專利名稱：下游等離子體處理設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備，具體地說，涉及一種利用等離子體從基底上除去光致抗蝕劑的下游等離子體處理設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通常，光刻工藝是一種半導(dǎo)體制造工藝，包括在基底上涂敷光致抗蝕劑，選擇性地曝光該光致抗蝕劑，對(duì)曝光的光致抗蝕劑進(jìn)行顯影以形成光致抗蝕劑圖案，蝕刻未被光致抗蝕劑圖案覆蓋的基底部分，以及進(jìn)行灰化過程以剝離在蝕刻過程中用作掩模的光致抗蝕劑圖案。
灰化過程是這樣一個(gè)過程，其能有效地除去由于光致抗蝕劑圖案與蝕刻過程中所使用的蝕刻氣體之間的反應(yīng)而硬化的光致抗蝕劑。在灰化過程中，廣泛地使用著單晶片類型的電容耦合等離子體(CCP)設(shè)備、電感耦合等離子體(ICP)設(shè)備、以及利用了批次類型圓形隧道電極的等離子體設(shè)備。這樣的等離子體處理設(shè)備具有與處理腔連接的射頻(RF)電極。當(dāng)向RF電極供給頻率大約為13.56MHz的RF功率時(shí)，會(huì)產(chǎn)生例如O2或CF4等處理氣體的基團(tuán)。也就是說，通過等離子體在處理腔內(nèi)部直接產(chǎn)生處理氣體的基團(tuán)，并且該基團(tuán)被用來從基底上除去光致抗蝕劑和聚合物殘留物。但是，在這種情況下，相對(duì)較強(qiáng)的等離子體會(huì)由于離子轟擊而導(dǎo)致基底和處理腔的損壞。這種損壞的一個(gè)典型例子是，當(dāng)制造具有銅(Cu)形成的導(dǎo)電層并且使用低介電常數(shù)的絕緣層作為中間層絕緣層的半導(dǎo)體器件的時(shí)候，絕緣層的介電常數(shù)會(huì)增加。如果由于等離子體損壞而導(dǎo)致絕緣層的介電常數(shù)增加，則RC延遲增加，因此降低了半導(dǎo)體器件的性能。
近來，已經(jīng)研發(fā)了利用遠(yuǎn)程等離子體的工藝。為了防止由于在處理腔內(nèi)部直接產(chǎn)生等離子體而導(dǎo)致半導(dǎo)體基底的損壞，利用遠(yuǎn)程等離子體的所述工藝從基團(tuán)發(fā)生器(也就是遠(yuǎn)程等離子體源)提前產(chǎn)生處理氣體的基團(tuán)，然后將處理氣體的基團(tuán)注入到處理腔內(nèi)，所述基團(tuán)發(fā)生器設(shè)置成與處理腔相距預(yù)定的距離。但是，在這種遠(yuǎn)程等離子體設(shè)備中，當(dāng)通過向下流動(dòng)在所述腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體的時(shí)候，電絕緣的夾盤在等離子體內(nèi)產(chǎn)生浮動(dòng)電勢(shì)(Vf)。小于等離子體電勢(shì)(Vp)的浮動(dòng)電勢(shì)(Vf)對(duì)夾盤周圍的等離子體內(nèi)存在的電子具有排斥力，但是對(duì)注入到基底內(nèi)的離子具有吸引力，從而將這些離子吸引至夾盤。因此，離子能量增加，且基底受到的損壞相對(duì)增加。所以，由于夾盤與等離子體之間的電勢(shì)差(Vp-Vf)，基底受到離子轟擊而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種下游等離子體處理設(shè)備，它能夠防止晶片由于離子轟擊而受到損壞。
本發(fā)明還提供一種下游等離子體處理設(shè)備，它能通過將夾盤電接地而使得由于離子轟擊所導(dǎo)致的基底損壞最小化，該離子轟擊是由夾盤與等離子體之間的電勢(shì)差引起的。
本發(fā)明的實(shí)施方案提供一種下游等離子體處理設(shè)備，其包括遠(yuǎn)程等離子體源，用于為基底處理產(chǎn)生等離子體；處理腔，來自遠(yuǎn)程等離子體源的等離子體被供給至該處理腔；以及與夾盤連接的接地線。
在另一些實(shí)施方案中，夾盤是加熱器夾盤，用于將基底加熱至高溫，而且，夾盤由具有高導(dǎo)熱率的導(dǎo)體形成。
本發(fā)明的又一些實(shí)施方案提供下游等離子體處理方法，其包括從夾盤將電荷放電，從而減少注入到夾盤上的基底中的等離子體內(nèi)的離子能量。
本發(fā)明的再一些實(shí)施方案提供下游等離子體處理方法，其包括將基底加載到處理腔的夾盤上；從遠(yuǎn)程等離子體源產(chǎn)生等離子體；向處理腔供給等離子體；以及在這樣一個(gè)情況下在基底上進(jìn)行等離子體處理，該情況是指讓夾盤中存在的電荷放電從而減少注入到夾盤上的基底中的等離子體內(nèi)存在的離子能量。
在其他實(shí)施方案中，通過與夾盤連接的接地線來實(shí)現(xiàn)電荷放電。
在另一些實(shí)施方案中，夾盤是加熱器夾盤，用于將基底加熱至高溫。


附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明，并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施方案，它們與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的下游等離子體處理設(shè)備的視圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的下游等離子體處理方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的下游等離子體處理設(shè)備。
本發(fā)明可以采用多種不同的方式來實(shí)施，而不限于此處所提出的實(shí)施方案；確切地說，提供這些實(shí)施方案是為了使本發(fā)明的公開更全面和完整，并將本發(fā)明的理念完全傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。本發(fā)明還可以包括此處沒有描述的各種部件。在整個(gè)說明書中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的下游等離子體處理設(shè)備的視圖，圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的下游等離子體處理方法的流程圖。
參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明的下游等離子體處理設(shè)備100是一種半導(dǎo)體處理設(shè)備，它利用遠(yuǎn)程等離子體源170所產(chǎn)生的等離子體(基團(tuán))在半導(dǎo)體基底的表面上進(jìn)行灰化過程。
下游等離子體處理設(shè)備100具有處理腔110以提供密封氣氛。加熱器夾盤120設(shè)置在處理腔110內(nèi)，以在門被打開時(shí)支撐由機(jī)械手輸送的晶片W的底面。加熱器夾盤與處理腔電絕緣。加熱器的加熱線圈124設(shè)置在加熱器夾盤120內(nèi)，以保持適當(dāng)?shù)臏囟?，從而使得光致抗蝕劑能從基底上除去。盡管沒有顯示，加熱器夾盤120可以包括具有升降桿、升降機(jī)和氣缸的升降組件。上下驅(qū)動(dòng)升降桿以加載或者卸載基底，并且豎直驅(qū)動(dòng)升降機(jī)以驅(qū)動(dòng)升降桿。氣缸產(chǎn)生升降機(jī)的豎直動(dòng)力。優(yōu)選的是，加熱器夾盤120的主體122可以由具有良好導(dǎo)熱率的鋁形成。
接地線130連接至加熱器夾盤120。當(dāng)在灰化過程中產(chǎn)生了相對(duì)于等離子體的電勢(shì)差的時(shí)候，通過接地線130將加熱器夾盤120中存在的電荷放電。因此，能減小電勢(shì)差。加熱器夾盤120的電接地可使得由于注入到基底中的等離子體內(nèi)存在的離子能量而導(dǎo)致的基底損壞最小化。
在處理腔110的底部，形成與真空泵(未顯示)連接的真空抽吸口116。利用真空抽吸口116，將處理腔110抽成真空。
在處理腔110的上部，設(shè)置與遠(yuǎn)程等離子體源170連接的上部腔140。上部腔140呈放射狀，其中其上部窄而下部寬。在上部腔140的上部和下部處分別設(shè)置入口142和氣體分配板(GDP)144。經(jīng)由入口142從遠(yuǎn)程等離子體源170供給等離子體(活化的反應(yīng)氣體)。氣體分配板144是通過讓鋁材料表面氧化而形成的，并具有圍繞著中心圈的圓周按照規(guī)則間隔形成的多個(gè)注入孔146，以均勻供給等離子體。
下面參照?qǐng)D1和圖2說明本發(fā)明的等離子體處理方法。首先，將基底加載到處理腔的夾盤上(S12)。經(jīng)由上部腔140的入口142將遠(yuǎn)程等離子體源170所產(chǎn)生的等離子體引入到處理腔110內(nèi)，然后使其經(jīng)由氣體分配板144的注入孔146均勻地向下流動(dòng)至基底(S14，S16)。隨后，在基底上進(jìn)行灰化過程(S18)。
當(dāng)由于所述向下流動(dòng)行為而在處理腔內(nèi)形成等離子體狀態(tài)的時(shí)候，上面安置著基底的加熱器夾盤在等離子體內(nèi)產(chǎn)生浮動(dòng)電勢(shì)(Vf)。這個(gè)浮動(dòng)電勢(shì)對(duì)加熱器夾盤周圍的等離子內(nèi)存在的電子提供排斥力，但是對(duì)離子提供吸引力，使得這些離子被吸引至夾盤。因此，這是使得注入到基底內(nèi)的離子能量增大的主要因素。但是，根據(jù)本發(fā)明，加熱器夾盤通過接地線而電接地，因此可以減小電勢(shì)差(Vf-Vp)。由于接地而引起的電勢(shì)差減小使得注入到基底內(nèi)的離子能量降低，因此減小了基底受到的損壞。
如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體灰化設(shè)備能通過讓加熱器夾盤電接地而明顯減小基底受到的損壞。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，可以在本發(fā)明中作出各種改進(jìn)和改變。因此，本發(fā)明理應(yīng)覆蓋落入到所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的改進(jìn)和改變。
權(quán)利要求
1.一種下游等離子體處理設(shè)備，包括遠(yuǎn)程等離子體源，用于為基底處理產(chǎn)生等離子體；處理腔，其包括用于安置所述基底的夾盤，來自所述遠(yuǎn)程等離子體源的等離子體被供給至該處理腔；以及與夾盤連接的接地線，用于使殘留在所述夾盤中的電荷放電。
2.如權(quán)利要求1所述的下游等離子體處理設(shè)備，其中，所述夾盤是加熱器夾盤，用于將所述基底加熱至高溫。
3.如權(quán)利要求1所述的下游等離子體處理設(shè)備，其中，所述夾盤由具有高導(dǎo)熱率的導(dǎo)體形成。
4.一種下游等離子體處理方法，包括將基底加載到處理腔的夾盤上；從遠(yuǎn)程等離子體源產(chǎn)生等離子體；向所述處理腔供給等離子體；以及在這樣一個(gè)情況下在所述基底上進(jìn)行等離子體處理，該情況是指讓所述夾盤中存在的電荷放電從而減少注入到所述夾盤上的基底中的等離子體內(nèi)存在的離子能量。
5.如權(quán)利要求4所述的下游等離子體處理方法，其中，通過與所述夾盤連接的接地線來實(shí)現(xiàn)電荷放電。
6.如權(quán)利要求4所述的下游等離子體處理方法，其中，所述夾盤是加熱器夾盤，用于將所述基底加熱至高溫。
全文摘要
一種利用等離子體從基底上除去光致抗蝕劑的下游等離子體處理設(shè)備和方法。在該下游等離子體處理設(shè)備中，通過與接地線連接而使得夾盤電接地。因此，在操作過程中，可以使得由于等離子體內(nèi)的離子轟擊而導(dǎo)致的基底損壞最小化，該離子轟擊是由夾盤與等離子體之間的電勢(shì)差引起的。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1862393SQ20061007623
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者徐禾臻 申請(qǐng)人:Psk有限公司