JP2021500756A - 高アスペクト比構造のスティクションを防ぐためのシステムおよび方法、および／または、高アスペクト比の構造を修復するためのシステムおよび方法 - Google Patents

高アスペクト比構造のスティクションを防ぐためのシステムおよび方法、および／または、高アスペクト比の構造を修復するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【解決手段】基板の表面上に配置された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を処理するための方法は、ａ）第１のリンス液を用いて基板の表面をスピン洗浄することと、ｂ）第１のリンス液を基板の表面から振り落とすことと、ｃ）第１のリンス液が分配された後に、フッ化水素含有ガス混合物を基板の表面に導くことと、を含む。【選択図】図４

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年１０月２３日出願の米国仮出願第６２／５７５，７０５号の利益を主張する。上記出願の全ての開示は、参照として本明細書に援用される。
本開示は、基板の処理に関し、特に、高アスペクト比（ＨＡＲ）構造のスティクション（ｓｔｉｃｔｉｏｎ）を防ぐ、および／または、ＨＡＲ構造を修復するための方法に関する。
ここで提供される背景技術の説明は、本開示の内容を一般的に提示するためである。現在名前が挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄だけでなく、出願時における先行技術に該当しないだろう記載の態様において説明される範囲において、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。
基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板上に成膜するため、または、基板の表面をエッチング、洗浄、および／もしくは、そうでなければ処理するために用いられてよい。いくつかのプロセスでは、基板は、ウェット処理が施されてよい。これらのプロセスでは、基板は、回転チャック上に搭載されてよい。回転チャックが回転される間に、液体または気体などの流体を分配するために流体ノズルが用いられてよい、および／または、基板を処理するために熱が加えられてよい。
いくつかの基板は、高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を備える。例えば、ＨＡＲ構造は、ナノピラー、トレンチ、またはビアを含んでよい。ＨＡＲ構造は、フィーチャの深さ（基板の表面に垂直）より大幅に小さい幅（基板の表面に平行）を有する。５：１より大きいアスペクト比を有するＨＡＲ構造も珍しくない。より高度なプロセスは、さらに高いアスペクト比を有するＨＡＲ構造を含む。パターン倒壊は、１つ以上のＨＡＲ構造が、崩壊し、基板の表面に対して横方向に移動する、および／または、隣接するＨＡＲ構造に直接接触するときに起きる。パターン倒壊は、ウェット洗浄プロセス後の乾燥時に起きることが多い。
基板乾燥時のパターン倒壊を低減するためにいくつかのプロセスが用いられてきた。例えば、基板は、超臨界ＣＯ2を用いて乾燥されうる。しかし、超臨界ＣＯ2は、比較的高価で、実行性に問題がある。基板の表面は、スティクションを防ぐために層によって改質されうる。しかし、表面改質は、追加のケミストリを用いる必要があるため、高価であることが多い。表面改質は、改質層が除去される必要があるため、材料ロスも引き起こす。基板は、沸点に近い温度で基板の表面に供給されるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いて乾燥されることもできる。しかし、いくつかのアスペクト比は、パターン倒壊なしで沸騰したＩＰＡを用いて乾燥されることはできない。
基板は、真空圧で操作される真空装置においてフッ化水素（ＨＦ）蒸気圧エッチングを用いて処理されることもできる。しかし、真空装置は、通常、高価であり、ウェット洗浄を実施するために用いられることができない。前述のウェット洗浄工程は、有機汚染物質または金属汚染物質を基板の表面から除去するために必要であることが多い。
崩壊した構造の修復は、真空装置でプラズマエッチングを用いることによって実施されうる。しかし、要求されるプラズマエッチングハードウェアは高価である。
基板の表面上に配置された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を処理するための方法は、ａ）第１のリンス液を用いて基板の表面をスピン洗浄することと、ｂ）第１のリンス液を基板の表面から振り落とすことと、ｃ）第１のリンス液が分配された後に、フッ化水素含有ガス混合物を基板の表面に導くことと、を含む。
他の特徴では、フッ化水素は、第１の反応性成分であり、ガス混合物は、第２の反応性成分をさらに含む。少なくとも、第２の反応性成分は陽子受容体である、および／または、第２の反応性成分はＯＨ基を含む。
第２の反応性成分は、水蒸気、アルコール蒸気、アンモニア、およびアミンからなる群より選択される。
他の特徴では、ｃ）は、ｂ）の後に実施される、または、ａ）の後の６０秒以内に実施される。ガス混合物は、不活性キャリアガスおよびアルコール蒸気をさらに含む。不活性キャリアガスは分子状窒素を含み、アルコール蒸気はイソプロピルアルコールを含む。ガス混合物は、基板の表面から１ｍｍから４０ｍｍの範囲に位置するノズルによって供給される。ガス混合物は、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲の分配速度でノズルから供給される。ガス混合物は、１ｓｌｍから２０ｓｌｍの流量でノズルから供給される。
他の特徴では、ノズルの開口部の断面積は、３ｍｍ2から３０ｍｍ2の範囲である。ａ）、ｂ）、およびｃ）は、２０℃から４００℃の範囲の温度で実施される。ａ）、ｂ）、およびｃ）は、５０℃から１５０℃の範囲の温度で実施される。ａ）、ｂ）、およびｃ）は、基板が９００ｈＰａから１１００ｈＰａの範囲の所定圧力で維持されるときに実施される。ａ）、ｂ）、およびｃ）は、基板が装置の回転チャック上に配置された状態で実施される。
他の特徴では、装置は、さらに、第１のリンス液源に接続された第１の液体分配器、溶剤蒸気を供給するための蒸気供給器、ならびに、ガス源および蒸気供給器に接続されて基板の表面にガス混合物を分配するガス分配器を備える。ガス分配器は、シャワーヘッドを含む。
他の特徴では、ガス分配器は、アーム、ノズル、および、ガス混合物が供給される時に基板にわたってアームを走査するためのモータを備える。
他の特徴では、ａ）、ｂ）、およびｃ）は、１００℃を超える温度で実施される。ガス混合物は、アンモニアをさらに含む。
他の特徴では、第１のリンス液は、有機水混和性溶剤を含む。
他の特徴では、ガス混合物は、０．０５体積％から１０体積％の範囲のフッ化水素、０．０５体積％から１０体積％の範囲のアルコール、および８０体積％から９９．９体積％の範囲の不活性ガスを含む。ガス混合物は、０．５体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、０．５体積％から２．５体積％の範囲のアルコール、および９２．５体積％から９９体積％の範囲の不活性ガスを含む。ガス混合物は、０．１体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、０．１体積％から５体積％の範囲のアルコール、および９０体積％から９９．８体積％の範囲の不活性ガスを含む。
基板の表面上に配置された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を処理するための装置は、基板を回転させるための回転チャックを備える。第１のノズルは、回転チャックが基板を回転させている際に、第１のリンス液を用いて基板の表面を洗浄する。第２のノズルは、第１のリンス液が分配された後に、フッ化水素含有ガス混合物を基板の表面に導く。
他の特徴では、第１の液体分配器は、第１のリンス液源に接続されている。蒸気供給器は、第２の反応性成分を供給する。ガス分配器はガス源に接続され、蒸気供給器は、ガス混合物を基板の表面に分配する。
他の特徴では、混合マニホルドは、フッ化水素と第２の反応性成分とを混合する。開放チャンバは、回転チャックを取り囲む。密閉チャンバは、回転チャックを取り囲む。蒸気供給器は、溶剤蒸気を供給する。ガス混合物は、溶剤蒸気をさらに含む。
他の特徴では、溶剤蒸気は、水蒸気およびアルコール蒸気からなる群より選択される。第２のノズルは、第１のリンス液が基板から振り落とされた後に、フッ化水素含有ガス混合物を基板の表面に導く。第２のノズルは、第１のリンス液が分配された後の６０秒以内に、フッ化水素含有ガス混合物を基板の表面に導く。
他の特徴では、加熱器は、基板を２０℃から４００℃の範囲の温度まで加熱する。加熱器は、基板を５０℃から１５０℃の範囲の温度まで加熱する。基板は、９００ｈＰａから１１００ｈＰａの範囲の所定圧力で維持される。加熱器は、基板を１００℃を超える温度まで加熱し、ガス混合物はアンモニアをさらに含む。
他の特徴では、コントローラは、回転チャックの回転、第１のノズルからの第１のリンス液の分配、および、第２のノズルからのガス混合物の分配を制御する。
他の特徴では、第２のノズルは、基板の表面から１ｍｍから４０ｍｍの範囲に位置する。ガス混合物は、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲の分配速度で第２のノズルから供給される。ガス混合物は、１ｓｌｍから２０ｓｌｍの流量で第２のノズルから供給される。第２のノズルの開口部の断面積は、３ｍｍ2から３０ｍｍ2の範囲である。
他の特徴では、ガス混合物は、０．５体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、０．５体積％から２．５体積％の範囲のアルコール、および９２．５体積％から９９体積％の範囲の不活性ガスを含む。
他の特徴では、ガス混合物は、８０体積％から９９．９体積％の範囲の不活性ガス、０．０５体積％から１０体積％の範囲のフッ化水素、および０．０５体積％から１０体積％の範囲のアルコールを含む。ガス混合物は、９０体積％から９９．８体積％の範囲の不活性ガス、０．１体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、および０．１体積％から５体積％の範囲のアルコールを含む。
本開示のさらなる適用範囲は、発明を実施するための形態、請求項、および図面から明らかになるだろう。発明を実施するための形態および特定の例は、例示のみを目的とすることを意図し、本開示の範囲を限定する意図はない。
本開示は、発明を実施するための形態および付随の図面からより深く理解されるだろう。
図１Ａ〜１Ｃは、本開示によるウェット洗浄および乾燥の前後ならびに修復後の基板を表す側面断面図である。
図２Ａは、本開示による基板を処理するための密閉チャンバに配置された回転チャックの例を示す機能ブロック図である。
図２Ｂは、図２Ａの回転チャックの平面図である。
図２Ｃは、本開示による基板を処理するための開放チャンバに配置された回転チャックの例を示す機能ブロック図である。
図３は、本開示による基板を処理するための回転チャックの別の例を示す機能ブロック図である。
図４は、本開示による基板を処理するための方法の例を表すフローチャートである。
図５は、本開示による基板を処理するための方法の別の例を表すフローチャートである。
図６は、本開示によるウェット処理装置および別個の崩壊修復装置を表す機能ブロック図である。
図７は、本開示によるアームおよびノズルを用いる崩壊修復装置の機能ブロック図である。
図８は、本開示によるシャワーヘッドを用いる崩壊修復装置の機能ブロック図である。
図面では、参照番号は、類似および／または同一の要素を特定するために何度も用いられてよい。
本開示によるシステムおよび方法は、高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を有する基板のウェット処理およびドライエッチングに関する。ウェット処理およびドライエッチングは、基板が処理された後に、ウェット洗浄ツールにおいて大気圧でまたはほぼ大気圧で実施されうる。単一のハードウェア装置においてウェット処理およびドライエッチングを組み合わせることは、他のドライプロセスに代わる安価な手段であり、処理時間がほとんどまたは全くかからない。あるいは、ウェット処理はウェット処理ツールで完了されることができ、修復プロセスは別個の修復ツールで実施されることができる。
いくつかの例では、ガス混合物は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのリンス液への曝露後に基板の表面に分配される。ガス混合物は、フッ化水素（ＨＦ）ガスを含む。いくつかの例では、ガス混合物は、第２の反応性成分（溶剤蒸気、もしくは陽子受容体、もしくはＯＨ基を有する成分など）および／またはキャリアガスをさらに含んでよい。
いくつかの例では、キャリアガスは、分子状窒素（Ｎ2）などの不活性ガスを含む。しかし、他の不活性ガスも用いられうる。いくつかの例では、第２の反応性成分は、水またはアルコール（メタノール、ＩＰＡ、または他のアルコール）を含む。他のアルコールも用いられうる。例えば、１から４の炭素ｃ）原子を有するアルコールが用いられうる。例えば、２−プロパノール（ＩＰＡ）が用いられうる。いくつかの例では、ガスの混合方法は、Ｎ2をＩＰＡと混合し、次に純ＨＦガスをＩＰＡ／Ｎ2混合物に加えることを含む。
例えば、溶剤の吸着層が形成され、ＨＦ2が生成される。ＳｉＯ2はＨＦ2と反応し、ＳｉＦ4が形成され、ＳｉＯ2層の蒸発（エッチング）をもたらす。いくつかの例では、ガス混合物は、０．５体積％から５体積％の範囲のＨＦ、０．５体積％から２．５体積％の範囲のアルコール、および９２．５体積％から９９体積％の範囲の不活性ガスを含む。
いくつかの例では、ガス混合物は、Ｎ2ガスをキャリアガスとして高濃度水性ＨＦ（４５体積％から５５体積％の範囲（例えば、４９体積％）のＨＦ濃度を有する）の中を流すことによって生成される。他の例では、ガス混合物は、不活性ガス（分子状窒素など）をアルコールと混合させ、次に純ＨＦを不活性ガスとアルコールとの混合物に加えることによって作られる。
他の例では、ガス混合物は、８０体積％から９９．９体積％の範囲の不活性ガス、０．０５体積％から１０体積％の範囲のＨＦ、および０．０５体積％から１０体積％の範囲のアルコールを含む。他の例では、ガス混合物は、９０体積％から９９．８体積％の範囲の不活性ガス、０．１体積％から５体積％の範囲のＨＦ、および０．１体積％から５体積％の範囲のアルコールを含む。
他の例では、アンモニア（ＮＨ3）またはあらゆるアミン（例えば、エチルアミン、エチレンジアミン、ピロリジン）は、処理温度が１００℃を超えるときに必要に応じてガス混合物に加えられる。ＮＨ3の追加は、特に、ＮＨ4Ｆの形成が抑制され（昇華温度を超える場合）、揮発性（ＮＨ4）2ＳｉＦ4が形成される１００℃を超える温度で機能する。
別の方法として、このプロセスは、リンス液が基板から振り落とされ、基板が比較的乾いた後に基板に加えられることもできる。いくつかの例では、このプロセスは、リンス液が存在する間の曝露であって、再びリンス液が振り落とされて乾燥された後の曝露を含みうる。このプロセスは、１回以上繰り返されうる。
いくつかの例では、プロセスは、大気圧でまたはほぼ大気圧で実施される。例えば、基板表面は、処理の間、９００ヘクトパスカル（ｈＰａ）から１１００ｈＰａの範囲の圧力で維持されてよい。いくつかの例では、ガス混合物は、基板の表面にわたって走査されるノズルを用いて基板に供給される。あるいは、ガス混合物は、基板の表面上方に配置されたシャワーヘッドを用いて基板に供給されることもできる。また、プロセスを促進する可能性がある、水もしくはアンモニアＮＨ3の蒸気（気体）またはアミンなどの蒸気が供給されうる。
いくつかの例では、プロセスは、２０℃から４００℃の範囲の所定温度で実施される。他の例では、プロセスは、５０℃から１５０℃の範囲の所定温度で実施される。ＨＦおよび溶剤蒸気の分圧は、１ｍＴｏｒｒから特定のプロセス温度におけるそれぞれの飽和蒸気圧までの間で変化しうる。
ドライプロセスへの反応性蒸気（例えば、ＨＦ／溶剤蒸気の組み合わせ）の追加は、他のＩＰＡドライプロセスに対して向上した結果を提供する。いくつかの例では、蒸気エッチングの可制御性は、径方向の加熱を含む基板加熱器、および／または、基板にわたって走査されうるノズルを用いて実施される。本明細書に記載の方法は、ハードウェアおよびケミストリのコストの削減に加えて、プロセスの歩留まりを向上させる。
次に図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、基板の処理が示されている。図１Ａでは、ウェット処理および乾燥以前の基板１０が示されている。基板１０は、１つ以上の下地層１４に規定された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造１２−１、ＨＡＲ構造１２−２、ＨＡＲ構造１２−３、およびＨＡＲ構造１２−４（総称して、ＨＡＲ構造１２）を有する。例えば、ＨＡＲ構造１２は、ピラー、ビア、トレンチ、および／または、他のフィーチャを含む。図１Ａの基板１０には、ウェット処理および乾燥が施される。
図１Ｂでは、ウェット処理および乾燥後の基板１０が示されている。ＨＡＲ構造１２−２およびＨＡＲ構造１２−３は、部分的に倒壊し、互いに向かって傾いている。いくつかの例では、ＨＡＲ構造１２−２とＨＡＲ構造１２−３との間に架橋酸化物２０が形成される。形成されうる架橋酸化物の例は、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）、酸化チタン（ＴｉＯx）などを含む。図１Ｃでは、架橋酸化物２０が除去され、倒壊したＨＡＲ構造１２−２およびＨＡＲ構造１２−３が修復されるように本明細書に記載の方法を用いた処理後の基板１０が示されている。
次に図２Ａを参照すると、ウェット処理および基板修復のための回転チャック５０の例が示されている。回転チャック５０は、回転チャック５６を収容するチャンバ５２を備える。基板５８は、回転チャック５０の表面上に配置されている。回転チャック５０は、液体が基板５８に分配される間、および／または、液体を振り落とすために基板５８を回転させる。基板５８は、任意の適した機構を用いて回転チャック５０に取り付けられてよい。例えば、基板５８は、把持ピン５９を用いて回転チャック５０に取り付けられうる。把持ピンの適した例は、その全てが参照により本明細書に援用される、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願シリアル番号第１５／２３２，５９４号（代理人整理番号３８７７−１ＵＳ）の「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｗａｆｅｒ−Ｓｈａｐｅｄ Ａｒｔｉｃｌｅｓ」に示され説明されている。
いくつかの例では、回転チャック５６の表面６０は透明で、加熱器６１は表面６０の下に配置される。いくつかの例では、加熱器６１は、基板６０の径方向の加熱を可能にするように１つ以上の径方向領域に配置される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。いくつかの例では、加熱器６１は、基板の中心位置からその径方向外端に向かって外向きに移動する移動熱波を提供するように操作されうる。いくつかの例では、回転チャック５６は回転し、加熱器６１は動かない。基板の径方向の加熱を行う回転チャックの適した例は、米国特許出願シリアル番号第１５／２３２，５９４号に示され説明されている。
いくつかの例では、回転チャック５６は、図のように駆動軸６３を介してモータ６２によって回転される。他の例では、モータ６２はロータおよびステータを含み、ロータは物理的接触なしで磁気駆動される。適した例は、その全てが参照によって本明細書に援用される、本発明の譲受人によって譲渡された米国特許第６，４８５，５３１号に示されている。リンス液は、モータ７０によって基板５８にわたって走査されるアーム６４およびノズル６６によって供給される。弁７２は、リンス液を液体供給器７４からアーム６４に選択的に供給する。
別のアーム８４（図２Ａにおいて非作動位置に示される）およびガスノズル８６は、以下にさらに説明されるように、フッ化水素（ＨＦ）ガス、キャリアガス、および第２の反応性成分（例えば、溶剤蒸気および／またはアンモニア（ＮＨ3））のうちの１つ以上を含むガス混合物を供給するために用いられてよい。いくつかの例では、ガスノズル８６の出口は、基板５８の表面から所定距離内に配置される。いくつかの例では、所定距離は、１ｍｍから４０ｍｍの範囲である。いくつかの例では、所定距離は、２ｍｍから２ｃｍの範囲である。いくつかの例では、ガス混合物は、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲の所定速度で供給される。いくつかの例では、ガス混合物は、１分あたりの基準リットル（ｓｌｍ）が１ｓｌｍから２０ｓｌｍの範囲の所定流量で供給される。いくつかの例では、ノズル８６の開口部の断面積は、３ｍｍ2から３０ｍｍ2の範囲である。
モータ９０は、ノズル８６を基板５８にわたって走査するために用いられてよく、弁９２は、ガス混合物を選択的に供給するために用いられてよい。ガス供給システム１００は、蒸気供給器１０２および弁１０４を備える。いくつかの例では、蒸気供給器１０２は、加熱液体アンプル、バブラ、または他の蒸発器を備える。ガス供給システム１００は、１つ以上のガス供給器１１２−１、ガス供給器１１２−２、・・・、およびガス供給器１１２−Ｎ（総称して、ガス供給器１１２）、ならびに、弁１１４−１、弁１１４−２、・・・、および弁１１４−Ｎ（総称して、弁１１４）をさらに備える。任意のマニホルド１１０は、任意の弁９２を介する供給より前にガスおよび蒸気を混合できるように用いられてよい。いくつかの例では、マスフローコントローラ（図示せず）は、ガスおよび／または溶剤蒸気をより正確に制御するために設けられる。コントローラ１３０は、弁、モータ、およびガス供給システム１００を制御する。
図２Ｂでは、アーム６４およびアーム８４が平面図で示されている。アーム６４は、基板５８上方の分配位置に示されているが、アーム８４は、非動作位置に示されている。アーム６４はリンス液を基板に分配し、リンス液は振り落とされる。リンス液の分配後、以下にさらに説明されるように、アーム６４は非動作位置に移動し、アーム８４はガス混合物を分配する。
次に図２Ｃを参照すると、開放チャンバを有する回転チャックが用いられることもできる。開放チャンバの回転チャックのさらなる詳細は、その全てが参照により本明細書に援用される、本発明の譲受人から譲渡された米国特許第９，４８４，２２９号に示されている。回転チャック１５０は、その上部が開放されているチャンバ１５１に配置されている。チャンバ１５１の底部は、開放または密閉されうる。チャンバ１５１は、１つ以上の排気経路１５２を規定する。いくつかの例では、１つ以上の排気経路１５２は、基板５８を含む平面に位置し、径方向外向きに向けられ、真空源に接続される。いくつかの例では、真空源は、１つ以上の排気経路１５２と流体連通する弁１５３およびポンプ１５４を備える。
いくつかの例では、回転チャック１５０は、その上に配置された複数の把持ピン１５５、および、基板５８の下方に配置された透明板１５６を備える。発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むプリント回路基板などの加熱器１５７は、基板５８を加熱するために透明板１５６の下方に配置されてよい。いくつかの例では、加熱器１５７は、洗浄および／または修復の間に用いられる移動熱波を生成する。移動熱波は、基板の中心位置からその径方向外端に向かって外向きに移動する。いくつかの例では、加熱器１５７は動かず、回転チャック１５０は回転する。基板の径方向の加熱を行う回転チャックの適した例は、米国特許出願シリアル番号第１５／２３２，５９４号に示され説明されている。いくつかの例では、ファン１５８は、処理の間、気流１５９をチャンバ１５１の上面に供給する。
次に図３を参照すると、基板を処理するための回転チャックの別の例が示されている。アーム８４およびノズル８６を用いる代わりに、ガス混合物は、基板５８の表面上方に配置されたシャワーヘッド１３６を用いて分配される。シャワーヘッドを通じてガスを回転チャックに供給する他の適した例は、その全てが参照として本明細書に援用される、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第８，９２６，７８８号、ならびに、本発明の譲受人に譲渡された米国特許公開第ＵＳ２０１２／０１３１８１５号および第ＵＳ２０１４／００２６９２６号に示され説明されている。
いくつかの例では、シャワーヘッド１３６は、複数のスルーホールを有するプレートを備える。ガス混合物は、ガス供給システム１００および弁９２によってガスプレナム１３４に供給される。ガス混合物は、ガスプレナム１３４に流入し、シャワーヘッド１３６を通ってチャンバ５２に入り、基板５８を曝露する。いくつかの例では、シャワーヘッド１３６およびガスプレナム１３４の垂直位置は、倒壊を修復または防止するときに、ガス混合物の供給より前に１つ以上のモータ１７０によって基板により近い位置に調節される。
次に図４〜図５を参照すると、基板を処理するための方法の例が示されている。図４では、基板を処理するための方法１８０が示されている。図５の１８４では、基板は回転チャック上に配置される。１８８では、回転チャックが回転される。１９２では、リンス液が基板上に分配される。１９４では、リンス液が振り落とされる。
所定期間（１９８における）の後に、ガス混合物は、２０２において供給される。他の例では、ガス混合物は、１９４の間に重複して加えられうる。基板は、ガス混合物を加えるときは回転しているまたは回転していないのいずれかでありうる。
いくつかの例では、所定期間は、０秒から６０秒の範囲である。いくつかの例では、ガス混合物は、洗浄工程１９２が終了する前に供給され始める。いくつかの例では、ガス混合物は、フッ化水素（ＨＦ）ガスおよびキャリアガスを含む。ガス混合物は所定期間に供給されて、架橋酸化物を除去することによって倒壊が防止される、および／または、ＨＡＲ構造が修復される。
図５では、基板を処理するための方法２１０が示されている。工程１８４から工程１９８は、上述の工程に類似する。所定期間（１９８における）の後に、ガス混合物は、２１４において供給される。ガス混合物は、フッ化水素（ＨＦ）ガス、キャリアガス、ならびに、溶剤蒸気およびアンモニアガスのうちの少なくとも１つを含む。ガス混合物は、倒壊を防ぐ、および／または、ＨＡＲ構造を修復するために、所定期間に供給される。特定の論理に限定されることなく、倒壊および／またはＨＡＲ構造の修復は、ＨＦガスを基板に注いで、ファンデルワールス力、水素結合、および共有結合酸化物架橋などのスティクション力を除去することによって生じる。
一例では、本開示による修復プロセスは、ナノピラー（３０ｎｍの直径、９０ｎｍのピッチ、６００ｎｍの高さを有するシリコン（Ｓｉ）円柱）を含むＨＡＲ構造を有する基板でテストされた。修復プロセスは、本開示による修復プロセスによって、倒壊率をおよそ９０％から１０％未満に低減した。
次に図６〜図８を参照すると、ウェット処理および倒壊修復は、別々の装置において実施されうる。図６では、システム２８８は、ウェット処理工程を実施するウェット処理装置２９０を備える。ウェット処理装置２９０でのウェット処理後に、基板は、倒壊修復装置３００に移される。いくつかの例では、ウェット処理工程は、ウェット洗浄を含む。いくつかの例では、ウェット処理工程は、回転チャックによって実施される。
図７では、倒壊修復装置３００が示されている。倒壊修復装置３００は、チャンバ３１０、および、基板３１４を支持するための基板支持体３１２を備える。基板支持体３１２は、処理の間に基板３１４の温度を制御するために、抵抗発熱体などの加熱器３２０、および／または、冷却経路を備える。コントローラ１３０は、倒壊修復を実施するために、モータ９０、弁９２、およびガス供給システム１００を制御する。倒壊修復装置３００はウェット洗浄を実施しないため、ウェット処理装置と関連付けられたノズルおよび回転チャックは省略され、倒壊修復装置３００は簡素化されうる。
図８では、倒壊修復装置３５０の別の例が示されている。図７の倒壊修復装置のノズル８６、アーム８４、およびモータ９０は、基板３１４の表面上方に配置されたシャワーヘッド３６０に置き換えられる。いくつかの例では、シャワーヘッド３６０は、複数のスルーホールを有するプレートを備える。ガス混合物は、ガス供給システム１００および／または弁９２によってガスプレナム３６２に供給される。ガス混合物は、ガスプレナム３６２に流入し、シャワーヘッド３６０を通って基板３１４を曝露する。
前述の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その適用、または使用を限定する意図はない。本開示の広範囲の教示は、様々な形態で実施されうる。よって、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、以下の請求項を検討すると他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲はそれほど限定されるべきでない。方法内の１つ以上の工程は、本開示の原理を変更することなく異なる順序で（または、同時に）実行されてよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は特定の特徴を有するように上述されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して記載された１つ以上のこれらの特徴は、他の実施形態において、および／または、他の実施形態の特徴と組み合わせて（その組み合わせが明記されていないとしても）実施されうる。つまり、記載の実施形態は相互に排他的ではなく、１つ以上の実施形態を互いに並べ替えることは、本開示の範囲内にある。
要素間（例えば、モジュール間、回路素子間、半導体層間など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「近接する」、「上に」、「上方」、「下方」、および「配置された」を含む様々な用語を用いて説明される。第１の要素と第２の要素との関係が上記の開示で説明されるときは、「直接的」であると明記されない限り、その関係は、他の要素が第１の要素と第２の要素との間に介在しない直接的関係でありうるが、１つ以上の介在要素が第１の要素と第２の要素との間に（空間的または機能的に）存在する間接的関係でもありうる。本明細書では、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つという表現は、非排他的論理、または、を用いる論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、およびＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。
要素間（例えば、モジュール間、回路素子間、半導体層間など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「近接する」、「上に」、「上方」、「下方」、および「配置された」を含む様々な用語を用いて説明される。第１の要素と第２の要素との関係が上記の開示で説明されるときは、「直接的」であると明記されない限り、その関係は、他の要素が第１の要素と第２の要素との間に介在しない直接的関係でありうるが、１つ以上の介在要素が第１の要素と第２の要素との間に（空間的または機能的に）存在する間接的関係でもありうる。本明細書では、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つという表現は、非排他的論理、または、を用いる論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、およびＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。本開示は以下の適用例としても実現できる。
［適用例１］
基板の表面上に配置された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を処理するための方法であって、
ａ）第１のリンス液を用いて前記基板の前記表面をスピン洗浄することと、
ｂ）前記第１のリンス液を前記基板の前記表面から振り落とすことと、
ｃ）前記第１のリンス液が分配された後に、フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導くことと、
を含む、方法。
［適用例２］
適用例１に記載の方法であって、
前記フッ化水素は第１の反応性成分であり、前記ガス混合物は第２の反応性成分をさらに含む、方法。
［適用例３］
適用例２に記載の方法であって、
前記第２の反応性成分は、陽子受容体である、および／または、
前記第２の反応性成分は、ＯＨ基を含む
の少なくともいずれかである、方法。
［適用例４］
適用例３に記載の方法であって、
前記第２の反応性成分は、水蒸気、アルコール蒸気、アンモニア、およびアミンからなる群より選択される、方法。
［適用例５］
適用例２に記載の方法であって、
ｃ）は、ｂ）の後に実施される、方法。
［適用例６］
適用例２に記載の方法であって、
ｃ）は、ａ）の後の６０秒以内に実施される、方法。
［適用例７］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物は、アルコールおよび不活性キャリアガスをさらに含む、方法。
［適用例８］
適用例７に記載の方法であって、
前記不活性キャリアガスは分子状窒素を含み、前記アルコールはイソプロピルアルコールを含む、方法。
［適用例９］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物は、前記基板の前記表面から１ｍｍから４０ｍｍの範囲に位置するノズルによって供給される、方法。
［適用例１０］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物は、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲の分配速度でノズルから供給される、方法。
［適用例１１］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物は、１ｓｌｍから２０ｓｌｍの流量でノズルから供給される、方法。
［適用例１２］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物を供給するノズルの開口部の断面積は、３ｍｍ 2 から３０ｍｍ 2 の範囲である、方法。
［適用例１３］
適用例１に記載の方法であって、
ａ）、ｂ）、およびｃ）は、２０℃から４００℃の範囲の温度で実施される、方法。
［適用例１４］
適用例１に記載の方法であって、
ａ）、ｂ）、およびｃ）は、５０℃から１５０℃の範囲の温度で実施される、方法。
［適用例１５］
適用例１に記載の方法であって、
ａ）、ｂ）、およびｃ）は、前記基板が９００ｈＰａから１１００ｈＰａの範囲の所定圧力で維持されるときに実施される、方法。
［適用例１６］
適用例１に記載の方法であって、
ａ）、ｂ）、およびｃ）は、前記基板が装置の回転チャックに配置された状態で実施される、方法。
［適用例１７］
適用例１６に記載の方法であって、
前記装置は、さらに、
第１のリンス液源に接続された第１の液体分配器と、
溶剤蒸気を供給するための蒸気供給器と、
前記ガス混合物を前記基板の表面に分配するためにガス源および前記蒸気供給器に接続されたガス分配器と、を備える、方法。
［適用例１８］
適用例１７に記載の方法であって、
前記ガス分配器は、シャワーヘッドを備える、方法。
［適用例１９］
適用例１７に記載の方法であって、
前記ガス分配器は、
アームと、
ノズルと、
前記ガス混合物が供給される間に前記アームを前記基板にわたって走査するモータと、
を備える、方法。
［適用例２０］
適用例１に記載の方法であって、
ａ）、ｂ）、およびｃ）は、１００℃を超える温度で実施され、
前記ガス混合物は、アンモニアをさらに含む、方法。
［適用例２１］
適用例１に記載の方法であって、
前記第１のリンス液は、有機水混和性溶剤を含む、方法。
［適用例２２］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物は、０．０５体積％から１０体積％の範囲のフッ化水素、０．０５体積％から１０体積％の範囲のアルコール、および８０体積％から９９．９体積％の範囲の不活性ガスを含む、方法。
［適用例２３］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物は、０．５体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、０．５体積％から２．５体積％の範囲のアルコール、および９２．５体積％から９９体積％の範囲の不活性ガスを含む、方法。
［適用例２４］
適用例１に記載の方法であって、
前記ガス混合物は、０．１体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、０．１体積％から５体積％の範囲のアルコール、および９０体積％から９９．８体積％の範囲の不活性ガスを含む、方法。
［適用例２５］
基板の表面上に配置された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を処理するための装置であって、
前記基板を回転させるための回転チャックと、
前記回転チャックが前記基板を回転させている際に、第１のリンス液を用いて前記基板の前記表面を洗浄するための第１のノズルと、
前記第１のリンス液が分配された後に、フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導くための第２のノズルと、
を備える、装置。
［適用例２６］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
第１のリンス液源に接続された第１の液体分配器と、
第２の反応性成分を供給するための蒸気供給器と、
前記ガス混合物を前記基板の表面に分配するためにガス源および前記蒸気供給器に接続されたガス分配器と、
を備える、装置。
［適用例２７］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
前記フッ化水素と第２の反応性成分とを混合するための混合マニホルドを備える、装置。
［適用例２８］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
前記回転チャックを取り囲む開放チャンバを備える、装置。
［適用例２９］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
前記回転チャックを取り囲む密閉チャンバを備える、装置。
［適用例３０］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
溶剤蒸気を供給するための蒸気供給器を備え、
前記ガス混合物は、前記溶剤蒸気をさらに含む、装置。
［適用例３１］
適用例３０に記載の装置であって、
前記溶剤蒸気は、水蒸気およびアルコール蒸気からなる群より選択される、装置。
［適用例３２］
適用例２５に記載の装置であって、
前記第１のリンス液が前記基板から振り落とされた後に、前記第２のノズルは、前記フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導く、装置。
［適用例３３］
適用例２５に記載の装置であって、
前記第２のノズルは、前記第１のリンス液が分配された後の６０秒以内に、前記フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導く、装置。
［適用例３４］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
前記基板を２０℃から４００℃の範囲の温度まで加熱する加熱器を備える、装置。
［適用例３５］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
前記基板を５０℃から１５０℃の範囲の温度まで加熱する加熱器を備える、装置。
［適用例３６］
適用例２５に記載の装置であって、
前記基板は、９００ｈＰａから１１００ｈＰａの範囲の所定圧力で維持される、装置。
［適用例３７］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
前記基板を１００℃を超える温度まで加熱する加熱器を備え、
前記ガス混合物は、アンモニアをさらに含む、装置。
［適用例３８］
適用例２５に記載の装置であって、さらに、
前記回転チャックの回転と、前記第１のノズルからの前記第１のリンス液の分配と、前記第２のノズルからの前記ガス混合物の分配とを制御するコントローラを備える、装置。
［適用例３９］
適用例２５に記載の装置であって、
前記第２のノズルは、前記基板の前記表面から１ｍｍから４０ｍｍの範囲に位置する、装置。
［適用例４０］
適用例２５に記載の装置であって、
前記ガス混合物は、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲の分配速度で前記第２のノズルから供給される、装置。
［適用例４１］
適用例２５に記載の装置であって、
前記ガス混合物は、１ｓｌｍから２０ｓｌｍの流量で前記第２のノズルから供給される、装置。
［適用例４２］
適用例２５に記載の装置であって、
前記第２のノズルの開口部の断面積は、３ｍｍ 2 から３０ｍｍ 2 の範囲である、装置。

Claims (42)

  1. 基板の表面上に配置された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を処理するための方法であって、
    ａ）第１のリンス液を用いて前記基板の前記表面をスピン洗浄することと、
    ｂ）前記第１のリンス液を前記基板の前記表面から振り落とすことと、
    ｃ）前記第１のリンス液が分配された後に、フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導くことと、
    を含む、方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、
    前記フッ化水素は第１の反応性成分であり、前記ガス混合物は第２の反応性成分をさらに含む、方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、
    前記第２の反応性成分は、陽子受容体である、および／または、
    前記第２の反応性成分は、ＯＨ基を含む
    の少なくともいずれかである、方法。
  4. 請求項３に記載の方法であって、
    前記第２の反応性成分は、水蒸気、アルコール蒸気、アンモニア、およびアミンからなる群より選択される、方法。
  5. 請求項２に記載の方法であって、
    ｃ）は、ｂ）の後に実施される、方法。
  6. 請求項２に記載の方法であって、
    ｃ）は、ａ）の後の６０秒以内に実施される、方法。
  7. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物は、アルコールおよび不活性キャリアガスをさらに含む、方法。
  8. 請求項７に記載の方法であって、
    前記不活性キャリアガスは分子状窒素を含み、前記アルコールはイソプロピルアルコールを含む、方法。
  9. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物は、前記基板の前記表面から１ｍｍから４０ｍｍの範囲に位置するノズルによって供給される、方法。
  10. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物は、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲の分配速度でノズルから供給される、方法。
  11. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物は、１ｓｌｍから２０ｓｌｍの流量でノズルから供給される、方法。
  12. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物を供給するノズルの開口部の断面積は、３ｍｍ2から３０ｍｍ2の範囲である、方法。
  13. 請求項１に記載の方法であって、
    ａ）、ｂ）、およびｃ）は、２０℃から４００℃の範囲の温度で実施される、方法。
  14. 請求項１に記載の方法であって、
    ａ）、ｂ）、およびｃ）は、５０℃から１５０℃の範囲の温度で実施される、方法。
  15. 請求項１に記載の方法であって、
    ａ）、ｂ）、およびｃ）は、前記基板が９００ｈＰａから１１００ｈＰａの範囲の所定圧力で維持されるときに実施される、方法。
  16. 請求項１に記載の方法であって、
    ａ）、ｂ）、およびｃ）は、前記基板が装置の回転チャックに配置された状態で実施される、方法。
  17. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記装置は、さらに、
    第１のリンス液源に接続された第１の液体分配器と、
    溶剤蒸気を供給するための蒸気供給器と、
    前記ガス混合物を前記基板の表面に分配するためにガス源および前記蒸気供給器に接続されたガス分配器と、を備える、方法。
  18. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記ガス分配器は、シャワーヘッドを備える、方法。
  19. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記ガス分配器は、
    アームと、
    ノズルと、
    前記ガス混合物が供給される間に前記アームを前記基板にわたって走査するモータと、
    を備える、方法。
  20. 請求項１に記載の方法であって、
    ａ）、ｂ）、およびｃ）は、１００℃を超える温度で実施され、
    前記ガス混合物は、アンモニアをさらに含む、方法。
  21. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第１のリンス液は、有機水混和性溶剤を含む、方法。
  22. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物は、０．０５体積％から１０体積％の範囲のフッ化水素、０．０５体積％から１０体積％の範囲のアルコール、および８０体積％から９９．９体積％の範囲の不活性ガスを含む、方法。
  23. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物は、０．５体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、０．５体積％から２．５体積％の範囲のアルコール、および９２．５体積％から９９体積％の範囲の不活性ガスを含む、方法。
  24. 請求項１に記載の方法であって、
    前記ガス混合物は、０．１体積％から５体積％の範囲のフッ化水素、０．１体積％から５体積％の範囲のアルコール、および９０体積％から９９．８体積％の範囲の不活性ガスを含む、方法。
  25. 基板の表面上に配置された高アスペクト比（ＨＡＲ）構造を処理するための装置であって、
    前記基板を回転させるための回転チャックと、
    前記回転チャックが前記基板を回転させている際に、第１のリンス液を用いて前記基板の前記表面を洗浄するための第１のノズルと、
    前記第１のリンス液が分配された後に、フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導くための第２のノズルと、
    を備える、装置。
  26. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    第１のリンス液源に接続された第１の液体分配器と、
    第２の反応性成分を供給するための蒸気供給器と、
    前記ガス混合物を前記基板の表面に分配するためにガス源および前記蒸気供給器に接続されたガス分配器と、
    を備える、装置。
  27. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    前記フッ化水素と第２の反応性成分とを混合するための混合マニホルドを備える、装置。
  28. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    前記回転チャックを取り囲む開放チャンバを備える、装置。
  29. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    前記回転チャックを取り囲む密閉チャンバを備える、装置。
  30. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    溶剤蒸気を供給するための蒸気供給器を備え、
    前記ガス混合物は、前記溶剤蒸気をさらに含む、装置。
  31. 請求項３０に記載の装置であって、
    前記溶剤蒸気は、水蒸気およびアルコール蒸気からなる群より選択される、装置。
  32. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記第１のリンス液が前記基板から振り落とされた後に、前記第２のノズルは、前記フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導く、装置。
  33. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記第２のノズルは、前記第１のリンス液が分配された後の６０秒以内に、前記フッ化水素含有ガス混合物を前記基板の前記表面に導く、装置。
  34. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    前記基板を２０℃から４００℃の範囲の温度まで加熱する加熱器を備える、装置。
  35. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    前記基板を５０℃から１５０℃の範囲の温度まで加熱する加熱器を備える、装置。
  36. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記基板は、９００ｈＰａから１１００ｈＰａの範囲の所定圧力で維持される、装置。
  37. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    前記基板を１００℃を超える温度まで加熱する加熱器を備え、
    前記ガス混合物は、アンモニアをさらに含む、装置。
  38. 請求項２５に記載の装置であって、さらに、
    前記回転チャックの回転と、前記第１のノズルからの前記第１のリンス液の分配と、前記第２のノズルからの前記ガス混合物の分配とを制御するコントローラを備える、装置。
  39. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記第２のノズルは、前記基板の前記表面から１ｍｍから４０ｍｍの範囲に位置する、装置。
  40. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記ガス混合物は、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲の分配速度で前記第２のノズルから供給される、装置。
  41. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記ガス混合物は、１ｓｌｍから２０ｓｌｍの流量で前記第２のノズルから供給される、装置。
  42. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記第２のノズルの開口部の断面積は、３ｍｍ2から３０ｍｍ2の範囲である、装置。
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