(57)【要約】【課題】【解決手段】基板から残留ハロゲン種を除去するための基板処理システムは、処理チャンバと、基板を支持するために処理チャンバ内に配置された基板支持体と、を備える。基板は、残留ハロゲン種を含む。ヒータが、処理期間中に、１００℃〜７００℃の範囲の所定の温度範囲内の温度に基板を加熱する。チャンバ圧コントローラが、処理期間中に、１０Ｔｏｒｒより高く８００Ｔｏｒｒより低い所定の圧力範囲に処理チャンバ内の圧力を制御する。蒸気発生器が、処理期間中に、処理チャンバ内で、または、処理チャンバへ、の内の少なくとも一方の形態で水蒸気を供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板から残留ハロゲン種を除去するための基板処理システムであって、
処理チャンバと、
基板を支持するために前記処理チャンバ内に配置された基板支持体であって、前記基板は、残留ハロゲン種を含む、基板支持体と、
処理期間中に、１００℃〜７００℃の範囲の所定の温度範囲内の温度に前記基板を加熱するためのヒータと、
前記処理期間中に、１０Ｔｏｒｒより高く８００Ｔｏｒｒより低い所定の圧力範囲に前記処理チャンバ内の圧力を制御するためのチャンバ圧コントローラと、
前記処理期間中に、前記処理チャンバ内で、または、前記処理チャンバへ、のうちの少なくとも一方の形態で水蒸気を供給するための蒸気発生器と、
を備える、基板処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記基板は、エピタキシャル膜を備え、前記所定の温度範囲は、前記処理期間中に、４００℃〜５５０℃である、基板処理システム。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記基板は、シリコン、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化シリコン（ＳｉＰ）、および、炭化シリコン（ＳｉＣ）からなる群より選択された材料を含む、基板処理システム。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記所定の温度範囲は、前記処理期間中に、５５０℃〜７００℃である、基板処理システム。
【請求項５】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記所定の圧力範囲は、５０Ｔｏｒｒ〜５００Ｔｏｒｒである、基板処理システム。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記所定の圧力範囲は、１００Ｔｏｒｒ〜３００Ｔｏｒｒである、基板処理システム。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
残留ハロゲン種の除去が、プラズマなしで実行される、基板処理システム。
【請求項８】
請求項１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、ロードロックを含む、基板処理システム。
【請求項９】
請求項１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、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバを含む、基板処理システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ヒータは、前記基板支持体に一体化されている、基板処理システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ヒータは、赤外線（ＩＲ）ヒータおよび発光ダイオード（ＬＥＤ）ヒータからなる群より選択される、基板処理システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記蒸気発生器は、１または複数のガスを含むガス混合物と、金属触媒とを用いて、前記処理期間中に、前記処理チャンバ内で前記水蒸気を発生させる、基板処理システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記蒸気発生器は、前記処理チャンバ内で前記水蒸気を発生させ、前記基板処理システムは、さらに、
前記蒸気発生器を前記処理チャンバに接続する導管と、
１００℃より高い温度に前記導管を加熱するためのヒータと、
を備える、基板処理システム。
【請求項１４】
基板処理ツールであって、
請求項１に記載の基板処理システムと、
ハロゲン種を用いて前記基板をエッチングするエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバから前記基板処理システムへ前記基板を移送するためのロボットと、
を備える、基板処理ツール。
【請求項１５】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記所定の温度範囲は、前記処理期間中に、４００℃〜７００℃である、基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、２０１７年８月８日出願の米国特許出願第１５／６７１，９２６号の優先権を主張する。上記出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、基板処理システムおよび方法に関し、特に、基板のプラズマレス脱ハロゲン化のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【０００４】
半導体ウエハなどの基板上に膜を蒸着、エッチング、または、処理するために、基板処理システムが利用されうる。基板処理システムは、通例、処理チャンバ、シャワーヘッドなどのガス分配装置、および、基板支持体を備える。処理中、基板は、基板支持体の上に配置される。異なるガス混合物が処理チャンバに導入され、プラズマが、化学反応を活性化するために一部の処理中に利用されうる。
【０００５】
現在のエッチング処理は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、または、ヨウ素（Ｉ）などのハロゲン種を含む化学物質に依存している。エッチング処理後、高レベルのハロゲン種が、基板の表面上に残る（例えば、１Ｅ１５原子／ｃｍ２）。除去しない限り、残留ハロゲンは、下流の処理の問題（デバイスの電気的性能の低下および空気からの水蒸気凝縮など）を引き起こし、これらの問題が、パターン崩壊、微粒子の問題、および、その他の問題につながりうる。
【０００６】
フィーチャサイズが減少し続けるにつれ、残留ハロゲンの除去処理は、１単分子層未満というますます厳しい材料損失の要件を満たす必要がある。現在の技術では、十分な残留ハロゲン除去を維持しつつ、この要件を満たすのは困難である。フッ素は、通例、強力なシリコン−フッ素（Ｓｉ−Ｆ）結合により最も除去しにくいハロゲン種である。多くの現在の技術は、フッ素除去に十分に対処していない。
【０００７】
プラズマ処理が、残留ハロゲンを除去するために利用されうる。例えば、酸素分子（Ｏ２）、水素分子および二酸化炭素（Ｈ２／ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、ならびに／もしくは、窒素分子および水素分子（Ｎ２／Ｈ２）などのプラズマガスを用いたプラズマへの暴露が利用されうる。これらのプラズマ処理は、Ｃｌ、Ｂｒ、または、Ｉの除去に効果的であるが、一般に、基板表面からＦを除去するのには効果がない。例えば、Ｈ２Ｏベースのプラズマを用いたＦ除去は、３０〜４０％に限られる。また、プラズマは、プラズマ中の酸素による酸化で材料損失を引き起こす。酸化は、Ｎ２／Ｈ２プラズマを用いる場合にも、処理チャンバ内のセラミックまたは石英成分からＨが酸素を捕捉するために発生しうる。典型的な酸化レベルは、１０〜２０オングストローム（Å）であり、これは、１単分子層未満の損失要件を超える。
【０００８】
ＲＦバイアスを用いたプラズマは、見通しのある露出面からＦを含むハロゲンを除去するのに効果的であるが、さらに多くの酸化および材料損失を引き起こす。また、バイアスプラズマが、３Ｄ  ＮＡＮＤ構造などの凹部フィーチャ内に入り込むことは困難である。
【０００９】
脱イオン水（ＤＩＷ）は、ハロゲンの除去に効果的であるが、フッ素除去の効率は、それでも、〜７０％に限られる。しかしながら、技術が進歩するにつれ、基板上の高アスペクト比（ＨＡＲ）構造が、ＤＩＷ暴露後の乾燥中にますます崩壊および損傷しやすくなる。
【００１０】
高温アニーリングも利用されうる。基板が高温（例えば、温度＞８００℃）に曝された時に、残留ハロゲンも基板から除去されうる。この温度は、シリコン（Ｓｉ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化シリコン（ＳｉＰ）などのエピタキシャル成長膜に適合しない。また、高温アニーリングへの暴露は、膜特性の変化、原子拡散、ドーパントプロファイルの変化などの問題を引き起こす。
【発明の概要】
【００１１】
基板から残留ハロゲン種を除去するための基板処理システムは、処理チャンバと、基板を支持するために処理チャンバ内に配置された基板支持体と、を備える。基板は、残留ハロゲン種を含む。ヒータが、処理期間中に、１００℃〜７００℃の範囲の所定の温度範囲内の温度に基板を加熱する。チャンバ圧コントローラが、処理期間中に、１０Ｔｏｒｒより高く８００Ｔｏｒｒより低い所定の圧力範囲に処理チャンバ内の圧力を制御する。蒸気発生器が、処理期間中に、処理チャンバ内で、または、処理チャンバへ、のうちの少なくとも一方の形態で水蒸気を供給する。
【００１２】
別の特徴において、基板は、エピタキシャル膜を備え、所定の温度範囲は、処理期間中に、４００℃〜５５０℃である。基板は、シリコン（Ｓｉ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化シリコン（ＳｉＰ）、および、炭化シリコン（ＳｉＣ）からなる群より選択された材料を含む。所定の温度範囲は、処理期間中に、５５０℃〜７００℃である。所定の圧力範囲は、５０Ｔｏｒｒ〜５００Ｔｏｒｒである。
【００１３】
別の特徴において、所定の圧力範囲は、１００Ｔｏｒｒ〜３００Ｔｏｒｒである。残留ハロゲン種の除去は、プラズマなしで実行される。処理チャンバは、ロードロックを含む。処理チャンバは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバを含む。
【００１４】
別の特徴において、ヒータは、基板支持体に一体化されている。ヒータは、赤外線（ＩＲ）ヒータおよび発光ダイオード（ＬＥＤ）ヒータからなる群より選択される。蒸気発生器は、１または複数のガスを含むガス混合物と、金属触媒とを用いて、処理期間中に、処理チャンバ内で水蒸気を発生させる。
【００１５】
別の特徴において、蒸気発生器は、処理チャンバ内で水蒸気を発生させる。導管が、蒸気発生器を処理チャンバに接続する。ヒータが、１００℃より高い温度に導管を加熱する。
【００１６】
別の特徴において、所定の温度範囲は、処理期間中に、４００℃〜７００℃である。
【００１７】
基板処理ツールが、上記の基板処理システムを備える。エッチングチャンバが、ハロゲン種を用いて基板をエッチングする。ロボットが、エッチングチャンバから基板処理システムへ基板を移送する。
【００１８】
詳細な説明、特許請求の範囲、および、図面から、本開示を適用可能なさらなる領域が明らかになる。詳細な説明および具体的な例は、単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本開示は、詳細な説明および以下に説明する添付図面から、より十分に理解できる。
【００２０】
【図１】本開示に従って、蒸気圧の関数として基板表面上のフッ素レベルの例を示すグラフ。
【００２１】
【図２】本開示に従って、エッチングまたは残留物除去と、プラズマレス脱ハロゲン化とを実行するＩＣＰチャンバの例を示す機能ブロック図。
【００２２】
【図３】本開示に従って、プラズマレス脱ハロゲン化を実行する処理チャンバの例を示す機能ブロック図。
【図４】本開示に従って、プラズマレス脱ハロゲン化を実行する処理チャンバの例を示す機能ブロック図。
【００２３】
【図５】本開示に従って、遠隔プラズマ源を用いてエッチングまたは残留物除去などのプラズマ処理を実行すると共に、プラズマレス脱ハロゲン化を実行する処理チャンバの例を示す機能ブロック図。
【００２４】
【図６】本開示に従って、プラズマレス脱ハロゲン化を実行する少なくとも１つの処理チャンバを備えた基板処理ツールの例を示す機能ブロック図。
【００２５】
【図７】本開示に従って、プラズマレス脱ハロゲン化を実行するための方法の例を示すフローチャート。
【００２６】
図面において、同様および／または同一の要素を特定するために、同じ符号を用いる場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本開示に従ったシステムおよび方法は、基板から残留ハロゲン種を除去するために用いられる。本明細書に記載のシステムおよび方法は、高圧かつ高温の水蒸気を用いて、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、および／または、Ｉなどの残留ハロゲン種を除去する。いくつかの例において、水蒸気は、脱イオン水（ＤＩＷ）を用いて生成される。システムおよび方法は、１０Ｔｏｒｒより高い圧力かつ高温（例えば、３００℃超）の水蒸気に所定の期間にわたって基板を暴露させることで、基板の表面上の残留ハロゲン種と水蒸気が反応することを可能にする。
【００２８】
水蒸気は、その後、チャンバから排気される。基板は、潜在的な残留水分凝縮を防ぐために、基板が１００℃より高い或る温度まで冷却された後にチャンバから除去される。本開示に従ったシステムおよび方法は、高レベル（＞９０％）のフッ素除去を提供し、これは、湿式洗浄方法に匹敵し、同時に材料損失をほとんど引き起こさない。
【００２９】
ここで、図１を参照すると、基板上の残留フッ素レベルが、水蒸気圧の関数として示されている。図に見られるように、基板上の残留フッ素レベルは、水蒸気圧の関数として減少する。本開示に従った水蒸気を用いるプラズマレス脱ハロゲン化のためのシステムおよび方法は、前の処理（エッチングまたは残留物除去など）と同じチャンバ内で、別個のチャンバ内で、および／または、ロードロック内で、実行できる。
【００３０】
例えば、図２において、プラズマレス脱ハロゲン化は、エッチングまたは残留物除去も実行する誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバ内で実施される。図３〜図４において、プラズマレス脱ハロゲン化は、スタンドアロンのチャンバ内で実施される。図５において、プラズマレス脱ハロゲン化は、遠隔プラズマ源を用いてエッチングまたは残留物除去を実行するチャンバ内で実施される。図６では、複数のチャンバを備えるツールが示されている。少なくとも１つのチャンバがプラズマレス脱ハロゲン化を実行でき、別のチャンバがエッチングまたは残留物除去を実行できる。
【００３１】
ここで、図２を参照すると、本開示に従って基板のエッチングおよびプラズマレス脱ハロゲン化の両方を実行するための基板処理チャンバ１００の一例が示されている。特定の基板処理チャンバが図示および説明されているが、本明細書に記載の方法は、他のタイプの基板処理システムで実施されてもよい。
【００３２】
基板処理チャンバ１００は、下側チャンバ領域１０２および上側チャンバ領域１０４を備える。下側チャンバ領域１０２は、チャンバ側壁面１０８、チャンバ底面１１０、および、ガス分配装置１１４の下面によって規定される。
【００３３】
上側チャンバ領域１０４は、ガス分配装置１１４の上面およびドーム１１８の内面によって規定される。いくつかの例において、ドーム１１８は、第１環状支持体１２１の上にある。いくつかの例において、第１環状支持体１２１は、後に詳述するように、上側チャンバ領域１０４に処理ガスを供給するための１または複数の離間された穴１２３を備える。いくつかの例において、処理ガスは、ガス分配装置１１４を含む平面に対して鋭角に上方向に１または複数の離間した穴１２３によって供給されるが、その他の角度／方向が用いられてもよい。いくつかの例において、第１環状支持体１２１内のガス流路１３４が、１または複数の離間した穴１２３にガスを供給する。
【００３４】
第１環状支持体１２１は、ガス流路１２９から下側チャンバ領域１０２へ処理ガスを供給するための１または複数の離間した穴１２７を規定する第２環状支持体１２４上にあってよい。いくつかの例において、ガス分配装置１１４の穴１３１は、穴１２７と整列する。別の例において、ガス分配装置１１４は、より小さい直径を有しており、穴１３１は必要ない。いくつかの例において、処理ガスは、ガス分配装置１１４を含む平面に対して鋭角に基板に向かって下方向に１または複数の離間した穴１２７によって供給されるが、その他の角度／方向が用いられてもよい。
【００３５】
別の例において、上側チャンバ領域１０４は、平坦な上面を備えた円筒形であり、１または複数の平坦な誘導コイルが用いられてよい。さらに別の例において、単一のチャンバが、シャワーヘッドと基板支持体との間に配置されたスペーサと共に用いられてもよい。
【００３６】
基板支持体１２２が、下側チャンバ領域１０４内に配置されている。いくつかの例において、基板支持体１２２は、静電チャック（ＥＳＣ）を備えるが、その他のタイプの基板支持体が用いられてもよい。基板１２６が、エッチング中に基板支持体１２２の上面に配置される。いくつかの例において、基板１２６の温度は、ヒータプレート１２５と、流体流路を備えた任意選択的な冷却プレートと、１または複数のセンサ（図示せず）とによって制御されてよいが、任意のその他の適切な基板支持体温度制御システムが用いられてもよい。
【００３７】
いくつかの例において、ガス分配装置１１４は、シャワーヘッド（例えば、複数の離間した穴１３０を有するプレート１２８）を備える。複数の離間した穴１３０は、プレート１２８の上面からプレート１２８の下面まで伸びる。いくつかの例において、離間した穴１３０は、０．４インチから０．７５インチの範囲の直径を有し、シャワーヘッドは、導電材料製の埋め込み電極を備えた導電材料（アルミニウムなど）または非導電材料（セラミックなど）で製造される。
【００３８】
１または複数の誘導コイル１４０が、ドーム１１８の外側部分の周りに配列されている。励起されると、１または複数の誘導コイル１４０は、ドーム１１８の内部に電磁場を生成する。いくつかの例では、上側コイルおよび下側コイルが用いられる。ガスインジェクタ１４２が、ガス供給システム１５０−１から１または複数のガス混合物を注入する。
【００３９】
いくつかの例において、ガス供給システム１５０−１は、１または複数のガス源１５２と、１または複数のバルブ１５４と、１または複数のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５６と、混合マニホルド１５８とを備えるが、その他のタイプのガス供給システムが用いられてもよい。ガススプリッタ（図示せず）が、ガス混合物の流量を変化させるために用いられてよい。別のガス供給システム１５０−２が、（ガスインジェクタ１４２からのエッチングガスに加えてまたはその代わりに）エッチングガスまたはエッチングガス混合物をガス流路１２９および／または１３４に供給するために用いられる。
【００４０】
いくつかの例において、ガスインジェクタ１４２は、下方向にガスを方向付ける中央注入位置と、下方向に対して或る角度でガスを注入する１または複数の側方注入位置とを備える。いくつかの例において、ガス供給システム１５０−１は、中央注入位置に第１流量でガス混合物の第１部分を供給し、ガスインジェクタ１４２の側方注入位置へ第２流量でガス混合物の第２部分を供給する。別の例では、異なるガス混合物が、ガスインジェクタ１４２によって供給される。いくつかの例において、ガス供給システム１５０−１は、後述するように、ガス流路１２９および１３４ならびに／もしくは処理チャンバの他の位置へ調節ガスを供給する。
【００４１】
プラズマ発生器１７０が、１または複数の誘導コイル１４０に出力されるＲＦ電力を生成するために用いられる。プラズマ１９０が、上側チャンバ領域１０４で生成される。いくつかの例において、プラズマ発生器１７０は、ＲＦ発生器１７２および整合回路網１７４を備える。整合回路網１７４は、ＲＦ発生器１７２のインピーダンスを１または複数の誘導コイル１４０のインピーダンスに整合させる。いくつかの例において、ガス分配装置１１４は、接地などの基準電位に接続される。バルブ１７８およびポンプ１８０が、下側および上側チャンバ領域１０２、１０４の内部の圧力を制御すると共に、反応物質を排出するために用いられてよい。
【００４２】
プラズマレス脱ハロゲン化の間、蒸気発生器１９０が、水供給源１９２から水を受け入れ、水蒸気を生成する。蒸気発生器１９０からチャンバ（例えば、下側チャンバ領域１０２）へのライン１９４が、凝縮を防ぐために１００℃より高い温度までヒータ１９６によって加熱されてよい。水蒸気が、この例において、加熱されたライン１９４で蒸気発生器１９０を用いて供給される間、供給される蒸気は、水素分子および酸素分子（Ｈ２／Ｏ２）などのガス混合物と、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）などの１または複数の金属触媒とを混合することによって、その場で生成されうる。
【００４３】
コントローラ１７６が、ガス供給システム１５０−１および１５０−２、バルブ１７８、ポンプ１８０、プラズマ発生器１７０、ならびに、蒸気発生器１９０と通信して、エッチング中に処理ガス、パージガスの流量、ＲＦプラズマ、および、チャンバ圧を制御する。また、コントローラ１７６は、プラズマレス脱ハロゲン化の間に基板温度および蒸気供給を制御する。いくつかの例において、プラズマは、エッチング中に１または複数の誘導コイル１４０によってドーム１１８内で維持される。エッチング中に、１または複数のガス混合物が、ガスインジェクタ１４２（および／または離間した穴１２３）を用いてチャンバの上部から導入され、プラズマは、ガス分配装置１１４を用いてドーム１１８内に閉じこめられる。
【００４４】
ＲＦバイアス発生器１８４が設けられてよく、ＲＦバイアス発生器１８４は、ＲＦ発生器１８６および整合回路網１８８を備える。ＲＦバイアスは、ガス分配装置１１４と基板支持体との間でプラズマを生成するため、または、イオンを引きつけるために基板１２６上で自己バイアスを生成するために利用されうる。コントローラ１７６は、ＲＦバイアスを制御するために用いられてよい。
【００４５】
利用中、ハロゲン種を含むプラズマガス混合物でのＩＣＰプラズマを用いて、基板がエッチングされるか、または、残留物が除去される。エッチング後、残留ハロゲンが、本明細書に記載されるように水蒸気を用いて除去される。
【００４６】
ここで、図３〜図４を参照すると、プラズマレス脱ハロゲン化を実行するためのスタンドアロン処理チャンバが示されている。図３において、処理システム２５０は、ガス分配デバイス２６２を備えたチャンバ２６０を備える。いくつかの例において、分配装置２６２は、チャンバ２６０の蓋２６３と一体化されている。いくつかの例において、ガス分配装置２６２は、複数の貫通孔を備えたシャワーヘッドまたはプラテンを備えるが、その他のガス分配装置が用いられてもよい。処理システム２５０は、さらに、基板２６６を支持するための基板支持体２６４（ペデスタルまたは静電チャック（ＥＳＣ）など）を備える。基板支持体２６４は、ヒータ２７０（抵抗ヒータなど）を備える。基板支持体２６４は、さらに、基板支持体２６４の温度を制御するために、加熱または冷却流体を受け入れる流路２７２を備えてよい。
【００４７】
処理システム２５０は、さらに、チャンバ２６０内の圧力を制御するため、および／または、チャンバ２６０から反応物質を排出するために、バルブ２８０およびポンプ２８２を備える。処理システム２５０は、さらに、水供給源２８５から水蒸気を供給する蒸気発生器２８４を備える。蒸気発生器２８４は、１または複数のバルブ、および／または、流量制御装置（マスフローコントローラ（図示せず）など）を備えてよい。ガス供給システム２８６が、１または複数のガス源２８７からガスを供給する。ヒータ２８８が、蒸気発生器２８４をチャンバ２６０に接続するライン２８９を１００℃より高い温度まで加熱するために用いられてよい。
【００４８】
１または複数のセンサ２９４が、基板支持体および／またはチャンバ２６０内のその他の位置での温度および／または圧力を検知するために用いられてよい。コントローラ２９０が、基板支持体２６４の温度、チャンバ２６０内の圧力、蒸気発生器２８４からの水蒸気の供給、および、ガス供給システム２８６からのガスの供給、を制御する。コントローラ２９０は、さらに、チャンバ２６０からの反応物質の排出を制御してもよい。ガス供給システム２８６は、本明細書に記載のように、水蒸気発生中に混合ガス、および／または、プラズマレス脱ハロゲン化後に１または複数の不活性ガス、を供給するために用いられてよい。
【００４９】
図４において、処理チャンバ２９５は、基板を加熱するために利用できる赤外線（ＩＲ）ヒータまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを含むヒータ２９６を備える。ＩＲヒータまたはＬＥＤアレイの位置は、ウエハ表面の上方または下方のいずれかでありうる。水蒸気は、処理ガス混合物および金属触媒２９８を用いてその場で生成される。例えば、水素および酸素（Ｈ２／Ｏ２）などのガス混合物と、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）などの１または複数の金属触媒とが、利用されうる。
【００５０】
ここで、図５を参照すると、図３に示したチャンバと同様の別の処理チャンバ３００が提示されている。処理チャンバ３００は、さらに、遠隔プラズマを生成する遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）３１０を備えており、遠隔プラズマは、エッチングまたは残留物除去などの基板処理に用いられてよい。遠隔プラズマを利用する処理が完了した後、処理チャンバ３００から基板を取り出すことなしに、水蒸気を用いて、基板からハロゲン種を除去できる。
【００５１】
ここで、図６を参照すると、複数の基板処理チャンバを備えるツール４２０が示されている。基板が、ポッド４２１（前開きカセット一体型ポッド（ＦＯＵＰ）など）を通してロードされたカセットからツール４２０に入る。ロボット４２４は、基板を操作するための１または複数のエンドエフェクタを備える。ロボット４２４の圧力は、通例、大気圧である。ロボット４２４は、カセットから移送チャンバ４７４の１ポートへ基板を移動させる。移送チャンバ４７４は、その中の圧力を適切なレベルにポンプする。
【００５２】
移送チャンバ４７４の別のポートが開き、１または複数のエンドエフェクタ４７８を備えたロボット４７６が、複数の処理チャンバ４８０−１、４８０−２、・・・、および、４８０−Ｐ（集合的に、処理チャンバ４８０）の内の選択された１つに基板を供給し、ここで、Ｐは、１より大きい整数である。ロボット４７６は、軌道４７９に沿って移動しうる。ロボット４７６は、処理チャンバ４８０の内の選択された１つに対応する複数のペデスタル４８２−１、４８２−２、・・・、および、４８２−Ｐの内の１つに基板を供給する。いくつかの例において、処理チャンバ４８０の内の少なくとも１つは、プラズマレス脱ハロゲン化を実行し、処理チャンバ４８０の内の少なくとも別の１つは、プラズマとハロゲン種を含むプラズマガス混合物とを用いてエッチングまたは残留物除去を実行する。いくつかの例において、プラズマレス脱ハロゲン化は、処理後に移送チャンバ４７４内で実行されてもよい。
【００５３】
ここで、図７を参照すると、プラズマレス脱ハロゲン化のための方法５００が示されている。工程５１０で、基板は、処理チャンバ内に配置される。上述のように、処理チャンバは、スタンドアロンのプラズマレス脱ハロゲン化チャンバを備えてもよいし、エッチングおよび／または残留物除去などの他の機能を実行するチャンバと組み合わせられてもよい。
【００５４】
工程５１４で、基板は、所定の温度に加熱される。いくつかの例において、所定の温度は、１００℃〜７００℃の温度範囲にある。他の例において、所定の温度は、４００℃〜７００℃の温度範囲にある。他の例において、所定の温度は、５５０℃〜７００℃の温度範囲にある。
【００５５】
加熱ペデスタルが図示されているが、赤外線（ＩＲ）ランプまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）ヒータなど、別の加熱方法が利用されてもよい。いくつかの例において、蒸着温度が、通常、５５０℃以下であるエピタキシャル膜（シリコン（Ｓｉ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化シリコン（ＳｉＰ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、および、同様の膜など）については、４００℃〜５５０℃の範囲の温度である。その他のタイプの膜に対して、５５０℃〜７００℃の温度範囲が、除去効率およびスループット向上のために利用されてもよい。
【００５６】
工程５１６で、方法は、基板温度が、所定の温度（１００℃、２００℃、または、１００℃を超えるその他の所定の温度など）以上であるか否かを判定する。工程５２０で、水蒸気が、チャンバに導入され、圧力が、所定の圧力に維持される。
【００５７】
いくつかの例において、圧力は、プラズマレス脱ハロゲン化中に、１０Ｔｏｒｒより高く８００Ｔｏｒｒより低い所定の圧力範囲に維持される。いくつかの例において、圧力は、プラズマレス脱ハロゲン化中に、５０Ｔｏｒｒ〜５００Ｔｏｒｒまでの所定の圧力範囲に維持される。いくつかの例において、圧力は、プラズマレス脱ハロゲン化中に、１００Ｔｏｒｒ〜３００Ｔｏｒｒまでの所定の圧力範囲に維持される。
【００５８】
工程５２４で、方法は、所定の処理期間が終了したか否かを判定する。工程５２４でＹｅｓであった場合、水蒸気は、工程５３０で排出される。例えば、水蒸気は、真空ポンプまたはパージのいずれかによって除去される。
【００５９】
工程５３４で、基板は、１００℃より高い低温まで冷却される。工程５３６で、基板は、処理チャンバから取り出される。いくつかの例において、基板は冷却され、窒素分子、アルゴン、ヘリウム、および／または、その他の不活性ガスを含むガス混合物が供給される。
【００６０】
本開示に従ったシステムおよび方法は、他の処理では対処が非効率的であるフッ素除去の課題に対処する。水蒸気は、エネルギ論が好ましいことから利用される。酸化の課題に対処するために、プラズマレス水蒸気が、ハロゲンの除去に用いられる。プラズマがなければ、実効温度（例えば、水蒸気内で５００℃）での熱酸化は、低いと測定される（例えば、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）表面上で１Å未満）。ＤＩＷリンス方法と比べて、基板は、基板上での凝縮を防ぐために、常に１００℃を超える温度に維持される。高温では水蒸気によるパターン崩壊リスクはない。
【００６１】
いくつかの例において、プラズマレス脱ハロゲン化は、凝縮によるエッチング後のパターン崩壊を回避するために、エッチングおよび／または残留物除去も実行するツール内で実行される。例えば、基板、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）ツールが、ＳＴＩエッチングチャンバ、ＩＣＰチャンバ（残留物除去のための図２に図示したチャンバなど）、および、プラズマレス脱ハロゲン化チャンバを通して基板を処理する。この手順を用いれば、湿式洗浄を完全に排除できる可能性がある。いくつかの例において、プラズマレス脱ハロゲン化チャンバは、チャンバ内のハロゲン残留物蓄積を回避するためのエッチング処理を実行しない。さらに別の例において、プラズマレス脱ハロゲン化チャンバは、ロードロック内に実装される。
【００６２】
上述の記載は、本質的に例示に過ぎず、本開示、応用例、または、利用法を限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施されうる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および、以下の特許請求の範囲を研究すれば他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それらの例には限定されない。方法に含まれる１または複数の工程が、本開示の原理を改変することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして記載されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載された特徴の内の任意の１または複数の特徴を、他の実施形態のいずれかに実装することができる、および／または、組み合わせが明確に記載されていないとしても、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができる。換言すると、上述の実施形態は互いに排他的ではなく、１または複数の実施形態を互いに置き換えることは本開示の範囲内にある。
【００６３】
要素の間（例えば、モジュールの間、回路要素の間、半導体層の間）の空間的関係および機能的関係性が、「接続される」、「係合される」、「結合される」、「隣接する」、「近接する」、「の上部に」、「上方に」、「下方に」、および、「配置される」など、様々な用語を用いて記載されている。第１および第２要素の間の関係性を本開示で記載する時に、「直接」であると明確に記載されていない限り、その関係性は、他に介在する要素が第１および第２の要素の間に存在しない直接的な関係性でありうるが、１または複数の介在する要素が第１および第２の要素の間に（空間的または機能的に）存在する間接的な関係性でもありうる。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、および、Ｃの少なくとも１つ」という表現は、非排他的な論理和ＯＲを用いて、論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、および、Ｃの少なくとも１つ」という意味であると解釈されるべきではない。
【００６４】
いくつかの実施例において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（基板ペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体基板または基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、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）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外への基板移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
【００６５】
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、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の形態のチップ、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または複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体基板に対するまたは半導体基板のための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、基板の１または複数の層、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、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理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。
【００６６】
コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、基板処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（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）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。一部の例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
【００６７】
限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体基板の加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。
【００６８】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこから基板のコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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