[发明专利]通过热处理从所蚀刻的衬底去除卤素残余物的集成方法

说明书

本申请为2007年10月26日递交的申请号为200710165339.7的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体涉及在半导体衬底上制造器件的方法和装置。更具体地，本发明涉及在等离子体蚀刻半导体衬底上的层之后，去除含卤素的残余物的方法和装置。

背景技术

超大规模集成(ULSI)电路包括数百万个电子器件(例如晶体管)，它们形成于半导体衬底如硅(Si)衬底上，并在器件中共同实施多种功能。通常，在ULSI电路中所使用的晶体管都是互补型金属氧化物半导体(CMOS)场效应晶体管。CMOS晶体管具有包括多晶硅栅极和栅极电介质并且设置在于衬底中形成的源极区和漏极区之间的栅极结构。

等离子体蚀刻通常用于制造晶体管和其它电子器件。在用于形成晶体管结构的等离子体蚀刻工艺期间，通常将一层或多层膜堆叠结构(例如硅、多晶硅、二氧化铪(HfO₂)、二氧化硅(SiO₂)、金属材料等的层)暴露于蚀刻剂，该蚀刻剂包括至少一种含卤素气体如溴化氢(HBr)、氯气(Cl₂)、四氟化碳(CF₄)等。这种工艺导致含卤素残余物在所蚀刻的特征、蚀刻掩模以及衬底上的其它结构的表面上积累。

当暴露于非真空环境(例如在工厂接口或者衬底存储盒中)和/或在连续处理期间，会从蚀刻期间所沉积的含卤素残余物中释放气态卤素和卤素基反应物(例如，溴(Br₂)、氯气(Cl₂)、氯化氢(HCl)等)。所释放的卤素和卤素基反应物产生颗粒污染物并导致处理系统和工厂界面内部的侵蚀，以及衬底上暴露出的金属层部分的侵蚀。处理系统和工厂界面的清洗以及被侵蚀部分的替换是耗时且昂贵的工序。

已经开发了几种工艺用于去除在所蚀刻衬底上的含卤素残余物。例如，可将所蚀刻衬底传送到远程等离子体反应器中，以将所蚀刻的衬底暴露于气体混合物，该气体混合物将含卤素残留物转换成无腐蚀性的挥发性化合物，其可被脱气并被泵出反应器。然而，这种工艺需要专用的处理室以及附加步骤，造成装置费用增加，制造产率和产量下降，导致高制造成本。

在另一实例中，可将含卤素残余物封装于所蚀刻的衬底上直到需要进行下一处理的时间，这时，去除封装。

因此，需要从衬底去除含卤素残余物的改进方法和装置。

发明内容

本发明提供一种从蚀刻衬底去除挥发性残余物的方法和系统。一个实施例中，从衬底去除挥发性残余物的方法包括：提供具有真空密封平台的处理系统，在平台的处理室中用包括卤素的化学物质处理衬底，和在平台中处置被处理的衬底以从被处理的衬底释放挥发性残余物。

另一实施例中，一种从衬底去除挥发性残余物的方法包括：提供处理系统，其具有处理室和设置在处理室外部的衬底加热器；在处理室中用包括卤素的化学物质蚀刻衬底；在处理系统中时用衬底加热器处理被蚀刻的衬底以从衬底释放挥发性残余物；并在加热衬底时检测衬底透光度的变化以确定处理终点。

在再一实施例中，一种从衬底去除含卤素残余物的方法包括：提供具有至少一个处理室和包括加热元件的室的处理系统；在处理室中用包括卤素的化学物质蚀刻衬底；在包括加热元件的室中处理被蚀刻的衬底，以及在加热期间将衬底暴露于O₃。

附图说明

因此为了能详细地理解本发明上述特征，将参照实施方式对以上的概述进行对本发明更具体的描述。其中一些于附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了本发明的典型实例且因此不应考虑为对本发明范围的限制，因为本发明承认其他等效实施例。

图1描述了本发明处理系统的一个实施例的示意图；

图2描述了图1处理系统真空交换腔室的截面图；

图3描述了图1处理系统的传送腔室的局部截面图；以及

图4描述了示出根据本发明一个实施例去除衬底上的含卤素残余物的方法的工艺图；

为了便于理解，在此尽可能用相同的附图标记表示附图中共同的相同元件。预期一个实施例的元件和特征有利地结合到其他实施例中而不需进一步叙述。

然而，应指出，附图仅示出本发明的示范性实施例且因此不能认为是对本发明范围的限制，因为本发明允许其他等效实施例。

具体实施方式