ウェハ背面及び縁部からポリマーを除去するための方法及び装置
リアクタ内の支持台座部上に保持されたウェハの背面から、弓状側方ガス注入ノズルを利用してポリマーを除去する。弓状側方ガス注入ノズルは、ウェハ縁部に適合した曲率でリアクタ側壁部を貫通して延び、また遠隔プラズマ源からプラズマ副生成物を供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマエッチ処理に続いて、ウェハ正面上の繊細な薄膜を損傷することなく、ウェハの背面及び縁部からポリマーを除去するための方法及び装置に関する。
【背景】
【０００２】
プラズマエッチ処理は、半導体ウェハ上の薄膜構造体をエッチする際に使用される。誘電性の薄膜（二酸化ケイ素等）をエッチするためのあるプラズマエエッチ処理では、フルオロカーボン及びフルオロ−ハイドロカーボン処理ガスを使用する。このような処理ガスは、フッ素に富んだエッチャント種及び炭素に富んだポリマー種とに解離する。当該分野で周知のように、エッチャント種が所望のエッチングを行ない、ポリマー種が所望のパッシベーションを行なう。ポリマー種は、ウェハ正面とウェハ背面の露出した縁部の両方に堆積する傾向がある。一部のケースにおけるウェハ背面へのポリマーの堆積は、ウェハの周縁部がエッチ処理中、露出するからである。ウェハ正面上に堆積されたポリマーは続くプラズマ処理工程の通常の流れの中で除去される。しかしながら、背面のポリマー膜の少なくとも一部は除去されない。これはウェハ背面がプラズマイオンの衝突から遮られるからである。このような背面のポリマー膜が無制限に蓄積し、後のプラズマ処理工程における汚染の一因となる恐れがある。ここで本発明者は、プラズマエッチ処理の最後に背面のポリマーを除去することによって、このような汚染を防止することを提案する。問題は、どのようにしてこの除去を行なうかである。
【０００３】
ある特殊なエッチ処理を行って背面のポリマーを除去することができる。問題は、ウェハ正面がある繊細な薄膜材料を有し、その一部が先行の誘電体エッチ工程中に露出してしまっている可能性があることである。この繊細な薄膜は、例えば、超低誘電率（ｕｌｔｒａ−ｌｏｗ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ：ＵＬＫ）材料である。このようなＵＬＫ材料は、（背面のポリマーと同様に）比較的高い割合で炭素を含む傾向があるため、背面のポリマーを除去可能なプラズマ化学反応に曝露された場合に特にエッチされやすい又は損傷を受けやすい。背面のポリマーを除去可能な環境にウェハを曝露しながら、ウェハ正面上のＵＬＫ膜への損傷を防止するのは極めて困難又は不可能である。
【概要】
【０００４】
一実施形態において、ウェハ背面を、その周縁部を露出させる支持表面上に配置し、チャンバの円筒形の側壁部を貫通してチャンバ内に延び且つウェハ縁部に隣接した弧に沿って分布する１８０度未満の限定された弧角度の弓状ガス注入区域を有する弓状側方ガス注入ノズルを設置することによって、ポリマーはウェハの背面から除去される。一実施形態においては、支持表面及びウェハを、弓状側方ガス注入ノズルを越えて天井部ガス分散プレートに向かって上昇させ、ウェハ正面とチャンバ天井部との間の狭い間隙にウェハ正面を閉じ込める。プラズマ副生成物を、遠隔プラズマ源において、酸素含有種を含む処理ガスから発生させ、得られたプラズマ副生成物は、リアクタチャンバ内へと弓状側方ガス注入ノズルの弓状ガス注入区域を通って導入され、ウェハを連続的に回転させながら、弧角度によって限定されるウェハ背面の一区画をプラズマ副生成物に曝露してポリマーをウェハ背面から除去する。ウェハ正面に面した天井部でガス分散プレートを通してパージガスを導入することによって、プラズマ副生成物の、ウェハ正面と天井部との間の間隙への進入が防止される。
【０００５】
一実施形態においては、支持表面及びウェハを天井部ガス分散プレートから離して弓状側方ノズルより下の位置へと下降させることによって、ウェハ正面からフォトレジストを除去する。天井部ガス分散プレートを通したパージガス流れを止めて、遠隔プラズマ源からのプラズマ副生成物を、弓状側方ガス注入ノズルを通して導入し、ウェハを連続的に回転させながら、弧角度によって限定されるウェハ正面の一区画をプラズマ副生成物に曝露する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の例示的な実施形態が実現され且つ詳細に理解されるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明をその実施形態を参照して行う。実施形態は添付図面に図示されている。本発明を不明瞭にすることがないように、一部の周知の処理について本願では説明しないと理解すべきである。
【０００７】
【図１Ａ】弓状側方ノズルに相対しての上昇位置に設定された、ウェハ背面からポリマーを除去するための回転・昇降可能なウェハ支持台座部を有する一実施形態によるリアクタの立面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに対応する平面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに対応する正射投影図である。
【図２】様々な弧長の分散ノズルでの処理ガスによるウェハの適用範囲を比較した図である。
【図３】ウェハ正面からフォトレジストを除去するためにウェハ支持台座部が下降位置にある図１Ａのリアクタの立面図である。
【図４】ウェハ支持台座部が中間位置にある図１Ａのリアクタの立面図である。
【図５Ａ】〜
【図５Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第１の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び平面図である。
【図６Ａ】〜
【図６Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第２の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び平面図である。
【図７Ａ】〜
【図７Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第３の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び正面図である。
【図８Ａ】〜
【図８Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第４の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び正面図である。
【０００８】
円滑な理解のために、可能な限り、図面で共通する同一要素は同一参照番号を使用して表した。一実施形態の要素及び構成が、特に記載されることなくその他の実施形態で有益に組み入れられる場合が考えられる。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態しか図示しておらず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得ることから、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【詳細な説明】
【０００９】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃには、半導体ウェハ等のワークピースの背面からポリマーを除去するためのリアクタが図示される。リアクタは、対称軸１０６を規定する円筒形の側壁部１０５、側壁部１０５上に支持された天井部１１０及び側壁部１０５の底部の床部１１５によって取り囲まれた真空チャンバ１００を含む。支持台座部１２０は、チャンバ１００の内部に設置され、天井部１１０に面し且つ概して対称軸１０６に垂直である支持表面１２０ａを有する。半導体ウェハ１２２等の平坦なワークピースが、支持表面１２０ａ上に載置され得る。支持表面１２０ａの直径はウェハ１２２の直径より小さいため、ウェハ背面の周縁部が露出する。露出したウェハ背面の周縁部には、先行のエッチ処理工程中にポリマーが堆積した、ウェハ背面上の周縁領域が含まれる。台座部１２０は、対称軸１０６に沿って床部１１５を貫通して延びる回転軸１２５上に支持される。軸１２５は、対称軸１０６を中心として回転可能であり且つ対称軸１０６に沿って平行移動可能であるため、天井部１１０に相対して上昇又は下降させることができる。圧縮・拡張可能な昇降蛇腹部１２７が軸１２５を取り巻き、その底部で床部１１５に封止され、その上部にて台座部１２０の底部に封止される。回転サーボ１３０が軸１２５の回転を制御し、昇降サーボ１３５が、対称軸１０６に沿った軸１２５の平行移動を制御する。床部１１５を貫通してチャンバ１００に連結されたメインチャンバ真空ポンプ１３７が、チャンバ１００内の圧力を制御する。
【００１０】
弓状側方ノズル１４０が側壁部１０５を貫通して、対称軸１０６に相対しての半径方向に延びる。慣用のタイプの遠隔プラズマ源（ｒｅｍｏｔｅ ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒｃｅ：ＲＰＳ）１４５は内部真空チャンバ１４６を有し、その内部チャンバ１４６内で、処理ガス供給源１５２、１５４からガス分散パネル１５０を通して供給される処理ガスから発生するプラズマを維持する。内部チャンバ１４６内のプラズマにおいて解離した中性原子及びラジカルは、注入のために、弓状側方ノズル１４０を通ってメインチャンバ１００内へと引き込まれる。ＲＰＳはいずれの適切なプラズマ発生技法を採用してもよいが、図１Ａでは、チャンバ１４６の対向するポート１６２、１６４でチャンバ１４６に進入する一対の端部を有する外部内曲導管１６０を含むトロイダルプラズマ源を有するＲＰＳ１４５を図示している。ＲＦソース電力が、導管１６０に隣接した又はそれを取り巻き且つＲＦソース電力発生装置１６８に連結されたコイル１６６によって内曲導管１６０の内部に結合される。コイル１６６以外の慣用の技法を採用してＲＦ電力を内曲導管１６０の内部に結合してもよい。典型的には、メインチャンバ真空ポンプ１３７を作動させることによってチャンバ１００、１４６間の十分な圧力差を維持し、プラズマ副生成物をＲＰＳチャンバ１４６から弓状側方ノズル１４０を通してメインチャンバ１００内へと引き込む。
【００１１】
ウェハの背面からフルオロカーボンポリマーを効率的に除去可能なプラズマ副生成物（例えば、中性原子及びラジカル）を供給するために、一実施形態において、ガス供給源１５２は水素ガスを格納し、その一方でガス供給源１５４は水蒸気を供給する。別の実施形態において、ガス供給源１５４は、二酸化炭素又は代替として一酸化炭素を格納する。
【００１２】
一実施形態において、天井部１１０は天井部ガス分散プレート１８０を含む又は支持する。天井部ガス分散プレート１８０は、内部ガスマニホルド１８２と、マニホルド１８０と連通し且つチャンバ１００に開放している複数のガス注入オリフィス１８４を含む。ガス供給導管１８６は、パージガス供給源１８８からコントロールバルブ１８９を介してマニホルド１８２へとパージガスを供給する。パージガスは、ＵＬＫ又はウェハ正面上のその他の材料と反応しない種であり、ポリマーと反応しないヘリウム、アルゴン等の不活性ガス又は窒素等のガスであってもよい。この構成により、ウェハ正面と天井部１１０との間の領域に陽圧が発生するため、弓状側方ノズルを通して導入される処理ガス又はプラズマ副生成物がウェハ正面に到達するのが防止される。これにより、背面のポリマーを除去している間、ウェハ正面上の敏感な薄膜を保護することができる。コントローラ１７０が出口バルブ１８９、真空ポンプ１３７、回転サーボ１３０、昇降サーボ１３５、ＲＦ発生装置１６８及びガスパネル１５０を統括する。
【００１３】
図２の上面図は、弓状側方ノズル１４０の内部構成を隠れ線で示す。弓状側方ノズル１４０は、弓状ガス流路１４１及びウェハ１２２に向かって半径方向内側に面した複数の離間されたガス注入ノズルオリフィス１４２を取り囲むノズルヘッド１４０ａを含む。ノズル１４０の円筒形の導管１４３が、ＲＰＳチャンバ１４６と弓状ガス流路１４１との間を連結する。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、弓状側方ノズル１４０の導管１４３はチャンバ側壁部１０５を貫通して延び、一方、ノズルヘッド１４０ａは側壁部１０５によって完全に取り囲まれる。その他の実施形態において、導管１４３は完全にチャンバ１００の外部に位置し、ノズルヘッド１４０ａは側壁部１０５を貫通して延びる。
【００１４】
以下に記載の幾つかの実施形態の１つにおいて、ノズル１４０は半円又はそれより小さい弧にほぼ対応した弧長に亘って延びる。ノズル１４０とウェハ１２２の縁部との間には小さい（例えば、１〜５ｍｍ）の間隙Ｇ（図２）があるため、ノズルオリフィス１４２はガス又はプラズマ副生成物を、ウェハ（又はウェハ背面）１２２のパイ形状の領域の縁部の一部に亘って噴射する。パイ形状の領域は、例えば図２において約１７０度（角度Ａ）の弧長に対応するが、その他の実施形態ではより短い弧長の場合もある。ウェハ背面の全周縁部からのポリマーの均一な除去は、ウェハ支持台座部１２０の回転によって達成される。ウェハの各回転について、ウェハ背面上の各領域の曝露時間は、回転速度（ＲＰＭ）の逆数に、ノズル１４０（図１Ｂ）によって定められる角度Ａと３６０度との比をかけたものである。
曝露時間＝［１／ＲＰＭ］［Ａ／３６０］
【００１５】
一実施形態において、背面ポリマー除去エッチ処理のエッチ速度（生産性）は、側方ノズル１４０が定める角度Ａを増大させることによって上昇する。ノズル開口部を極めて狭い角度（例えば、５度）に制限すると濃縮され且つ効果的なポリマーエッチプラズマ副生成物流れが得られるものの、処理の生産性は低下する。角度Ａの拡大に伴うプラズマ副生成物の損失又は拡散は曝露時間の延長より小さいため、角度Ａの拡大により生産性がある程度まで上昇することを本発明者は発見した。弧長がより長くなると（例えば、Ａ＝約１８０度）、角度Ａの更なる拡大はプラズマ副生成物のより多くの損失又は拡散を引き起こす。このような損失は、実施形態によっては、エッチ速度を低下させ、曝露時間の延長による生産性における更なる利得を相殺してしまう。本願で開示の弓状側方ノズル１４０の実施形態は、発明者の発見に従って、曝露時間とプラズマ副生成物の損失との間の最適な兼ね合いの範囲内にあり、角度Ａは一般に１８０度未満であるが、一般に約２０度より大きい。
【００１６】
図１Ａのリアクタでは、台座部１２０が弓状側方ノズル１４０の高さ又はそれより若干上にまで上昇させられているため、ノズル１４０からのプラズマ副生成物又はエッチャント種はウェハ背面に流れる。しかしながら、リアクタが、ウェハ正面からフォトレジストを除去するために使用されることもある。この場合、台座部１２０を下降させて（図３に図示のように）ウェハ１２２を弓状側方ノズル１４０の高さより下にもってくると、ノズル１４０からのガスがウェハ正面に流れる。この実施形態において、天井部ガス分散プレートからのパージガス流は停止する。この応用例の場合、より大きい弧角度Ａを有する弓状側方ノズル１４０の実施形態のほうが、１回のウェハ回転中に全ウェハ表面をカバーするのに効率が良い。これは、背面ポリマー除去処理ではプラズマ副生成物をウェハ背面の周縁部にしか分散させる必要がなく、フォトレジストの除去では、プラズマ副生成物をウェハ正面の全面に分散させる必要があるからである。
【００１７】
図４は、ウェハ台座部１２０を図１Ａの上昇位置と図３の下降位置との間の中間位置に上昇させたリアクタを図示する。この中間位置において、弓状側方ノズル１４０はウェハ１２２の縁部に面する。このモードは、ポリマーをウェハ背面及びウェハ縁部の面取りされた領域の両方から除去するのに有用である。
【００１８】
図５Ａ〜５Ｃは、図１Ｂの弓状側方ノズル１４０の変形である弓状側方ノズル２４０の一実施形態を示す。図５Ａ〜５Ｃの弓状側方ノズル２４０は約３０度の限定された弧角度Ｂを有する。その主用途は、背面のポリマーの除去である。図５Ａ〜５Ｃのノズル２４０は、供給端部２００ａ及び出口端部２００ｂを有する円形の中空円筒形ガス供給導管２００を有する。扇形ノズルヘッド２１０は、導管出口端部２００ｂに連結される。扇形ノズルヘッド２１０は、扇形天井部２１４、天井部２１４に面した扇形床部２１６、第１傾斜平面側壁部２１８及び第２傾斜平面側壁部２１９に取り囲まれた中空内部２１２を有する。一実施形態において、扇形天井部２１４及び側壁部２１６は、図１Ａに図示のワークピース又はウェハ１２２に面した弓状縁部２１４ａ、２１６ａをそれぞれ有する。弓状縁部２１４ａ、２１６ａはそれぞれ、ワークピース又はウェハ１２２の半径にほぼ対応する曲率半径を有する。弓状縁部２１４ａ、２１６ａの曲率半径はウェハの半径より若干大きく、この差は、ウェハ１２２の周縁部とノズル弓状縁部２１４ａ、２１６ａとの間の間隙Ｇ（図２を参照のこと）に対応する。傾斜側壁部２１８、２１９は導管出口端部２００ｂに向かって互いに接近し、導管出口端部２００ｂで終端し、導管出口端部２００ｂに面したノズルヘッド２１０の開口部２１５（図５ｂ）を画成する。開口部２１５は、ノズルヘッド開口部２１５が外接する導管出口端部２００ｂの部位２００ｃと重なる。導管出口端部２００ｂの残りの部位は、エンドキャップ２０１によってブロックされる。ノズルヘッド２１０の弓状縁部２１４ａ、２１６ａによって定められる弧角度は、４５度未満である。図示の実施形態において、弧角度は約３０度である。図５Ａ〜５Ｃのノズル２４０は、石英又は同様の材料から慣用の製造技法を使用して形成される。
【００１９】
図６Ａ〜６Ｃは、図１Ｂの弓状側方ノズル１４０の変形である弓状側方ノズル３４０の一実施形態を示す。図６Ａ〜６Ｃのノズル３４０は、約１８０度の大きな弧角度Ｃを有する。背面のポリマー除去及び正面のフォトレジスト除去の両方に有用である。図６Ａ〜６Ｃのノズル３４０は、供給端部３００ａ及び出口端部３００ｂを有する円形の中空円筒形ガス供給導管３００を有する。環状ノズルヘッド３１０は、導管出口端部３００ｂに連結される。環状ノズルヘッド３１０は、環状天井部３１４、天井部３１４に面した環状床部３１６、環状外方側壁部３１８及び環状内方側壁部３１９によって取り囲まれた中空内部３１２（図６Ｃにおいて隠れ線で図示）を有する。環状内方側壁部３１９は、ワークピース又はウェハ１２２の半径にほぼ対応する曲率半径を有する。内方側壁部３１９の曲率半径はウェハの半径より若干大きく、この差は、ウェハ１２２の周縁部とノズル内方側壁部３１９との間の間隙Ｇ（図２を参照のこと）に対応する。複数のガス注入オリフィス３２０が内方環状側壁部３１９を貫通して延び、ノズルヘッド３１０の中空内部３１２と連通する。外方側壁部３１８は、導管出口端部３００ｂの部位３００ｃと連通し且つそれをカバーする、ノズル中空内部３１２への開口部３１８ａを有する。導管出口端部３００ｂの残りの部位は、エンドキャップ３０１によってブロックされる。ノズルヘッド３１０の内方側壁部３１９によって定められる弧角度は９０度より大きい。図示の実施形態において、弧角度は約１８０度である。図６Ａ〜６Ｃのノズルは、石英又は同様の材料から慣用の製造技法を使用して形成される。
【００２０】
図７Ａ〜７Ｃは、図１Ｂの弓状側方ノズル１４０の変形である弓状側方ノズル４４０のある実施形態を示す。図７Ａ〜７Ｃの弓状側方ノズル４４０は、約３０〜６０度の弧角度Ｄを有する。図７Ａ〜７Ｃのノズル４４０は、供給端部４００ａ及び出口端部４００ｂを有する円形の中空円筒形ガス供給導管４００を有する。扇形ノズルヘッド４１０は、導管出口端部４００ｂに連結される。扇形ノズルヘッド４１０は、扇形天井部４１４、天井部４１４に面した扇形床部４１６、第１傾斜平面後方側壁部４１８及び第２傾斜平面後方側壁部４１９によって取り囲まれた中空内部４１２を有する。加えて、弓状前方側壁部４２０は、ノズルヘッド４１０の両側において一対の出口ポート４２２、４２４を画成する。弓状前方側壁部４２０及び一対のガス出口ポート４２２、４２４は、図１Ａに図示のワークピース又はウェハ１２２に面する。一実施形態において、扇形天井部４１４及び側壁部４１６は、弓状前方側壁部４２０の弧に適合し且つ図１Ａに図示のワークピース又はウェハ１２２に面する弓状縁部４１４ａ、４１６ａをそれぞれ有する。弓状縁部４１４ａ、４１６ａ及び弓状前方側壁部４２０はそれぞれワークピース又はウェハ１２２の半径にほぼ対応した曲率半径を有する。弓状縁部４１４ａ、４１６ａ及び側壁部４２０の曲率半径はウェハの半径より若干大きく、この差は、ウェハ１２２の周縁部とノズル弓状縁部４１４ａ、４１６ａとの間の間隙Ｇ（図２を参照のこと）に対応する。傾斜側壁部４１８、４１９は導管出口端部４００ｂに向かって互いに接近し、導管出口端部４００ｂで終端し、導管出口端部４００ｂに面したノズルヘッド４１０の開口部４１５（図７Ｂにおいて隠れ線で図示）を画成する。開口部４１５は、ノズルヘッド開口部４１５に外接する導管出口端部４００ｂの部位４００ｃにまたがる。導管出口端部４００ｂの残りの部位は、エンドキャップ４０１によってブロックされる。ノズルヘッド４１０の一対の出口ポート４２２、４２４の間に定められる弧角度は、約３０〜６０度の範囲内である。図示の実施形態において、弧角度は約３０度である。図７Ａ〜７Ｃのノズル４４０は、石英又は同様の材料から慣用の製造技法を使用して形成される。図７Ａ〜７Ｃの実施形態は、ウェハに対しての直接的な流れとは異なって、プラズマ副生成物をウェハの縁部に相対しての接線方向で流れを供給する利点を有し得る。ウェハ背面からポリマーを除去する間、この構成により、注入されたプラズマ副生成物又はガスがウェハと天井部との間の間隙の狭い区域に無理やり進入する傾向を抑えることができる。本願に記載の実施形態のそれぞれにおいて、ウェハと天井部との間の間隙は、例えば、約１〜１０ｍｍの範囲内である。これによって、実施形態によっては、ウェハ正面上の敏感な薄膜への損傷の危険性を抑えることができる。
【００２１】
図８Ａ〜８Ｃは、図７Ａ〜７Ｃの実施形態の変形である第４の実施形態を示す。この実施形態において、前方弓状側壁部４２０には、側壁部４２０を貫通して複数のガス注入オリフィス４３０が設けられている。この実施形態は、図７Ａ〜７Ｃの実施形態を参照して説明したようなウェハ縁部に向かう、プラズマ副生成物の接線方向の流れ及び図６Ａ〜６Ｃの実施形態のような、ウェハ縁部に向かう直接的な流れの態様と組み合わせることができる。
【００２２】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマエッチ処理に続いて、ウェハ正面上の繊細な薄膜を損傷することなく、ウェハの背面及び縁部からポリマーを除去するための方法及び装置に関する。
【背景】
【０００２】
プラズマエッチ処理は、半導体ウェハ上の薄膜構造体をエッチする際に使用される。誘電性の薄膜（二酸化ケイ素等）をエッチするためのあるプラズマエエッチ処理では、フルオロカーボン及びフルオロ−ハイドロカーボン処理ガスを使用する。このような処理ガスは、フッ素に富んだエッチャント種及び炭素に富んだポリマー種とに解離する。当該分野で周知のように、エッチャント種が所望のエッチングを行ない、ポリマー種が所望のパッシベーションを行なう。ポリマー種は、ウェハ正面とウェハ背面の露出した縁部の両方に堆積する傾向がある。一部のケースにおけるウェハ背面へのポリマーの堆積は、ウェハの周縁部がエッチ処理中、露出するからである。ウェハ正面上に堆積されたポリマーは続くプラズマ処理工程の通常の流れの中で除去される。しかしながら、背面のポリマー膜の少なくとも一部は除去されない。これはウェハ背面がプラズマイオンの衝突から遮られるからである。このような背面のポリマー膜が無制限に蓄積し、後のプラズマ処理工程における汚染の一因となる恐れがある。ここで本発明者は、プラズマエッチ処理の最後に背面のポリマーを除去することによって、このような汚染を防止することを提案する。問題は、どのようにしてこの除去を行なうかである。
【０００３】
ある特殊なエッチ処理を行って背面のポリマーを除去することができる。問題は、ウェハ正面がある繊細な薄膜材料を有し、その一部が先行の誘電体エッチ工程中に露出してしまっている可能性があることである。この繊細な薄膜は、例えば、超低誘電率（ｕｌｔｒａ−ｌｏｗ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ：ＵＬＫ）材料である。このようなＵＬＫ材料は、（背面のポリマーと同様に）比較的高い割合で炭素を含む傾向があるため、背面のポリマーを除去可能なプラズマ化学反応に曝露された場合に特にエッチされやすい又は損傷を受けやすい。背面のポリマーを除去可能な環境にウェハを曝露しながら、ウェハ正面上のＵＬＫ膜への損傷を防止するのは極めて困難又は不可能である。
【概要】
【０００４】
一実施形態において、ウェハ背面を、その周縁部を露出させる支持表面上に配置し、チャンバの円筒形の側壁部を貫通してチャンバ内に延び且つウェハ縁部に隣接した弧に沿って分布する１８０度未満の限定された弧角度の弓状ガス注入区域を有する弓状側方ガス注入ノズルを設置することによって、ポリマーはウェハの背面から除去される。一実施形態においては、支持表面及びウェハを、弓状側方ガス注入ノズルを越えて天井部ガス分散プレートに向かって上昇させ、ウェハ正面とチャンバ天井部との間の狭い間隙にウェハ正面を閉じ込める。プラズマ副生成物を、遠隔プラズマ源において、酸素含有種を含む処理ガスから発生させ、得られたプラズマ副生成物は、リアクタチャンバ内へと弓状側方ガス注入ノズルの弓状ガス注入区域を通って導入され、ウェハを連続的に回転させながら、弧角度によって限定されるウェハ背面の一区画をプラズマ副生成物に曝露してポリマーをウェハ背面から除去する。ウェハ正面に面した天井部でガス分散プレートを通してパージガスを導入することによって、プラズマ副生成物の、ウェハ正面と天井部との間の間隙への進入が防止される。
【０００５】
一実施形態においては、支持表面及びウェハを天井部ガス分散プレートから離して弓状側方ノズルより下の位置へと下降させることによって、ウェハ正面からフォトレジストを除去する。天井部ガス分散プレートを通したパージガス流れを止めて、遠隔プラズマ源からのプラズマ副生成物を、弓状側方ガス注入ノズルを通して導入し、ウェハを連続的に回転させながら、弧角度によって限定されるウェハ正面の一区画をプラズマ副生成物に曝露する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の例示的な実施形態が実現され且つ詳細に理解されるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明をその実施形態を参照して行う。実施形態は添付図面に図示されている。本発明を不明瞭にすることがないように、一部の周知の処理について本願では説明しないと理解すべきである。
【０００７】
【図１Ａ】弓状側方ノズルに相対しての上昇位置に設定された、ウェハ背面からポリマーを除去するための回転・昇降可能なウェハ支持台座部を有する一実施形態によるリアクタの立面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに対応する平面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに対応する正射投影図である。
【図２】様々な弧長の分散ノズルでの処理ガスによるウェハの適用範囲を比較した図である。
【図３】ウェハ正面からフォトレジストを除去するためにウェハ支持台座部が下降位置にある図１Ａのリアクタの立面図である。
【図４】ウェハ支持台座部が中間位置にある図１Ａのリアクタの立面図である。
【図５Ａ】〜
【図５Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第１の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び平面図である。
【図６Ａ】〜
【図６Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第２の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び平面図である。
【図７Ａ】〜
【図７Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第３の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び正面図である。
【図８Ａ】〜
【図８Ｃ】図１Ａのリアクタの弓状側方ノズルの第４の実施形態のそれぞれ正射投影図、立面図及び正面図である。
【０００８】
円滑な理解のために、可能な限り、図面で共通する同一要素は同一参照番号を使用して表した。一実施形態の要素及び構成が、特に記載されることなくその他の実施形態で有益に組み入れられる場合が考えられる。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態しか図示しておらず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得ることから、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【詳細な説明】
【０００９】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃには、半導体ウェハ等のワークピースの背面からポリマーを除去するためのリアクタが図示される。リアクタは、対称軸１０６を規定する円筒形の側壁部１０５、側壁部１０５上に支持された天井部１１０及び側壁部１０５の底部の床部１１５によって取り囲まれた真空チャンバ１００を含む。支持台座部１２０は、チャンバ１００の内部に設置され、天井部１１０に面し且つ概して対称軸１０６に垂直である支持表面１２０ａを有する。半導体ウェハ１２２等の平坦なワークピースが、支持表面１２０ａ上に載置され得る。支持表面１２０ａの直径はウェハ１２２の直径より小さいため、ウェハ背面の周縁部が露出する。露出したウェハ背面の周縁部には、先行のエッチ処理工程中にポリマーが堆積した、ウェハ背面上の周縁領域が含まれる。台座部１２０は、対称軸１０６に沿って床部１１５を貫通して延びる回転軸１２５上に支持される。軸１２５は、対称軸１０６を中心として回転可能であり且つ対称軸１０６に沿って平行移動可能であるため、天井部１１０に相対して上昇又は下降させることができる。圧縮・拡張可能な昇降蛇腹部１２７が軸１２５を取り巻き、その底部で床部１１５に封止され、その上部にて台座部１２０の底部に封止される。回転サーボ１３０が軸１２５の回転を制御し、昇降サーボ１３５が、対称軸１０６に沿った軸１２５の平行移動を制御する。床部１１５を貫通してチャンバ１００に連結されたメインチャンバ真空ポンプ１３７が、チャンバ１００内の圧力を制御する。
【００１０】
弓状側方ノズル１４０が側壁部１０５を貫通して、対称軸１０６に相対しての半径方向に延びる。慣用のタイプの遠隔プラズマ源（ｒｅｍｏｔｅ ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒｃｅ：ＲＰＳ）１４５は内部真空チャンバ１４６を有し、その内部チャンバ１４６内で、処理ガス供給源１５２、１５４からガス分散パネル１５０を通して供給される処理ガスから発生するプラズマを維持する。内部チャンバ１４６内のプラズマにおいて解離した中性原子及びラジカルは、注入のために、弓状側方ノズル１４０を通ってメインチャンバ１００内へと引き込まれる。ＲＰＳはいずれの適切なプラズマ発生技法を採用してもよいが、図１Ａでは、チャンバ１４６の対向するポート１６２、１６４でチャンバ１４６に進入する一対の端部を有する外部内曲導管１６０を含むトロイダルプラズマ源を有するＲＰＳ１４５を図示している。ＲＦソース電力が、導管１６０に隣接した又はそれを取り巻き且つＲＦソース電力発生装置１６８に連結されたコイル１６６によって内曲導管１６０の内部に結合される。コイル１６６以外の慣用の技法を採用してＲＦ電力を内曲導管１６０の内部に結合してもよい。典型的には、メインチャンバ真空ポンプ１３７を作動させることによってチャンバ１００、１４６間の十分な圧力差を維持し、プラズマ副生成物をＲＰＳチャンバ１４６から弓状側方ノズル１４０を通してメインチャンバ１００内へと引き込む。
【００１１】
ウェハの背面からフルオロカーボンポリマーを効率的に除去可能なプラズマ副生成物（例えば、中性原子及びラジカル）を供給するために、一実施形態において、ガス供給源１５２は水素ガスを格納し、その一方でガス供給源１５４は水蒸気を供給する。別の実施形態において、ガス供給源１５４は、二酸化炭素又は代替として一酸化炭素を格納する。
【００１２】
一実施形態において、天井部１１０は天井部ガス分散プレート１８０を含む又は支持する。天井部ガス分散プレート１８０は、内部ガスマニホルド１８２と、マニホルド１８０と連通し且つチャンバ１００に開放している複数のガス注入オリフィス１８４を含む。ガス供給導管１８６は、パージガス供給源１８８からコントロールバルブ１８９を介してマニホルド１８２へとパージガスを供給する。パージガスは、ＵＬＫ又はウェハ正面上のその他の材料と反応しない種であり、ポリマーと反応しないヘリウム、アルゴン等の不活性ガス又は窒素等のガスであってもよい。この構成により、ウェハ正面と天井部１１０との間の領域に陽圧が発生するため、弓状側方ノズルを通して導入される処理ガス又はプラズマ副生成物がウェハ正面に到達するのが防止される。これにより、背面のポリマーを除去している間、ウェハ正面上の敏感な薄膜を保護することができる。コントローラ１７０が出口バルブ１８９、真空ポンプ１３７、回転サーボ１３０、昇降サーボ１３５、ＲＦ発生装置１６８及びガスパネル１５０を統括する。
【００１３】
図２の上面図は、弓状側方ノズル１４０の内部構成を隠れ線で示す。弓状側方ノズル１４０は、弓状ガス流路１４１及びウェハ１２２に向かって半径方向内側に面した複数の離間されたガス注入ノズルオリフィス１４２を取り囲むノズルヘッド１４０ａを含む。ノズル１４０の円筒形の導管１４３が、ＲＰＳチャンバ１４６と弓状ガス流路１４１との間を連結する。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、弓状側方ノズル１４０の導管１４３はチャンバ側壁部１０５を貫通して延び、一方、ノズルヘッド１４０ａは側壁部１０５によって完全に取り囲まれる。その他の実施形態において、導管１４３は完全にチャンバ１００の外部に位置し、ノズルヘッド１４０ａは側壁部１０５を貫通して延びる。
【００１４】
以下に記載の幾つかの実施形態の１つにおいて、ノズル１４０は半円又はそれより小さい弧にほぼ対応した弧長に亘って延びる。ノズル１４０とウェハ１２２の縁部との間には小さい（例えば、１〜５ｍｍ）の間隙Ｇ（図２）があるため、ノズルオリフィス１４２はガス又はプラズマ副生成物を、ウェハ（又はウェハ背面）１２２のパイ形状の領域の縁部の一部に亘って噴射する。パイ形状の領域は、例えば図２において約１７０度（角度Ａ）の弧長に対応するが、その他の実施形態ではより短い弧長の場合もある。ウェハ背面の全周縁部からのポリマーの均一な除去は、ウェハ支持台座部１２０の回転によって達成される。ウェハの各回転について、ウェハ背面上の各領域の曝露時間は、回転速度（ＲＰＭ）の逆数に、ノズル１４０（図１Ｂ）によって定められる角度Ａと３６０度との比をかけたものである。
曝露時間＝［１／ＲＰＭ］［Ａ／３６０］
【００１５】
一実施形態において、背面ポリマー除去エッチ処理のエッチ速度（生産性）は、側方ノズル１４０が定める角度Ａを増大させることによって上昇する。ノズル開口部を極めて狭い角度（例えば、５度）に制限すると濃縮され且つ効果的なポリマーエッチプラズマ副生成物流れが得られるものの、処理の生産性は低下する。角度Ａの拡大に伴うプラズマ副生成物の損失又は拡散は曝露時間の延長より小さいため、角度Ａの拡大により生産性がある程度まで上昇することを本発明者は発見した。弧長がより長くなると（例えば、Ａ＝約１８０度）、角度Ａの更なる拡大はプラズマ副生成物のより多くの損失又は拡散を引き起こす。このような損失は、実施形態によっては、エッチ速度を低下させ、曝露時間の延長による生産性における更なる利得を相殺してしまう。本願で開示の弓状側方ノズル１４０の実施形態は、発明者の発見に従って、曝露時間とプラズマ副生成物の損失との間の最適な兼ね合いの範囲内にあり、角度Ａは一般に１８０度未満であるが、一般に約２０度より大きい。
【００１６】
図１Ａのリアクタでは、台座部１２０が弓状側方ノズル１４０の高さ又はそれより若干上にまで上昇させられているため、ノズル１４０からのプラズマ副生成物又はエッチャント種はウェハ背面に流れる。しかしながら、リアクタが、ウェハ正面からフォトレジストを除去するために使用されることもある。この場合、台座部１２０を下降させて（図３に図示のように）ウェハ１２２を弓状側方ノズル１４０の高さより下にもってくると、ノズル１４０からのガスがウェハ正面に流れる。この実施形態において、天井部ガス分散プレートからのパージガス流は停止する。この応用例の場合、より大きい弧角度Ａを有する弓状側方ノズル１４０の実施形態のほうが、１回のウェハ回転中に全ウェハ表面をカバーするのに効率が良い。これは、背面ポリマー除去処理ではプラズマ副生成物をウェハ背面の周縁部にしか分散させる必要がなく、フォトレジストの除去では、プラズマ副生成物をウェハ正面の全面に分散させる必要があるからである。
【００１７】
図４は、ウェハ台座部１２０を図１Ａの上昇位置と図３の下降位置との間の中間位置に上昇させたリアクタを図示する。この中間位置において、弓状側方ノズル１４０はウェハ１２２の縁部に面する。このモードは、ポリマーをウェハ背面及びウェハ縁部の面取りされた領域の両方から除去するのに有用である。
【００１８】
図５Ａ〜５Ｃは、図１Ｂの弓状側方ノズル１４０の変形である弓状側方ノズル２４０の一実施形態を示す。図５Ａ〜５Ｃの弓状側方ノズル２４０は約３０度の限定された弧角度Ｂを有する。その主用途は、背面のポリマーの除去である。図５Ａ〜５Ｃのノズル２４０は、供給端部２００ａ及び出口端部２００ｂを有する円形の中空円筒形ガス供給導管２００を有する。扇形ノズルヘッド２１０は、導管出口端部２００ｂに連結される。扇形ノズルヘッド２１０は、扇形天井部２１４、天井部２１４に面した扇形床部２１６、第１傾斜平面側壁部２１８及び第２傾斜平面側壁部２１９に取り囲まれた中空内部２１２を有する。一実施形態において、扇形天井部２１４及び側壁部２１６は、図１Ａに図示のワークピース又はウェハ１２２に面した弓状縁部２１４ａ、２１６ａをそれぞれ有する。弓状縁部２１４ａ、２１６ａはそれぞれ、ワークピース又はウェハ１２２の半径にほぼ対応する曲率半径を有する。弓状縁部２１４ａ、２１６ａの曲率半径はウェハの半径より若干大きく、この差は、ウェハ１２２の周縁部とノズル弓状縁部２１４ａ、２１６ａとの間の間隙Ｇ（図２を参照のこと）に対応する。傾斜側壁部２１８、２１９は導管出口端部２００ｂに向かって互いに接近し、導管出口端部２００ｂで終端し、導管出口端部２００ｂに面したノズルヘッド２１０の開口部２１５（図５ｂ）を画成する。開口部２１５は、ノズルヘッド開口部２１５が外接する導管出口端部２００ｂの部位２００ｃと重なる。導管出口端部２００ｂの残りの部位は、エンドキャップ２０１によってブロックされる。ノズルヘッド２１０の弓状縁部２１４ａ、２１６ａによって定められる弧角度は、４５度未満である。図示の実施形態において、弧角度は約３０度である。図５Ａ〜５Ｃのノズル２４０は、石英又は同様の材料から慣用の製造技法を使用して形成される。
【００１９】
図６Ａ〜６Ｃは、図１Ｂの弓状側方ノズル１４０の変形である弓状側方ノズル３４０の一実施形態を示す。図６Ａ〜６Ｃのノズル３４０は、約１８０度の大きな弧角度Ｃを有する。背面のポリマー除去及び正面のフォトレジスト除去の両方に有用である。図６Ａ〜６Ｃのノズル３４０は、供給端部３００ａ及び出口端部３００ｂを有する円形の中空円筒形ガス供給導管３００を有する。環状ノズルヘッド３１０は、導管出口端部３００ｂに連結される。環状ノズルヘッド３１０は、環状天井部３１４、天井部３１４に面した環状床部３１６、環状外方側壁部３１８及び環状内方側壁部３１９によって取り囲まれた中空内部３１２（図６Ｃにおいて隠れ線で図示）を有する。環状内方側壁部３１９は、ワークピース又はウェハ１２２の半径にほぼ対応する曲率半径を有する。内方側壁部３１９の曲率半径はウェハの半径より若干大きく、この差は、ウェハ１２２の周縁部とノズル内方側壁部３１９との間の間隙Ｇ（図２を参照のこと）に対応する。複数のガス注入オリフィス３２０が内方環状側壁部３１９を貫通して延び、ノズルヘッド３１０の中空内部３１２と連通する。外方側壁部３１８は、導管出口端部３００ｂの部位３００ｃと連通し且つそれをカバーする、ノズル中空内部３１２への開口部３１８ａを有する。導管出口端部３００ｂの残りの部位は、エンドキャップ３０１によってブロックされる。ノズルヘッド３１０の内方側壁部３１９によって定められる弧角度は９０度より大きい。図示の実施形態において、弧角度は約１８０度である。図６Ａ〜６Ｃのノズルは、石英又は同様の材料から慣用の製造技法を使用して形成される。
【００２０】
図７Ａ〜７Ｃは、図１Ｂの弓状側方ノズル１４０の変形である弓状側方ノズル４４０のある実施形態を示す。図７Ａ〜７Ｃの弓状側方ノズル４４０は、約３０〜６０度の弧角度Ｄを有する。図７Ａ〜７Ｃのノズル４４０は、供給端部４００ａ及び出口端部４００ｂを有する円形の中空円筒形ガス供給導管４００を有する。扇形ノズルヘッド４１０は、導管出口端部４００ｂに連結される。扇形ノズルヘッド４１０は、扇形天井部４１４、天井部４１４に面した扇形床部４１６、第１傾斜平面後方側壁部４１８及び第２傾斜平面後方側壁部４１９によって取り囲まれた中空内部４１２を有する。加えて、弓状前方側壁部４２０は、ノズルヘッド４１０の両側において一対の出口ポート４２２、４２４を画成する。弓状前方側壁部４２０及び一対のガス出口ポート４２２、４２４は、図１Ａに図示のワークピース又はウェハ１２２に面する。一実施形態において、扇形天井部４１４及び側壁部４１６は、弓状前方側壁部４２０の弧に適合し且つ図１Ａに図示のワークピース又はウェハ１２２に面する弓状縁部４１４ａ、４１６ａをそれぞれ有する。弓状縁部４１４ａ、４１６ａ及び弓状前方側壁部４２０はそれぞれワークピース又はウェハ１２２の半径にほぼ対応した曲率半径を有する。弓状縁部４１４ａ、４１６ａ及び側壁部４２０の曲率半径はウェハの半径より若干大きく、この差は、ウェハ１２２の周縁部とノズル弓状縁部４１４ａ、４１６ａとの間の間隙Ｇ（図２を参照のこと）に対応する。傾斜側壁部４１８、４１９は導管出口端部４００ｂに向かって互いに接近し、導管出口端部４００ｂで終端し、導管出口端部４００ｂに面したノズルヘッド４１０の開口部４１５（図７Ｂにおいて隠れ線で図示）を画成する。開口部４１５は、ノズルヘッド開口部４１５に外接する導管出口端部４００ｂの部位４００ｃにまたがる。導管出口端部４００ｂの残りの部位は、エンドキャップ４０１によってブロックされる。ノズルヘッド４１０の一対の出口ポート４２２、４２４の間に定められる弧角度は、約３０〜６０度の範囲内である。図示の実施形態において、弧角度は約３０度である。図７Ａ〜７Ｃのノズル４４０は、石英又は同様の材料から慣用の製造技法を使用して形成される。図７Ａ〜７Ｃの実施形態は、ウェハに対しての直接的な流れとは異なって、プラズマ副生成物をウェハの縁部に相対しての接線方向で流れを供給する利点を有し得る。ウェハ背面からポリマーを除去する間、この構成により、注入されたプラズマ副生成物又はガスがウェハと天井部との間の間隙の狭い区域に無理やり進入する傾向を抑えることができる。本願に記載の実施形態のそれぞれにおいて、ウェハと天井部との間の間隙は、例えば、約１〜１０ｍｍの範囲内である。これによって、実施形態によっては、ウェハ正面上の敏感な薄膜への損傷の危険性を抑えることができる。
【００２１】
図８Ａ〜８Ｃは、図７Ａ〜７Ｃの実施形態の変形である第４の実施形態を示す。この実施形態において、前方弓状側壁部４２０には、側壁部４２０を貫通して複数のガス注入オリフィス４３０が設けられている。この実施形態は、図７Ａ〜７Ｃの実施形態を参照して説明したようなウェハ縁部に向かう、プラズマ副生成物の接線方向の流れ及び図６Ａ〜６Ｃの実施形態のような、ウェハ縁部に向かう直接的な流れの態様と組み合わせることができる。
【００２２】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ背面を、その周縁部を露出させる、チャンバ内に設置された支持表面上に配置し、ここでチャンバは、チャンバの円筒形の側壁部を貫通してチャンバ内に延び且つウェハの縁部に隣接した弧に沿って分散した弓状ガス注入区域を有する弓状側方ガス注入ノズルを含み、
支持表面及びウェハを、チャンバの天井部ガス分散プレートに向かって弓状側方ガス注入ノズルを越えて上昇させ、ウェハ正面とチャンバ天井部との間の狭い間隙にウェハ正面を閉じ込め、
プラズマ副生成物を、遠隔プラズマ源において、酸素含有種を含む処理ガスから発生させ、プラズマ副生成物を、リアクタチャンバ内へと弓状側方ガス注入ノズルの弓状ガス注入区域を通して導入し、弧によって限定されるウェハ背面の一区画をプラズマ副生成物に曝露してポリマーをウェハ背面から除去し、
ウェハ正面に面した天井部でガス分散プレートを通してパージガスを導入することによって、プラズマ副生成物の、ウェハ正面と天井部との間の間隙への進入を阻止することを含む、ウェハ背面上にポリマー層を有するウェハをリアクタチャンバ内で処理する方法。
【請求項２】
弧が１８０度未満の角度である請求項１記載の方法。
【請求項３】
弧が約３６０度の角度である請求項１記載の方法。
【請求項４】
ウェハを連続的に回転させることを更に含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
ウェハ正面上にフォトレジストが堆積され、
支持表面及びウェハを天井部ガス分散プレートから離して弓状側方ノズルより下の位置へと下降させ、
天井部ガス分散プレートを通したパージガス流れを止め、
プラズマ副生成物を、弓状側方ガス注入ノズルを通してリアクタチャンバ内に導入し、弧角度によって限定されるウェハ正面の一区画をプラズマ副生成物に曝露してウェハ正面からフォトレジストを除去し、
ウェハを連続的に回転させることを更に含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
パージガスが、不活性ガス又は窒素のいずれか１つを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
遠隔プラズマ源の処理ガスが、水素ガス及び水蒸気を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
処理ガスが二酸化炭素及び水素ガスを含む請求項６記載の方法。
【請求項９】
処理ガスが酸素含有種を含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
処理ガスが水素ガスを更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
第１真空ポンプでリアクタチャンバを排気し、リアクタチャンバの圧力を遠隔プラズマ源の圧力より低く維持することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
ウェハ正面と天井部との間の狭い間隙を１〜１０ｍｍ未満に維持することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
弓状ガス注入区域とウェハ縁部の対応する部位との間の１〜５ｍｍを越えない間隙を維持することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１４】
弓状側方ガス注入ノズルを設置することが、弓状ガス注入区域に沿って弓状壁部を設置し、弓状壁部を貫通する複数のガス注入オリフィスを設置することを含み、
プラズマ副生成物を弓状ガス注入区域を通してリアクタチャンバ内に導入することが、複数のガス注入オリフィスを通してプラズマ副生成物を流すことを含む請求項１記載の方法。
【請求項１５】
弓状側方ガス注入ノズルを設置することが、弓状ガス注入区域に沿って弓状壁部を設置し、弓状側方ガス注入ノズルの両端に、ウェハの縁部に接線方向で面する一対のポートを弓状壁部を通して設置することを含み、
プラズマ副生成物を弓状ガス注入区域を通してリアクタチャンバ内に導入することが、プラズマ副生成物を一対のポートを通してウェハの縁部に向かって接線方向で流すことを含む請求項１記載の方法。
【請求項１】
ウェハ背面を、その周縁部を露出させる、チャンバ内に設置された支持表面上に配置し、ここでチャンバは、チャンバの円筒形の側壁部を貫通してチャンバ内に延び且つウェハの縁部に隣接した弧に沿って分散した弓状ガス注入区域を有する弓状側方ガス注入ノズルを含み、
支持表面及びウェハを、チャンバの天井部ガス分散プレートに向かって弓状側方ガス注入ノズルを越えて上昇させ、ウェハ正面とチャンバ天井部との間の狭い間隙にウェハ正面を閉じ込め、
プラズマ副生成物を、遠隔プラズマ源において、酸素含有種を含む処理ガスから発生させ、プラズマ副生成物を、リアクタチャンバ内へと弓状側方ガス注入ノズルの弓状ガス注入区域を通して導入し、弧によって限定されるウェハ背面の一区画をプラズマ副生成物に曝露してポリマーをウェハ背面から除去し、
ウェハ正面に面した天井部でガス分散プレートを通してパージガスを導入することによって、プラズマ副生成物の、ウェハ正面と天井部との間の間隙への進入を阻止することを含む、ウェハ背面上にポリマー層を有するウェハをリアクタチャンバ内で処理する方法。
【請求項２】
弧が１８０度未満の角度である請求項１記載の方法。
【請求項３】
弧が約３６０度の角度である請求項１記載の方法。
【請求項４】
ウェハを連続的に回転させることを更に含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
ウェハ正面上にフォトレジストが堆積され、
支持表面及びウェハを天井部ガス分散プレートから離して弓状側方ノズルより下の位置へと下降させ、
天井部ガス分散プレートを通したパージガス流れを止め、
プラズマ副生成物を、弓状側方ガス注入ノズルを通してリアクタチャンバ内に導入し、弧角度によって限定されるウェハ正面の一区画をプラズマ副生成物に曝露してウェハ正面からフォトレジストを除去し、
ウェハを連続的に回転させることを更に含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
パージガスが、不活性ガス又は窒素のいずれか１つを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
遠隔プラズマ源の処理ガスが、水素ガス及び水蒸気を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
処理ガスが二酸化炭素及び水素ガスを含む請求項６記載の方法。
【請求項９】
処理ガスが酸素含有種を含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
処理ガスが水素ガスを更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
第１真空ポンプでリアクタチャンバを排気し、リアクタチャンバの圧力を遠隔プラズマ源の圧力より低く維持することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
ウェハ正面と天井部との間の狭い間隙を１〜１０ｍｍ未満に維持することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
弓状ガス注入区域とウェハ縁部の対応する部位との間の１〜５ｍｍを越えない間隙を維持することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１４】
弓状側方ガス注入ノズルを設置することが、弓状ガス注入区域に沿って弓状壁部を設置し、弓状壁部を貫通する複数のガス注入オリフィスを設置することを含み、
プラズマ副生成物を弓状ガス注入区域を通してリアクタチャンバ内に導入することが、複数のガス注入オリフィスを通してプラズマ副生成物を流すことを含む請求項１記載の方法。
【請求項１５】
弓状側方ガス注入ノズルを設置することが、弓状ガス注入区域に沿って弓状壁部を設置し、弓状側方ガス注入ノズルの両端に、ウェハの縁部に接線方向で面する一対のポートを弓状壁部を通して設置することを含み、
プラズマ副生成物を弓状ガス注入区域を通してリアクタチャンバ内に導入することが、プラズマ副生成物を一対のポートを通してウェハの縁部に向かって接線方向で流すことを含む請求項１記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【公表番号】特表２０１１−５２３５０１（Ｐ２０１１−５２３５０１Ａ）
【公表日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３７９２４（Ｐ２０１０−５３７９２４）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１３２０８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７５７３１
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１３２０８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７５７３１
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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