JP2008505484A - 超臨界二酸化炭素処理を用いて基板を処理するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
基板上のミクロフィーチャから誘電体膜とフォトレジスト膜を除去することに対して、システムと方法が提供される。ミクロフィーチャの側壁上の誘電体膜及び誘電体膜の一部を覆うフォトレジスト膜を含むミクロフィーチャを有する基板を処理するための、及び、超臨界CO2処理を用いて基板上で第一の膜の除去処理を実施するための方法であって、フォトレジスト膜で覆われていない誘電体膜の一部分が除去される方法が提供される。
ミクロフィーチャという用語は、ここに使われるように、基板及び/または基板上に形成された一つ以上の層に形成されたフィーチャを参照し、マイクロメータースケールの次元、一般的にはサブミクロンスケール、すなわち1μm未満の次元を有する。図1Aは、本発明の実施形態による、トレンチの側壁上の誘電体膜と、該誘電体膜の一部分を覆うフォトレジスト膜とを有するトレンチを含むミクロフィーチャの断面の概略的に示す。ミクロフィーチャ170は、硬いマスク膜172(例えば、ホウケイ酸ガラス、BSG)、パッド窒化物膜174、パッド酸化物膜176及びシリコン基板178を含む。ミクロフィーチャ170は、膜172−176を通じたシリコン基板178内部へのエッチングによって形成されるトレンチ180をさらに含む。
172 硬いマスク
174 パッド窒化物
176 パッド酸化膜
180 トレンチ
182 膜
183 トレンチ側壁
184 フォトレジスト膜
200 膜除去システム
201 超臨界CO2膜除去システム
204 チャンバヒーター
206 CO2供給システム
208 循環ループ
210 循環ポンプ
212 溶媒供給システム
214 分離ベッセル
217 液体/固体廃棄物収集ベッセル
250 基板チャンバ
265 基板
281 湿式処理システム
290 コントローラー
300 誘電体膜除去プロセス
350 膜除去プロセス
1201 コンピュータシステム
1202 バス
1203 プロセッサ
1204 メインメモリ
1205 リードオンリー・メモリ(ROM)
1207 ハードディスク
1208 リムーバブルメディアドライブ
1213 通信インタフェース
1214 ネットワークリンク
1215、1216 ネットワーク
1217 モバイル機器
Claims (65)
- 膜除去システム内の基板を処理する方法であって、前記方法は、
前記膜除去システムの基板チャンバ内に前記基板を提供し、前記基板はミクロフィーチャ側壁上の誘電体膜及び前記誘電体膜の第一の部分を覆い且つ前記誘電体膜の第二の部分を覆わないフォトレジスト膜を含むミクロフィーチャを有するところの段階と、
前記フォトレジスト膜によって覆われない前記誘電体膜の前記第二の部分を除去するために前記基板上における第一の膜除去プロセスを実行する段階と、
前記フォトレジスト膜を除去するために前記基板上における第二の膜除去プロセスを実行し、前記第二の膜除去プロセスは前記第一の膜除去プロセスの後に行なわれるところの段階とを含むものであって、
前記第一の膜除去プロセスの実行及び前記第二の膜除去プロセスの実行のうち少なくとも一つは、超臨界CO2処理の使用を含む方法。 - 前記第一の膜除去プロセスの実行は、前記基板を、超臨界CO2流体及び前記誘電体膜の除去を可能にする第一の溶媒にさらすことを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第一の溶媒は、HF水溶液またはHF:ピリジンを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、
前記基板チャンバを前記超臨界CO2流体で加圧する段階と、
前記超臨界CO2流体内の前記第一の溶媒を移送する段階と、
前記誘電体膜の前記第二の部分が前記側壁から除去されるまで、前記超臨界CO2流体及び前記第一の溶媒に前記基板をさらす段階と、
新しい超臨界CO2流体で前記基板チャンバを洗浄する段階とをさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 前記第一の膜除去プロセスの実行は、約31℃から約200℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、約40℃から約120℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、約60℃から約80℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、CO2圧力を約1,070psigから約6,000psigの間にすることを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、CO2圧力を約2,000psigから約3,000psigの間にすることを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記超臨界CO2流体と前記第一の溶媒の配合における前記第一の溶媒の比率は、体積にして約0.1%から約33%の間である、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、約10秒から約1200秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第一の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、約20秒から約600秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第一の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行は、約30秒から約180秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第一の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、前記基板を、前記超臨界CO2流体及び前記フォトレジスト膜の除去を可能にする第二の溶媒にさらすことを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第二の溶媒が、N−メチルピロリドン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、またはジグリコールアミン、またはそれらのうち二つ以上の組み合わせを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、アセトン、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、乳酸エチル、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、酸素、オゾン、硝酸、酢酸、またはギ酸、またはそれらのうち二つ以上の組み合わせ、をさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、
前記基板チャンバを前記超臨界CO2流体で加圧する段階と、
前記超臨界CO2流体内の前記第二の溶媒を移送する段階と、
前記誘電体膜の前記第一の部分から前記フォトレジスト膜が除去されるまで前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらす段階と、
新しい超臨界CO2流体で前記基板チャンバを洗浄する段階とをさらに含む、請求項14に記載の方法。 - 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約31℃から約200℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約40℃から約120℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約60℃から約80℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、CO2圧力を約1,070psigから約6,000psigの間にすることを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、CO2圧力を約2,000psigから約3,000psigの間にすることを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記超臨界CO2流体と前記第二の溶媒の配合における前記第二の溶媒の比率は、体積にして約0.1%から約33%の間である、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約10秒から約1200秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約20秒から約600秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約30秒から約180秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記ミクロフィーチャは約0.2ミクロン未満の直径を有するトレンチを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ミクロフィーチャは、直径に対する深さのアスペクト比が約10:1よりも大きいトレンチを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ミクロフィーチャは、直径に対する深さのアスペクト比が約50:1よりも大きいトレンチを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記誘電体膜が、ヒ素ドープ二酸化シリコン膜を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行が、前記フォトレジスト膜の除去のための湿式処理の使用を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記湿式処理が、硫酸及び過酸化水素の混合物の水溶液、HF/HNO3、またはH2O/O3を使用する、請求項31に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、前記基板を、超臨界CO2流体及び前記フォトレジスト膜の除去を可能にする第二の溶媒にさらすことを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第二の溶媒が、N−メチルピロリドン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、またはジグリコールアミン、またはそれらのうち二つ以上の組み合わせを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、アセトン、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、乳酸エチル、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、酸素、オゾン、硝酸、酢酸、またはギ酸、またはそれらのうち二つ以上の組み合わせ、をさらに含む、請求項34に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、
前記基板チャンバを前記超臨界CO2流体で加圧する段階と、
前記超臨界CO2流体内の前記第二の溶媒を移送する段階と、
前記誘電体膜から前記フォトレジスト膜が除去されるまで前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらす段階と、
新しい超臨界CO2流体で前記基板チャンバを洗浄する段階とをさらに含む、請求項33に記載の方法。 - 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約31℃から約200℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約40℃から約120℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約60℃から約80℃の間に前記超臨界CO2流体を加熱することを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、CO2圧力を約1,070psigから約6,000psigの間にすることを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、CO2圧力を約2,000psigから約3,000psigの間にすることを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記超臨界CO2流体と前記第二の溶媒の配合における前記第二の溶媒の比率は、体積にして約0.1%から約33%の間である、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約10秒から約1200秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約20秒から約600秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第二の膜除去プロセスの実行は、約30秒から約180秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記第二の溶媒に前記基板をさらすことを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第一の膜除去プロセスの実行が、前記誘電体膜の前記第二の部分の除去のための湿式処理の使用を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記湿式処理がHF水溶液、HF:ピリジン、またはHF/NH4Fを利用する、請求項46に記載の方法。
- 膜除去システム内で基板を処理する方法であって、前記方法は、
前記膜除去システムの基板チャンバ内に前記基板を提供し、前記基板はミクロフィーチャ側壁上の誘電体膜と前記誘電体膜の第一の部分を覆い且つ前記誘電体膜の第二の部分を覆わないフォトレジスト膜とを含むミクロフィーチャを有するところの段階と、
超臨界CO2流体及び前記フォトレジスト膜によって覆われない前記誘電体膜の第二の部分を除去可能な第一の溶媒に前記基板をさらすことによって、前記基板上で第一の膜除去プロセスを実行する段階と、
前記第一の膜除去プロセスの後、前記超臨界CO2流体及び前記フォトレジスト膜を除去可能な第二の溶媒に前記基板をさらすことによって、前記基板上で第二の膜除去プロセスを実行する段階と、
前記第一及び第二の膜除去プロセスの間、約31℃から約200℃の間の温度に、及び約1,070psigから約6,000psigの間の圧力に、前記超臨界CO2流体を保持する段階とを含む方法。 - 前記ミクロフィーチャは約0.2ミクロン未満の直径を有するトレンチを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記ミクロフィーチャは、直径に対する深さのアスペクト比が約10:1よりも大きいトレンチを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記ミクロフィーチャは、直径に対する深さのアスペクト比が約50:1よりも大きいトレンチを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記誘電体膜が、ヒ素ドープ二酸化シリコン膜を含む、請求項48に記載の方法。
- 前記第一の溶媒がHF水溶液またはHF:ピリジンを含み、前記第二の溶媒がN−メチルピロリドン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、またはジグリコールアミン、またはそれらのうち二つ以上の組み合わせを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記超臨界CO2流体の保持は約40℃から約120℃の間の温度で行なわれる、請求項48に記載の方法。
- 前記超臨界CO2流体の保持は約60℃から約80℃の間の温度で行なわれる、請求項48に記載の方法。
- 前記超臨界CO2流体の保持は約2,000psigから約3,000psigの間のCO2圧力で行なわれる、請求項48に記載の方法。
- 前記超臨界CO2流体と各々前記第一及び前記第二の溶媒との配合における前記第一及び前記第二の溶媒の各々の比率は、体積にして約0.1%から約33%の間である、請求項48に記載の方法。
- プロセッサにおける実行のためのプログラム指示を含み、前記プロセッサによって実行されるとき、膜除去システムが請求項1に記載された方法における段階を実行することを可能にする、コンピュータが読み取り可能なメディア。
- プロセッサにおける実行のためのプログラム指示を含み、前記プロセッサによって実行されるとき、膜除去システムが請求項48に記載された方法における段階を実行することを可能にする、コンピュータが読み取り可能なメディア。
- 膜除去システム内部で基板を移送するために構成された基板移送システムと、
誘電体膜及び前記誘電体膜の一部分を覆うフォトレジスト膜を含むミクロフィーチャを有する基板上で超臨界CO2膜除去プロセスを実行するため構成された基板チャンバであって、前記超臨界CO2膜除去プロセスは、前記フォトレジスト膜によって覆われない前記誘電体膜を除去するための少なくとも一つの第一の膜除去プロセス、及び、前記第一の膜除去プロセスの後、前記フォトレジスト膜を除去するための第二の膜除去プロセスを含むところの前記基板チャンバと、
少なくとも温度が約31℃及び少なくとも圧力が約1070psigの超臨界CO2流体を前記基板チャンバへと移送するために構成されたCO2供給システムと、
前記超臨界CO2流体とともに溶媒を前記基板チャンバへと移送するため構成された溶媒供給システムと、
前記膜除去システムを制御するため構成されたコントローラとを含む基板を処理するための膜除去システム。 - 前記溶媒供給システムは、前記超臨界CO2流体と前記溶媒との配合における前記溶媒の比率を体積にして約0.1%から約33%の間で提供するよう構成された、請求項60に記載の膜除去システム。
- 前記コントローラは、約10秒から約1200秒の間の時間前記超臨界CO2流体及び前記溶媒と前記基板との接触を維持するよう構成された、請求項60に記載の膜除去システム。
- 前記膜除去システム内に配置された、または操作上連結された湿式処理システムであって、前記第一の膜除去プロセスまたは前記第二の膜除去プロセスを実行するため構成された前記湿式処理システムをさらに含む、請求項60に記載の膜除去システム。
- 前記湿式処理システムは、HF水溶液、HF:ピリジン、またはHF/NH4Fを用いて前記第一の膜除去プロセスを実行するため構成された、請求項63に記載の膜除去システム。
- 前記湿式処理システムは、硫酸及び過酸化水素の混合物の水溶液、HF/HNO3、またはH2O/O3を使用する前記第二の膜除去プロセスを実行するため構成された、請求項63に記載の膜除去システム。
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