[发明专利]使用发色团和曝光除去聚合物

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2016年3月25日提交的临时申请序列号62/313,351的权益。该临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及半导体材料的加工，特别地涉及清洁技术和材料除去技术。

背景技术

集成电路和半导体器件的制造可涉及许多不同类型的加工技术。这样的技术通常涉及使基底图案化并使用图案来制造多种不同的牺牲结构和/或永久结构。例如，可使用光刻法利用辐射敏感材料例如光刻胶的薄层来产生图案化层。将该辐射敏感层转化为图案化掩模，其可用于将图案蚀刻或转移到基底上的一个或更多个下层中。因此，图案化的光刻胶层可充当一个或更多个下层的定向(各向异性)蚀刻的掩模。可对多种不同材料中的任何一种进行图案化，包括氧化物、有机材料、硬掩模、金属等。

集成电路和半导体器件的制造可以是沉积材料、改性材料、图案化材料和除去材料的循环工艺。通常需要除去给定基底上的一种类型的材料而不除去其他类型的材料。可实施多种不同的清洁工艺以从给定基底上选择性地除去或清洁材料。这样的清洁工艺可包括使用特定化学物质和/或物理机制以从基底上清洁或除去材料的湿清洁技术(例如反应性液体化学品)和干清洁技术(例如基于等离子体的清洁)。通常，重要的是选择性地除去材料而不损坏剩余的下层材料。

发明内容

如背景技术中所述，重要的是选择性地除去材料而不损坏剩余的下层材料。当设备节点(node)减小到更小的尺寸时，这种避免损坏下层材料的需要可能变得更加关键。在半导体加工期间选择性除去的材料可包括碳膜、光刻胶和蚀刻后聚合物。通常，可使用高温氧化工艺或等离子体灰化(ashing)工艺除去这样的膜。然而，这样的高温和基于等离子体的除去技术可能损坏下层。例如，低k电介质和其他绝缘材料可容易地被常规除去技术例如基于等离子体的除去和侵蚀性(aggressive)湿清洁损坏。

蚀刻后聚合物残余物可能特别难以除去。用于蚀刻硅、氧化硅和碳掺杂的氧化物的蚀刻工艺依赖于在反应离子蚀刻室中使用全氟烃和烃气体的混合物。这样的蚀刻工艺的结果是在基底上的氟化聚合物残余物，其应该被除去。用波长高于185nm的紫外(UV)光辐照这些蚀刻后聚合物可使得在随后的湿清洁工艺中能够更容易地除去这些膜。然而，这种UV辐照可能损坏下层膜。例如，本发明人认识到，尽管增加UV剂量可能有助于除去聚合物残余物，但这样的增加的UV暴露可能会损坏基底上的材料和器件。

因此，本发明的一个目的是通过在将残余物暴露于电磁(EM)辐射同时使这样的辐射对聚合物残余物下面的材料的损伤作用最小化来促进蚀刻后聚合物残余物的除去。

一个实施方案包括加工基底的方法。该方法包括接收在基底表面上沉积有氟化聚合物残余物的基底。处理聚合物残余物以增加聚合物残余物对EM辐射的敏感度。将经处理的蚀刻后聚合物残余物在含氧环境中暴露于EM辐射以促进蚀刻后聚合物的除去。

当然，为了清楚起见，已经提出了如本文所述的不同步骤的讨论顺序。通常，这些步骤可以以任何合适的顺序进行。另外，尽管本文的各个不同的特征、技术、配置等可在本公开内容的不同地方讨论，但是其意图是可以彼此独立地或者彼此组合地执行每个概念。因此，本发明可以以许多不同方式进行实施和观察。

注意，该概述部分没有指定本公开内容或所要求保护的发明的每个实施方案和/或增加的新的方面。相反，该概述仅提供了与常规技术相比的不同实施方案和对应的新颖点的初步讨论。关于本发明和实施方案的附加细节和/或可能的观点，读者将参考以下进一步讨论的本公开内容的详细描述部分和相应附图。

附图说明

图1是示出根据一个实施方案用于加工基底的方法的流程图；

图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G和2H例示了多种不同的发色团或染料的吸收光谱；

图3A、3B、3C和3D示出了在同一图形比例尺上多种不同的发色团或染料的吸收光谱的比较；

图4A和4B是例示了与本文公开的技术一起使用的用于产生单线态(singlet)氧之相应光波长的示例化合物和原子结构的表格；

图5是例示了用于在例如用于半导体晶片的基底清洁工具的系统上进行聚合物膜的液相发色团掺杂的示例加工流程的流程图；

图6例示了在光辐照(可见光和/或UV)和湿清洁之前进行聚合物膜的气相发色团掺杂的工艺流程的实例；以及

图7A、7B和7C示出了基底加工工具的示例实施方案。

具体实施方式