(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する装置であって、室、基板のための支持体、ならびに、エッチングおよび／または堆積ガスを前記室に配送する配送システムから成り、該配送システムが、前記室の使用現場に配置され且つフッ素、三フッ化窒素、もしくは三フッ化塩素、またはこれらの混合物から成るガスを生成する融解電解質ガス生成装置を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
基板を処理する方法であって、エッチングおよび／または堆積ガスを基板が配置された室に供給することから成り、前記ガスが、前記室の使用現場に配置され且つフッ素、三フッ化窒素、もしくは三フッ化塩素、またはこれらの混合物から成るガスを生成する融解電解質ガス生成装置を有する配送システムから配送されることを特徴とする方法。
【請求項３】
基板を処理する方法であって、
ａ）基板のガスによるエッチング、
ｂ）エッチングした構造物の表面上への不動態化層の堆積、
ｃ）エッチングした構造物の基部からの不動態化層の選択的除去、
の各ステップを周期的に実施することから成り、
エッチングガスが、使用現場に配置され且つ融解電解質ガス生成装置を有する配送システムで生成されたフッ素、三フッ化窒素、もしくは三フッ化塩素、またはこれらの混合物から成ることを特徴とする方法。
【請求項４】
前記エッチングガスがＳＦ６または他の公知のエッチングガスと混合されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ガス配送システムに関する。より詳しくは、乾式加工装置、たとえば半導体ウェーハその他に対してエッチング／堆積（蒸着と呼ばれることもある、以下同じ）の切替えサイクルまたは連続工程が使用される装置で使用するガス配送システムに関するものであるが、これのみには限定されない。
【０００２】
連続プラズマ工程においては、エッチング／堆積切替え工程におけると同様に、標準的なエッチング化学物質として六フッ化イオウが使用される。より大きなエッチング速度の工程を求める産業の要求に導かれて、加工室内の活性種の密度の増大を可能にして工程速度の向上をもたらす代替プロセスエッチングガスの研究がなされている。
【０００３】
工程速度の向上のために使えそうな候補として、いくつかの異なる化学物質が知られている。すべて、コスト増大、健康と安全性に関する危険の増大、および商業的に入手しにくいこと、という欠点を有する。これらの要因は一緒になって、これらの化学物質使用の経済性を極限まで低下させ、かつ／または装置を危険すぎるものとする。最近、いくつかの融解電解質ガス生成装置が報告され、ちょうど商業的に入手できるようになりつつあるところである。この装置によって生成できるガスとしては、フッ素、三フッ化窒素、および三フッ化塩素などがある。一例は、米国特許第５６８８３８４号明細書に記載されているフッ素ガス生成装置である。この生成装置は、高純度かつ妥当なコストと危険性でプロセスガスを生成させることができる。このガス生成装置は、低温では固体を収容しており、したがってユニットの安全な輸送と保管が可能である。
【０００４】
これらのガス生成装置を加工室に近い現場のガス配送システム内に備えることにより、いろいろなプロセスガスをいろいろな工程スケジュールに導入して工程の利点を実現する新しい能力を与えることができる。これらのガス生成装置を乾式加工環境で使用することには、システム設計、ガス配送制御、システム輸送、設置の容易さ、および工程の利点、に関して、多くの新しい側面が存在する。
【０００５】
したがって、本発明の第一の側面によれば、基板を処理する装置であって、室、基板のための支持体、ならびに、エッチングおよび／または堆積ガスを前記室に配送する配送システムから成り、該配送システムが、前記室の使用現場に配置され且つフッ素、三フッ化窒素、もしくは三フッ化塩素、またはこれらの混合物から成るガスを生成する融解電解質ガス生成装置を有することを特徴とする装置、が提供される。
【０００６】
“現場”（または、使用場所）というのは、配送システムが一つの加工室、または互いに近いいくつかの加工室もしくはいくつかの加工装置の近くに配置されており、したがって生成されたガスを、すぐに使用するために加工室または加工装置に直接配送することができ、離れた場所で生成され、装置への後続導入のために適当な容器で搬送されることがない、ということを意味する。
【０００８】
本発明の第二の側面によれば、基板を処理する方法であって、エッチングおよび／または堆積ガスを基板が配置された室内に供給することから成り、前記ガスが、前記室の使用現場に配置され且つフッ素、三フッ化窒素、もしくは三フッ化塩素、またはこれらの混合物から成るガスを生成する融解電解質ガス生成装置を有する配送システムから配送されることを特徴とする方法が提供される。
【０００９】
本発明の第三の側面によれば、基板を処理する方法であって、
ａ）基板のガスによるエッチング、
ｂ）エッチングした構造物の表面上への不動態化層の堆積、
ｃ）エッチングした構造物の基部からの不動態化層の選択的除去、
の各ステップを周期的に実施することから成り、エッチングガスが、使用現場に配置され且つ融解電解質ガス生成装置を有する配送システムで生成されたフッ素、三フッ化窒素、もしくは三フッ化塩素、またはこれらの混合物から成ることを特徴とする方法、が提供される。
【００１０】
必要であれば、前記ガスを、ＳＦ６または他の公知のエッチングガスと混合することができる。
【００１２】
安全性の問題を従来のボンベ配送と比べると、次のようである。
１．生成装置が大気圧またはその近くで運転されるので、システムに高圧制御器を備える必要がない。
２．使用者が製造を要求するまでシステム内に危険性のあるガスが存在しないので、危険な貯蔵の問題がなくなる。作業員に対する危険性は著しく減少する。
３．ガス生成装置は、室温において、固体構成を有するので、危険なガスを現場または作業場所に運ぶときの危険がなくなる。
４．必要に応じた現場配送により、設置における中央貯蔵器からの長いガスラインがなくなり、これらのパイプ内の危険なガスに伴う危険がなくなる。
【００１３】
ガス生成装置の設置費用を従来のボンベ配送の場合と比較すると、次のようである。
１．現場配送システムでは、中央貯蔵器から装置の加工環境までの長いガスラインを付設するための出費が不要になる。
２．生成装置からのプロセスガスの生成量と品質は、一般に、高圧ボンベによって供給されるものと同程度である。
３．加工装置に非常に近接しているため、保守作業中に作業員を保護するのに必要な安全対策が最小限ですむ。
【００１４】
ガス生成装置のこの新しい使用法と設計との特徴は、次のようにいうことができる。
１．電解質の加熱において、通常の熱水浴の代りに、総乾式法を使用する。
２．ガス生成装置は、電解槽のアノードとカソードとの両方においてガスを生成する。二つのガスは非常に反応性が高いことがあるが、システムの設計により分離して、起りうる再化合を避けることができる。
３．ガス生成装置は大気圧またはその近くでのみ運転されるように設計される。加工室までのガスラインの構造は、新しい制御システムを備え、生成装置は加工室の低圧（減圧）を感じないようになっている。これは、システム全体におけるガス生成装置運転に関して重要な設計の特徴である。
４．この現場配送システムは、加工室に送る前に、望ましくない不純物を除去するために生成ガスを精製する能力を有する。
【００１５】
本発明は本件出願人の下記の同時出願中の発明で使用できるということが予想される。
１．連続運転乾式加工法（ヨーロッパ特許出願第９９０９０９１．３号明細書）。このガス生成装置は、加工室内に配置された基板をエッチングするためにプロセスガスを供給するのに使用することができる。これは、反応性の種を生成させるためのプラズマの使用、または生成ガスが基板と自発的に反応する場合のプラズマなしの使用を含むことができる。
２．切替えプラズマ法（ＥＰ−Ａ−０８２２５８４号およびＥＰ−Ａ−０８２２５８２号明細書）のための代替ガス。生成ガスの供給により、切替えプラズマ法で使用されている現行のプロセスエッチングガスに代用、またはこれに追加することができる。生成ガス、たとえばフッ素、三フッ化窒素、および三フッ化塩素を、個別または現行の六フッ化イオウとともに、有効に使用してプロセスエッチング速度を高めることができる。
３．非プラズマ切替え法（国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ９９／０２３６８号明細書）のための代替ガス。生成ガスが基板と自発的に反応する場合、六フッ化イオウプロセスガスに代用することにより、やはり、加工室内にプラズマなしで、工程の運転を実施することができる。
【００１６】
さらに、本発明は国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ９９／０２３６８号明細書に記載のものと同様のプラズマ／非プラズマ切替え法のためのガス生成において使用できると考えられる。反応性の種を生成させるプラズマを必要とするか、または基板と自発的に反応する、ガスを生成させるか、またはガス混合物を化合させる能力により、プロセススケジュール全体において、一つ以上の工程ステップに対してのみプラズマを必要としうる工程スケジュールを導入する能力が与えられる。
【００１７】
本発明は、いろいろなやり方で実施することができる。以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態を例として説明する。
【００１８】
図１に示す構成の場合、一つ以上の前駆物質ガスが一つ以上の適当な供給源１、２から加工室４に送られ、加工室４において、前記ガスを使用する乾式工程が実施される。適当な弁類には、適当な制御と分離の手段として３に備えてある一つ以上の弁が含まれる。結合された制御システム５と６は、加工室４またはバイパスライン９への必要ガス供給量をモニターし、かつ維持する。
【００１９】
ガスは、加工室４から排出装置７に送られ、排出装置７は廃棄装置８（通常、必要である）に導く。バイパス出口９は、反応室３から排出装置に導き、したがってガスは加工のために必要なときだけ加工室に切り替えることができる。このことにより、また、加工室に切り替える前に、安定なガス組成と流量とを維持するのを保証する手段が与えられる。加工室４内には、供給ガスによって処理されるべき基板のための支持体１０がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一般的なガス生成装置の模式図である。
【符号の説明】
１、２  前駆物質ガス供給源
３  反応室
４  加工室
５、６  制御システム
９  バイパスライン
１０  支持体
【図１】
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