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TWI603398B - 使用電漿與固態源之組合的蝕刻金屬製程 - Google Patents

使用電漿與固態源之組合的蝕刻金屬製程 Download PDF

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TWI603398B
TWI603398B TW103133047A TW103133047A TWI603398B TW I603398 B TWI603398 B TW I603398B TW 103133047 A TW103133047 A TW 103133047A TW 103133047 A TW103133047 A TW 103133047A TW I603398 B TWI603398 B TW I603398B
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etching
etchant gas
plasma
metal
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戴希繆克沙布哈許
強生喬瑟夫
劉菁菁
任河
Original Assignee
應用材料股份有限公司
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Publication date
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Description

使用電漿與固態源之組合的蝕刻金屬製程 【交互參照之相關申請案】
本申請案依照專利法主張2013年10月7日所申請之名稱為「APPARATUS FOR ETCHING SUBSTRATES PRODUCING NON-VOLATILE BYPRODUCTS USING COMBINATION OF PLASMA AND LED SOURCES」的美國臨時申請案第61/887,830號；及2013年10月3日所申請之名稱為「LED BASED OPTICAL SOURCE COUPLED WITH PLASMA SOURCE」的美國臨時申請案第61/886,521號；及2014年5月29日所申請之名稱為「PROCESS FOR ETCHING METAL USING A COMBINATION OF PLASMA AND SOLID STATE SOURCES」的美國非臨時申請案第14/290,861號的優先權權益，該等美國專利申請案的整體內容係以引用形式併入本文。
本發明係有關於使用電漿與固態源之結合來蝕刻金屬的製程。
在半導體元件中使用諸如銅及鈷等金屬作為導電性 互連材料是有利的，因為該等金屬能達到高導電性及電路速度。另一方面，此類金屬難以圖案化。有鑒於此，使用鑲嵌法(damascene)及雙鑲嵌法處理技術形成迄今仍為優越的銅互連引線，從而在基板(如用於形成半導體元件的半導體基板)上的介電層中形成開口。將銅沉積在介電層上並沉積在開口內。研磨/平坦化從介電質上方移除銅，留下嵌入開口內的銅。以此方式，光微影術的負擔從銅轉移至更易控制的介電層。嵌入的銅包括上表面，所述上表面基本上與經圖案化介電層的頂表面共平面，其中銅形成在介電層中。
減法式金屬蝕刻(subtractive metal etching)為鑲嵌法製程流的替代方案。沉積鄰接的金屬層，並接著圖案化所述金屬層以形成水平的電性互連。被用來進行減法式金屬蝕刻的一個製程使用電漿。電漿選擇性地移除金屬，然而，電漿可能在基板上還有在處理腔室內重新沉積含金屬殘留物。此類殘留物可為難以移除，且此類殘留物可能具有對半導體元件和腔室有害的影響。
茲描述從基板還有從蝕刻製程腔室的內部表面移除蝕刻殘留物的方法。電漿處理可將基板上的金屬轉型為金屬副產物，金屬副產物沉積於晶圓上也沉積於蝕刻製程腔室的內部表面上。可使用發光二極體在相對低溫下脫附(desorb)金屬副產物，使金屬副產物可從基板及蝕刻製程腔室被移除。
為了更佳地了解本發明的性質及優點，應參照以下說明書及隨附圖式。然而，應了解到，各圖僅為了解說的目 的而提供，且不欲定義為本發明之範疇的限制。
100‧‧‧製程
110~150‧‧‧操作
200‧‧‧基板處理系統
205‧‧‧基板處理區
210‧‧‧腔室
212‧‧‧視窗
215‧‧‧基板支撐件
220‧‧‧基板
225‧‧‧氣體遞送系統
230‧‧‧電漿源
235‧‧‧LED
240‧‧‧偏壓系統
305‧‧‧主時脈
310‧‧‧RF電漿源
315‧‧‧DC偏壓
320‧‧‧UV LED
325‧‧‧線
T1~T7‧‧‧時間
1001‧‧‧蝕刻製程腔室
1012‧‧‧感應線圈
1014‧‧‧基板
1016‧‧‧支座
1018‧‧‧RF源
1019‧‧‧匹配網路
1020‧‧‧圓頂
1022‧‧‧RF源
1024‧‧‧匹配網路
1026、1028‧‧‧輸入埠
1027‧‧‧節流閥
1030‧‧‧腔室壁
1034‧‧‧接地
1036‧‧‧真空泵
1038‧‧‧氣體操縱系統(氣體面板)
1040‧‧‧控制器
1042‧‧‧記憶體
1044‧‧‧CPU
1046‧‧‧支援電路
1048‧‧‧氦源
1050‧‧‧氣態混合物
1052‧‧‧電漿
1101‧‧‧處理系統
1102‧‧‧負載鎖定腔室
1104‧‧‧負載鎖定腔室
1110‧‧‧第一機械手臂
1112‧‧‧處理腔室
1114‧‧‧處理腔室
1116‧‧‧處理腔室
1118‧‧‧處理腔室
1122‧‧‧傳遞腔室
1124‧‧‧傳遞腔室
1130‧‧‧第二機械手臂
1132‧‧‧處理腔室
1134‧‧‧處理腔室
1136‧‧‧處理腔室
1138‧‧‧處理腔室
1155‧‧‧氣體操縱系統
1157‧‧‧系統控制器
第1圖為根據某些實施例之用於自基板移除金屬的範例方法；第2圖為根據某些實施例之範例基板處理系統；第3圖為根據某些實施例之用於基板處理系統的脈衝式處理順序的範例；第4圖為蝕刻製程腔室的示意圖，該蝕刻製程腔室可用於執行根據某些實施例的製程；第5圖為示範性多腔室基板處理系統的示意頂視圖，該示範性多腔室基板處理系統可用於執行根據某些實施例的製程。
在附圖中，相似的部件及/或特徵結構可具有相同的元件符號。進而，同類的多個部件可透過在元件符號後加上一破折號以及第二符號(該符號區別類似部件)加以區別。倘若在說明書中僅用第一元件符號，該敘述內容可應用至具有相同第一元件符號(無論第二元件符號為何)的類似部件之任一者。
本發明的某些實施例有關於對半導體元件的製造而言有幫助的方法。儘管本發明對生產許多種半導體元件有幫助，本發明的某些實施例對生產具有金屬層的半導體元件特別有幫助，所述金屬層以電漿製程進行減法式圖案化(subtractively pattern)，如下文描述更多細節。然而，應了解 到，也可利用此類製程以減法式圖案化非金屬層並移除後續殘留物。
茲描述從基板的表面及蝕刻製程腔室的內部表面移除銅副產物的方法。將具有銅層的基板安置於腔室中。電漿處理將銅轉型成含銅副產物，含銅副產物沉積於基板及腔室的內部表面上。可使用UV能量來脫附(desorb)含銅副產物，使得含銅副產物可自腔室排出。
為了更好了解並明瞭本發明，現請參照第1圖，其為根據實施例之範例銅蝕刻及銅副產物移除製程100的流程圖。在操作110中，將具有銅層的基板安置於處理腔室中。可同步或依序進行操作120至150。在操作120中，將銅層暴露於自由基蝕刻劑氣體。儘管有數種蝕刻劑氣體可供使用，在某些實施例中，蝕刻劑氣體可包含氯、氫、氧或更複雜的氣體，如C2H5OH及被稱為六氟戊二酮(hexafluoroacetylacetone)(hfac)的CF3C(O)CH2C(O)CF3。在某些實施例中，可獨立使用所述氣體，而在其它實施例中可結合及/或依序使用所述氣體。在一個實施例中，可使用含氯氣體。在另一實施例中，可使用包含氫的氣體。在另一實施例中，可使用含氧氣體。在進一步的實施例中，可同步使用HCl及C2H2氣體。在更進一步的實施例中，可使用包含H2O2的氣體。在另一實施例中，接著含氯氣體之後的是後續含氫氣體。在又另一實施例中，可同步使用含氯氣體及含氫氣體二者。在進一步的實施例中，可使用含氧氣體，接著使用含氫氣體及含氧氣體。在某些實施例中，可使用包含HCl及C2H2 的氣體。在一個實施例中，可使用包含H2O2的氣體，接著使用hfac氣體。在其它實施例中，蝕刻劑氣體可包含鹵化物、氧化劑及/或氫化物。在某些實施例中，可在攝氏250度以下進行對蝕刻劑氣體的暴露。在其它實施例中，可在攝氏150度以下的溫度下進行所述暴露。
在操作130中，銅副產物可作為在操作120中之暴露的結果而形成。可依據銅層暴露於何種氣體而使銅副產物的成分有所變化。在某些實施例中，銅副產物可包含銅及氯。在其它實施例中，銅副產物可包含銅及氫。在進一步的實施例中，銅副產物可包含銅及氧，及/或銅及hfac。銅副產物沉積於腔室的內部表面上並沉積於基板上。
在操作140中，可將銅副產物暴露於輻射。在某些實施例中，可從具有介於10nm與2000nm之間的波長之固態源發射輻射。在其它實施例中，波長可介於60nm與500nm之間。在一個實施例中，固態源可為LED，而在另一實施例中，固態源可為雷射二極體。可在不違反本發明的情況下使用其它固態源或光源。
在操作150中，至少某些銅副產物因為暴露於輻射之故而脫附(desorb)。更特定言之，至少某些銅副產物可被轉化成更具揮發性的物種，所述更具揮發性的物種可被氣化並隨後從蝕刻腔室被移除。
在某些實施例中，可在基板暴露於一或多種蝕刻劑氣體的電漿流出物的同時，使一或多種銅副產物暴露於輻射。在其它實施例中，在基板暴露於一或多種蝕刻劑氣體的 電漿流出物之後，發生-或多種銅副產物對輻射的暴露。在進一步的實施例中，對電漿流出物的暴露及對輻射的暴露是持續的脈衝形式。
第2圖繪示可於實施例中利用的基板處理系統200之範例。基板處理系統200具有由一或多個腔室壁210所圍繞的基板處理區205。在一個實施例中，至少一個腔室壁210為視窗212。基板支撐件215設置於基板處理腔室內，並經配置以於基板處理操作期間在基板處理區205中支撐基板220。可使用氣體遞送系統225將一或多種製程氣體傳遞至基板處理區205。感應耦合式電漿源230可在基板處理腔室內形成電漿。在某些實施例中，電漿源為遠端電漿源，而在其它實施例中，電漿源為原位電漿源。在進一步的實施例中，電漿源可為環形電漿源。可將複數個LED 235安置於基板處理腔室外部，並經配置以發射輻射透過視窗212進入基板處理腔室內。可安置基板支撐件215，使基板支撐件215直接相對於LED 235，並接近地與LED 235隔開。控制器可耦接電漿源及複數個LED 235。控制器經配置以依序脈衝電漿源及複數個LED 235。
在某些實施例中，偏壓系統240經配置以在基板220與電極之間施加偏壓。在進一步的實施例中，可使用DC或RF偏壓。在某些實施例中，控制器可依序脈衝電漿源、LED及偏壓系統240。可使用多種脈衝順序，包括，但不限於以下範例。應了解到，不僅可改變脈衝的順序，也可改變脈衝持續時間、功率及頻率。第2圖繪示範例脈衝順序。在一個實 施例中，藉由脈衝所述三種源，可產生七種不同的製程條件：
1. 脈衝電漿
2. 脈衝DC偏壓
3. 脈衝LED能量
4. 電漿+DC偏壓(RIE)
5. DC偏壓+LED能量
6. 電漿+LED能量(調節電漿/改變製程氣體)
7. 電漿+DC偏壓+LED能量(LED輔助式反應性離子蝕刻(RIE))這七種製程條件提供了對處理非揮發性殘留物的新穎解決方案。可改變脈衝的持續時間、波幅及/或次序，以達到上列各製程條件的不同長度及大小。可脈衝或可持續操作各來源。也可導入氣體，且可藉由來自LED的UV光預先處理氣體。
複數個LED可呈現多種配置方式。在某些實施例中，波長可在UV、DUV或EUV範圍中。其它實施例可具有不同的波長。在一個實施例中，目標波長可為455nm，因此可使用60nm至500nm的範圍。就利用來蝕刻銅的實施例而言，可使用在100W/m2至10,000W/m2之範圍中的功率密度。在某些實施例中，可使用365nm之波長及汞弧燈(mercury arc lamp)。在進一步的實施例中，可使用1,000,000W/m2或更大的功率密度。在某些實施例中，為了控制LED的功率，可監控輸入電流及/或電壓。在其它實施例中，可使用個別的遠端功率感應器。
在某些實施例中，可設置一或多個光導管，使所述 光導管至少部份位於LED與視窗之間。可用光導管將光能從LED導向視窗。在進一步的實施例中，可在介於LED與基板之間的光路徑中設置一或多個透鏡。可用透鏡聚焦或散射LED光。在一個實施例中，視窗不存在且LED位於腔室內。在其它實施例中，可在單一基板處理系統中利用不同波長及/或功率的LED。在一個實施例中，可將具有第一波長及功率的LED用於一個化學反應，同時將具有第二波長及功率的LED用於分開的化學反應。在其它實施例中，可使用某些LED來增進與基板相鄰之電漿區域中的反應，同時可使用其它LED來增進腔室壁上、視窗或腔室內之不同區域的反應。在進一步的實施例中，LED熱管理系統可經配置以控制複數個LED的溫度。在一個實施例中，可將LED維持在低於攝氏100度。
本發明的實施例包括清潔及/或防止殘留物在基板處理腔室的視窗上增厚之方法。在某些實施例中，可使用氣體注射器將惰性氣體流過視窗。在其它實施例中，可在第一局部電漿期間，將介電視窗的內部表面上之殘留物轉型成鹵素銅層(copper halogen layer)。可在第一局部電漿之後發生的第二局部電漿期間，鹵素銅層可作為被脫附物種而從介電視窗脫附。在某些實施例中，可將視窗維持在特定溫度，以減少或防止殘留物增厚。在一個實施例中，可將視窗的溫度維持在將近攝氏65度。也可使用數種其它方法來清潔及/或防止視窗上的殘留物。
在某些實施例中，基板處理系統可能量化特定前驅 物、製程氣體及化學物質。藉由使用固態源(solid state source，SSS)(例如，LED、雷射二極體等等)的單色特性，腔室可用於將解離能量導向某些鍵結，以在針對後續製程的製備中破壞所述鍵結。在另一個實施例中，個別的源(電漿源、熱源等等)可解離鍵結，而來自固態源(如LED)的單色光可傳遞能量至處在峰值吸光度(peak absorbance)的波長下之經解離的反應物。
由於產業朝向具有異類材料(exotic material)及介面的單位數奈米尺寸特徵結構發展，以先進的化學物質進行的製程可能增加對更精確控制氣相反應、副產物及表面反應的需求。在某些實施例中，可藉由選擇SSS並使用特定波長，以「訂製(tailor)」或僅誘發能在反應器內達成最佳控制的期望反應，以對特定化學物質調節基板處理系統。
以下顯示一些範例反應及製程。應了解這些反應及製程僅是範例，且本發明並不受這些範例的限制：
1. Cl2+Cu→CuCl2或CuCl。
接著，CuCl2或CuCl+UV→Cu3Cl3(CuCl的更具揮發性物種)
2. Cu(固態)+H2(氣態)→CuH(氣態)--或--Cu(固態)+H2(氣態)+UV→CuH(氣態)。UV給予更多能量，以協助製造更多H+，來產生CuH。
3. 涉及Cl2+H2+UV的2步驟處理：
a. Cl2+Cu→CuCl2或CuCl。
b. 接著表面清潔。CuCl2+H2→CuH+CuxClx-及/或-CuCl+H2→CuH+CuxClx。可加入UV以產生更多揮發性物種CuxClx。
4. O2電漿+H2O2(過氧化氫)+hfac(六氟戊二酮)/C2H5OH。以類似的方式，已用hfac及O2蝕刻Cu：可根據以下反應選項蝕刻Cu(I)物種及Cu(II)物種二者：
a. 選項1：2Cu(固態)+O→Cu2O(固態)。接著，Cu2O+2H(hfac)(氣態)→Cu(固態)+Cu(hfac)2(氣態)+H2O(氣態)。
b. 選項2：Cu(固態)+O→CuO(固態)。接著，CuO+2H(hfac)(氣態)→Cu(hfac)2(氣態)+H2O(氣態)。在某些實施例中，使用UV能量可起到將這些化合物較快揮發成氣態並清潔表面的作用。在進一步的實施例中，O2也可產生有幫助的保護層(鈍化層)。
5. HCl+C2H2：研究已顯示H2及Cl可蝕刻Cu。在某些實施例中，可透過HCL加入H2及Cl二者。有機物C2H2的加入可導致較高的CuH形成。在進一步的實施例中，碳也可產生供銅所用之有利的保護層。
a. 範例反應可為：Cu(固態)+HCl(氣態)+C2H2(氣態)→CuH+CuxClx+Cx(某些形式的含碳物種)
6. 二階段反應：
a. 氧化反應
i. 2Cu(固態)+H2O2(氣態)→Cu2O(固態)+H2O(氣態)及/或ii. Cu(固態)+H2O2(氣態)→CuO(固態)+H2O(氣態)
b. 後續反應
i. Cu2O(固態)+2hfacH(氣態)→Cu(固態)+Cu(hfac)2(氣態)+H2O(氣態)，及/或ii. CuO(固態)+2hfacH(氣態)→Cu(hfac)2(氣態)+H2O(氣態)在其它實施例中，蝕刻劑氣體可包含鹵化物、氧化劑及/或氫化物。在進一步的實施例中，任何這些範例反應可使用鈷取代銅。在更進一步的實施例中，可使用其它金屬。在其它實施例中，也可在低溫及高溫下(攝氏-50至350度)實施任何這些範例反應。
取決於所涉及的化學物質，在氣體前驅物存在下照射表面可藉由熱或其它手段增進化學反應的速率。舉例而言，光可激發氣相分子、被吸附的分子，或甚至激發基板，以增進表面上的化學反應。為了增進反應速率，可選擇LED的波長，以藉由，例如，選用能與分子電子轉換(molecular electronic transition)共振的波長，來改良期望的膜製程。也可選用波長來增進基板對輻射的吸收，從而更有效率地加熱基板。
在進一步的實施例中，基板處理系統可與現有的電漿系反應器結合，也可併入電漿腔室中。在某些實施例中， 基板處理系統可由以下任何組合所構成，但不應受限於以下組合：
1. LED源，可為脈衝式或連續式，以解離製程氣體。此LED源可為具有介於100nm與2000nm間之波長的單色LED源，或此LED源可由多重波長構成。
2. 用以控制晶圓的表面溫度之源。此源可包括以傳導式加熱的支座、光源(SSS或傳統光源)或電阻式加熱。可使用LED熱源，以能量脈衝或連續式加熱的方式來加熱晶圓表面。
3. 脈衝式或連續式源，以在製程氣體被解離後能量化製程氣體。此源可為具有介於100nm與2000nm間之波長的單色源，或此源可由多重波長構成。
4. 脈衝式或連續式電漿源，以範圍自100W至2000W的偏壓功率、1MHz至60MHz的偏壓頻率及10%至90%的工作週期(duty cycle)來解離製程氣體。
5. 脈衝式或連續式氣體供應系統。在某些實施例中，可以脈衝式供應個別氣體或氣體組合。在進一步的實施例中，可連續供應個別氣體或氣體組合，而在進一步的實施例中，可連續供應某些氣體，同時以脈衝式供應其它氣體。 在進一步的實施例中，可在相同腔室中使用多重LED源，以達成各種功能，如加熱晶圓、加熱腔室壁、解離前驅物、激發反應物或副產物，還有腔室管理或其它製程。因此，可將多重LED及其它源安置於腔室中的多個位置。
因此，在某些實施例中，可使用結合電漿源(ICP、CCP、遠端或微波)、加熱源(LED或習用的)及能精細控制製 程氣體反應之新式SSS的基板處理系統。此類系統能更精細地控制未來的技術節點所期望之先進應用。
第3圖繪示合併了脈衝式RF電漿源310、脈衝式DC偏壓315及脈衝式UV LED 320的處理系統之示範實施例。其它實施例可具有其它配置。可使用主時脈305來同步多種系統的脈衝。在時間T1處，主時脈305開始一脈衝。在時間T2處，開啟RF電漿源310，在腔室內活化電漿並蝕刻基板表面。在時間T3處，開啟DC偏壓315，在基板與電極之間提供DC偏壓。因此，在時間T2與T3之間，發生電漿暫態，而基板暴露於電漿。在時間T4處，開啟UV LED 320。因此，在時間T3與T4之間，基板暴露於以經DC偏壓電漿進行之反應性離子蝕刻(RIE)。在時間T5處，關閉RF電漿310。因此，在時間T4與T5之間，發生UV電漿蝕刻處理。在時間T6處，關閉DC偏壓315。因此，在時間T5與T6之間，發生利用UV LED及DC偏壓進行的殘留物處理。在時間T7處，關閉UV LED脈衝320。因此，在時間T6與T7之間，發生利用UV LED 320進行的殘留物處理。可調節任何脈衝的波幅，以最佳化製程。可改變任何脈衝的重疊、延遲及順序，以進一步最佳化製程。線325繪示基板表面受到RF電漿源310、DC偏壓315及UV LED脈衝320作用的時間。
第4圖描繪可於實施例中使用的蝕刻製程腔室1001之範例的示意圖。蝕刻製程腔室1001可被併入參照第4圖於後文描述的基板處理系統1101內。範例蝕刻製程腔室1001也可稱為去耦合-電漿源腔室或DPS腔室。蝕刻製程腔室1001可包括感應線圈1012，感應線圈1012可位於介電的圓頂型天 花板1020(在本文中稱為圓頂1020)外部。其它腔室可具有其它型態的天花板，例如，扁平的天花板。感應線圈1012可耦接射頻(RF)源1018(RF源1018通常能產生具有可調節頻率之RF訊號)。RF源1018可經由匹配網路1019耦接感應線圈1012。蝕刻製程腔室1001可包括耦接第二RF源1022的基板支撐支座(陰極)1016，第二RF源1022通常能產生RF訊號。RF源1022可經由匹配網路1024耦接支座1016。蝕刻製程腔室1001也可含有導電腔室壁1030，腔室壁1030可連接電性接地1034。在其它實施例中，製程腔室1001可利用DC偏壓網路。製程腔室1001的進一步實施例可使用諸如環形源、位在壁1030周圍的感應線圈或其它配置等其它變形來產生電漿。包括有中央處理單元(CPU)1044、記憶體1042及供CPU 1044所用的支援電路1046之控制器1040可耦接蝕刻製程腔室1001的多個部件，以有助於控制蝕刻製程。
在操作中，可將半導體基板1014置放在支座1016上，並透過(多個)輸入埠1026、1028將氣態成分從氣體面板1038供應至蝕刻製程腔室1001，以形成氣態混合物1050。可藉由將RF功率從RF源1018及1022分別施加至感應線圈1012及支座1016，以在蝕刻製程腔室1001中將氣態混合物1050點燃成電漿1052。可使用坐落於蝕刻製程腔室1001與真空泵1036之間的節流閥1027來控制蝕刻製程腔室1001內部的壓力。可使用位於蝕刻製程腔室1001的腔室壁1030中之含液體導管(未繪示)來控制腔室壁1030的表面處之溫度。也可使用循環的液體或其它手段來控制圓頂1020的表面處之 溫度。
可藉由穩定支座1016的溫度，並將氦氣從氦源1048流至形成於基板1014的背部之通道及支座表面上的溝槽(未繪示)，來控制基板1014的溫度。氦氣被用來促進支座1016與基板1014之間的熱傳導。在蝕刻製程期間，可藉由支座內的電阻式加熱器將基板1014加熱至穩態溫度，且氦對基板1014的均勻加熱有幫助。使用圓頂1020及支座1016二者的熱控制，可將基板1014維持在介於約-200℃與約500℃之間的溫度下。
第5圖為說明性多腔室處理系統1101的概要頂視圖。處理系統1101可包括一或多個負載鎖定腔室1102、1104用於傳遞基板進出處理系統1101。典型地，既然處理系統1101處在真空下，負載鎖定腔室1102、1104可對導入處理系統1101的基板「抽氣(pump down)」。第一機械手臂1110可在負載鎖定腔室1102、1104及第一組一或多個基板處理腔室1112、1114、1116、1118(圖中繪示四個)之間傳遞基板。各處理腔室1112、1114、1116、1118可經配置以進行數種基板處理操作，包括本文所述之乾式蝕刻製程，還有循環層沉積(CLD)、原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、蝕刻、預清潔、脫氣(degas)、定位及其它基板製程。
第一機械手臂1110也可傳遞基板進/出一或多個傳遞腔室1122、1124。傳遞腔室1122、1124可用以在容許基板於處理系統1101內傳遞的同時維持超高真空環境。第二機械 手臂1130可在傳遞腔室1122、1124及第二組一或多個處理腔室1132、1134、1136、1138之間傳遞基板。類似於處理腔室1112、1114、1116、1118，處理腔室1132、1134、1136、1138可經配置以進行數種基板處理操作，包括本文所述之UV LED蝕刻製程，還有，例如，循環層沉積(CLD)、原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、蝕刻、預清潔、脫氣(degas)及定位。若對於處理系統1101所進行的特定製程而言非必需的話，可自處理系統1101移去基板處理腔室1112、1114、1116、1118、1132、1134、1136、1138中的任何腔室。可將用以執行本文所述之方法的銅蝕刻處理腔室安裝在任何一或多個基板處理腔室位置。
系統控制器1157可用於控制馬達、閥、流量控制器、電源供應器以及其它執行本文所述製程配方所需要的功能。系統控制器1157可仰賴來自光學感測器的反饋，以確定並且調整可移動的機構組件之位置。機構組件可包括機械手臂、節流閥及基座，前述部件可在系統控制器1157的控制下由馬達移動。氣體操縱系統1155可用於在本文所描述之方法期間的多個階段傳遞含鹵素前驅物及惰性物種。
在示範性實施例中，系統控制器1157包括硬碟機(記憶體)、USB埠、軟碟機及處理器。系統控制器1157包括類比及數位輸入/輸出板、介面板及步進馬達控制板。含有處理腔室400的多重腔室處理系統1101之各種部件受到系統控制器1157之控制。系統控制器執行系統控制軟體，系統控制軟體以電腦程式之形式儲存在諸如硬碟、軟碟或快閃記憶體隨 身碟等電腦可讀媒體上。也可使用其它形式的記憶體。電腦程式包括指令集，該等指令集指示時點(timing)、氣體混合、腔室壓力、腔室溫度、RF功率位準、基座位置及特定製程的其它參數。
可使用由控制器執行的電腦程式產品來實施用於在基板上蝕刻、沉積或其它方式處理膜的製程，或者實施用於清潔腔室的製程。電腦程式編碼可以任何習知電腦可讀的程式語言撰寫，例如68000組語、C、C++、Pascal、Fortran或其它程式語言。使用習知的文字編輯器將適合的程式編碼輸入單一檔案或多重檔案，並且儲存於電腦可使用媒體(如電腦的記憶體系統)或由電腦可使用媒體實施。倘若輸入的編碼文字是高階語言，則編譯編碼，而所得的編譯程序編碼隨後與預先編譯的Microsoft Windows®函式庫常式之目的碼連結。為了執行該連結、編譯的目的碼，系統使用者援用該目的碼，使電腦系統載入記憶體中的編碼。CPU隨後讀取並且執行該編碼，以進行程式中辨識的任務。
使用者與控制器之間的介面可為透過接觸感應顯示器，且該介面亦可包括滑鼠及鍵盤。在使用兩個顯示器的一個實施例中，一個顯示器安裝在清潔室壁以供操作者使用，且另一個顯示器在壁後以供維修技術人員使用。兩個顯示器可同步顯示相同資訊，在這樣的實例中，一次僅有一個顯示器被配置成接受輸入。為了選擇特定的螢幕或功能，操作者以手指或滑鼠接觸顯示螢幕上的指定區域。被接觸的區域改變該區域的強調色彩，或顯示新的選單或螢幕，確認操作者 的選擇。
已在此揭示數個實施例，發明所屬技術領域中具有通常知識者應知可使用多種修飾例、替代架構與等效例而不背離本文揭露的實施例的精神。此外，說明書中不對多種習知製程與元件做說明，以避免不必要地混淆了本發明。因此，上述說明不應被視為對本發明範疇之限制。
當提供一範圍的數值時，除非文本中另外清楚指明，應知亦具體揭示介於該範圍的上下限值之間各個區間值至下限值單位的十分之一。亦涵蓋了所陳述數值或陳述範圍中之區間值以及與陳述範圍中任何另一陳述數值或區間值之間的每個較小範圍。該等較小範圍的上限值與下限值可獨立包含或排除於該範圍中，且各範圍(其中，在該較小範圍內包含任一個極限值、包含兩個極限值，或不含極限值)皆被本發明內所陳述之範圍涵蓋，除非在該陳述的範圍中有特別排除之限制。在所陳述之範圍包括極限值的一者或兩者之處，該範圍也包括該些排除其中任一者或兩者被包括的極限值的範圍。
如本文及隨附申請專利範圍中所使用，除非本文另有明確指定，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」包括複數指示物。因此，例如，參照「一製程」包括複數個該等製程，且參照「該介電材料」包括參照一或多種介電材料及熟習此項技術者熟知之該一或多種介電材料之等效物，等等。
同樣，申請人希望此說明書與以下申請專利範圍中 所用的「包含(comprise)」與「包括(include)」等用語是指存在所陳述之特徵、整體、部件或步驟，但該等用語不排除存在或增加一或多種其他特徵、整體、部件、步驟、動作或群組。
100‧‧‧製程
110~150‧‧‧操作

Claims (19)

  1. 一種蝕刻一基板的方法，該基板具有一金屬層，該金屬層形成於該基板上，該方法包含下列步驟：將該基板安置於一基板處理腔室中；以及在該基板位於該腔室中的同時，在低於攝氏250度之一溫度下，將該金屬層暴露於一蝕刻劑氣體之一電漿，從而形成一或多種金屬副產物，並將該一或多種金屬副產物暴露於來自一固態源之輻射，以脫附(desorb)該一或多種金屬副產物中之至少一種金屬副產物，該固態源具有介於10nm與2000nm之間的一波長，其中該金屬係銅或鈷中之一者；且其中該蝕刻劑氣體包括氫化物化合物、H2或一氧化劑，該氧化劑包括一氧原子。
  2. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該固態源係一LED源。
  3. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該固態源係一雷射二極體。
  4. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中在將該基板暴露於該蝕刻劑氣體之該電漿的同時，使該一或多種金屬副產物對該輻射之暴露發生。
  5. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中對該電漿之該暴露及對該輻射之該暴露係持續地以脈衝方式進行。
  6. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該波長係介於60nm與500nm之間。
  7. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該溫度係低於攝氏150度。
  8. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該等金屬副產物包含該金屬及一鹵素。
  9. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中使用一後續蝕刻劑氣體，該後續蝕刻劑氣體包含一氫化物化合物或H2。
  10. 如請求項9所述之蝕刻該基板的方法，其中該等金屬副產物包含該金屬及氫。
  11. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該蝕刻劑氣體包含一鹵化物化合物及一氫化物化合物。
  12. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該蝕刻劑氣體包含Cl2及H2。
  13. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該氧化劑包含O2。
  14. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中使用一後續蝕刻劑氣體，該後續蝕刻劑氣體包含H2O2。
  15. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該蝕刻劑氣體包含六氟戊二酮(hexafluoroacetylacetone)(hfac)。
  16. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該蝕刻劑氣體包含H2O2及hfac。
  17. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該蝕刻劑氣體包含O2及hfac。
  18. 如請求項1所述之蝕刻該基板的方法，其中該蝕刻劑氣體包含HCl。
  19. 如請求項18所述之蝕刻該基板的方法，其中該蝕刻劑氣體進一步包含C2H2。
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