滲透，以及確保特徵部內不存在截留空氣(trapped air)，其會阻止溶液到達特徵部底部。

接下來，在操作506處，基板進行一或更多基於水的清潔操作。例如，如操作506a中所述，可以將基板曝露於自由基引發劑溶液。替代地或附加地，如操作506b中所述，基板可曝露於臭氧溶液。這些操作中的任何者，單獨或組合，都可以導致從基板上去除光阻渣滓。在一些實施例中，操作506a被省略，使得操作506僅涉及操作506b。在其他實施例中，可以省略操作506b，使得操作506僅涉及操作506a。在其他實施例中，操作506可以涉及操作506a和506b兩者。在一些這樣的實施例中，操作506a在操作506b之前執行。在一些實施例中，操作506a可以在操作506b之後執行。在諸多實施例中，操作506a和506b被重複至少一次。在一些實施例中，操作506a和506b可以循環地執行。在另一實施例中，操作506a和506b被執行一次。在另一實施例中，操作506a被執行兩次，其由操作506b隔開。一般而言，操作506a和506b中的任一或兩者可以重複任意次數。此外，操作506a和506b可以順序或同時發生。在操作506a和506b中的任一或兩個之後，可以旋轉基板以去除過量的溶液。操作506中涉及的(複數)製程可以基於多種因素來選擇，包括但不限於：光阻和光阻渣滓的組成和分子結構(例如，臭氧更多地與C=C鍵結反應，而由自由基引發劑產生的OH將與任何C-C鍵結反應)、特徵部的尺寸、和特徵部的深度。此外，如此選擇性可能受到以下者的影響：對額外自由基的需求、在操作506之後是否用水淋洗基板有關的考量、以及對處理時間/產量的任何影響。

關於操作506a，可以控制多個處理條件。例如，可調整曝露條件，以提供期望的自由基引發劑溶液流速和期望的曝露時間段。在諸多實施例中，將自由基引發劑溶液噴塗到基板的表面上。在其他範例中，基板可以浸入自由基引發劑溶液中。基板可以在曝露於自由基引發劑溶液的同時進行旋轉。在操作504中達成的減壓允許自由基引發劑溶液深入滲透到特徵部中。將基板曝露於自由基引發劑溶液持續期望的時間段。在諸多實施例中，該時間段可以具有約5秒或約30秒的最小值。在這些或其他實施例中，該時間段可以具有約60秒或約10分鐘的最大值。當自由基引發劑溶液從基板上淋洗掉時(例如，當在操作506b中基板曝露於臭氧溶液時，或者在沒有操作506b的情況下，當在操作508中基板曝露於水以淋洗基板時)，該曝露時間段結束。

在某些實施例中，自由基引發劑溶液可具有特定的濃度。例如，在一些實施例中，自由基引發劑溶液中的自由基引發劑可具有約5ppm、約10ppm、約50ppm、或約100ppm的最小濃度。在這些或其他實施例中，自由基引發劑溶液中的自由基引發劑可具有約100ppm、約200ppm、約500ppm、或約1000ppm的最大濃度。通常，可以使用較低濃度的溶液和較長的曝露時間段，且可以使用較高濃度的溶液和較短的曝露時間段。濃度應足夠高，以有效去除光阻渣滓，且足夠低，以避免對光阻的實質損壞。相對較高濃度的優點之一是處理時間更快。相對較低濃度的一優點是可以更容易控制光阻渣滓的去除，以在整個基板表面上提供均勻的結果。

在一些實施例中，可以控制基板的溫度、基板固持器及/或自由基引發劑溶液。例如，基板、基板固持器及/或自由基引發劑溶液中的一或更多者的溫度可具有約0℃或約10℃的最小值。在這些或其他實施例中，該溫度可具有約30℃或約50℃的最大值。在一些情況下，不使用主動加熱或冷卻。在一些情況下，處理發生在約室溫下。通常，較低的溫度導致較低的反應速率，這增加在表面(例如光阻表面)處產生自由基的可能性。相比之下，較高的溫度增加自由基的產生且加速基板的處理。

如本文所用，自由基引發劑是在曝露於UV輻射、熱或催化劑時分解產生自由基的化學物。在本文的諸多實施例中，種子層的金屬表面充當自由基引發劑的適當的催化劑。作為金屬種子層催化劑的替代或補充，可以使用曝露於UV輻射及/或熱來驅動自由基的形成。自由基引發劑的範例包括但不限於過氧化物(例如過氧化氫、過氧化苯甲醯(benzoyl peroxide)等)、偶氮二異丁腈(AIBN，azobisisobutyronitrile)、2,2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽(2,2’-Azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride)和其他偶氮化合物(azo compound)，以及烷基鹵化物化合物。AIBN常用作自由基引發劑。然而，其不溶於水，且因此可能不是用於基於水溶液的最佳候選物。相比之下，許多其他已辨識的自由基引發劑可溶於水或可混溶於水，且可能是更佳的候選物。作為參考，2,2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽的結構如圖6所示。曝露於上述適當條件時，2,2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽在水中分解，以形成氮和具有碳自由基的兩分子。類似地，過氧化物在水中分解，以形成羥基自由基。通常，偶氮化合物是具有式R-N=N-R'的化學化合物，其中R和R'可以獨立地是任何芳基或烷基。烷基鹵化物化合物具有式R-X，其中R是烷基，X是鹵素。

由自由基引發劑形成的自由基可與光阻渣滓反應，以將其從基板表面去除。另外，在操作506涉及曝露於506a中的曝露於自由基引發劑溶液和506b中曝露於臭氧溶液兩者的實施例中，在506a中由自由基引發劑形成的自由基可與506b中的臭氧反應，以產生羥基自由基。這些羥基自由基可以直接與光阻渣滓反應，以及將其去除，或者其可以與臭氧反應，以產生額外的羥基自由基。

操作506a的一優點是可以控制自由基引發劑的分解。例如，可以透過施加紫外線輻射、熱或曝露於催化劑來調節分解，以達到期望的自由基濃度。可以容易地控制向自由基引發劑溶液提供的UV輻射、熱和催化劑的量，以促進期望程度的自由基形成。此外，使用在曝露於金屬催化劑(例如種子層的金屬)時分解的自由基引發劑可以較佳地促進特徵部內期望位置處的分解。與基於電漿的光阻除渣製程相比，這是一顯著的優勢。由於光阻渣滓集中在特徵部的底部，因此這是自由基最有用的地方。當自由基選擇性地或較佳地在特徵部的底部產生時(與特徵部的頂部或主體溶液相比)，可以有效地從特徵部的底部去除渣，同時最小化對剩下光阻的損壞。儘管基於電漿的製程通常導致在特徵部的頂部附近去除較多且在特徵部的底部附近去除較少，但本文描述的基於液體的解決方案可具有相反的效果：在特徵部的底部處去除較多(如此之去除為樂見)，且在特徵部頂部附近去除較少(如此之去除不樂見)。這一改進是顯著的。

關於操作506b，可以控制多個處理變量。例如，可以調整曝露條件，以提供所需的臭氧溶液流速和所需的曝露時間段。在諸多實施例中，將臭氧溶液噴射到基板的表面上。在其他範例中，基板可以浸入臭氧溶液中。基板可以在曝露於臭氧溶液的同時進行旋轉。在操作504中達成的減壓允許臭氧溶液深入滲透到特徵部中。將基板曝露於臭氧溶液持續期望的時間段。在諸多實施例中，該時間段可以具有約5秒或約30秒的最小值。在這些或其他實施例中，該時間段可以具有約60秒或約10分鐘的最大值。當臭氧溶液從基板上淋洗掉時(例如，當在操作508中基板曝露於水以淋洗基板時)，該曝露時間段結束。

在某些實施例中，臭氧溶液可具有特定的濃度。例如，在一些實施例中，臭氧溶液中的臭氧可具有約5ppm、約10ppm、約30ppm、約50ppm、或約100ppm的最小濃度。在這些或其他實施例中，臭氧溶液中的臭氧可具有約50ppm、100ppm、約200ppm、約300ppm、約500ppm的最大濃度。在諸多實施例中，臭氧可以約5ppm、約30ppm、或約50ppm的濃度存在於臭氧溶液中。通常，可以使用較低濃度的溶液和較長的曝露時間段，且可以使用較高濃度的溶液和較短的曝露時間段。濃度應足夠高，以有效去除光阻渣滓，且足夠低，以避免對光阻的實質損壞。與自由基引發劑溶液類似，相對較高濃度的優點之一是處理時間更快，且相對較低濃度的一優點是可以更容易控制光阻渣滓的去除，以在整個基板表面上提供均勻的結果。

在一些實施例中，可以控制基板的溫度、基板固持器及/或臭氧溶液。例如，基板、基板固持器及/或臭氧溶液中的一或更多者的溫度可具有約0℃或約10℃的最小值。在這些或其他實施例中，該溫度可具有約30℃或約50℃的最大值。在一些情況下，不使用主動加熱或冷卻。在一些情況下，處理發生在約室溫下。

臭氧溶液中的臭氧可以直接與基板上的光阻渣滓相互作用以及將其去除。臭氧是強氧化劑，且可以類似於氧電漿的方式將光阻渣滓去除。此外，在操作506涉及將基板曝露於操作506a中的自由基引發劑溶液和操作506b中的臭氧溶液的實施例中，由自由基引發劑產生的自由基可與臭氧相互作用，以導致羥基自由基的形成。這些羥基自由基可以直接與基板上的光阻渣滓相互作用並將其去除。此外，這些羥基自由基可以與額外的臭氧分子相互作用，以導致形成額外的羥基自由基。羥基自由基比分子臭氧更具反應性，因此可以藉由促進或抑制自由基形成來調節臭氧溶液的反應性。例如，提供自由基引發劑增加臭氧形成羥基自由基的速率，從而增加溶液的反應性。如上所述，自由基引發劑在某些可控制條件下(例如曝露於輻射、熱及/或催化劑)產生自由基。藉由選擇在曝露於金屬表面(例如，圖案化光阻下方的金屬種子層)時形成自由基的自由基引發劑，自由基產生反應可以較佳地或選擇性地在特徵部底部附近發生，光阻渣滓位於該底部附近。所產生的自由基然後可以促進附近臭氧分子分解成更具反應性的羥基自由基。

可以單獨或組合地使用操作506a和506b中的任一者來促進光阻渣滓的去除。雖然單獨的任一策略都可以有效地去除光阻渣滓，但相信這些策略協同作用以允許對光阻渣滓去除實質上的最佳化和調整。

返回到圖5的實施例，方法繼續進行操作508，其中可選地例如用水淋洗基板。淋洗從基板去除反應性自由基及/或臭氧化學物，使得化學物不干擾後續製程，例如電鍍。在操作510，製程腔室中的壓力可以升高到例如大氣壓力。在一些實施例中，可以省略該壓力增加，或者可以將壓力增加至大氣壓力以外的位凖。例如，在處理設備包括負載鎖以在受控制條件(例如，受控制壓力)下於相關模組/腔室之間轉移基板的情形中，可能不需要這樣的壓力變化。

在操作512處，可以執行可選的後處理。如此後處理可以包括例如在操作512a中乾燥基板，及/或在操作512b中電鍍基板。在基板將在進一步處理之前儲存一段時間的情況下，乾燥基板可特別有益。可以在進行操作506及/或508的相同或不同製程腔室中乾燥基板。在其中在操作506、508或510中的任一者之後立即對基板進行例如電鍍的進一步處理的情況下，可以省略如此乾燥。可以在操作512b中的電鍍之前將基板轉移到電鍍腔室。下文進一步討論電鍍製程和設備。

與基於電漿的基板曝光相比，使用水溶液去除光阻渣滓的一優點是基於液體的基板曝光更容易控制。此外，可以藉由控制溶液中活性物種的濃度(例如，自由基引發劑及/或臭氧的濃度)來微調水溶液的反應性。當使用電漿時，如此反應性調節實質上更加困難。藉由使用曝露於金屬時產生自由基的自由基引發劑，可以進一步調整反應性以及定位在特徵部的底部處。反應性的如此局部化/偏好的增加導致改進的選擇性和特徵部形狀，例如因為從特徵部的底部去除光阻渣滓的同時從特徵部的側壁不期望地去除了較少的光阻。

所揭露的實施例的另一優點是其可以在電鍍設備上實施。一般而言，與配置成執行電漿處理的模組相比，基於液體處理模組更簡單且更容易併入電鍍設備中。例如，某些電鍍設備(例如，可從加利福尼亞州弗里蒙特(Fremont, CA)的Lam Research Corporation獲得的Sabre®3D工具)通常配備有被稱為先進預處理模組(APT，Advanced Pre-treatment Module)的模組，該模組配置成執行基於液體的電鍍。如此模組通常配置來執行的一製程是在電鍍之前預潤濕基板表面，例如以確保電解液能夠足夠地滲透到凹陷特徵部中。預潤濕液體通常係透過噴嘴傳送，該噴嘴在基板表面上進行噴塗。基板可以旋轉以促進均勻的液體傳送。本文的實施例可以在相同類型的模組中執行。然而，應注意確保硬體(例如，製程腔室和其中的任何元件，以及耦合到製程腔室的流體傳送系統，或這些元件的一些子集)能夠承受使用的化學物。例如，在使用自由基引發劑溶液的情形中，硬體應當能夠承受曝露於自由基引發劑，以及由其產生的任何自由基。類似地，在使用臭氧溶液的情況下，硬體應該能夠承受曝露於臭氧，以及由其產生的任何自由基。這些化學物係高度腐蝕性的。用於製造硬體的適當材料包括但不限於聚碳酸酯(polycarbonate)、聚醚醚酮(PEEK，polyether ether ketone)、聚氨酯(polyurethane)、聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluoroethylene)、玻璃、鈦、和一些等級的不銹鋼(例如316)。

設備。本文的方法可以在諸多設備和系統上執行。適當的設備或系統包括配置用於基於液體處理的製程腔室。另外，在諸多實施例中，設備或系統亦可包括配置用於電鍍的製程腔室，其可以與配置用於基於液體處理的製程腔室隔開但連接。設備或系統亦可包括控制器，其配置成引起本文描述的方法中的任何一或更多者。

圖7顯示配置用於基於液體處理的製程腔室。該製程腔室可以用於圖5中描述的操作中的任何一或更多者。在該範例中，製程腔室配置成將溶液噴塗或流到基板上。如上所述，在其他範例中，可以使用浸沒來代替噴塗或流動溶液。

在圖7中，基板701用基板固持器702面朝上地固持在製程腔室703中。在一些實施例中，基板固持器配置成在處理期間將基板固持在實質上水平的方向(例如，「面朝上」或「面朝下」)。在其他實施例中，基板固持器配置成在處理期間將基板固持在實質上垂直的方向。基板固持器可以受到溫度控制，以允許基板視需求被加熱及/或冷卻。

在常見的操作中，首先透過連接到真空系統(未示出)的真空埠709在製程腔室703上抽真空。這將製程腔室703中的壓力降低至次大氣壓力。在藉由真空去除製程腔室中的大部分氣體之後，溶液(例如，自由基引發劑溶液、臭氧溶液及/或淋洗溶液)從噴嘴705或其他機構輸送到基板表面上。

透過管道(未示出)將溶液提供至噴嘴705。部分或全部管道可以在不同的解決方案之間共用。在一些情況下，可以為不同的解決方案提供單獨的管道。管道系統可以包括一或更多混合容器，用於製備一或更多溶液。在一些情況下，提供第一混合容器用於製備臭氧溶液，且提供第二混合容器用於製備自由基引發劑溶液。混合容器可流體連接至水源及一或更多反應物源。反應物源可以是氣體、液體或固體，其取決於用於製備特定溶液的化學物。可以使用諸多混合方法。(複數)混合容器、反應物源及/或相關管道可以是溫度控制的。在一些實施例中，這些元件中的一或更多者可以被加熱及/或冷卻。

在多個實施例中，在將溶液傳送到製程腔室以在基板上進行處理之前不久混合溶液可能是有利的。這可以使化學物在溶液中為活性的壽命最大化。例如，可以將臭氧摻入水中以產生臭氧溶液，然後立即將其傳送至製程腔室，在該製程腔室中基板曝露於臭氧溶液。類似的混合和溶液傳送可用於自由基引發劑溶液。在一些實施例中，一或更多溶液在接觸基板表面之前被脫氣(degassed)，以避免溶液進入真空環境時氣體被釋放。脫氣可以在溶液混合之前或之後進行。在一些實施例中，脫氣可在溶液混合之前進行，以確保相關化學物在脫氣期間不被去除。用於淋洗基板的水可以類似地進行脫氣。如上所述，例如管道、混合容器、噴嘴705、和製程腔室703中的任何其元件的諸多硬體係由能夠承受用於除渣之化學物的材料製成。

在處理期間可以利用馬達707來旋轉基板，以確保基板完全潤濕及曝露於相關溶液。在一些實施例中，溶液首先在基板之中心的約3cm的範圍內接觸旋轉的基板。在用溶液潤濕基板之後，可以用馬達707以低旋轉速率旋轉基板，以去除附帶的溶液。在一些情況下，基板表面上可能留下一薄層溶液。多餘的溶液被排出，且透過埠711離開真空腔室。然後可以將基板轉移到電鍍腔室或其他製程腔室。製程腔室703通常還將包括控制器713，該控制器713包括用於執行本文描述方法的諸多態樣的程式指令及/或邏輯。

圖8中顯示其中可以實施電鍍步驟的設備。設備包括一或更多電鍍單元，在其中處理基板(例如，晶圓)。為清楚起見，圖8中顯示一電鍍單元。為了最佳化自下而上的電鍍，通常將添加劑(例如，促進劑和抑製劑)添加至電解液。然而，具有添加劑的電解液可能以不期望的方式與陽極反應。因此，電鍍單元的陽極和陰極區域有時被膜隔開，使得不同組成的電鍍溶液可用於每一區域。陰極區域的電鍍溶液稱為陰極電解液，且在陽極區域中為陽極電解液。可以使用多種工程設計來將陽極電解液和陰極電解液引入電鍍設備中。

參照圖8，顯示根據一實施例的電鍍設備801的示意性剖面圖。電鍍浴803包含電鍍溶液，其在液面805處示出。該容器的陰極部分適合於在陰極電解液中接收基板。將晶圓807浸入電鍍溶液中，且由例如(例如，蛤殼式(clamshell))基板固持器809加以固持，該基板固持器809安裝在可旋轉心軸811上，其允許基板固持器809與晶圓807一起旋轉。在美國專利第6,156,167號及第6,800,187號中詳細描述具有適合與本發明一起使用之態樣的蛤殼式電鍍設備的概括性描述，該美國專利第6,156,167號公告授予Patton等人，且該美國專利第6,800,187號公告授予Reid等人，該等美國專利針對全部目的併入於本文中。

陽極813設置在電鍍浴803內的晶圓下方，且藉由膜815(較佳為離子選擇性膜)與晶圓區域隔開。例如，可以使用Nafion ^TM陽離子交換膜(CEM，cationic exchange membrane)。陽極膜下方的區域通常稱為「陽極室」。膜815允許電鍍單元的陽極區域和陰極區域之間的離子連通，同時防止在陽極處產生的顆粒進入晶圓附近並污染晶圓。陽極膜還可用於在電鍍製程期間再分佈電流，以及從而改善電鍍均勻性。適當的陽極膜的詳細描述在公告授予Reid等人的美國專利第6,126,798號及第6,569,299號中提供，其二者針對全部目的併入於本文中，以供參考。離子交換膜，例如陽離子交換膜特別適合這些應用。這些膜通常由離聚物(ionomeric)材料製成，例如含有磺酸基團(sulfonic group)的全氟化共聚物(例如Nafion™)、磺化聚醯亞胺(sulfonated polyimide)、以及本領域技術人員已知的適合陽離子交換的其他材料。適當的Nafion™膜的選擇範例包括可從Dupont de Nemours公司獲得的N324和N424膜。

在電鍍期間，來自電鍍溶液的離子沉積在基板上。金屬離子必須擴散穿過擴散邊界層並進入TSV孔。輔助擴散的常見方式是透過泵817提供的電鍍溶液的對流。此外，可以使用震動攪拌或聲波攪拌構件以及晶圓旋轉。例如，震動換能器808可以附接至基板固持器809。

電鍍溶液藉由泵817連續地提供至電鍍浴803。通常，電鍍溶液向上流過膜815和擴散板819到晶圓807的中心，以及然後徑向地向外且跨越晶圓807的範圍。亦可從電鍍浴803的側面提供電鍍溶液到浴的陽極區域中。然後電鍍溶液溢出電鍍浴803到溢流儲存器821。然後，過濾電鍍液(未示出)及返回到泵817，完成電鍍溶液的再循環。在電鍍單元的某些配置中，分別的電解液係循環通過電鍍單元中包含陽極的部分，同時使用微滲透膜(sparingly permeable membrane)或離子選擇性膜來防止與主電鍍溶液混合。

參考電極831位於電鍍浴803的外部上，在單獨的腔室833中，該腔室係藉由來自電鍍浴803的溢流加以補充。或者，在一些實施例中，參考電極定位成盡可能靠近基板，且參考電極腔室係經由毛細管(capillary tube)或另一方法連接到晶圓基板的側面或在晶圓基板正下方。在一些較佳地實施例中，設備更包括接觸感測引線，其連接到晶圓外周且配置成感測晶圓外周處的金屬種子層的電勢，但不承載任何電流到晶圓。

當期望在受控制電勢下進行電鍍時，通常採用參考電極831。參考電極831可以是諸多常用類型中的一種，例如汞/硫酸汞、氯化銀、飽和甘汞或銅金屬。除了參考電極之外，在一些實施例中亦可使用與晶圓807直接接觸的接觸感測引線，以進行更準確的電勢測量(未示出)。

電源835(例如，DC電源)可以用於控制流向晶圓807的電流。能夠提供脈衝電流或施加脈衝電壓的電源也可適用，且脈衝可以是不同時間段的正向(電鍍)、關閉(無電鍍)、和反向(去電鍍)階段的諸多組合，在製程期間重複及/或調整。電源835具有負輸出引線839，其透過一或更多滑環(slip ring)、刷部和接觸部(未示出)電性連接到晶圓807。電源835的正輸出引線841電性連接到位於電鍍浴803中的陽極813。電源835、參考電極831和接觸感測引線(未示出)可以連接到系統控制器847，除其他功能外，該系統控制器847亦可允許調節提供給電鍍單元之元件的電流和電勢。例如，控制器可以允許在電勢控制和電流控制狀態下進行電鍍。控制器可以包括程式指令，其指定需要施加到電鍍單元的諸多元件的電流和電壓位凖，以及指定需要改變這些位凖的時間。當施加正向電流時，電源835偏置晶圓807，以相對於陽極813具有負電勢。這導致電流從陽極813流到晶圓807，且電化學還原(例如Cu ²⁺+2e ^-)= Cu ⁰)發生在晶圓表面(陰極)上，這導致晶圓表面上沉積導電層(例如銅)。

設備亦可包括加熱器845，用於將電鍍溶液的溫度維持在特定位凖。電鍍溶液可用於將熱量傳遞至電鍍浴的其他元件。例如，當晶圓807被裝載到電鍍浴中時，可以打開加熱器845和泵817，以使電鍍溶液循環通過電鍍設備801，直到整個設備的溫度變得實質上均勻。在一實施例中，加熱器連接到系統控制器847。系統控制器847可以連接到熱偶，以接收電鍍設備內的電鍍溶液溫度的回饋，以及判定是否需要額外加熱。

如上所述，如圖8所示的電鍍單元可以併入較大的基板處理設備中。設備可配置成執行除電鍍之外的諸多製程操作。例如，設備可以包括一或更多製程腔室，其配置用於基於水的處理(如圖7所述)，以將基板曝露於臭氧溶液及/或自由基引發劑溶液，如本文所述。將這些不同類型的製程腔室包括在單一設備中提供諸多益處，包括但不限於提供在相關操作之間轉移基板的可控制氛圍。另外，這樣的設備無需單獨的基於電漿的光阻渣滓去除工具，從而最小化資本成本。

圖9示意性地顯示電沉積設備900的一實施例。在該實施例中，電沉積設備900具有一組電鍍單元907，每一者可包含成對的電鍍浴或以複數「二重體(duet) 」配置的電鍍浴。除了電鍍本身之外，電沉積設備900可執行諸多其他電鍍相關製程和子步驟，例如旋轉淋洗、旋轉乾燥、金屬和矽濕式蝕刻、無電沉積、預潤濕和預化學處理(例如，使用本文描述的溶液)、還原、退火、電蝕刻及/或電拋光、光阻剝離和表面預活化(pre-activation)。在圖9中自上而下示意性地顯示電沉積設備900，且在圖中僅揭示單一位凖或「地板」，但本領域普通技術人員容易理解，這樣的設備(例如Lam Sabre ^TM3D工具)可以具有彼此「堆疊」在頂部上的兩個或更多層，每一者可能具有相同或不同類型的處理站。

再次參考圖9，待電鍍的基板906通常通過前端裝載FOUP 901供給到電沉積設備900，且在該範例中，經由前端機器人902將基板906從FOUP帶到電沉積設備900的主基板處理區域，該前端機器人902可以在複數維度取回及移動由心軸903驅動的基板906，以從一站到另一可存取站，在此範例中顯示兩前端可存取站904以及兩前端可存取站908。前端可存取站904和908可以包括例如預處理站(例如，使用本文描述的溶液)和旋轉淋洗乾燥(SRD，spin rinse drying)站。前端機器人902從一側到另一側的橫向移動係利用機器人軌道902a來達成。每一基板906可以由杯/錐部組件(未示出)固持，該杯/錐部組件由連接到馬達(未示出)的心軸903驅動，且馬達可以附接至安裝支架909。該範例中還顯示電鍍單元907的四個「二重體」，總共八個電鍍單元907。系統控制器(未示出)可以耦合到電沉積設備900，以控制電沉積設備900的一些或全部特性。控制器可以被程式化或以其他方式配置成根據本文描述的製程來執行指令。

在一些實施例中，控制器為系統的一部分，該系統可為以上描述範例的一部分。如此系統可包含半導體處理設備，該半導體處理設備包含(複數)處理工具、(複數)腔室、(複數)處理平台、及/或特定的處理元件(晶圓基座、氣體流動系統等)。該等系統可與電子設備整合，以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、以及之後，控制該等系統的操作。該電子設備可稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的諸多元件或子部件。取決於處理條件及/或系統類型，控制器可程式設計成控制本文揭露製程的任何者，包含處理氣體的傳送、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、流速設定、流體傳送設定、位置和操作設定、晶圓轉移(進出與特定系統相連接或相接合之工具及其他轉移工具及/或裝載鎖)。

廣泛地講，控制器可定義為電子設備，其具有用以接收指令、發佈指令、控制操作、啟動清洗操作、啟動終點量測以及類似者的諸多積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體。積體電路可包含：儲存程式指令之韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSP，digital signal processors)、定義為特定用途積體電路(ASIC，application specific integrated circuits )的晶片、及/或一或更多微處理器、或執行程式指令(例如，軟體)的微控制器。程式指令可為以諸多單獨設定(或程式檔案)之形式而傳達至控制器或系統的指令，該單獨設定(或程式檔案)為實行特定的製程(在半導體晶圓上，或針對半導體晶圓)定義操作參數。在一些範例中，操作參數可為由製程工程師為了在一或更多以下者的製造期間實現一或更多處理步驟而定義之配方的一部分：層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、以及/或者晶圓的晶粒。

在一些實施例中，控制器可為電腦的一部分，或耦接至電腦，該電腦係與系統整合、耦接至系統、以其他網路的方式接至系統、或其組合的方式而接至系統。舉例而言，控制器可在「雲端」或廠房主機電腦系統的全部、或部分中，其可容許遠端存取晶圓處理。電腦可使系統能夠遠端存取，以監控制造操作的目前進度、檢查過去製造操作的歷史、自複數的製造操作而檢查其趨勢或效能度量，以改變目前處理的參數、設定目前處理之後的處理步驟、或開始新的處理。在一些範例中，遠端電腦(例如，伺服器)可通過網路提供製程配方至系統，該網路可包含局域網路或網際網路。遠端電腦可包含使得可以進入參數及/或設定、或對參數及/或設定進行程式設計的使用者界面，然後該參數及/或設定自遠端電腦而傳達至系統。在一些範例中，控制器以資料的形式接收指令，該指令為即將於一或更多操作期間進行執行之處理步驟的每一者指定參數。應理解，參數可特定地針對待執行之製程的類型、以及控制器與之接合或加以控制之工具的類型。因此如上所述，控制器可為分散式，例如藉由包含以網路的方式接在一起、且朝向共同之目的(例如，本文所描述之製程及控制)而運作的一或更多的分離的控制器。用於如此目的之分散式控制器的範例將是腔室上與位於遠端的一或更多積體電路(例如，在作業平臺位準處、或作為遠端電腦的一部分)進行通訊的一或更多積體電路，兩者相結合以控制腔室上之製程。

例示性系統可包含但不限於以下者：電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉淋洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜角緣部蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積沉積(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、軌跡腔室(track chamber)或模組、以及可在半導體晶圓的製造及/或加工中相關聯的、或使用的任何其他半導體處理系統。

如以上所提及，取決於待藉由工具而執行之(複數)製程步驟，控制器可與半導體加工工廠中之一或更多的以下者進行通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、叢集工具(cluster tools)、其他工具界面、鄰近的工具、相鄰的工具、遍及工廠而分布的工具、主電腦、另一控制器、或材料輸送中使用之工具，該材料輸送中使用之工具將晶圓容器帶至工具位置及/或裝載埠，或自工具位置及/或裝載埠帶來晶圓容器。

範例。諸多工作範例已顯示，本文描述的方法可用於以高品質結果從基板去除光阻渣滓，包括對於正型光阻和負型光阻兩者。參考圖10描述一如此範例。圖10顯示用正型光阻圖案化的基板曝露於標準氧電漿光阻渣滓去除製程或曝露於基於液體水光阻渣滓去除製程的缺陷密度。基於液體水製程涉及將基板曝露於臭氧溶液。圖10中的曲線反映不同臭氧濃度和曝露時間。臭氧濃度在幾ppm到約50ppm之間，且時間段在約1分鐘與幾分鐘之間。除渣後，對基板進行電鍍，以及然後分析缺陷。圖10還顯示在沒有任何先前除渣製程的情況下進行電鍍的基板的結果，且顯示除渣製程的有效性。在圖10的各圖中，x軸對應於距基板中心的距離(半徑，r)，且y軸對應於在該半徑處測量的缺陷密度。低缺陷密度顯示光阻渣滓去除製程相對成功，而高缺陷密度高顯示基板表面殘留有大量光阻渣滓，其干擾後續電鍍導致缺陷形成。

圖10的左側部分的圖表顯示以下者的結果：(i)未經歷任何除渣製程的基板、和(ii)經歷除渣的基板。未經除渣的基板呈現極高的缺陷密度。

為了清楚起見，圖10的右側部分的圖表顯示圖10的左側部分的圖表的放大區域。僅經過除渣的基板的結果符合此範圍。即使短曝露於臭氧溶液也導致光阻渣滓的實質上去除，以及電鍍後相關缺陷的最小化。

下文的表1顯示基板的特徵部CD的平均的增加，該基板上具有諸多不同的標準化特徵部，其在以下者之後：涉及將基板曝露於臭氧溶液的基於液體水光阻渣滓去除製程、或涉及將基板曝露於氧電漿的基於氧電漿的光阻渣滓去除製程。在該實施例中，光阻是正型光阻。每一基板包括具有不同幾何形狀的諸多特徵部(例如，圓形墊、方形墊和線，其關鍵尺寸範圍在約5μm和約100μm之間)。與其他基板相比，每一基板具有相同的特徵部佈局。

未經過任何光阻渣滓去除製程的基板用作基礎參考(baseline)，以顯示在光阻渣滓去除製程期間諸多特徵部的關鍵尺寸改變的程度。 [表1]

	特徵部CD的增加：基於臭氧溶液的光阻去除製程(μm)	特徵部CD的增加：基於氧電漿的光阻去除製程(μm)
平均值	0.24	0.23

對於經過光阻渣滓去除製程的全部基板而言，關鍵尺寸都有小但可檢測的增加。由於基於液體水製程和基於氧電漿製程被選擇以最少的處理量來完全地去除光阻渣滓，因此關鍵尺寸的增加是預期的。值得注意的是，基於液體水製程和基於氧電漿製程導致關鍵尺寸的增加非常相似。

該範例的子集在圖11中示出。特別地，圖11顯示10μm線特徵部類型的線寬。圖11中的結果顯示將基板曝露於基於液體水光阻渣滓去除製程或曝露於基於氧電漿光阻渣滓去除製程導致其上的特徵部的關鍵尺寸略有但可測量的增加。兩種類型的光阻渣滓去除製程之間的關鍵尺寸的增加是相當的。

在另一範例中，分析基板集合，該基板集合具有圖案化為負型光阻的特徵部，且具有保留在特徵部中的大量的光阻渣滓，以顯示本文所述的基於液體水光阻渣滓去除製程的有效性。光阻相對較厚。一半的基板(例如，晶圓1、4、5和7)沒有進行任何光阻渣滓去除製程。剩下的一半基板(例如晶圓2、3、6和8)經過基於液體水光阻渣滓去除製程，該製程涉及將基板曝露於臭氧溶液。全部基板在分析前經過電鍍。檢查每一基板上的許多特徵部。檢查特徵部，以判定電鍍製程是否成功。每一特徵部被分類為良好、不良、有缺陷、或缺失。良好的填充顯示無可見缺陷，且特徵部邊緣乾淨。光阻殘留物可能存在，但在此分析中不被視為缺陷。良好填充的範例如圖12A所示，從上到下顯示。不良填充顯示特徵部表面的小缺陷。這些缺陷可能增加電鍍期間的電阻，導致電鍍結果不均勻或低品質。不良填充的範例如圖12B所示，從上到下顯示。有缺陷填充包括大缺陷，導致大部分特徵部表面無法電鍍。這些特徵部通常不完全電鍍及/或在隨後的光阻剝離步驟期間不期望地從基板脫落。有缺陷填充的範例如圖12C所示，從上到下顯示。缺失填充對應於完全或幾乎完全未電鍍的特徵部。缺失填充的範例如圖12D所示，從上到下顯示。

圖13顯示未經過任何光阻渣滓去除製程的基板上的全部檢查的特徵部都顯示不良的、有缺陷的或缺失的填充結果。相比之下，圖13顯示經過基於液體水光阻去除製程(例如，涉及曝露於臭氧溶液)的基板上的全部檢查特徵部顯示出良好的填充結果，沒有歸因於光阻渣滓的可見缺陷。

在相關範例中，分析基板集合，該基板集合具有圖案化為負型光阻的特徵部，且具有特徵部中的大量的光阻渣滓，以顯示本文所述基於液體水光阻渣滓去除製程的有效性。光阻相對較厚。一半的基板(例如，晶圓1、4、5和7)沒有進行任何光阻渣滓去除製程。剩下的一半基板(例如晶圓2、3、6 和8)經過基於液體水光阻渣滓去除製程，該製程涉及將基板曝露於臭氧溶液。分析基板以判定特徵部的直徑。與該範例相關的特徵部直徑如圖14所示。值得注意的是，任何基板的特徵部直徑之間皆無可檢測的差異。換句話說，將基板曝露於臭氧溶液不導致特徵部直徑變寬。相比之下，有效去除光阻渣滓的習知製程通常也會去除一定量的光阻，從而產生較寬的特徵部。因此，相信所揭露的方法在與負型光阻組合使用時特別有益(儘管也可以使用正型光阻)。

本文描述的範例顯示，所揭露方法可有效地用於去除負型光阻和正型光阻上的渣滓。此外，範例顯示所揭露方法甚至可以用於相對厚的光阻。過去使用類似的基於液體光阻去除製程的情形中，其通常僅受限制於光阻相對較薄(例如，＜1μm)的正型光阻的情形。

這些有前景的範例提供意想不到的結果。先前的基於液體的臭氧水處理已用於以下情況：(1)完全去除一層光阻，或(2)在另一製程去除主體光阻後，完全地去除光阻殘留物。之前未使用如此的處理來去除光阻渣滓同時維持光阻的主體(例如，同時維持在光阻中形成的特徵部)。因此，令人驚訝的是，所揭露的處理可用於去除光阻渣滓，同時維持在光阻主體中形成的特徵部。此外，之前使用臭氧溶液去除主體負型光阻的嘗試並未成功。因此，令人驚訝的是，如此處理可成功地去除由負型光阻產生的光阻渣滓。雖然臭氧已在非常受限制的情況下用於去除光阻渣滓，但這些方法僅在基於氣體的處理的情況下實踐或考慮，其中臭氧以氣體形式提供給基板。如上所述，至少部分是因為之前使用臭氧溶液去除主體負型光阻的嘗試並不成功，因此，相信與基於氣體的方法相比，基於液體的臭氧溶液處理不太可能成功。

結論。儘管為了清楚理解的目的已詳細描述前述實施例，但顯而易見的是，在所附專利申請範圍的範圍內可作出某些改變及修改。應注意，存在許多替代方式來實現本實施例的製程、系統、和設備。因此，本實施例係被認為是說明性而非限制性，且實施例不受限於本文給出的細節。

102:種子層 104:光阻 106:特徵部 108:側壁 110:光阻渣滓 112:金屬 404:光阻 410:光阻渣滓 444:電漿 502:操作 504:操作 506:操作 508:操作 510:操作 512:操作 701:基板 702:基板固持器 703:製程腔室 705:噴嘴 707:馬達 709:真空埠 711:埠 713:控制器 801:電鍍設備 803:電鍍浴 805:液面 807:晶圓 808:震動換能器 809:基板固持器 813:陽極 815:膜 817:泵 819:擴散板 821:溢流儲存器 831:參考電極 833:腔室 835:電源 839:引線 841:引線 845:加熱器 900:電沉積設備 901:FOUP 902:前端機器人 902a:機器人 903:心軸 904:站 906:基板 907:電鍍單元 908:站 909:支架 506a:操作 506b:操作 512a:操作 512b:操作

圖1A~1C描繪在光阻中形成的特徵部，顯示當特徵部中存在光阻渣滓時可能出現的某些問題。

圖2和圖3描繪在光阻中形成的特徵部(例如，線)。圖2顯示去除任何光阻渣滓之前的特徵部，且圖3顯示去除光阻渣滓後的特徵部。

圖4A和4B顯示在基於電漿的光阻渣滓去除製程期間可能發生的損壞和其他問題。

圖5顯示根據本文的諸多實施例的流程圖。

圖6描繪本文諸多實施例中使用的特定自由基引發劑(initiator)的結構。

圖7顯示可用於執行本文所述的基於液體處理操作的製程腔室，該基於液體處理操作例如將基板曝露於臭氧溶液及/或自由基引發劑溶液。

圖8顯示根據本文的諸多實施例可用於執行電鍍的製程腔室。

圖9描繪根據本文的諸多實施例的配置成執行本文描述的基於液體處理操作，以及進一步配置成執行電鍍的設備，基於液體處理操作例如將基板曝露於臭氧溶液及/或自由基引發劑溶液。

圖10和圖11呈現說明本文所述的光阻渣滓去除製程的有效性的範例。

圖12A~12D描繪由於存在不同位凖的光阻渣滓而以不同品質位凖電鍍的特徵部。

圖13顯示本文描述的光阻渣滓去除製程的有效性，其參考圖12A~12D中所示的不同品質位凖。

圖14顯示揭露方法，其可以在負型光阻中執行，且不增加特徵部直徑。

502:操作

504:操作

506:操作

506a:操作

506b:操作

508:操作

510:操作

512:操作

512a:操作

512b:操作

Claims (21)

1. 一種基板處理方法，該基板處理方法包括： 在一製程腔室中接收一基板，該基板包括一光阻層，該光阻層中具有圖案化的特徵部，其中該特徵部中存在光阻渣滓；以及 將該基板曝露於包含水和一或更多化學物的溶液，該溶液能夠從該特徵部去除該光阻渣滓的至少一部分。
2. 如請求項1的基板處理方法，其中該溶液是包含水和臭氧的臭氧溶液。
3. 如請求項2的基板處理方法，其中該臭氧溶液具有約5ppm與約500ppm之間的臭氧濃度。
4. 如請求項1的基板處理方法，其中該溶液是包含水和自由基引發劑的自由基引發劑溶液。
5. 如請求項4的基板處理方法，其中該自由基引發劑包含選自由以下者組成之群組的一或更多化學物：過氧化物、偶氮化合物、烷基鹵化物化合物、及其組合。
6. 如請求項5的基板處理方法，其中該自由基引發劑包括選自由以下者組成之群組的一或更多化學物：過氧化氫、過氧化苯甲醯、2,2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽、及其組合。
7. 如請求項4的基板處理方法，其中該自由基引發劑溶液具有約5ppm與約1000ppm之間的自由基引發劑濃度。
8. 如請求項4的基板處理方法，其中該自由基引發劑分解以形成自由基，該自由基從該特徵部去除該光阻渣滓的至少一部分，且其中與該特徵部的一頂部相比，該自由基引發劑優先地在該特徵部的一底部附近分解。
9. 如請求項1的基板處理方法，其中將該基板曝露於該溶液包括將該基板曝露於第一溶液，隨後將該基板曝露於第二溶液，其中該第一溶液是包含水和自由基引發劑的自由基引發劑溶液，且該第二溶液是包含水和臭氧的臭氧溶液。
10. 如請求項9的基板處理方法，其中該自由基引發劑分解形成自由基，且其中由該自由基引發劑形成的該自由基與該臭氧相互作用，以形成羥基自由基。
11. 如請求項1的基板處理方法，其中該溶液包含自由基引發劑和臭氧兩者，使得該基板同時曝露於該自由基引發劑和該臭氧兩者。
12. 如請求項1的基板處理方法，其中將該基板曝露於該溶液包括將該溶液噴塗或流到該基板上，或將該基板浸入該溶液中。
13. 如請求項1的基板處理方法，其中該光阻是一負型光阻或一正型光阻。
14. 如請求項1的基板處理方法，更包括在將該基板曝露於該溶液之後，將金屬電鍍到該特徵部中。
15. 一種基板處理設備，該基板處理設備包括： 一製程腔室； 一入口，通往該製程腔室，該入口配置成向該製程腔室提供溶液；以及 一控制器，配置成使得： 在該製程腔室中接收一基板，該基板包括一光阻層，該光阻層中具有圖案化的特徵部，其中該特徵部中存在光阻渣滓；以及 經由該入口提供該溶液至該製程腔室，並且將該基板曝露於該溶液，該溶液包含水和能夠從該特徵部去除該光阻渣滓的至少一部分的一或更多化學物。
16. 如請求項15的基板處理設備，更包括一噴嘴，該噴嘴流體連接至該入口，其中該噴嘴將該溶液噴塗或流到該基板上。
17. 如請求項15的基板處理設備，更包括一基板支撐件，該基板支撐件配置成將該基板浸入該溶液中。
18. 如請求項15的基板處理設備，其中該入口包括選自由以下者組成之群組的一或更多材料：聚碳酸酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃、鈦、不銹鋼、及其組合。
19. 如請求項15的基板處理設備，更包括一混合容器及/或管道，以藉由組合(i)該水和(ii)能夠去除該光阻渣滓的至少一部分的該一或更多化學物而製備該溶液。
20. 如請求項15的基板處理設備，更包括一混合容器及/或管道，以在將該基板曝露於該溶液之前不超過約10分鐘，藉由組合(i)該水、和(ii)能夠去除該光阻渣滓的至少一部分的該一或更多化學物而製備該溶液。
21. 如請求項15的基板處理設備，更包括一第二製程腔室，該第二製程腔室配置用於電鍍，其中該製程腔室和該第二製程腔室設置在一起，使得該基板在受控制氛圍下從該製程腔室轉移到該第二製程腔室，而不從該基板處理設備移除該基板。

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