JP2001503571A - 改良されたｈｆエッチ加工性能のためのイネーブル化化学物質の直接蒸気送達 - Google Patents
改良されたｈｆエッチ加工性能のためのイネーブル化化学物質の直接蒸気送達Info
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Abstract
(57)【要約】
フッ化水素／イネーブル化化学物質をベースとする清浄化またはエッチング加工、例えば二酸化ケイ素フィルムエッチング加工における、液体供給源からのイネーブル化化学物質ガスのおよびＨＦガスの直接の送達のための装置および方法。液体イネーブル化化学物質は、所望による加工圧力でキャリアガス無しに質量流量制御器を操作するに十分な蒸気圧を発生するために温度制御される。加工チャンバーに進入する前に、イネーブル化化学物質ガスは、ＨＦおよび所望によりキャリアガスと前混合されるが、それら全ては互いに無関係な流量で供給される。この方法において蒸気圧を制御することにより、キャリアガスシステムを伴っては物理的に可能でない溶媒／ＨＦ／キャリアの混合物は、より大きな加工空間への試みを可能にする。
Description
【発明の詳細な説明】
改良されたＨＦエッチ加工性能のためのイネーブル化化学物質の直接蒸気送達
発明の分野
本発明は、ＨＦおよびイネーブル化化学物質を使用した基材の気相エッチング
のための装置、および半導体装置、シリコンをベースとするマイクロマシーン、
平面パネルディスプレイ等の製造における使用のためのエッチング加工に関する
。
発明の背景
半導体装置の製造には、酸化ケイ素の除去を含む多くの加工段階が存在する。
酸化ケイ素エッチのための既知のプロトコルのいくつかは、ＨＦおよびイネーブ
ル化化学物質の気相混合物を使用する。
約１００℃より低い温度および約２気圧またはそれより低い圧力の適度な条件
下において、酸化ケイ素の気相エッチは、いくつかの様式でエッチ反応を実用的
な速度で進行させることに関与する第二の化学物質無しでは一般に実用的でない
。ＨＦでの酸化ケイ素除去を容易にする様々なイネーブル化化学物質は、従来技
術において既知であり、水、アルコール、ケトンおよびいくつかのカルボン酸を
含む。そのような化合物は、周囲の圧力および温度で液体である。同様に、ＵＳ
５，０９４，７０１、ＵＳ５，２２１，３６６、ＵＳ５，２１３，６２１、ＵＳ
５，２１３，６２２およびＵＳ５，３３２，４４４は、ＨＦと第二の化学物質、
例えばベータージケトンまたはベーターケトイミドであって、後に表面から昇華
させられることができる揮発性の金属一配位子錯体を生成するための錯化試薬と
して機能するものとを用いる金属、金属窒化物または金属酸化物の気相除去のた
めの技術を記載する。
本明細書において使用されるとき、用語“イネーブル化化学物質”は、そのよ
うな第二の化学物質に関する。用語は、イネーブル化化学物質を全体のエッチ構
成において操作するところの、あらゆる特別な機構を意味することを意図しな
い。イネーブル化化学物質の作用の機構は、使用されるイネーブル化化学物質に
依存して変化し得る。例えば、それは、例えば、いくつかの転移状態において関
与するが、全体の反応において生じもまた消費もされない従米の触媒的で；水の
場合のように、エッチ開始の速度を低下させるが、しかしまた反応の副生成物を
低下させ、反応が進行するときの反応速度を加速する自己触媒的で；または、実
用的な水準にエッチ速度を増大させる古典的な補反応物であり得る、なぜならば
、イネーブル化化学物質が存在するか、またはＨＦ反応生成物と錯化し、気相に
おいて除去されることができる揮発性の反応生成物を生成するとき、異なる、よ
り有利な、反応生成物が生成されるからである。
気相ＨＦ／水混合物が様々な酸化ケイ素フィルムをエッチするために使用され
ることができることは、長い間既知であった。初期の引用文献は、Ｊ．Ｐ．ホル
メス等、“二酸化ケイ素の光リソグラフィーのための蒸気エッチング技術”、マ
イクロエレクトロニクス・アンド・レライアビリティー、５、第３３７−３４１
頁（１９６６）、およびＫ．ブレヤー等、“ガス状ＨＦ／Ｈ2Ｏ中でのＳｉＯ2の
エッチング”、アイビーエム・テクニカル・ブレチン、１９（７）（１２／１９
７６）を含み、双方はＨＦ／水共沸混合物が使用される。
ＵＳ４，７４９，４４０（ブラックウッド）には、窒素気流に伴われた無水Ｈ
Ｆガスと水蒸気とを使用してシリコンウェハから酸化ケイ素フィルムを除去する
方法が開示される。ガスは、加工チャンバーに進入する直前に混合される。生成
物はガス状であり、また不活性窒素キャリアガスによって除去される。この方法
は、濯ぎ段階の間にしばしば導入される重金属析出を減少させることにおいて、
および環境問題を減少させることにおいて、従来の液相エッチング手順を超える
利点を有する。加えて、無水ＨＦの使用は、ＨＦが水との共沸混合物として供給
される従来の気相ＨＦ／水での加工に比較して、改良された加工制御を提供する
。この加工を行う周囲圧力装置は、現在エフアイエス・インターナショナル・イ
ンコーポレイションから商標名エクスカリバーRの下で市販で入手可能である。
様々な刊行物が、酸化ケイ素をエッチングする気相ＨＦ／アルコール加工を記
載する。
ＵＳ５，０２２，９６１（イズミ）は、ケイ素基材から酸化ケイ素のフィルム
を除去する方法を記載する。二つの段階が示され、それは
（ａ）基材を、空気を通さない方法において外気から分離される反応チャンバー
中に置くこと、および
（ｂ）無水フッ化水素およびアルコールを同時に反応チャンバーに供給すること
である。該引用文献は、ＨＦ／アルコールの供給が、液体溶液またはガス混合物
であり得ることを示す。周囲圧力での気相エッチ加工の同様な開示は、Ａ．イズ
ミ等、“無水ＨＦ／ＣＨ3ＯＨ蒸気系を使用することによる新規清浄化方法”、
Ｊ．ルジロ等編、半導体装置製造における清浄化技術についてのシンポジウム、
イーシ一エス・プロシーディング、９２（１２）、第２６０−２６６頁（１９９
２）に含まれる。
合衆国において１９９４年３月３０日に提出された出願からの１９９５年８月
８日に公開されたＵＳ特許５，４３９，５５３（グラント等）は、ＨＦ／アルコ
ールガス混合物が低い濃度で使用され、濃縮を最小にするところの、ウェハ基材
から酸化ケイ素を除去する低圧加工を記載しまた請求している。同様な加工は、
オースチン、テキサスにおいて１９９３年２月２２日および２３日にワーナー・
ケーン・アソシエーツ、イースト・ウインドソー、ニュー・ジャージーによって
開催されたところの、“半導体ウェハ清浄化技術”と命名された短い課程の参加
者に頒布された印刷された課程教材において、より早くに刊行されていた。その
短い課程で、ＵＳ５，４３９，５５３の発明者の一人はまた、濃縮が起こらない
低圧条件下でのＨＦ／メタノール加工を使用した酸化ケイ素の気相エッチングの
議論が含まれるところの、乾燥清浄化加工についての講義を行った。
Ｊ．ブッターバウ等、“無水ＨＦおよびイソプロパノールでの酸化ケイ素の気
相エッチング”、半導体装置製造における清浄化技術についての第三回国際シン ポジウムの会報
、イーシーエス・プロシーディング、９４（７）、第３７４−３
８３頁（１９９４）は、酸化ケイ素のための低圧でのＨＦ／イソプロパノールエ
ッチ加工を記載する。
低圧加工は、集合工作機械が半導体製造産業において使用されるようになると
き、増大する興昧が一般に存在する。集合工作機械は、一連の分離加工モジュー
ルへ、約１０ｔｏｒｒまたはそれより低い圧力で操作し、またシリコンウェハの
ような基材に環境に暴露されること無く複数の連続した加工を受けさせる中央ロ
ボット式ハンドラーを介して結合する。そのような環境の分離は、像が収縮し、
非常に少ない汚染領域が問題になるので、また非常に大きい規模の集積が、欠陥
のあるチップの各々についての投資額を増大するので、ますます重要性が増加す
るようになる。
過去において記載された気相ＨＦ／イネーブル化化学物質でのシステムの全て
において、周囲圧力または低圧で操作されても、イネーブル化化学物質は、キャ
リアガスの気流に依存した手法で、例えば、噴出装置を通してまたは噴霧気化器
で提供されていた。従来技術のシステムは、イネーブル化化学物質ガスをキャリ
アガス気流から完全に無関係に供給していなかった。そのようなシステムはまた
、典型的に、無関係なキャリアガス気流を提供し、ＨＦ／イネーブル化化学物質
／キャリアガスの比率における広い変化を可能にする。しかしながら、ガス比率
の調節は全く複雑にされることもある。例えば、ある最近記載されたシステム、
ＵＳ５，５７１，３７５において、アルコールイネーブル化化学物質ガスは、一
部で窒素キャリアガスとの混合物としておよび一部で窒素噴出装置でのＨＦ／ア
ルコール溶液の気化によって生成されるＨＦとの共沸混合物として提供される。
混合ガスを形成する窒素もまた提供される。
そのような従来技術のシステムの複雑さに加えて、供給されるイネーブル化ガ
スの量は気化の特別な条件に一部依存する。結果として、気化装置中での周囲の
圧力および温度における通常の変化は、生成されたキャリアガス／イネーブル化
化学物質ガス混合物におけるイネーブル化化学物質の割合に有意な影響を有する
ことができる。
本発明の要約
本発明は、低圧加工、特に大気圧より低い全ガス圧での加工のために特に有利
であるところの、ＨＦ／イネーブル化化学物質でのエッチングまたは清浄化プロ
セスのための単純化されかつ改良された装置および方法に関する。装置および方
法の単純化は、ＨＦガスおよびイネーブル化化学物質ガスの双方の直接供給、即
ちキャリアガス気流から無関係な供給を利用することから生じる。これは、キャ
リアガスの総量において除去の水準までにさえの減少のために、大気圧以下の操
作条件で特別に有利である本発明の特徴を可能にする。
一つの面において、本発明は、ＨＦ／イネーブル化化学処理プロセスを使用す
る基材の気相エッチングまたは清浄化のための装置であって、該装置は、
ａ）該基材を受けそして処理する外気から分離可能な加工チャンバーと、
ｂ）エッチングガス混合物を該加工チャンバー中に提供するガス供給システム
からなり、該ガス供給システムは、
Ｉ）キャリアガスを該加工チャンバーに、使用者によって決定された流量で所望
により提供するように操作可能な不活性キャリアガス源と、
II）ＨＦガスを該加工チャンバーに、該キャリアガスの流量に無関係な流量で所
望により提供するように操作可能な無水ＨＦガス源と、および
III）イネーブル化化学物質ガスを、該キャリアガスおよび該ＨＦガスの双方の
流量に無関係な流量で所望により提供するように操作可能なイネーブル化化学
物質ガス源
を含む装置である。
本発明のさらなる面は、加工チャンバー中でＨＦ／イネーブル化化学物質混合
物を使用して基材をエッチングする気相加工であって、ＨＦガスおよびイネーブ
ル化化学物質ガスの双方がチャンバーに、互いにおよび用いられ得るいずれのキ
ャリアガスに関しても無関係に制御された流量で提供されることを特徴とする加
工である。
本発明の特に有利な態様において、システムは大気圧以下で操作され、またイ
ネーブル化化学物質はその供給源で、供給源からのイネーブル化化学物質ガスの
気流を調節する質量流量制御器を操作するに十分な蒸気圧を提供するに十分に高
いがしかし、供給源の下流の最も低い温度より低い温度で提供される。同一の条
件はまた、ＨＦ源についても有利に行われることができる。これらの条件は、イ
ネーブル化化学物質源、および所望によりＨＦ源を周囲温度より低く冷却し、そ
して残るシステムを周囲温度で操作させることによって容易に満たされることが
できる。そのようなシステムにおいて、ガス混合物は、加工チャンバーに、周囲
温度に無関係な温度で、世界の異なる場所での周囲温度での変化による濃縮また
は変化する濃度のための変化の危険無しに提供されることができる。
本発明のさらなる面は、図面および好ましい態様の以下の記載を伴って記載さ
れる。
図面の簡単な説明
図１は、本発明の装置を具体的に表現する加工モジュールを含む集合工作機械
の、部品を切り取った図式的な上平面図である。
図２は、本発明の装置のブロックダイアグラムである。
好ましい態様の記載
図１を参照すると、数字１０によって一般的に示される集合工作機械が表され
る。集合工作機械は、その中にロボット式移送工作機械１４が真空下で収容され
ているところの中央ハンドラー１２を含む。ハンドラー１２の周囲は、進入およ
び排出モジュール１６、１８であり、それを介して基材は、ハンドラーの、並び
にその中およびその外にハンドラーが基材を動かしまたその中で基材が様々な化
学物質加工を受けるところの一連の加工モジュール２０ないし２５の真空を途絶
すること無しに工作機械に進入しまた退去する。
加工モジュール２１は、本発明に従うＨＦ／イネーブル化化学物質でのエッチ
ングのための加工チャンバー３０を含む。加工ジュール２１はまた、制御ユニッ
ト３２を含み、それはプログラムされた制御順序に従って加工工作機械を制御お
よび供給するために必要とされるような加工制御器、配管および化学物質を含む
。出入口バルブ３４は、ハンドラーもしくは加工モジュール２１の統合された部
材としてまたは分離した中間部品として提供されている。出入口バルブは、それ
を通して基材、適当にはシリコンウェハがハンドラー１２と加工モジュール２１
との間を移送工作機械１４によって移送されるところの進入口および排出口とし
て機能する。ハンドラーは、約１０-4ないし５０ｔｏｒｒの圧力で典型的に操作
され、また窒素でパージされ得る。
図２を参照すると、本発明の装置が、ブロックダイアグラム形態において図示
されている。加工チャンバー３０には、加工ガスが供給管４０を介して供給され
る。管４０に連結されるのは、それぞれ、無水ＨＦ、気相イネーブル化化学物質
および窒素のようなキャリアガスの供給源４１、４３、４５にそれぞれ導く分離
した管４２、４４、４６である。管４２、４４および４６を通した気流は、質量
流量制御器５０、５２および５４によってそれぞれ制御され、それらの各々は、
適した電気、電波または他の通信信号手段を使用するプログラム可能な計算機ユ
ニット６０によって制御される。同様に管６２を介して管４０に連結されるのは
、真空源６４である。同様に計算機ユニット６０によって操作されるバルブ６６
は、ライン４０のパージを可能にするように真空の操作を調節する。計算機ユニ
ット６０によって操作される他のバルブ６９は、真空源６８とチャンバー３０と
の間の管６７を介した制御可能な接続を提供する。真空源６８は、初期のシステ
ムの脱気および加工の間の操作圧力の維持を提供する。
イネーブル化化学物質およびＨＦの質量制御器から加工チャンバーへの供給管
システムは、特に希釈するキャリアガスをわずかに用いるかまたは全く用いずに
操作されるとき、いずれかまたは双方の成分の濃縮を避けるために加熱され得る
。しかしながら、本発明の特に有利な態様において、イネーブル化化学物質源４
３、および所望によりＨＦ源４１は、供給源温度を供給管システムおよび加工チ
ャンバーの温度よりも低く保持させる冷却システムが提供される。これらの供給
源が、蒸気圧が質量流量制御器を運転するに不十分であるように低く冷却されな
い限り、そのような冷却は装置が管加熱機無しに構成されることを可能にする。
同様に、処理が（初期の市販上の興味がある加工について典型的であるように）
周囲温度で行われるとき、そのような冷却された供給源システムは、装置が、周
囲温度における変化が管およびチャンバーの濃縮問題を妨げるための改良を必要
とすることに関連無く、世界のどこでも効率的に利用されることを可能にする。
集合工作機械１０の操作の一部において、出入口バルブ３４は開放され、そし
て基材は加工チャンバー３０中に中央ハンドラー１２のロボット式移送工作機械
１４によって置かれる。加工チャンバーはその後、ハンドラーから出入口バルブ
３４を閉鎖することによって分離され、そしてチャンバーの環境はハンドラーの
環境より低く脱気される。チャンバーはその後、窒素で所定の圧力に再充填され
、そしてＨＦおよびイネーブル化化学物質の供給が、行われる特別なエッチ加工
のために必要とされる時間の間およびそれぞれの流量で開始する。加工順序の完
了で、チャンバーは再びハンドラー圧力より低く脱気され、そして、基材が除去
されそして集合工作機械の他のステーションに移送される前に、適当なハンドラ
ー圧力に窒素で再充填される。
シリコンウェハ基材に関して上記されたけれども、他の基材も本発明において
用いられ得る。例えば、ＳｉＧｅのような他の半導体材料の基材、並びに平面パ
ネル、磁気メディアおよびディスクドライブ部材は、本発明の方法および装置が
特に適しているところのエッチ操作を必要とし得る。
本発明の装置は、ＨＦまたはイネーブル化化学物質の供給を提供するためにキ
ャリアガスを必要としないので、加工操作の間に用いられるキャリアガスの総量
は、除去の水準までにさえ減ぜられることができる。これは、あらゆる与えられ
た圧力で、反応性ＨＦおよびイネーブル化化学物質のガスの分圧が、割合的によ
り高く、それによってハンドラー圧力に近い圧力でより高いエッチ速度を可能に
する。結果として、脱気および最充填の回数が減ぜられ、加工操作についてのよ
り高い材料処理量を容易にすることができる。
上記されたように、本発明の特別に有利な態様は、システムが大気圧以下で操
作され、またイネーブル化化学物質がその供給源で、供給源からのイネーブル化
化学物質の気流を調節する質量流量制御器を操作するに十分な蒸気圧を提供する
に十分に高いが、しかし供給源の下流の最も低い温度より低い温度で提供される
ことである。同一の条件はＨＦ源について同様に有利に行われることができる。
そのようなシステムにおいて、ガス混合物は、加工チャンバーに周囲温度に無関
係な流量で、周囲の温度または圧力での変化による濃縮または変化する濃度のた
めの変化の危険無しに提供されることができる。供給源の下流の温度が供給源よ
り高いならば、ガスは、質量流量で加工チャンバーへキャリアガス無しで計量さ
れることができる。これらの条件は、イネーブル化化学物質源、および所望によ
りＨＦ源を周囲温度より低く冷却し、そして残りのシステムを周囲温度で操作す
ることによって容易に満たされることができる。加工チャンバーへの供給管の加
熱は、これらの状況下で必要でなく、装置およびその制御は、加工の反復可能性
の制御のあらゆる損失無しにさらに簡略化される。
本発明の方法および直接のイネーブル化化学物質送達装置は、加工パラメータ
ーの広い範囲にわたって有利に用いられ得る。例えば、ＨＦおよびＲＯＨ（式中
、ＲはＨまたはアルコキシ基を表す。）で表されるイネーブル化化学物質を使用
する酸化ケイ素エッチのために、加工圧力は１ｔｏｒｒないし１ａｔｍの範囲に
わたって変化され得るが、約１０ないし約５００ｔｏｒｒの範囲が好ましく、総
ガス流量は２００ｓｃｃｍないし５０００ｓｃｃｍの範囲にわたることができ、
ガス混合物比率は０ないし１００％のイネーブル化化学物質、０ないし１００％
のＨＦおよび０ないし１００％のキャリアガスに変化されることができ、加工時
間は、除去される材料の量および選択された他の加工パラメーターに依存して、
１秒ないし１０分に変化されることができ、また加工温度は約２０ないし約１０
０℃の範囲にわたり得る。
例えば、水、並びにメタノール、エタノールおよびイソプロパノールのような
アルコールのようなイネーブル化化学物質に加えて、他の有機液体ＨＦエッチイ
ネーブル化化学物質が使用され得る。例えば、アセトンおよびメチルエチルケト
ンのようなアセトン、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドのようなアルデ
ヒド、並びにギ酸および酢酸のようなカルボン酸は、いくつかの状況において有
用であることができる。イソプロパノールが好ましい。
窒素キャリアガスに加えて、エッチング反応に不活性な他のキャリアガスはま
た使用されることができ、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンまた
はキセノンのような希ガスである。
酸化ケイ素材料を除去することに加えて、ＨＦ／イネーブル化化学物質の組み
合わせは、他の金属または酸化メタロイドまたは窒化化合物、特にＴｉＯ2、様
々な酸化アルミニウム、ＴｉＮおよびＴａＯの除去を達成するものであり得る。
いくつかのそのような適用のために、イネーブル化化学物質は、ベータージケト
ンまたはすべて引用文献として本明細書に取り込まれるＵＳ５，０９４，７０１
、ＵＳ５，２２１，３６６、ＵＳ５，２１３，６２ＬＵＳ５，２１３，６２２、
ＵＳ５，３３２，４４４またはＵＳ５，３６８６８７において開示される他
の化合物のような配位子形成化合物であり得る。
装置が排他的にキャリアガス無しに操作されることが望ましい場合、当業者は
、キャリアガス源が本明細書の発明から離れること無しに装置から除去されるこ
とができることを認識する。
本発明は以下の非限定的な実施例によって説明される。
実施例
図２において表されるような加工装置をこれらの実施例において用いた。比鮫
可能なエッチ速度を与えるために選んだＨＦ／ＩＰＡでの二酸化ケイ素エッチン
グ加工を、混合物中にＮ2キャリア気体を伴っておよび伴わずに行った。後者は
、本発明の直接のイネーブル化化学物質送達システムでのみ可能であった。基材
（６”シリコンウェハ）は、約４０００Åの熱オキシドで覆われていた。各々の
加工において、酸化物は、ＨＦ／ＩＰＡでのエッチ段階によって部分的に消費（
＜１０００Å）された。生じた酸化物エッチの均一性および酸化物エッチの速度
を、マッピング（４９ｐｔｓ）顕微鏡で測定した。
以下のパラメーターを酸化物エッチ加工のために使用した。
ウェハ温度 ＝ ４５℃
エッチ時間 ＝ ６０秒
他の加工条件並びにエッチ速度および均一性の結果を、表１に与える。
*ＩＰＡ ＝ イソプロピルアルコール
Ｎ2キャリアガス無しに行われた加工は、ウェハ内の酸化物エッチの均一性お
よびより低い可能な加工圧力の双方の観点で改良された性能を与えた（上記の表
１を見よ。）。第一の利点である改良された均一性は、半導体製造加工において
常に望ましい。第二の利点である与えられたエッチ速度のためのより低い加工圧
力は、加工を集合移送圧力に近い圧力で行うことを可能にする。これは次に、ガ
スの最充填および脱気の回数を減じ、加工の材料処理量が増加されることができ
る。
本発明は多くの異なる形態において具体化され得るが、本明細書の図面および
詳細な説明には、本発明の特別に好ましい態様が表されている。本開示は発明の
主要な例示であり、本発明を示された特別な態様に限定することは意図されない
。当業者は、本明細書に記載された特別な態様と等価な他のものが、本明細書に
添付された請求の範囲によって包含されることが意図されると認め得る。
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１１年３月１６日（１９９９．３．１６）
【補正内容】
明細書
改良されたＨＦエッチ加工性能のためのイネーブル化化学物質の直接蒸気送達
発明の分野
本発明は、ＨＦおよびイネーブル化化学物質を使用した基材の気相エッチング
のための装置、および半導体装置、シリコンをベースとするマイクロマシーン、
平面パネルディスプレイ等の製造における使用のためのエッチング加工に関する
。
発明の背景
半導体装置の製造には、酸化ケイ素の除去を含む多くの加工段階が存在する。
酸化ケイ素エッチのための既知のプロトコルのいくつかは、ＨＦおよびイネーブ
ル化化学物質の気相混合物を使用する。
約１００℃より低い温度および約２気圧（２０２６５０Ｐａ）またはそれより
低い圧力の適度な条件下において、酸化ケイ素の気相エッチは、いくつかの様式
でエッチ反応を実用的な速度で進行させることに関与する第二の化学物質無しで
は一般に実用的でない。ＨＦでの酸化ケイ素除去を容易にする様々なイネーブル
化化学物質は、従来技術において既知であり、水、アルコール、ケトンおよびい
くつかのカルボン酸を含む。そのような化合物は、周囲の圧力および温度で液体
である。同様に、ＵＳ５，０９４，７０１、ＵＳ５，２２１，３６６、ＵＳ５，
２１３，６２１、ＵＳ５，２１３，６２２およびＵＳ５，３３２，４４４は、Ｈ
Ｆと第二の化学物質、例えばベータージケトンまたはベーターケトイミドであっ
て、後に表面から昇華させられることができる揮発性の金属−配位子錯体を生成
するための錯化試薬として機能するものとを用いる金属、金属窒化物または金属
酸化物の気相除去のための技術を記載する。
本明細書において使用されるとき、用語“イネーブル化化学物質”は、そのよ
うな第二の化学物質に関する。用語は、イネーブル化化学物質を全体のエッチ構
成において操作するところの、あらゆる特別な機構を意味することを意図しない
。イネーブル化化学物質の作用の機構は、使用されるイネーブル化化学物質に依
存して変化し得る。例えば、それは、例えば、いくつかの転移状態において関与
するが、全体の反応において生じもまた消費もされない従来の触媒的で；水の場
合のように、エッチ開始の速度を低下させるが、しかしまた反応の副生成物を低
下させ、反応が進行するときの反応速度を加速する自己触媒的で；または、実用
的な水準にエッチ速度を増大させる古典的な補反応物であり得る、なぜならば、
イネーブル化化学物質が存在するか、またはＨＦ反応生成物と錯化し、気相にお
いて除去されることができる揮発性の反応生成物を生成するとき、異なる、より
有利な、反応生成物が生成されるからである。
気相ＨＦ／水混合物が様々な酸化ケイ素フィルムをエッチするために使用され
ることができることは、長い間既知であった。初期の引用文献は、Ｊ．Ｐ．ホル
メス等、“二酸化ケイ素の光リソグラフィーのための蒸気エッチング技術”、マ
イクロエレクトロニクス・アンド・レライアビリティー、５、第３３７−３４１
頁（１９６６）、およびＫ．ブレヤー等、“ガス状ＨＦ／Ｈ2Ｏ中でのＳｉＯ2の
エッチング”、アイビーエム・テクニカル・ブレチン、１９（７）（１２／１９
７６）を含み、双方はＨＦ／水共沸混合物が使用される。
ＵＳ４，７４９，４４０（ブラックウッド）には、窒素気流に伴われた無水Ｈ
Ｆガスと水蒸気とを使用してシリコンウェハから酸化ケイ素フィルムを除去する
方法が開示される。ガスは、加工チャンバーに進入する直前に混合される。生成
物はガス状であり、また不活性窒素キャリアガスによって除去される。この方法
は、濯ぎ段階の間にしばしば導人される重金属析出を減少させることにおいて、
および環境間題を減少させることにおいて、従来の液相エッチング手順を超える
利点を有する。加えて、無水ＨＦの使用は、ＨＦが水との共沸混合物として供給
される従来の気相ＨＦ／水での加工に比較して、改良された加工制御を提供する
。この加工を行う周囲圧力装置は、現在エフアイエス・インターナショナル・イ
ンコーポレイションから商標名エクスカリバーRの下で市販で人手可能である。
様々な刊行物が、酸化ケイ素をエッチングする気相ＨＦ／アルコール加工を記
載する。
ＵＳ５，０２２，９６１（イズミ）は、ケイ素基材から酸化ケイ素のフィルム
を除去する方法を記載する。二つの段階が示され、それは
（ａ）基材を、空気を通さない方法において外気から分離される反応チャンバー
中に置くこと、および
（ｂ）無水フッ化水素およびアルコールを同時に反応チャンバーに供給すること
である。該引用文献は、ＨＦ／アルコールの供給が、液体溶液またはガス混合物
であり得ることを示す。周囲圧力での気相エッチ加工の同様な開示は、Ａ．イズ
ミ等、“無水ＨＦ／ＣＨ3ＯＨ蒸気系を使用することによる新規清浄化方法”、
Ｊ．ルジロ等編、半導体装置製造における清浄化技術についてのシンポジウム、
イーシーエス・プロシーディング、９２（１２）、第２６０−２６６頁（１９９
２）に含まれる。
合衆国において１９９４年３月３０日に提出された出願からの１９９５年８月
８日に公開されたＵＳ特許５，４３９，５５３（グラント等）は、ＨＦ／アルコ
ールガス混合物が低い濃度で使用され、濃縮を最小にするところの、ウェハ基材
から酸化ケイ素を除去する低圧加工を記載しまた請求している。同様な加工は、
オースチン、テキサスにおいて１９９３年２月２２日および２３日にワーナー・
ケーン・アソシエーツ、イースト・ウインドソー、ニュー・ジャージーによって
開催されたところの、“半導体ウェハ清浄化技術”と命名された短い課程の参加
者に頒布された印刷された課程教材において、より早くに刊行されていた。その
短い課程で、ＵＳ５，４３９，５５３の発明者の一人はまた、濃縮が起こらない
低圧条件下でのＨＦ／メタノール加工を使用した酸化ケイ素の気相エッチングの
議論が含まれるところの、乾燥清浄化加工についての講義を行った。
Ｊ．ブッターバウ等、“無水ＨＦおよびイソプロパノールでの酸化ケイ素の気
相エッチング”、半導体装置製造における清浄化技術についての第三回国際シン ポジウムの会報
、イーシーエス・プロシーディング、９４（７）、第３７４−３
８３頁（１９９４）は、酸化ケイ素のための低圧でのＨＦ／イソプロパノールエ
ッチ加工を記載する。
バン等のＵＳ５，３３６，３５６は、半導体基材の表面を処理する装置を開示
する。該装置は、無水ＨＦ源、非水性溶媒蒸気源およびキャリアガス源を含む。
非水性溶媒の蒸気は、非水性溶媒源に向けられたキャリアガスを介して送達され
る。それ自体では、非水性溶媒蒸気はキャリアガスに無関係に供給されることが
できない。
低圧加工は、集合工作機械が半導体製造産業において使用されるようになると
き、増大する興味が一般に存在する。集合工作機械は、一連の分離加工モジュー
ルへ、約１０ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）またはそれより低い圧力で操作し、また
シリコンウェハのような基材に環境に暴露されること無く複数の連続した加工を
受けさせる中央ロボット式ハンドラーを介して結合する。そのような環境の分離
は、像が収縮し、非常に少ない汚染領域が問題になるので、また非常に大きい規
模の集積が、欠陥のあるチップの各々についての投資額を増大するので、ますま
す重要性が増加するようになる。
過去において記載された気相ＨＦ／イネーブル化化学物質でのシステムの全て
において、周囲圧力または低圧で操作されても、イネーブル化化学物質は、キャ
リアガスの気流に依存した手法で、例えば、噴出装置を通してまたは噴霧気化器
で提供されていた。従来技術のシステムは、イネーブル化化学物質ガスをキャリ
アガス気流から完全に無関係に供給していなかった。そのようなシステムはまた
、典型的に、無関係なキャリアガス気流を提供し、ＨＦ／イネーブル化化学物質
／キャリアガスの比率における広い変化を可能にする。しかしながら、ガス比率
の調節は全く複雑にされることもある。例えば、ある最近記載されたシステム、
ＵＳ５，５７１，３７５において、アルコールイネーブル化化学物質ガスは、一
部で窒素キャリアガスとの混合物としておよび一部で窒素噴出装置でのＨＦ／ア
ルコール溶液の気化によって生成されるＨＦとの共沸混合物として提供される。
混合ガスを形成する窒素もまた提供される。
そのような従来技術のシステムの複雑さに加えて、供給されるイネーブル化ガ
スの量は気化の特別な条件に一部依存する。結果として、気化装置中での周囲の
圧力および温度における通常の変化は、生成されたキャリアガス／イネーブル化
化学物質ガス混合物におけるイネーブル化化学物質の割合に有意な影響を有する
ことができる。
様々な加工組成物のための独立な供給システムの使用は既知である。
フリーマンのＵＳ５，０２３，２０６は、非酸化物層の析出へと続くエッチン
グを含む加工を受ける半導体装置を開示する。無水ＨＦおよび不活性ガスのよう
なエッチング剤は、加工チャンバーに互いに無関係に供給される。エッチングの
後の析出の間、シランのような適した材料が、加エチャンバーにＨＦおよび不活
性ガスに無関係に供給される。
ＷＯ９４／２７，３１５は、その中でＨＦおよび１種またはそれ以上のカルボ
ン酸の混合物が半導体に向けられるところの、気相エッチング段階を含む半導体
加工のための方法を開示する。ＨＦは室温で供給され、そして加工チャンバーに
ほぼ５０℃の温度で送達される。カルボン酸はほぼ４５℃の温度で送達される。
該方法は、ＨＦおよびカルボン酸を加工チャンバーに無関係に供給することによ
って行われ得る。窒素パージが、そのために無関係に提供される。
しかしながら、ＨＦ、イネーブル化化学物質および不活性ガスを、加工チャン
バーに、互いに無関係にガス管を加熱すること無く提供することが望ましい。
本発明の要約
本発明は、低圧加工、特に大気圧より低い全ガス圧での加工のために特に有利
であるところの、ＨＦ／イネーブル化化学物質でのエッチングまたは清浄化プロ
セスのための単純化されかつ改良された装置および方法に関する。装置および方
法の単純化は、ＨＦガスおよびイネーブル化化学物質ガスの双方の直接供給、即
ちキャリアガス気流から無関係な供給を利用することから生じる。これは、キャ
リアガスの総量において除去の水準までにさえの減少のために、大気圧以下の操
作条件で特別に有利である本発明の特徴を可能にする。
一つの面において、本発明は、ＨＦ／イネーブル化化学処理プロセスを使用す
る基材の気相エッチングまたは清浄化のための装置であって、該装置は、
ａ）該基材を受けそして処理する外気から分離可能な加工チャンバーと、
ｂ）エッチングガス混合物を該加工チャンバー中に提供するガス供給システム
からなり、該ガス供給システムは、
Ｉ）キャリアガスを該加工チャンバーに、使用者によって決定された流量で所望
により提供するように操作可能な不活性キャリアガス源と、
II）ＨＦガスを該加工チャンバーに、該キャリアガスの流量に無関係な流量で所
望により提供するように操作可能な無水ＨＦガス源と、および
III）イネーブル化化学物質ガスを、該キャリアガスおよび該ＨＦガスの双方の
流量に無関係な流量で所望により提供するように操作可能なイネーブル化化学
物質ガス源
を含む装置である。
本発明のさらなる面は、加工チャンバー中でＨＦ／イネーブル化化学物質混合
物を使用して基材をエッチングする気相加工であって、ＨＦガスおよびイネーブ
ル化化学物質ガスの双方がチャンバーに、互いにおよび用いられ得るいずれのキ
ャリアガスに関しても無関係に制御された流量で提供されることを特徴とする加
工である。
本発明の特に有利な態様において、システムは大気圧以下で操作され、またイ
ネーブル化化学物質はその供給源で、供給源からのイネーブル化化学物質ガスの
気流を調節する質量流量制御器を操作するに十分な蒸気圧を提供するに十分に高
いがしかし、供給源の下流の最も低い温度より低い温度で提供される。同一の条
件はまた、ＨＦ源についても有利に行われることができる。これらの条件は、イ
ネーブル化化学物質源、および所望によりＨＦ源を周囲温度より低く冷却し、そ
して残るシステムを周囲温度で操作させることによって容易に満たされることが
できる。そのようなシステムにおいて、ガス混合物は、加工チャンバーに、周囲
温度に無関係な温度で、世界の異なる場所での周囲温度での変化による濃縮また
は変化する濃度のための変化の危険無しに提供されることができる。
本発明のさらなる面は、図面および好ましい態様の以下の記載を伴って記載さ
れる。
図面の簡単な説明
図１は、本発明の装置を具体的に表現する加工モジュールを含む集合工作機械
の、部品を切り取った図式的な上平面図である。
図２は、本発明の装置のブロックダイアグラムである。
好ましい態様の記載
図１を参照すると、数字１０によって一般的に示される集合工作機械が表され
る。集合工作機械は、その中にロボット式移送工作機械１４が真空下で収容され
ているところの中央ハンドラー１２を含む。ハンドラー１２の周囲は、進入およ
び排出モジュール１６、１８であり、それを介して基材は、ハンドラーの、並び
にその中およびその外にハンドラーが基材を動かしまたその中で基材が様々な化
学物質加工を受けるところの一連の加工モジュール２０ないし２５の真空を途絶
すること無しに工作機械に進入しまた退去する。
加工モジュール２１は、本発明に従うＨＦ／イネーブル化化学物質でのエッチ
ングのための加工チャンバー３０を含む。加工モジュール２１はまた、制御ユニ
ット３２を含み、それはプログラムされた制御順序に従って加工工作機械を制御
および供給するために必要とされるような加工制御器、配管および化学物質を含
む。出入口バルブ３４は、ハンドラーもしくは加工モジュール２１の統合された
部材としてまたは分離した中間部品として提供されている。出入口バルブは、そ
れを通して基材、適当にはシリコンウェハがハンドラー１２と加工モジュール２
１との間を移送工作機械１４によって移送されるところの進入口および排出口と
して機能する。ハンドラーは、約１０-4ないし５０ｔｏｒｒ（０．０１３ないし
６６６６Ｐａ）の圧力で典型的に操作され、また窒素でパージされ得る。
図２を参照すると、本発明の装置が、ブロックダイアグラム形態において図示
されている。加工チャンバー３０には、加工ガスが供給管４０を介して供給され
る。管４０に連結されるのは、それぞれ、無水ＨＦ、気相イネーブル化化学物質
および窒素のようなキャリアガスの供給源４１、４３、４５にそれぞれ導く分離
した管４２、４４、４６である。管４２、４４および４６を通した気流は、質量
流量制御器５０、５２および５４によってそれぞれ制御され、それらの各々は、
適した電気、電波または他の通信信号手段を使用するプログラム可能な計算機ユ
ニット６０によって制御される。同様に管６２を介して管４０に連結されるのは
、真空源６４である。同様に計算機ユニット６０によって操作されるバルブ６
６は、ライン４０のパージを可能にするように真空の操作を調節する。計算機ユ
ニット６０によって操作される他のバルブ６９は、真空源６８とチャンバー３０
との間の管６７を介した制御可能な接続を提供する。真空源６８は、初期のシス
テムの脱気および加工の間の操作圧力の維持を提供する。
イネーブル化化学物質およびＨＦの質量制御器から加工チャンバーへの供給管
システムは、特に希釈するキャリアガスをわずかに用いるかまたは全く用いずに
操作されるとき、いずれかまたは双方の成分の濃縮を避けるために加熱され得る
。しかしながら、本発明の特に有利な態様において、イネーブル化化学物質源４
３、および所望によりＨＦ源４１は、供給源温度を供給管システムおよび加工チ
ャンバーの温度よりも低く保持させる冷却システム４７が提供される。これらの
供給源が、蒸気圧が質量流量制御器を運転するに不十分であるように低く冷却さ
れない限り、そのような冷却は装置が管加熱機無しに構成されることを可能にす
る。同様に、処理が（初期の市販上の輿味がある加工について典型的であるよう
に）周囲温度で行われるとき、そのような冷却された供給源システムは、装置が
、周囲温度における変化が管およびチャンバーの濃縮問題を妨げるための改良を
必要とすることに関連無く、世界のどこでも効率的に利用されることを可能にす
る。
集合工作機械１０の操作の一部において、出入口バルブ３４は開放され、そし
て基材は加工チャンバー３０中に中央ハンドラー１２のロボット式移送工作機械
１４によって置かれる。加工チャンバーはその後、ハンドラーから出入口バルブ
３４を閉鎖することによって分離され、そしてチャンバーの環境はハンドラーの
環境より低く脱気される。チャンバーはその後、窒素で所定の圧力に再充填され
、そしてＨＦおよびイネーブル化化学物質の供給が、行われる特別なエッチ加工
のために必要とされる時間の間およびそれぞれの流量で開始する。加工順序の完
了で、チャンバーは再びハンドラ一圧力より低く脱気され、そして、基材が除去
されそして集合工作機械の他のステーションに移送される前に、適当なハンドラ
ー圧力に窒素で再充填される。
シリコンウェハ基材に関して上記されたけれども、他の基材も本発明において
用いられ得る。例えば、ＳｉＧｅのような他の半導体材料の基材、並びに平面パ
ネル、磁気メディアおよびディスクドライブ部材は、本発明の方法および装置が
特に適しているところのエッチ操作を必要とし得る。
本発明の装置は、ＨＦまたはイネーブル化化学物質の供給を提供するためにキ
ャリアガスを必要としないので、加工操作の間に用いられるキャリアガスの総量
は、除去の水準までにさえ減ぜられることができる。これは、あらゆる与えられ
た圧力で、反応性ＨＦおよびイネーブル化化学物質のガスの分圧が、割合的によ
り高く、それによってハンドラー圧力に近い圧力でより高いエッチ速度を可能に
する。結果として、脱気および最充填の回数が減ぜられ、加工操作についてのよ
り高い材料処理量を容易にすることができる。
上記されたように、本発明の特別に有利な態様は、システムが大気圧以下で操
作され、またイネーブル化化学物質がその供給源で、供給源からのイネーブル化
化学物質の気流を調節する質量流量制御器を操作するに十分な蒸気圧を提供する
に十分に高いが、しかし供給源の下流の最も低い温度より低い温度で提供される
ことである。同一の条件はＨＦ源について同様に有利に行われることができる。
そのようなシステムにおいて、ガス混合物は、加工チャンバーに周囲温度に無関
係な流量で、周囲の温度または圧力での変化による濃縮または変化する濃度のた
めの変化の危険無しに提供されることができる。供給源の下流の温度が供給源よ
り高いならば、ガスは、質量流量で加工チャンバーへキャリアガス無しで計量さ
れることができる。これらの条件は、イネーブル化化学物質源、および所望によ
りＨＦ源を周囲温度より低く冷却し、そして残りのシステムを周囲温度で操作す
ることによって容易に満たされることができる。加工チャンバーへの供給管の加
熱は、これらの状況下で必要でなく、装置およびその制御は、加工の反復可能性
の制御のあらゆる損失無しにさらに簡略化される。
本発明の方法および直接のイネーブル化化学物質送達装置は、加工パラメータ
ーの広い範囲にわたって有利に用いられ得る。例えば、ＨＦおよびＲＯＨ（式中
、ＲはＨまたはアルコキシ基を表す。）で表されるイネーブル化化学物質を使用
する酸化ケイ素エッチのために、加工圧力は１ｔｏｒｒ（１３３Ｐａ）ないし１
ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の範囲にわたって変化され得るが、約１０ないし約
５００ｔｏｒｒ（１３３０Ｐａないし約６６６６１Ｐａ）の範囲が好ましく、
総ガス流量は２００ｓｃｃｍないし５０００ｓｃｃｍの範囲にわたることができ
、ガス混合物比率は０ないし１００％のイネーブル化化学物質、０ないし１００
％のＨＦおよび０ないし１００％のキャリアガスに変化されることができ、加工
時間は、除去される材料の量および選択された他の加工パラメーターに依存して
、１秒ないし１０分に変化されることができ、また加工温度は約２０ないし約１
００℃の範囲にわたり得る。
例えば、水、並びにメタノール、エタノールおよびイソプロパノールのような
アルコールのようなイネーブル化化学物質に加えて、他の有機液体ＨＦエッチイ
ネーブル化化学物質が使用され得る。例えば、アセトンおよびメチルエチルケト
ンのようなアセトン、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドのようなアルデ
ヒド、並びにギ酸および酢酸のようなカルボン酸は、いくつかの状況において有
用であることができる。イソプロパノールが好ましい。
窒素キャリアガスに加えて、エッチング反応に不活性な他のキャリアガスはま
た使用されることができ、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンまた
はキセノンのような希ガスである。
酸化ケイ素材料を除去することに加えて、ＨＦ／イネーブル化化学物質の組み
合わせは、他の金属または酸化メタロイドまたは窒化化合物、特にＴｉＯ2、様
々な酸化アルミニウム、ＴｉＮおよびＴａＯの除去を達成するものであり得る。
いくつかのそのような適用のために、イネーブル化化学物質は、ベータージケト
ンまたはすべて引用文献として本明細書に取り込まれるＵＳ５，０９４，７０１
、ＵＳ５，２２１，３６６、ＵＳ５，２１３，６２ＬＵＳ５，２１３，６２２、
ＵＳ５，３３２，４４４またはＵＳ５，３６８６８７において開示される他の化
合物のような配位子形成化合物であり得る。
装置が排他的にキャリアガス無しに操作されることが望ましい場合、当業者は
、キャリアガス源が本明細書の発明から離れること無しに装置から除去されるこ
とができることを認識する。
本発明は以下の非限定的な実施例によって説明される。
実施例
図２において表されるような加工装置をこれらの実施例において用いた。比較
可能なエッチ速度を与えるために選んだＨＦ／ＩＰＡでの二酸化ケイ素エッチン
グ加工を、混合物中にＮ2キャリア気体を伴っておよび伴わずに行った。後者は
、本発明の直接のイネーブル化化学物質送達システムでのみ可能であった。基材
（６”（０．１５ｍ）シリコンウェハ）は、約４０００Å（４×１０-7ｍ）の熱
オキシドで覆われていた。各々の加工において、酸化物は、ＨＦ／ＩＰＡでのエ
ッチ段階によって部分的に消費（＜１０００Å（＜１×１０-7ｍ））された。生
じた酸化物エッチの均一性および酸化物エッチの速度を、マッピング（４９ｐｔ
ｓ）顕微鏡で測定した。
以下のパラメーターを酸化物エッチ加工のために使用した。
ウェハ温度 ＝ ４５℃
エッチ時間 ＝ ６０秒
他の加工条件並びにエッチ速度および均一性の結果を、表１に与える。
*ＩＰＡ ＝ イソプロピルアルコール
Ｎ2キャリアガス無しに行われた加工は、ウェハ内の酸化物エッチの均一性お
よびより低い可能な加工圧力の双方の観点で改良された性能を与えた（上記の表
１を見よ。）。第一の利点である改良された均一性は、半導体製造加工において
常に望ましい。第二の利点である与えられたエッチ速度のためのより低い加工圧
力は、加工を集合移送圧力に近い圧力で行うことを可能にする。これは次に、ガ
スの最充填および脱気の回数を減じ、加工の材料処理量が増加されることができ
る。
本発明は多くの異なる形態において具体化され得るが、本明細書の図面および
詳細な説明には、本発明の特別に好ましい態様が表されている。本開示は発明の
主要な例示であり、本発明を示された特別な態様に限定することは意図されない
。当業者は、本明細書に記載された特別な態様と等価な他のものが、本明細書に
添付された請求の範囲によって包含されることが意図されると認め得る。
請求の範囲
１． ＨＦ／イネーブル化化学処理プロセスを使用して基材を気相エッチングま
たは清浄化する装置であって、該装置は、
ａ）該基材を受けそして処理する外気から分離可能な加工チャンバー（３０）
と、
ｂ）エッチングガス混合物を該加工チャンバー中に提供するガス供給システム
からなり、該ガス供給システムは、
Ｉ）ＨＦガスを該加工チャンバーに、いずれの不活性キャリアガスの流量にも
無関係な流量で所望により提供するように操作可能な無水ＨＦガス源（４１
）と、
II）周囲の温度および圧力で液体であるイネーブル化化学化合物からなるイネ
ーブル化化学物質ガス源であって、該イネーブル化化学物質ガスを、該ＨＦ
ガスの流量に無関係なかついずれのキャリアガスの流量にも無関係な流量で
所望により提供するように操作可能なイネーブル化化学物質ガス源（４３）
と、および
III）所望により、キャリアガスを該加工チャンバー（３０）に、使用者によ
って決定された流量で所望により提供するように操作可能な不活性キャリア
ガス源（４５）
を含む装置。
２． さらに、イネーブル化化学物質ガス源（４３）および無水ＨＦガス源の少
なくとも一方を冷却する冷却システム（４７）を含む、請求項１に記載の装置
。
３． 冷却システム（４７）は、無水ＨＦガス源を冷却するところの、請求項１
に記載の装置。
４． 冷却システム（４７）は、液体イネーブル化化学物質を冷却するところの
、請求項１に記載の装置。
５． イネーブル化化学化合物は、水またはアルコール、アルデヒド、ケトンお
よびカルボン酸からなる群より選択される有機化合物であるところの、請求項
１記載の装置。
６． イネーブル化化学化合物は、水またはアルコール、アルデヒドおよびケト
ンからなる群より選択される有機化合物であるところの、請求項１記載の装置
。
７． ガス供給システムは、エッチングガス混合物を加工チャンバー中に、約１
０ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）ないし約５００ｔｏｒｒ（６６６６１Ｐａ）の全
圧で提供するように操作可能であるところの、請求項１記載の装置。
８． ガス供給システムは、前記エッチングガス混合物を前記加工チャンバーの
外で生成し、そしてその後、該エッチングガス混合物を該加工チャンバー（３
０）に供給するように構成されるところの、請求項１記載の装置。
９． ガス供給システムは、ＨＦガス源から加工チャンバー（３０）への加熱さ
れた供給管（４０）を含むところの、請求項１記載の装置。
１０． キャリアガスは窒素であり、イネーブル化化学物質ガスはメタノール、
エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、ホルムアル
デヒド、アセトアルデヒドまたは酢酸であり、ガス供給システムはエッチング
ガス混合物を加工チャンバー（３０）中に、約１０ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）
ないし約５００ｔｏｒｒ（６６６６１Ｐａ）の全圧で提供するように操作可能
であり、該ガス供給システムは前記エッチングガス混合物を前記加工チャンバ
ー（３０）の外で生成し、そしてその後、該エッチングガス混合物を該加工チ
ャンバー（３０）に供給するように構成され、また該ガス供給システムはＨＦ
ガス源およびイネーブル化化学物質ガス源から該加工チャンバー（３０）への
加熱された供給管（４０）を含むところの、請求項１記載の装置。
１１． 加エチャンバー（３０）中でガス状ＨＦ／イネーブル化化学物質混合物
を使用して基材をエッチングまたは清浄化する方法であって、該方法は、ＨＦ
ガスおよびイネーブル化化学物質ガスの双方が、該加工チャンバー（３０）に
、互いにおよび用いられ得るいずれのキャリアガスに関しても無関係に制御さ
れた流量で提供されることを特徴とする方法。
１２． イネーブル化化学物質ガスは、加工チャンバー（３０）に、液体形態の
ある量の前記イネーブル化化学化合物を含むタンク（４３）からイネーブル化
化学物質導管（４４）および導管（４０）を介して提供され、
ＨＦガスは、加工チャンバー（３０）に、供給源（４１）からＨＦ導管（４
２）および導管（４０）を介して提供され、
該加工チャンバー（３０）および導管（４０）はある温度を有し、また
前記タンク中の液体イネーブル化化学物質およびガス状ＨＦの少なくとも一
方は、導管（４０）および前記加工チャンバーの温度より低い温度に冷却され
るところの、請求頂１１記載の方法。
１３． 液体イネーブル化化学物質は冷却されるところの、請求項１２記載の方
法。
１４． 管および加工チャンバー（３０）の温度は周囲温度であるところの、請
求項１１記載の方法。
１５． イネーブル化化学化合物は、水またはアルコール、アルデヒド、ケトン
およびカルボン酸からなる群より選択される有機化合物であるところの、請求
項１１記載の方法。
１６． ＨＦ／イネーブル化化学物質ガス混合物は、加工チャンバー（３０）に
、約１０ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）ないし約５００ｔｏｒｒ（６６６６１Ｐａ
）の全圧で提供されるところの、請求項１１記載の方法。
１７． ＨＦ／イネーブル化化学物質ガス混合物は、前記加工チャンバー（３０
）の外で生成され、そしてその後、該加工チャンバーに供給されるところの、
請求項１１記載の方法。
１８． 加工チャンバー（３０）に供給されるＨＦ／イネーブル化化学物質ガス
混合物は、キャリアガスを含まないところの、請求項１１記載の方法。
１９． 不活性キャリアガスもまた、加工チャンバー（３０）に、ＨＦガスおよ
びイネーブル化化学物質ガスに無関係な流量で提供されるところの、請求項１
１記載の方法。
２０． キャリアガスは窒素であり、またイネーブル化化学物質ガスはメタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド、蟻酸または酢酸であるところの、請求項１９
記載の方法。
２１． 本方法は、基材から酸化ケイ素を除去するために利用されるところの、
請求項１１記載の方法。
２２． 基材は、シリコンウェハ、ＳｉＧｅウェハ、平面パネルディスプレイ装
置、磁気メディアまたはディスクドライブ部材であるところの、請求項１１記
載の方法。
２３． ガス状ＨＦは冷却されるところの、請求項１２記載の方法。
２４． イネーブル化化学化合物は、水またはアルコール、アルデヒドおよびケ
トンからなる群より選択される有機化合物であるところの、請求項１１記載の
方法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １． ＨＦ／イネーブル化化学処理プロセスを使用して基材を気相エッチングま たは清浄化する装置であって、該装置は、 ａ）該基材を受けそして処理する外気から分離可能な加工チャンバーと、 ｂ）エッチングガス混合物を該加工チャンバー中に提供するガス供給システム からなり、該ガス供給システムは、 Ｉ）キャリアガスを該加工チャンバーに、使用者によって決定された流量で所 望により提供するように操作可能な不活性キャリアガス源と、 II）ＨＦガスを該加工チャンバーに、該キャリアガスの流量に無関係な流量で 所望により提供するように操作可能な無水ＨＦガス源と、および III）周囲の温度および圧力で液体であるイネーブル化化学化合物からなるイ ネーブル化化学物質ガス源であって、該イネーブル化化学物質ガスを、該キ ャリアガスおよび該ＨＦガスの双方の流量に無関係な流量で所望により提供 するように操作可能なイネーブル化化学物質ガス源 を含む装置。 ２． イネーブル化化学物質ガス源は、液体状態のイネーブル化化学物質を冷却 するための冷却システムを含むところの、請求項１に記載の装置。 ３． イネーブル化化学物質は、水またはアルコール、アルデヒド、ケトンおよ びカルボン酸からなる群より選択される有機化合物であるところの、請求項１ 記載の装置。 ４． ガス供給システムは、エッチングガス混合物を加工チャンバー中に、約１ ０ｔｏｒｒないし約５００ｔｏｒｒの全圧で提供するように操作可能であると ころの、請求項１記載の装置。 ５． ガス供給システムは、前記エッチングガス混合物を前記加工チャンバーの 外で生成し、そしてその後、該エッチングガス混合物を該加工チャンバーに供 給するように構成されるところの、請求項１記載の装置。 ６． ガス供給システムは、ＨＦガス源およびイネーブル化化学物質ガス源から 加工チャンバーへの加熱された供給管を含むところの、請求項１記載の装置。 ７． キャリアガスは窒素であり、イネーブル化化学物質ガスはメタノール、エ タノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、ホルムアルデ ヒド、アセトアルデヒドまたは酢酸であり、ガス供給システムはエッチングガ ス混合物を加工チャンバー中に、約１０ｔｏｒｒないし約５００ｔｏｒｒの全 圧で提供するように操作可能であり、該ガス供給システムは前記エッチングガ ス混合物を前記加工チャンバーの外で生成し、そしてその後、該エッチングガ ス混合物を該加工チャンバーに供給するように構成され、また該ガス供給シス テムはＨＦガス源およびイネーブル化化学物質ガス源から該加工チャンバーへ の加熱された供給管を含むところの、請求項１記載の装置。 ８． 加工チャンバー中でガス状ＨＦ／イネーブル化化学物質混合物を使用して 基材をエッチングまたは清浄化する方法であって、該方法は、ＨＦガスおよび イネーブル化化学物質ガスの双方が、該チャンバーに、互いにおよび用いられ 得るいずれのキャリアガスに関しても無関係に制御された流量で提供されるこ とを特徴とする方法。 ９． イネーブル化化学物質ガスは、加工チャンバーに、液体形態のある量の前 記イネーブル化化学化合物を含むタンクから導管を介して提供され、該加工チ ャンバーおよび導管はある温度を有し、また前記タンク中の液体イネーブル化 化学物質は前記導管および前記加工チャンバーの温度より低い温度に冷却され るところの、請求項８記載の方法。 １０． 管のおよび加工チャンバーの温度は周囲温度であるところの、請求項９ 記載の方法。 １１． イネーブル化化学化合物は、水またはアルコール、アルデヒド、ケトン およびカルボン酸からなる群より選択される有機化合物であるところの、請求 項８記載の方法。 １２． ＨＦ／イネーブル化化学物質のガス混合物は、加工チャンバーに、約１ ０ｔｏｒｒないし約５００ｔｏｒｒの全圧で提供されるところの、請求項８記 載の方法。 １３． ＨＦ／イネーブル化化学物質のガス混合物は、前記加工チャンバーの外 で生成され、そしてその後、該加工チャンバーに供給されるところの、請求項 ８記載の方法。 １４． 加工チャンバーに提供されるＨＦ／イネーブル化化学物質ガス混合物は 、キャリアガスを含まないところの、請求項８記載の方法。 １５． 不活性キャリアガスはまた、加工チャンバーに、ＨＦガスおよびイネー ブル化化学物質ガスに無関係な流量で提供されるところの、請求項８記載の方 法。 １６． キャリアガスは窒素であり、またイネーブル化化学物質ガスはメタノー ル、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、ホルム アルデヒド、アセトアルデヒド、蟻酸または酢酸であるところの、請求項１５ 記載の方法。 １７． 該方法は、基材から酸化ケイ素を除去するために利用されるところの、 請求項８記載の方法。 １８． 基材は、シリコンウェハ、ＳｉＧｅウェハ、平面パネルディスプレイ装 置、磁気メディアまたはディスクドライブ部材であるところの、請求項８記載 の方法。 １９． ＨＦ／イネーブル化化学処理プロセスを使用して基材を気相エッチング または清浄化する装置であって、該装置は、 ａ）該基材を受けそして処理する外気から分離可能な加工チャンバーと、 ｂ）エッチングガス混合物を該加工チャンバー中に提供するガス供給システム からなり、該ガス供給システムは、 Ｉ）ＨＦガスを該加工チャンバーに、所定の流量でキャリアガスの使用無しに 所望により提供するように操作可能な無水ＨＦガス源、および II）周囲の温度および圧力で液体であるイネーブル化化学化合物からなるイ ネーブル化化学物質ガス源であって、該イネーブル化化学物質ガスを、該Ｈ Ｆガスの流量に無関係な所定の流量でキャリアガスの使用無しに所望により 提供するように操作可能なイネーブル化化学物質ガス源 を含む装置。
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