TWI277171B - Methods for surface treatment and structure formed therefrom - Google Patents

Description

1277171 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種在半導體基材上製造積體電路的 方法，且特別是有關於表面處理及在其上形成結構的方法。 【先前技術】 互補式金氧半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor ; CMOS)科技已被認為是應用於一般數位電 子，且特別是應用於許多計算機產品上的龍頭科技。根據 微縮法則（scaling rule)所發展的微小化CMOS科技，應用於 半導體元件上以達成大尺寸堆疊與高速運作之目的。而先 進的CMOS科技已被應用於製造靜態隨機存取記憶體 (static random access memory ; SRAM) 〇 在SRAM的製造上5部分多晶碎閘極和主動區的阻抗 應維持住以符合積體電路的要求。而為達此目的阻隔金屬 石夕化層（resist protection oxide; RPO)製程已被揭露。藉形 成一圖案化RPO層，以覆蓋在閘極或主動區等這些不應與 下一矽化金屬層接觸之區域，閘極與主動區固有的阻抗便 可維持。以此方法製造之積體電路其效能需求便可達到。 因此，一去渣製程（descum process)被廣泛地應用於除 去基材的表面電荷，以及對基材進行表面處理。第1圖係 繪示形成RPO結構之習知技術流程圖。在步驟S100中， 一 RPO 層藉化學氣相沉積法（chemical vapor deposition; CVD)在具有多晶矽閘極與主動區的基材上形成。在步驟 1277171 SI02，微影製程用以形成圖案化光阻層，覆蓋在將被定義 圖案之RPO層之上。其後在步驟S104去渣製程中，藉使 用一電感耦合式電漿（ion coupled plasma ; ICP)腔體内的氧 電漿，來達成RPO層的電荷移除與表面處理。在步驟S106 中，一氟酸溶液用以移除RPO層未受圖案化光阻層覆蓋的 部分。在步驟S108中，圖案化光阻被移除。然而，習知技 藝最後會在多晶矽閘極與主動區上留下凹洞。因為這些凹 洞，使得閘極氧化層積集度（gate oxide integrity)測試失敗。 因此，習知技藝之方法無法提供製造積體電路所需之RP〇 結構。 美國專利公開案號2002/0012889 A1揭露一表面處理方 法，用以增進片基（photographic support)與熱顯影材料 (photothermographic material)之疏水性。習知技術使用去電 荷電漿處理方法在氣相環境裡處理至少一表面，而此氣相 環境組成成分為（1)一含有氬氣或氦氣之惰性氣體，以及（2) 一反應氣體，包含碳氫化合物氣體或氟化碳氫化合物氣 體。藉由經過表面處理的片基（support)，熱顯影材料亦被揭 露。 美國專利公開案號2001/0001707 A1揭露一氮氧化矽 (silicon oxy-nitride)的處理方法。此處理表面的方法包含了 被一光阻層覆蓋的氮氧化矽之表面，其光阻層先藉由氧電 漿處理製程移除，隨後以氬電漿處理製程對氮氧化矽（SiON) 層過度姓刻。 1277171 * 【發明内容】 =此本發明的目的就是在提供以離子轟擊介電層表 一藉乂去除’丨電層上電荷的一種表面處理方法，應用於 具有圖案化光阻之介電層。 本發明的另—目的在提供一種去渣方法，董卜具有介 電層與圖案化光阻層之基材，以不超過_w t電漿功率 (plasma power)所產生之離？對介電層表面進行暴擊。 本^明的再—目的在揭露—種製作圖案化RPO層的方 法。此方法在—基材上形成-㈣層。-圖案化光阻層在 RP〇層上形成。隨後使用不會與Rp〇層起化學反應之離子 森擊RPO層表面。部分的㈣層被移除。此方法亦移除圖 案化光阻層。因此，以此方法形成之㈣結構亦被揭露。 2上所述及其他與本發明相關之特徵，將藉由隨後對 較佳實施例的細節描述與相對應的圖說得到更完整的了 解0 【實施方式】 參妝苐2圖，步驟S200在一基材上形成一 Rp〇層。 舉例來說，此結構可以是一矽基材、三五族化合物基材、 或玻璃基材。此基材亦可包含形成於其上之淺溝槽隔離 (shallow trench isolation; STI)結構與閘極結構。於是此 Rp〇 層是在STI結構與閘極結構上形成的。此Rp〇層是一介電 層，例如一氧化層、一氮化層、一氮氧化層或其他實質上 可提供相似功能的材料。此RPO層的形成方式舉例來說可 1277171 · 以使用CVD法。在此_實施例中，&Rp〇層為_氧化層。 在步驟S202中-光阻圖案被定義。藉由在步驟讓 中所描述之結構上鍍上-層光阻，-後續之曝光步驟 (expo賴step)及發展步驟（devel〇pmem吻）用以在㈣ 層上形成光阻圖案。舉例來說’此光阻層可以是普通光阻 或紫外線光阻。

V驟S2G4有關於使用—新穎的去渣製程處理層 之表面。在-些實施例中，此方法彻離子轟擊㈣層之 表面藉以去除RPO層上之電荷。在一些實施例中，所使用 的離子實質上不與RP0層起化學變化。舉例來說，此等離 子可以產生於惰性氣體。在此一實施例中所使用的惰性氣 體為氬氣。在其他的實施例中，此等離子如說離子，可以 與RPO層起化學反應，但只要此種化學反應實質上並不對 RPO層表面造成破壞即可。從以上對此實施例的描述，在 此領域具有一般技藝之人士將了解反應氣體的選擇會影響 RPO層表面的破壞程度，並且從而了解如何選擇反應氣體。 在一較佳實施例中，步驟S2〇4可以使用一雙極環磁蝕 刻(dipole dng magnet etcher),或其他任何可以產生電場 加速離子效應以轟擊RP0層表面的蝕刻器。在一些實施例 中’此步驟所使用之不大於800W的電漿功率，可以產生 類似一雙極環磁蝕刻器之離子轟擊效應。此蝕刻程序藉由 應用電漿功率，將產生一直流偏壓，其大小從約5〇〇v到約 1200V。此領域具有一般技藝之人士，在閱畢此實施例的描 述後’將了解雙極環磁蝕刻器與其他類似設備能產生相同 1277171 哭j轟辜效應。故步驟S2〇4並不一定要以雙極環磁蝕刻 “、行/、要其他蝕刻器能產生相似的轟擊效應即可應 用。 二只^例中，步驟S204所使用的壓力不大於 50mT〇r二。而在一較佳實施例中，此壓力大約為2_τ⑽。 2些貫施例中，所使用的惰性氣體流率從約200 seem到 、 SCCm在一較佳實施例中，所使用的氬氣流率則為 200scCm。在—些實施例中，步驟隨的製程時間長短從 、力1M少到約6G秒。在-較佳實施例中，製程時間長短約 為⑺移。步，驟S204的條件是可以變動的而並非限定於此。 在此邊域具有一般技藝之人士在閱畢此實施例的描述後， 將了解調整製程條件的重要性，以能夠產生一符合需要的 處理製程，並且了解如何調整此等製程條件。 因此，一較佳實施例包含了以使用氮氣且塵力大小約 為編丁⑽的雙極環磁餘刻器，在電漿功率約為500W，氣 體流率約為200 scem，且製程時間長短約為1()秒的條件 下，對介電層之表面進行處理。 在步驟S206中，- RP〇敍刻製程用以移除Rp〇層未 ㈣案化光阻層保護之部分。咖#刻製程舉例來說可以 是-乾敍刻製程、-濕餘刻製程或是兩者之結合。在此實 施例中，RPO钱刻製程是一濕敍刻製程，以氟酸去除暴露 在外的RPO層。 步驟S208中進行-移除圖案化光阻層的製程以形成 結構。在步驟顯中，舉例來說可藉由氧電漿乾钮刻 1277171 * 之化學物的濕蝕刻製 製程，或含有能移除圖案化光阻層 程，來移除圖案化光阻層。 m明以上述之實施例描述，然而卻非用以限定 *明。因此隨附之專利中請範圍應做廣義解釋，以包含 在不脫離本發明之精神與範圍下，對本發明所作之變更與 【圖式簡單說明】 a為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖係緣示形成RPO結構之習知技藝流程圖。 第2圖係繪示依照本發明一實施例形成RPO結構之流 程圖。 【主要元件符號說明】

Sl〇〇〜S108 :步驟 S200〜S208 ··步驟

Claims (1)

1277171 十、申請專利範圍： 1·種用於具有圖案化光阻層之介電層的表面處理方 法，該表面處理方法至少包含以離子轟擊該介電層之一表 . 面，藉此去除該介電層上之電荷。 2 ·如申请專利範圍第1項所述之表面處理方法，是以 一雙極環磁蝕刻器進行的。 士申明專利範圍弟1項所述之表面處理方法，其中 遠表面處理方法之一電漿功率不超過800W。 4.如申清專利範圍第3項所述之表面處理方法，其中 由忒電水功率所產生的一直流偏壓從約5⑼V到約12⑼V。 5 ·如申明專利範圍第1項所述之表面處理方法，其中 • '亥表面處理方法之-壓力不超過約50mT〇rr。 ^ 6·如申請專利範圍第1項所述之表面處理方法，其中 Λ二離子貫質上不與該介電層起化學反應。 ^ 女申δ月專利範圍第6項所述之表面處理方法，其中 °玄二離子產生自一惰性氣體。 8·如申睛專利範圍第7項所述之表面處理方法，其中 11

1277171 該惰性氣體為氬氣。 和固乐1 ,所述之表面處理方沬 ^ 表面處理方法沾 万去’其中 去的—氣體流率從約200 scc seem，且該表面處 至厂、々1000 。 &理方法的-製程時間長短從約10秒到約 該 60秒 1〇·一種去渣方法，至少包含： 光阻提層供：介電層之基材’且該介電層上具有-圖案化 轟擊斜電層之_表面，係利用_不超 功率產生之離子。 u•如申請專利範圍第 電層包含一 RPO層。 10項所述之去渣方法，其中該介

12·如中請專利範圍第1()項所述之去逢方法，其中該義 V驟係利用一雙極環磁蝕刻器進行。 將如申請專利範圍第10項所述之去渣方法，其中該電 率所產生之一直流偏壓從約500V到約1200v。 14·如申凊專利範圍第1 〇項所述之去渣方法，其中該轟 擊步驟之一壓力不大於約50mTorr。 12 1277171 15·如申請專利範圍第ίο項所述之去渣方法，其中該些 離子實質上不與該介電層產生化學反應。 16·如申請專利範圍第ι5項所述之去渣方法，其中該些 離子產生自一惰性氣體。 17·如申請專利範圍第16項所述之去渣方法，其中該惰 性氣體為氮氣。 18·如申請專利範圍第10項所述之去渣方法，其中該轟 擊步驟的一氣體流率從約200 seem到約1000 seem，且該 義擊步驟的一製程時間長短從約1〇秒到約6〇秒。 19· 一種形成具有圖案之阻隔金屬石夕化層（resist protection oxide ; RPO)之方法，至少包含： 在一基材上形成一 Rp〇層；以及 在遠RP0層上形成一圖案化光阻層；以及 轟擊該RP0層之一表面，係藉由實質上不與該RP0層 起化學反應之離子；以及 移除違RP0層的一部份·，以及 移除該圖案化光阻層。 2 0.如申請專利範圍第19項所述之形成具有圖案之R P 〇 13 1277171 保護之一部分係被移除。