发明名称 电浆灰化装置和终点侦测方法
摘要 一种电浆灰化装置,用于自包括一低k介电质的一基板移除有机物质,该种装置包含:一第一气体源;一电浆产生构件,其流体连通于第一气体源;一处理室,其流体连通于电浆产生构件;一排放导管,其流体连通于处理室;其中,排放导管包含用于引入一第二气体源之一入口,且一后燃烧组件为耦接至排放导管,该入口系配置于处理室与后燃烧组件之中间,且该后燃烧组件包含用于有或无自第二气体源引入一气体而产生一电浆于排放导管之机构;及,一光学放射光谱装置,其耦接至排放导管,且包含聚焦于后燃烧组件之一电浆释放区域内的聚集光学器件。一种用于无氧及无氮的电浆处理之终点侦测方法,包含:监视于电浆灰化装置之排放导管的一后燃烧器激发物种之一光学放射讯号。该种方法及装置系可运用于含有碳及/或氢的低k介电材料。
申请公布号 TWI233641 申请公布日期 2005.06.01
申请号 TW093114397 申请日期 2004.05.21
申请人 艾克塞利斯科技公司 发明人 阿席姆 史瑞伐斯塔伐;帕拉尼库马兰 沙克希威尔;汤玛斯 巴克利
分类号 H01L21/302 主分类号 H01L21/302
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种电浆灰化装置,用于自一基板移除光阻及/或蚀刻后的残留物,包含:一第一气体源;一电浆产生构件,流体连通于该第一气体源,该电浆产生构件系产生一第一电浆以自该基板选择性移除光阻及/或蚀刻后的残留物;一处理室,流体连通于该电浆产生构件以接收电浆,该处理室系容纳该基板;一排放导管,流体连通于该处理室,该排放导管包含用于引入一第二气体源之一埠,且一后燃烧组件为耦接至该排放导管,该埠系配置于该处理室与后燃烧组件之中间;及一光学侦测系统,耦接至该排放导管且包含聚集光学器件,其聚焦于该后燃烧组件之一电浆释放区域内。2.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,其中,该后燃烧组件包含:用于自第二气体源与自该处理室所排放的一流出物而产生一第二电浆于该排放导管之机构。3.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,其中,该第一气体源系不含有包含氧与氮的气体,且该第二气体源包含一氧化气体。4.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,其中,该排放导管系由对于该光学侦测系统所监视的一波长为光学透明之一材料而形成。5.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,其中,该后燃烧组件包含:缠绕于该排放导管的一外部之一射频线圈、电连通于该射频线圈之一配线盒、与电连通于该配线盒之一电源供应器。6.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,更包含:一节流阀与一前级管道阀,配置于该后燃烧组件之下游。7.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,其中,该光学侦测系统系运用一单光计、光谱计、或一频带选择滤波器。8.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,更包含:一纯化器,流体连通于该气体源与电浆产生构件。9.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,其中,低k介电质系含有碳及/或氢。10.如申请专利范围第1项之电浆灰化装置,其中,该基板包含一含有碳及/或氢的绝缘层,其具有小于约3.5之一介电常数。11.一种下游电浆灰化及/或残留物移除装置,包含:用于产生下电浆于流体连通于一处理室的一排放导管之机构;用于监视针对产生于该电浆内之物种的一放射讯号之机构;及用于根据产生于该排放导管之放射讯号而决定于该处理室的一基板之一电浆灰化及/或残留物移除处理的一终点之机构。12.一种用于侦测无氧及无氮的电浆灰化处理的终点之方法,包含:暴露上面包含光阻材料及/或蚀刻后的残留物之一基板至一处理室之无氧及无氮的电浆;自该基板移除光阻材料及/或蚀刻后的残留物;自该处理室而排放被移除之光阻材料及/或蚀刻后的残留物至流体耦接至该处理室之一排放导管;选择性引入一氧化气体至该排放导管;由该氧化气体与被排放之光阻材料及/或蚀刻后的残留物而产生一电浆,以形成放射性物种;及光学监视由放射性物种所产生的一放射讯号,以决定该无氧及无氮的电浆灰化处理的终点。13.如申请专利范围第12项之方法,其中,由放射性物种所产生的放射讯号系监视于包含约283nm、约309nm、约387nm、约431nm、约434nm、约468nm、约472nm、约513nm、约516nm、约656nm、约668nm、约777nm及/或约845nm之一或多个波长。14.如申请专利范围第12项之方法,其中,暴露基板至处理室之无氧及无氮的电浆之步骤与产生氧电浆于排放导管之步骤系同时发生。15.如申请专利范围第12项之方法,其中,该基板包含一含有碳及/或氢的绝缘层,其具有小于约3.5之一介电常数。16.如申请专利范围第12项之方法,其中,无氧及无氮的电浆灰化处理系包含:自包含氢或氦或是包含前述气体之至少一者的一组合之一气体混合物而产生电浆。17.如申请专利范围第12项之方法,更包含:防止该氧化气体回流至该处理室。18.一种终点侦测方法,用于自一基板而移除光阻及/或残留物之一无氧及无氮的电浆灰化处理,该种方法包含:引入一氧化气体与一电浆灰化释放物至一电浆灰化装置之一排放导管,其中,该电浆灰化释放物系包含光阻材料、蚀刻后的残留物、与灰化后的产物,且该电浆灰化释放物系无氮及无氧的物种;自该氧化气体与电浆灰化释放物而产生一电浆,以形成放射性物种;及光学监视相关于放射性物种之放射讯号强度,其中,当相关于放射性物种之放射讯号强度系实质变化至大于或小于一预定临限之一量,则侦测到该无氧及无氮的电浆灰化处理之一终点。19.如申请专利范围第18项之方法,其中,该放射讯号强度系波长为于约283nm、约309nm、约387nm、约431nm、约434nm、约468nm、约472nm、约513nm、约516nm、约656nm、约668nm、约777nm、约845nm或前述波长之至少一者的一组合。20.如申请专利范围第18项之方法,其中,该基板包含一含有碳及/或氢的绝缘层,其具有小于约3.5之一介电常数。21.如申请专利范围第18项之方法,其中,该氧化气体包含氧。22.如申请专利范围第18项之方法,其中,光学监视放射性物种之步骤包含:聚焦一光学侦测器之聚集光学器件于来自该氧化气体与电浆灰化释放物之电浆的一电浆释放区域或其附近。23.一种用于决定无氧及无氮的电浆灰化处理的终点之方法,电浆灰化处理系运用于自含有碳的低k介电材料之一基板而剥离光阻材料,该种方法包含:暴露该基板于一处理室之无氧及无氮的电浆灰化处理,以自该基板而移除光阻材料且形成挥发性的副产物;自该处理室而排放该光阻材料与挥发性的副产物至一排放导管;选择性引入一氧化气体至该排放导管,该氧化气体系未流入该处理室;由该氧化气体、被排放的光阻材料、与挥发性的副产物而产生一电浆于该排放导管;测量于该排放导管之一放射讯号强度,其为相关于约283nm、约309nm、约387nm、约431nm、约434nm、约468nm、约472nm、约513nm、约516nm、约656nm、约668nm、约777nm、约845nm之波长或是前述波长之至少一者的一组合;及响应于该排放导管的放射讯号之一观察到的变化,决定该无氧及无氮的电浆灰化处理之终点。24.一种用于决定无氧及无氮的电浆灰化处理的终点之方法,电浆灰化处理系运用于自含有碳的低k介电材料之一基板而剥离光阻材料及/或残留物,该种方法包含:于不存在氧与氮下,由包含氢或氦或是包含前述气体之至少一者的组合之一气体混合物而产生一第一电浆于一处理室;暴露设置于该处理室之基板至第一电浆,以自该基板选择性移除光阻材料及/或残留物;排放来自该处理室之被移除的光阻材料及/或残留物至一排放导管;产生一第二电浆于该排放导管,以产生放射性的物种;及光学监视放射性的物种,其中,当放射性的物种之一强度系变化至大于或小于一预定临限之一量,则侦测到第一电浆之一终点。25.如申请专利范围第24项之方法,其中,产生第二电浆之步骤包含:引入一氧化气体至该排放导管,该氧化气体系未流动至该处理室。26.如申请专利范围第24项之方法,其中,第二电浆系没有一氧化气体。27.如申请专利范围第24项之方法,其中,光学监视放射性物种之步骤包含:监视相关于存在于该处理室的反应物种之放射性物种的波长。28.如申请专利范围第24项之方法,其中,光学监视放射性物种之步骤包含:监视放射性物种之波长,光学监视于第二电浆与被移除的光阻材料及/或残留物之间的一反应所产生之物种。图式简单说明:第1图系一种下游电浆灰化装置的横截面图;第2图系显示一种用于电浆灰化装置之微波封壳的立体图;第3图系显示横截面图,其概要显示一种适用于下游电浆灰化装置之电浆产生构件;第4图系显示电浆灰化装置的立体图;第5图系一种光阻灰化器处理室的部分切除立体图,一气体分配系统系安装至光阻灰化器处理室;第6图系根据一个实施例之气体分配系统的平面图;第7图系第6图之挡板组件的截面图,沿着线7-7所取得;第8图系根据另一个实施例之气体分配系统的平面图;第9图系说明针对OH物种所发射之光线强度的时间进展图,OH物种系由移除自一晶圆之昇华的有机物质所产生,归因于加热晶圆于一无氧及无氮的环境至摄氏300度之温度且氧化于一电浆灰化装置之一排放导管;第10图系说明二氧化碳分压的时间进展图,其系以一残留气体分析器所测量于一无氧及无氮的电浆且氧化于一电浆灰化装置之一排放导管;第11图系说明针对于后燃烧器与用于引入氧气至一电浆灰化装置之一排放导管的入口之上游(即:于晶圆处理室之下游)所测量的氦、氮、与氧之分压的残留气体分析图,其中,氦之流率系变动;第12图系显示于覆有光阻的晶圆之逐步加热所产生的种种光阻成分(O与CN)与产物(OH)之光学讯号的时间进展图;第13图系一DUV光阻移除方法的时间进展图,其运用氢/氦灰化处理而未运用氧化气体于终点监视方法;第14图系一DUV光阻移除方法的时间进展图,其运用氢/氦灰化处理且运用氧化气体于终点监视方法;及第15图系一I线式光阻移除方法的时间进展图,其运用氢/氦灰化处理且运用氧化气体于终点监视方法。
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