(57)【要約】【課題】加熱浴技術に伴う問題を解決する新たな窒化シリコンをエッチングする装置及び方法。【解決手段】シリコンウエハ上の窒化シリコン層を除去するために、リン酸を密封チャンバ内でウエハに塗布する。リン酸を、ミスト又はエアロゾル状としてウエハに噴霧又は吹付してもよい。ウエハを、処理温度まで加熱した後に、ウエハ上にリン酸を被覆した状態で、処理温度で又は処理温度付近で維持する。次に、リン酸の加熱と塗布を停止し、ウエハを冷却し、処理チャンバから取除く。処理チャンバの上にある赤外線放射組立体により、赤外線放射をチャンバに投じて、ウエハを加熱してもよい。任意には脱イオン水及び／又は窒素ガスを被加工物に吹付して、ウエハを冷却してもよい。冷却用組立体を使用して、赤外線放射組立体を冷却してもよい。窒化シリコンを、極少量のリン酸を使用して、従来の高温リン酸浴技術のリスクや短所なしに、迅速に除去できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物上の窒化シリコンをエッチングする方法であって、
（ａ）前記被加工物を処理チャンバ内にセットし、
（ｂ）リン酸を前記被加工物に塗布し、
（ｃ）前記被加工物を処理温度まで加熱し、
（ｄ）前記被加工物を前記処理温度の範囲内に維持し、
（ｅ）前記被加工物を冷却し、
（ｆ）前記処理チャンバから前記被加工物を取除くこと、
を含む方法。
【請求項２】
前記加熱を、赤外光で前記被加工物を照射して実行する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記被加工物が前記処理温度に達するまで初期の高強度で赤外光を前記被加工物に照射した後、次なる低強度で前記被加工物に照射して、前記被加工物を前記処理温度に維持することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記被加工物を前記処理温度に維持しながら、リン酸を連続的に、前記被加工物に塗布する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
赤外光による前記被加工物の照射を停止することで、前記被加工物を冷却する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
脱イオン水を前記被加工物に塗布して前記被加工物を冷却することを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記被加工物に窒素を吹付して前記被加工物を冷却することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
ウエハの窒化シリコンをエッチングする方法であって、
リン酸のミストを処理チャンバ内でウエハに塗布し、
前記ウエハの温度を、２００℃超の処理温度まで６０秒未満で上昇させ、
リン酸を前記ウエハに塗布しながら、前記ウエハを８０秒未満の間処理温度で維持し、
前記ウエハを冷却し、
前記ウエハを前記処理チャンバから取除くこと
を含む方法。
【請求項９】
前記ウエハを前記処理チャンバ内で回転させることを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
シリコンウエハの表面から窒化シリコンを除去する方法であって、
前記ウエハを処理チャンバ内にセットし、
前記処理チャンバを密封し、
前記ウエハを回転させ、
エアロゾル状態のリン酸を前記ウエハに、密封した処理チャンバ内で塗布し、
前記ウエハの前記温度を、前記ウエハに赤外光を照射して、６０秒未満で２００℃〜２８０℃の処理温度に上昇させ、
リン酸を前記ウエハに略連続的に塗布しながら、前記ウエハを、６０秒未満の間前記処理温度に維持し、
前記ウエハの前記照射を停止し、エアロゾル状態のリン酸を前記ウエハに塗布することを停止し、
脱イオン水を前記ウエハに塗布して、前記ウエハを冷却し、
前記処理チャンバを開封、開口し、
前記ウエハを前記処理チャンバから取除くこと
を含む方法。
【請求項１１】
ウエハ上の窒化シリコンをエッチングする処理装置であって、
密封可能な処理チャンバと、
ウエハを保持する前記処理チャンバの固定具と、
前記処理チャンバの複数のノズルと、
前記ノズルに連結したリン酸源と、
前記リン酸を加熱するヒータと、
前記処理チャンバの外側にある複数の赤外線ランプを含み、赤外光を前記処理チャンバに放射するよう配置する赤外線放射組立体と
を備える処理装置。
【請求項１２】
前記赤外線放射組立体と関連する冷却用組立体を更に備える請求項１１に記載の処理装置。
【請求項１３】
前記固定具が、ロータを備える請求項１１に記載の処理装置。
【請求項１４】
処理チャンバが、前記ウエハを冷却するために、脱イオン水及び／又は窒素ガスを前記ウエハに吹付するノズルを有する請求項１１に記載の処理装置。
【請求項１５】
赤外線放射組立体が、前記ウエハを室温から２００℃超に６０秒未満で加熱するよう適合されている請求項１１に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化シリコンをエッチングするシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化シリコン（ＳｉＮ）は酸化マスクとして半導体産業で一般的に使用されている。ＳｉＮは極めて酸素透過率が低いため、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）がＳｉＮ層下では成長しない。ＳｉＯ２を最小限除去しながらＳｉＮを選択的にエッチング又は除去することで、多くのＣＭＯＳ製造プロセスで所望の結果が得られる。これまで、ＳｉＮエッチングは、リン酸と水の加熱浴を使用して実行されてきた。加熱浴は通常１６５℃の範囲とされる。水を該浴に添加して、ＳｉＮのエッチング速度やプロセス整合性を最大にするのに必要とされる定沸点混合物を確保する。この加熱浴処理により、ＳｉＮエッチング速度は毎分２０〜１００オングストロームの範囲となると言われている。しかしながら、エッチングが不均一となるため、適切なオーバーエッチングを行い、確実にＳｉＮ層を完全に除去する必要があるので、実際は、この範囲の最低値でのみＳｉＮエッチング速度が通常達成される。従って、一般に、１，５００オングストロームの厚さのＳｉＮ膜を除去するのに、４５〜９０分が必要となる。この処理を使用した二酸化シリコン除去に対するＳｉＮ除去の選択比は、一般に８：１の範囲、即ち毎分約２〜３オングストロームとなり、その結果ＳｉＮエッチング中にＳｉＯ２の損失が著しくなる場合がある。
【０００３】
こうした長い処理時間のため、加熱浴処理は枚葉式にはよく適合しない。また、１６５℃以上の温度で浴液を圧送し循環させる必要があることで、様々な損失が生じる。この温度では、テフロン管材料は極めて柔軟なため、ポンプ及びバルブが損傷して、加熱浴システムにおいて漏出の可能性が高くなる。製造担当者は、確実に浴液や蒸気への露出を確実に回避しなければならない。それには多くの安全機能が必要となる。化学溶液は水の沸点よりかなり高いので、水蒸気爆発の危険性もあり、該爆発により高温のリン酸や熱湯が担当者に噴射される可能性がある。
【０００４】
エッチング速度、及び高温のリン酸浴処理のＳｉＮ：ＳｉＯ２選択比はどちらも、浴内に溶解したシリコンの存在によって劇的に影響を受ける。実際には、これは、新鮮な化学物質を注入して後、浴の特性が安定する前に、少なくとも１バッチのダミーウエハを処理しなければならないことを通常意味する。エッチングプロセスを４５〜９０分の範囲とする可能性があるので、こうした浴の状態調節はウエハの利用能やプロセススループットに関して望ましくない。また、浴は、溶解シリコンのローディング効果や水の蒸発損失により寿命が有限である。複雑な管理システムが、水分含有量を維持するために案出されているが、それでも、シリコンを加えることで利用能が低下する。浴の寿命は化学物質を部分的に交換してある程度延長できるが、ある時点で、浴を完全に交換しなければならず、これで再びダミーウエハのバッチを調節する問題が生じるため、結果的に時間やウエハの使用にもロスが出る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、ＳｉＮをエッチングする改善したシステム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
加熱浴技術に伴う問題を解決する新たな窒化シリコンをエッチングする装置及び方法を、発明した。新たな方法では、被加工物又はウエハを処理チャンバ内にセットする。処理チャンバを閉鎖し密封する。リン酸を被加工物上に塗布する。リン酸を、ミスト又はエアロゾルとして被加工物に噴霧及び吹付してもよい。被加工物を、急速に処理温度まで加熱して後、処理温度付近で維持する。リン酸の膜を、処理中、表面に維持する。その後、加熱を停止し、被加工物を急速に冷却する。赤外線照射を使用して、被加工物を加熱してもよい。被加工物を、任意に脱イオン水及び／又は窒素ガスを被加工物に吹付して、冷却してもよい。
【０００７】
窒化シリコンをエッチングする新たな装置は、被加工物を保持する固定具を有する処理チャンバを含む。処理チャンバの噴霧ノズルに、加熱したリン酸を供給してもよい。赤外線放射組立体には、処理チャンバの外に、該処理チャンバに赤外光を放射するように配置した赤外線ランプを有する。冷却用組立体を使用して、赤外線放射組立体及び／又は処理チャンバを冷却してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この新たな装置及び方法によって、極少量のリン酸を使用して、加熱浴法のリスクや短所なしに窒化シリコンの高速エッチングが可能になる。
【０００９】
図面では、同じ参照番号により各図で同一要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】窒化シリコンのエッチング処理を行うため処理装置の斜視図である。
【図２】図１で示した処理装置の断面図である。
【図３】図１及び図２で示した処理装置の断面斜視図である。
【図４】窒化シリコンのエッチング処理について説明した時間対温度のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
シリコンウエハから窒化シリコンをエッチング又は除去する新たな方法では、略密閉又は密封チャンバでリン酸を使用する。赤外線エネルギを、該チャンバ内に放射して、ウエハとリン酸を同時に加熱してもよい。或いは、熱を、例えばマイクロ波放射線等の他の種類の放射線によって提供してもよい。また、加熱したウエハ保持台を使用してもよい。こうした処理により、かなり高温でも安全に使用できる一方で、バルクな液体リン酸をエアロゾル状に霧化することで、リン酸の消費も抑制できる。処理装置には、石英製の上部チャンバを、処理中に使用又は生成され得る液相物質、エアロゾル相物質、蒸気相物質及び気相物質を収容するために有する一方で、赤外線をウエハに照射するように通過可能にしてもよい。また、ウエハ保持台又はロータも石英製にして、ウエハを保持する一方で、赤外線放射をウエハ上に反射させてもよい。毎分２，０００オングストロームより速い窒化シリコンのエッチング速度を達成できる。高温、赤外線放射、処理時間短縮を組み合わせることで、窒化シリコンと熱酸化（シリコン）物との通常のエッチング選択比を、１０／１から２００／１超に増大できる。
【００１２】
図１〜図３では、説明した方法を実行するのに使用できる処理装置を示している。図１で示したように、処理装置２０は、第１又は下部チャンバ組立体２２と第２又は上部チャンバ組立体２４とを含んでもよい。下部チャンバ組立体２２は、ベースプレート３０上で支持するボウル３２を含んでもよい。例えばシリコンウエハ等の被加工物又はウエハ７０を保持して回転させるよう適合させたロータ組立体２６を、下部チャンバ組立体２２内に収容する。或いは、固定した又は非回転のウエハ保持台を使用してもよい。ウエハ保持台、又はロータを使用した場合、ロータは、加熱要素を含んで、伝導によってウエハを加熱してもよい。
【００１３】
図２〜図３に示したように、ボウル３２は、流体を収集及び除去する排水金具３６を有する流体収集トラフ３４を含んでもよい。Ｏリング等の密封要素４０を、ボウル３２の上面３８に設ける。ロータ組立体２６は、ウエハ７０を保持するプレート組立体８０を回転させるモータ５０を含む。遮蔽プレート６４を、天板８１とロータハブ５６に取着したロータプレート８２との間で挟持する。プレートクリップ８６でプレート組立体８０の構成要素を纏めて保持する。フィンガ８４を、プレート組立体８０から垂直に延伸させて、ロータプレート８２の周辺部に配置する。ウエハ７０を、ロータプレート８２から離間して、ロータプレート８２と略平行に載置する。図２に示した特定の設計では、ロータ組立体２６は、上下シャフト５４及び６０に其々連結するロータハブ５６を含む。ドライブシャフトは、モータ５０を定位置に固定したまま自在に回転する。モータ５０を、ベースプレート３０に取着したモータ取付用プレート５２で支持して、下部チャンバ組立体２２にあるロータ組立体２６を回転可能に支持してもよい。
【００１４】
ロータ組立体のフィンガ８４又は同様な装置を、プレート組立体８０に取着して、ウエハ７０を縁部で支持及び保持する。ロータカーテン６６をロータ組立体２６に取着して、液体が上側ドライブシャフト５４、下側ドライブシャフト６０、モータ５０に達しないように遮断する。このロータ組立体２６は、使用できる様々な設計の代表例の１つである。
【００１５】
まだ図２〜図３を参照すると、上部チャンバ組立体２４は、下唇部１０４と上唇部１０６を有する環状の上部チャンバ体１０２を含んでもよい。上部チャンバ体１０２を下部リテーナリング９８を用いて昇降リング９０に取着できる。ここで図１、図２、図３を参照すると、昇降アクチュエータ９２を、昇降リング９０上のリングタブ９５に取着してもよい。アクチュエータの昇降運動によって、それに応じて上部チャンバ組立体２４全体を上昇させ、下部チャンバ組立体２２から離す。そのため昇降リング９０を耐食鋼製又は同様な材料製としてもよい。ボウルリング９６を昇降リング９０に亘り設けて、処理装置２０内で使用する腐食性のある酸から保護してもよい。図２で示すように、閉鎖又は処理位置の処理装置２０では、ボウルリング９６の下面が密封要素４０と係合して、上部チャンバ組立体２４を下部チャンバ組立体２２に密封する。
【００１６】
図示した設計では、使用する昇降アクチュエータは、ベースプレート３０で支持し、リングタブ９５まで延伸してリングタブ９５に取着するシャフトを有する昇降アクチュエータ９２を含む。図１では、３つの昇降アクチュエータを使用して示したが、３つ以上又は以下で使用してもよい。
【００１７】
図２及び図３では、処理装置２０を閉鎖位置又は処理位置とした際に、下部チャンバ組立体２２と上部チャンバ組立体２４との間に形成される処理チャンバ２８について、示している。流体出口又はノズルにより、チャンバ２８にプロセス流体を供給する。様々なノズル番号、形式、位置を使用してもよい。ノズルを上部チャンバ体１０２の筒状側壁１０８に取着してもよい。供給路（図示せず）でプロセス流体をノズルに給送する。噴霧ノズルや吹付ノズル等各種ノズルを用いてもよい。以下で説明する処理を行うために、処理装置２０は、リン酸噴霧用ノズル１１２を有する。また、処理装置２０は窒素ガス用ノズルも含み、ウエハ冷却用に上下脱イオン水用ノズル１１６を含んでもよい。脱イオン水用ノズル１１６を使用した場合、該ノズルを上下ノズル組で、ウエハ７０に関して対にしてもよい。また、図２で示すように、熱電対センサ又はプロキシセンサ等の１個又は複数のチャンバ温度センサ１２２をチャンバ２８に設けて、処理中にウエハ温度の近似値を得てもよい。
【００１８】
まだ図２及び図３を参照すると、ヘッドプレート１３０を上部押えプレート１３４を介して上部チャンバ体１０２に固定する。排気プレート１３２をヘッドプレート１３０に拘持して、それらの間に赤外線透過窓１４８を固定する。ヘッドプレート１３０と排気プレート１３２には其々、プレート組立体８０に略合致し、プレート組立体８０の略中心にある中心貫通開口部を有する。赤外線透過窓１４８を該開口部全体に及ぶようにし、ヘッドプレート１３０と排気プレート１３２の両方に封着してもよい。赤外線透過窓１４８を、光及び／又は赤外線エネルギが該窓を通過でき、プレート組立体８０上に配置したウエハ７０が赤外線エネルギを吸収できるように配置する。排気プレート１３２には、少なくとも１つの排気口１３３を有する。排気口１３３により処理チャンバ２８の排気が可能になる。
【００１９】
また、放射線又は赤外線（ＩＲ）組立体１２６も上部チャンバ組立体２４のヘッドプレート１３０で支持してもよい。図２で示したように、赤外線ランプ１４０を、赤外線透過窓１４８の上方に一列に設ける。ランプ１４０は、ランプハウジング１３８内で、保持台又はブラケット１４２に吊着してもよい。電力ケーブル１５６によりランプ１４０に電気を供給する。
【００２０】
冷却システム１５０を赤外線組立体１２６に設ける。冷却システムは、管１５２をランプハウジング１３８上又は内に含んでもよい。冷却液を、管１５２を通して適宜赤外線組立体１２６を冷却するよう圧送する。管１５２は、ランプハウジング１３８のヒートシンクプレートを通り延伸させてもよい。また、冷却システム１５０は、空気分流板１４６と、ランプハウジング１３８を通り及び／又は周りに空気流路を含んでもよい。
【００２１】
使用時には、処理装置２０を初めに、図１に示した開位置、又はロード／アンロード位置にする。上部チャンバ組立体２４を下部チャンバ組立体２２から上昇させて、横からプレート組立体８０に接近可能にする。ウエハ７０を、手動で、又はより一般的にはロボットで、天板８１上にセットする。ウエハはフィンガ８４に載置する。次に昇降アクチュエータ９２により上部チャンバ組立体２４を下部チャンバ組立体２２上へと降下させて、両組立体間で処理チャンバ２８を形成する。その後、処理装置２０を、図２及び図３に示した処理位置にする。ボウルリング９６によりシール４０に対して密封して、チャンバ２８を略密封する。チャンバ２８を、（真空ラインを介して）空にするが、必ずしも気密でなければならないというわけではない。むしろ、或いはまた、処理装置２０を、液体、ガス、蒸気が容易に周囲の環境に漏れないように設計してもよい。
【００２２】
リン酸を、好適にはエアロゾル又は霧化したミストとしてチャンバ２８に供給する。リン酸を一般的に、通常約５０℃〜約９０℃に事前に加熱した液体として、ノズルに供給できる。必須ではないが、液状のリン酸を事前に加熱すると、より速く処理できる可能性がある。また、事前加熱により、液状リン酸の粘着性を減少させ、その結果液状リン酸の圧送が一層容易になる。テフロン配管、バルブ、ポンプ、結合金具等の流体ライン構成要素は、最大９０℃の温度まで容易に対応できる。リン酸を、吹付よりむしろ噴霧することで、ウエハの一時冷却が局所化するのを防ぐのに役立つ。これにより、ウエハ全体に亘り処理の均一性が向上する。ロータを用いる装置では、モータ５０を作動させて、ロータ組立体２６とウエハ７０を回転させる。１０〜３００ｒｐｍの回転速度を使用してもよい。回転により、赤外線放射や加熱をウエハ７０の表面全体に亘り一層均一にするのに役立つ。リン酸を噴霧することで、薬品消費量を抑制できる。通常、最低５ｍｌ〜１０ｍｌのリン酸で十分に３００ｍｍのウエハを剥離できる。
【００２３】
水を任意にリン酸への追加成分としてウエハ上に供給するか、又は別々にエアロゾルとして処理チャンバの別々のノズルから塗布するかしてもよい。電子級のリン酸は通常約５％の水を含む。リン酸を幾らか希釈するための更なる水を使用してもよい。
【００２４】
一般に、ウエハを初めにリン酸で被覆する間、ランプ１４０を点灯し、例えば、最大出力の５％〜２５％に低減した電力レベルに設定してもよい。初期の加熱ステップの特定のタイミング及びシーケンスは変更してもよく、初期加熱ステップを、初めにリン酸を塗布する前、後又は同時に実行してもよい。ランプ１４０により窓１４８を通してウエハ７０に照射する。窓１４８を石英製としてもよいが、これは石英が赤外線放射に対して略透過性で、且つ化学的に不活性であり、耐熱性が高いためである。上部チャンバ体１０２と天板８１もまた石英製として、赤外線放射への露出から生じる高加工温度に対して耐性を良好にしてもよい。プレート組立体８０内の遮蔽プレート６４は、赤外線放射が下部チャンバ組立体２２に貫通するのを遮断するのに役立つ。遮蔽プレート６４を、反射コーティングを有する水晶板としてもよい。一般に、遮蔽プレート６４より下の構成要素は、従来の金属材料及びプラスチック材料としてもよい。
【００２５】
ウエハ７０の温度を、温度センサ１２２で監視してもよい。ウエハの温度を、閉フィードバックループで温度センサ１２２によって制御し、ランプ１４０に対する電力を調整してもよい。これを、処理装置２０と関連させた、又は施設内の離れた位置にある電子制御装置又はコンピュータで実行してもよい。また、該制御装置により、処理装置の他の操作も制御してもよい。この温度は、処理中にウエハ表面に追加されるリン酸によって影響を受けるかもしれない。
【００２６】
リン酸でウエハを被覆する初期段階の後に、ランプ出力を増大させて、急速にウエハの温度を処理温度まで上昇させるが、該処理温度は他の範囲も使用してもよいが、通常は２００〜２５０℃とする。このステップに、ランプの全出力（１００％の出力）を使用してもよい。ランプアップ（ｒａｍｐ  ｕｐ）間隔を、機器の設計や、所望する処理温度や、潜在的には他の要因、例えばＳｉＮ層を構成する特定の化学薬品やリン酸に応じて、約２０〜８０秒持続させてもよい。
【００２７】
次に、ウエハ温度を、通常２０〜１００秒、３０〜８０秒又は４０〜７０秒の範囲とするドウェル（ｄｗｅｌｌ）間隔に対して、所望の処理温度で又は付近に保つ。ランプ出力を、ウエハ温度を所望の処理温度で又は付近で維持するように調整する。通常、ランプ出力を、この間隔中は、約３０〜６０％に設定する。更なるリン酸をウエハ表面に添加して膜を維持してもよい。リン酸を、噴霧器又はスプレーノズルによって等、様々な装置によってエアロゾルの形で、添加してもよい。更に、リン酸を、連続的、律動的、計量的、規則的に等の様々な方法で、また任意にはセンサ及び／又は特定のパラメータで決定して、塗布してもよい。
【００２８】
次に、ウエハ７０を急冷して、処理時間を短縮してもよい。急冷を、主として赤外線ランプ１４０とランプハウジング１３８を冷却する冷却用組立体１５０を用いて達成できる。窒素ガス及び／又は脱イオン水といったウエハ７０への流体噴射を使用して、ウエハ７０を冷却してもよい。一部の窒化シリコン層を、ランプアップ間隔中に完全に除去して、ドウェル間隔を不要にしてもよい。図４では、上述した処理の１実施例に関する時間／温度グラフを示している。図４の実施例では、ランプアップ時間を２０秒とし、ドウェル時間を４０秒とし、冷却時間を２０秒としている。
【００２９】
冷却用組立体１５０では、冷却水を、ランプハウジング１３８が予め設定した温度を超えたと、ランプハウジング温度センサ１４４が検出した際に、管１５２を通して圧送してもよい。一般に、冷却水は、ランプ１４０の点灯時には必ず、そして消灯後しばらくの間は、管又はコイル１５２を通り移動する。清浄な乾燥空気を、赤外線組立体１２６を通して圧送又は吸込して、更なる冷却を提供してもよい。冷却用組立体１５０により、赤外線組立体１２６から迷赤外線放射を遮断して、隣接する装置を加熱するのを軽減又は回避する。
【００３０】
処理が完了すると、昇降アクチュエータ９２は、上部チャンバ組立体２４を上昇させて下部チャンバ組立体２２から離して元に戻す。次に、処理したウエハ７０を取出し、次のウエハを処理装置２０にロードする。処理したウエハ７０を、過酸化アンモニア洗浄ステップ等の洗浄ステップを実行する洗浄用チャンバ内に移動させ、その後乾燥ステップを実行してもよい。
【００３１】
従来の高温リン酸浴アプローチとは対照的に、処理装置２０により、極めて高温での処理が可能になる。リン酸をバルク液体の形で処理チャンバに提供しないので、沸騰で処理温度を制限することはない。同様に、高温のリン酸を圧送及び取扱する必要がないため、システム設計を簡素化でき、信頼性を向上できる。処理温度が高いことで、従来の方法を用いると通常３０〜９０分必要な処理時間を、本方法を用いると約３０〜９０秒に短縮できる。加熱したリン酸溶液、比較的複雑な装置、及び該装置を操作するのに必要な安全システムは、もう必要でなくなる。
【００３２】
この処理には、水を浴システムに注入中に「フラッシュ蒸発」するリスクを避けられる等の、多くの利点がある。更に、昇温により、ＳｉＮの最適なエッチング速度及び対ＳｉＯ２選択比を達成するために水を存在させる必要がなくなる。更に、昇温により、ダミーウエハを流して薬浴を状態調節して、特定レベルの溶解シリコンを該浴に加える必要がなくなる。これで、犠牲が大きい処理の遅れや、浴を状態調節するためのダミーウエハの使用を回避できる。
【００３３】
ほんの数ミリリットルのリン酸しか、各ウエハを処理する際に使用しないので、材料費は極めて低い。リン酸の消費量が少ないため、リン酸を再生利用及び再使用することが不要になる。その結果、各ウエハを、新鮮なリン酸を使用して処理できる。酸の再使用の複雑さや、再使用によって起きる汚染のリスクを回避できる。上述した装置及び方法で、枚葉式技術を使用してＳｉＮ剥離が実行可能になる。現代の半導体素子製造は、益々枚葉式になっていくため、本装置及び方法は、半導体素子製造業における使用に、益々よく適応するであろう。
【００３４】
ウエハ上の窒化シリコンをエッチングする処理装置は、密封可能な処理チャンバと、ウエハを保持する処理チャンバ内の固定具と、処理チャンバの複数の噴霧用ノズルと、該ノズルに連結したリン酸源と、リン酸を加熱するヒータと、処理チャンバの外側にある複数の赤外線ランプを含み、赤外光を処理チャンバに放射するよう配置する赤外線放射組立体と、赤外線放射組立体を関連する冷却用組立体と、を備える。固定具をロータとしてもよい。処理チャンバは、ウエハを冷却するために、脱イオン水及び／又は窒素ガスをウエハに吹付けるノズルを有してもよい。赤外線放射組立体を、ウエハを室温から２００℃超に６０秒未満で加熱するよう適合してもよい。
【００３５】
処理パラメータに応じて、窒化シリコンのエッチング速度を、毎分２，０００オングストローム超としてもよく、窒化シリコンと酸化シリコンとのエッチング選択比を、２００／１以上で達成してもよい。リン酸を事前に加熱するステップを使用した場合、リン酸を、処理チャンバに５０℃〜９０℃の温度で供給してもよい。特定の実施形態では、４０ｍｌ、２０ｍｌ、１０ｍｌ又は５ｍｌ未満のリン酸を各ウエハに使用してもよい。加熱回数及び温度は変更してもよく、１実施形態として、ウエハを２００℃以上の温度で６０秒以内に加熱するものが挙げられる。５０秒以下のドウェル時間を使用してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
２０    処理装置
２２    下部チャンバ組立体
２４    上部チャンバ組立体
２６    ロータ組立体
２８    処理チャンバ
３０    ベースプレート
３２    ボウル
３４    流体収集トラフ
３６    排水金具
４０    密封要素
５０    モータ
５２    モータ取付用プレート
５４、６０    シャフト
５６      ロータハブ
６４    遮蔽プレート
７０    ウエハ
８０    プレート組立体
８１    天板
８２    ロータプレート
８４    フィンガ
９０    昇降リング
９２    昇降アクチュエータ
９５    リングタブ
９６    ボウルリング
９８    下部リテーナリング
１０２    上部チャンバ体
１０８    筒状側壁
１１２    リン酸噴霧用ノズル
１１６    水用ノズル
１２２    チャンバ温度センサ
１２６    赤外線（ＩＲ）組立体
１３０    ヘッドプレート
１３２    排気プレート
１３３    排気口
１３４    上部押えプレート
１３８    ランプハウジング
１４０    ランプ
１４２    ブラケット
１４８    赤外線透過窓
１５０    冷却システム
１５２    管
１５６    電力ケーブル
【図１】
2012023366.tif 000002
【図２】
2012023366.tif 000003
【図３】
2012023366.tif 000004
【図４】
2012023366.tif 000005
【外国語明細書】
2012023366000001.pdf
2012023366000002.pdf
2012023366000003.pdf
2012023366000004.pdf