[发明专利]半导体设备制造中材料去除和表面处理的整合

说明书

提供了用于工件的表面处理的工艺。在一个示例实施中，有机自由基(例如，甲基CH₃自由基)可在远程等离子体源中通过激发和/或解离氢和/或惰性气体(例如，Ar、He等)并且随后与有机分子(烷烃和烯烃)反应生成。有机自由基(例如，甲基CH₃自由基)可暴露于硅和/或硅锗表面。在暴露于有机自由基后，硅和/或硅锗表面可在空气中稳定一段时间(例如，几天)，同时减少表面氧化，使得可以有效地保护硅和/或硅锗表面免受氧化。正因如此，可消除在随后工艺步骤前的天然表面氧化物去除工艺。

优先权声明

本申请基于和要求于2018年12月11日提交的名称为“Integration of MaterialsRemoval and Surface Treatment in Semiconductor Device Fabrication(半导体设备制造中材料去除和表面处理的整合)”的美国专利申请号16/216,006的优先权，其通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及工件的表面处理。

背景技术

等离子体处理在半导体工业中广泛用于半导体晶片和其他基材的沉积、刻蚀、抗蚀剂去除(resist removal)以及相关的处理。等离子体源(例如，微波、ECR、感应等)通常用于等离子体处理，以产生用于处理基材的高密度等离子体和反应性物质(species)。使用等离子体干式去胶(dry strip)工艺已经实现了注入后的光刻胶、刻蚀后的残留物和其他掩膜和/或材料的去除。在等离子体干式去胶工艺中，来自在远程等离子体腔室中生成的等离子体的中性颗粒通过隔栅进入处理腔室中，以处理基材，比如半导体晶片。

发明内容

本公开的实施方式的方面和优点将部分在以下描述中陈述，或可从描述中得知，或可通过实施方式的实践而得知。

本公开的一个示例方面涉及用于处理工件的方法。工件可包括半导体材料。方法可包括对工件进行基于有机自由基的表面处理工艺以保护工件免受氧化。基于有机自由基的表面处理工艺可包括使用第一腔室中诱导的等离子体生成一种或多种物质。基于有机自由基的表面处理工艺可进一步包括将一种或多种烃分子与一种和多种物质混合以在从等离子体的下游流动处形成混合物。混合物可包括一种或多种有机自由基。

本公开的另一示例方面涉及处理半导体工件的方法。半导体工件可包括硅或硅锗的半导体材料。方法可包括通过用感应耦合的等离子体源在惰性气体中诱导等离子体在等离子体腔室中的惰性气体中生成一种或多种激发的物质。方法可包括通过将一种或多种烃分子与第一腔室的外部和在来自第一腔室的下游流动处的激发的物质混合生成一种或多种有机自由基以生成混合物，混合物包括一种或多种有机自由基。方法可包括将半导体材料的无氧化表面暴露于有机自由基。

本公开的其他示例方面涉及用于工件的表面处理的系统、方法和装置。

参考以下描述和所附权利要求，各种实施方式的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图阐释了本公开的实施方式，并且与描述一起用来解释相关的原理。

附图说明

指导本领域技术人员的实施方式的详细讨论阐释在参考了所附附图的说明书中，其中：

图1描绘了根据本公开的示例实施方式的在结构上的示例基于有机自由基的表面处理工艺；

图2描绘了根据本公开的示例实施方式的在结构上的示例基于有机自由基的表面处理工艺；

图3描绘了根据本公开的示例实施方式的示例等离子体处理装置；

图4描绘了根据本公开的示例方面的用于保护工件免受氧化的示例方法的流程图；

图5描绘了根据本公开的示例方面的用于保护工件免受氧化的示例方法的流程图；