[发明专利]用于低K电介质的低损害光致抗蚀剂剥离方法

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2009年12月11日申请的第12/636,601号美国专利的优先权，且所述专利以引用的方式并入本文中。

技术领域

背景技术

本发明关于用于从部分制造的集成电路的表面剥离光致抗蚀剂材料及移除蚀刻相关残留物以准备进一步处理的方法。

镶嵌处理技术在许多现代集成电路制造方案中通常是优选方法，这是因为镶嵌处理技术与其它方法相比需要较少处理步骤且提供更高的良率。镶嵌处理涉及通过在电介质层(金属间电介质)中的沟槽及通孔中形成嵌入金属线而在集成电路上形成金属导体。作为镶嵌工艺的一部分，光致抗蚀剂层沉积在电介质层上。所述光致抗蚀剂为光敏有机聚合物，所述光敏有机聚合物可以液态形式“旋涂”且干燥成固态薄膜。接着使用通过掩模及湿溶剂的光而图案化所述光敏光致抗蚀剂。等离子体蚀刻工艺(干式蚀刻)接着用于蚀刻电介质的暴露部分且将所述图案转印到所述电介质中，从而形成所述电介质层中的通孔及沟槽。

一旦蚀刻所述电介质层，就必须在随后处理之前剥离所述光致抗蚀剂及彻底移除任何蚀刻相关残留物以避免在装置中嵌入杂质。常规用于剥离光致抗蚀剂的工艺利用等离子体，所述等离子体在所述等离子体中存在氧气的情况下由气体混合物形成。基于高反应性氧气的等离子体与有机光致抗蚀剂反应且氧化所述有机光致抗蚀剂以形成从晶片表面载离的挥发性组分。

高氧化条件通常也不适于在低介电常数(低k)材料上使用。低k材料已用作在许多现代装置中的导电互连件之间的金属间及/或层间电介质，以减少归因于电容效应的信号传播延迟。电介质材料的介电常数越低，电介质的电容越低且集成电路的RC延迟越低。通常，低k电介质为具有某量并入碳的基于氧化硅的材料，通常称为掺碳氧化物(CDO)。据信，虽然并不一定经证明，氧气从低k材料清除或移除碳。在例如CDO等许多这些材料中，碳的存在作用为提供低介电常数。因此，在氧气从这些材料移除碳的程度上说，其有效增加介电常数。由于用于制造集成电路的工艺向着越来越小尺寸发展且要求使用具有越来越低介电常数的电介质材料，所以已发现，常规剥离等离子体条件是不合适的。

因此需要用于从电介质材料(尤其从低k电介质材料)剥离光致抗蚀剂及与蚀刻相关的材料的经改进且更高效的方法。

发明内容

本发明通过提供用于从电介质材料剥离光致抗蚀剂及移除蚀刻相关残留物的经改进方法而解决上述需要。在本发明的一个方面中，若干方法涉及使用利用弱氧化剂及含氟化合物的基于氢的蚀刻工艺来从电介质层移除材料。衬底温度维持在约160℃或更低的水平，例如低于约90℃。

在某一实施例中，所述方法涉及将包括弱氧化剂、含氟化合物及氢气的气体引入到反应室中，及施加RF功率以在所述反应室内形成等离子体，以将所述材料的至少一部分转换为气态形式，由此从部分制造的集成电路移除所述材料的至少一部分。如前所述，若干方法可用于从蚀刻工艺移除光致抗蚀剂及/或残留物。若干方法可有效实施在镶嵌装置(包含单镶嵌装置及双镶嵌装置)上。

根据各种实施例，弱氧化剂包括二氧化碳、一氧化碳、氧化亚氮、一氧化氮及二氧化氮以及水中的至少一者。在特定实施例中，所述弱氧化剂包括二氧化碳。在某些实施例中，所述气体包括体积介于约0.1％到约10.0％之间的二氧化碳。在一些实施例中，所述气体进一步包括至少一种惰性运载气体，例如氦气、氩气或氮气。在一些实施例中，所述气体不包括分子态氧。

根据各种实施例，所述含氟化合物包括三氟化氮(NF₃)、六氟化硫(SF₆)、六氟乙烷(C₂F₆)、四氟化碳(CF₄)、三氟甲烷(CHF₃)、二氟甲烷(CH₂F₂)、八氟丙烷(C₃F₈)、八氟环丁烷(C₄F₈)、八氟[1-]丁烷(C₄F₈)、八氟[2-]丁烷(C₄F₈)、八氟异丁烯(C₄F₈)、氟(F₂)及其类似物中的至少一者。在特定实施例中，所述弱氧化剂包括三氟化氮。在某些实施例中，所述气体包括体积介于约5ppm到约10％之间的三氟化氮。