特表 2022-539027 基板表面の蒸気洗浄

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-07

(54)【発明の名称】基板表面の蒸気洗浄

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20220831BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 645B

H01L21/304 648G

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021576543

(86)(22)【出願日】2020-06-23

(85)【翻訳文提出日】2022-02-21

(86)【国際出願番号】 US2020039039

(87)【国際公開番号】W WO2020263766

(87)【国際公開日】2020-12-30

(31)【優先権主張番号】62/865,647

(32)【優先日】2019-06-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ムイ・デヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】メラエー・ジェローム ミシェル ドミニク

(72)【発明者】

【氏名】マッセルホワイト・ナサン

(72)【発明者】

【氏名】ラブキン・マイケル

(72)【発明者】

【氏名】カワグチ・マーク

(72)【発明者】

【氏名】カリノヴスキ・イリヤ

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AA09

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

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5F157CF60

5F157CF64

5F157CF99

5F157DA21

5F157DB02

5F157DB03

5F157DB18

(57)【要約】

【解決手段】基板を洗浄するための方法は、処理チャンバ内に基板を配置し、処理チャンバの圧力を既定圧力範囲に制御し、処理チャンバの温度を既定温度範囲に制御し、基板の表面から金属汚染物を除去するために、第１の期間に金属キレート蒸気を含む蒸気混合物を供給することを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を洗浄するための方法であって、
前記基板を処理チャンバ内に配置し、
前記処理チャンバの圧力を既定圧力範囲に制御し、
前記処理チャンバの温度を既定温度範囲に制御し、
前記基板の表面から金属汚染物を除去するために、第１の期間に金属キレート蒸気を含む蒸気混合物を供給すること、
を備える、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記処理チャンバ内に位置する部品は、非金属材料製、および／または、
前記処理チャンバ内に位置する前記部品の露出面は、非金属被覆が施されている、
うちの少なくともいずれか一方である、方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法であって、
前記金属キレート蒸気は、β－ジケトン類およびβ－ジケトン類誘導体を含む、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、
前記金属キレート蒸気は、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、トリフルオロアセチルアセトン（ｔｆａ）、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａｃＨ）、ピバロイルトリフルオロアセトン、テトラメチルヘプタンジオン、およびヘプタフルオロ－ジメチルオクタンジオン（ｆｏｄ）からなる群より選択される、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
前記金属キレート蒸気は、トリフルオロ酢酸およびエチレンジアミンを含む、方法。

【請求項6】

請求項３に記載の方法であって、
前記蒸気混合物は、さらに、ハロゲン化水素を含む蒸気を含む、方法。

【請求項7】

請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記第１の期間後に、前記処理チャンバから反応物を除去し、
第２の期間に、前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給し、
前記第２の期間後に、前記処理チャンバから反応物を除去すること、
を備える、方法。

【請求項8】

請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記処理チャンバに前記蒸気混合物を供給する前に、第２の期間に前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給し、
前記第２の期間後に、前記処理チャンバから反応物を除去すること、
を備える、方法。

【請求項9】

請求項１に記載の方法であって、
前記既定圧力範囲は、０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒである、方法。

【請求項10】

請求項１に記載の方法であって、
前記既定温度は、５０℃から３００℃である、方法。

【請求項11】

基板を洗浄するための基板処理システムであって、
非金属材料製、および／または、非金属材料で被覆されている、うちの少なくともいずれか一方の、上面、底面、ならびに側壁を有する処理チャンバと、
基板を支持するための基板支持体と、
前記基板を既定範囲の温度に加熱するためのヒータと、
前記基板の表面から金属汚染物を除去するために、第１の期間に金属キレート蒸気を含む蒸気混合物を前記処理チャンバに供給するための蒸気供給システムと、
を備える、基板処理システム。

【請求項12】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記金属キレート蒸気は、β－ジケトン類およびβ－ジケトン類誘導体を含む、基板処理システム。

【請求項13】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記金属キレート蒸気は、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、トリフルオロアセチルアセトン（ｔｆａ）、ピバロイルトリフルオロアセトン、テトラメチルヘプタンジオン、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａｃＨ）、およびヘプタフルオロ－ジメチルオクタンジオン（ｆｏｄ）を含む、基板処理システム。

【請求項14】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記金属キレート蒸気は、トリフルオロ酢酸およびエチレンジアミンを含む、基板処理システム。

【請求項15】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記蒸気混合物は、さらに、ハロゲン種を含む蒸気を含む、基板処理システム。

【請求項16】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、さらに、
前記第１の期間後に、第２の期間に前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給するためのガス供給システムを備える、基板処理システム。

【請求項17】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、さらに、
第２の期間に前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給するためのガス供給システムであって、前記蒸気供給システムが前記蒸気混合物を供給する前に、前記処理チャンバに前記酸化ガス混合物を供給する、ガス供給システムを備える、基板処理システム。

【請求項18】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記処理チャンバは、０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの既定圧力範囲の圧力で維持される、基板処理システム。

【請求項19】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記既定温度は、５０℃から３００℃である、基板処理システム。

【請求項20】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記処理チャンバは、透視窓を備え、
前記ヒータは、前記処理チャンバの外側に前記透視窓に隣接して配置されている、基板処理システム。

【請求項21】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記ヒータは、複数の発光ダイオードを備える、基板処理システム。

【請求項22】

請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記ヒータは、前記処理チャンバの内側に配置され、
前記ヒータの露出面は、非金属材料製であり、または、非金属被覆が施され、
前記ヒータは、埋設ヒータおよび冷媒流路の少なくともいずれかを備える、基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１９年６月２４日出願の米国仮出願第６２／８６５，６４７号の利益を主張する。上記出願の全ての開示は、参照により本明細書に援用される。

【0002】

本開示は、基板処理システムに関し、特に、半導体ウエハなどの基板の蒸気洗浄のための基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0003】

本明細書に記載の背景技術の説明は、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、出願時に先行技術に該当しない説明の態様に記載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。

【0004】

基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板上の膜を処理するために用いられてよい。処理の例は、エッチング、堆積、アッシング、および他の種類の処理を含む。基板処理の間、１つ以上の処理チャンバにおいて複数の処理が実施されてよい。基板は通常、下流の処理チャンバにおけるさらなる処理の前に、上流の処理チャンバから汚染物を除去するために処理の間に洗浄される。

【0005】

基板を洗浄するためにウェット洗浄が実施されてよい。例えば、基板はチャックに取り付けられてよい。チャックが回転しながら液体などの流体を分注するために、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。

【0006】

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）よりも大幅に狭い幅（基板の表面に平行）を有する。５：１よりも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。

【0007】

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動く、および／または、隣接するＨＡＲ構造に直接接触するときに、パターン崩壊が起こる。パターン崩壊は、ウェット洗浄後の乾燥時に発生することが多い。パターン崩壊は、性能問題および欠陥を引き起こしうる。

【発明の概要】

【0008】

基板を洗浄するための方法は、基板を処理チャンバ内に配置し、処理チャンバの圧力を既定圧力範囲に制御し、処理チャンバの温度を既定温度範囲に制御し、基板の表面から金属汚染物を除去するために、第１の期間に金属キレート蒸気を含む蒸気混合物を供給すること、を含む。

【0009】

他の特徴では、処理チャンバ内に位置する部品は非金属材料製、および／または、処理チャンバ内に位置する部品の露出面は、非金属被覆が施されている、のうちの少なくともいずれか一方である。

【0010】

他の特徴では、金属キレート蒸気は、β－ジケトン類およびその誘導体を含む。金属キレート蒸気は、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、トリフルオロアセチルアセトン（ｔｆａ）、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａｃＨ）、ピバロイルトリフルオロアセトン、テトラメチルヘプタンジオン、およびヘプタフルオロ－ジメチルオクタンジオン（ｆｏｄ）からなる群より選択される。

【0011】

他の特徴では、金属キレート蒸気は、トリフルオロ酢酸およびエチレンジアミンを含む。

【0012】

他の特徴では、蒸気混合物はさらに、ハロゲン化水素を含む。

【0013】

この方法は、第１の期間後に処理チャンバから反応物を除去し、第２の期間に処理チャンバに酸化ガス混合物を供給し、第２の期間後に処理チャンバから反応物を除去すること、を含む。

【0014】

他の特徴では、この方法は、処理チャンバに蒸気混合物を供給する前に、第２の期間に処理チャンバに酸化ガス混合物を供給し、第２の期間後に処理チャンバから反応物を除去すること、を含む。

【0015】

他の特徴では、既定圧力範囲は０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒである。既定温度は、５０℃から３００℃である。

【0016】

基板を洗浄するための基板処理システムは、非金属材料製である、および／または非金属材料で被覆されている、うちの少なくともいずれかの、上面、底面、ならびに側壁を有する処理チャンバを備える。基板支持体は、基板を支持する。ヒータは、既定範囲の温度に基板を加熱する。蒸気供給システムは、基板の表面から金属汚染物を除去するために、第１の期間に金属キレート蒸気を含む蒸気混合物を処理チャンバに供給する。

【0017】

他の特徴では、金属キレート蒸気は、β－ジケトン類およびその誘導体を含む。金属キレート蒸気は、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、トリフルオロアセチルアセトン（ｔｆａ）、ピバロイルトリフルオロアセトン、テトラメチルヘプタンジオン、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａｃＨ）、およびヘプタフルオロ－ジメチルオクタンジオン（ｆｏｄ）を含む。金属キレート蒸気は、トリフルオロ酢酸およびエチレンジアミンを含む。

【0018】

他の特徴では、蒸気混合物はさらに、ハロゲン種を含む蒸気を含む。ガス供給システムは、第１の期間後、第２の期間に処理チャンバに酸化ガス混合物を供給する。ガス供給システムは、第２の期間に処理チャンバに酸化ガス混合物を供給する。ガス供給システムは、蒸気供給システムが蒸気混合物を供給する前に、処理チャンバに酸化ガス混合物を供給する。

【0019】

他の特徴では、処理チャンバは、０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの既定圧力範囲の圧力で維持される。既定温度は、５０℃から３００℃である。

【0020】

処理チャンバは、透視窓を備える。ヒータは、透視窓に隣接して処理チャンバの外側に配置される。ヒータは、複数の発光ダイオードを備える。

【0021】

他の特徴では、ヒータは処理チャンバの内側に配置される。ヒータの露出面は、非金属材料製、または、非金属被覆が施されている。ヒータは、埋設ヒータおよび冷媒流路の少なくともいずれか一方を備える。

【0022】

本開示のさらなる適用分野は、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、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、例示のみの目的を意図し、本開示の範囲を限定する意図はない。

【図面の簡単な説明】

【0023】

本開示は、発明を実施するための形態および添付の図面からより深く理解されるだろう。

【0024】

【図1A】洗浄前の高アスペクト比フィーチャを有する例示的基板の断面図。

【0025】

【図1B】ウェット洗浄後にパターン崩壊した高アスペクト比フィーチャを有する例示的基板の断面図。

【0026】

【図1C】本開示による蒸気混合物を用いた洗浄後の、パターン崩壊なしの高アスペクト比フィーチャを有する例示的基板の断面図。

【0027】

【図2A】本開示による基板を洗浄するための例示的基板処理システムの機能ブロック図。

【図2B】本開示による基板を洗浄するための例示的基板処理システムの機能ブロック図。

【0028】

【図3】本開示による蒸気を用いて基板を洗浄するための例示的方法のフローチャート。

【0029】

図中では、類似および／または同一の要素を識別するために、参照番号は繰り返し用いられてよい。

【発明を実施するための形態】

【0030】

基板の金属汚染は、ステンレス鋼（鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびモリブデン（Ｍｏ））などの上流処理チャンバ金属（ＵＰＣＭ）、イットリウム（Ｙ）などのチャンバ被覆剤、ならびに／または、アルミニウム（Ａｌ）などのチャンバ本体材料によって引き起こされうる。汚染は、他の金属：遷移金属（チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびタングステン（Ｗ）など）、アルカリ土類金属（マグネシウム（Ｍｇ）およびカルシウム（Ｃａ）など）、ならびにアルカリ金属（ナトリウム（Ｎａ）およびカリウム（Ｋ）など）の存在によっても引き起こされうる。

【0031】

本開示による基板洗浄システムおよびその方法は、蒸気混合物を用いて基板を洗浄し、残留物を残すことなく、またはＨＡＲ構造の崩壊を引き起こすことなく金属汚染物を除去する。以下にさらに説明されるように、蒸気混合物は、金属を揮発性金属化合物に変換する。

【0032】

いくつかの例において、蒸気混合物は金属キレート蒸気を含む。いくつかの例において、金属キレート蒸気は、β－ジケトン類およびその誘導体からなる群より選択される。β－ジケトン類の例は、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、トリフルオロアセチルアセトン（ｔｆａ）、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａｃＨ）、ピバロイルトリフルオロアセトン、テトラメチルヘプタンジオン、およびヘプタフルオロ－ジメチルオクタンジオン（ｆｏｄ）を含む。他の例では、金属キレート蒸気は、トリフルオロ酢酸（Ｃ₂ＨＦ₃Ｏ₂）およびエチレンジアミンを含む。β－ジケトン類誘導体の例は、ハロゲン化誘導体（例えば、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトンなどのフッ素化誘導体）を含む。

【0033】

ｈｆａｃＨなどのいくつかの金属キレート蒸気は、ステンレス鋼などの金属に反応性を有する。いくつかの例では、金属キレート蒸気に曝される基板洗浄システムの表面は、非金属材料製である、または非金属被覆が施されている。例えば、処理チャンバ内に位置する全ての部品は、非金属材料製であってよい、または、金属含有部品の露出面は、テフロン（登録商標）、炭化シリコン、シリコン、または他の適した被覆剤などの非金属被覆が施される。

【0034】

いくつかの例において、基板は洗浄中に、５０℃よりも高く５００℃よりも低い既定温度に加熱される。いくつかの例では、基板は洗浄中に、５０℃よりも高く３００℃よりも低い既定温度に加熱される。いくつかの例において、基板を加熱するのにヒータが用いられる。いくつかの例では、ヒータは処理チャンバの外側で透視窓に隣接して設置され、必要に応じて発光ダイオード（ＬＥＤ）ヒータを備える。いくつかの例では、ヒータは処理チャンバの内側に設置され、必要に応じて区分けされる。いくつかの例において、チャンバ圧は洗浄中に、０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの既定圧力に制御される。

【0035】

いくつかの例において、蒸気混合物はさらに、ハロゲン種を含む別の蒸気（フッ化水素（ＨＦ）蒸気、塩化水素（ＨＣｌ）蒸気、臭化水素（ＨＢｒ）蒸気、ヨウ化水素（ＨＩ）蒸気など）を含んでよい。ハロゲン種蒸気は一般に化学的に相溶性があるため、金属キレート蒸気と一緒に供給できる。しかし、金属キレート蒸気およびハロゲン種蒸気は、別々に処理チャンバに供給されうる、および／または、異なる期間に処理チャンバで用いられうる。

【0036】

いくつかの例において、基板は、オゾン（Ｏ₃）ガス、酸素分子（Ｏ₂）ガス、亜酸化窒素（ＮＯ）ガスなどの酸化ガスによって処理される。酸化ガスは、有機汚染物を除去するために用いられてよい。いくつかの例では、金属キレート蒸気および／またはハロゲン種蒸気の分解を防ぐために、酸化ガスは、蒸気混合物が処理チャンバに供給される前および後、もしくは処理チャンバで用いられる前および後に供給される。

【0037】

いくつかの例において、この洗浄システムおよび方法は、適した処理温度（＜３００℃）で揮発性金属化合物を形成するために、金属（金属酸化物または金属フッ化物の形であってもよい）と反応する蒸気を供給する。いくつかの例では、蒸気および金属化合物は、これらの処理温度では比較的安定している。いくつかの例では、洗浄プロセスはＳｉ系材料に選択的である。

【0038】

β－ジケトン類は、β－炭素位置（例えば、ａｃａｃ、ｔｆａ、ｈｆａｃＨ、およびｆｏｄ）にケトン基を含む。β－ジケトン類は主に、エノール体に存在する。β－ジケトン類は、揮発性金属キレート錯体を形成するために二座配位子として機能する。β－ジケトン類と遷移金属との錯体は、これらの金属のｄ軌道の有効性に由来する。金属ジケトネート類（特に、フッ化β－ジケトン類から形成されたもの）は、高蒸気圧を有する。

【0039】

ここで図１Ａから図１Ｃを参照すると、高アスペクト比（ＨＡＲ）フィーチャを有する基板１２０が示されている。図１Ａに示されるように、基板１２０は洗浄前、１または複数の下地層１２４および下地層１２６を備える。ＨＡＲフィーチャ１２２は、下地層１２４の上に間隔を開けて配置されている。基板１２０の露出層（図の参照番号１３４）は金属で汚染され、下流の処理を実施する前に洗浄する必要があるかもしれない。

【0040】

図１Ｂには、ウェット洗浄プロセスを用いて洗浄した後の基板１２０が示されている。図のように、ＨＡＲフィーチャ１２２のいくつかは、洗浄後にパターン崩壊（図の１６０）を起こす可能性がある。図１Ｃには、本明細書に記載の蒸気混合物（および、任意の酸化ガス混合物）を用いた洗浄後の基板１２０が示されている。露出層１３４は、ＨＡＲフィーチャ１２２のパターン崩壊を引き起こすことなく除去されている。理解されうるように、ＨＡＲフィーチャ１２２の洗浄が示されているが、他の種類の表面および／またはフィーチャの洗浄が実施されてもよい。

【0041】

次に図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、基板を洗浄するための基板処理システム２００が示されている。図２Ａにおいて、基板処理システム２００は、上面２１４、底面２１６、および側壁２１８を有する処理チャンバ２１０を備える。基板２２２は蒸気洗浄の間、処理チャンバ２１０の内側に配置されている。いくつかの例では、基板２２２は、その径方向外縁を支持する支持体２２４に配置されてよい。窓２２６は、処理チャンバの一面に沿って、基板２２２の一面に隣接して配置されている。いくつかの例では、窓２２６は必要に応じて透明である。いくつかの例では、窓２２６は石英製である。いくつかの例では、処理チャンバ２１０の内部に位置し、金属キレート蒸気に曝される部品の露出面は、非金属材料製である。いくつかの例では、これらの部品は、非金属材料製であるか、金属製であって非金属被覆材料（テフロン、シリコン、または炭化シリコンなど）で被覆されている。

【0042】

シャワーヘッド２３０は、ガスプレナム２３４およびスルーホール２３８を備える。蒸気混合物はガスプレナム２３４に流れ、スルーホール２３８によって分配される。ヒータ２４０は、処理チャンバ２１０の内側または外側に配置される。ヒータ２４０は、処理のために基板２２２を所望温度に加熱する。例えば、静電チャック、台座、または機械式チャックなどの加熱基板支持体が処理チャンバ２１０の内側に配置される。あるいは、処理チャンバ２１０の外側に、赤外線ヒータ、レーザ、フラッシュランプ、ＬＥＤヒータ、または他の種類の光ヒータが配置され、窓２２６が用いられうる。

【0043】

シャワーヘッド２３０に１つ以上のガスを供給するために、ガス供給システム２５０が用いられてよい。例えばガス供給システム２５０は、キャリアガス、不活性ガス、酸化ガスなどを供給するために用いられてよい。ガス供給システム２５０は、ガス源２５２－１、２５２－２、・・・、および２５２－Ｎ（総称して、ガス源２５２）、弁２５４－１、２５４－２、・・・、および２５４－Ｎ（総称して、弁２５４）、ならびにマスフローコントローラ２５６－１、２５６－２、・・・、および２５６－Ｎ（総称して、マスフローコントローラ２５２）を備える。マニホールド２６０は、マスフローコントローラ２５２の出力を受信する。マニホールド２６０は、シャワーヘッド２３０に接続されている。

【0044】

蒸気源２６０－１、２６０－２、および２６０－Ｖ（総称して、蒸気源２６０）は、弁２６２－１、２６２－２、および２６２－Ｖを介してシャワーヘッド２３０に蒸気を供給する。いくつかの例では、蒸気源２６０は、アンプル、バブラ、または他の蒸気発生器を備える。

【0045】

弁２７０およびポンプ２７２は、処理チャンバ２１０から反応物を除去するために、および／または、処理チャンバ２１０内の圧力を制御するために用いられてよい。

【0046】

コントローラ２８０は、ガス供給システム２５０からのガス供給のタイミング、ヒータ２４０による基板２２２の加熱、蒸気源２６０からの蒸気混合物の供給、処理チャンバ２１０内の圧力の調節（例えば、圧力センサ２８１からのフィードバックによって）、および／または、パージもしくは排気による反応物の除去、を制御するために用いられてよい。

【0047】

理解されうるように、蒸気混合物が１つ以上の蒸気を含むときは、蒸気混合物は供給前に混合され、それから処理チャンバに供給されうる。あるいは、蒸気混合物の蒸気は個々に供給され、チャンバ内で混合されうる。他の例では、蒸気は処理チャンバに別々に供給され、混合されない。いくつかの例では、酸化ガス混合物は、金属キレート蒸気混合物と別々に供給される。

【0048】

図２Ｂにおいて、ヒータ２９０は、処理チャンバ２１０の内側に設置されうる。ヒータ２９０は、単一ゾーンまたは複数ゾーンを備えうる。いくつかの例では、本明細書に記載のように、ヒータ２９０は非金属材料製である、または非金属材料で被覆された金属材料製である。ヒータ２９０は、冷媒流路２９４、および／または、熱制御素子（ＴＣＥ）、抵抗発熱体、ペルチェヒータなどの埋設ヒータを備えうる。

【0049】

次に図３を参照すると、蒸気を用いて基板を洗浄するための方法３００が示されている。３１０において、基板は処理チャンバ内に配置される。３１４において、チャンバ圧は既定圧力範囲の圧力に設定される。３１８において、基板は既定温度範囲の温度に加熱される。３２２において、金属キレート蒸気を含む蒸気混合物は、第１の期間に処理チャンバに供給される。いくつかの例では、ハロゲン種蒸気が金属キレート蒸気と共に、または別々に供給される。３２４において、第１の期間後に、パージまたは排気によって反応物が処理チャンバから除去される。

【0050】

３２６において、第２の期間に、酸化ガスを含むガス混合物が処理チャンバに供給される。３２８において、第２の期間後に、パージまたは排気によって反応物が処理チャンバから除去される。

【0051】

３３０において、処理チャンバから基板が取り出される。３３２においてこの方法は、別の基板が処理されるべきかどうかを決定する。３３２が真である場合は、この方法は３１０に戻る。そうでなければ、この方法は終了する。

【0052】

前述は本質的に単なる説明であり、本開示、その用途、または使用を限定する意図は一切ない。本開示の広義の教示は、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、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更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はない。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と上述されているが、本開示の実施形態に関して説明されたそれらの特徴の任意の１つ以上は、他の実施形態において実施されうる、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場合でも）実施されうる。つまり、記載の実施形態は互いに排他的でなく、１つ以上の実施形態の相互の並べ替えは、本開示の範囲内に留まる。

【0053】

要素間（例えば、モジュール間、回路素子間、半導体層間など）の空間的関係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。上記の開示で第１要素と第２要素との関係が説明されるときは、「直接的」であると明記されない限り、その関係は、第１要素と第２要素との間に他の介在要素が存在しない直接的関係でありうるが、同時に、第１要素と第２要素との間に１つ以上の介在要素が（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。本明細書で用いられる、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ＯＲを用いる論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ 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。

【0054】

いくつかの実施形態では、コントローラは、上述の例の一部でありうるシステムの一部である。かかるシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および／または、特定の処理部品（ウエハ台座、ガス流システムなど）を備える半導体処理装置を含みうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後の動作を制御するための電子機器と統合されてよい。これらの電子機器は「コントローラ」と呼ばれてよく、システムの様々な部品または副部品を制御してよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムの種類に応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置動作設定、ツールおよび他の搬送ツールに対するウエハ搬入出、ならびに／または、特定のシステムに接続もしくは結合されたロードロックに対するウエハ搬入出を含む、本明細書に開示されたあらゆるプロセスを制御するようにプログラムされてよい。

【0055】

概してコントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェア形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（または、プログラムファイル）の形式でコントローラに伝達される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上でもしくは半導体ウエハ向けに、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ウエハダイの製造時における１つ以上の処理工程を実現するために、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。

【0056】

いくつかの実施形態では、コントローラは、システムと統合もしくは結合された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、もしくはこれらが組み合わされたコンピュータの一部であってよい、またはそのコンピュータに結合されてよい。例えばコントローラは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にする「クラウド」内にあってよい、またはファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部であってよい。コンピュータはシステムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の進捗状況を監視し、過去の製造動作の経歴を調査し、複数の製造動作から傾向または実施の基準を調査して、現行の処理のパラメータを変更し、現行の処理に続く処理工程を設定し、または、新しいプロセスを開始してよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含みうるネットワークを通じて、プロセスレシピをシステムに提供できる。リモートコンピュータは、次にリモートコンピュータからシステムに伝達されるパラメータおよび／もしくは設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含んでよい。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実施される各処理工程のパラメータを特定するデータ形式の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスの種類、および、コントローラが接続するまたは制御するように構成されたツールの種類に固有であってよいことを理解されたい。よって、上述のようにコントローラは、例えば互いにネットワーク接続する１つ以上の別々のコントローラを含むことと、本明細書に記載のプロセスや制御などの共通の目的に向けて協働することとによって分散されてよい。かかる目的で分散されたコントローラの例は、遠隔に（例えば、プラットフォームレベルで、または、リモートコンピュータの一部として）設置され、協働してチャンバにおけるプロセスを制御する１つ以上の集積回路と連通する、チャンバ上の１つ以上の集積回路だろう。

【0057】

制限するのではなく、例示のシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはプラズマエッチングモジュール、堆積チャンバまたは堆積モジュール、スピンリンスチャンバまたはスピンリンスモジュール、金属めっきチャンバまたは金属めっきモジュール、洗浄チャンバまたは洗浄モジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはベベルエッジエッチングモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはＰＶＤモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはＣＶＤモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはＡＬＤモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはＡＬＥモジュール、イオン注入チャンバまたはイオン注入モジュール、トラックチャンバまたはトラックモジュール、ならびに、半導体ウエハの製作および／もしくは製造において関連もしくは使用しうる他の半導体処理システムを含んでよい。

【0058】

上記のように、コントローラは、ツールによって実施される処理工程に応じて、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および／もしくはロードポートに対してウエハ容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの１つ以上と連通してよい。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-02-24

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を洗浄するための方法であって、
前記基板を処理チャンバ内に配置し、
前記処理チャンバの圧力を既定圧力範囲に制御し、
前記処理チャンバの温度を既定温度範囲に制御し、
前記基板の表面から金属汚染物を除去するために、第１の期間に金属キレート蒸気を含む蒸気混合物を供給し、
前記第１の期間後に、前記処理チャンバから反応物を除去し、
第２の期間に、前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給し、
前記第２の期間後に、前記処理チャンバから反応物を除去すること、
を備える、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記処理チャンバ内に位置する部品は、非金属材料製、および／または、
前記処理チャンバ内に位置する前記部品の露出面は、非金属被覆が施されている、
うちの少なくともいずれか一方である、方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法であって、
前記金属キレート蒸気は、β－ジケトン類およびβ－ジケトン類誘導体を含む、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、
前記金属キレート蒸気は、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、トリフルオロアセチルアセトン（ｔｆａ）、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａｃＨ）、ピバロイルトリフルオロアセトン、テトラメチルヘプタンジオン、およびヘプタフルオロ－ジメチルオクタンジオン（ｆｏｄ）からなる群より選択される、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
前記金属キレート蒸気は、トリフルオロ酢酸およびエチレンジアミンを含む、方法。

【請求項6】

請求項３に記載の方法であって、
前記蒸気混合物は、さらに、ハロゲン化水素を含む蒸気を含む、方法。

【請求項7】

請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記処理チャンバに前記蒸気混合物を供給する前に、第２の期間に前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給し、
前記第２の期間後に、前記処理チャンバから反応物を除去すること、
を備える、方法。

【請求項8】

請求項１に記載の方法であって、
前記既定圧力範囲は、０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒである、方法。

【請求項9】

請求項１に記載の方法であって、
前記既定温度は、５０℃から３００℃である、方法。

【請求項10】

基板を洗浄するための基板処理システムであって、
非金属材料製、および／または、非金属材料で被覆されている、うちの少なくともいずれか一方の、上面、底面、ならびに側壁を有する処理チャンバと、
基板を支持するための基板支持体と、
前記基板を既定範囲の温度に加熱するためのヒータと、
前記基板の表面から金属汚染物を除去するために、第１の期間に金属キレート蒸気を含む蒸気混合物を前記処理チャンバに供給するための蒸気供給システムと、
前記第１の期間後に、第２の期間に前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給するためのガス供給システムと、
を備える、基板処理システム。

【請求項11】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記金属キレート蒸気は、β－ジケトン類およびβ－ジケトン類誘導体を含む、基板処理システム。

【請求項12】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記金属キレート蒸気は、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、トリフルオロアセチルアセトン（ｔｆａ）、ピバロイルトリフルオロアセトン、テトラメチルヘプタンジオン、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａｃＨ）、およびヘプタフルオロ－ジメチルオクタンジオン（ｆｏｄ）を含む、基板処理システム。

【請求項13】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記金属キレート蒸気は、トリフルオロ酢酸およびエチレンジアミンを含む、基板処理システム。

【請求項14】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記蒸気混合物は、さらに、ハロゲン種を含む蒸気を含む、基板処理システム。

【請求項15】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、さらに、
第２の期間に前記処理チャンバに酸化ガス混合物を供給するためのガス供給システムであって、前記蒸気供給システムが前記蒸気混合物を供給する前に、前記処理チャンバに前記酸化ガス混合物を供給する、ガス供給システムを備える、基板処理システム。

【請求項16】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記処理チャンバは、０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの既定圧力範囲の圧力で維持される、基板処理システム。

【請求項17】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記既定温度は、５０℃から３００℃である、基板処理システム。

【請求項18】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記処理チャンバは、透視窓を備え、
前記ヒータは、前記処理チャンバの外側に前記透視窓に隣接して配置されている、基板処理システム。

【請求項19】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記ヒータは、複数の発光ダイオードを備える、基板処理システム。

【請求項20】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記ヒータは、前記処理チャンバの内側に配置され、
前記ヒータの露出面は、非金属材料製であり、または、非金属被覆が施され、
前記ヒータは、埋設ヒータおよび冷媒流路の少なくともいずれかを備える、基板処理システム。

【国際調査報告】