TWI774662B - 基板之汽相氫氧自由基處理用系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用以處理基板的設備及方法。該方法包括將基板設置在基板處理系統的處理腔室內。基板包括位於該基板的工作表面上的含碳材料層。該方法亦包括：接收過氧化氫蒸汽至基板處理系統的蒸汽處理區域中、藉由處理蒸汽處理區域中之過氧化氫蒸汽以產生氫氧自由基蒸汽、及將氫氧自由基蒸汽與剩餘的過氧化氫蒸汽引導至基板的工作表面，從而使含碳材料進行化學改質。

Description

基板之汽相氫氧自由基處理用系統及方法
此揭露內容涉及處理半導體材料，尤其有關用以清理及移除材料的方法、系統、及設備。
相關案件交互參照
本案主張申請於2016年3月9日之美國專利臨時申請案第62/305715號的優先權，該美國專利臨時申請案的全部內容係以參照的方式併入本文。
積體電路及半導體裝置的製作可能涉及許多不同類型的處理技術。這類技術通常涉及使基板圖案化，及利用圖案來製作各種犧牲及/或固定結構。例如，光微影可用以產生圖案化之層(利用例如光阻之射線敏感材料的薄層)。此射線敏感層係轉換成圖案化之遮罩，其可用以蝕刻或轉移圖案至位於基板上的一或更多下方層內。因此，圖案化之光阻層可作為方向性(亦即，非等向性)蝕刻一或更多下方層之遮罩。各種任何材料皆可進行圖案化，包括氧化物、有機材料、硬遮罩、金屬、及類似者。
積體電路及半導體裝置的製作可為沉積材料、材料改質、圖案化材料、及移除材料的循環處理。通常會需要在不移除特定基板上的其他類型材料之情況下，將某一類型材料移除。可執行各種清理處理，以自一特定基板將 材料選擇性移除或清理。如此之清理處理可包括濕式清理技術(如反應性液體化學物質)及乾式清理技術(如基於電漿之清理)，其係利用特定化學物質及/或物理機制以自基板將材料清理或移除。
於此所提供的「先前技術」描述之目的是為了概括呈現本揭露內容之背景。在此先前技術章節中所述之範圍內，本案列名之發明人的成果，以及在申請時不適格作為先前技術之實施態樣敘述，皆不明示或不暗示地被承認其為相對於本發明之先前技術。
本揭露內容之一實施態樣包括用以處理基板的方法。該方法包括將基板設置在基板處理系統的處理腔室內。基板包括位於基板的工作表面上的含碳材料層。該方法亦包括：接收過氧化氫蒸汽至基板處理系統的蒸汽處理區域中、藉由處理蒸汽處理區域中之過氧化氫蒸汽以產生氫氧自由基蒸汽、及將氫氧自由基蒸汽與剩餘的過氧化氫蒸汽引導至基板的工作表面，從而使含碳材料進行化學改質。
本揭露內容之另一實施態樣包括基板處理系統。該系統包括配置以固持基板的處理腔室。基板包括位於該基板的工作表面上的含碳材料層。基板處理系統亦包括氫氧自由基蒸汽產生系統，其係配置以接收過氧化氫蒸汽、從過氧化氫蒸汽來產生氫氧自由基蒸汽、及將氫氧自由基蒸汽與剩餘的過氧化氫蒸汽引導至基板的工作表面，從而使含碳材料進行化學改質。
本揭露內容之另一實施態樣包括用於基板處理系統中之基板清理的設備。該設備包括入口、紫外光(UV，ultraviolet)源、及出口，其中該入口係配置以接收過氧化氫蒸汽，該紫外光源係配置以使過氧化氫蒸汽曝露至足夠的UV射線以產生氫氧自由基蒸汽，且該出口係配置以將氫氧自由基蒸汽與剩餘 的過氧化氫蒸汽引導至基板，基板包括位於該基板的工作表面上的含碳材料層，從而使含碳材料進行化學改質。
前面的段落係用以提供大致介紹，且不欲使其限制隨附申請專利範圍。配合附圖參考以下詳細敘述，將更能瞭解所述之實施方式及其優點。
100:系統
102:處理腔室
104:基板
106:UV光源
108:UV穿透窗口
110:H2O2產生器
112:蒸汽臭氧產生器
114:蒸汽產生器
116:基板固持器
118:控制器
120:蒸汽處理區域
200:蒸汽處理系統
202:UV光源
204:石英管
206:外側管
208:入口
210:出口
300:系統
302:第一曝光腔室
304:第二曝光腔室
306:第一UV光源
308:第二UV光源
400:系統
402:光或雷射源
404:基板
406:蒸汽處理區域
500:有機過氧化物遞送系統
502:入口
504:第二入口
600:方法
602:步驟
604:步驟
606:步驟
608:步驟
610:步驟
700:圖表
702:圖表
800:CPU
802:記憶體
804:儲存媒體碟
806:網路控制器
808:顯示控制器
810:顯示器
812:I/O介面
814:鍵盤及/或滑鼠
816:觸控螢幕板
818:周邊裝置
820:聲音控制器
822:揚聲器/麥克風
824:儲存控制器
826:匯流排
828:網路
藉由參考以下詳細敘述及相關附圖，應能立即瞭解本揭露內容的更完整評價及其許多伴隨優點，其中：圖1係根據一範例之用以處理基板之系統的示意圖；圖2A係根據一範例之蒸汽處理系統的示意圖；圖2B係一示意圖，其顯示圖2A之系統的側視圖；圖3係根據一範例之具有多數紫外光(UV)曝光腔室之用以處理基板之系統的示意圖；圖4係根據一範例之用以處理基板之系統的示意圖；圖5係根據一範例之有機過氧化物遞送系統的示意圖；圖6係一流程圖，其顯示根據一範例之用以處理基板的方法；圖7係一示意圖，其顯示根據一範例之範例性結果；及圖8係根據一範例之控制器的示範方塊圖。
現在參考圖式，其中同樣的參考符號表示在各個視圖之相同或對應的部分，以下敘述涉及基板之汽相氫氧自由基處理用系統及其方法。
在整個說明書的「一實施方式」或「一個實施方式」表示該實施方式中所敘述之一特定特徵部、結構、材料、或特性係包括在至少一實施方式 之中，但並不表示其存在於每一實施方式之中。因此，在整個說明書中之各處出現的用語「在一實施方式中」並不一定是指同一實施方式。此外，在一或更多實施方式中，可以任何適當的方式來組合該些特定特徵部、結構、材料、或特性。
於此所述之技術提供一種低損壞的氧化製程，其不依靠使用電漿或高處理溫度(即高於150℃)。該些技術包括產生用以移除含碳膜之高濃度氫氧自由基蒸汽。可使高濃度過氧化氫的流量在到達基板表面之前曝露至紫外(UV)射線，以產生高濃度的氫氧自由基蒸汽。上述氧化技術可提供用以處理半導體及平面基板之乾式氧化製程。通常，氧化清理或氧化處理製程依靠氧化電漿或高溫氧化濕式化學作用，例如：硫酸及過氧化氫混合物(SPM，sulfuric acid and hydrogen peroxide mixture)、標準清理1(SC1，standard clean 1)(有機清理+微粒清除)、H2O2、或氧化大氣中的熱處理。過氧化氫的反應性可藉由加熱過氧化物及/或基板而提高，但缺點為過氧化氫易受熱分解影響而變成水及氧。
就反應性而言，氫氧自由基(HO˙)明顯比單獨H2O2更易氧化。使用較具有氧化潛力之反應物的優點為能在較不易氧化之條件下將較不易移除的膜移除。此外，相較於使用較不易氧化的反應物之處理時間，使用較易氧化的反應物會使移除目標膜所需之處理時間降低。表格1顯示各種氧化物種的氧化電位，並突顯氫氧自由基與過氧化氫之間的氧化電位差異。因此，過氧化氫蒸汽的反應性可藉由將過氧化氫蒸汽轉變成氫氧自由基蒸汽而提高。
Figure 106107706-A0305-02-0006-1
Figure 106107706-A0305-02-0007-2
圖1係根據一範例之用以處理基板之系統100的示意圖。系統100可包括半導體加熱爐、單一晶圓處理系統、蝕刻系統(如電漿處理系統)、及清理工具。系統100可包括處理腔室102，其內設有基板固持器116(例如靜電夾具)，基板固持器116係用以接收基板104。基板固持器116可為溫度控制夾具。
基板104包括位於基板104的工作表面上之含碳材料層。可藉由於此所述之製程來移除或處理該層。該含碳材料層係選擇自由非晶碳、光阻、旋塗碳、或半導體處理單元操作的含碳副產物所組成之群組。舉例而言，膜可包括碳膜，例如化學蒸汽沉積的非晶碳及旋塗碳(SOC，spin-on-carbon)。可使用各種光阻，包括離子植入光阻。亦可處理蝕刻副產物膜，例如蝕刻後的聚合物。
在基板處理系統100的蒸汽處理區域120中接收過氧化氫蒸汽。可以例如5000-150000ppm的高濃度來提供如此之過氧化氫蒸汽。在真空至大氣壓力下產生高濃度的乾H2O2或H2O2/H2O蒸汽的各種過氧化氫產生器皆可使用。範例過氧化氫蒸汽產生器係由加州聖地牙哥的RASIRC公司所生產。相較於過氧化氫對水蒸汽的平衡蒸汽濃度，這類蒸汽產生器可提供更高濃度的過氧化氫。蒸汽處理區域120可為位於基板處理腔室102內之基板104的工作表面上方之區域、或位於鄰近基板處理腔室102的腔室或管子內之區域、或位於在基板處理腔室102外部之區域。
氫氧自由基蒸汽係藉由處理蒸汽處理區域120中之過氧化氫蒸汽而產生。處理過氧化氫蒸汽包括將過氧化氫蒸汽曝露至紫外射線。可藉由將過氧化氫蒸汽曝露至UV光而使過氧化氫裂解成氫氧自由基蒸汽，以提高過氧化氫蒸汽的氧化效能。氫氧自由基可接著用以產生基板表面上的直接氧化反應，或於存在其他氣體的情況下產生有機自由基或有機過氧化物。因此，氫氧自由基可大幅降低氧化處理時間，從而增進產量。氫氧自由基蒸汽可在基板處理腔室之中原位產生，或於進入處理腔室前在分離區域之中產生。一些基板可能容易受到UV光影響，因此在包含UV光曝曬的鄰近區域之中產生氫氧自由基蒸汽會是有利的。
回來參考圖1，可使高濃度的過氧化氫蒸汽流入基板處理腔室102內。基板處理腔室102可包括一或更多UV光源106(如UV燈)，其係可設置在UV穿透窗口108後方。當過氧化氫蒸汽自H2O2產生器110流向基板時，UV射線與過氧化氫蒸汽互相作用並形成氫氧基蒸汽，然後氫氧基蒸汽流向基板。該系統更可包括蒸汽臭氧產生器112及蒸汽產生器114。H2O2產生器110、蒸汽臭氧產生器112、蒸汽產生器114、及溫度控制之基板固持器116可受控制器118控制，以調整系統100的各種參數。
一些基板上的材料容易受UV射線影響且/或可能被UV射線損壞。因此，圖1中所示之配置可能不適合一些情況，因為UV射線可能到達基板的工作表面。在其他實施方式中，蒸汽處理區域可位於基板處理腔室102附近或就位於處理腔室外部，使得能利用UV射線產生氫氧自由基蒸汽，然後可遞送氫氧自由基蒸汽至處理腔室，但UV射線不會到達基板。
圖2A係根據一範例之蒸汽處理系統200的示意圖。產生254奈米波長之UV光源202係由UV穿透材料圍繞的伸長形UV光源。在此範例中，石英管204圍繞UV光源202。外側管206(其可包括UV反射材料)提供用以使過氧化氫蒸汽 流動經過/圍繞UV光源202的導管。可經由入口208導入過氧化氫及UV穿透載體氣體(例如氮)。UV穿透載體氣體可運送濕或乾過氧化氫蒸汽通過導管，以使其曝露至UV光源202。如此之UV曝光接著使過氧化氫裂解以產生氫氧自由基，然後可經由出口210使氫氧自由基流至基板的工作表面。
圖2B係一示意圖，其顯示圖2A之系統的側面橫剖面圖。
圖3係根據一範例之使用多數UV曝光腔室之用以處理基板之系統300的示意圖。可使用不同的UV光源以進一步提高所產生之氫氧自由基的濃度。多數UV曝光腔室及/或UV光源可用以產生氫氧自由基。在一實施方式中，該系統可包括第一曝光腔室302及第二曝光腔室304。第一曝光腔室302可包括具有第一波長(例如：185nm或172nm)的第一UV光源306。第二曝光腔室304可包括具有第二波長(例如：254nm)的第二UV光源308。將過氧化氫導入第一曝光腔室302，且將來自第一曝光腔室的輸出(例如：H2O2、O2、H2O、HO˙、O3、O)引導至第二曝光腔室304的輸入。接著，將來自第二曝光腔室的輸出(例如：H2O2、O2、H2O、HO˙)引導至基板處理腔室。
多數曝光處理配置中的各個曝光腔室的波長之選擇順序係依自由基的壽命函數而決定。舉例而言，若原子氧(O)比臭氧(O3)更具有反應性，則在順序最後(亦即，在基板處理腔室之前的最後一個曝光腔室中)才產生原子氧是有利的，以提高基板表面處的反應濃度，否則會有較高比例的O在到達基板之前就已經在別處反應。
H2O2在254nm處強烈吸收，並分裂成氫氧自由基。O3亦在254nm處強烈吸收並可產生原子氧(O)及雙原子氧(O2)。若有O2存在，則185nm或172nm光可使O2分子分裂而產生原子氧。原子氧本身對基板具有反應性或與氧反應而形成臭氧。臭氧比氧更具有反應性。若使用了H2O2/氮混合物，則僅使 用具有波長254nm的曝光腔室。若載體氣體為空氣，則可使用具有更短波長的曝光腔室以提高氣體的反應性。
應注意到，具有設置在管子內部之UV光源及使過氧化氫在管子周圍流動皆僅為範例配置。例如，UV光源可設置在導管周圍，而過氧化氫蒸汽流動在導管之中。可使用各種幾何結構的導管，或進入基板處理腔室前的預先曝光腔室。
在一實現方式中，氫氧自由基蒸汽可在基板處理腔室內產生，同時使UV損壞基板的危險降到最低。具體而言，可引導UV光以使基板曝露至UV的情況降到最低。
圖4係根據一範例之用以處理基板之系統400的示意圖。光或雷射源402可導向成平行於基板404的工作表面。因此，基板404實質上並不受UV射線影響。光或雷射源402可離基板404各種不同高度及距離。因此，在接觸到基板404的工作表面之前，氫氧自由基蒸汽可直接在蒸汽處理區域406中產生。
在其他實施方式中，除了遞送高濃度乾或濕過氧化氫以外，還可包括如圖5所述的有機過氧化物遞送系統。
圖5係根據一範例之有機過氧化物遞送系統500的示意圖。有機過氧化物遞送系統500可包括一或更多入口，例如入口502。可經由入口502將烷烴或烯烴注入過氧化氫的流量中，以形成有機過氧化物。有機過氧化物具有作為聚合化媒介(例如用初始化學蒸汽沉積(iCVD，initiated chemical vapor deposition))或嫁接在表面上以提供表面改質的能力。此實施方式之一優點為避免使用高能有機過氧化物作為消耗品，及避免其使用上之遞送及儲存危險。有機過氧化物自由基係隨需要而在有機過氧化物遞送系統500中產生。第二入口504可用以將O2、烷烴、或烯烴注入至有機過氧化物自由基。
所選擇之特定氣體組成物及照射使用之UV波長決定了所產生的物種。控制蒸汽、氧、氮及過氧化氫之氛圍可控制過氧化物物種(其係產生/存在於UV曝光後之特定處理氣體混合物之中)的比例。各種氧/過氧化合物與UV反應的例子包括： O2+hv(<230nm)=>2 O
O+O2+M=O3+M(M係惰性第三體，例如N2)
O3+hv(254nm)=>O+O2
O+H2O=>2HO˙
H2O2+hv(<300nm)=2HO˙
不同的過氧化物物種可有利於處理不同的含碳材料。此外，一些過氧化物物種可適用在較高處理溫度。因此，在考量所產生之過氧化物物種之類型的情況下，可藉由控制器118來控制基板溫度。因此，於此所述者為用以產生氫氧自由基蒸汽的各種實施方式。在產生步驟之後，將氫氧自由基蒸汽與剩餘的過氧化氫蒸汽引導至基板的工作表面，以使氫氧自由基蒸汽接觸含碳材料層。可將足夠的氫氧自由基蒸汽引導至基板的工作表面以使含碳材料層氧化成氣態，或以其他方式使有機材料層改質。
在其他實施方式中，將足夠的氫氧自由基蒸汽引導至基板的工作表面，以使氧及氫添加至含碳材料的碳結構之中。因此，含碳層受到化學改質，但仍留在位置上，而非礦化成H2O及CO2並汽相移除。
上述之改質可實現使用UV處理空氣之後續移除。將氫氧自由基蒸汽引導至基板的工作表面可包括將基板維持在低於攝氏260度、或甚至在低於攝氏100度、或在(或低於)有關處理腔室之一特定壓力下之過氧化氫蒸汽的凝結溫度。舉例而言，壓力範圍可從6毫托耳至20托耳。
因此，在變成揮發性之後，可將氧化之含碳材料自處理腔室移除。例如，在氧化之後，可使用泵或真空系統將含碳材料自處理腔室移除。
圖6係一流程圖，其顯示根據一範例之用以處理基板的方法600。將基板設置在基板處理系統的處理腔室內(602)。基板可包括位於基板的工作表面上之含碳材料層。含碳材料可包括非晶碳、光阻、旋塗碳、及蝕刻後的聚合物殘留物。
如本文先前所述般，蒸汽處理區域可為基板上方之區域(例如：圖1或4的系統100)。在一實現方式中，蒸汽處理區域可位於處理腔室外部。例如，蒸汽處理區域可包括配置以接收UV光或射線之石英導管(例如：圖2或3的曝光腔室)。
在一範例中，可將維持基板在一預定溫度。該預定溫度可為有關處理腔室之一特定壓力下之低於過氧化氫蒸汽的凝結溫度之溫度。在一範例中，可將基板維持在低於攝氏100度。
接收過氧化氫蒸汽至基板處理系統的蒸汽處理區域中(604)。在一實施方式中，蒸汽處理區域係維持在大氣壓力。此外，可接收過氧化氫蒸汽連同載體氣體。過氧化氫蒸汽的濃度可介於1-40%之間。例如，高濃度可用於有機移除反應。
氫氧自由基蒸汽係藉由處理蒸汽處理區域中之過氧化氫蒸汽而產生(606)。處理過氧化氫蒸汽的步驟可包括使過氧化氫蒸汽曝露至足夠的UV射線。足夠的UV射線係如本領域中具有通常知識者所瞭解從過氧化氫蒸汽產生氫氧自由基蒸汽的數量。
在一實施方式中，UV射線源係設置成使基板實質上不曝露至UV射線，例如圖4所示。
將氫氧自由基蒸汽與剩餘的過氧化氫蒸汽引導至基板的工作表面，以使足夠的氫氧自由基蒸汽接觸含碳材料層，從而使含碳材料進行化學改質(608)。足夠的氫氧自由基蒸汽可例如為使基板曝露至蒸汽少於5分鐘，且較佳地少於2分鐘。在一實現方式中，基板係曝露至蒸汽少於30秒。將氧及氫添加至含碳材料的碳結構中。例如，使含碳材料氧化成氣態。
在一實現方式中，引導至基板104之氫氧自由基蒸汽係足以使含碳材料層部份氧化。
自處理腔室移除氧化之含碳材料(610)。
在一實現方式中，烷烴或烯烴亦輸入至基板處理系統的蒸汽處理區域中。因此，藉由處理蒸汽處理區域中的烷烴或烯烴(藉由使烷烴或烯烴曝露至UV射線)來產生有機過氧化物。
圖7係根據一範例之範例性結果的示意圖。圖表700顯示針對Brutus(亦即，高濃度過氧化氫氣體(乾式))及過氧化劑(peroxidizer)(亦即，高濃度過氧化氫氣體(濃縮H2O2：DIW混合物))之非晶碳的移除量(奈米單位)。圖表702顯示針對Brutus及過氧化劑在不同溫度及時間下之非晶碳的移除率。將過氧化物供應至加熱管反應器作為使用來源。Brutus過氧化氫呈顯低移除量。Brutus係過氧化氫的高濃度乾式來源(無水蒸汽)。過氧化劑過氧化氫在250℃呈現明顯的活性，如圖表700及702所示。
接著，參考圖8說明根據範例實施方式之控制器118的硬體敘述。在圖8中，控制器118包括CPU 800，其執行於此所述之各種處理。處理資料及指令可儲存在記憶體802之中。這些處理及指令亦可儲存在儲存媒體碟804上(例如硬碟(HDD，hard drive))、或儲存在可攜式儲存媒體上、或可遠端儲存。此外，所請發明並不限於電腦可讀媒體(其中儲存創新製程之指令)的形式。例如，指令可儲存在CD、DVD、FLASH記憶體、RAM、ROM、PROM、EPROM、 EEPROM、硬碟或與控制器118進行通信的任何其他資訊處理裝置(如伺服器或電腦)上。
此外，所請發明可以實用應用程式、背景常駐程式、或操作系統的元件、或其組合的方式提供，其係與CPU 800及操作系統(例如Microsoft® Windows®、UNIX®、Oracle ® Solaris、LINUX®、Apple macOSTM及本領域中具有通常知識者已知的其他系統)一起執行。
為了完成控制器118，可用本領域中具有通常知識者已知的各種電路元件來實現硬體元件。舉例而言，CPU 800可為美國Intel公司的Xenon或Core處理器或美國AMD公司的Opteron處理器，或可為本領域中具有通常知識者所認知的其他類型處理器。替代性地，如同本領域中具有通常知識者所認知般，CPU 800可實現在FPGA、ASIC、PLD上，或使用離散邏輯電路來實現。此外，CPU 800可實現成合作平行運作以執行上述創新製程的指令之多個處理器。
圖8中的控制器118亦包括用以與網路828接合之網路控制器806，例如美國Intel公司的Intel Ethernet PRO網路介面卡。如可理解般，網路828可為公用網路(如Internet網際網路)、或私人網路(如LAN或WAN網路)、或其任何組合，且亦可包括PSTN或ISDN子網路。網路828亦可為有線式(如Ethernet網路)，或可為無線式(如蜂巢式網路，包括EDGE、3G及4G無線蜂巢式系統)。無線網路亦可為WiFi®、Bluetooth®、或任何已知的其他無線通信形式。
控制器118更包括顯示控制器808(如美國NVIDIA公司的NVIDIA® GeForce® GTX或Quadro®圖形配接器)，其係用以與顯示器810(如Hewlett Packard® HPL2445w LCD監視器)接合。一般用途I/O介面812與鍵盤及/或滑鼠814及選擇性觸控螢幕板816(位於顯示器810上，或獨立於顯示器810)接合。一般用途I/O介面亦連接各種周邊裝置818(包括印表機及掃描器，如Hewlett Packard公司的OfficeJet®或DeskJet®)。
控制器118亦設有聲音控制器820(如Creative公司的Sound Blaster® X-Fi Titanium®)以與揚聲器/麥克風822接合，從而提供聲音及/或音樂。
一般用途儲存控制器824使儲存媒體碟804與通信匯流排826(其可為ISA、EISA、VESA、PCI、或類似者)連接，通信匯流排826係用以使控制器118的全部構件進行互連。為了簡潔起見，故於此省略顯示器810、鍵盤及/或滑鼠814、和顯示控制器808、儲存控制器824、網路控制器806、聲音控制器820、及一般用途I/O介面812的大致特徵及功能敘述，因為這些特徵都是已知的。
在先前敘述中，已提出一些具體細節，例如：一處理系統的特定幾何結構、以及其中所使用的各種元件和製程之敘述。然而，應注意到本文之技術可在偏離這些具體細節的其他實施方式中加以實施，並且這些細節係作為說明之目的而非限制性。於此所揭露之實施方式已參照附圖而加以敘述。同樣地，為了說明之目的而提出具體數量、材料、及配置，以提供徹底之瞭解。儘管如此，仍可在不具有如此具體細節的情況下實現這些實施方式。實質上具有相同功能結構之元件係以同樣的參考符號表示，且因此可能省略任何冗贅的敘述。
各個技術內容已描述為多個分離操作，以幫助瞭解各種實施方式。描述的順序不應被理解為暗示著這些操作必須依照這些順序進行。事實上，這些操作並不需依照描述之順序執行。所描述之操作可按不同於所敘述之實施方式的順序來執行。在額外的實施方式中，可執行各種額外操作且/或可省略所敘述之操作。
如於此所使用之「基板」或「目標基板」一般是指依據本發明所處理之物品。基板可包括裝置(尤其是半導體或其他電子裝置)的任何材料部分或結構，並且可例如為一基底基板結構(如半導體晶圓、遮罩)、或是在基底基板結構上或覆蓋基底基板結構之一層(如一薄膜)。因此，基板並不限於 任何特定基底結構、下方層、或上方層(圖案化或不圖案化)，而是預期包括任何這類的層或基底結構、以及這些層及/或基底結構的任何組合。本說明書可能涉及特定類型的基板，但這只是為了說明之目的。
本領域中具有通常技術者亦將瞭解可對以上說明之技術操作做出許多變化，而同時仍可達到本發明之相同目標。欲使如此之變化涵蓋在本揭露內容的範圍內。因此，上述之本發明實施方式敘述並非意欲為限制性。反而任何對本發明之實施方式的限制係敘述在下列申請專利範圍中。
600‧‧‧方法
602‧‧‧步驟
604‧‧‧步驟
606‧‧‧步驟
608‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟

Claims (15)

  1. 一種用以處理基板的方法，該方法包含：將基板設置在基板處理系統的處理腔室內，該基板包括位於該基板的工作表面上的含碳材料之層；接收過氧化氫蒸汽至該基板處理系統的位在該基板上方的蒸汽處理區域中；藉由使該過氧化氫蒸汽在該蒸汽處理區域中曝露至射線以產生氫氧自由基蒸汽，而不使該射線到達該基板的該工作表面，其中該射線係以相對於該基板的該工作表面的一平行方向加以導向；及將該氫氧自由基蒸汽與剩餘的過氧化氫蒸汽引導至該基板的該工作表面，從而使該含碳材料進行化學改質，其中將該氫氧自由基蒸汽引導至該基板的該工作表面的步驟包括將該基板維持在低於攝氏100度。
  2. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中足夠的氫氧自由基蒸汽接觸該含碳材料之層，從而使該含碳材料氧化成氣態。
  3. 如申請專利範圍第2項之用以處理基板的方法，更包含：自該處理腔室移除氧化之含碳材料。
  4. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中曝露該過氧化氫蒸汽的步驟包括：使該過氧化氫蒸汽曝露至紫外射線。
  5. 如申請專利範圍第4項之用以處理基板的方法，其中使該過氧化氫蒸汽曝露至紫外射線的步驟包括：使該過氧化氫蒸汽曝露至足夠的紫外射線，以從該過氧化氫蒸汽產生該氫氧自由基蒸汽。
  6. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中接收該過氧化氫蒸汽的步驟包括：在大氣壓力下接收該過氧化氫蒸汽。
  7. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該蒸汽處理區域包括：當該基板係設置在該處理腔室中時，位於該處理腔室內之該基板上方的區域。
  8. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該蒸汽處理區域係位於該處理腔室外部。
  9. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該蒸汽處理區域包括配置以接收紫外光的石英導管。
  10. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該含碳材料之層係選擇自由非晶碳、光阻、旋塗碳、及蝕刻後的聚合物殘留物所組成之群組。
  11. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中接收該過氧化氫蒸汽的步驟包括：接收該過氧化氫蒸汽連同載體氣體，且其中該過氧化氫蒸汽的濃度係介於1-40%之間。
  12. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中將該氫氧自由基蒸汽引導至該基板的該工作表面的步驟包括：引導足夠的氫氧自由基蒸汽以使該含碳材料之層部份氧化。
  13. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中使該過氧化氫蒸汽曝露至紫外射線的步驟包括：設置紫外射線源，使得紫外射線不導向該基板的該工作表面。
  14. 一種用以處理基板的方法，該方法包含：將基板設置在基板處理系統的處理腔室內，該基板包括位於該基板的工作表面上的含碳材料之層；接收過氧化氫蒸汽至該基板處理系統的位在該基板上方的蒸汽處理區域中； 藉由利用射線處理該蒸汽處理區域中之該過氧化氫蒸汽以產生氫氧自由基蒸汽，其中該射線係以相對於該基板的該工作表面的一平行方向加以導向；及將該氫氧自由基蒸汽與剩餘的過氧化氫蒸汽引導至該基板的該工作表面，從而使該含碳材料進行化學改質，其中將該氫氧自由基蒸汽引導至該基板的該工作表面的步驟包括：將該基板維持在有關該處理腔室之一特定壓力下低於該過氧化氫蒸汽的凝結溫度之溫度。
  15. 一種用以處理基板的方法，該方法包含：將基板設置在基板處理系統的處理腔室內，該基板包括位於該基板的工作表面上的含碳材料之層；接收過氧化氫蒸汽至該基板處理系統的位在該基板上方的蒸汽處理區域中；接收一烷烴或烯烴至該基板處理系統的該蒸汽處理區域中；藉由利用射線處理該過氧化氫蒸汽及處理該蒸汽處理區域中之該烷烴或烯烴以產生有機過氧化物，其中該射線係以相對於該基板的該工作表面的一平行方向加以導向；及將氫氧自由基蒸汽、該有機過氧化物及剩餘的過氧化氫蒸汽引導至該基板的該工作表面，以使氫氧自由基蒸汽接觸該含碳材料之層。
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