(57)【要約】  プロセスチャンバ内での金属に対する選択性酸化を改良するための方法および装置が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のチャンバ壁によって画定される処理体積を有するプロセスチャンバ内に配置された基板の第１の表面を酸化する方法が、第１の表面を酸化するために基板を酸化ガスに露出させること；および、酸化ガスに基板を露出させながら、１つまたは複数のチャンバ壁の少なくとも１つを能動加熱して、１つまたは複数のチャンバ壁の温度を、少なくとも水の露点である第１の温度まで上昇させることを含むことがある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数のチャンバ壁によって画定される処理体積を有するプロセスチャンバ内に配置された基板の第１の表面を酸化する方法であって、
前記第１の表面を酸化するために前記基板を酸化ガスに露出させること、および
前記酸化ガスに前記基板を露出させながら、前記１つまたは複数のチャンバ壁の少なくとも１つを能動加熱して、前記１つまたは複数のチャンバ壁の温度を、少なくとも水の露点である第１の温度まで上昇させること
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の表面を酸化するために前記基板を前記酸化ガスに露出させることが、さらに、前記処理体積内部で、水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）の混合物を加熱して反応させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、
前記１つまたは複数のチャンバ壁の温度を前記第１の温度まで上昇させながら、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、または不活性ガスの少なくとも１つを含む第１のガスに前記１つまたは複数のチャンバ壁を露出させることを含み、前記第１の温度が、前記露点よりも約５℃〜約１０℃高い
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
さらに、
前記１つまたは複数のチャンバ壁の温度を前記第１の温度まで上昇させながら、前記基板の裏側に向けられたパイロメータが約７００℃〜約１０００℃の温度を読み取るように前記基板を加熱すること
を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の表面を酸化するために前記基板を前記酸化ガスに露出させることが、さらに、
前記酸化ガスと共に、前記基板を、水素（Ｈ２）を含む追加のガス、または窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）、もしくは不活性ガスの少なくとも１つと共に水素（Ｈ２）を含む追加のガスに露出させること
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記追加のガスが、約４：１よりも大きい前記酸化ガスに対する流量比で提供される請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記基板の前記第１の表面が非金属性であり、前記基板が、金属性である露出された第２の表面をさらに備え、前記第１の表面を酸化するために前記基板を前記酸化ガスに露出させることが、前記露出された第２の表面を実質的に酸化しないことをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項８】
さらに、
前記第１の表面を酸化した後に前記酸化ガスの流れを停止させること、および
その後、前記第１の温度よりも高い第２の温度まで前記１つまたは複数のチャンバ壁の温度を上昇させること
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、
前記１つまたは複数のチャンバ壁の温度を前記第２の温度まで上昇させながら、窒素（Ｎ２）を含む第２のガスに前記１つまたは複数のチャンバ壁を露出させること
を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、
前記１つまたは複数のチャンバ壁の温度を前記第２の温度まで受動的に上昇させるために、前記基板の裏側に向けられたパイロメータが約７００℃〜約１０００℃の温度を読み取るように前記基板を加熱すること
を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、
能動加熱される前記１つまたは複数のチャンバ壁の下に配置された前記プロセスチャンバの底壁の温度を独立して制御すること
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
基板を熱的に処理するための装置であって、
処理体積を画定する側壁を有し、前記処理体積内部に配置された基板支持体を有するチャンバと、
基板が前記基板支持体上に配置されたときに前記基板に熱エネルギーを提供するために、前記基板支持体に向かい合わせて配置された複数のランプを備える第１の熱源であって、前記複数のランプの前記エネルギー密度が、１平方センチメートル当たり約３０ワット〜１平方センチメートル当たり約８０ワットである第１の熱源と、
前記側壁に熱エネルギーを提供するために、前記側壁の少なくとも１つに結合された第２の熱源と
を備える装置。
【請求項１３】
前記第２の熱源が、
前記側壁を通して、または前記側壁に隣接して配置された本体を通して熱交換媒体を流すための導管を有する熱交換ループ、または
前記側壁内に配置された、または前記側壁に隣接して配置された１つまたは複数の抵抗加熱器
の１つまたは複数を備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
さらに、
前記ランプに隣接する前記プロセスチャンバの構成要素から熱を除去するために、前記ランプに隣接して通る導管を有する熱交換ループ、または
前記第２の熱源に結合された前記側壁から独立して、前記基板支持体の下に配置された前記チャンバの下側部分の温度を制御するために、前記基板支持体の下に配置された前記チャンバの前記下側部分を通過する、または前記下側部分に隣接して通る導管を有する熱交換ループ
の１つまたは複数を備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記チャンバが、さらに、
前記側壁を含み、円筒形の中央処理体積となるように前記処理体積を画定するベースリングと、
前記ベースリングの上端部から前記円筒形の中央処理体積を密封するために前記ベースリングに結合された上壁と、
前記ベースリングの側壁の下端部から前記円筒形の中央体積を密封するために前記ベースリングに結合された底壁とを備え、前記第１の熱源が、前記上壁の上に配置され、前記第２の熱源が、前記ベースリングに結合される
請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、基板処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造において、選択性酸化は、金属など他の材料の酸化を避けながら、シリコンや酸化ケイ素など特定の材料を標的にするために使用される。また、半導体デバイスの製造において、堆積されたフィルムまたは結晶格子の特性を変えるために高速熱処理（ＲＴＰ）が使用され、一般に、基板表面のアニーリング、ケイ素化、および酸化などのプロセスを含む。本発明者らは、水素と酸素を使用するＲＴＰプロセスでの金属に対する選択性酸化プロセスが、望ましくないことに、ＲＴＰチャンバ内部での水分の発生または復水をもたらすことがあることを発見している。本発明者らは、そのような水分が、プロセスチャンバ内部で半導体ウエハ上に汚染物質粒子を運ぶように作用することがあり、さらに、基板上での金属の望ましくない酸化を引き起こすことがあることをさらに観察している。
【０００３】
したがって、本発明者らは、金属に対する選択性酸化のための改良された方法および装置を提供している。
【発明の概要】
【０００４】
プロセスチャンバ内での金属に対する選択性酸化を改良するための方法および装置が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のチャンバ壁によって画定される処理体積を有するプロセスチャンバ内に配置された基板の第１の表面を酸化する方法が、第１の表面を酸化するために基板を酸化ガスに露出させること；および、酸化ガスに基板を露出させながら、１つまたは複数のチャンバ壁の少なくとも１つを能動加熱して、１つまたは複数のチャンバ壁の温度を、少なくとも水の露点である第１の温度まで上昇させることを含むことがある。
【０００５】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のチャンバ壁によって画定される処理体積を有するプロセスチャンバ内に配置された基板の第１の表面を酸化する方法が、１つまたは複数のチャンバ壁の温度を水の露点よりも高い第１の温度まで上昇させながら、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、または不活性ガスの少なくとも１つを含む第１のガスに１つまたは複数のチャンバ壁を露出させること；１つまたは複数のチャンバ壁が第１の温度に達したときまたは後に始まる第１の期間にわたって基板を酸化ガスに露出させて、第１の表面を選択的に酸化し、第１の期間中に、１つまたは複数のチャンバ壁が第１の温度から第２の温度に温度上昇し、第１の期間の残りでは、１つまたは複数のチャンバ壁が第１の温度よりも高く保たれること；第１の期間後に、酸化ガスの流れを停止させること；および、その後、第２の温度よりも高い第３の温度に１つまたは複数のチャンバ壁の温度を上昇させながら、窒素（Ｎ２）を含む第２のガスにチャンバ壁を露出させることを含むことがある。
【０００６】
いくつかの実施形態では、基板を熱的に処理するための装置が、処理体積を画定する側壁を有し、処理体積内部に配置された基板支持体を有するチャンバと；基板が基板支持体上に配置されたときに基板に熱エネルギーを提供するために、基板支持体に向かい合わせて配置された複数のランプを備える第１の熱源であって、複数のランプのエネルギー密度が、１平方センチメートル当たり約３０ワット〜１平方センチメートル当たり約８０ワットである第１の熱源と、側壁に熱エネルギーを提供するために、側壁に結合された第２の熱源を含むことがある。
【０００７】
本発明の他のさらなる実施形態を以下に述べる。
【０００８】
上で簡単に要約し、以下でより詳細に論じる本発明の実施形態は、添付図面に示される本発明の例示的実施形態を参照して理解することができる。しかし、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示し、したがって、本発明が他の同等に効果的な実施形態を含むこともあるので、添付図面を本発明の範囲の限定とみなすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のいくつかの実施形態による、プロセスチャンバ内で基板を酸化するための方法の流れ図である。
【図２】本発明のいくつかの実施形態による、プロセスチャンバ内で基板を酸化するための方法の流れ図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態に従って使用するためのサーマルリアクタの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
理解しやすくするために、可能であれば、図面に共通する同一の要素を表すために同一の参照番号を使用する。各図は、正確な縮尺では描かれておらず、見やすくするために簡略化されていることがある。一実施形態の要素および特徴は、さらなる記載がなくとも他の実施形態に有益に組み込むことができるものと考えられる。
【００１１】
プロセスチャンバ内での金属に対する選択性酸化を改良するための方法および装置が本明細書で提供される。図１は、本発明のいくつかの実施形態による、１つまたは複数のチャンバ壁によって画定される処理体積を有するプロセスチャンバ内に配置された基板の第１の表面を選択的に酸化する方法１００の流れ図を示す。本明細書では、選択性酸化プロセスに関連付けて説明するが、本発明による方法および装置は、プロセスチャンバ内部での水分の抑制が望まれることがある非選択性酸化プロセスまたは他のプロセスにも有用であることがある。
【００１２】
選択性酸化（例えば、基板上の構造またはデバイスのいくつかの部分の酸化）の必要性は、露出された金属または金属合金が存在するときに酸化プロセスが実施される必要があるときに生じることがある。そのような場合、酸化プロセスは、露出された金属／金属合金の異常な酸化なく実施される必要がある。論理デバイス、ＤＲＡＭデバイス、フラッシュデバイスなどの場合の選択性酸化の必要性は、典型的には、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、タングステン窒化ケイ素（ＷＳｉｘＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、窒化タンタル（ＴａＮ）などを含むゲート電極など金属ゲート電極が存在するときに、ゲートスタックエッチング後のゲート側壁再酸化プロセス中に生じる。しかし、本明細書で述べる方法および装置は、選択性酸化が望まれる他のプロセスでも使用することができる。
【００１３】
プロセスチャンバは、本明細書で提供される教示によって修正されたときに選択性酸化プロセスを実施するように構成される任意のタイプのプロセスチャンバでよい。修正に適したプロセスチャンバの例は、ＲＡＤＩＡＮＣＥ（登録商標）、ＲＡＤＩＡＮＣＥ（登録商標）ＰＬＵＳ、もしくはＶＡＮＴＡＧＥ（登録商標）プロセスチャンバの任意のもの、または高速熱処理（ＲＴＰ）などの熱処理を実施することが可能な任意の他のプロセスチャンバを含み、すべて、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．（米国カリフォルニア州サンタクララ）から市販されている。他の製造業者から市販されているものなど他の適切なプロセスチャンバも、本明細書で提供される教示に従って修正して使用することができる。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、図３に関して以下に述べるプロセスチャンバと同様でよい。
【００１４】
方法１００は、一般にステップ１０２から始まり、基板の第１の表面を酸化ガスに露出させて、基板の第１の表面を酸化する。第１の表面は、基板上の非金属含有層であり、基板は、結晶シリコン（例えば、Ｓｉ＜１００＞またはＳｉ＜１１１＞）、酸化ケイ素、ストレインドシリコン、シリコンゲルマニウム、ドープされたまたはドープされていない多結晶シリコン、ドープされたまたはドープされていないシリコンウエハ、パターン形成されたまたはパターン形成されていないウエハ、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素ドープされた酸化ケイ素、窒化ケイ素、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガラス、サファイアなどの材料を含むことがある。いくつかの実施形態では、酸化プロセスは、選択性酸化プロセスでよく、基板は、露出された金属表面をさらに備える。例えば、いくつかの実施形態では、基板の第１の表面は非金属性でよく、基板は、金属性である露出された第２の表面をさらに備えることがあり、第１の表面と第２の表面は、露出された第２の表面を実質的に酸化せずに第１の表面を酸化するように、酸化ガスに露出されることがある。
【００１５】
いくつかの実施形態では、酸化プロセスは、酸素（Ｏ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）、またはそれらの組合せを含む酸化ガスを利用することがある。いくつかの実施形態では、酸化ガスは、水素（Ｈ２）を含む追加のガスをさらに含むことがある。いくつかの実施形態では、酸化ガスは、水素（Ｈ２）と、窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）、または不活性ガスの少なくとも１つとを含む第１のガスをさらに含むことがある。いくつかの実施形態では、酸化ガスは、酸素（Ｏ２）と水素（Ｈ２）を含む。いくつかの実施形態では、酸化ガスは、少なくとも８５％の水素（Ｈ２）を含むことがあり、残部は、主に、または実質的に酸素（Ｏ２）のみである。酸化ガスは、例えば基板／チャンバサイズ、基板の材料、酸化ガス組成などの１つまたは複数に応じて、任意の適切な流量で流すことができる。いくつかの実施形態では、酸化ガスは、約１００００〜約２００００ｓｃｃｍの範囲内の総流量で提供することができる。いくつかの実施形態では、酸化ガスは、約４５０〜約５３０Ｔｏｒｒの圧力でプロセスチャンバを維持しながら提供されるが、より高い圧力およびより低い圧力が提供されることもある。
【００１６】
本発明者らは、水素と酸素を使用する酸化プロセスが、望ましくないことに、プロセスチャンバ内部で水分を発生することがあることを発見している。望ましくないことに、水分は、基板の表面上に汚染物質粒子を運ぶことがあり、また、望ましくないことに、基板の金属成分を酸化することもある。理論に拘束されることを望まずに、本発明者らは、この問題は、チャンバの壁の温度がプロセスチャンバの処理体積内の水に関する露点未満であることに起因し得ると考える。本発明者らは、従来の酸化チャンバ内のチャンバ壁は、酸化プロセス中に受動加熱されることがあるものの、十分な温度まで加熱されず、また、プロセスチャンバ内部での水分発生をなくすまたは減少するのに十分なほど速い速度では温度上昇しないことを観察している。例えば、基板に熱を供給するために基板の上方に位置決めされたランプアセンブリを有するプロセスチャンバにおいて、ランプアセンブリがチャンバ壁を間接的に加熱することもあり、および／または基板から放射する熱がチャンバ壁を加熱することもある。しかし、本発明者らは、この間接または受動加熱が、チャンバ壁の温度を、プロセスチャンバ内での水分発生を阻止するレベルまで適切には上昇させないことを観察している。
【００１７】
本発明者らは、少なくとも水の露点に等しい温度までチャンバ壁を能動加熱して、プロセスチャンバ内部での水分発生を有利に阻止することができることを発見している。さらに、本発明者らは、プロセスチャンバ内部での水分の発生を最小限にすることが、さらに有利には、基板上の金属の望ましくない酸化を含めた基板上の汚染物質粒子を減少させることを発見している。したがって、ステップ１０４で、酸化ガスに基板を露出させながら、チャンバ壁の少なくとも１つを能動加熱して、そのチャンバ壁の温度を少なくとも水の露点まで上昇させる。
【００１８】
本明細書で使用するとき、「能動加熱」または「能動加熱する」は、チャンバ壁内部に配置された、またはチャンバ壁に結合された熱交換器や熱ジャケットなどの加熱装置によって、プロセスチャンバの壁の温度を上昇させるために熱またはエネルギーを直接印加することを意味し、加熱装置は、例えば伝熱媒体、抵抗加熱器、放射加熱ランプなどを使用して、チャンバ壁を取り囲んで加熱する。チャンバ壁を能動加熱することは、有利には、上述した間接加熱よりも速くチャンバ壁の温度を露点まで上昇させることを容易にする。また、チャンバ壁の能動加熱は、良く制御することができるので、壁を加熱するために受動的な方法に依拠するのに比べて、より再現性の高いプロセスステップ前のチャンバ壁温度を提供することもできる。例えば、いくつかの実施形態では、熱電対または他の適切なセンサなどのセンサ（例えばセンサ３１２）を提供して、チャンバ壁の温度を示すことができる。センサは、チャンバ壁の内面の温度に直接対応するデータを提供することがあり、または、センサは、チャンバ壁の外面の温度に対応するデータを提供することがあり、そこから、チャンバ内壁温度を求めることができる。センサからの温度データをコントローラ（例えばコントローラ３０２）に提供して、（例えばフィードバックループとして構成された）チャンバ壁の能動加熱に対する制御を容易にすることができる。
【００１９】
酸化ガスの流れは、プロセスが完了するまで、所望の期間にわたって継続することができる。酸化プロセスの完了後、ステップ１０６に示されるように、基板への酸化ガスの流れが停止される。望まれる場合には、基板をさらに処理することもできる。
【００２０】
任意選択で、いくつかの実施形態では、水素、窒素、または不活性ガス、例えばアルゴンの少なくとも１つを含む第１のガスにプロセスチャンバを露出させることができ、その後、酸素ガスに基板を露出させる。いくつかの実施形態では、第１のガスは、水素（Ｈ２）である。例えば、いくつかの実施形態では、酸化性ガスは、酸素（Ｏ２）と水素（Ｈ２）の混合物でよく、最初に第１のガスとして水素（Ｈ２）が提供されることがあり、その後、酸素（Ｏ２）が導入されて、酸化性ガス混合物の流れを開始する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、例えば加熱ランプからのエネルギーで基板を照射することによって基板を加熱しながら、第１のガスがプロセスチャンバに導入される。いくつかの実施形態では、基板に提供されるエネルギーは、酸化プロセス中に提供されるエネルギーにほぼ等しい。いくつかの実施形態では、基板に提供されるエネルギーは、基板の裏側に向けられたパイロメータ（例えばパイロメータ３１８）が約７００℃〜約１０００℃の温度を読み取るのに十分なものである。熱エネルギーを提供しながら第１のガスを提供することは、チャンバ壁の温度を、露点温度よりも約５℃〜約１０℃高い第１の温度までより急速に上昇させることを容易にすることができる。本発明者らは、熱エネルギーを提供しながら第１のガスを提供することが、さらに有利には、プロセス熱源および／または基板に対して遮蔽されている、またはより遠隔に配置されているスリットバルブ開口または他の構成要素など、典型的には受動加熱から保護されるチャンバのいくつかの部分の加熱を容易にし、それにより、そのような構成要素上での水分発生をさらに減少させることを観察している。いくつかの実施形態では、第１のガスが提供されると同時にチャンバ壁が能動加熱されることがある。いくつかの実施形態では、基板が加熱されると同時に約１５秒にわたってプロセスチャンバが第１のガスに露出されるが、他の期間が使用されることもある。いくつかの実施形態では、第１のガスは、約１０ｓｌｍ〜約２０ｓｌｍの流量範囲で提供される。本発明者らは、チャンバ壁の能動加熱と共に、熱エネルギーを提供しながら第１のガスを提供することが、さらに有利には、金属に対する酸化プロセスの選択性を改良することを発見している。
【００２２】
本発明による方法の他の変形形態を使用することもできる。例えば、図２は、本発明のいくつかの実施形態による、１つまたは複数のチャンバ壁によって画定される処理体積を有するプロセスチャンバ内に配置された基板の第１の表面を選択的に酸化する方法２００の流れ図を示す。基板の第１の表面、基板、およびプロセスチャンバに関する詳細は、図１に関して上で述べた。
【００２３】
方法２００は、ステップ２０２から始まり、水素、窒素、または不活性ガス、例えばアルゴンの少なくとも１つを含む第１のガスにプロセスチャンバのチャンバ壁を露出させる。第１のガスは、基板の裏側に向けられたパイロメータが約７００℃〜約１０００℃の温度を読み取るように基板を加熱しながら、プロセスチャンバに導入される。基板を加熱しながら第１のガスを提供することは、チャンバ壁の温度を、露点温度よりも約５℃〜約１０℃高い第１の温度まで上昇させるのに十分な期間にわたって実施されることがある。
【００２４】
次に、ステップ２０４で、第１の期間にわたって基板の第１の表面を選択的に酸化するために、基板が酸化ガスに露出される。酸化ガスは、図１に関して上述した任意の酸化ガスでよい。第１の期間は、チャンバ壁が第１の温度に達したときに始まる。第１の期間中、チャンバ壁は、第１の温度から第２の温度に上昇する。チャンバ壁の温度は、第１の期間の残りでは、第１の温度よりも高いままである。選択性酸化プロセスが完了すると、第１の期間は終了する。
【００２５】
次に、ステップ２０６で、第１の期間後に、プロセスチャンバへの酸化ガスの流れが停止され、ステップ２０８で、その後、窒素（Ｎ２）、不活性ガス、または水素（Ｈ２）の１つまたは複数を含む第２のガスにチャンバ壁が露出される。いくつかの実施形態では、第２のガスは、窒素（Ｎ２）である。第２のガスは、第２の温度よりも高い第３の温度にチャンバ壁の温度を上昇させながら導入される。例えば、チャンバ壁の温度は、例えば基板に向けられたランプを使用してプロセスチャンバの処理体積に熱を提供することによって上昇させることができる。ランプは、酸化プロセス中に基板に熱を提供するために使用されるランプでよく、例えば、基板の裏側に向けられたパイロメータが約７００℃〜約１０００℃の温度を読み取るように基板を加熱するのに十分なものでよい。本発明者らは、上述したように酸化後に第２のガスへの露出を行い、引き続きチャンバ壁を加熱することが、チャンバ壁上での水分発生をさらに減少させ、基板上の粒子をさらに減少させることを発見している。さらに、本発明者らは、上述したように酸化後に第２のガスへの露出を行い、引き続きチャンバ壁を加熱することが、金属に対する酸化プロセスの選択性をさらに改良することを発見している。
【００２６】
図３は、本発明のいくつかの実施形態に従って使用するためのサーマルリアクタの概略側面図を示す。熱処理チャンバ３００は、一般に、ランプアセンブリ３１０と、処理体積３３９を画定するチャンバアセンブリ３３０と、処理体積３３９内に配置された基板支持体３３８とを備える。
【００２７】
ランプアセンブリ３１０（例えば第１の熱源）は、チャンバアセンブリ３３０の上に位置決めされ、チャンバアセンブリ３３０上に配置された水晶窓３１４を通して処理体積３３９に熱を供給するように構成される。ランプアセンブリ３１０は、プロセス加熱源を収納するように構成され、プロセス加熱源は、例えば、基板支持体３３８上に配置された基板３０１に、調整された赤外線加熱手段を提供するための複数のタングステンハロゲンランプである。いくつかの実施形態では、複数のランプが、１平方センチメートル当たり約３０ワット〜１平方センチメートル当たり約８０ワットのエネルギー密度を有する。１つまたは複数のパイロメータ（図示される１つのパイロメータ３１８）が、基板３０１の下に配置されることがあり、基板３０１の裏側に照準されて、基板の温度に対応するデータを提供する。１つまたは複数のパイロメータからのデータは、コントローラ（例えばコントローラ３０２）に提供されることがあり、プロセス加熱源に対するフィードバック制御を容易にし、本明細書で述べる方法を容易化するために使用される。
【００２８】
チャンバアセンブリ３３０は、一般に、水晶窓３１４および底壁３１６と共に処理体積３３９を画定する１つまたは複数のチャンバ壁を有するベースリング３４０を備える。本明細書では用語「リング」を使用するが、ベースリング３４０は、円形である必要はなく、他の形状も企図される。ベースリング３４０は、１つまたは複数のプロセスガス（例えば、上述した酸化ガス、第１のガス、および／または第２のガス）を処理体積３３９に提供するために、ガス源３３５に結合された入口３３１を有することがある。ベースリング３４０の入口３３１とは反対側に設けられた出口３３４は、ポンプシステム３３６と流体連絡する排気アセンブリ３２４に結合される。排気アセンブリ３２４は、排気体積３２５を画定し、排気体積３２５は、出口３３４を介して処理体積３３９と流体連絡する。排気体積３２５は、処理体積３３９にわたる均一なガス流分布を可能にするように設計される。
【００２９】
いくつかの実施形態では、加熱装置が提供されて、少なくとも部分的にチャンバ壁（例えば第２の熱源）内部に配置される、またはチャンバ壁に結合されることがある。例えば、いくつかの実施形態では、第１の熱交換器３５５がベースリング３４０に結合されて、ベースリング３４０内に配置された１つまたは複数の導管３２６を通して熱交換流体を循環させることによってチャンバ壁の温度を制御する。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器３５５は、少なくとも６０℃に設定される。代替として、または併用して、熱ジャケット３２８をベースリング３４０に熱的に結合させることができ、例えば、熱ジャケット３２８を通して伝熱流体を流すこと、または抵抗加熱器や熱ランプなどのヒータ要素を熱ジャケット３２８の内部に提供することなどによって、チャンバ壁に熱を提供する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、第２の熱交換器３５６がランプアセンブリ３１０に結合されて、入口３０９を通してランプアセンブリ３１０に熱交換流体を循環させることができるようにして、処理中にランプアセンブリ３１０を低温で保つ。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器と第２の熱交換器は、異なる温度で維持されることがある。いくつかの実施形態では、破線３２２によって示されるように、第２の熱交換器３５６が底壁３１６に結合されることもある。代替として、いくつかの実施形態では、破線３２０によって示されるように、第１の熱交換器３５５が底壁３１６に結合されることもある。
【００３１】
チャンバ外壁温度を監視し、チャンバ内壁温度を求めるために、熱電対３１２または他の適切なセンサがベースリング３４０に結合されることがある。熱電対３１２は、熱処理チャンバ３００の動作を制御することができるシステムコントローラ３０２などシステムコントローラの一部でよく、またはシステムコントローラに結合されてもよい。
【００３２】
上述したようなプロセスチャンバ３００の制御を容易にするために、コントローラ３０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）３０４と、メモリ３０６と、ＣＰＵ３０４のためのサポート回路３０８とを備え、チャンバ３００の構成要素の制御を容易にする。コントローラ３０２は、様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するための工業環境で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータ処理装置の１つでよい。ＣＰＵ３０４のメモリ３０６またはコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、または任意の他の形態の（ローカルまたは遠隔）デジタル記憶装置など、１つまたは複数の容易に入手可能なメモリでよい。サポート回路３０８は、従来の様式で処理装置をサポートするようにＣＰＵ３０４に結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、およびサブシステムなどを含む。プロセスチャンバ３００で実施される方法、またはその少なくとも一部が、ソフトウェアルーチンとしてメモリ３０６に記憶されることがある。また、ソフトウェアルーチンは、第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶および／または実行されることもあり、第２のＣＰＵは、ＣＰＵ３０４によって制御されるハードウェアの遠隔に位置される。
【００３３】
したがって、金属に対する選択性を改良するための方法および装置が、本明細書に提供される。本発明による方法および装置は、有利には、金属に対する選択性酸化を改良し、プロセスチャンバ内で発生される復水による基板への汚染物質の搬送を最小限にする。
【００３４】
以上のことは、本発明のいくつかの実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明の他のさらなる実施形態を考案することができる。
【図１】
2015511403.tif 000003
【図２】
2015511403.tif 000004
【図３】
2015511403.tif 000005
【国際調査報告】
2015511403.tif 000006
2015511403.tif 000007
2015511403.tif 000008