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TWI654667B - 電漿乾剝除預處理以增進離子植入光阻移除 - Google Patents

電漿乾剝除預處理以增進離子植入光阻移除

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Publication number
TWI654667B
TWI654667B TW104113813A TW104113813A TWI654667B TW I654667 B TWI654667 B TW I654667B TW 104113813 A TW104113813 A TW 104113813A TW 104113813 A TW104113813 A TW 104113813A TW I654667 B TWI654667 B TW I654667B
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TW
Taiwan
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substrate
temperature
ultraviolet light
processing
photoresist layer
Prior art date
Application number
TW104113813A
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TW201606859A (zh
Inventor
伊凡Ｌ 貝里三世
葛籣 吉爾克里斯特
Original Assignee
美商蘭姆研究公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商蘭姆研究公司 filed Critical 美商蘭姆研究公司
Publication of TW201606859A publication Critical patent/TW201606859A/zh
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Abstract

處理基板之系統與方法，包含將一基板暴露於來自一具預定波長範圍紫外光源之紫外光下。該基板包含一經離子轟擊之光阻層。該方法包含當該基板暴露於紫外光時，控制基板溫度至一小於或等於第一溫度之溫度。該方法包含在將基板暴露於紫外光後，使用電漿移除光阻，同時維持基板溫度至小於或等於剝除程序溫度。

Description

電漿乾剝除預處理以增進離子植入光阻移除
本發明係關於基板處理，更具體而言，係關於離子植入後自基板移除光阻之系統及方法。
於此提供之先前技術的敘述係用以整體地表示本揭露內容之背景。本案列名之發明人的工作成果，在先前技術部分中敘述的範圍內，以及在申請時不適格作為先前技術之描述態樣，皆非明確地或暗示性地被承認係對抗本發明之先前技術。
基板處理系統被用於沉積或移除基板上之膜。在處理期間，光阻層可被沉積在基板上。接著該光阻層可被圖案化以界定出遮蔽區及未遮蔽區，用以進行之後的離子植入。在離子植入期間，材料中的離子在一電場中被加速，並被導向基板。這些離子被用於改變該基板之物理、化學、及/或電性特性。該基板之遮蔽區被用於阻擋離子。該離子被植入基板未遮蔽區中之暴露層。當離子植入步驟完成，該光阻遮罩通常於附加步驟實施前被移除。
現在參照圖1A至1C，其顯示處理基板之方法。在圖1A中之步驟20，一光阻層於基板之外表面形成，例如使用旋轉塗佈法或其他適宜之方式。在步驟22，該光阻層被圖案化為遮蔽區及未遮蔽區。在步驟24，該基板受離子轟擊。這些離子被植入在該基板之未遮蔽區。在基板遮蔽區中之光阻層則會阻擋離子。在隨後的處理程序中，該光阻層於步驟26被移除。在步驟28，實施進一步的基板處理程序。
在圖1B中，光阻層於步驟30可被暴露於紫外(UV, ultraviolet)光下以進行光阻之交聯。紫外光暴露係於受離子轟擊之步驟24前實施。
在圖1C中，顯示在離子轟擊後，一用於移除光阻層之方法。在步驟34，將基板安置於一處理站中。在步驟36，將該基板加熱至預定溫度。在一些實例中，該基板被加熱至285℃。在步驟38，將處理氣體提供給處理站，並提供電漿，或觸發電漿，而該電漿剝除光阻。
進入光阻層遮蔽區之高離子植入劑量(大於約1 x 1015 離子/cm2 )，可能在光阻之最外層表面處產生一堅硬含碳外殼層。在某些實例中，該外殼層具一約700 埃之厚度。此外，該離子植入程序藉由斷鏈機制、及離子植入程序產生之光酸引起的光阻去保護反應，將下層光阻瓦解為更小或更具揮發性的碎片。
由於該外殼層/電漿反應之高活化能(1.6-2.6 eV)，因此使用電漿移除外殼層需要高溫。然而，被植入之光阻當加熱時具爆炸或爆裂之傾向，此係由於外殼層之下的片段化光阻釋放的氣壓所致。爆裂產生缺陷及引起線路斷裂。某些方法可將剝除程序溫度降低至低於爆裂發生時的溫度。然而，此較低之溫度亦可能大幅降低灰化速率及產量。
如圖1B所示，將基板在離子植入前暴露於(紫外)光下以使光阻層交聯。此方法使基板較不容易發生爆裂，但紫外光暴露會引起臨界尺寸(CD, critical dimension)的損失。此外，隨著化學放大型光阻的出現，紫外光暴露亦產生光酸，當加熱光酸時會引起去保護反應，並產生不需要的揮發性化合物，因此在設計上已抑制紫外光暴露之步驟。
一處理基板之方法，包含將基板暴露於來自一具預定波長範圍紫外光源之紫外光下。該基板包含一受離子轟擊之光阻層。該方法包含當將基板暴露於紫外光時，將基板溫度控制於一小於或等於第一溫度之溫度。該方法包含在將基板暴露於紫外光後，使用電漿移除光阻，同時將基板溫度維持在小於或等於剝除程序溫度。
在其他的特徵中，該第一溫度係小於或等於使去保護反應開始進行之熱活化臨界值。該第一溫度係小於或等於75℃。該第一溫度係小於或等於50℃。
在其他的特徵中，該基板在暴露於紫外光前，具一未經處理之爆裂溫度。在將該基板暴露於紫外光後，該基板具一經紫外光處理之爆裂溫度。該經紫外光處理之爆裂溫度係高於未經處理之爆裂溫度。該剝除程序溫度係被設定為大於或等於該未經處理之爆裂溫度，並小於或等於該經紫外光處理之爆裂溫度。該剝除程序溫度係大於或等於該未經處理之爆裂溫度，並比該經紫外光處理之爆裂溫度低10-40℃。
在其他的特徵中，該預定波長範圍為172-245 nm之間。該基板中之離子劑量大於約1 x 1015 離子/cm2 。該方法包含當將基板暴露於紫外光時，流動吹淨氣體。
一用以處理基板之基板處理系統，包含第一處理站，其包含一具預定波長範圍的紫外光源，用於將基板暴露於紫外光下。該基板包含一受離子轟擊之光阻層。第一基板支撐體用以支撐基板，並於紫外光暴露期間控制基板溫度於一小於或等於第一溫度之溫度。第二處理站包含一第二基板支撐體用以支撐基板，並於光阻剝除期間控制基板溫度於一剝除程序溫度。一處理氣體供應器，用以在光阻剝除期間提供處理氣體給處理站。一電漿產生器，用以在光阻剝除期間，於該處理站中產生電漿。
在其他的特徵中，該第一基板支撐體在紫外光暴露期間控制基板溫度至小於或等於使去保護反應開始進行之熱活化臨界值。該第一溫度係小於或等於75℃。該第一溫度係小於或等於50℃。
在其他的特徵中，該基板在紫外光暴露前具一未經處理之爆裂溫度。該基板在紫外光暴露後具一經紫外光處理之爆裂溫度。該經紫外光處理之爆裂溫度係高於該未經處理之爆裂溫度。該第二基板支撐體在光阻剝除期間控制基板溫度至大於或等於該未經處理之爆裂溫度，並小於或等於該經紫外光處理之爆裂溫度。該第二基板支撐體在光阻剝除期間控制基板溫度於大於或等於該未經處理之爆裂溫度，並比該經紫外光處理之爆裂溫度低10-40℃。
在其他的特徵中，該預定波長範圍為172-245 nm之間。光阻中之離子劑量大於約1 x 1015 離子/cm2 。該第一處理站於紫外光暴露期間，流動吹淨氣體。
本揭露內容應用性更進一步的範圍藉由實施方式、申請專利範圍、及圖示，將變得清楚明瞭。該實施方式及特定實例僅用以說明之目的，而並非意欲限制本揭露內容之範圍。
參照本揭露內容，基板於離子植入後，光阻層被移除前，暴露於紫外光下。在一些實例中，該基板在暴露於紫外光的期間被冷卻，並在移除光阻的期間保持於一預定之剝除程序溫度以下。依據本揭露內容中之紫外光前處理，相對於未經紫外光源處理之基板，其提高了基板之爆裂溫度。可在一更高的剝除程序溫度中移除光阻而不產生爆裂，此能力提高了灰化速率及產量。
不受理論限制，一般認為離子植入程序自身已產生光酸，並去活化光酸產生劑。藉由紫外光激發，離子引起之斷裂更容易發生交聯。由於光阻無論如何將會被移除，紫外光暴露引起的臨界尺寸損失則無關緊要。然而，由於光酸已存在，在紫外光暴露期間，光阻層可保持在去保護作用開始發生之熱活化臨界值之下。在一些實例中，紫外光暴露於去保護作用之熱活化臨界值之下進行。在一些實例中，紫外光暴露期間基板的溫度仍保持在小於或等於75℃、或小於或等於50℃的情況下，即使亦可使用其他溫度值。
前述實例被描述於多站序列式處理工具的情境下。然而可查知，前述揭露不受限於此。本揭露內容反而可實施於任何包含一紫外光源及一電漿處理站之基板處理系統中。舉例而言，該電漿可為使用一射頻源、及一匹配網路、或其他適宜的裝置所產生之射頻電漿，或為使用一電漿管或其他適宜的裝置產生之微波電漿。該電漿可在製程室中製造或遠程製造。
現在參照圖2，其顯示說明基板處理工具100之實例的功能方塊圖。該基板處理工具100包含一輸入承載室102。基板經由一連接埠104被送入該輸入承載室102中。在基板被置入該輸入承載室102後，該連接埠104及一連接埠106則關閉，接著閥108及泵浦110可被用於降低該輸入承載室102內之壓力，以使其與該基板處理工具100內之壓力大致上相等。
之後，連接埠106開啟，一自動控制裝置或其他裝置可用於裝載基板進入多個處理站114-1、114-2，…，及114-P(統稱為處理站114)中的第一個，此處的P指的是一大於1的整數。該處理站114中之一個或多個處理站可使用電漿處理基板，如以下所述。第一個處理站114-1可用來將基板暴露在由紫外光組件116所產生之紫外光下。該基板在受離子轟擊後，光阻被移除前，暴露於紫外光下。在一些實例中，紫外光暴露於吹淨氣體流動時進行。在一些實例中，該吹淨氣體包含氮分子、氧分子、氦、氬、氨、其混合物，或其他合適的吹淨氣體。在另一些實例中，紫外光暴露可能發生在真空的情況下。舉例而言，該紫外光暴露可能發生於與電漿剝除時相似的真空程度。在其他實施例中，紫外光暴露也可能發生於大氣壓力下。
在基板暴露於紫外光後，一分度裝置118可被用於將基板分送到處理站114中之下一個處理站，另一個基板則可被送入處理站114-1。暴露於電漿的程序在另一個處理站(如114-2) 實施。舉例而言，適宜的電漿化學組成包含合成氣體(forming gas，FG)、氨、氧分子、氮分子，及由此組成的混合物，如NH3 /O2 、O2 /FG、O2 /N2 ，及/或其他適宜的電漿氣體化學物。
處理站114中的其他處理站可用以實施其他的基板處理程序。在最後一個處理站114-P的處理程序實施完畢後，一自動控制裝置或其他裝置可用於將基板移出，經由一連接埠122，送至輸出承載室124中。該連接埠122關閉，接著一連接埠126開啟，以使基板自基板處理工具100處被移出。一閥130及一泵浦132可被用於控制該輸出承載室124中之壓力。換言之，在開啟該連接埠122前，該輸出承載室124中之壓力大致上可被均等化至與基板處理工具100中之壓力相等。
在一些實例中，該紫外光組件116產生波長介於172-45 nm的光，儘管其他的波長範圍亦可被使用。在一些實例中，處理站114-1藉由使基板接觸可控制溫度之基板支撐體，如一底座、一冷卻盤，或一靜電卡盤，以在紫外光暴露期間冷卻基板。在一些實例中，基板可保持在去保護作用開始發生之熱活化臨界值之下。在一些實例中，紫外光暴露在小於或等於75℃或小於或等於50℃的情況下實施，儘管亦可使用其他溫度值。
現在參照圖3，其顯示另一個處理工具150之實例。在此實例中，紫外光組件116被放置在輸入承載室102中。基板於進入電漿處理站前，在該輸入承載室102中暴露於紫外光下。紫外光暴露可能發生在壓力與基板處理工具100 之壓力均等化之前、期間、和/或其後。
現在參照圖4，其顯示說明另一基板處理工具160之實例的功能方塊圖。因紫外光暴露不需在真空狀態下，紫外光暴露站162提供一大氣壓力微型環境，並將基板暴露於紫外光組件116產生之紫外光下。該紫外光組件116可包含一連接埠164及一基板支撐體(標示於166)，如一底座、一盤，或一靜電卡盤。在此實例中，一自動控制裝置170可用於由一晶圓傳送盒(FOUP, front opening universal pod)或其他傳送裝置(標示於168)取回基板。該自動控制裝置170自晶圓傳送盒或其他傳送裝置168取回基板，並將基板放置於紫外光暴露站162中。該基板暴露於紫外光組件116所產生之紫外光下。接著，該自動控制裝置170將該基板傳送至基板處理工具160。處理站114中，至少有一個處理站將實施電漿剝除。
現在參照圖5，其顯示一包含紫外光組件116的處理站之實例。該紫外光組件116包含磁控管204、波導管205，及一共振室208。一殼體213包含殼體部分214及216。一旋轉馬達217可用以相對於殼體213、基板、或紫外光組件116之其他部分而旋轉紫外光燈泡218。在某些實例中，該紫外光燈泡218在紫外光處理期間旋轉，以提高紫外光暴露的均勻性。
反射器220可包含一或更多個平面221，其藉由殼體部分214及216安置於適當位置。紫外光燈泡218延伸至反射器220界定之一空腔中。一窗口226安置在於紫外光燈泡218及基板間。操作期間，冷卻噴流234可用於提供冷卻氣體給紫外光燈泡218以冷卻該紫外光燈泡218。
紫外光組件116安置在一處理站238的上方。基板支撐體240，如一底座、一冷卻盤，或一靜電卡盤等，被安置於處理站238中。一加熱及/或冷卻裝置246選擇性地加熱及/或冷卻該基板支撐體240，以維持紫外光暴露期間的預定溫度。在一些實例中，只進行冷卻作用。一控制器260可被用於接收來自基板支撐體240之溫度反饋。舉例而言，控制器260可被連接至一熱電偶(未顯示於圖上)。該控制器亦可被用於控制來自一吹淨氣體源272，經由一閥270所供給之吹淨氣體。
磁控管204在使用期間產生微波能量。該微波能量將紫外光燈泡218中燈泡裝填物激發至電漿態。直接或反射之能量被傳送至基板244。在某些實例中，該紫外光燈泡218產生的紫外光強度高達400 mW/cm2 ，並具有小於10%的均勻度，此處之均勻度定義為(max-min)/(max+min)。
現在參照圖6，其顯示使用電漿進行灰化、沉積，或蝕刻之基板處理系統300。基板處理系統300包含一處理站302，其封入基板處理系統300之其他零件，並容納電漿。基板處理系統300包含一上部電極304及一基板支撐體306(如一底座、一盤，或一靜電卡盤等)，基板支撐體306又包含一下部電極307。一基板308被安置在基板支撐體306上，並位於該上部電極304及該下部電極307之間。基板支撐體306依需求被加熱或冷卻。
舉例而言，上部電極304可包含一噴淋頭309，用以引入及散布處理氣體。另外，上部電極304可包含一導板，而處理氣體可被以另一種方式導入。下部電極307可包含一接地線圈，如一安置在非傳導性底座的加熱線圈。另外，基板支撐體306可包含一靜電卡盤，該靜電卡盤則包含一作為下部電極307之導板。
一射頻產生器310產生並輸出一射頻信號至上部電極304及下部電極307其中之一。上部電極304及下部電極307其中另一個則可接地或浮動。舉例而言，該射頻產生器310可包含一產生射頻信號之射頻源311，該射頻信號經由匹配與分配網路312供給上部電極304或下部電極307。
圖6顯示一氣體傳輸系統330之實例。該氣體傳輸系統330包含一或更多氣體源332-1、332-2、…，及332-N(統稱為氣體源332)，此處的N指的是一大於0的整數。該氣體源供給處理氣體、惰性氣體，及其前驅物及混合物。汽化之前驅物亦可被使用。該氣體源332藉由閥334-1、334-2、…，及334-N(統稱為閥334)，與質量流量控制器336-1、336-2、…，及336-N(統稱為質量流量控制器336)，連接至岐管340。岐管340之輸出物則輸入至處理站302。舉例而言，岐管340之輸出物供應至噴淋頭309。
一加熱及/或冷卻裝置342選擇性地加熱及/或冷卻該基板支撐體306，以維持光阻剝除期間的預定溫度。一控制器360可被用於控制基板處理系統300中的零件。控制器360可被用於接收來自基板支撐體306的溫度反饋。舉例而言，控制器360可被連接至一熱電偶(未顯示於圖上)。控制器360亦可被用於控制程序。舉例而言，控制器360可傳送電漿開/關信號至射頻產生器310。控制器360亦可被用於控制來自氣體傳輸系統330之氣體供給。控制器360亦可控制一閥350及一泵浦352，其可用於將反應物自處理站302排出。
現在參照圖7A-7C，其顯示了利用光阻及離子轟擊處理基板之方法，及用於剝除光阻的方法之實例。
在圖7A中的步驟406，一光阻層被施加於一基板上，例如使用旋轉塗佈法或其他適宜之方式。在步驟410，該光阻被圖案化為遮蔽區及未遮蔽區。在步驟416，該基板受到離子轟擊。離子被植入基板之未遮蔽區中。基板之遮蔽區則阻擋離子。在步驟418，該基板在光阻移除前，於紫外光前處理期間暴露於紫外光下。在一些實例中，紫外光前處理在低於預定溫度之溫度下實施。在一些實例中，預定溫度係低於去保護作用開始發生之熱活化臨界值。在一些實例中，預定溫度係小於或等於75℃，而在其他實例中，預定溫度係小於或等於50℃，即使亦可使用其他預定溫度值。在之後的處理程序中，光阻在步驟422中被移除。在步驟426中，將實施基板更進一步的處理。
在圖7B中，顯示移除光阻之步驟。在步驟440中，將基板安置於一處理站中，供給處理氣體，並提供電漿，或觸發電漿。在步驟444中，基板溫度冷卻至一低於剝除程序溫度之預定溫度。該剝除程序溫度，可為低於此處描述基板經紫外光暴露後的爆裂溫度之溫度。若光阻未在步驟446中被移除，控制程序回到步驟444。若光阻在步驟446中被移除，控制程序繼續進行步驟448，消除或停止提供電漿。光阻是否移除之判定，可依據預定剝除週期來進行，其使用測試基板或其他方式來判斷。
在圖7C中，在一些實例中，一旦光阻外殼層被移除，剝除程序溫度可能升高。若光阻外殼層如步驟450之判斷未被移除，控制程序回到步驟444。若光阻外殼層如步驟450之判斷被移除，則控制程序繼續進行步驟454，且將基板溫度設定至第二剝除程序溫度，其高於第一剝除程序之溫度。若光阻層在圖7C之步驟446中未被移除，控制程序回到步驟454。若光阻層在圖7C之步驟446中被移除，控制程序繼續進行步驟448，消除電漿。光阻外殼層或光阻層是否移除之判定，可依據預定剝除週期來進行，其使用測試基板或其他方式來判斷。
現在參照圖8，其對於數個紫外光源(燈泡1及燈泡2)，顯示紫外光強度作為波長函數的實例。在一實例中，1.2µm 深紫外光(DUV, deep UV)的光阻在20 keV的能量下被植入5 x 1015 離子/cm2 的砷。固化時間、紫外光燈泡波長、能量、紫外光暴露時間、及紫外光暴露溫度之範例於下表I中提供： 1 剝除程序溫度設定在低於爆裂溫度20℃。2 降低之固化時間因減少晶圓加熱，所以提高了爆裂溫度。
如可察知，在離子轟擊後及光阻移除前實施紫外光前處理，相對於尚未經處理之基板，其提高了基板的爆裂溫度。因此，之後光阻移除時使用之溫度可以更高，而缺陷則減少。在一些實例中，光阻移除時使用之溫度高於未經處理之基板爆裂溫度，低於經紫外光處理之基板爆裂溫度。在一些實例中，光阻移除之溫度比經處理之基板爆裂溫度低10-40℃。在一些實例中，光阻移除之溫度比經處理之基板爆裂溫度低約20℃。
先前的敘述在本質上僅屬說明性，而無限制本揭露內容、其應用、或使用之意圖。本揭露內容主要的教示能以各種不同的形式實施。因此，儘管本揭露內容包含特定的實例，本揭露內容真正的範圍不應被如此限制，因為在研讀圖示、說明書、及以下之申請專利範圍之後，其他修改將變得清楚明瞭。此處所使用之「A、B、及C其中之至少一者」的說法，應被解釋為使用非互斥邏輯符號OR的邏輯(A or B or C)。應了解方法中一個或更多的步驟可依不同順序(或同時)實施，無須改變本揭露內容之原則。
在此應用中，包含以下定義，「控制器」一詞可以「電路」一詞替代。「控制器」一詞可能指涉或包含下列元件、或為其一部份:一特殊應用積體電路(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)；一數位、類比、或混合類比/數位離散電路；一數位、類比、或混合類比/數位積體電路；一組合邏輯電路；一場可程式化閘陣列(FPGA, field programmable gate array)；一執行程式碼的處理器(分享的、專用的、或成組的)；儲存處理器所執行程式碼之記憶體(分享的、專用的、或成組的)；其他提供前述功能性之合適的硬體元件；或上述中某些或全部的組合，如在一系統晶片中。
「程式碼」一詞，如以上所使用，可包含軟體、韌體、及/或微程式碼，亦可為程式、例行程式、函數、軟體組件、及/或物件。「分享處理器」一詞包含執行某些或全部來自多控制器之程式碼的單一處理器。「處理器組」一詞包含與附加處理器組合之處理器，其執行某些或全部來自一或更多控制器之程式碼。「分享記憶體」一詞包含儲存某些或全部來自多控制器之程式碼的單一記憶體。「記憶體組」一詞包含與附加記憶體組合之記憶體，其儲存某些或全部來自一或更多控制器之程式碼。「記憶體」一詞可為「電腦可讀取媒體」一詞之子集。「電腦可讀取媒體」一詞不包含經由媒體傳播的暫態電子及電磁信號，因此可被認為係具體的及非暫態的。一非暫態具體電腦可讀取媒體之非限定實例包含非揮發性記憶體、揮發性記憶體、磁性儲存裝置、及光學儲存裝置。
本申請案中所敘述之裝置與方法可部份地或全部地藉由一或更多處理器執行之一或更多電腦程式被實施。該電腦程式包含處理器可執行之指令，其儲存於至少一個非暫態具體電腦可讀取媒體上。該電腦程式可能亦包含及/或依賴儲存的資料。
20‧‧‧施加光阻層至基板
22‧‧‧根據需要將光阻層圖案化
24‧‧‧以離子轟擊基板
26‧‧‧移除光阻
26‧‧‧實施進一步的基板處理程序
30‧‧‧使用紫外光使光阻交聯
34‧‧‧將基板安置於製程室中
36‧‧‧將基板加熱至預定溫度
38‧‧‧流動氣體，提供電漿並剝除光阻
100‧‧‧基板處理工具
102‧‧‧輸入承載室
104‧‧‧連接埠
106‧‧‧連接埠
108‧‧‧閥
110‧‧‧泵浦
114-1‧‧‧處理站
114-2‧‧‧處理站
114-3‧‧‧處理站
114-P‧‧‧處理站
116‧‧‧紫外光組件
118‧‧‧分度裝置
122‧‧‧連接埠
124‧‧‧輸出承載室
126‧‧‧連接埠
130‧‧‧閥
132‧‧‧泵浦
150‧‧‧基板處理工具
160‧‧‧基板處理工具
170‧‧‧自動控制裝置
162‧‧‧紫外光暴露站
164‧‧‧連接埠
166‧‧‧基板支撐體
168‧‧‧晶圓傳送盒或其他傳送裝置
204‧‧‧磁控管
205‧‧‧波導管
208‧‧‧共振室
213‧‧‧殼體
214‧‧‧殼體部分
216‧‧‧殼體部分
217‧‧‧旋轉馬達
218‧‧‧紫外光燈泡
220‧‧‧反射器
221‧‧‧平面
226‧‧‧窗口
234‧‧‧冷卻噴流
238‧‧‧處理站
240‧‧‧基板支撐體
244‧‧‧基板
246‧‧‧加熱及/或冷卻裝置
260‧‧‧控制器
270‧‧‧閥
272‧‧‧吹淨氣體源
300‧‧‧基板處理系統
302‧‧‧處理站
304‧‧‧上部電極
306‧‧‧基板支撐體
307‧‧‧下部電極
308‧‧‧基板
309‧‧‧噴淋頭
310‧‧‧射頻產生器
311‧‧‧射頻源
312‧‧‧匹配與分配網路
330‧‧‧氣體傳輸系統
332-1‧‧‧氣體源
332-2‧‧‧氣體源
332-N‧‧‧氣體源
334-1‧‧‧閥
334-N‧‧‧閥
336-1‧‧‧質量流量控制器
336-N‧‧‧質量流量控制器
340‧‧‧岐管
342‧‧‧加熱及/或冷卻裝置
360‧‧‧控制器
350‧‧‧閥
352‧‧‧泵浦
406‧‧‧施加光阻層至基板
410‧‧‧根據需要將光阻層圖案化
416‧‧‧以離子轟擊基板
418‧‧‧於低於第一固化溫度之溫度下使用紫外光前處理
422‧‧‧移除光阻
426‧‧‧實施進一步的基板處理程序
440‧‧‧將基板安置於製程室中，流動處理氣體，並提供電漿
444‧‧‧控制基板溫度至第一剝除溫度
446‧‧‧光阻是否被移除？
448‧‧‧消除或停止提供電漿
450‧‧‧光阻外殼層是否被移除？
454‧‧‧控制基板溫度至大於第一剝除溫度之第二剝除溫度
藉由實施方式及隨附圖式，將使本發明係能被更全面地了解，及其中：
圖1A-1C係為根據先前技術的流程圖，其用以說明使用光阻層及離子轟擊之基板處理方法的實例，及光阻剝除方法之實例；
圖2係為根據本揭露內容的功能方塊圖，其用以說明一包含處理站之多階段序列處理工具的實例；
圖3係為根據本揭露內容的功能方塊圖，其用以說明另一個包含處理站之多階段序列處理工具的實例；
圖4係為根據本揭露內容的功能方塊圖，其用以說明另一個包含處理站之多階段序列處理工具的實例；
圖5係為橫剖面圖，其用以說明根據本揭露內容之紫外光組件及處理站之一實例；
圖6係為功能方塊圖，其用以說明根據本揭露內容的電漿處理站之一實例；
圖7A-7C係為根據本揭露內容的流程圖，其用以說明使用光阻層及離子轟擊之基板處理方法的實例，及光阻剝除方法之實例；及
圖8說明例示性紫外光燈泡之光強度作為波長的函數。
在這些圖形中，參考數字可被重複使用以表示相似及/或相同的元件。

Claims (24)

  1. 一種處理基板的方法，包含：(a)在基板的外表面之上形成光阻層；(b)將該光阻層圖案化，以產生(i)未遮蔽區與(ii)遮蔽區，在該未遮蔽區，該光阻層不覆蓋該基板的該外表面，以及在該遮蔽區，該光阻層覆蓋該基板的該外表面；(c)在(b)之後，以離子轟擊該基板以及該光阻層；(d)在(c)之後，將該基板暴露於來自具預定波長範圍之紫外光源之紫外光下；(e)當將該基板與該光阻層暴露於紫外光時，將該基板的溫度控制小於或等於第一溫度；及(f)將該基板暴露於紫外光後：(i)使用電漿移除該光阻層的外殼層，同時將該基板的溫度維持小於或等於第一剝除程序溫度；及(ii)使用電漿移除剩餘的該光阻層，同時將該基板的溫度維持高於該第一剝除程序溫度並且小於或等於第二剝除程序溫度，其中該第一溫度小於該第一與第二剝除程序溫度。
  2. 如申請專利範圍第1項之處理基板的方法，其中該第一溫度係小於或等於使去保護反應開始進行之一熱活化臨界值。
  3. 如申請專利範圍第2項之處理基板的方法，其中該第一溫度係小於或等於75℃。
  4. 如申請專利範圍第3項之處理基板的方法，其中該第一溫度係小於或等於50℃。
  5. 如申請專利範圍第1項之處理基板的方法，其中該基板在暴露於紫外光前，具一未經處理之爆裂溫度，其中該基板在暴露於紫外光後，具一經紫外光處理之爆裂溫度，而其中該經紫外光處理之爆裂溫度係高於該未經處理之爆裂溫度。
  6. 如申請專利範圍第5項之處理基板的方法，其中該第一剝除程序溫度係設定為大於或等於該未經處理之爆裂溫度，且小於或等於該經紫外光處理之爆裂溫度。
  7. 如申請專利範圍第5項之處理基板的方法，其中該第一剝除程序溫度係大於或等於該未經處理之爆裂溫度，且比該經紫外光處理之爆裂溫度低10-40℃。
  8. 如申請專利範圍第1項之處理基板的方法，其中該預定波長範圍為172-245nm之間。
  9. 如申請專利範圍第1項之處理基板的方法，其中該基板中之離子劑量大於約1 x 1015離子/cm2。
  10. 如申請專利範圍第1項之處理基板的方法，更包含當將該基板暴露於紫外光時，流動吹淨氣體。
  11. 一種基板處理系統，包含：一第一處理站，包含：一紫外光源，用於在(i)形成光阻層於基板的上表面之上以及(ii)將該光阻層圖案化以產生(a)未遮蔽區與(b)遮蔽區之後，將該基板暴露於具一預定 波長範圍之紫外光下，其中該基板包含一經離子轟擊之光阻層，在該未遮蔽區，該光阻層不覆蓋該基板的該外表面，以及在該遮蔽區，該光阻層覆蓋該基板的該外表面；及一第一基板支撐體，用以支撐該基板，並於紫外光暴露期間控制該基板的溫度至一小於或等於第一溫度之溫度；及一第二處理站，包含：一第二基板支撐體，在該基板暴露於紫外光之後，用以：支撐該基板；於移除外殼層期間，將該基板的溫度控制小於或等於第一剝除程序溫度；及於移除剩餘之該光阻層期間，將該基板的溫度控制高於該第一剝除程序溫度並且小於或等於第二剝除程序溫度，其中該第一溫度小於該第一與第二剝除程序溫度；一處理氣體供應器，用以在移除該外殼層以及移除剩餘之該光阻層期間提供處理氣體給該第二處理站；及一電漿產生器，用以在移除該外殼層以及移除剩餘之該光阻層期間，於該第二處理站中產生電漿。
  12. 如申請專利範圍第11項之處理基板之基板處理系統，其中該第一溫度小於或等於使去保護反應開始進行之一熱活化臨界值。
  13. 如申請專利範圍第12項之處理基板之基板處理系統，其中該第一溫度係小於或等於75℃。
  14. 如申請專利範圍第13項之處理基板之基板處理系統，其中該第一溫度係小於或等於50℃。
  15. 如申請專利範圍第11項之處理基板之基板處理系統，其中該基板在紫外光暴露前具一未經處理之爆裂溫度，其中該基板在紫外光暴露後具一經紫外光處理之爆裂溫度，而其中該經紫外光處理之爆裂溫度高於該未經處理之爆裂溫度。
  16. 如申請專利範圍第15項之處理基板之基板處理系統，其中該第一剝除程序溫度大於或等於該未經處理之爆裂溫度，且小於或等於該經紫外光處理之爆裂溫度。
  17. 如申請專利範圍第15項之處理基板之基板處理系統，其中該第一剝除程序溫度大於或等於該未經處理之爆裂溫度，且比該經紫外光處理之爆裂溫度低10-40℃。
  18. 如申請專利範圍第11項之處理基板之基板處理系統，其中該預定波長範圍為172-245nm之間。
  19. 如申請專利範圍第11項之處理基板之基板處理系統，其中該光阻層中之離子劑量大於1 x 1015離子/cm2。
  20. 如申請專利範圍第11項之處理基板之基板處理系統，其中該第一處理站在紫外光暴露期間流動吹淨氣體。
  21. 一種處理基板的方法，包含：(a)在基板的外表面之上形成光阻層； (b)將該光阻層圖案化，以產生(i)未遮蔽區與(ii)遮蔽區，在該未遮蔽區，該光阻層不覆蓋該基板的該外表面，以及在該遮蔽區，該光阻層覆蓋該基板的該外表面；(c)在(b)之後，以離子轟擊該基板以及該光阻層，其中該離子轟擊在該光阻層中產生光酸；(d)在(c)之後，將該基板暴露於來自具預定波長範圍之紫外光源之紫外光下；(e)當將該基板與該光阻層暴露於紫外光時，將該基板冷卻至一小於使去保護反應開始進行的第一溫度之溫度；及(f)將該基板暴露於紫外光後，使用電漿移除該光阻層，同時將該基板的溫度維持小於或等於剝除程序溫度，其中該第一溫度小於該剝除程序溫度。
  22. 一種處理基板的方法，包含：將基板暴露於來自具預定波長範圍之紫外光源之紫外光下，其中該基板包含一經離子轟擊之光阻層；當將該基板暴露於紫外光時，將該基板的溫度控制於一小於或等於第一溫度之溫度；及將該基板暴露於紫外光後，使用電漿移除該光阻層，同時將該基板的溫度維持小於或等於剝除程序溫度，其中該第一溫度係小於或等於使去保護反應開始進行之一熱活化臨界值。
  23. 一種處理基板的方法，包含： 將基板暴露於來自具預定波長範圍之紫外光源之紫外光下，其中該基板包含一經離子轟擊之光阻層；當將該基板暴露於紫外光時，將該基板的溫度控制於一小於或等於第一溫度之溫度；及將該基板暴露於紫外光後，使用電漿移除該光阻層，同時將該基板的溫度維持小於或等於剝除程序溫度，其中該基板在暴露於紫外光前，具一未經處理之爆裂溫度，其中該基板在暴露於紫外光後，具一經紫外光處理之爆裂溫度，而其中該經紫外光處理之爆裂溫度係高於該未經處理之爆裂溫度。
  24. 一種處理基板之基板處理系統，包含：一第一處理站，包含：一紫外光源，用於將基板暴露於具一預定波長範圍之紫外光下，其中該基板包含一經離子轟擊之光阻層；及一第一基板支撐體，用以支撐該基板，並於紫外光暴露期間控制該基板的溫度至一小於或等於第一溫度之溫度；及一第二處理站，包含：一第二基板支撐體，用以支撐該基板，並於光阻剝除期間控制該基板的溫度至剝除程序溫度；一處理氣體供應器，用以在光阻剝除期間提供處理氣體給該第二處理站；及一電漿產生器，用以在光阻剝除期間，於該第二處理站中產生電漿。
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