專利名稱：用于從基片去除氟化聚合物的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及基片制造技術(shù)，更具體地，涉及用于從基片 上去除氟化聚合物的裝置及方法。
背景技術(shù)：
在基片(例如，半導(dǎo)體基片或如在平板顯示器制造中使用的玻 璃才反)處理中，經(jīng)常4吏用等離子。例如，作為基片處理的一部分， 基片被分為多個(gè)模片，或者矩形區(qū)域，其中每個(gè)會(huì)成為一個(gè)集成電 路。然后在一系列的步驟中處理基片，在這些步驟中材利^皮有選擇 性地去除(蝕刻)和沉積。在幾個(gè)納米級(jí)別上控制晶體管門臨界尺寸(CD)是最高優(yōu)先的，因?yàn)閷δ繕?biāo)門長度的每個(gè)納米的偏離可直 接影響這些器件的運(yùn)行速度。然后，硬化的乳膠區(qū)域被有選擇地去除，從而使得下層部分暴 露在外。然后，將基片置于等離子處理室中的基片支撐結(jié)構(gòu)上，該 支撐結(jié)構(gòu)包括單極或雙極電極，稱為卡盤或基架。然后，合適的蝕 刻劑氣體流入該室中并且^皮激發(fā)以形成蝕刻該基片暴露區(qū)域的等 離子。在蝕刻處理過程中，在基片上形成聚合物副產(chǎn)物(例如，氟化 聚合物等)并非罕見。氟化聚合物通常包括先前暴露于蝕刻化學(xué)制 劑的光刻膠材料，或者在碳氟化合物蝕刻處理過程中沉積的聚合物 副產(chǎn)物。通常，氟化聚合物是具有CxHyFz化學(xué)方程式的物質(zhì)，其中x、 z是大于O的整數(shù)，以及y是大于或等于0的整數(shù)(例如， CF4、 C2F6、 CH2F2、 C4F8、 C5F8等)。當(dāng)因多種不同的蝕刻處理而導(dǎo)致接連不斷的聚合物層沉積時(shí)， 通常強(qiáng)健和有粘性的有機(jī)粘結(jié)劑將最終變?nèi)醪⑶颐撀浠騽兟?，在運(yùn) 輸中經(jīng)常會(huì)掉到另一個(gè)基片上。例如，基片通常經(jīng)由充分干凈的容 器(通常稱為基片匣)成組地在等離子處理系統(tǒng)之間移動(dòng)。當(dāng)較高 位置的基片重新置于該容器中時(shí)，部分聚合物層會(huì)落到存在有模片 的較低的基片上，這潛在地影響了器件產(chǎn)量。去除聚合物的一般方法是利用濕化學(xué)處理。但是，盡管濕清洗 處理在去除光刻膠中是有效的，但其在去除側(cè)壁聚合物時(shí)并非同樣 有效。另一種常用的方法是在真空條件下(低于約1Torr壓力范圍) 使用02等離子。然而，盡管02等離子在去除光刻膠和側(cè)壁聚合物 時(shí)均是有效的，但其通常也需要昂貴的等離子處理設(shè)備以保持真空 條件，以及由于為了去除該氟化聚合物必須建立單獨(dú)的基片處理臺(tái)而要井毛費(fèi)時(shí)間。另 一個(gè)通常7>知的相對簡單且4氐成本的氟化聚合物去除方法 可使用大氣壓(或高壓)等離子射流(APPJ),該方法通常允許等 離子集中在基片的特定位置上，由此最小化對基片上^^莫片的潛在破 壞。APPJ設(shè)備通常將大量的惰性氣體(例如，He，等)與少量的 反應(yīng)性氣體(例如，CF4、 H2、 02,等)在環(huán)形體積(例如，管筒、 柱體等)中相混合，該環(huán)形體積形成于rf-通電電極(沿該源的縱軸) 和接「i也電才及之間。然后，通過由氣體的流入(influx )(氣體流入 (influent))所產(chǎn)生的壓力將所生成的等離子壓迫出該環(huán)形體積(等 離子流出)的一端?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)氣體流入壓力以及APPJ設(shè)備上排 出孔的形狀和大小來控制該等離子流出的形狀和大小。另外，APPJ可與反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)相結(jié)合，以去除聚合 物副產(chǎn)物。通常，RIE結(jié)合化學(xué)和離子處理以乂人基片去除材泮+。通 常，等離子中的離子通過撞擊基片表面，以及破壞在該表面上原子 的化學(xué)鍵以使它們更易與該化學(xué)處理的分子反應(yīng)，從而增強(qiáng)了化學(xué) 處理。當(dāng)在環(huán)境壓力條件下運(yùn)行時(shí)，大氣壓等離子與低壓等離子相 比是相對便宜的，因?yàn)榈蛪旱入x子需要復(fù)雜的泵系統(tǒng)以在接近于真 空條件下運(yùn)行。然而，APPJ設(shè)備還往往容易受到電弧放電的影響。電弧通常是一種高功率密度的短路，其具有微型爆炸效應(yīng)。當(dāng) 電弧發(fā)生在把材或室固定裝置(fixture)表面上或其表面附近時(shí)， 會(huì)發(fā)生重大的破壞，例如局部熔化。等離子電弧通常由低等離子阻 抗產(chǎn)生，該等離子阻抗可導(dǎo)致穩(wěn)、定增加的電流。如果阻抗足夠4氐， 電流將會(huì)無限地增加U義受電源和阻抗限制)，從而產(chǎn)生短路，在 該短路中發(fā)生全部能量轉(zhuǎn)移。這可能會(huì)對基片以及等離子室造成破 壞。為抑制電弧放電， 一般必須保持相對高的等離子阻抗。通常的 解決方法是可利用相對高流率的大體積的惰性氣體來限制等離子 中的離子化比率。另一種解決方法可沿該通電電才及的縱軸^殳置帶有 相同電位的狹槽，從而減小電弧放電的可能性。例如，在通常的大氣壓等離子配置中，rf功率在通電電4及和一 組接地電極之間產(chǎn)生放電，其使處理氣體(例如02)離子化。但是， 隨著等離子中帶電物質(zhì)(例如，離子等)的密度增加( 一般大于2% )， 在暴露的電極處產(chǎn)生破壞性電弧的可能性也增加。因此，大部分大 氣壓等離子處理一般還包括通常不帶電的(惰性)氣體，例如He， 其限制離子化。但是，在去除氟化聚合物副產(chǎn)物的應(yīng)用中，大體積 (高流量)的惰性氣體可能會(huì)使大氣壓等離子的使用在經(jīng)濟(jì)上是不 可行的。例如，僅從基片上5mm2表面區(qū)域大大去除聚合物可能需 要10 slm (標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘)以上的惰性氣體。對于單個(gè)的典型的 300mm基片，這對應(yīng)于超過100升惰性氣體的消耗。除了獲得大體積半導(dǎo)體級(jí)別的惰性氣體的耗費(fèi)外，在基片制造設(shè)備中存儲(chǔ)如此大 體積的氣體可能是行不通的。另外，因?yàn)樵O(shè)備成本，所以清潔和回 收惰性氣體可能是經(jīng)濟(jì)上不可行的?，F(xiàn)參考圖1,示出大氣壓等離子射流設(shè)備的簡化示意圖，其中通電電極和接地電極均被配置在腔壁上。通常，惰性氣體118 (例 如，He等)和處理氣體116 (例如，CF4、 H2、 02，等)流入密去于 盒體114中以用于增壓。這些氣體轉(zhuǎn)而通過氣體流入115輸入放電 室腔110，在該腔中利用RF功率源108激發(fā)等離子并在腔110的一 端從排出孑L 117產(chǎn)生等離子流出104，以清潔基片102。通常，排 出孔117的形狀和直徑會(huì)影響沿4黃向和Ml向軸的等離子流出104的 乂于應(yīng)形狀(例如，；橫向上窄且纟從向上深、纟黃向上寬且纟從向上淺，等)。 但是，如前所述，可能需要大體積的惰性氣體以阻止在通電電極106 到才妄;也電才及112之間產(chǎn)生電卩瓜105?，F(xiàn)參考圖2，示出大氣壓等離子射流設(shè)備的筒化示意圖，其中 通電電極配置為中心棒，而一個(gè)或多個(gè)接地電極配置在腔的內(nèi)表面 上。通常，如前所述，惰性氣體118 (例如，He等)和處理氣體116 (例如，CF4、 H2、 02等)流入到用于增壓的密封盒體114中。這 些氣體轉(zhuǎn)而通過氣體流入115輸入放電室腔110,在該腔中利用RF 功率源108激發(fā)等離子并在腔110的一端從排出孔117產(chǎn)生等離子 流出104，以清潔基片102。通常，排出孔117的形狀和直徑會(huì)影 響沿橫向和縱向軸的等離子流出104的相應(yīng)形狀(例如，橫向上窄 并且縱向上深、橫向上寬并且縱向上淺，等)。但是，如前所述， 可能需要大體積的惰性氣體以阻止在通電電極106到接地電極112 之間產(chǎn)生電卩瓜105。綜上所述，期望用于從基片去除氟化聚合物的裝置和方法。發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生用于從基片去除氟化 聚合物的等離子的裝置。該實(shí)施方式包括通電電極組件，其包括通 電電極、第一介電層以及第一金屬絲網(wǎng)，該第一金屬絲網(wǎng)設(shè)置于該 通電電才及和該第 一介電層之間。該實(shí)施方式還包括4妄地電極組件， 其相對該通電電才及組件設(shè)置，從而形成腔，在該腔中產(chǎn)生該等離子， 當(dāng)該等離子存在于該腔中時(shí)，該第一介電層將該第一金屬絲網(wǎng)與該 等離子屏蔽，該腔在一端具有出口，用于^是供該等離子以去除該氟 化聚合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生用于從基片去除氟化聚合物的等離子的方法。該方法包括提供通電電4及組件，該通電電 極組件包括通電電極、第一介電層以及第一金屬絲網(wǎng)，該第一金屬 絲網(wǎng)設(shè)置于該通電電極和該第一介電層之間。該方法還包括提供接 i也電招j且4牛，其相只于該通電電才及組^H殳置，從而形成月空，在該月空中 產(chǎn)生等離子，當(dāng)該等離子存在于該腔中時(shí)，該第一介電層將該第一 金屬絲網(wǎng)與該等離子屏蔽開，該腔在一端具有出口，用于提供該等離子以去除該氟化聚合物。該方法進(jìn)一步包括引入至少一種惰性氣 體和至少一種處理氣體到該月空中，以及利用該通電電才及對該月空施加rf場，以由該至少一種惰性氣體和該至少一種處理氣體產(chǎn)生該等離 子。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生用于從基片去除氟化 聚合物的等離子的方法。該方法包括提供通電電極組件，該通電電 極組件包括通電電極、第一介電層以及第一金屬絲網(wǎng)，該第一金屬 絲網(wǎng)設(shè)置于該通電電極和該第 一介電層之間。該方法進(jìn)一步包括提 供接地電極組件，其相對該通電電極組件設(shè)置，從而形成腔，在該 腔中產(chǎn)生等離子，當(dāng)該等離子存在于該腔中時(shí)，該第一介電層將該 第一金屬絲網(wǎng)與該等離子屏蔽開，該腔在一端具有出口，用于提供該等離子以去除該氟化聚合物。該方法還包括利用該通電電極對該月空施加rf場，以由至少一種惰性氣體和該至少一種處理氣體產(chǎn)生該 等離子。在以下本發(fā)明的詳細(xì)"i兌明中，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的這些和其 它特征進(jìn)4于更詳細(xì)的描述。
在附圖中本發(fā)明作為示例而不是限制來i兌明，相似的參考標(biāo)號(hào) 表示類似的元件，其中圖1示出了大氣壓等離子射流設(shè)備的簡化示意圖，其中各個(gè)通 電電4及和接地電才及均配置在腔壁上；圖2示出了大氣壓等離子射流設(shè)備的簡化示意圖，其中通電電才及配置為中心纟奉，并且一個(gè)或多個(gè)4妄地電才及配置在腔壁上；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的DWM-APPJ設(shè)備的簡化示意圖，其中通電電極和接地電極均配置在腔壁上；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的DWM-APPJ設(shè)備的 簡4b示意圖，其中通電電才及配置為中心才奉，并且一個(gè)或多個(gè)摘:;也電 極配置在腔內(nèi)表面上；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配置成產(chǎn)生大氣壓等 離子簾(plasma curtain )的DWM-APPJ設(shè)備的簡化示意圖；圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配置成產(chǎn)生等離子 簾的DWM-APPJ設(shè)備組的簡化示意圖；圖6B示出了才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配置成產(chǎn)生等離子 簾的偏移(offset) DWM-APPJ設(shè)備組的簡化示意圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，連接到基片裝載鎖裝 置的DWM-APPJ設(shè)備組的簡化示意圖；圖8示出了才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，DWM-APPJ設(shè)備的 簡化示意圖，其中金屬絲網(wǎng)介電套管組是可改變的；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，用于利用DWM-APPJ 設(shè)備從基片最佳地去除氟化聚合物的簡化的方法。
具體實(shí)施方式
以下將才艮據(jù)附圖所說明的一些優(yōu)選的實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā) 明。在下面的描述中，闡述許多具體的細(xì)節(jié)以4是供對本發(fā)明實(shí)施方 式的徹底理解。然而，對于本領(lǐng)域4支術(shù)人員來i兌，顯然，本發(fā)明可 不利用這些具體細(xì)節(jié)的某些或全部來實(shí)施。在有的情況下，7〉知的處理#:作和/或結(jié)構(gòu)將不會(huì)詳細(xì)描述，以免不必要地混淆本發(fā)明。雖然不希望局限于理^侖，發(fā)明人相信一種大氣壓力等離子射流設(shè)備可在相對低的(例如，小于約lslm)惰性氣體流率來最小化電弧放電，并由此可從基片有效去除氟化聚合物，在該設(shè)備中，介電阻擋層和金屬絲網(wǎng)設(shè)置于至少一個(gè)電極和等離子(DWM-APPJ)之間。通常，當(dāng)過電壓施加到電極間的方丈電間隙時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電弧，乂人 而電子雪崩達(dá)到臨界階段，該階段中極其迅速的雪崩電子流傳播是 可能的。其結(jié)果是，形成微放電通道。但是，因?yàn)榻殡娮钃鯇右餐?往作為電介體(通常是在其表面積累電荷的材沖牛)，所以孩史;改電通道傳一番越過介電阻擋層進(jìn)入表面力文電，其覆蓋了比最初通道直徑大 得多的區(qū)域。因?yàn)樵诮殡姳砻娴碾姾啥逊e，在微放電區(qū)域的場將會(huì)在擊穿(breakdown )后的幾個(gè)納秒內(nèi)瓦解，/人而全冬止在該位置的 電流。但是，這樣的擊穿往往也會(huì)導(dǎo)致等離子自身的瓦解。該金屬 絲網(wǎng)以有利的方式阻止了這種瓦解。通常，電磁波(例如由rf發(fā)生器產(chǎn)生)不穿過類似金屬絲網(wǎng)的、 導(dǎo)電表面內(nèi)小于約一個(gè)波長的孔。通過改變該金屬絲網(wǎng)的孔的直 徑，可將產(chǎn)生的rf場削弱不同的量以及至不同的程度。據(jù)信，由具 有合適大小的孔徑的金屬絲網(wǎng)在該介電阻擋層的表面產(chǎn)生的次級(jí) 電場有助于在大大減小的惰性氣體流率下保持等離子而不產(chǎn)生電 弧。由此，DWM-APPJ中，在電極和介電阻擋層之間增加至少一個(gè) 金屬絲網(wǎng)，從而允許產(chǎn)生等離子射流，該等離子射流可以相對小的 惰性氣體流率(小于約lslm)大大去除在特定基片位置的氟化聚合 物副產(chǎn)物。另外，與以前的APPJ配置不同，DWM-APPJ不需要沿 通電電極縱軸的狹槽。狹槽通常增加APPJ尺寸、復(fù)雜性以及成本。通常，rf的一個(gè)波長的公差采用在滿意性能和不滿意性能之間 的近似交叉點(diǎn)。但是，總的來說，金屬絲網(wǎng)內(nèi)的孔或表面變化通常 必須小于一個(gè)波長的一部分，從而避免造成不可接受的性能降低。 另外，金屬絲網(wǎng)通常不接地，從而允許rf場穿入到等離子中。在一個(gè)實(shí)施方式中，介電阻擋層設(shè)置于單個(gè)的電極和等離子之 間。在一個(gè)實(shí)施方式中，介電阻擋層i殳置于所有的電極和等離子之 間。在一個(gè)實(shí)施方式中，介電阻擋層設(shè)置于通電電極和等離子之間。 在一個(gè)實(shí)施方式中，介電阻擋層設(shè)置于接地電極和等離子之間。在 一個(gè)實(shí)施方式中，金屬絲網(wǎng)設(shè)于介電阻擋層和電極之間。在一個(gè)實(shí) 施方式中，金屬絲網(wǎng)設(shè)于各個(gè)介電阻擋層和電沖及之間。在一個(gè)實(shí)施 方式中，金屬絲網(wǎng)i殳于介電阻擋層和通電電極之間。在一個(gè)實(shí)施方 式中，金屬絲網(wǎng)設(shè)于介電阻擋層和接地電極之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理氣體是H2。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理氣體是02。在一個(gè) 實(shí)施方式中，處理氣體是CF4。在一個(gè)實(shí)施方式中，該金屬絲網(wǎng)包括銅(Cu)。在一個(gè)實(shí)施方 式中，該金屬絲網(wǎng)包^"不《秀鋼。在一個(gè)實(shí)施方式中，該金屬絲網(wǎng)包 括黃銅。在一個(gè)實(shí)施方式中，該金屬絲網(wǎng)鍍鋅。在一個(gè)實(shí)施方式中， 該金屬絲網(wǎng)是單絲。在一個(gè)實(shí)施方式中，該金屬絲網(wǎng)具有矩形編織。 在一個(gè)實(shí)施方式中，該金屬絲網(wǎng)具有六角形編織。在一個(gè)實(shí)施方式 中，該電介質(zhì)包括聚酯薄膜(Mylar)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該電介 質(zhì)包4舌陶資。在一個(gè)實(shí)施方式中，該電介質(zhì)包4舌聚四氟乙歸 (Teflon )。現(xiàn)參考圖3，示出了#>據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，DWM-APPJ i殳備的簡化示意圖，其中通電電極和接地電極均配置在腔壁上。另 夕卜，與通常使用的配置不同，設(shè)置于通電電極306和介電阻擋層305a 之間的金屬絲網(wǎng)307a,以及設(shè)置于接地電極332和介電阻擋層305b 之間的金屬絲網(wǎng)307b，可允i午以比通常所需的(例如，約10 slm 等)大大減小的惰性氣體流率(小于約1 slm)保持等離子而不產(chǎn) 生電弧。通常，惰性氣體318和處理氣體316流入到用于增壓的密 封盒體314中。這些氣體轉(zhuǎn)而通過氣體流入315輸送入放電室腔 310,在該腔內(nèi)利用RF功率源308激發(fā)等離子，并在腔310的一端 從排出孔317產(chǎn)生等離子流出304，以清潔基片302。另外，盡管 在此實(shí)施方式中，各電極配置為帶有金屬絲網(wǎng)，但其它的實(shí)施方式 可僅在通電電極306或接地電極332上包括單個(gè)的金屬絲網(wǎng)。在一 個(gè)實(shí)施方式中，直徑331在約0.5mm至約6mm之間。該實(shí)施方式 的優(yōu)點(diǎn)包括能夠利用相對小的惰性氣體流率(小于約1 slm)產(chǎn)生 大大去除氟化聚合物副產(chǎn)物的等離子射流，從而避免了獲得大體積 的半導(dǎo)體級(jí)惰性氣體的開銷，或者也避免了購置昂貴的惰性氣體回收設(shè)備。現(xiàn)參考圖4,示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的DWM-APPJ i殳備的簡化示意圖，其中通電電4及配置為中心4奉，并且一個(gè)或多個(gè) 接地電極配置在腔內(nèi)表面上。另外，與現(xiàn)有技術(shù)不同，設(shè)置于通電 電極406和介電阻擋層405b之間的金屬絲網(wǎng)407b，以及設(shè)置于接 地電才及432a-b和介電阻擋層405a之間的金屬絲網(wǎng)407a，可允許以 比通常所需的流率(例如，約10slm，等)大大減小的惰性氣體流 率(小于約1 slm)保持等離子而不產(chǎn)生電弧。如前所述，通常， 惰性氣體418和處理氣體416流入到用于增壓的密封盒體414中。 這些氣體轉(zhuǎn)而通過氣體流入415 1敘送入方丈電室腔410,在該腔內(nèi)利 用RF功率源408激發(fā)等離子，并在腔410的一端從排出孔417產(chǎn) 生等離子流出404，以蝕刻或清潔基片402。在一個(gè)實(shí)施方式中， 直徑431在約0.5mm至約6mm之間。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)包4舌能夠 以相對小的惰性氣體流率(小于約1 slm)產(chǎn)生大大去除氟化聚合 物副產(chǎn)物的等離子射流，從而避免了獲得大體積的半導(dǎo)體級(jí)惰性氣 體的開銷，或者也避免了購置昂貴的惰性氣體回收設(shè)備。例如，要利用DWM-APPJ設(shè)備去除氟化聚合物，在功率設(shè)定 為l-20WRF功率，頻率為從約2MHz到約13.56MHz,并在具有約 100sccm至約500secm的02流量下，可能需要小于1 slm的He流 以防止產(chǎn)生電弧。這大大低于通常4吏用的APPJ i殳備的可比較操作 所需的約10slmHe?，F(xiàn)參照圖5，示出了^^艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配置成產(chǎn)生 大氣壓等離子簾的DWM-APPJ設(shè)備的簡化示意圖。通常，APPJ設(shè) 備較基片直徑往往具有相對小的直徑。為處理整個(gè)基片，所以通常 必須旋轉(zhuǎn)APPJ設(shè)備本身或者基片，以確保等離子流出接觸基片表 面的大部分，這是潛在地消耗時(shí)間的過程。但是，在創(chuàng)新的方式中， DWM-APPJ 504可配置為排出孔寬度506至少與基片502的直徑 508 —樣寬。所產(chǎn)生的等離子流出可形成同時(shí)接觸基片502整個(gè)切片(slice)(平行于孔寬度506)的等離子簾，從而當(dāng)基片插入等離 子處理臺(tái)510 (例如，PVD、 CVD、蝕刻等)時(shí)，允"i午去除氟化聚 合物，而幾乎不需要額外的處理時(shí)間，大大提高了制造產(chǎn)量?，F(xiàn)參照圖6A，示出了4艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配置成產(chǎn) 生等離子簾的DWM-APPJ設(shè)備組的簡化示意圖。如前所述，因?yàn)?APPJ i殳備較基片直徑往往具有相對小的直徑，通常旋轉(zhuǎn)APPJ i殳備 本身或者基片，以確保等離子流出接觸整個(gè)基片表面。但是，在創(chuàng) 新的方式中，DWM-APPJ設(shè)備組604可配置為總的排出孔寬度至少 與基片602的直徑一樣寬。這在多個(gè)方面都是有利的。可更容易控 制及調(diào)節(jié)到對應(yīng)4交'J 、的DWM-APPJ i殳備604的專交d 、的氣體流率組。 另外，不同的DWM-APPJ設(shè)備可根據(jù)位置(例如，相對于基片邊 緣的基片中心，)、時(shí)間(相對于該處理的中段或末段的基片上起始 大氣壓等離子4妾觸)、基片類型等，配置以不同的流率和/或比例。 如圖5，所產(chǎn)生的等離子流出形成可同時(shí)4妄觸基片602的整個(gè)切片 (平行于孔寬度606)的等離子簾，從而當(dāng)基片插入等離子處理臺(tái) 610 (例如，PVD、 CVD、蝕刻等)時(shí)，允許去除氟化聚合物，而 幾乎不需要額外的處理時(shí)間，這大大提高了制造產(chǎn)量。現(xiàn)參照圖6B,示出了才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配置成產(chǎn) 生等離子簾的偏移DWM-APPJ i殳備組的簡化示意圖。如前所述， 因?yàn)锳PPJ設(shè)備較基片直徑往往具有相對小的直徑，所以通常旋轉(zhuǎn) APPJ設(shè)備本身或者基片，以確保等離子流出接觸整個(gè)基片表面。 但是，在創(chuàng)新的方式中，偏移DWM-APPJ i殳備組612可配置為總 的排出孔寬度至少與基片602的直徑一樣寬。這在多個(gè)方面都是有 利的。如前所述，可更容易控制及調(diào)節(jié)到對應(yīng)較小的DWM-APPJ 設(shè)備604的4交小的氣體流率組。另外，不同的DWM-APPJ設(shè)備可4艮據(jù)位置(例如，相對于基 片邊緣的基片中心)、時(shí)間(相對于該處理的中段或末段的基片上起始大氣壓等離子接觸)、基片類型等，配置以不同的流率和/或比 例。此外，單獨(dú)的等離子流出可彼此分開，這減少了潛在的交叉干擾，并潛在地增加了氟化聚合物去除效率。如圖5,所產(chǎn)生的等離 子流出形成可同時(shí)接觸基片602的整個(gè)切片的等離子簾，從而當(dāng)基 片插入等離子處理臺(tái)510 (例如，PVD、 CVD、蝕刻等)時(shí)，允許 去除氟化聚合物，而幾乎不需要額外的處理時(shí)間，這大大提高了制 造產(chǎn)量?，F(xiàn)參考圖7,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，示出了連接到基片 裝載鎖設(shè)備的DWM-APPJ設(shè)備的簡化示意圖。通常，對于等離子 處理系統(tǒng)，為了在接近真空條件運(yùn)行而不必連續(xù)增壓和抽空等離子 室，需要某些類型的壓力轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)，以將基片插入以及從環(huán)境壓力 (該壓力下基片可凈皮輸送)移除到接近真空(在該近真空中基片可 -故處理)。通常的壓力轉(zhuǎn)變4幾構(gòu)稱為裝載鎖(load lock) 702。通常，必須:提供三個(gè)壓力區(qū)環(huán)境壓力區(qū)718 (包括基片輸送 器708)、轉(zhuǎn)變區(qū)716 (包括裝載鎖702)以及真空區(qū)714 (包括等 離子室706 )。一般通過基片輸送器708將基片輸送到等離子室706， 該輸送器708通常將基片保持在環(huán)境壓力惰性氣體(例如，N2等) 中，以減小污染。 一旦通過對接端口 ( docking port) 709對接到裝 載鎖702,裝載鎖702也可利用環(huán)境壓力下的惰性氣體排氣，以基 本上匹配在基片輸送器708中的壓力。當(dāng)轉(zhuǎn)變區(qū)716和環(huán)境區(qū)718之間的壓力相等時(shí)，對接端口 709 打開，然后插入待處理基片602a,而先前已處理的基片602b^f皮移 走。然后對接端口 709被重新密封，并且在裝載鎖702中的惰性氣 體通過泵704被抽出，以基本上匹配等離子室706中的真空條件。 一旦環(huán)境區(qū)716和真空區(qū)714之間的壓力平tf，等離子室端口 707 打開，并且插入待處理基片602a。但是，在創(chuàng)新的方式中，DWM-APPJ設(shè)備712可配置為當(dāng)其被 插入到裝載鎖702時(shí)從基片去除氟化聚合物，從而大大減少了所通 常需要以清洗基片的額外處理時(shí)間量。就是"^兌，如果沒有 DWM-APPJ設(shè)備712，基片需要輸送至專門的清洗臺(tái)，然后，當(dāng)處 理時(shí)，重新專IT送到等離子室706。另外，因?yàn)榉酆衔锂?dāng)暴露于DWM-APPJ流出時(shí)通常是易 J渾發(fā)的，所以在前述的處理壓力平4軒過程期間，任何產(chǎn)生的副產(chǎn)物 可通過泵704 ^皮安全地4由出局部鎖(local lock) 702。該實(shí)施方式的有利之處還在于，它將清洗延緩至恰好在處理前的時(shí)間點(diǎn)，從而 將在其中基片污染可發(fā)生的窗口大大減小至在裝載鎖702和等離子室706間的幾個(gè)英寸?，F(xiàn)參考圖8,示出了才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，DWM-APPJ 設(shè)備的簡化示意圖，其中金屬絲網(wǎng)介電套管是可改變的。如前所述， 通過改變金屬絲網(wǎng)孔的直徑，rf場可削弱不同的量以及至不同的程 度。因此，允許多個(gè)金屬絲網(wǎng)介電套管805a和805b每個(gè)具有不同 金屬絲網(wǎng)孔直徑，可允許為特定配置或制法(recipe)而優(yōu)化該 DWM-APPJ設(shè)備。就是說，各個(gè)金屬絲網(wǎng)介電套管805a和805b 可i殳置在DWM-APPJ中合適電極和等離子之間，以最小化電弧放 電。在一個(gè)實(shí)施方式中，805a和805b對于任—可《合定的配置具有相 同的孔直徑。在一個(gè)實(shí)施方式中，805a和805b對于任Y可給定的配 置具有不同的孔直徑。在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬絲網(wǎng)層夾在介電層之間。在一個(gè)實(shí)施 方式中，金屬絲網(wǎng)層利用粘結(jié)劑粘結(jié)(例如硅粘結(jié)劑)到介電層。 在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬絲網(wǎng)層利用壓力(沿橫軸)固定到介電層。 在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬絲網(wǎng)層利用摩纟察力(沿縱軸)固定到介電 層。在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬絲網(wǎng)介電套管利用壓力(沿4黃軸)固定到電極。在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬絲網(wǎng)介電套管利用摩4察力(沿 縱軸)固定到介電層。例如，對于纟會(huì)定配置(例如，處理氣體流率、處理氣體類型、rf功率，等)，減小惰性氣體流率通常會(huì)增加電弧放電的可能性。 但是，插入各具有較小孔直徑的金屬絲網(wǎng)套管組可在較低的惰性氣 體流率保持等離子而不產(chǎn)生電弧。另外，也可使用不同的金屬絲網(wǎng) 材泮十(例如，復(fù)合金屬、鈾等)，并且不必重新設(shè)計(jì)該DWM-APPJ 設(shè)備本身?，F(xiàn)參考圖9，示出了才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，用于利用 DWM-APPJ設(shè)備最佳地去除氟化聚合物的簡化的方法。開始，在 902， 4是供電極組件，其包括通電電極、金屬絲網(wǎng)和介電層。在一 個(gè)實(shí)施方式中，金屬絲網(wǎng)可包括銅、不4秀鋼、黃銅和鍍鋅金屬中的 一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，介電層可包括二氧化硅、氮化硅、聚酯 薄膜、陶瓷或聚四氟乙烯中的一種。接下來，在904，接地電極組 件相對該通電電才及組件i殳置，乂人而形成腔，在該腔內(nèi)產(chǎn)生等離子。 在一個(gè)實(shí)施方式中，該腔可以是環(huán)形體積。在一個(gè)實(shí)施方式中，該 通電電極是配置在該腔內(nèi)的縱向探針。接下來，在906，利用通電 電極對該腔施加rf場，以由至少一種惰性氣體和至少一種處理氣體 產(chǎn)生等離子。本發(fā)明在多個(gè)方面顯著區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)。例如，本發(fā)明將APPJ (DWM-APPJ)與至少一個(gè)介電阻擋層和至少一個(gè)金屬絲網(wǎng)結(jié)合， 從而利用相對小的惰性氣體流率(小于約1 slm)產(chǎn)生大大去除氟 化聚合物副產(chǎn)物的等離子射流。另外，與一般且更復(fù)雜的APPJ設(shè) 備配置不同，本發(fā)明不通過^f吏用狹槽、高流速、和/或氧化鋁蓋來減 少電弧放電。并且，本發(fā)明不要求任何專門的和/或裝置以保持真空， 不物理上接觸基片從而使破壞性刮擦的可能性最小，并且因該最低 的裝備要求而相對容易i也集成入現(xiàn)有的處理。盡管本發(fā)明已根據(jù)多個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是存在 有落入本發(fā)明范圍內(nèi)的變化、置換和等同方式。例如，盡管本發(fā)明結(jié)合Lam Research等離子處理系統(tǒng)(例如，ExelanTM、 ExelanTMHP、 ExelanTMHPT、 2300TM、 Versys Star等)進(jìn)行描述，但也可使用 其它的等離子處理系統(tǒng)。本發(fā)明也可用于多種直徑的基片(例如， 200mm、 300mm、 LCD,等)。另外，這里所使用的用語"組"包 :括一個(gè)或多個(gè)該組中的指定元件。例如，"X"組指一個(gè)或多個(gè)"X"。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括以相對低(小于約1 slm)的惰性氣體流率 從基片去除氟化聚合物，并具有最低限度的電弧放電。其它的優(yōu)點(diǎn) 包括能夠容易地將DWM-APPJ清洗設(shè)備集成入現(xiàn)場(in-situ )濕清 洗處理，以及優(yōu)化了基片制造處理。雖然已經(jīng)披露了示例性的實(shí)施方式和最佳模式，但可在由所附 權(quán)利要求限定的本發(fā)明的主題和精神內(nèi)，對已披露的實(shí)施方式進(jìn)行 ^修改和變化。
權(quán)利要求
1. 一種產(chǎn)生用于從基片去除氟化聚合物的等離子的裝置，包括通電電極組件，包括通電電極，第一介電層，以及第一金屬絲網(wǎng)，其設(shè)置于所述通電電極和所述第一介電層之間；以及接地電極組件，其相對所述通電電極組件設(shè)置，從而形成腔，在該腔中產(chǎn)生所述等離子，當(dāng)所述等離子存在于所述腔中時(shí)，所述第一金屬絲網(wǎng)通過所述第一介電層與所述等離子屏蔽，所述腔在一端具有出口，用于提供所述等離子以去除所述氟化聚合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述接地電極組件包括接地電極，第二介電層，當(dāng)所述等離子存在于所述腔中時(shí)，該第二 介電層i殳置于所述接地電才及和所述等離子之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述接地電極組件進(jìn)一步包 括第二金屬絲網(wǎng)，所述第二金屬絲網(wǎng)設(shè)置于所述接地電極和所 述第二介電層之間，其中，當(dāng)所述等離子存在于所述腔中時(shí)， 所述第二金屬絲網(wǎng)通過所述第二介電層與所述等離子屏蔽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述腔為環(huán)形體積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述通電電極為配置于所述 腔中的縱向探針。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述腔包括沿橫軸的腔直 徑，其中所述腔直徑至少與基片直徑一樣大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一介電層和所述第二 介電層是二氧化硅、氮化硅、聚酯薄膜、陶瓷和聚四氟乙烯中 的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一金屬絲網(wǎng)和所述第 二金屬絲網(wǎng)是銅、不4秀鋼、黃銅和鍍鋅金屬中的一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一金屬絲網(wǎng)和所述第 二金屬絲網(wǎng)#1配置成單絲、矩形編織和六邊形編織中的 一種。
10. —種產(chǎn)生用于從基片去除氟化聚合物的等離子的方法，包括提供通電電極組件，所述通電電極組件包括 通電電極， 第一介電層，以及第一金屬絲網(wǎng)，其設(shè)置于所述通電電才及和所述第一介 電層之間；提供接地電極組件，其相對所述通電電極組件設(shè)置，從 而形成腔，在該腔中產(chǎn)生所述等離子，當(dāng)所述等離子存在于所 述月空中時(shí)，所述第 一金屬絲網(wǎng)通過所述第 一介電層與所述等離 子屏蔽，所述腔在一端具有出口，用于提供所述等離子以去除 所迷氟化聚合物；引入至少一種惰性氣體和至少一種處理氣體到所迷月空中；以及利用所述通電電極對所述腔施加rf場，以從所述至少一 種惰性氣體和所述至少一種處理氣體產(chǎn)生所述等離子。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述接地電極組件包括接地電極，第二介電層，當(dāng)所述等離子存在于所述腔中時(shí)，該第二 介電層設(shè)置于所述接地電極和所述等離子之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述接地電極組件進(jìn)一步 包括第二金屬絲網(wǎng)，所述第二金屬絲網(wǎng)設(shè)置于所述接地電極和 所述第二介電層之間，其中，當(dāng)所述等離子存在于所述腔中時(shí)， 所述第二金屬絲網(wǎng)通過所述第二介電層與所述等離子屏蔽。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述腔為環(huán)形體積。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述通電電極為配置于所 述腔中的縱向探針。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述腔包括沿橫軸的腔直 徑，其中所述腔直徑至少與基片直徑一樣大。
16. 才艮據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一介電層和所述第 二介電層是二氧化硅、氮化硅、聚酯薄膜、陶瓷和聚四氟乙烯 中的一種。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一金屬絲網(wǎng)和所述 第二金屬絲網(wǎng)是銅、不4秀鋼、黃銅和鍍鋅金屬中的一種。
18. 4艮據(jù)4又利要求17所述的方法，其中所述第一金屬絲網(wǎng)和所述 第二金屬絲網(wǎng)^皮配置成單絲、矩形編織和六邊形編織中的一種。
19. 一種產(chǎn)生用于從基片去除氟化聚合物的等離子的方法，包括才是供通電電4及組件，所述通電電才及組件包4舌 通電電才及， 第一介電層，以及第一金屬絲網(wǎng)，其i殳置于所述通電電一及和所述第一介 電層之間；提供接地電極組件，其相對所述通電電極組件設(shè)置，從 而形成腔，在該腔中產(chǎn)生等離子，當(dāng)所述等離子存在于所述腔 中時(shí)，所述第一金屬絲網(wǎng)通過所述第一介電層與所述等離子屏 蔽，所述腔在一端具有出口，用于提供所述等離子以去除所述 氟化聚合物；以及利用所述通電電才及對所述腔施力卩rf場，以乂人至少一種惰 性氣體和所述至少一種處理氣體產(chǎn)生所述等離子。
20. 才艮據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述接地電極組件包括接地電極，第二介電層，當(dāng)所述等離子存在于所述腔中時(shí)，該第二 介電層設(shè)置于所述接地電極和所述等離子之間。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述接地電極組件進(jìn)一步 包括第二金屬絲網(wǎng)，所述第二金屬絲網(wǎng)設(shè)置于所述接地電極和 所述第二介電層之間，其中，當(dāng)所述等離子存在于所述腔中時(shí)， 所述第二金屬絲網(wǎng)通過所述第二介電層與所述等離子屏蔽。
22. 才艮才居4又利要求21所述的方法，其中所述月空為環(huán)形體積。
23. 才艮據(jù)4又利要求22所述的方法，其中所述通電電極為配置于所 述腔中的縱向探針。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述腔包括沿橫軸的腔直 徑，其中所述腔直徑至少與基片直徑一樣大。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述第一介電層和所述第 二介電層是二氧化硅、氮化硅、聚酯薄膜、陶瓷和聚四氟乙烯 中的一種。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第一金屬絲網(wǎng)和所述 第二金屬絲網(wǎng)是銅、不銹鋼、黃銅和鍍鋅金屬中的一種。
27. 才艮據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一金屬絲網(wǎng)和所述 第二金屬絲網(wǎng)#皮配置成單絲、矩形編織和六邊形編織中的一 種。
全文摘要
披露了一種產(chǎn)生用于從基片去除氟化聚合物的等離子的裝置。該實(shí)施方式包括通電電極組件，其包括通電電極、第一介電層、以及第一金屬絲網(wǎng)，該第一金屬絲網(wǎng)設(shè)置于該通電電極和該第一介電層之間。該實(shí)施方式還包括接地電極組件，其相對該通電電極組件設(shè)置，從而形成腔，在該腔中產(chǎn)生該等離子，當(dāng)該等離子存在于該腔中時(shí)，該第一金屬絲網(wǎng)通過該第一介電層與該等離子屏蔽，該腔在一端具有出口，用于提供該等離子以去除該氟化聚合物。
文檔編號(hào)H01L21/302GK101273429SQ200680035702
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者安德拉斯·庫蒂, 安德魯·D·貝利三世, 約翰·博伊德, 衡石·亞歷山大·尹 申請人:朗姆研究公司