JP2006060237A - 化学反応室及び半導体プロセスチャンバー - Google Patents
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Abstract
【課題】 エッチングプロセス及び/又はクリーニングプロセス中の物理的損傷及び/又は化学的損傷から、プラズマ反応器又は反応性種発生器等の半導体処理装置の内部コンポーネントを保護する装置及び方法を提供すること。
【解決手段】 ストロンチウムビスマスタンタレート(SBT)等の3種以上の金属元素を有する層状超格子材料を使用して、反応室の内部コンポーネントの表面上に保護バリヤーを形成する。
【選択図】 なし
【解決手段】 ストロンチウムビスマスタンタレート(SBT)等の3種以上の金属元素を有する層状超格子材料を使用して、反応室の内部コンポーネントの表面上に保護バリヤーを形成する。
【選択図】 なし
Description
本発明は、エッチングプロセス及び/又はクリーニングプロセス中の物理的損傷及び/又は化学的損傷から、プラズマ反応器又は反応性種発生器等の反応性処理装置の内部コンポーネントを保護する装置及び方法に関する。
半導体集積回路(IC)の製造において、二酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)及び酸窒化珪素(SiON)等の誘電材料は、トランジスターゲート用絶縁体として広く使用されてきた。IC装置の形状大きさが縮小化されるにしたがって、ゲート誘電体層が次第に薄くなってきている。極めて小さな厚さ(≦10nm)で十分な破壊電圧を維持するために、kが約4.1(二酸化珪素のk)を超える材料として定義される高誘電率(高k)材料を、トランジスターゲート構造における絶縁層及び深いトレンチコンデンサにおけるバリヤー層として使用できる。最新で且つ最も有望な高k材料は、金属酸化物、例えばAl2O3、HfO2、ZrO2及びそれらの混合物、並びに金属シリケート、例えばHfSixOy、ZrSixOy及びそれらの混合物である。場合によっては、窒素を、これらの金属酸化物及び金属シリケート高k材料に組み込むことができる。
半導体プロセスチャンバー、例えば化学蒸着(CVD)チャンバー、とりわけ原子層蒸着(ALD)チャンバー(高k膜の付着に用いられる)は、半導体コンポーネントの処理中又は定期的なクリーニング中(堆積した蒸着残留物を内面から除去する)に、しばしば非常に腐食性のあるガスにさらされる。処理及びクリーニングに用いられる非常に腐食性のあるガスには、ハロゲン含有薬剤、Cl2、HCl、BCl3、NF3、F2、HF及び/又はBCl3/NF3の組み合わせがある。現場(in situ)プラズマ、リモートプラズマ及び/又は熱的加熱により活性化される非常に腐食性のあるハロゲン系化学反応を用いて高kALD/CVDチャンバーをクリーニングすることは、極めて効果的であることが明らかとなった。しかしながら、BCl3又はBCl3/NF3現場プラズマは極めて攻撃的であるので、これらのハロゲン系現場プラズマは、例えば反応器表面から高k蒸着残留物を除去するだけでなく、ALD/CVD蒸着チャンバーの内部コンポーネント及び表面をエッチング及び腐食する。
以下の特許文献を、半導体コンポーネントの処理中、及び時々おこなわれるクリーニングでのハロゲンガスにさらされるALD及びCVD反応器の腐食及びエッチングに対する耐性を付与する方法の例として示す。
特許文献1及び2は、プラズマチャンバー等の半導体処理装置への耐食性コンポーネントの組み込みを開示している。アルミニウム及びアルミニウム合金から一般的に構成されている壁、電極、支持体等へのプラズマチャンバーガスの腐食作用により生じるエロージョンを防止するために、ダイヤモンドライクコーティングをこのような内面に適用する。
特許文献3及び4は、炭窒化物コーティングに基づく半導体処理装置用耐食性コンポーネントを開示している。これらのコーティングは処理装置の表面に付着させる。このような表面には、例えばセラミック、ステンレス鋼、耐火物だけでなく、アルミナ、SiC又はSi3N4でコーティングしたものなどがある。
特許文献5は、プラズマ反応器チャンバーの部品を含む半導体処理装置の金属、セラミック及びポリマー表面の内部コンポーネントに耐食性を付与する方法を開示している。硬質カーボン中間層を、チャンバー表面に組み込んでいる。硬質カーボン介在物には、フラーレン類、例えばC60及びC70等のフラーレン(バッキーボール又はバックミスターフラーレン類)、ダイヤモンド、炭化物、炭窒化物、ホウ化物などがある。
特許文献6は、AlF3の主結晶相を組み込んだ膜を上方に有する支持体に基づく耐食性部材を開示している。このような膜により、腐食性フッ素化合物、例えばWF6の存在下で高温に加熱されたときの、アルミニウムを含有する金属、アルミニウムを含有するセラミック等のベース部材に耐食性及びエロージョン耐性が付与される。
特許文献7及び8は、イットリウムアルミニウムペロブスカイトとイットリウムアルミニウムガーネットの混合物から形成されたプラズマ反応器チャンバーに、モノリシックセラミックワークピースを適用することを開示している。このような混合物は、フッ素処理ガスによる腐食及び磨耗を受けやすい内部チャンバーコンポーネントのエロージョンを防止する役割を果たす。
特許文献9は、浸食性及び腐食性プラズマ環境にさらされる半導体材料用コンポーネントを開示している。このようなコンポーネントは、ストロンチウム、ランタン及びジスプロシウムの酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物及び/又はフッ化物の少なくとも一種、又はハフニウムの窒化物、ホウ化物、炭化物又はフッ化物からなるセラミックコーティングに基づいている。
特許文献10及び11は、種々の二元金属化合物、例えば窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び特に、窒化ホウ素/酸化イットリウム及び酸化セリウムを用いることによる、半導体処理チャンバーを保護する種々の方法を開示している。
本発明は、一般的に非常に腐食性な雰囲気にしばしばさらされる化学反応室、特にこのような腐食性ハロゲン系雰囲気にさらされる内面及び内部コンポーネントを備えた、半導体プロセスチャンバー、例えばALD、CVD及びプラズマエッチングチャンバーに関する。3種以上の金属元素を有する層状超格子材料、例えばストロンチウムビスマスタンタレート(SBT)を使用して、このような反応室及び半導体処理装置の内部コンポーネントの表面上に、腐食及びエロージョンに対する保護バリヤーを形成する。さらに、本発明は、このようなチャンバーの内部表面及び内部コンポーネントに耐食性を付与するための方法に関する。
本発明のプロセスには、以下のような利点がある:
半導体処理装置上に、このような装置の処理及びクリーニングに用いられる数多くの腐食性ハロゲンガスに対して耐性のある保護膜を形成することができる;
プラズマ処理に用いられるハードマスク用保護膜を形成できる;及び
微小電子機械システム(MEMS)におけるコンポーネントの表面等の移動コンポーネントの表面上に保護膜を形成できる。
半導体処理装置上に、このような装置の処理及びクリーニングに用いられる数多くの腐食性ハロゲンガスに対して耐性のある保護膜を形成することができる;
プラズマ処理に用いられるハードマスク用保護膜を形成できる;及び
微小電子機械システム(MEMS)におけるコンポーネントの表面等の移動コンポーネントの表面上に保護膜を形成できる。
本発明では、その一面によれば、反応室の内部コンポーネント、例えば半導体処理装置、微小電子機械反応器に用いられるものを、ハロゲンガスから保護、及び/又は反応種発生器を物理的及び/又は化学的損傷から保護する方法が提供される。この方法は、特に高誘電率材料を付着させるのに使用される化学蒸着(CVD)原子層付着(ALD)チャンバーを、チャンバークリーニング操作により引き起こされる損傷から保護するのに有用である。
CVD及びALDチャンバー等の半導体処理装置の内部コンポーネントの構成材料は、典型的にはシリコン(珪素)又はシリコン化合物、例えば酸化珪素、石英、ガラス、炭化珪素、窒化珪素及び/又は酸窒化珪素等;ホウ素及びホウ素化合物、例えば窒化ホウ素、炭化ホウ素、セラミック、例えばアルミナ、金属、例えばアルミニウム、チタン、鋼、炭素鋼、ステンレス鋼等及び/又は金属化合物、例えば窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化チタン、酸化チタン等、炭素又は炭素含有化合物、例えばポリマー、例えばポリイミド及び/又はテフロン(登録商標)等を主成分としている。アルミニウムチャンバーは、非常に一般的であり、且つ種々のハロゲン系化学反応でクリーニングしたときには非常に腐食しやすい種類のチャンバーである。
層状超格子材料を内面に適用したときには、極めて安定であり、且つハロゲン系エッチング/クリーニングプロセス中の物理的スパッタリング及び化学的腐食/エッチングに対して負活性であることが分かった。これらの超格子材料のコーティング又は膜を、チャンバーの内面に適用して、ハロゲン系チャンバークリーニングプロセスにより引き起こされる損傷から、半導体処理チャンバーの内部コンポーネントを保護する。
層状超格子材料は、(1)単一の化学式を有し;及び(2)明瞭に異なる結晶構造を有する交互層状を形成する、材料として定義される。有効であるためには、超格子材料の薄膜は、3種以上の金属元素を含有しなければならず、且つ金属元素の少なくとも一つは、揮発性酸化物、ハロゲン化物又は水素化物等を形成してはならない。層状構造は、1層以上のペロブスカイト型層の部分格子及び1層以上の中間非ペロブスカイト型層の部分格子から構成されている。ペロブスカイト型層の部分格子と非ペロブスカイト型層の部分格子は、相互に依存した方法で連結されて、超格子を形成している。代表的な層状超格子材料は、層状超格子材料についての以下の一般式によりまとめられる:
上式において、項A1、A2、...及びAjはペロブスカイト型構造におけるA部位元素を表す。A部位元素としては、例えばストロンチウム、カルシウム、バリウム、ビスマス、カドミウム及び鉛等がある。項S1、S2、....及びSkは、超格子生成元素を表す。超格子生成元素としては、例えば、ビスマス、イットリウム、スカンジウム、ランタン、アンチモン、クロム、タリウム及び原子価が+3である他の元素である。項B1、B2、...及びBlは、ペロブスカイト型構造におけるB部位元素を表す。B部位元素としては、例えばチタン、タンタル、ハフニウム、タングステン、ニオブ及びジルコニウム等である。上記式における項Qは、アニオンを表し、最も一般的なアニオン元素は酸素であるが、アニオンはフッ素、塩素、又はアニオン元素の組み合わせ、例えばオキシフッ化物及びオキシ塩化物等の組み合わせでもよい。式(1)における上付添字は、元素の原子価を示す。式(1)における下付添字は、単位格子における平均原子数を表す。下付添字w、x、y及びzは、以下の制約数を有する整数又は分数であることができる:
層状超格子材料の最も一般的な例は、式SrBi2Ta2O9で表されるストロンチウムビスマスタンタレート(SBT)である。SBT超格子材料の他の組成変数は、式Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)Ta2O9(式中、x=0〜0.99である)で表される。ストロンチウム系超格子材料の他の例には、ストロンチウムビスマスニオベート(SBN)Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)Nb2O9(式中、x=0〜0.99である)及びストロンチウムビスマスタンタレートニオベート(SBTN)Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)TayNb(2-y)O9(式中、x=0〜0.99であり、y=0〜2である)などがある。層状超格子材料の他の例には、BaBi2Ta2O9、PbBi2Ta2O9及びBaBi2Nb2O9などがある。
超格子材料からなる薄膜は、多結晶形であっても、無定形であってもよい。これらは、非孔質及び緻密でなければならない。また、これらは、無定形であるか、又はそれらの粒子が十分に小さく、反応性ハロゲン種が、延びている粒界を通って拡散できない程度でなければならない。保護超格子バリヤーコーティングの厚さは、一般的に1nm〜100μm、好ましくは10nm〜10μm、最も好ましくは100nm〜1μmである。
SBT等の層状超格子材料からなる薄膜を、従来のコーティング法により反応室表面上にコーティングできる。このような方法には、液体前駆体を用いた霧化蒸着、均一水溶液の適用後に溶媒の蒸発、アニーリング、金属有機化学蒸着(MOCVD)、金属有機分解、前駆体を含有するゾルゲルの適用後に高速熱処理、化学蒸着(CVD)、原子層付着(ALD)、原子層化学蒸着(ALCVD)、スパッタリング、スパッタリング付着、スパッタコーティング及び物理蒸着(PVD)、浸漬コーティング、電子線蒸発及び凝縮、イオンビーム蒸着、熱間静水圧圧縮成形、冷間静水圧圧縮成形、圧縮成形、鋳造、コンパクティング及び焼結、プラズマ溶射、溶射、火炎溶射、はけ塗り、大気プラズマ蒸着、誘電バリヤー放電蒸着、中空陰極放電蒸着などがある。
以下、実施例により本発明の種々の実施態様を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例には限定されない。
例1
超格子材料を有するシリコンウエハ
まず、シリコンウエハに酸化珪素(SiO2)を厚さ約300nmにコーティング後、厚さ約500nmのSBT層をコーティングした。X線結晶回折パターンの計算結果によれば、SrBi2Ta2O9のものであった。X線反射率データ、並びにデータに最も適合しているモード、すなわち、予測X線反射率データと測定X線反射率データとの間が最もよく一致するのは、膜厚約504nm、密度8.250g/cm3であることが分かった。この密度は、単結晶SBTの密度8.78g/cm3よりもわずかに小さいだけであった。これは、この膜には顕著な細孔がなかったことを示している。
超格子材料を有するシリコンウエハ
まず、シリコンウエハに酸化珪素(SiO2)を厚さ約300nmにコーティング後、厚さ約500nmのSBT層をコーティングした。X線結晶回折パターンの計算結果によれば、SrBi2Ta2O9のものであった。X線反射率データ、並びにデータに最も適合しているモード、すなわち、予測X線反射率データと測定X線反射率データとの間が最もよく一致するのは、膜厚約504nm、密度8.250g/cm3であることが分かった。この密度は、単結晶SBTの密度8.78g/cm3よりもわずかに小さいだけであった。これは、この膜には顕著な細孔がなかったことを示している。
例2
半導体処理装置におけるリモートNF3プラズマ下流エッチングに対する超格子材料のバリヤー抵抗
この例の目的は、例1のSrBi2Ta2O9超格子材料が、半導体処理装置における内面及びコンポーネントに対してバリヤー、すなわち、耐食性を付与して、このような表面及びコンポーネントが、半導体処理チャンバー等の反応チャンバーの処理、又は清浄化中に使用されるハロゲンガスに暴露されたときに耐えることができるかどうかを判断することである。
半導体処理装置におけるリモートNF3プラズマ下流エッチングに対する超格子材料のバリヤー抵抗
この例の目的は、例1のSrBi2Ta2O9超格子材料が、半導体処理装置における内面及びコンポーネントに対してバリヤー、すなわち、耐食性を付与して、このような表面及びコンポーネントが、半導体処理チャンバー等の反応チャンバーの処理、又は清浄化中に使用されるハロゲンガスに暴露されたときに耐えることができるかどうかを判断することである。
例1においてSBTウエハから切断された約1インチ角の試料クーポンを、キャリアウエハ上に配置した。比較例として、むき出しのシリコンウエハから切断した1インチ角の対照クーポンを、SBTクーポンに隣接して配置した。キャリアウエハ上にクーポンを配置する前に、両方のクーポンの重量を測定した。次に、両方の試験クーポンの縁を、カプトン(Kapton)テープでシールした。クーポンの縁をシールして試験クーポンの裏面からのエッチング反応の恐れをなくして、各クーポンの上面のみがNF3反応ガスに暴露するようにした。
次に、試験ウエハを、アストロン(Astron)リモートプラズマ発生器の下流に位置する反応器に入れた。反応器チャンバーを排気後、リモートプラズマを、以下の方法で発生させた:NF3流量100sccm(標準cm3/分)、Ar流量100sccm、下流チャンバー圧力4トール及びRFパワー1kW。アストロン装置を止め、プロセスガス流を、10分間の処理後に停止した。反応器を、完全に排気した後、窒素でベントした。試験ウエハ及び対照ウエハを、反応器から取り出し、再び重量を測定した。結果を、第1表に示す。
周知のように、リモートNF3プラズマは、シリコンをエッチング/除去するのに非常に効果的であり、このことは、第1表における対照Siクーポンにより明らかである。むきだしの対照シリコンクーポンについて、1.48mg/分の高重量損失率(エッチング速度)が観察された。これに対して、SBTコーティングを施したクーポンについては、重量損失はなかった。このことは、NF3リモートプラズマにより発生した反応種が、SBT膜に浸透せず、その下に位置するSiをエッチングしなかったことによるものである。
この例から、(1)SBT膜が、典型的なリモートNF3プラズマ下流クリーニングプロセスによりエッチング及び腐食されにくいこと、及び(2)SBT膜を、例1のプロセスにより基板上にコーティングすることができ、無孔性且つ緻密な非腐食面を備えたクーポンを得ることができることが明らかである。このデータから、超格子SBT膜からなる薄層により、NF3リモートプラズマにより発生する反応性フッ素種に対して有効な保護バリヤーを形成できると結論される。
例3
反応性イオンエッチャにおけるHClに対するバリヤー抵抗
例1と同様なSBT試料クーポンを、4インチのキャリアウエハ上に配置した。次に、キャリアウエハを、容量結合反応性イオンエッチャの下電極上に配置した。下電極を、自動マッチングネットワークを介して、13.56MHzRF発生器により作動させた。RF作動下電極の温度を、再循環チラーにより20°Cに設定した。プロセスガスを、接地上電極上のシャワーヘッドを介して反応器に供給した。
反応性イオンエッチャにおけるHClに対するバリヤー抵抗
例1と同様なSBT試料クーポンを、4インチのキャリアウエハ上に配置した。次に、キャリアウエハを、容量結合反応性イオンエッチャの下電極上に配置した。下電極を、自動マッチングネットワークを介して、13.56MHzRF発生器により作動させた。RF作動下電極の温度を、再循環チラーにより20°Cに設定した。プロセスガスを、接地上電極上のシャワーヘッドを介して反応器に供給した。
本例において、塩化水素(HCl)を、反応性ガス(エッチャント)として使用した。SBT膜の厚さを、プラズマ処理前後の両方に、反射率計により測定した。SBT膜の厚さの変化を使用して、SBTの損失があったかどうかを判断した。第2表に、2つの試験プロセス法と結果をまとめて示す。
第2表における負のエッチング速度は、処理後に膜厚がわずかに増加したことを示している。これは、主に塩素原子が部分的にSBT超格子構造に組み込まれたことによるものと思われる。いずれにしても、SBT膜又はその下に位置するシリコンの損失はなかった。
SBT試料クーポンを、接地反応器表面上ではなく、RF作動電極上に配置したので、SBT膜が、より過酷な試験である高DCバイアス電圧により示される高エネルギーイオン衝撃及び反応種に暴露されたことも重要である。
このように、SBT膜の薄層は、現場HClプラズマにより発生されるイオン衝撃及び反応性塩素種に対して効果的な保護バリアを形成できることが明らかである。
例4
反応性イオンエッチャ中のBCl3に対するバリア耐性
SBT試料クーポン及び現場プラズマ反応器は、例3に用いたものと同様である。本例におけるプロセスガスは、三塩化ホウ素(BCl3)である。第3表に、方法と結果をまとめて示す。
反応性イオンエッチャ中のBCl3に対するバリア耐性
SBT試料クーポン及び現場プラズマ反応器は、例3に用いたものと同様である。本例におけるプロセスガスは、三塩化ホウ素(BCl3)である。第3表に、方法と結果をまとめて示す。
例3と同様に、膜厚が、BCl3プラズマ処理後にわずかに増加した。SBT又はその下に位置するシリコンの損失は見られなかった。
本例から、SBT膜の薄層は、現場BCl3プラズマにより発生されるイオン衝撃及び反応性塩素種に対して効果的な保護バリアを形成できることが明らかである。
例5
反応性イオンエッチャ中のCl2に対するバリア耐性
SBT試料クーポン及び現場プラズマ反応器は、例3に用いたものと同様である。本例におけるプロセスガスは、塩素(Cl2)である。第4表に、試験方法と結果とをまとめて示す。
反応性イオンエッチャ中のCl2に対するバリア耐性
SBT試料クーポン及び現場プラズマ反応器は、例3に用いたものと同様である。本例におけるプロセスガスは、塩素(Cl2)である。第4表に、試験方法と結果とをまとめて示す。
例3と同様に、膜厚がCl2プラズマ処理後にわずかに増加した。SBT又はその下に位置するシリコンの損失は見られなかった。
本例から、SBT膜の薄層は、現場Cl2プラズマにより発生されるイオン衝撃及び反応性塩素種に対して効果的な保護バリアを形成できることが明らかである。
例6
反応性イオンエッチャにおけるBCl3/NF3/Heに対するバリア耐性
SBT試料クーポン及び現場プラズマ反応器は、例3に用いたものと同様である。本例におけるプロセスガスは、BCl3/NF3/Heからなる混合物である。第5表に、方法と結果をまとめて示す。
反応性イオンエッチャにおけるBCl3/NF3/Heに対するバリア耐性
SBT試料クーポン及び現場プラズマ反応器は、例3に用いたものと同様である。本例におけるプロセスガスは、BCl3/NF3/Heからなる混合物である。第5表に、方法と結果をまとめて示す。
例3と同様に、薄膜厚が、処理後にわずかに増加した。SBT又はその下に位置するシリコンの損失は見られなかった。
本例から、SBT膜の薄層は、現場BCl3/NF3/Heプラズマにより発生されるイオン衝撃及び反応性塩素及びフッ素種に対して効果的な保護バリアを形成できることが明らかである。
例7
熱エッチ反応器中のClF3に対するバリア耐性
SBT試料クーポンは、例3のものと同様のものを用いた。このSBT試料クーポンを、4インチのキャリアウエハとともに、熱エッチ反応器内の加熱したペデスタル上に配置した。試料を配置した後、反応器を基準圧力まで排気し、ペデスタル抵抗ヒーターを入れた。ペデスタルが温度設定点に到達したら、プロセスガスである三フッ化塩素(ClF3)を反応器に導入して、圧力を100トールとした。20分間暴露させた後、プロセスClF3流量を停止し、反応器チャンバーを排気した。次に、チャンバーを、窒素でベントし、試験試料を回収した。
熱エッチ反応器中のClF3に対するバリア耐性
SBT試料クーポンは、例3のものと同様のものを用いた。このSBT試料クーポンを、4インチのキャリアウエハとともに、熱エッチ反応器内の加熱したペデスタル上に配置した。試料を配置した後、反応器を基準圧力まで排気し、ペデスタル抵抗ヒーターを入れた。ペデスタルが温度設定点に到達したら、プロセスガスである三フッ化塩素(ClF3)を反応器に導入して、圧力を100トールとした。20分間暴露させた後、プロセスClF3流量を停止し、反応器チャンバーを排気した。次に、チャンバーを、窒素でベントし、試験試料を回収した。
得られた結果から明らかなように、基板温度500°Cでは、ClF3熱処理に付した後には、SBTのエッチングは見られなかった。
本例から、SBT膜の薄層がClF3熱処理に対して効果的な保護バリヤーを形成できることが明らかである。
要するに、例2〜例7から、ALD及びCVDチャンバー等の半導体プロセスチャンバーを含む化学反応室で用いられる種類の超格子コーティングを施した表面が、攻撃的なハロゲン化学反応に過酷な処理条件下で暴露されても、耐食性を示すことが明らかである。これらのハロゲン化学反応と条件は、半導体工業で用いられる広範囲のウエハエッチング及びチャンバークリーニングプロセスの代表である。例えば、このようなハロゲン化学反応は、高k材料(例えば、Al2O3、HfO2、HfSiO4等又はそれらの混合物)の付着と関連してALD及びCVD反応室等の反応室の内面上に発生した付着物を除去するのに用いられる。
得られた結果はさらに、半導体処理装置の内部コンポーネントの表面上に設けたSBT等の超格子材料からなる薄膜は、半導体処理中の腐食又は損傷からコンポーネントを効果的に保護できることも示している。
Claims (21)
- 内面に層状超格子材料からなる耐食性膜をコーティングしてなる化学反応室。
- 前記A部位元素は、ストロンチウム、カルシウム、バリウム、ビスマス、カドミウム及び鉛からなる群から選択される、請求項2に記載の化学反応室。
- 前記S部位超格子生成元素は、ビスマス、イットリウム、スカンジウム、ランタン、アンチモン、クロム、タリウム及び原子価が+3である元素からなる群から選択される、請求項3に記載の化学反応室。
- 前記B部位元素は、チタン、タンタル、ハフニウム、タングステン、ニオブ及びジルコニウムからなる群から選択される、請求項4に記載の化学反応室。
- 前記アニオン元素は、酸素、フッ素、塩素又はこれらのアニオン元素の組み合わせからなる群から選択される、請求項5に記載の化学反応室。
- 内面に耐食性コーティングを施した半導体プロセスチャンバーであって、ストロンチウムビスマスタンタライト、ストロンチウムビスマスニオベート、ストロンチウムビスマスタンタレートニオベート、BaBi2Ta2O9、PbBi2Ta2O9及びBaBi2Nb2O9からなる群から選択された層状ストロンチウム系超格子材料からなる耐食性コーティングを含むことを特徴とする、半導体プロセスチャンバー。
- 前記超格子材料からなるコーティングが、式Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)Ta2O9(式中、x=0〜0.99である)で表される、請求項7に記載の半導体プロセスチャンバー。
- 前記ストロンチウム系超格子材料が、式(SBN)Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)Nb2O9(式中、x=0〜0.99である)で表されるストロンチウムビスマスニオベートである、請求項7に記載の半導体プロセスチャンバー。
- 前記ストロンチウム系超格子材料が、式(SBTN)Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)TayNb(2-y)O9(式中、x=0〜0.99であり、y=0〜2である)で表されるストロンチウムビスマスタンタレートニオベートである、請求項7に記載の半導体プロセスチャンバー。
- 前記コーティング材料は、式SrBi2Ta2O9で表される、請求項7に記載の半導体プロセスチャンバー。
- ハロゲン含有ガスへの暴露により半導体プロセスチャンバーの内面へ耐食性を付与する方法であって、
Cl2、HCl、BCl3、NF3、F2及びHFからなる群から選択された前記ハロゲン含有ガスに暴露される前に、前記内面上に層状超格子材料からなる耐食性コーティングを適用する工程を含むことを特徴とする、方法。 - 前記半導体プロセスチャンバーの前記内面に、厚さが1nm〜100μmである層状超格子材料からなる膜をコーティングする、請求項12に記載の方法。
- 前記厚さが、10nm〜10μmである、請求項13に記載の方法。
- 前記半導体プロセスチャンバーの前記内面が、酸化珪素、石英、炭化珪素、窒化珪素、ステンレス鋼、チタン及びアルミニウムからなる群から選択された材料から構成されている、請求項13に記載の方法。
- 前記超格子材料からなるコーティングが、ストロンチウムビスマスタンタライト、ストロンチウムビスマスニオベート及びストロンチウムビスマスタンタレートニオベートからなる群から選択されたストロンチウム系材料である、請求項13に記載の方法。
- 前記超格子材料からなるコーティングが、式Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)Ta2O9(式中、x=0〜0.99である)で表される、請求項15に記載の方法。
- 前記ストロンチウム系超格子材料が、式Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)Nb2O9(式中、x=0〜0.99である)で表されるストロンチウムビスマスニオベートである、請求項15に記載の方法。
- 前記ストロンチウム系超格子材料が、式(SBTN)Sr(1-X)Bi(2+0.6667X)TayNb(2-y)O9(式中、x=0〜0.99であり、y=0〜2である)で表されるストロンチウムビスマスタンタレートニオベートである、請求項15に記載の方法。
- プラズマ処理に使用するのに適した耐食性ハードマスクを加工する方法であって、前記ハードマスクのパターンマスク上に層状超格子材料をコーティングすることを含む、方法。
- ハロゲン含有ガスに暴露される微小電子機械システムにおいてコンポーネント表面を保護する方法であって、前記ハロゲン含有ガスに暴露される前に、前記コンポーネント表面に層状超格子材料をコーティングすることを含む、方法。
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