TWI472882B

TWI472882B - 光阻剝離方法及設備

Info

Publication number: TWI472882B
Application number: TW98114857A
Authority: TW
Inventors: 麥可理夫金; 彼得克洛托夫
Original assignee: 諾菲勒斯系統公司
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2015-02-11
Also published as: KR20090116649A; US20090277472A1; TW200951648A

Description

光阻剝離方法及設備

本發明一般係關於用於從包含一已部分製造的積體電路之一基板的表面剝離光阻並移除殘餘物以為進一步處理作準備之方法及系統，而更特定言之係關於利用相對於基板具有可調整位置的台座之方法及設備。

該光阻係一光敏有機聚合物，其可以係採取液體形式之「旋塗式」並經乾燥或固化以形成一固態薄膜。然後，藉由使用穿過一光罩的光及隨後曝露於一濕溶劑來圖案化該光阻(其係光敏)。在一些IC(integrated circuit；積體電路)製造步驟中，接著使用一電漿蝕刻程序(乾式蝕刻)來蝕刻基板之曝露部分並將該圖案轉印至該基板。此圖案可表示(例如)溝渠、通道及該IC之其他特徵，該等特徵係形成於矽、金屬或介電層內。在其他製造步驟中，在該光阻圖案化的基板上實行一高能量摻雜物離子植入以界定在該基板上之摻雜與未摻雜區域。此等步驟可在該光阻之頂部表面上產生一交聯的「外皮」或皮膚。

一旦蝕刻及/或摻雜該基板，則必須剝離該光阻，而且必須在後續處理之前徹底移除任何殘餘物以避免在該裝置中嵌入雜質。用於剝離該光阻之習知程序利用由一氣體混合物形成之電漿，且在該電漿中存在氧。該以高反應性氧為主的電漿與該有機光阻反應並氧化該有機光阻以形成經載送離開該晶圓表面之揮發性成分。

當前的剝離反應器利用在一電漿室中之一或多個台。每一台具有用於在該基板係於該台處受處理時固持該基板之一台座。在多台室中，在相繼的台中加熱該基板並將其曝露於電漿，而其在一機器人的控制下自動從一台移動至下一台。剝離室亦可包括一或多個電漿源，每一電漿源提供(例如)用於產生電漿之能量並視需要提供用於朝在該台座上之一基板分配氣體/電漿之一電漿蓮蓬頭。在多台室中，一般具有多個電漿源。在一些情況下，每一台具有其自己的電漿源。

溫度控制係任何剝離工具之一重要特徵。該剝離程序常常具有一特定的熱預算，其定義在整個剝離程序期間應向該基板施加的熱能總量。該熱預算限制該剝離程序之時間及溫度。另外，過高的溫度或溫度的極快增加可能有問題。

特別擔心之一問題係在快速溫度增加期間在該光阻上的外皮「爆裂」。如上面所提及，一外皮一般形成於已曝露於一離子植入操作之光阻上。若此類光阻係在剝離期間曝露於快速溫度偏移，則該外皮可爆裂而導致不完全的光阻移除及顆粒污染。

許多商業剝離工具之目的係剝離具有帶外皮的光阻之一晶圓以及具有不帶外皮的光阻之晶圓。該等工具應能夠實行此舉，而同時保持該等台座之高輸送量及相同的溫度設定點。具有不帶外皮的光阻之晶圓需要具有一相對較高溫度(例如，在350℃至450℃附近)的台座以實現充分剝離。遺憾的係，若在相同溫度下處理具有帶外皮的光阻之晶圓，則其可變得過熱並可能在完全移除該外皮之前爆裂。用於解決此問題之一可行方法係在需要一相對較低溫度時在一多台室中的早期台處降低該等台座而在外皮移除後處理晶圓之晚期台中升高台座。但是，當此方法係與陽極化的壓板(其一般係用於當前的剝離工具中)來一起使用時，其導致在降低一台座時晶圓加熱之明顯的可變性。不同的基板類型可具有實質上不同的IR(infrared；紅外線)輻射吸收速率，從而尤其在降低該台座時影響熱傳輸。另外，由於離子植入之不同位準及深度，每一類型的晶圓針對最佳剝離效能而具有其自己的溫度量變曲線。最後，在具有帶外皮的光阻之晶圓群組內，一些晶圓可具有紅外線輻射之高吸收(具有低抵抗性(resistivity)之高度摻雜的晶圓)而其他晶圓可具有紅外線輻射之較低吸收(例如，高抵抗性晶圓)。因此，當將該些晶圓移動穿過具有高發射率台座(例如陽極化的台座)之一工具時，其以迥然不同的方式吸收熱能而導致在發生光阻灰化時之一較寬的晶圓溫度分佈。該工具需能夠有效處理此等各種晶圓之每一者。

若一程序係針對高抵抗性晶圓而最佳化，則低抵抗性晶圓可能過快變熱而引起外皮爆裂之一較高風險。另一方面，若一程序係針對低抵抗性晶圓而最佳化，則高抵抗性晶圓係過慢受熱而其在早期階段中未充分移除的外皮可在發生快速加熱的情況下於該多級工具之晚期級爆裂。一般地，一剝離工具採用相同製法來運行高與低抵抗性晶圓，而此對於低抵抗性晶圓而言瀕臨外皮爆裂。此類製法僅加熱該等高抵抗性晶圓並可使得在該些晶圓上的外皮移除得極慢。

因此，所需要者係用於剝離光阻並控制該剝離程序的溫度以提供有效剝離不同類型晶圓時的靈活性之經改良的方法及設備。

說明用於剝離光阻之一設備之一範例。本發明之方法及設備可用於從已部分製造的積體電路移除光阻/蝕刻副產物材料。該設備利用某些特徵來控制在剝離期間晶圓之溫度。在此等特徵中有一低發射率台座及可在加熱及/或剝離操作期間移動至相對於基板的不同位置之多個台座。該等剝離室之某些具體實施例包括多個台，每一台具有其自己的台座。已部分製造的積體電路係在此類室中的處理期間移動於不同台間。

在某些具體實施例中，一剝離工具包括一室，該室包含(i)用於固持一基板之一低發射率台座；以及(ii)一電漿源。該室係耦合至一真空幫浦用於在一剝離操作期間保持一低壓力。依據本發明之方法及設備而使用的處理室可以係任何合適的室。該處理室可以係一多室設備之一室，或者其可以係一單一室設備之部分。如所指示，在某些具體實施例中，該處理室可包括多個台，每一台具有其自己的台座。

該台座包括一台座軸桿與一壓板，其在剝離或至少一些的剝離操作期間支撐該基板。在某些具體實施例中，該台座可相對於該基板及/或該室上下移動(例如)於升高與降低的位置之間。該台座壓板具有用於控制該壓板的溫度之一加熱元件。此外，該壓板具有一面對晶圓的表面，該表面具有一般低於約0.5而在某些具體實施例中介於約0.01與0.3之間、而在某些具體實施例中介於約0.1與0.2之間的一低發射率。

在一些情況下，該處理室可具有黏著於該室或該內部晶圓傳輸機器人的手指中之樁，該等樁在該壓板係降低時將該晶圓固持於適當位置，此時該晶圓不與該壓板面接觸。但是，在其他時間，當該壓板係升高時藉由該壓板本身來支撐該晶圓。在該升高組態中，該壓板主要藉由傳導來加熱該晶圓。當使用本發明之低發射率台座時，藉由來自該壓板表面的輻射對晶圓的加熱係最小。因此，當降低該台座時，該台座提供對該晶圓之極少加熱。

在一些具體實施例中，該壓板表面具有小球或其他突伸部分，以在該壓板經升高以接合該晶圓時支撐該晶圓。當該壓板包含此類突伸部分而該晶圓係受其支撐時，在該晶圓與該壓板表面之間的一平均間隙可以係(例如)介於約0英吋與0.01英吋之間。

在多台室中，一室內機器人將晶圓從一台移動至下一台。一般但非必定的係，此可以係在將該台座降低成使得該台座不干擾該機器人接合該晶圓時實行。因此，當該晶圓係受(例如)樁或手指支撐時，該機器人移動至在該晶圓下之位置並將該晶圓抬離在當前台中的位置而將其移動至下一台，在該下一台處其將該晶圓降低至與該台相關聯之一樁或手指。接著，在下一台處發生另一而可能係不同的剝離程序。

為提供來自一台座的輻射(例如，紅外線輻射)之低發射，可將該壓板之表面光製選擇為具有一低發射率。另外，該表面光製可抵抗在該剝離電漿存在之條件下轉化成一較高發射率狀態。在某些具體實施例中，此表面光製係限於面對該晶圓之表面。壓板之較低發射率最小化晶圓抵抗性對該熱傳輸之影響並改良在一較窄範圍內針對許多基板類型之溫度控制。此輔助增加程序輸送量，尤其係在剝離帶外皮的光阻時。例如，一典型半導體級生產以不同的IR吸收速率來產生基板。如上所述，此可變性可能係由於矽中的可變摻雜物濃度(及因此該晶圓之抵抗性)所致。可針對所有類型的基板在較高溫度下使用低發射率壓板，在此情況下，由於高與低抵抗性矽晶圓之間的加熱速率差異而禁止高放射性陽極化壓板輻射。

如上面所提到，低抵抗性晶圓比該等高抵抗性晶圓變熱得更快(而因此灰化得更快)，但具有外皮爆裂之更高風險。適用於不同類型基板之一典型的剝離製法在早期階段使用一較低溫度而僅向該等高抵抗性晶圓提供低熱傳輸，由此使得在該些晶圓上的外皮移除極慢。藉由減小壓板之發射率，吾等減小晶圓抵抗性相依性而可使用更高的壓板溫度。另外，其允許在一較窄窗口內對任何晶圓之更佳溫度控制，從而增加(例如)HDIS(高劑量植入剝離)程序輸送量。

可針對該壓板表面而利用各種低發射率材料。合適金屬之範例包括鋁、銠、鎳及金。熟習此項技術者會明白各種其他金屬。所選擇的材料將具有一低表面粗糙度以確保低得適當之發射率。例如，對於鋁，介於約16微英吋與32微英吋之間的一表面粗糙度適用於許多應用。一般地，一經拋光表面係適用於本發明。但是，可能有不需要一經拋光表面之應用，因為該表面可能容易受到刮擦而引起發射率之增加。在該壓板表面上使用的材料之一範例係經加工之一具有約16微英吋等級之一表面光製的裸鋁合金(例如，來自Alcoa之合金6061)。但是，亦可使用一「搖擺式」光製；但是此類光製將導致較高的發射率。為減小來自氧化電漿、各種塗層之環境效應，可使用諸如鎳電鍍之類。下面將參考相關聯的附圖來更詳細地說明本發明之此等及其他特徵及優點。

引言與概覽

在下面關於本發明之詳細說明中，提出許多特定具體實施例以便提供對本發明之一透徹理解。但是，熟習此項技術者會明白，無需此等特定細節或藉由使用替代元件或程序便可實作本發明。在其他實例中，未詳細說明熟知之程序、過程及組件，以使得不對本發明之態樣造成不必要的模糊。

在此申請案中，將以可互換的方式使用術語「半導體晶圓」、「晶圓」及「已部分製造的積體電路」。熟習此項技術者會瞭解術語「已部分製造的積體電路」可表示一處於在其上面製造積體電路之許多階段中之任何階段的矽晶圓。下面的詳細說明假定本發明係實施於一晶圓上。但是，本發明並不如此限制。該工件或基板可以係各種形狀、大小及材料。除半導體晶圓外，可利用本發明之其他工件包括各種物品，例如印刷電路板、顯示器及類似者。

可在「塊體」剝離程序與HDIS剝離程序兩者中使用依據某些具體實施例之電漿剝離室。一塊體剝離程序移除尚未曝露於高劑量離子植入而因此不具有一明顯外皮之光阻。一HDIS程序移除光阻，其係已曝露於高劑量離子植入而因此在該光阻的頂部上包含一實質上的外皮。一HDIS程序利用一分級的剝離程序，其中初始剝離條件經最佳化用於移除外皮以曝露該塊體光阻，而後續的剝離條件經不同方式的最佳化以移除該塊體光阻。

作為一範例，一塊體剝離程序很快地將該晶圓加熱至例如大於約250℃(例如，大致280℃)之一溫度而然後在存在一氧電漿的條件下在此溫度發生灰化。相反，一HDIS程序藉由在存在一氧電漿之條件下將該晶圓加熱至一較低溫度(例如，大致100至150℃或更明確的係在某些具體實施例中120至140℃)直至移除該外皮而開始。然後，可將該晶圓快速加熱至一較高溫度，例如大於約250℃或更明確言之約280℃，在此溫度下該電漿灰化在下部之已曝露的塊體光阻。

圖1A係一具有處於一升高位置之一壓板117的設備100之一簡化的示意性圖解。該設備100具有可用於本發明之一些具體實施例的特徵之一總集合。該設備100具有藉由一蓮蓬頭裝配件105分離之一電漿源101與一處理室103。該電漿源101係連接至一處理氣體入口111。一蓮蓬頭109形成該蓮蓬頭裝配件105之底部。在該處理室103內部，當該壓板117係處於該升高位置時藉由該壓板(或級)117支撐具有光阻之一晶圓116。該壓板117可適配有一加熱/冷卻元件且具有面對該晶圓116之一低發射率表面。在一些具體實施例中，該壓板117亦經組態用以向該晶圓116施加一偏壓。經由該真空幫浦及導管119在該處理室103內獲得低壓力。

在操作中，經由該氣體入口111將一處理氣體引入至該電漿源101。引入至該電漿源101之氣體可包含化學活性物種與一或多個形成物種。將在該電漿源中將該氣體離子化以形成一電漿。該氣體入口111可以係任何類型且可包括多個埠或噴口。該電漿源101從該處理氣體產生活性物種以形成一電漿。在圖1A中，顯示具有RF(radio frequency；射頻)感應線圈115之電漿源101。給該等線圈115加電以產生電漿。該蓮蓬頭109接著穿過蓮蓬頭孔121將該電漿導引至該處理室103內。可以存在任何數目及配置之蓮蓬頭孔121以最大化該電漿/氣體混合物之均勻度及朝該晶圓116的表面之分佈。可具有一所施加電壓之蓮蓬頭裝配件105可終止一些離子之流動而允許中性物種流動至該處理室103內。

該壓板117係受溫度控制。該壓板117向該晶圓116傳輸熱以實現用於從該晶圓116的曝露表面移除光阻所需要之處理條件。圖1A顯示處於一升高位置之壓板，在該升高位置該壓板117支撐該晶圓116。該壓板117在多個點接觸該晶圓116。當該壓板117係處於該降低位置時在該壓板與該晶圓116之間存在一極小(若有的話)的平均間隙。該平均間隙係由在該壓板117之面對晶圓的表面上支撐凸塊(若有的話)之存在及設計以及該晶圓116與該壓板117之面對晶圓的表面之相對平坦度來決定。由於該壓板117與該晶圓116之間的小間隙及接觸，藉由熱傳導來傳輸大多數熱。

圖1B解說處於一降低位置之壓板117。該晶圓116係受樁123支撐，該等樁可以係附接至該處理室103。在圖2之背景下說明之一替代性具體實施例中，當該壓板係處於該降低位置時該晶圓可受內部機器人的手指支撐。降低該壓板117而在該壓板117與該晶圓116之間建立一實質的間隙，從而減小該兩者之間的熱傳導。若該處理室103內部的間隙越大而操作壓力越低，則該減小特別明顯。另外，該壓板117具有面對該晶圓116之一低發射率表面，此減小而在一些實例中有效消除從該壓板117至該晶圓116之輻射熱傳輸。因此，與該壓板117處於升高位置時相比，當該壓板117係處於該降低位置時在該壓板117與該晶圓116之間傳輸實質上更少的熱，從而允許在一較低溫度區域內精密控制該晶圓溫度而同時將該壓板117保持於相同溫度。可取決於該晶圓116之所需溫度區域而調整該壓板117與該晶圓116之間的間隙。

該電漿係用於從該晶圓116移除該光阻(外皮或塊體)。該晶圓116之溫度決定處理規範，該處理體制係可取決於晶圓類型來加以調整。例如，在該HDIS剝離程序中的初始台可具有其各別壓板117，該等各別壓板117所處之位置使得確保當在此等台中移除該光阻之上部部分時該晶圓之溫度係介於約120℃與140℃之間。另一方面，該塊體剝離程序可使用不同的壓板位置。另外，壓板位置與在每一台處的時序之一組合可用於控制在整個程序期間該等晶圓之溫度。

在所主張發明之一些具體實施例中，該設備不包括該蓮蓬頭裝配件105與蓮蓬頭109。在此等具體實施例中，惰性氣體入口將該惰性氣體直接引入至該處理室103內，在該處理室103中其與晶圓116之電漿上游混合。

圖2顯示一多台剝離設備200之一範例。該設備200包括一處理室201與用於固持欲處理的晶圓與已完成該剝離程序的晶圓之一或多個卡匣203(例如，前部開口的統一埠)。該室201可具有若干台，例如兩個台、三個台、四個台、五個台、六個台、七個台、八個台、十個台或任何其他數目的台。台之數目一般係由該等處理操作之一複雜性及可在一共用環境中實行的此等操作之一數目決定。圖2解說包括標記為211至216的六個台之處理室201。在具有一單一處理室203的多台設備200中之所有台係曝露於相同的壓力環境。但是，每一台可具有個別的區域電漿及藉由一專用電漿產生器與壓板實現之加熱條件，例如圖1A及1B中所解說者。

透過一負載鎖205將一欲處理的晶圓從該等卡匣203之一者負載至該台211內。一外部機器人207可用於從該卡匣203傳輸該晶圓並進入該負載鎖205內。在所繪示的具體實施例中，存在兩個分離的負載鎖205。此等負載鎖205一般係配備有晶圓傳輸裝置以將晶圓從該負載鎖205移動(在一旦將壓力平衡至與該處理室203的內部環境對應之一位準的情況下)至該台211內並從該台216移動回到該負載鎖205內以從該處理室203移除。一內部機器人209係用於在該等處理台211至216間傳輸晶圓並在該程序期間支撐該等晶圓之一些晶圓，如下面之說明。

在一特定範例中，該台211係保留用於加熱該晶圓。該台101可具有定位於該晶圓之上的一加熱燈(未顯示)與支撐該晶圓之一壓板，類似於圖1A及1B中所解說者。在該台211處加熱該晶圓後，相繼將該晶圓移動至該等處理台212、213、214、215及216(其可能或可能並非循序配置)。在某些具體實施例中，該等處理台212至215(且該台216亦可以)具有帶低發射率壓板表面之台座，下面對此作進一步說明。每一處理台(例如台212、213、214、215及216)可具備其自己的RF電源供應(例如，一下游感應耦合式電漿射頻源)。每一台具有可藉由一加熱元件來調適及/或經組態用以向一晶圓施加一偏壓之一壓板。該多台設備200可具有至少一台，較佳的係至少兩個台，甚或更多台，該(等)台係藉由駐留於一降低位置的壓板來調適以減少向一晶圓之熱傳輸。

為便於理解本發明，參考三個群組的處理台。該台211係在群組A內。該台211一般經組態具有一附接於其的負載鎖205以允許從該等卡匣203將晶圓輸入至該處理室201內。該多台設備200經組態成使得所有台曝露於相同的壓力環境。在此舉中，在該處理室201內將該等晶圓從該台211傳輸至其他台而不需要傳輸埠，例如負載鎖。該台211亦可經組態具有用於在將每一晶圓傳輸至下一處理台之前對其進行預加熱之一加熱燈及/或一加熱壓板。

該內部機器人209在該處理室201內部的台211至216之間傳輸晶圓。明確言之，該內部機器人係用於將晶圓從該台211循序傳輸至該台212並接著傳輸至台213。可將該等台212及213指定為群組B處理台。此等群組B台可包括至少一台，較佳的係至少兩個或兩個以上台，其具有一在從一光阻移除一植入外皮時駐留於該壓板降低位置之壓板。因此，在該外皮移除期間將在該等晶圓與該等壓板之間存在一間隙以引起該晶圓之低溫。在此操作期間，可抵抗性地或藉由加熱燈加熱該壓板。在一些具體實施例中，將該壓板保持於一溫度設定點(例如，介於約350℃與450℃之間)。

儘管在此具體實施例中該等群組B處理台緊隨該群組A台，但應明白並瞭解可在該處理室201內部的任何位置處定位並實施該等群組B處理台。即，該等群組B處理台可緊隨該等群組A台，或者可將其定位於駐留於該曝露室內的處理台序列之開始處。在其他具體實施例中，該等群組B處理台可以係定位於處理台之此類序列之結束處，或者其可以係遍及駐留於該曝露室內的複數個處理台而間歇性間隔，甚或此兩者之任何組合。

經由該內部機器人209在該處理室201內傳輸晶圓。一轉軸裝配件可包括具有用於每一處理台之至少一臂的一鰭狀物，而使得每一臂朝一處理台延伸。在與該等處理台相鄰的臂之端處係從該臂延伸之四個手指，而在每一側上具有兩個手指。此等手指係用於抬升、降低及定位在該等處理台內之一晶圓。例如，在該多台設備包括六個處理台之一具體實施例中，該轉軸裝配件係一種六臂式旋轉裝配件，其在一鰭狀物上具有六個臂。例如，如圖中所示，該轉軸裝配件之鰭狀物包括六個臂，而每一臂具有四個手指。

四個手指之一集合(即，在一第一臂上之兩個手指與在一相鄰的第二臂上之兩個手指)係用於將一晶圓從一台抬升、定位及降低至另一台。以此方式，該設備係具備每壓板、每台及每晶圓之四個手指。每一壓板可包括用於容納相鄰臂的四個手指之四個開口，如圖4B所示及下面所說明。

在將一晶圓提供至該負載/預加熱台211內之前，該轉軸、鰭狀物、該等臂及手指係定位成使得該四個手指(在相鄰臂之每一者上有兩個手指)駐留於經調適用於容納此類手指的該壓板之開口內。以此方式，一旦將具有需要剝離的表面之一晶圓負載至該台211內，該晶圓便擱置於該臂之四個手指以及在該台211內的壓板之一頂部表面上並與此兩者直接接觸。

接著，在該台211內將該晶圓預加熱至一溫度，該溫度將影響從該等晶圓表面移除任何光阻及不想要的材料。可經由來自一受熱壓板的熱傳輸來加熱該晶圓，該受熱壓板本身係藉由使用一電熱器或加熱燈來加熱。以替代或與該受熱壓板組合的方式，可使用定位於該台211上方的加熱燈來加熱該晶圓。在預加熱該晶圓後(隨即)以及在處理期間，該晶圓較佳的係具有範圍在約室溫(例如，約25℃)至約300℃之間的一溫度。該溫度一般係由後續操作(例如外皮剝離或塊體剝離)決定。

一旦預加熱該晶圓，便可將其傳輸至群組B之處理台(例如，台212及213)。該等群組B台各包括可在一降低與升高位置之間改變其位置之一壓板。或者，該壓板可永久駐留於該降低位置。在該升高位置，該晶圓之背面可以係與該壓板之一頂部表面或在該壓板的表面上之某些特徵(例如凸塊)直接接觸。在該降低位置，該晶圓避免與該壓板(包括該晶圓之背面)接觸，從而導致在該晶圓與該壓板之間的一間隙。

在從該負載/預加熱台211傳輸晶圓時，該內部機器人209在該處理室201內於一向上方向上移動該鰭狀物之臂，由此經由駐留於晶圓下的四個手指於一向上方向上將該晶圓抬升離開該台211之壓板。該轉軸接著將該晶圓從該台211移動至該處理台212。如所指示，在該處理台212中的壓板可駐留於該降低位置以用於HDIS處理，以至於當在此壓板之對應開口部分中容納承載該晶圓之四個手指時，該晶圓之背面僅接觸該四個手指之一頂部表面。在此舉中，一間隙駐留於該晶圓與該壓板之間以使得晶圓之背面避免接觸在該處理台212中的壓板。

該壓板可在該台102內移動於該升高與降低位置之間。以此方式，在該台102中之壓板的開口部分容納承載該晶圓之四個手指。當該壓板係處於該降低位置時在晶圓的背面與該壓板之間建立該間隙，而使得該晶圓之背面僅接觸駐留於該晶圓下之手指。與塊體剝離相比，當需要將該晶圓保持於較低溫度時，可能需要該間隙來減小在HDIS外皮剝離操作期間從該壓板至該晶圓之熱傳輸。但是，為保持該晶圓溫度並確保一高剝離速率，可將該壓板移動至該升高位置而使得在將該晶圓定位於一處理室後該晶圓隨即接觸用於加熱該晶圓並保持其一溫度之壓板。此可能適合於一塊體剝離程序。

可接著將該晶圓從該等群組B處理台傳輸至該等群組C處理台。在該等群組C處理台中，該晶圓之背面係提供成與駐留於此等群組C台中的壓板直接接觸。依據本發明之具體實施例，該群組B與群組C的台座之任一者、全部或一組合可具有一低發射率表面。

在將該晶圓從該台213傳輸至下一處理台(例如，台214)時，在相鄰臂上的手指將該晶圓抬升離開台213而該轉軸將該晶圓朝處理台214移動。將該等手指容納至在台214的壓板中之開口內，而接著將該晶圓直接降低至此類壓板上。在台214、215及216中的壓板可以係固定壓板，其保持於一升高位置而使得該晶圓背面直接接觸該壓板之頂部表面。該電漿於一足以在一HDIS或一塊體程序中剝離除去剩餘塊體光阻之週期在台104之上流動以直接接觸晶圓之正面。

在使用一多台室(例如在圖2中所繪示者)之一塊體剝離程序之一範例中，所有該等台座在一高溫剝離程序期間保持向上以接觸該等晶圓。如所指示，對於該塊體剝離程序，可能需要將該晶圓加熱至約250℃或更高(例如，約280℃)之一溫度。此可以係藉由(例如)將該等台座加熱至約350℃至450℃(例如，或介於約370℃與400℃之間)的一溫度來實現。若該處理室201針對台212至216或台212至215之每一者具有分離的電漿源，則可在該塊體剝離程序期間接通所有該等電漿源。或者，最後兩個或三個台可在該塊體剝離程序期間斷開(或間歇性斷開)其電漿源。

現在將說明使用一多台室(例如在圖2中所說明者)之一HDIS剝離程序之一範例。當一晶圓係定位於該台211中時，該相關聯的台座係定位於該升高位置而將該晶圓加熱至(例如)介於約120℃與140℃之間的一溫度。當將該晶圓移動至該台212而接著至該台213時，將在此等台之每一者中的台座放置於該降低位置以使其不接觸該晶圓並最小化對該晶圓之進一步加熱。或者，取決於該等晶圓之溫度量變曲線，可在該處理之部分或全部期間升高在該等台212及213中的台座之一或兩者。當該設備遇到不太容易受到因吸收輻射所致之加熱的影響之高抵抗性晶圓時，此可能尤其適合。無論如何，在該等台212及213中的基板溫度應保持於與在台211中大致相同之溫度(例如，介於約120℃與140℃之間)。在此範例中，可在該等台212及213中實行外皮移除。

當將該基板移動該台214時，該光阻之塊體剝離開始。從而，藉由將該台214的台座移動至該升高位置而使得該基板溫度增加(例如，至約250℃或更高，例如至約280℃)。在該升高位置，該壓板之面對晶圓的表面接觸到該晶圓並主要藉由熱傳導來提供向該晶圓之額外的熱傳輸。在該台215中發生進一步剝離。其中，視對於針對整個剝離程序所指定的熱預算(或最大溫度)合適者而定，該台座可處於該升高或降低位置。一般地，該基板在該等台214至216之每一者中係保持於一設定溫度(例如，約280℃或約285℃)。此可以係藉由將該等台座適當地定位於該等台215及216中來實現。一般但非必定的係，在該等台212至215中的每一台座之溫度可保持於相同設定點(例如，介於約350℃與400℃之間)而無關於正在處理哪一類型的基板(塊體或HDIS；低或高抵抗性)。在一些操作模式中，藉由僅改變在個別台處該等台座之位置而非調整該等台座之設定點溫度來針對每一類基板控制該基板之溫度。

在許多具體實施例中，該台座之位置在僅一升高位置與一降低位置之間變化。在可提供溫度控制的更大靈活性之其他具體實施例中，該台座可具有其他位置(相對於正在處理的基板)，而在一些情況下，該台座位置可以係一直可變。

一般地，當該台座係處於該降低位置時在一基板與該壓板之一面對晶圓的表面之間的一間隙可以係介於約0.001英吋與3英吋之間。更明確言之，該間隙可以係介於約1英吋與3英吋之間，甚或更明確言之係介於約1.5英吋與2.5英吋之間。可基於一或多個因素，例如該壓板之一面對晶圓的表面之發射率、該壓板之溫度、該晶圓在其係傳輸至該台時的初始溫度、在該操作期間之晶圓溫度要求、該晶圓之熱預算、該晶圓之抵抗性、在該基板上的光阻之類型及其他程序參數，在處理期間選擇及/或調整該間隙。該台座之一降低位置一般係該壓板之面對晶圓的表面(包括在該表面上的任何特徵，例如凸塊)不與該晶圓接觸(或由於在該晶圓係藉由一傳輸裝置來固持而該台座係處於其完全升高位置時而與其極緊密地接近)之任何位置。

應明白，在一些情況下，該光阻剝離設備將相繼處理不同類型的晶圓。例如，最初該設備可從晶圓剝離塊體(不帶外皮皮的)光阻。在此操作期間，需要快速、高溫處理，而因此，在該等台212及213中的壓板可以係升高並接觸所剝離之晶圓。稍後，可能需要處理具有帶外皮光阻的低抵抗性晶圓。應在該等台212及213中在一較低溫度處理此類晶圓。因此，可降低在該些台之一或兩者中的台座。由於該些台座在經該等塊體(不帶外皮)晶圓之較早處理後保持較熱，因此低發射率台座之使用允許該等晶圓在外皮移除期間保持相對較冷而不受該等熱台座之影響。如所指示，常常需要在高輸送量處理期間保持一台座溫度設定點。

在特定具體實施例中，一系統控制器221係用於控制針對下面所說明之剝離程序之各種操作的處理條件。例如，該控制器221可控制在每一台211至216中台座的位置，處理來自熱耦之信號並實行其他功能。該控制器221一般包括一或多個記憶體裝置與一或多個處理器。該處理器可包括一CPU或電腦、類比及/或數位輸入/輸出連接、步進機馬達控制器板，等等。

在特定具體實施例中，該控制器221控制該設備200之所有活動。該控制器221執行系統控制軟體，包括用於控制該等處理操作的時序、該等台座的定位、溫度、該室的壓力及其他處理參數之指令集。可在一些具體實施例中利用儲存於與該控制器221相關聯的記憶體裝置上之其他電腦程式。

在特定具體實施例中，將存在與控制器221相關聯之一使用者介面。該使用者介面可包括一顯示螢幕、該設備之圖形軟體顯示器及/或處理條件以及使用者輸入裝置(例如，指標裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風等)。

可用任何傳統的電腦可讀取程式化語言來編寫用於控制該等處理操作之電腦程式碼：例如，組合語言、C、C++、Pascal、Fortran或其他。編譯的物件碼或指令碼係藉由該處理器來執行以實行在該程式中識別之任務。

該等處理器參數係關於處理條件，例如，該等處理步驟之時序、流動速率及先驅物與處理氣體之溫度、該基板之溫度(此係藉由(例如)一台座相對於該基板之位置及/或向該台座輸送之能量/電力來控制)、該室之壓力及一特定程序之其他參數。此等參數係以一製法之形式提供給該使用者，且可利用該使用者介面來輸入。

該系統軟體可以係採取許多不同方式來設計或組態。例如，可寫入各種室組件子常式或控制物件以控制為實施本發明之沈積程序所需要的室組件之操作。基於此目的之程式或程式區段之範例包括處理步驟之基板時序碼、流動速率及先驅物的溫度與惰性氣體碼及用於該室的壓力之一碼。

該系統控制器221可接收來自該使用者介面(例如，一操作者輸入程序參數，例如一基板類型、溫度要求、各種剝離操作之持續時間)及/或各種感測器(例如，測量基板及壓板溫度之熱耦、輻射測量裝置、暫存一基板及一壓板的位置之感測器、壓力測量裝置及其他)之輸入。該系統控制器221可以係連接至在該處理室201內部的每一台211至216之致動器機構且經組態用以基於向該系統控制器211提供的輸入來控制每一壓板之位置(例如，升高、降低、中間、可變或任何其他位置)。在對該剝離程序之描述及本文件的其他部分中表述各種控制製法。例如，該系統控制器221可接收輸入，其指示欲在該台212上處理的下一基板具有低抵抗性而應使用一HDIS剝離方法。該系統控制器221可驗證來自一或多個感測器之特定處理條件，例如在將下一基板容納於該台212之一壓板上時該下一基板之溫度、該壓板之一溫度、基板抵抗性。該系統控制器221可基於所有可用輸入來決定該台座應處於一降低位置並驗證該台座之當前位置。該系統控制器221可接著指示該台212之致動器將該台座移動至該降低位置。另外，接收輸入並調整台座之位置可以係一動態程序。該系統控制器221可連續接收輸入(例如，一基板之一溫度)並在整個操作期間重新調整台座之位置以便更精密地控制基板之溫度。

一般地，本發明之一優點係其允許相繼處理多個不同類型的晶圓。可相繼處理的不同類型晶圓之範例包括具有不帶外皮光阻之低及高抵抗性晶圓、具有帶外皮光阻之高抵抗性晶圓及具有帶外皮光阻之低抵抗性晶圓。藉由以針對每一晶圓訂製之一方式來升高與降低低發射率台座，該設備可應付相繼處理的各種不同類型的晶圓，而因此提高輸送量。

作為上述多台設備之一替代方案，本發明可以係實施為具有一單一晶圓室之一曝光室或在一單一處理台中在批次模式中(即，非循序)處理一(或多個)晶圓)之一多台室。在本發明之此態樣中，將該晶圓負載至該單一處理台之壓板(台座)上(無論其係具有僅一處理台之一設備還係具有在批次模式中運行的多台之一設備)。可接著藉由在晶圓背面提供加熱燈或藉由電阻式加熱該壓板來加熱該晶圓。接著以類似於上述方式之一方式實行剝離操作。但是，該晶圓在整個剝離程序期間保持於相同台處。可取決於每一操作之溫度要求(此可針對不同晶圓類型而變化)而在升高位置與降低位置之間移動此台之台座。在每一情況下，該晶圓臺座將具有一低發射率表面來減小輻射熱傳輸之影響。

圖3係可依據本發明之特定剝離程序使用之一多室剝離設備300的一示意性圖解。如圖所示，該設備300具有三個分離的室301、303及305。該等室301至305之每一者具有兩個台座。每一室301至305具有其自己的壓力環境，此壓力環境並不在各室之間共用。每一室可具有一或多個對應的傳輸埠(例如，負載鎖)。該設備亦可具有用於在一或多個卡匣309的傳輸埠之間傳輸晶圓之一共用的晶圓處置機器人307。可藉由除其他功能外控制在對應台中之低發射率台座之位置的一系統控制器311來控制每一台。

圖4A至4C顯示依據特定具體實施例之一台座結構401之一範例。圖4A及4C顯現一壓板403連同其附接軸桿405的底面之視圖。應注意，壓板403之頂部側(顯示於圖4B中)當在一剝離室中處於該升高位置時接觸該基板。該頂部側亦具有一低發射率表面來減小對該基板之輻射加熱，尤其係在該台座處於該降低位置時。

該台座之壓板部分一般經大小調節(及成形)為容納正在處理的基板類型。該大小可影響遍及該基板之良好的熱傳輸。在一些具體實施例中，該壓板403一般係圓形且具有介於約10英吋與15英吋之間、或更明確言之介於約11英吋與14英吋之間甚或更明確言之介於約12英吋與13英吋之間的一直徑。在一特定範例中，該壓板具有約12.4英吋之一直徑。該壓板之厚度(在垂直於面對基板的表面之方向上)可以係介於約0.5英吋與3英吋之間，或更明確言之介於約1英吋與2英吋之間。在一特定範例中，該壓板之厚度約1.6英吋。

一加熱元件407係顯示為嵌入於壓板403之底面中。在一特定具體實施例中，該加熱元件係一電阻電熱器，其係實施為(例如)在一金屬管(元件407之可見部分)中之一載流線圈。在一些情況中，該管係焊接至在壓板403的背面中之一螺旋溝槽切口之一鋁管。在其他具體實施例中，可利用一熱交換流體來影響在該壓板403中的溫度控制。

一凸緣411將該軸桿405附接至該壓板403。一導口管結構413在佈置於該壓板403及凸緣411之下的一位置處附接至該軸桿405。該導口管413之另一端經由一O環415或其他密封機構附接至該剝離室之一下部壁。該等導口管413隨著該台座在該等升高與降低位置之間移動而壓縮與解壓縮並有效地密封與保護該軸桿及相關聯的控制線不在剝離期間受電漿攻擊。

一馬達或其他致動裝置(未顯示)係耦合至該台座401以控制在該等升高與降低位置之間該壓板403之位置。一般地但非必定的係，該致動裝置係經由該台座軸桿405耦合至該台座401。

在所繪示之具體實施例中，用於(例如)提供至該電阻加熱元件407的電流及熱耦信號之各種控制線417係提供於該軸桿405中。此等線係部分受該等導口管413保護。

一般地，該軸桿405係由一經加工的金屬製成且可具有介於約5英吋與10英吋之間、更一般的係介於約6英吋與9英吋之間而甚至更一般的係約7英吋與8英吋的一長度。在一特定具體實施例中，該軸桿長度係約7.3英吋。該軸桿可以係圓柱形或具有允許與一驅動該台座401在該等升高與降低位置之間移動的致動器或其他機構接合之一不同的斷面形狀。

圖4B顯現該壓板403之一俯視圖。該壓板403之頂部表面421具有一低發射率表面，例如不大於約0.5，或更明確言之係介於約0.01與0.3之間，而甚至更明確言之係介於約0.1與約0.2之間。用於提供該低發射率表面之合適材料之範例包括經加工及/或電鍍的鎳、金、銠、鋁、鉬及此等金屬之合金。例如，由一鎳、鉬及鋁(Ni-Mo-Al)合金製成的台座之一表面展現低達0.01之發射率。

一般地，發射率係相對於相關操作參數(例如，該台座之溫度及測量發射率之角度)而定義。在一輻射主體中，溫度影響光譜分佈發射能量。因此，在此提供的發射率值係針對在操作條件下發射係最強之光譜區域。例如，針對處在約350℃與400℃之間的壓板之一面對晶圓的表面之發射率值一般對應於在約2微米與8微米之間的波長及約90°之發射率角度。另外，所提供的發射率值在適當的背景下係在一壓板之面對晶圓的表面之上的平均值或積分值。應瞭解，區域發射率值可在該表面上的各個點之間不同。例如，壓板可在操作期間於其面對晶圓之表面上形成刮痕及/或局部脫色且因此具有區域發射率峰值。還應瞭解，壓板之面對晶圓的表面可經週期性的重新光製以令其發射率處於所指定的範圍內。

在一些具體實施例中，用於該壓板403之材料係與該等處理條件匹配而使得隨著時間經過且在操作中時該壓板表面之條件確實降級至一更高發射率。但是，即使在一降級狀態中，壓板一般亦具有在可接受範圍內之發射率。另外，一些應用可能需要具有未經拋光但仍具有一低發射率之一表面。此類表面提供在壓板的重複使用期間發射率值之更小劣化。例如，一些金屬(例如鋁)可具有不大於約20微英吋(例如，約16微英吋)而在一些具體實施例中介於約5微英吋至15微英吋之間以達到一些應用的要求之一表面粗糙度。在一些具體實施例中，亦可使用經高度拋光的表面。可藉由選擇抗刮擦表面(例如，硬表面)來控制發射率降級。

如圖4B所示，該壓板403之頂部表面421具有六個凸塊423以在剝離程序期間支撐基板。在特定具體實施例中，此等凸塊423可經大小調節以使得該基板與該壓板403的頂部表面424保持分離開平均介於約0密爾與10密爾之間。當然，其他具體實施例可利用不同數目之凸塊(例如，3至25)甚或不採用任何凸塊。當該台座401係移動至該降低位置時，藉由該等凸塊導致之一在基板與該頂部表面421之間的最小間隙實質上不影響在該等基板與該壓板403之間的傳導熱傳輸，此與該兩者之間實質上較大的間隙不同。

亦如圖4B所示，該壓板403具有溝槽425以容納上述內部晶圓傳輸機器人之手指或附接該室之樁。當該台座401係處於該降低位置時，該等手指(或該等樁，取決於該實施方案)支撐該基板。在所繪示之具體實施例中，顯示該四個溝槽425，但本發明並不如此限制。

圖4C、4D及4E顯示一其中該凸緣411經由一螺栓及固定器裝配件431拴至該壓板403之具體實施例。此設計減小在螺栓或螺絲在溫度波動期間趨向於變鬆之情況下的一所觀察問題。例如，螺栓或螺絲在該溫度上升至至少約100℃或在一些實例中至少約250℃時趨向於變鬆。另外，該壓板403之振動可導致螺栓或螺絲變鬆。在圖4D中繪示的設計中，一固定器433係放置於一螺栓435與凸緣411之間。

圖4F解說依據特定具體實施例之固定器433。該固定器433具有一或多個葉片(例如，葉片451與葉片452)，其亦可稱為翼。該固定器433亦可具有界定該等葉片且允許該等葉片彎曲之一或多個切口(例如，切口453、454及455)。例如，該等切口453及454可輔助讓該等葉片451及452相對於該固定器433之平坦部分456而彎曲。同時，所有三個切口453、454及455可輔助讓該等葉片451及452相對於藉由該等葉片451及452界定的平面而彎曲。在該彎曲形式中，該等葉片451及452在該螺栓係拴緊時接合該螺栓(在圖4D及4E中的元件435)之頂部多角形端。該螺緊的螺栓可定向成使得最接近該等葉片451及452的該多角形端之側(即，該多角形之一側)並不大致平行於藉由該等葉片451及451界定之平面。在此情況下，該固定器之兩個葉片451與452可以係彼此相對彎曲而使得在該螺栓的側與該等葉片451及452之間存在極少或者不存在任何間隙。一般地，在台座裝配及維護期間確保該等葉片451及452與該螺栓的側之間的接觸。

回過來看圖4C、4D及4E，該等葉片限制在後續加熱期間該螺栓435頭之移動範圍。該螺栓435穿過佈置於該凸緣411與該壓板403之間的一套筒437。替代性具體實施例可利用彈簧墊圈及/或一金屬繩以在一制止其展開的方向上相反地拴緊在一起。

解決螺栓鬆弛之額外或替代的範例性具體實施例可包括選擇具有適當的熱膨脹係數之材料。該鬆弛一般係在該套筒437與該螺栓435具有不同的熱膨脹係數時所致。例如，若該螺栓的材料之一熱膨脹係數係小於該套筒437之熱膨脹係數，則該螺栓435將在對整個台座裝配件之加熱期間以比該套筒437更低之一速率膨脹。此會導致該螺栓之明顯的張應力及劣化與壓板之螺紋耦合，從而引起該螺栓437之鬆弛。以一略微相關的方式，當該螺栓材料之熱膨脹係數係高於該套筒437之熱膨脹係數時，該螺紋耦合將在對該台座裝配件之加熱期間釋放。該螺絲將保持鬆弛且可在該台座裝配件保持較熱時變得甚至更鬆弛。

額外的設備參數 電漿產生

電漿係用於剝離該光阻。可使用各種組成物。常常連同一氧化劑來使用一惰性氣體。該氧化劑可包括(例如)以下氣體之一或多者：氧、二氧化碳、一氧化碳、四氟化碳及惰性氣體(例如，氬、氦及/或氮)。在特定具體實施例中，氫可以係包括於該電漿中。可藉由各種電漿源(例如一射頻源)之任一種來產生該電漿。其可以係在用於讓氣體進入該電漿室的入口點之上游或下游產生。在一典型的情況下，氣體係引入至該電漿源之電漿下游及將氣體導引至反應室之一蓮蓬頭的上游。

依據本發明之方法及設備而使用的電漿源可以係任何類型的電漿源。在一較佳具體實施例中，使用一RF電漿源。

依據本發明，可使用任何熟知的電漿源，包括一RF、DC、微波及任何其他熟知的電漿源。在一較佳具體實施例中，使用一下游RF電漿源。一般地，用於一300毫米晶圓的RF電漿電力之範圍係介於約300瓦特至約10千瓦之間。在一較佳具體實施例中，該RF電漿電力係介於約3000瓦特與6000瓦特之間。

蓮蓬頭裝配件

特定具體實施例利用一蓮蓬頭裝配件。該蓮蓬頭裝配件可具有影響一些離子向該反應室內的流動之一所施加電壓。該裝配本身件包括該蓮蓬頭，該蓮蓬頭可以係具有孔以將該電漿與惰性氣體混合物導引至該反應室內之一板。該蓮蓬頭將來自該電漿源之活性氫重新分佈於一相對較大區域之上，從而允許使用一較小電漿源。該等蓮蓬頭孔之數目及配置可以係設定成最佳化剝離速率及剝離速率均勻度。較少的孔提高均勻度，但增加該等電漿離子與電子之重新組合，從而導致一較低的剝離速率。若該電漿源之位置係在該晶圓之上居中，則該等蓮蓬頭孔在該蓮蓬頭之中心可能更小且更少以便朝外部區域推動該等活性氣體。在一特定具體實施例中，該蓮蓬頭較佳的係具有至少100個孔。

在不存在任何蓮蓬頭裝配件之具體實施例中，該電漿直接進入該處理室。

處理室

該處理室可以係任何合適的反應室。其可以係一多室設備之一室，或者其可以僅係一單一室設備。如上所述，在同時處理不同晶圓之情況下該室亦可包括多個台。該處理室可以係在其中發生蝕刻之相同的室或與在其中發生該蝕刻的室不同之一室。處理室壓力之範圍可從(例如)約300毫托耳至2托。在某些特定具體實施例中，該等壓力範圍係從0.9托至1.1托。

工件

在較佳具體實施例中，依據本發明之方法及設備而使用之工件係一半導體晶圓。可以使用任何大小的晶圓。大多數現代晶圓製造設施使用200毫米或300毫米之晶圓。處理條件可取決於該晶圓大小而變化。在尤其較佳的具體實施例中，該工件包含一單一或雙鑲嵌裝置。

在本發明之具體實施例中，需要在將電漿施加於該工件的表面期間將該工件保持於一特定溫度。在某些具體實施例中，該等晶圓溫度之範圍可在約英吋220度與約英吋300度之間。

在一些具體實施例中，該工件之表面包含低k介電材料或在後端製程(BEOL)處理中利用的其他材料。在一些具體實施例中，該工件之表面包括矽(單晶及/或多晶矽)，此在前端製程(FEOL)處理中係典型情況。

定位該台座

在依據本發明從一工件移除該材料時，在該處理台中的台座可駐留於一降低位置以形成該間隙並防止該基板接觸該壓板。該間隙防止該基板接觸該壓板。一般地，可使用可提供可接受的熱傳輸之任何預定間隙。

在特定具體實施例中，該間隙可在一操作期間改變來以一閉路方式控制基板溫度。例如，可能存在一預定的初始間隙，其係該閉路溫度控制開始之一間隙。該預定初始間隙一般處於或接近保持該晶圓完整性(即，防止該晶圓變成扭曲、受到該台座之污染等)所需要之最小間隙。在一些具體實施例中，該預定初始間隙係該晶圓扭曲臨限間隙，即該晶圓不經歷熱扭曲之最小間隙。在一大氣氮環境中，此臨限值針對一400℃台座約為0.05英吋。一般地，該預定初始間隙並不小於此臨限值。接著可藉由改變晶圓與台座之間隙而調整或不調整該台座溫度來保持該溫度。若尚不在所需溫度，則在此操作中在保持該所需溫度之前令該溫度達到該所需值。在特定具體實施例中，邏輯裝置控制指示一伺服馬達使用一晶圓溫度信號作為輸入來設定一規定運動。該裝置可使用(例如PID演算法)用於穩定而精確的控制。

將來自測溫裝備的信號傳送至一控制器，該控制器接著將信號傳送至一馬達以按需要將該台座移動成更接近或更遠離該晶圓來獲得並保持所需之最終溫度。可允許間隙之範圍一般受該裝備可實現的最大容許距離(例如，該台座向下位置)及確保晶圓完整性之一最小間隙的限制。如所指示，在一些具體實施例中，後者係晶圓扭曲臨限間隙。在其他具體實施例中，可以該預定初始間隙將該晶圓提供至預熱台，在此點開始回授控制。此常常意味著晶圓將保持於此小間隙直至其接近所需最終溫度。

初始近接參數一般包括一設定速度或設定加速度及該預定初始間隙。回授控制階段參數包括一最大速度、一最大加速度及一最小間隙。可針對每一類晶圓/所需溫度/台座溫度來以實驗方法或計算方法決定該預定初始間隙。除將該預定初始間隙侷限於在該熱扭曲臨限間隙之距離以上的距離外，該間隙還應大得足以使得橫跨該晶圓之晶圓與台座間隙之任何變化(因(例如)該台座表面之變化而導致)與該間隙相比係不太明顯。在特定具體實施例中，此初始間隙亦可以係設定為在該回授控制階段期間之最小間隙。在持定具體實施例中，在該回授控制階段期間使用的最小間隙不同於該預定初始間隙。例如，由於該熱扭曲臨限間隙係取決於該晶圓與該台座之間的溫差，而隨著該溫差變得越小而變得越小，因而此最小間隙可小於該預定初始間隙。

上述初始近接階段僅係在一回授控制階段之前的一階段之一範例。例如，可將該初始近接階段分解成兩個或兩個以上階段，其具有不同間隙、近接速度等。如上面所提到，在某些具體實施例中，可能不存在任何初始近接，而該回授控制階段在將該晶圓引入至該台後立即開始。

該設備之每一台可包括一熱耦與控制器。該熱耦可以係定位於該晶圓的周邊邊緣附近以感測該晶圓之溫度。例如經由一導線或其他連接將來自該熱耦之輸出電壓傳送至該控制器。該控制器接著回應於從該熱耦接收之信號而向該馬達傳送一信號。

可藉由包括一熱耦、一高溫計、測量離開該晶圓的紅外線輻射之一發射率計的任何合適裝置來實行溫度測量。一般地，使用一非接觸溫度測量裝置來避免污染或損壞該晶圓。若使用一接觸裝置，則其可接觸該晶圓之下側或邊緣而非該頂部側。在一特定具體實施例中，可鄰近該晶圓放置一黑體，而在該黑體中有一熱耦來監視溫度。在特定具體實施例中，一或多個熱耦係鄰近該晶圓而懸掛或受支撐。放置於不同點的多個熱耦可用於供應額外的溫度資訊。該熱耦輸出一直流電壓，其係溫度之一指示器。

如所指示，該溫度感測裝置一般以一輸出電壓的形式向一控制器傳送晶圓溫度資訊。該控制器分析該資料並進而向一線性馬達傳送指令以調變晶圓與台座間隙並將該溫度保持於所需位準。一般地，需要具有較小過衝之精確的回授控制。在特定具體實施例中，該控制器係藉由比例積分微分(PID)演算法來程式化以用於穩定而精確的控制。在某些具體實施例中，用於移動該台座及/或晶圓支撐物之馬達係一受伺服器控制的線性致動器馬達，其接收基於來自該測溫裝備的輸入之用於一規定運動的指令。該馬達可具有嵌入式邏輯電路以支援用於間隙變異數之PID閉路演算法。

如上面所指示，可藉由讓該台座或一固持該晶圓的晶圓支撐物彼此相對移動來調變該晶圓與台座間隙。在某些具體實施例中，兩者可能皆能夠回應於調變該間隙而移動。可使用任何類型的台座，其包括各種形狀及大小之凸出、凹陷或平坦台座。該台座一般具有一加熱元件且具有一熱耦來控制其溫度。在某些具體實施例中，該溫度係恆定而向該晶圓之熱傳輸之速率主要係藉由調變該晶圓與台座間隙來控制。但是，在一些具體實施例中，亦可改變該台座加熱器電力。

如上所述使用間隙變化來控制該溫度的閉路溫度控制器針對使用光源、電漿密度或向該加熱器供應的電力之變化的其他閉路晶圓控制系統而提供更容易實施且低成本的替代方案。

多台處理室

如所指示，該等處理台之一些台可以係可調整以允許該基板與該壓板之間的分離來控制該基板之溫度。在此等處理台中，該等壓板可各駐留於一降低位置以最小化從該壓板向該基板之熱傳輸或一升高位置以允許該壓板向該基板之傳導。

在一典型具體實施例中，在該複數個台之一第一台中將該基板預加熱至一溫度。接著將該基板傳輸至一第二台，在該第二台處將該基板定位於該第二台壓板之上以視需要形成防止該基板接觸該壓板之一間隙。

一旦在該第二台中處理該基板，該方法便可進一步包括將該基板傳輸至一第三台。該基板係定位於該第三台壓板之上以視需要形成用以防止該基板現在接觸該第三台壓板之另一間隙。接著可循序傳輸並在該反應室內的任何剩餘處理台中處理該基板。

可在Novellus Systems公司之一Gamma工具(已依據本發明對其加以修改)上實施本發明。明確言之，在該Gamma中的台座之一或多者可經修改為具有一低發射率表面，如本文之說明。該Novellus Gamma工具支援在一常用處理室中對多達六個晶圓之循序處理且一般係用於光阻剝離、清潔及介電質與矽蝕刻應用之目的。但是，應明白，本發明不限於Novellus Gamma平台，而可應用於其他剝離或蝕刻程序工具平台。

圖5A係用於耦合至一台座軸桿並藉此允許在一光阻剝離室中在升高與降低位置之間升高與降低該台座之一電動化抬升機構的一透視圖。該台座軸桿適配於由參考數字503指示之一槽內。圖5B顯示該抬升機構與該台座在一起之一裝配件。當安裝時，該台座與該抬升機構跨騎該處理室之一底部壁。

處理不同類型的晶圓

如上所述，可在相同的剝離室中相繼處理不同類型的基板。該等類型可包括具有不帶外皮的光阻之低與高抵抗性晶圓、具有帶外皮的光阻之一高抵抗性晶圓及具有帶外皮的光阻之低抵抗性晶圓及其他。具有低發射率之一壓板表面與相對於基板位置之一可控制位置的一組合允許處理不同基板類型而不改變其他處理參數，例如該壓板之溫度。此導致針對一給定處理設備之更高的處理輸送量及更大的靈活性。

圖6解說用於從具有變化的抵抗性及/或光阻條件之複數個基板剝離光阻之一方法的一範例性程序流程圖。該程序可藉由將一第一基板定位於處於該第一位置之一台座之上來開始(操作602)。一般地，可藉由此程序來說明在一多台室中的任何台座。更明確言之，考量其中為處理不同基板類型而需要不同基板溫度之台座。例如，圖2中所解說的台212及213之台座可能需要在切換於塊體剝離與HDIS剝離之間時改變其位置。塊體剝離在早期剝離階段(台212及213)期間需要較高溫度，而在該操作602期間該台座之第一位置會對應於該升高位置。相反，HDIS剝離在早期剝離階段期間需要較低溫度(例如，以移除外皮)，而在該操作602期間該台座之第一位置會對應於該降低位置。可在外部(例如，基於操作者的輸入)、內部(例如，基於感測器的回應)、兩者之一組合來選擇該第一位置。

接著，該程序可繼續從該第一基板移除部分或全部光阻(操作604)，而同時該台座係固定於該第一位置。或者，該台座可在該操作604期間經調整成實現更精密的溫度控制。例如，可使用一熱耦來監視該基板之溫度。依據從該熱耦接收的信號來調整台座位置。

在接下來的操作中，將該第一基板移動至該台座或從該台座移動該第一基板(操作606)，而將一新基板定位於該台座之上(操作608)。該方法繼續決定該新基板是否具有與該先前經處理的基板不同之一抵抗性或需要在處理期間處於一不同溫度(操作610)。在此操作期間亦可考量其他處理參數及基板特徵。例如，該操作610可決定未將該台座降低或升高至另一位置，在此情況下該程序繼續至操作612(在此操作中將該台座重新定位)且僅在此後繼續至光阻移除操作614。或者，該操作610可指示不需要任何台座重新定位(例如，該新晶圓具有與先前經處理的晶圓相同之類型)。在此情況下，該程序直接繼續至該操作614。

在該操作614期間，從該基板移除部分或全部光阻。類似於該操作604，該台座可在整個操作614期間保持於相同位置或改變其位置以實現更佳的溫度控制。亦可取決於經處理基板之類型來調整或控制在該操作614中的其他處理條件(例如，電漿組成物、電漿能量)。

一旦處理該新基板，便在操作616中將其從該台座移除，而該程序詢問在該台座處是否存在需要處理之另一晶圓(操作618)。若存在另一晶圓，則重複操作608至618。

在一些具體實施例中，本發明之剝離設備亦可用於與一PLAD程序(電漿輔助式摻雜)相關聯之剝離程序中，此提供很高的摻雜物(一般係硼、砷或磷)濃度(例如1X10¹⁶ cm^-2 或更多)。更高的濃度使得更難以移除外皮，因為截獲於該外皮內的摻雜物與經氧化的光阻材料相比一般揮發性較小。有時，可向該電漿添加一含氟化合物以增強移除程序。在其他範例中，將該基板曝露於由氧與一形成氣體形成之第一電漿。該形成氣體可包括氫(例如，介於約0.5個莫耳百分比與10個莫耳百分比之間，或更明確言之係介於約4個莫耳百分比與6個莫耳百分比之間，甚或更明確言之約5個莫耳百分比)。此方法亦可包括使用在該第一電漿中的氧與形成氣體在該基板上形成一薄氧化物之一步驟。該氧化物可能厚得足以防止或至少最小化在將該基板曝露於氟自由基時的矽損失。例如，該氧化物可以係介於約0奈米與5奈米之間，或更明確言之係介於約0奈米與約2奈米厚度之間。

在該第一電漿中的形成氣體用作一還原劑來還原該光阻之外皮。特定言之，該氫經由以下機制相當有效地將氧化硼還原為更具揮發性的物種：

B₂ O₃ +H⁺ →B_X H_Y +O_Z 。

與未經還原的外皮相比，可更容易地從該半導體基板移除此等非揮發性物種。在本發明之一範例性具體實施例中，該第一電漿包含在0:1至1:0範圍內之一氧與形成氣體比率。在本發明之一較佳具體實施例中，該第一電漿包含在約19:1至約1:19範圍內之一氧與形成氣體比率。在一更佳具體實施例中，該第一電漿包含約4:1之一氧與形成氣體比率。

在已將該半導體基板曝露於該第一電漿經歷一足以移除該光阻之一部分並允許一氧化物層形成於該基板上之時間後，該基板接著經受一第二電漿之處理。在本發明之一範例性具體實施例中，該第二電漿係由氧、一形成氣體或一惰性稀釋劑，例如氫或氦，及用作一氟自由基來源之一包含氟的氣體。該包含氟的氣體可以係三氟化氮(NF₃ )、六氟化硫(SF₆ )、六氟乙烷(C₂ F₆ )、四氟甲烷(CF₄ )、三氟甲烷(CHF₃ )、二氟甲烷(CH₂ F₂ )、八氟丙烷(C₃ F₈ )、八氟環丁烷(C₄ F₈ )、八氟[1-]丁烷(C₄ F₈ )、八氟[2-]丁烷(C₄ F₈ )、八氟異丁烯(C₄ F₈ )、氟(F₂ )及類似物。在本發明之一範例性具體實施例中，該第二電漿係由氧、形成氣體或氮及CF₄ 形成。在某些具體實施例中，該第二電漿係由存在於約10%至約100%之範圍內的氧、存在於約0%至約50%之範圍內的形成氣體或氮及存在於約0%至約20%之範圍內的CF₄ 形成。在更多特定具體實施例中，該第二電漿係由氧、形成氣體或氮及CF₄ 以約16:2:0.05的氧：形成氣體或氮：CF₄ 之一比率形成。形成氣體可允許對矽損失之更精確的控制，因為該氫與氟自由基鍵結。該第二電漿移除光阻殘餘物並以一慢得多的速率移除薄的氧化物層而同時最小化在該第二電漿程序期間消耗的矽。

在本發明之一範例性具體實施例中，該半導體基板在曝露於該第二電漿期間係保持於或加熱至在約16℃(即，室溫)至約300℃範圍內之一溫度。期間將該半導體基板曝露於該第二電漿之時間係與在該第一電漿程序後的光阻殘餘物之厚度成函數關係。該半導體亦係保持於在約1毫托耳至約1Atm(大氣壓)、較佳的係約0.1托至約10托之範圍內的一壓力下。應瞭解，曝露於該第一電漿與曝露於該第二電漿可以係實行為兩個離散的步驟(例如，在其間實行一淨化步驟)或者可以係實行為一連續的電漿流動步驟而該連續電漿流動之組成物從該第一電漿之組成物改變為該第二電漿之組成物。

結論

儘管已基於清楚理解之目的對前述本發明作一定的詳細說明，但應明白可以在隨附申請專利範圍之範疇內實作特定的變化及修改。應注意，存在許多實施本發明之程序、系統及設備的替代性方式。因此，本發明之具體實施例應視為解說性而非限制性，且本發明不限於本文所提供之細節。

100．．．設備

101．．．電漿源

102．．．台

103．．．處理室

104．．．台

105．．．蓮蓬頭裝配件

109．．．蓮蓬頭

111．．．處理氣體入口

115．．．RF感應線圈

116．．．晶圓

117．．．壓板(或級)

119．．．真空幫浦及導管

121．．．蓮蓬頭孔

123．．．樁

200．．．多台剝離設備

201．．．處理室

203．．．卡匣/單一處理室

205．．．負載鎖

207．．．外部機器人

209．．．內部機器人

211至216．．．台

221．．．系統控制器

300．．．多台剝離設備

301、303及305．．．室

307．．．晶圓處置機器人

309．．．卡匣

311．．．系統控制器

401．．．台座(結構)

403．．．壓板

405．．．軸桿

407．．．加熱元件

411．．．凸緣

413．．．導口管結構

415．．．O環

417．．．控制線

421．．．壓板403之頂部表面

423．．．凸塊

424．．．壓板403的頂部表面

425．．．溝槽

431．．．固定器裝配件

433．．．固定器

435．．．螺栓

437．．．套筒

451．．．葉片

452．．．葉片

453、454及455．．．切口

456．．．固定器433之平坦部分

圖1A及1B係顯示依據所主張發明之一具體實施例且適用於實作所主張發明之方法的一設備之一示意性圖解；

圖2係依據本發明之特定剝離程序之一多台剝離設備的一示意性圖解；

圖3係可依據本發明之特定剝離程序使用之一多室剝離設備的一示意性圖解；

圖4A至4C係依據本發明之一具體實施例的一台座設計之各種特徵的透視圖解；

圖4D及4E顯示可用於在一期望用於高溫操作之台座中將一凸緣黏附於一壓板之一螺栓與固定器裝配件；

圖4F解說在期望用於高溫操作之一壓板上使用之一固定器；

圖5A及5B係用於耦合至一台座軸桿並藉此允許在一光阻剝離室中在升高與降低位置之間升高與降低該台座之一抬升機構的透視圖；及

圖6係用於從具有變化的抵抗性及/或光阻條件之複數個基板剝離光阻之一方法的一程序流程圖。

200．．．多台剝離設備

201．．．處理室

203．．．卡匣/單一處理室

205．．．負載鎖

207．．．外部機器人

209．．．內部機器人

211．．．台

212．．．台

213．．．台

214．．．台

215．．．台

216．．．台

Claims

一種用於從一基板剝離光阻的設備，該設備包含：一台座(pedestal)，其包括：(a)一壓板(platen)，其具有一基板曝露表面，該基板曝露表面之一實質整體(substantial entirety)具有不大於約0.3之一發射率(emissivity)；(b)一加熱元件，其係嵌入於該壓板中；以及(c)一軸桿，其係耦合至該壓板且具有用於與一致動器接合並允許移動該台之一特徵；及一耦合至該台座之控制器，其中：該控制器經組態以在一第一位置與一第二位置之間移動該台座，其中該壓板與該基板在該第二位置實質上相互接觸，且該壓板與該基板之一實質整體在該第一位置處由一間隙所分隔；該控制器經進一步組態以在一啟動狀態(enabled state)與一禁能狀態(disabled state)之間切換該加熱元件；以及該控制器經進一步組態以在該第一及第二位置處維持該加熱元件在該啟動狀態，其中該基板在該第一位置處被加熱至一第一溫度且該基板在該第二位置處被加熱至一不同於該第一溫度之第二溫度。
如請求項1之設備，其中該壓板之該基板曝露表面具有用於支撐該基板之一或多個凸塊。
如請求項2之設備，其中該等凸塊的高度小於約0.010英吋之間。
如請求項1之設備，其中該壓板之該基板曝露表面具有約0.1至0.2之一發射率。
如請求項1之設備，其中該加熱元件包含一電阻式加熱元件。
如請求項1之設備，其中該軸桿容置一或多個控制線。
如請求項1之設備，其中該壓板包括鋁製且具有在約12英吋至13英吋之間的一直徑，且其中該軸桿具有約6至9英吋之長度。
如請求項1之設備，其中該基板曝露表面包括鎳。
如請求項8之設備，其中該基板曝露表面包括經電鍍之鎳。
如請求項8之設備，其中該基板曝露表面進一步包括鉬及鋁。
如請求項8之設備，其中該基板曝露表面在重複地曝露於多種製程條件下後具有不大於約0.3之發射率。
如請求項11之設備，其中該等製程條件包括電漿。
如請求項1之設備，其中該基板曝露表面未經拋光(polished)。
如請求項1之設備，其中該基板曝露表面具有不大於20微英吋之表面粗糙度。
如請求項1之設備，其中該基板曝露表面具有介於約16微英吋與32微英吋之間之表面粗糙度。
如請求項1之設備，其中該基板曝露表面係一抗刮擦表面(scratch resistant surface)。
如請求項1之設備，其中該壓板之厚度介於約1吋與2吋之間。
如請求項1之設備，其進一步包括一附接至該壓板之一背面之凸緣(flange)，該壓板之該背面係相對於該基板曝露表面。
如請求項18之設備，其中該凸緣係利用至少一個螺栓(bolt)及至少一個固定器(retainer)而附接至該壓板之該背面，該至少一固定器具有一或多個葉片，該一或多個葉片接合該至少一個螺栓之一或多個多角形面(polygonal surface)且避免該至少一個螺栓相對於該凸緣轉動。
如請求項19之設備，其中該至少一個固定器包括一位於該至少一個螺栓與該凸緣之間的平坦部分。
如請求項1之設備，其中該基板在該第一位置處由該設備中之一或多個樁(pegs)所支撐。
如請求項1之設備，其中該基板在該第一位置處由一內部機器人的一或多個手指所支撐。
如請求項1之設備，其中在該第一位置處，該壓板與該基板之間的該間隙係介於約0.001英吋與3英吋之間。
如請求項1之設備，其中該第一位置係一降低位置而該第二位置係一升高位置。
如請求項1之設備，其中該控制器經進一步組態以在該加熱元件處於啟動狀態時維持該壓板於一介於約350℃至450℃之間的溫度。
如請求項1之設備，其中該控制器經進一步組態以在該第一位置加熱該基板至一介於約120℃至140℃之間的溫度以及在該第二位置加熱該基板至一介於約250℃至280℃之間的溫度。
如請求項1之設備，其中該控制器經進一步組態以在該第一及第二位置自該基板移除一些或全部光阻。
如請求項1之設備，其進一步包括一經組態以測量該基板之一溫度之熱耦(thermocouple)，且其中該控制器係與該電耦電性連通且經組態以根據該基板之該溫度來調整該間隙之距離。
一種用於從基板剝離光阻之設備，該設備包含：(a)一室，其包含用於連接至一真空線之一連接；(b)一電漿源，其用於產生用於從該等基板剝離光阻之一電漿；(c)一台座，其用於在該剝離期間加熱該等基板，該台座包含：(i)一壓板，其具有一基板曝露表面，該基板曝露表面之一實質整體具有不大於約0.3之一發射率，以及(ii)一軸桿，其係耦合至該壓板且與室之一壁接合；(d)一致動器，其用於移動該壓板；以及(e)一耦合至該台座之控制器，其中：該控制器經組態以在一第一位置與一第二位置之間移動該台座，其中該壓板與該基板在該第二位置實質上相互接觸，且該壓板與該基板之一實質整體在該第一位置處由一間隙所分隔；該控制器經進一步組態以在一啟動狀態與一禁能狀態之間切換該加熱元件；以及該控制器經進一步組態以在該第一及第二位置處維持該加熱元件在該啟動狀態，其中該基板在該第一位置處被加熱至一第一溫度且該基板在該第二位置處被加熱至一不同於該第一溫度之第二溫度。
如請求項29之設備，其進一步包含用於將該電漿及惰性氣體導引至處理室內之一蓮蓬頭。
如請求項29之設備，其中該電漿源包含用於產生電漿之一RF線圈。
如請求項29之設備，其中該基板包含在一已部分製造的積體電路上之一介電層。
如請求項29之設備，其進一步包含用於在該壓板處於該第一位置時支撐該基板之一基板支撐機構。
如請求項29之設備，其中當該壓板處於第一位置時在該基板與該基板面對表面之間的一間隙係平均介於約0.001英吋與3英吋之間。
如請求項29之設備，其中該基板係一300毫米的半導體晶圓。
如請求項29之設備，其中在剝離期間該基板之溫度之範圍係在約攝氏100度與約攝氏300度之間。
如請求項29之設備，其中在剝離期間在該處理室中的壓力之範圍係在約300毫托耳與約2托之間。
如請求項29之設備，其進一步包含：一凸緣，該凸緣在該軸桿周圍且藉由一螺栓拴至該壓板；以及一固定器，該固定器具有接合該螺栓之一多角形面以限制該螺栓的移動之一葉片。