[发明专利]为增强湿法边缘清洁而进行斜面等离子体加工

说明书

技术领域

本发明大体涉及衬底制造技术，特别涉及用于使用等离子体暴露来将斜面边缘(bevel edge)的膜(比如铜)转化为可溶解于液体的材料的装置和方法。然后通过具有高蚀刻选择性的湿法蚀刻化学物质除去斜面边缘处的转化后的膜。

背景技术

在衬底(例如，半导体衬底(或晶片)或比如用于平板显示器制造的玻璃板)处理中，经常使用等离子体。在衬底处理过程中，该衬底(或晶片)被分割成多个晶粒(die)，或矩形区域。该多个晶粒中的每一个都会成为一个集成电路。然后在一些步骤中处理衬底，在这些步骤中，选择性地除去(或蚀刻)和沉积材料。

铜由于有比铝更低的电阻率，改进的电迁移和应力空隙抵抗力(stress-void resistance)，正成为许多集成电路生产商的器件互连线的优选导体。一种形成铜互连结构的方法是使用电镀工艺。在典型的铜电镀处理中，钽(Ta)和/或氮化钽(TaN)的阻挡层首先被沉积在该衬底上。然后，铜种晶层被形成在该阻挡层上。铜种晶层可以用多种技术沉积，包括化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。然后该衬底被放入电解质镀覆溶液槽中以在该铜种晶层上沉积铜层(有时候是空隙填充层)。

镀覆完成后，该衬底通常被转移到冲洗(rinsing)台，在那里施加包括去离子水的溶液以将该衬底上任何过量或剩余的镀覆溶液除去或中和掉。在该镀覆处理过程中，在该衬底的斜面边缘和/或背部可能发生不想要的铜镀覆，这可能成为微粒源。除去该衬底背部上的不想要的铜镀覆是相对简单的。然而，除去该斜面边缘上的不想要的铜镀覆却更具挑战性。

鉴于上文，需要提供除去该斜面边缘上不想要的沉积物以提高处理良率的改进的机制的装置和方法。

发明内容

大体说来，各实施方式通过提供除去该斜面边缘上不想要的沉积物以提高处理良率的改进的机制的装置和方法，满足了这个需要。上述各实施方式提供了加工镀铜的衬底的斜面边缘以将该斜面边缘处的铜转化为能用相对比铜有高的蚀刻选择性的流体湿法蚀刻的铜化合物的装置和方法。替代地，该铜化合物可以在专用斜面边缘等离子体室蚀刻室中蚀刻。该铜化合物的湿法蚀刻或干法蚀刻允许在湿法蚀刻处理室或专用干法蚀刻等离子体室中除去斜面边缘处的不挥发的铜。斜面边缘的该等离子体加工允许斜面边缘的铜以离该衬底的最边缘约2mm或更低，比如约1mm、约0.5mm或约0.25mm的精确的空间控制被除去。另外，上述除去斜面边缘的铜的装置和方法没有铜蚀刻流体被喷溅到该器件区域上而导致铜膜的缺陷和变薄的问题。因此，良率可以大大提高。

应当理解，本发明可以用各种方式实现，比如处理工艺、装置或系统。下面描述本发明的几个创造性实施方式。

在一个实施方式中，提供一种加工衬底的斜面边缘上的铜膜以将该铜膜转化为将通过湿法蚀刻除去的铜化合物的方法。该方法包括将该衬底放在等离子体加工室中的衬底支座上。该方法还包括将加工气体通过嵌入气体分配板中的气体进口流入，其中该气体分配板被置于离该衬底支座一定距离上。该方法进一步包括在该衬底的该斜面边缘附近产生加工等离子体以将该衬底的该斜面边缘上的该铜膜转化为铜化合物。产生的该加工等离子体将离该衬底的最边缘小于约2mm的铜膜转化为该铜化合物。另外，该方法包括将该衬底放入有湿法蚀刻流体的湿法蚀刻装置中以除去该斜面边缘上的该铜化合物。

在另一个实施方式中，提供一种加工衬底的斜面边缘上的铜膜以将该铜膜转化为将通过湿法蚀刻除去的铜化合物的方法。该方法包括除去该衬底背部上的该铜膜，以及在除去该衬底背部上的该铜膜后，将该衬底放到等离子体加工室中的衬底支座上。该方法还包括将加工气体通过嵌入气体分配板中的气体进口流入，其中该气体分配板被置于离该衬底支座一定距离上。该方法进一步包括在该衬底的该斜面边缘附近产生加工等离子体以将该衬底的该斜面边缘上的该铜膜转化为铜化合物。产生的该加工等离子体将离该衬底的最边缘小于约2mm的铜膜转化为该铜化合物。另外，该方法包括将该衬底放入有湿法蚀刻流体的湿法蚀刻装置中以除去该斜面边缘上的该铜化合物。该斜面边缘上的该铜化合物通过该湿法蚀刻流体以与远离该斜面边缘的铜膜相比大于约20∶1的湿法蚀刻选择性被蚀刻。

通过下面结合附图进行的详细说明，本发明的其他方面和优点会变得显而易见，其中附图是用本发明的原理的示例的方式进行描绘的。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细说明，可以很容易地理解本发明，且同类的参考标号代表同类的结构元件。

图1A显示了，依照本发明的一个实施方式，镀铜的衬底的横截面视图。