(57)【要約】【課題】集積回路、特に、不揮発性メモリデバイスを使用する集積回路において、その製造の間に蓄積電荷を低減するための改善された方法を提供する。【解決手段】本発明に係る方法は、集積回路１１６の製造の間に蓄積電荷を光学的に除去するための方法であって、広帯域放射源１１８からの広帯域放射パターンを、処理室１１２に配置された集積回路１１６に照射することを含む。広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことが好ましい。これによって、集積回路の製造の間に発生する蓄積電荷を効果的に除去することができる。
2005512324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路の製造中に蓄積電荷を除去するための方法であって、
広帯域放射パターンを、集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を低減するために有効な強度および照射時間で当該集積回路に照射することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記集積回路は、浮遊ゲート構造体を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２８０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２５０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記広帯域放射パターンは、マイクロ波駆動式無電極電球から発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記浮遊ゲート構造体は、浮遊ゲート電極、導電性ゲート電極、および前記浮遊ゲート電極と前記導電性ゲート電極との間に介在する絶縁膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ウエハを加熱することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記広帯域放射パターンを前記集積回路に照射することは、前記集積回路中に少なくとも１つの導電層を形成した後に実施することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
集積回路の製造中に浮遊ゲート電極上の蓄積電荷を低減する方法であって、
浮遊ゲート電極を含む集積回路を処理室に配置する工程と、
広帯域放射パターンを、浮遊ゲート電極上の蓄積電荷を低減するために有効な強度および照射時間で当該集積回路に照射する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記広帯域放射パターンを集積回路に照射する工程は、さらに、前記放射パターンが通過する雰囲気を不活性ガスでパージする工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、およびこれらの不活性ガスの少なくとも１つを含む組合せからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記広帯域放射パターンは、約１５ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記広帯域放射パターンは、マイクロ波駆動式無電極電球から発生することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記集積回路は、さらに、導電性ゲート電極、および前記浮遊ゲート電極と前記導電性ゲート電極との間に介在する絶縁膜を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
処理室と光学的に連通する放射源室を含む電荷消去用光学照射装置中の、約１８０ｎｍから約２００ｎｍの波長に対して波長吸収性の雰囲気を除去する方法であって、
前記放射源室を、パージ前の雰囲気によって吸収される波長に対してほぼ透明な不活性ガスでパージする工程と、
前記処理室を、パージ前の雰囲気によって吸収される波長に対してほぼ透明な不活性ガスでパージする工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、およびこれらの不活性ガスの少なくとも１つを含む組合せからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記波長吸収性の雰囲気は、空気を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、集積回路の製造方法および装置に関し、より詳しくは、集積回路デバイスの製造中に発生する蓄積電荷を光学的に除去または低減するための製造方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業分野において、不揮発性メモリ（non-volatile memory：ＮＶＭ）アレイを使用した多様な集積回路が提案または使用されている。一般に、不揮発性メモリアレイは、浮遊ゲート技術に基づいている。浮遊ゲート技術は、電荷を保存または除去できる導電性の浮遊ゲートに酸化膜または誘電体膜を通じて電荷を転送することに関する技術である。浮遊ゲート技術を使用した不揮発性メモリアレイの一例として、読出し、消去、および書込みすなわちプログラムが可能なＥＰＲＯＭ（erasable programmable read-only memory）が挙げられる。ＥＰＲＯＭでは、通常、浮遊ゲート型電界効果トランジスタが使用され、このトランジスタは浮遊ゲート上の電荷の有無に基づく二値状態を有する。データは、浮遊ゲートへの電荷、例えば電子の保存によって、不揮発性メモリデバイスに保存される。
【０００３】
多種多様なＥＰＲＯＭが市販されているが、従来、最も基本的な形態のＥＰＲＯＭは、電気的にプログラムされ、紫外線の照射によって消去されるものである。この種のＥＰＲＯＭは、通常、紫外線消去型ＥＰＲＯＭ（ultraviolet erasable programmable read-only memory：ＵＶＥＰＲＯＭ）と呼ばれる。ＵＶＥＰＲＯＭは、そのトランジスタに、ゲートに正電位をかけながらドレイン−ソース間に高電流を通電することによってプログラムすることができる。ゲート上の正電位によって、ドレインからソースへのチャネル電流から高エネルギー電子（ホットエレクトロン）が引き寄せられ、それらの電子は浮遊ゲートに飛躍または注入されて浮遊ゲート上に捕獲される。この技術に基づいたＵＶＥＰＲＯＭは、その電荷が光学的に消去されるように設計されており、これによって、再プログラムが必要な場合には、デバイスに紫外線を照射することによって、保存された電荷を消去することができる。
【０００４】
ＵＶＥＰＲＯＭの例を図１に示す。このデバイス１０には、ｎ型基板１６上に形成されたソース領域１２とドレイン領域１４が含まれる。ゲート酸化膜１８は、基板表面のソース領域１２とドレイン領域１４との間に形成されるチャネルの上に形成される。ｐ型ポリシリコン等からなる浮遊ゲート電極２０は、通常、ゲート酸化膜１８上に配置されている。ＵＶＥＰＲＯＭは、その電荷が光学的に消去されるように設計されているため、製造工程の間に発生する蓄積電荷は、その製造工程の間に紫外線を照射することによって除去することができる。
【０００５】
ＥＰＲＯＭの他の形態は、電気的に消去可能なＥＰＲＯＭであり、ＥＥＰＲＲＯＭ（electrically erasable programmable read-only memory）またはＥ２ＰＲＯＭと呼ばれる。ＥＥＰＲＯＭは、通常、ファウラー−ノルトハイム（Fowler-Nordheim）トンネリングとして知られる現象によって、電気的にプログラムおよび消去される。このデバイスは、動作時に光学的に消去されるようには設計されていない。その結果、集積回路の製造中に危険な電荷の蓄積が発生する可能性がある。
【０００６】
ＥＰＲＯＭのさらに別の形態は、フラッシュＥＰＲＯＭであり、このデバイスは、ホットエレクトロンを使用してプログラムされ、ファウラー−ノルトハイムトンネリング現象を使用して消去される。フラッシュＥＰＲＯＭは、一度にまたはバルクモードで消去することができ、アレイ中のすべてのセルまたはアレイの一部を、ファウラー−ノルトハイムトンネリングを使用して同時に消去することができる。フラッシュＥＰＲＯＭは、通常、フラッシュセルまたはフラッシュデバイスと呼ばれる。ＥＥＰＲＯＭと同様に、フラッシュＥＰＲＯＭデバイスの製造中に発生する蓄積電荷は、光学的に消去されるようには設計されていない。図２に示すように、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュＥＰＲＯＭは、通常、浮遊ゲート上に配置された導電性ゲート膜２２をさらに備えている。
【０００７】
集積回路の製造中に、ＥＰＲＯＭデバイスの浮遊ゲート上や集積回路の他の領域などに望ましくない蓄積電荷が発生することが知られている。この蓄積電荷によって、高電圧が発生し、蓄積電荷を除去または中和しない場合には、回路の電気的な損傷の原因となる。電荷の蓄積は、集積回路の製造において一般的な多くの製造工程の１つまたは複数で容易に発生し得る。例えば、電荷の蓄積は、アニール工程の間、金属のアッシングまたはエッチング工程の間、ヴィアおよびパッドの形成工程の後等で発生する。集積回路には、通常、３〜５層の導電性金属膜が使用されており、その製造工程には、電荷の蓄積の原因となり得る工程が約５〜７工程含まれるため、デバイスの製造中に蓄積電荷を消去することは重要である。
【０００８】
現在の集積回路製造工程において、特に、上述したＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを使用する集積回路では、その製造中に発生する蓄積電荷を消去することに努力が傾注されている。蓄積電荷を有効に消去するのに必要な電圧を印加するために、電気プローブを使用して一時的に回路に接続することができる。しかしながら、この方法は時間がかかり、大量生産のために実用的ではない。電気プローブの使用による消去時間は、通常、ウエハ当たり約１０分を超え、特定の回路設計によってはウエハ当たり１時間を超える場合もある。
【０００９】
従来、蓄積電荷は、集積回路への狭帯域放射源からの照射によっても除去されてきた。現在の電荷除去工程では、波長約２５４ｎｍ付近に狭帯域スペクトルを生成する有電極水銀ランプが使用されている。水銀ランプは高エネルギー光子を放出し、この高エネルギー光子は集積回路の積層構造を通じて伝播し、蓄積された電子または存在している他の電荷を励起する。これらの励起された電子は、それまで電子および他の電荷を閉じ込めていたエネルギー障壁を克服し、電子と正孔または集積回路内の正電荷との間で再結合が生じる。狭帯域ＵＶ光の照射によって、集積回路の他の領域上の電荷の移動性も増大する。
【００１０】
ＵＶＥＰＲＯＭでは、このタイプのデバイスが元来動作時における光学的消去用に構成されているため、狭帯域放射源からの照射によって電荷を除去することは有効であると考えられる。浮遊ゲート上に配置された酸化膜または誘電体膜は、水銀ランプから放射される波長約２５４ｎｍの狭帯域放射に対して透明である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、狭帯域放射源を使用した現在の方法は、浮遊ゲート電極上に導電性（例えば、金属）ゲート膜を含むデバイス（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等）、または、浮遊ゲート型メモリセル上に多くの金属配線層を含むデバイスのような他のタイプの集積回路デバイスにおける蓄積電荷の除去に対して有効ではない。図２に示すように、導電性ゲート膜２２の存在によって、下層の浮遊ゲート膜２０への入射放射光の到達が遮蔽され、その消去効率が大幅に低減する。その結果、現在の照射装置では、蓄積電荷を低減するために、長い照射時間（例えば、特定のＩＣ設計によっては約１〜２時間以上）を要する。
【００１２】
照射時間は、（他の要因と共に）光源の強度に直接的に依存する。照射装置に使用されている現在の光源の強度は、例えば、平均で１平方センチメートル当たり約３０ミリワット（３０ｍＷ／ｃｍ2）が限度であり、ランプが新品の場合、最大で約６０ｍＷ／ｃｍ2である。さらに、使用される狭帯域光源は、離散的な狭いスペクトル線からなる放射信号を生成し、各スペクトル線における総出力強度は低い。先行技術における光源の出力スペクトルは、ある程度変化させることはできるものの、それによって生じるスペクトル線は、約２５４ｎｍの主放射以外は、それほど大きなパワーまたは出力強度を有してない。
【００１３】
蓄積電荷を低減するために使用される現在の光源は、内部電極の使用を含む電球技術に基づいている。内部電極を使用する電球の強度は、電球の有効寿命に亘って顕著に悪化することが知られている。ユーザーは、交換費用を最小限に抑えるために、電球を交換する前に、その強度が新品の状態と比較して５０％程度低下するまで使用する場合が多い。その結果、時間の経過と共に電球が劣化するにしたがって、処理量の低下が生じる。先行技術における電球を使用することに由来する他の問題には、ランプの冷却時間が長い（最大で数時間）ことが含まれ、それによって、電球を交換するために、電球が冷却するための長い装置停止時間を要することが多い。加えて、この種の電球は、消灯後に再点灯する場合に高い故障率を示す。その結果、多くの集積回路製造業者は、通常、不使用時にも電球を消灯しないため、電球の動作寿命に深刻な影響を及ぼすと共に、その動作コストが増大する。
【００１４】
先行技術における光源を使用することの非効率性に加えて、現在の照射装置は比較的大きな設置面積を要する。さらに、この照射装置では、通常、装置内にウエハを手作業でロードする必要がある。この工程は、通常、製造工程において手作業での取扱いを要する残された唯一の工程である。手作業での取扱いは、ウエハの損壊または損傷（例えば、スクラッチ）が発生する可能性があり、必要な労働力投資が増大し、ウエハの汚染が生じる可能性があり、また、自動ウエハトラッキングを備えることが容易ではないため、著しく不利となる。
【００１５】
集積回路、特に、不揮発性メモリデバイスを使用する集積回路において、その製造中に蓄積電荷を低減するための改善された方法に対する要求があることは明らかである。高度な設計基準では、集積回路を製造するために使用されるパターンはさらに縮小されている。同時に、金属配線層がさらに追加され、その金属配線同士は、最小線幅と空間寸法も縮小されているため、互いに近接している。これらの結果、所定の狭帯域波長光をＩＣ構造に透過させて制御工程の間に発生する蓄積電荷を消去することは、より困難になってきている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本明細書には、集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を除去するための方法および装置が開示されている。
１つの態様では、集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を低減する方法は、広帯域放射パターンを、集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を低減するために有効な強度および照射時間で当該集積回路に照射することを含んでいる。
【００１７】
別の態様では、集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を低減する方法は、浮遊ゲート電極を含む集積回路を処理室に配置する工程と、広帯域放射パターンを、浮遊ゲート電極上の蓄積電荷を低減するために有効な強度および照射時間で当該集積回路に照射する工程とを含んでいる。
【００１８】
好ましくは、前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上述した特徴およびその他の特徴は、図面および以下の詳細な説明によって例示される。なお、図面を参照する際に、同様の構成要素には同様の符号を使用する。
【００２０】
集積回路の製造中に蓄積電荷を低減する方法は、その蓄積電荷を低減するために有効な強度および照射時間で、広帯域放射源から集積回路に照射することを含む。好適な実施形態では、この方法は、不揮発性メモリを使用する集積回路の製造中に使用される。この方法は、製造工程の様々な段階で実施することができるが、好ましくは、プラズマアッシングまたはエッチング工程の後、アニール工程、ヴィアおよびパッドの形成工程の後等のような、電荷の蓄積の原因となることが知られている工程の間に実施される。この方法は、好ましくは、少なくとも１つの導電層を形成した後に使用される。
【００２１】
理論によって限定することを意図するものではないが、上述した工程のような特定の工程は、電荷の蓄積の原因となることが知られている。導電性金属膜のパターン形成は、通常、プラズマを媒介とするエッチング工程を含み、この工程では、混合ガスがエネルギー源に曝されて絶縁破壊され、プラズマが発生する。プラズマには、励起原子、ラディカル、イオン、電子、および光子を含む反応性化学種が含まれている。これらの化学種は、それらの濃度およびエネルギーレベルに応じて、様々なレベルで集積回路内に電荷を蓄積する可能性がある。
【００２２】
本明細書において、「広帯域」放射源という用語は、約１０ナノメートル（ｎｍ）よりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの波長帯域を有する放射源を意味し、この半値全幅は、好ましくは約１５ｎｍよりも大きく、さらに好ましくは２０ｎｍよりも大きい。本明細書において、半値全幅（full-width half-maximum：ＦＷＨＭ）は、波長プロファイルがそのピークすなわち最大値の半分に低下した位置での波長プロファイルの幅として定義される。
【００２３】
図３に、集積回路の製造中に蓄積電荷を低減するのに適した例示的な照射装置１００を示す。照射装置１００は、通常、処理室１１２と放射源室１１３を含む。処理室１１２はチャック１１４を含み、このチャック上にはウエハ１１６が配置される。チャック１１４または処理室１１２については、処理中にウエハを加熱するための熱源（図示せず）を備えるように変更することも任意に選択できる。そのような加熱方法の一例は、加熱チャックである。照射装置１００は、さらに、放射源１１８、および放射源１１８とチャック１１４との間に配置されたプレート１２０を含む。導管１２２は、処理室１１２をパージするために処理室１１２と流体連通状態で配置され、処理室１１２内の圧力を調整すること等が実施される。照射装置１００は、ウエハ表面への均一な照射のために、マシュー（Matthews）等に付与された米国特許第４，８８５，０４７号に記載された構造的特徴のような他の特徴を備えていてもよく、この特許の全体は、参考として本明細書に含まれる。ウエハ表面に対して均一に照射することによって、不揮発性メモリアレイを有するウエハのすべての領域における蓄積電荷を確実に低減するために、過剰に照射する必要性が低減し、処理量が増大する。
【００２４】
プレート１２０は、処理中のウエハ１１６から放射源１１８を分離する機能を果す。有利なことに、プレート１２０の使用によって、放射源１１８からのウエハ１１６に対する粒子汚染がなくなり、放射源１１８を処理室１１２から分離して個別に操作することが可能となり、さらに、放射源と図示しないマイクロ波空洞（これが存在する場合）とを冷却するためのガスを使用することが可能となる。このプレートによって、光源の動作に干渉することなく、処理室での使用のために特別に選択された処理用ガスを使用することも可能となる。これによって、導管を放射源室１１３および処理室１１２と流体連通状態で配置することができ、この導管は、以下に詳述するように放射源室および処理室内の吸収性の雰囲気をパージするために使用される。
【００２５】
プレート１２０は、好ましくは、動作環境において劣化しない材料から形成される。好ましくは、プレート１２０は、蓄積電荷を低減するための所望の放射に対してほぼ透明な光学透過率を有する石英から形成される。材料が上記特性を有する限り、石英以外の材料を使用することもできる。例えば、電荷の消去のために、２２０ｎｍを下回る波長を有する放射をウエハに照射することが好ましい。このような石英材料の一例は、ニュージャージー州ウェストベルリン（West Berlin, NJ）のダイナシル・コーポレーション（Dynasil Corporation）から「Ｄｙｎａｓｉｌ  １０００」という商品名で市販されている。プレート１２０は、処理室１１２内に従来の取付け手段によって取付けられ、この手段には、適切なスペーサが含まれていてもよい。好ましくは、プレート１２０およびチャック１１４は円盤状をなし、処理されるウエハ１１６の形状と合同である。放射源１１８は、好ましくは２８０ｎｍよりも短い少なくとも１つの波長を有する広帯域放射パターンを放射し、この波長は、さらに好ましくは約１８０ｎｍから約２８０ｎｍ、さらに好ましくは約１８０ｎｍから約２５０ｎｍである。少なくとも１つの好適な波長は、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有し、この半値全幅は、さらに好ましくは２０ｎｍよりも大きい。
【００２６】
好適な実施形態では、放射源１１８は、マイクロ波駆動式無電極電球とセグメント化リフレクタを使用して、ウエハに対してほぼ均一な広帯域放射パターンを照射する。適切なマイクロ波駆動式無電極電球は、ウッド（Wood）等に付与され米国特許第５，５４１，４７５号に開示されている。特に良好に動作することが分かっているマイクロ波駆動方式無電極電球の例は、メリーランド州ロックビル（Rockville, Maryland）のアクセリス・テクノロジーズ社（Axcelis Technologies, Inc.）から「ＨＬ  Ｂｕｌｂ」（部品番号２０３６６２）という商品名で市販されている。図４に、この広帯域紫外線放射源によって生成されるスペクトルが示されており、２８０ｎｍの下側に強いスペクトル成分が存在することが分かる。
【００２７】
本方法には、処理室１１２にウエハ１１６をロードする工程と、放射源１１８によって放射される広帯域放射パターンをウエハ１１６に照射する工程が含まれる。好ましくは、処理室１１２は、自動化されたウエハ操作に対応するように構成されており、手作業によるウエハ１１６の取扱いを不要とするものである。好適な実施形態では、本方法には、１つまたは複数の不活性ガスで処理室１１２をパージして処理室１１２内の空気を除去する工程と、次いで、広帯域放射パターンをウエハ１１６に照射する工程が含まれる。処理から空気をパージするために適切な不活性ガスには、窒素、アルゴン、ヘリウム、およびこれらのガスの少なくとも１つを含む組合せ等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
空気には約２１％の酸素が含まれている。酸素は、約２００ｎｍよりも短い波長の放射を吸収して、反応生成物、とりわけオゾンを生成することが知られている。オゾンによる吸収は２５０ｎｍ付近から始まってそれ以下の波長にまで続くため、オゾンの生成によって波長吸収は悪化する。その結果、処理効率が低減する。ウエハ１１６に広帯域放射パターンを照射する前に処理室１１２および放射源室１１３をパージすることにより波長吸収が低減し、その結果処理効率が増大する。
【００２９】
集積回路に広帯域放射を照射することには多くの利点がある。例えば、干渉による強め合いおよび弱め合いが最小限に抑えられる。干渉は、集積回路中の個々の膜の膜厚が波長の整数倍または半整数倍である場合に発生し、より下側の層に透過する放射照度が高過ぎるかまたは低過ぎることの原因となり得る。単一波長を使用する狭帯域放射源では、干渉の作用によって、蓄積電荷を低減することに対するその波長の効果が大幅に制限されて低下する。これに対して、広帯域放射では、干渉による影響のない、すなわち、所定の膜厚での強め合いや弱め合いのない複数の波長からなる広帯域放射パターンを使用しているため、広帯域放射による干渉作用は最小化される。さらに、広帯域放射を使用することによって、様々なサイズの構造物に対して、広帯域放射中の種々の波長の少なくともいくつかは影を作らずにその構造物の回りに回折するため、通常メモリアレイが配置されている積層構造の底にまで確実に透過する。加えて、ウエハに対して比較的短い波長、すなわち２８０ｎｍよりも短い波長を照射することによって、処理効率が大幅に増大することが分かった。短波長では、より長い波長の場合よりも光子のエネルギーが高く、したがって、電荷に対してより大きなエネルギーを与えることができる。これによって、電荷（例えば、電子）は、その電荷の蓄積に特徴的なエネルギー障壁をより効果的に克服することができる。
【実施例】
【００３０】
本実施例では、「ＦＵＳＩＯＮ  ＰＳ３」照射装置により生成された広帯域放射パターンがウエハに照射された。この照射装置は「ＨＬ  Ｂｕｌｂ」を備えており、生成されたスペクトルパターンは、図４に示されている。「ＦＵＳＩＯＮ  ＰＳ３」照射装置は、メリーランド州ロックビル（Rockville, MD）のアクセリス・テクノロジーズ社（Axcelis Technologies, Inc.）から市販されている。各ウエハには、電気プローブによって事前に帯電状態にプログラムされた不揮発性メモリ（ＮＶＭ、またはフラッシュ）構造体を含むいくつかのダイが含まれている。不揮発性メモリ構造体は、２５０ｎｍ設計基準に基づいて浮遊ゲート電極上に配置された導電性ゲートを含む。マイクロ波回路中のマグネトロンに供給される電力は４５００ワット（Ｗ）、マイクロ波回路から電球への伝達効率は約６７％であった（すなわち、約３０００Ｗが電球に伝達された）。
【００３１】
種々のウエハセットに対して照射時間を変化させ、ゲート上の電荷を時間の関数としてプロットした。蓄積された電荷による電圧は、プログラムされた状態の値が“１”となるように規格化されている。許容限度は、許容可能な“消去”状態に関する製造業者の仕様に従って、規格化されたプログラム状態に対するパーセンテージとして予め設定されており、図５では上側の水平破線として示されている。図５は、不揮発性メモリの帯電状態を、広帯域放射源による照射時間の関数として示したグラフである。
【００３２】
この結果から明らかなように、不揮発性メモリ構造体に対して、保存された電荷の許容レベルまでの低減は１分未満で生じており、処理量と蓄積電荷の低減効率に関して大きな商用的利点があることが示された。また、照射時間の延長部分と、蓄積電荷の低減を許容限度内に維持することに対するその影響から分かるように、プロセスウインドウは安定している。すなわち、過剰照射または過剰消去は問題ではない。ここで、浮遊ゲートから光学的に帯電状態を完全に除去することはできないことに注意する必要がある。蓄積電荷をゼロに低減するには、電気プローブ等の使用による電気的入力を要する。しかし、このような低電圧レベルの帯電状態（図５に示す上限）は、“消去状態”、または、さらに詳細には“電気的消去状態”に対する“ＵＶ消去状態”として、許容可能である。前述したように、電気プローブの使用による蓄積電荷の低減は、時間がかかり過ぎるために生産上の実施に対して実用的ではない。
【００３３】
以上、本発明を例示的な実施形態を参照して説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更および構成要素のその同等物との置き換えが可能であることは理解されるであろう。例えば、ＥＥＰＲＯＭアレイを例として説明したが、本発明は、セル中で浮遊ゲートが使用されている他の不揮発性メモリアレイに対して同等の適切性をもって適用され、メモリ以外の集積回路または集積回路のメモリ以外の部分に対しても適用される。加えて、本発明の基本的範囲を逸脱することなく、本発明の教示に従った特定の状況または材料に適合するように多くの修正をすることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するための考え得る最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付された請求項の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、先行技術におけるＵＶＥＰＲＯＭデバイスを示す図である。
【図２】図２は、先行技術におけるＥＥＰＲＯＭデバイスを示す図である。
【図３】図３は、集積回路の製造中に蓄積電荷を消去するための例示的な照射装置を示す図である。
【図４】図４は、電荷の消去に使用するためのマイクロ波駆動式無電極電球の広帯域出力スペクトルを示すグラフである。
【図５】図５は、ＥＥＰＲＯＭデバイス中に保存された電荷を、広帯域放射源による照射時間の関数として示すグラフである。
【図１】
2005512324.tif 000003
【図２】
2005512324.tif 000004
【図３】
2005512324.tif 000005
【図４】
2005512324.tif 000006
【図５】
2005512324.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月6日(2004.8.6)
【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】
集積回路の製造中に蓄積電荷を除去するための方法であって、
広帯域放射パターンを、集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を低減するために有効な強度および照射時間で当該集積回路に照射することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記集積回路は、浮遊ゲート構造体を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２８０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２５０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記広帯域放射パターンは、マイクロ波駆動式無電極電球から発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記浮遊ゲート構造体は、浮遊ゲート電極、導電性ゲート電極、および前記浮遊ゲート電極と前記導電性ゲート電極との間に介在する絶縁膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ウエハを加熱することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記広帯域放射パターンを前記集積回路に照射することは、前記集積回路中に少なくとも１つの導電層を形成した後に実施することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
集積回路の製造中に浮遊ゲート電極上の蓄積電荷を低減する方法であって、
浮遊ゲート電極を含む集積回路を処理室に配置する工程と、
広帯域放射パターンを、浮遊ゲート電極上の蓄積電荷を低減するために有効な強度および照射時間で当該集積回路に照射する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記広帯域放射パターンを集積回路に照射する工程は、さらに、前記放射パターンが通過する雰囲気を不活性ガスでパージする工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、およびこれらの不活性ガスの少なくとも１つを含む組合せからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記広帯域放射パターンは、約１５ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記広帯域放射パターンは、マイクロ波駆動式無電極電球から発生することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記集積回路は、さらに、導電性ゲート電極、および前記浮遊ゲート電極と前記導電性ゲート電極との間に介在する絶縁膜を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
処理室と光学的に連通する放射源室を含む電荷消去用光学照射装置中の、約１８０ｎｍから約２００ｎｍの波長に対して波長吸収性の雰囲気を除去する方法であって、
前記放射源室を、パージ前の雰囲気によって吸収される波長に対してほぼ透明な不活性ガスでパージする工程と、
前記処理室を、パージ前の雰囲気によって吸収される波長に対してほぼ透明な不活性ガスでパージする工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、およびこれらの不活性ガスの少なくとも１つを含む組合せからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記波長吸収性の雰囲気は、空気を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を消去するための装置であって、
約１８０ｎｍから約２８０ｎｍの範囲の波長を含む広帯域放射パターンを放射するために適した光源を備える放射源室と、
支持体、不活性ガスが導通するガス吸気口、およびガス排気口を備える処理室と、
前記放射源室と前記処理室との間に介在しかつ約１８０ｎｍから約２８０ｎｍの波長を透過する透過プレートと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２３】
前記集積回路は、浮遊ゲート構造体を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約２８０ｎｍよりも短い波長を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記広帯域放射パターンは、約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２８０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
前記広帯域放射パターンは、約２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２５０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
前記光源は、マイクロ波駆動式無電極電球を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２９】
前記不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、およびこれらの不活性ガスの少なくとも１つを含む組合せからなるグループから選択されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項３０】
前記支持体または前記処理室は、処理中に基板の温度を上昇させるために適していることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項３１】
前記プレートは、石英から製造されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項３２】
前記処理室には空気が存在しないことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項３３】
集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を消去するための装置であって、
約１８０ｎｍから約２８０ｎｍの範囲の複数の波長を含みかつ少なくとも１つのピーク波長が約１０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する広帯域放射パターンを放射するマイクロ波駆動式無電極電球を備える放射源室と、
支持体、不活性ガスが導通するガス吸気口、およびガス排気口を備える処理室と、
前記放射源室と前記処理室との間に介在しかつ約１８０ｎｍから約２８０ｎｍの波長に対して透過的なプレートと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３４】
前記半値全幅は、２０ｎｍよりも大きいことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記広帯域放射パターンは、２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２５０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
集積回路の製造中に発生する蓄積電荷を消去するための装置であって、
約１９０ｎｍから約２４０ｎｍに渡るガウス型の広帯域放射パターンを放射するマイクロ波駆動式無電極電球を備える放射源室と、
支持体、不活性ガスが導通するガス吸気口、およびガス排気口を備える処理室と、
前記放射源室と前記処理室との間に介在しかつ前記広帯域放射パターンに対して透過的なプレートと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３７】
半値全幅は、２０ｎｍよりも大きいことを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記広帯域放射パターンは、２０ｎｍよりも大きな半値全幅を有する少なくとも１つの約１８０ｎｍから約２５０ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【国際調査報告】
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