JP5199339B2 - 水蒸気または蒸気を用いた基板の処理方法 - Google Patents
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Description
a)処理チャンバー内に、その表面上に材料を有する基板を配置すること;
b)液状処理組成物の流れを基板の表面に衝突させるように向けること;及び
c)水蒸気の流れを基板の表面に衝突させるように及び/または液状処理組成物に衝突させるように向けること、
を含む、基板の処理方法を提供する。好ましくは水蒸気の流れは蒸気の形態である。
a)処理チャンバー内に、その表面上に材料を有する少なくとも1つの基板を配置すること;
b)硫酸及び/またはその脱水種及び前駆体を含む液状硫酸組成物の流れを基板の表面に衝突させるように向けること;及び
c)水蒸気の流れを基板の表面に衝突させるように及び/または液状硫酸組成物に衝突させるように向けること、
を含む、基板からの材料の除去方法を提供する。好ましくは、液状硫酸組成物が約5:1以下の水/硫酸のモル比を有し、且つ水蒸気に曝露する前の液状硫酸組成物の温度よりも高く液状硫酸組成物の温度を上昇させるために効果的な量の水蒸気に、液状硫酸組成物を曝露する。
a)処理チャンバー内に、その表面上に材料を有する少なくとも1つの基板を配置すること;
b)硫酸及び/またはその脱水種及び前駆体を含む液状硫酸組成物を、基板の全表面よりも小さい基板の表面の一部分を処理するために効果的な量で、基板の表面の一部分上に投与すること;及び
c)水蒸気に曝露する前の液状硫酸組成物の温度よりも高く液状硫酸組成物の温度を上昇させるために効果的な量の水蒸気に、液状硫酸組成物を曝露すること、
を含む、基板から材料を除去する方法であって、
水蒸気への曝露時における液状硫酸組成物が、約5:1以下の水/硫酸のモル比を有する、方法を提供する。
a)処理チャンバー内に、その表面上に材料を有する基板を配置すること;
b)液状処理組成物の流れを基板の表面に衝突させるように向けること;
c)水蒸気の流れを基板の表面に衝突させるように及び/または液状処理組成物に衝突させるように向けること;及び
d)水蒸気及び/または窒素ガスを処理チャンバーにさらに導入して、処理工程b)及びc)の際に、水蒸気及び/または窒素ガス環境で基板を囲むこと、
を含む、基板の処理方法を提供する。
I.実験法
A.試料の調製
水試料を、イオン注入フォトレジストの除去の有効性を評価するために、次のように調製した:
・直径200mmのシリコンウエハをShipley UV6248nm フォトレジストで被覆した。
・次いで、常用のフォトレジストパターニング技法を用いて、ウエハ上のフォトレジストの被覆をパターニングした。
・パターニングされたウエハに、40keV、5×1014または1×1015原子/cm2(5E14または1E15)の投与量で、砒素を注入した。
・いくつかの試験を行うために、試料として使用するために、パターニングされたウエハから約2×2cmの断片または「小片」を切り取った。
特定の温度上昇で不可逆的に色が変わるラベル(Omega Engineering, Stamford, CT製のTL−10シリーズ)をウエハに点在させて取付けることによってウエハ上の最高温度の測定を行った。ラベルを、剥離化学品から保護するため高温エポキシを付けた0.7mmのガラス板で覆った。
上記の方法で調製したウエハを単一のウエハ回転スプレー処理ツールで処理した。そのツールでは、ウエハがその中心について回転し、ウエハの全表面が均一に処理されるように、ウエハ上に延伸したノズルの配列を含む水平スプレーバーから、流体がウエハ上に投与され、ウエハの全半径にわたってスプレーの放出が提供される。ウエハとスプレーバーの間隔は約1インチであり、ウエハの回転速度は300rpmである。
このプロセスでは、高温の硫酸/過酸化水素の組成物を、水蒸気を同時に導入せずに、上記のスプレーバーを通じてウエハ上に投与した。
このプロセスでは、高温の硫酸/過酸化水素の組成物を、チャンバー容器の底に95℃の熱水を投与することによって水蒸気をチャンバーに同時に導入しつつ、上記のスプレーバーを通じてウエハに投与した。
このプロセスでは、高温の硫酸/過酸化物の組成物を、スプレーバー内の一連の開口部を通じて蒸気を向けることによってチャンバーに水蒸気を同時に導入しつつ、上記のスプレーバーを通じてウエハに投与し、それによって、蒸気の流れを高温の硫酸/過酸化物の組成物の流れに衝突させ、それによって、高温の硫酸/過酸化物の組成物を噴霧化した。蒸気は、30psig蒸気、温度が131.2℃、蒸気の流量が160リットル/minで供給された。
以下のグラフは、同じ温度であるが、水蒸気との共投与の異なる条件下における、硫酸組成物の投与によって達成されたウエハの温度を示す。水蒸気がない共投与による対照、及び処理チャンバー内で周囲に(ambiently)投与された水蒸気を有する対照と比較して、硫酸組成物の流れを蒸気と衝突させることを有する本発明のシステムにおいて、ウエハの温度は、非常に短い処理時間で驚くほど非常に高かったことが分かった。グラフの凡例において、組成物−1が上述の比較プロセス1に対応し、組成物−2が上述の比較プロセス2に対応し、本発明が上述の本発明のプロセスに対応する。
示されるように、ウエハ及びウエハの断片の処理後、レジスト及び残留物の除去を、顕微鏡検査によって評価した。全てのレジスト及び残留物を除去するために十分な化学物質の投与時間を、秒単位で、次の第1表に報告する。
上述の処理工程の際に水蒸気及び/または窒素ガスで基板を囲む効果を立証するために、さらなる試験を行った。これらの試験では、本発明の方法を用いて及び用いないで酸化物のエッチング試験を行った。対照を除いて、70℃の投与温度にて60秒間、SC−1溶液を用いてウエハから酸化物をエッチングした。
特にグラフのラインは次のことを示す。
本発明はまた、以下の内容を包含する。
(1)
a)処理チャンバー内に、その表面上に材料を有する基板を配置すること;
b)液状処理組成物の流れを該基板の表面に衝突させるように向けること;及び
c)水蒸気の流れを該基板の表面に衝突させるように及び/または該液状処理組成物に衝突させるように向けること、
を含む、基板の処理方法。
(2)
該水蒸気を少なくとも約100℃の温度にて供給する、項目1に記載の方法。
(3)
該水蒸気を約130℃の温度にて供給する、項目1に記載の方法。
(4)
該処理が材料を除去することであり、該液状処理組成物が、硫酸及び/またはその脱水種及び前駆体を含む液状硫酸組成物である、項目1に記載の方法。
(5)
該液状処理組成物が、SC−1組成物(NH 4 OH/過酸化物/水)、SC−2組成物(HCl/過酸化物/水)、SPM組成物(硫酸/過酸化物)、SOM(硫酸/オゾン)組成物、緩衝酸化物エッチング(HF及びフッ化アンモニウム)組成物、及びNH 4 OH、H 3 PO 4 、HF、HCl、またはHF/HCl組成物からなる群から選択される、項目1に記載の方法。
(6)
該液状処理組成物の流れ及び該水蒸気の流れが、該基板の該表面に衝突する前に、少なくとも部分的に交わる、項目1に記載の方法。
(7)
該液状処理組成物の流れ及び該水蒸気の流れが、該基板の該表面上で、少なくとも部分的に交わる、項目1に記載の方法。
(8)
該液状処理組成物の流れが該基板に衝突する前に、該水蒸気の流れが該液状処理組成物の流れに衝突する、項目1に記載の方法。
(9)
該液状処理組成物の流れ及び該水蒸気の流れが、少なくとも2つの開口部を含むノズル構造物から投与される、項目8に記載の方法であって、
該ノズル構造物が、該液状処理組成物が該基板に衝突する前に該液状処理組成物を噴霧化する態様で、液状処理組成物の第1の流れ及び水蒸気の第2の流れを供給する、
方法。
(10)
該液状処理組成物の流れ及び該水蒸気の流れが、3つの開口部を含むノズル構造物から投与される、項目8に記載の方法であって、
該ノズル構造物が、該液状処理組成物が該基板に衝突する前に該液状処理組成物を噴霧する態様で、中央の開口部から水蒸気の第1の流れと、第2及び第3の相対する開口部から液状処理組成物の第2の流れ及び第3の流れとを供給する、
方法。
(11)
該基板が回転し、該回転している基板の回転方向に対して、該水蒸気の流れが該基板に衝突する位置の前の位置にて、該液状処理組成物の流れが該基板に衝突する、項目1に記載の方法。
(12)
該基板が回転し、該回転している基板の回転方向に対して、該液状処理組成物の流れが該基板に衝突する位置の前の位置にて、該水蒸気の流れが該基板に衝突する、項目1に記載の方法。
(13)
水蒸気への曝露時における該液状処理組成物が、約5:1以下の水/硫酸のモル比を有する、項目1に記載の方法。
(14)
該水蒸気に曝露する前の該液状処理組成物及び該水蒸気の両方の温度よりも高く該液状処理組成物の該温度を上昇させるのに効果的な量の水蒸気に、該液状処理組成物が曝露される、項目13に記載の方法。
(15)
該水蒸気の流れが酸化剤を含む、項目1に記載の方法。
(16)
該酸化剤が過酸化水素である、項目15に記載の方法。
(17)
該酸化剤が硝酸である、項目15に記載の方法。
(18)
該処理工程b)及びc)の際に、水蒸気及び/または窒素ガスを該処理チャンバーに導入して、水蒸気及び/または窒素ガスで該基板を囲むことをさらに含む、項目1に記載の方法。
(19)
該処理工程b)及びc)の際に、水蒸気を該処理チャンバーに導入して、水蒸気で該基板を囲む、項目18に記載の方法。
(20)
該処理チャンバー内に存在する該ガスの実質的に全てが窒素ガスである、項目18に記載の方法。
(21)
該処理チャンバー内に存在する該ガスの実質的に全てが、水蒸気を含有した窒素ガスである、項目18に記載の方法。
(22)
約100℃〜約150℃の水蒸気の温度にて該基板に曝露されるように、該基板を囲む該水蒸気を導入する、項目19に記載の方法。
(23)
a)処理チャンバー内に、その表面上に材料を有する基板を配置すること;
b)硫酸及び/またはその脱水種及び前駆体を含む液状硫酸組成物を、該基板の全表面よりも小さい該基板の表面の一部分を処理するために効果的な量で、該基板の表面の該一部分上に投与すること;及び
c)水蒸気に曝露する前の該液状硫酸組成物の温度よりも高く該液状硫酸組成物の該温度を上昇させるために効果的な量の該水蒸気に、該液状硫酸組成物を曝露すること、
を含む、基板から材料を除去する方法であって、
水蒸気への曝露時における該液状硫酸組成物が、約5:1以下の水/硫酸のモル比を有する、方法。
(24)
(i)水蒸気に曝露する前の該基板上の液状硫酸組成物の温度、及び(ii)該水蒸気の温度の両方の温度よりも高く、該基板上の該液状硫酸組成物の温度を上昇させるために効果的な量の該水蒸気に、該液状硫酸組成物を曝露する、項目23に記載の方法。
(25)
水蒸気への曝露時における該液状硫酸組成物が、約2:1以下の水/硫酸のモル比を有する、項目23に記載の方法。
(26)
該液状硫酸組成物の投与中または投与後に、酸化剤を該処理チャンバー内に導入する、項目23に記載の方法。
(27)
該水蒸気に曝露する前に、約130℃〜約200℃の温度にて、該液状硫酸組成物を投与する、項目24に記載の方法。
(28)
該材料がフォトレジストである、項目25に記載の方法。
Claims (6)
- a)処理チャンバー内に、その表面上に材料を有する基板を配置すること;
b)硫酸及び/またはその脱水種及び前駆体を含む液状処理組成物の流れを該基板の表面に衝突させるように向けること;及び
c)水蒸気の流れを該基板の表面に衝突させるように及び/または該液状処理組成物に衝突させるように向けること、
を含む、基板の処理方法であって、
該液状処理組成物の流れ及び該水蒸気の流れが、別々の開口部から提供され、該基板の該表面に衝突する前に、少なくとも部分的に外部で交わり、液状エアロゾル小滴を生成する、方法。 - 該水蒸気を約130℃の温度にて供給する、請求項1に記載の方法。
- 該液状処理組成物の流れが該基板に衝突する前に、該水蒸気の流れが該液状処理組成物の流れに衝突する、請求項1に記載の方法。
- 請求項3に記載の方法であって、該液状処理組成物の流れ及び該水蒸気の流れが、3つの開口部を含むノズル構造物から投与され、
該ノズル構造物が、該液状処理組成物が該基板に衝突する前に該液状処理組成物を噴霧する態様で、中央の開口部から水蒸気の第1の流れと、第2及び第3の相対する開口部から液状処理組成物の第2の流れ及び第3の流れとを供給する、
方法。 - 水蒸気への曝露時における該液状処理組成物が、約5以下の硫酸に対する水のモル比を有する、請求項1に記載の方法。
- 該処理工程b)及びc)の際に、水蒸気及び/または窒素ガスを該処理チャンバーに導入して、水蒸気及び/または窒素ガスで該基板を囲むことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
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