フルオロケイ酸を用いて高圧流体で基板を処理する方法およびシステム
超臨界状態にある二酸化炭素のような超圧流体で基板（１０５，２０５）を処理するための方法およびシステム（１００，２００）を説明する。プロセス成分が、基板表面を処理するための高圧流体に導入される。このプロセス成分はフルオロケイ酸を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧プロセスシステムで基板を処理する方法およびシステムに関し、より具体的には、高圧プロセスシステムにおいてフルオロケイ酸を含むプロセス成分と高圧流体とを用いて基板を処理する方法及びシステムに関する。
【０００２】
本願は、「過酸化物ベースのプロセス成分を使用した高圧流体で基板を処理する方法」という名称で同日に出願された米国特許出願第１０／９０６，３４９号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２８号）；「超臨界流体を用いて基板を処理するための方法およびシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６７号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１７号）；「ポンプを冷却するための方法およびシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２０号）；「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去する方法」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，５９４号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−０７３号）；および、「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去するためのシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，６７６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２５号）とに関連する。これらの出願の内容のすべてをここに援用する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路（ＩＣ）を得るための半導体デバイスの製造においては、パターンエッチングと堆積プロセスとを含む一連の材料プロセスステップが実施される。これらのプロセスでは、それぞれ、基板の表面から材料が除去され、基板の表面に材料が加えられる。たとえば、パターンエッチング中は、たとえばフォトリソグラフィを用いてフォトレジストなどの放射感光性材料のマスク層に形成されるパターンが、物理的および化学的なプロセスにより、下にある薄い材料膜に転写され、マスク層に対応して、下にある材料膜が選択的に除去される。
【０００４】
その後、残存する放射感光性材料、またはフォトレジスト、および硬化したフォトレジストや他のエッチング残留物といったエッチング後の残留物が１又は２以上のクリーンプロセスによって除去される。従来、このような残留物は、酸素プラズマでのプラズマアッシングを行い、続いて、ストリッパ薬剤の液体槽に基板を浸してウェットクリーニングを行うことにより、除去されていた。
【０００５】
最近まで、ドライプラズマアッシングとウェットクリーニングは、半導体プロセス中に蓄積する残留物や汚染物質を除去する上で、十分と思われていた。しかし、最近のＩＣの進歩により、エッチングされる構成の限界寸法がウェットクリーニングに受け入れられる構成寸法を下回るほど減少している。たとえば、限界寸法は約４５ｎｍから６５ｎｍを下回っている。また、低誘電率（ｌｏｗ−κ）材料などの新しい材料の出現により、プラズマアッシングの使用が制限されている。そのような材料は、プラズマに晒される間にダメージを受けやすいためである。
【特許文献１】米国特許第６，３０６，５６４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５０９，１４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のとおり、現在、プラズマアッシングやウェットクリーニングの代替について、関心が高まっている。その一つは、溶剤や他の残留物除去組成物のキャリアとして超臨界流体を利用したドライクリーニングシステムの開発である。現在、本発明者らは、たとえば、基板、特に、複雑なエッチングプロセスの後の基板やアスペクトレシオの高い構成を有する基板、から残留物を除去する際、従来のプロセスは不十分であると認識している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、高圧プロセスシステムにおいて、高圧流体やプロセス成分を用いて基板を処理する方法およびシステムを提供する。本発明の一の実施形態においては、高圧プロセスシステムにおいて、フルオロケイ酸を含むプロセス成分および高圧流体で基板を処理する方法およびシステムを提供する。
【０００８】
他の実施形態によれば、この方法は、高圧プロセスチャンバにおいて、基板を保持するよう構成されるプラテンに基板を置く工程；流体の圧力をその流体の臨界圧力より高く調整し、その流体の温度をその流体の限界温度より高く調整することにより、流体から超臨界流体を生成する工程；この超臨界流体を高圧プロセスチャンバへ導入する工程；フルオロケイ酸を含むプロセス成分を超臨界流体へ導入する工程；並びに、超臨界流体およびプロセス成分に基板を晒す工程、を含む。
【０００９】
また別の実施形態によれば、上記の高圧プロセスシステムは、基板を処理するよう構成されるプロセスチャンバ；プロセスチャンバに結合され、基板を支持するよう構成されるプラッテン；超臨界流体をプロセスチャンバへ導入するよう構成される高圧流体供給システム；プロセスチャンバに結合され、プロセスチャンバにおいて基板の上に超臨界流体を流すよう構成される流体フローシステム；フルオロケイ酸の源と、フルオロケイ酸を有するプロセス成分をプロセスチャンバへ導入するよう構成される注入システムと、を有するプロセス成分供給システム；並びに、プロセスチャンバ、プラッテン、高圧流体供給システム、流体フローシステム、およびプロセス成分供給システムの１又は２以上へ結合され、超臨界流体を約４０℃、または約４０℃より高い温度に上げる温度調節システム、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の説明において、本発明の完全な理解を促し、限定的でなく、説明の目的のため、具体的な詳細、たとえば、プロセスシステムの特別な構成やシステム部品の種々の説明が開示される。しかし、本発明は、これらの具体的な詳細から逸脱した他の実施形態においても実施され得ることは理解されよう。
【００１１】
図面を参照すると、幾つかの図面を通して同一または対応する部分には同一の参照番号が与えられている。図１は、本発明の一の実施形態によるプロセスシステム１００を示す。図示の実施形態では、プロセスシステム１００は、超臨界状態にある流体などの高圧流体とフルオロケイ酸とを含むプロセス成分で基板１０５を処理するよう構成されている。プロセスシステム１００は、プロセスチャンバ１１０、流体フローシステム１２０、プロセス成分供給システム１３０、高圧流体供給システム１４０、および制御器１５０を含むプロセス要素を備える。これらは、基板１０５をプロセスするよう構成されている。制御器１５０は、プロセスチャンバ１１０、流体フローシステム１２０、プロセス成分供給システム１３０、および高圧流体供給システム１４０に結合して良い。
【００１２】
また、或いは加えて、制御器１５０は、１又は２以上の追加の制御器／コンピュータ（図示せず）へ結合して良く、また、制御器１５０は、追加の制御器／コンピュータから設定かつ／または構成の情報を取得して良い。
【００１３】
図１において、プロセス要素（１１０、１２０、１３０、１４０および１５０）が一つずつ示されている。ただし、一つであることは、本発明に必須ではない。プロセスシステム１００は、独立したプロセス要素に加えて、関連する任意の数の制御器を有する、任意の数のプロセス要素を含んで良い。
【００１４】
制御器１５０は、任意の数のプロセス要素（１１０、１２０、１３０および１４０）を構成するために用いて良い。また、制御器１５０は、プロセス要素からのデータを収集し、提供し、処理し、保存し、表示することができる。制御器１５０は、１又は２以上のプロセス要素を制御する多くのアプリケーションを含んでよい。たとえば、制御器１５０は、グラフィカル・ユーザ・インタフェイス（ＧＵＩ）要素（図示せず）を有して良く、これにより、ユーザが１又は２以上のプロセス要素を監視し、かつ／または制御することができる、利用し易いインタフェイスが提供される。
【００１５】
更に図１を参照すると、流体フローシステム１２０は、供給システム１３０、１４０からプロセスチャンバ１１０を通して流体と成分を流すよう構成されている。流体フローシステム１２０は、主フローライン６２０を介して、プロセスチャンバ１１０から、そしてプロセスチャンバ１１０へ戻るように流体と成分を循環させる循環システムとして図示されている。この循環は、多くの適用場面で、最も好ましい構成であると思われる。ただし、これは本発明に必須ではない。流体、特に廉価な流体は、プロセスチャンバ１１０を一度だけ通過し、排出されても良い。これは、プロセスチャンバ１１０へ再度流入させる際に流体を再調整することに比べ、効率的である可能性がある。したがって、流体フローシステム、すなわち循環システム１２０は、典型的な実施形態においては循環システムとして記載され、ある場合には、非循環システムに置換される。この流体フローシステム１２０は、流体フローシステム１２０およびプロセスチャンバ１１０を通してプロセス溶液の流れを循環させるための１又は２以上のバルブ（図示せず）を含んでよい。流体フローシステム１２０は、プロセス溶液を特定の温度、圧力または双方に維持するため、また、プロセス溶液を流体フローシステム１２０およびプロセスチャンバ１１０を通して流すため、いくつかの逆流弁（ｂａｃｋ ｆｌｏｗ ｖａｌｖｅｓ）、フィルタ、ポンプ、かつ／またはヒータ（図示せず）を含んでよい。さらに、流体フローシステム１２０に設けられる多くの部品のうちのいずれか一つは、特定のプロセス温度と整合する温度に加熱されて良い。
【００１６】
流体フローポンプ又は循環ポンプのように、適切に機能させるため冷却を必要とする部品が幾つかある。たとえば、市販のポンプには、高圧でのプロセス性能や超臨界プロセス中の清浄度のために必要な仕様を有しており、温度に制限のある部品を有している。したがって、流体や構成物の温度が上昇するに従い、ポンプの機能を維持するための冷却が必要となる。流体フローシステム１２０は、超臨界流体をプロセスチャンバ１１０を通して循環させるため、高圧プロセスチャンバ１１０へ結合され、流体温度がその流体の限界温度より高い（たとえば、４０℃か又はこれより高く）超臨界流体を高圧プロセスチャンバ１１０へ供給するよう構成される主フローライン６２０と、主フローライン６２０へ結合される高温ポンプ６００とを備えて良い。高圧ポンプ６００については、以下に図２Ａと２Ｂを参照して説明する。高温ポンプ６００は、超臨界流体を主フローライン６２０を通してプロセスチャンバ１１０へ動かすよう構成される。高温ポンプは、冷媒を受け入れるよう構成される冷媒入口と、この冷媒を排出するよう構成される冷媒出口とを備える。冷媒入口へ結合される熱交換器は、冷媒の冷媒温度を超臨界流体の温度以下の温度に低下させるため、構成されている。
【００１７】
図２Ａに示すとおり、高圧プロセスチャンバ１１０（または２１０）へ至る主フローライン６２０から高圧流体を迂回させて、熱交換器６３０とポンプ６００とを通して主フローライン６２０へ戻すことにより、流体フローシステム１２０（または、以下に図３を参照して説明する２２０）に付随する高温ポンプ６００を冷却するため、一の実施形態が提供される。たとえば、ポンプ６００に収容されるポンプ羽根車６１０は、主フローライン６２０の吸入側６２２から入口６１２と出口６１４とを通して主フローライン６２０の圧力側６２４へ高圧流体を動かすことができる。高圧流体の一部は、入口バルブ６２８を通して迂回し、熱交換器６３０を通って、冷媒入口６３２を通してポンプ６００へ流入する。この後、その高圧流体の一部は、冷却に使用され、冷媒出口６３４でポンプ６００から流出し、出口バルブ６２６を通して主フローライン６２０に戻る。
【００１８】
また、図２Ｂに示すとおり、副フローライン６４０を使用してポンプ６００を冷却するため、他の実施形態が提供される。流体源（図示せず）からの超臨界流体のような高圧流体は、（流体の温度を下げる）熱交換器６３０を通して案内され、冷媒入口６３２を通してポンプ６００へ流入し、ポンプ６００を通過して、冷媒出口６３４を通して流出し、続けて、排出システム（図示せず）へと流れる。流体源は、超臨界二酸化炭素源のような超臨界流体源を含んで良い。流体源は、図１（または図３）で説明する高圧流体供給システム１４０（または２４０）の一部材であっても良いし、なくても良い。排出システムはベントを含んで良く、また、排出システムは、高圧流体を熱交換器６３０およびポンプ６００を通して循環させるよう構成されたポンプを有する循環システムを含んでも良い。
【００１９】
ポンプの設計について更に詳しくは、「ポンプを冷却するための方法およびシステム」という名称の同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２０号）に提供されている。この出願の内容のすべてはここに援用されている。
【００２０】
再び図１を参照すると、プロセスシステム１００は、高圧流体供給システム１４０を含んでよい。高圧流体システム１４０は、流体フローシステム１２０へ結合されて良いが、これは必須ではない。他の実施形態においては、高圧流体供給システム１４０は、異なる構成を有し、異なる結合先を有して良い。たとえば、流体供給システム１４０は、プロセスチャンバ１１０へ直接に結合して良い。高圧流体供給システム１４０は、超臨界流体供給システムを含んで良い。ここで言及する超臨界流体は、超臨界状態にある流体をいい、そのような状態は、流体が相図において臨界圧力以上かつ臨界温度以上に維持されるときに存する。そのような超臨界状態では、流体はある種の特性を有する。その一つは、表面張力が実質的に存在しないことである。したがって、ここで言及する超臨界流体供給システムは、プロセスチャンバが制御される温度および圧力で超臨界状態にある流体をプロセスチャンバへ輸送するものである。さらに、実施されるプロセスの利点を実現するため、少なくとも流体の臨界点か又は臨界点近くで、流体がその特性が十分である程度に実質的に超臨界状態にあり、その状態が長く継続することのみが必要である。二酸化炭素は、たとえば、３１℃の温度にて約１０７０ｐｓｉ（７．３８ＭＰａ）の圧力か又はそれより高く維持されるとき、超臨界流体である。プロセスチャンバにおける流体のこの状態は、例えば約４０℃又はそれより高い温度にて２０００（１３．８ＭＰａ）から１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）でプロセスチャンバを動作させることにより、維持される。
【００２１】
上述のとおり、流体供給システム１４０は、超臨界流体供給システムを含んで良い。この超臨界流体供給システムは、二酸化炭素供給システムであって良い。たとえば、流体供給システム１４０は、流体の臨界圧力に実質的に近い圧力を有する高圧流体を導入するよう構成されて良い。また、流体供給システム１４０は、超臨界状態の二酸化炭素のような超臨界流体を導入するよう構成されて良い。また、たとえば、流体供給システム１４０は、たとえば二酸化炭素のような超臨界流体を、二酸化炭素のほぼ臨界圧力から１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）の範囲の圧力で、導入するよう構成されて良い。本発明を広く実施するに有用な他の超臨界流体種の例としては、これらに限定されないが、たとえば、二酸化炭素（上述のとおり）、酸素、アルゴン、クリプトン、キセノン、アンモニア、メタン、メタノール、ジメチルケトン、水素、水、および六フッ化硫黄がある。流体供給システムは、超臨界流体を生成するため、たとえば、二酸化炭素源（図示せず）と複数のフロー制御要素（図示せず）とを有して良い。たとえば、二酸化炭素源は、ＣＯ２供給システムを含んで良く、フロー制御要素は、供給ライン、バルブ、フィルタ、ポンプ、およびヒータなどを含んで良い。流体供給システム１４０は、超臨界二酸化炭素をプロセスチャンバ１１０へ流したり、止めたりするために開閉する構成される入口バルブ（図示せず）を含んで良い。たとえば、制御器１５０を用いて、圧力、温度、プロセス時間、および流量などのパラメータを決定することができる。
【００２２】
図１を再び参照すると、プロセス成分供給システム１３０は、循環システム１２０へ結合されている。ただし、これは本発明に必須ではない。他の実施形態では、プロセス成分供給システム１３０は、別の構成を有して良く、プロセスシステム１００の他の要素へ結合されて良い。プロセス成分は、プロセス成分供給システム１３０により、基板の特性によって変化する比率で、流体供給システム１４０により導入される流体に対して導入される。プロセス成分はプロセスチャンバ１１０で使用され、プロセスはプロセスチャンバ１１０で行われる。通常、上記の比率は、おおよそ１から１５体積パーセントである。これは、チャンバ、循環システム、および関連する配管が約１リットルの体積を有していることから、多くの場合、約１０から１５０ミリリットルに相当する。ただし、この比率は、これより高くても低くても良い。
【００２３】
プロセス成分供給システム１３０は、１又は２以上の以下のプロセス組成物を導入するよう構成される。すなわち、プロセス組成物は、これらに限定はされないが、汚染物質、残留物、硬化した残留物、フォトレジスト、硬化したフォトレジスト、エッチング後の残留物、アッシング後の残留物、化学機械的研磨（ＣＭＰ）後の残留物、ポリッシング後の残留物、若しくはインプラント後の残留物、またはこれらの任意の組み合わせを除去するクリーニング組成物；パーティクルを除去するクリーニング組成物；薄膜、多孔質状の薄膜、多孔質状の低誘電率材料、若しくはエアギャップ誘電体またはこれらの任意の組み合わせを乾燥する乾燥組成物；誘電体薄膜、金属薄膜、またはこれらの任意の組み合わせを用意するための膜形成組成物；低誘電率（ｌｏｗ−κ）膜の誘電率を回復させる治癒組成物；多孔質状の膜を密封する密封組成物；または、上記の任意の組み合わせであって良い。また、プロセス成分供給システム１３０は、溶剤、共溶剤、界面活性剤、エッチャント、酸、塩基、キレート剤、酸化剤、膜形成前駆体、もしくは還元剤、またはこれらの任意の組み合わせを導入するよう構成されて良い。
【００２４】
プロセス成分供給システム１３０は、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジグリコールアミン、水酸基アミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、第３アミン、カテコール、フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム、メチルアセトアセトアミド、オゾン、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセチルアセトン、二塩基エステル、乳酸エチル、ＣＨＦ３、ＢＦ３、ＨＦ、他のフッ酸含有化学物質、またはこれらの任意の組み合わせを導入するよう構成されて良い。有機材料を除去するため、有機溶剤などの他の化学物質を独立に又は上記の化学物質とともに利用して良い。有機溶剤としては、たとえば、アセトン、ジアセトンアルコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、メタノール、エタノール、プロパノール、またはイソプロピノール（ＩＰＡ）などのアルコール、エーテル、かつ／またはグリコールであって良い。より詳細には、「超臨界二酸化炭素を用いた半導体からの残留物又はレジストの除去」という名称で１９９８年５月２７日に出願された米国特許第６，３０６，５６４Ｂ１号と、「超臨界二酸化炭素プロセスを用いた半導体からのフォトレジストおよびフォトレジスト残留物の除去」という名称で１９９９年９月３日に出願された米国特許第６，５０９，１４１Ｂ２号とを参照されたい。なお、これらはここに援用される。
【００２５】
また、プロセス成分供給システム１３０は、プロセスチャンバ内で超臨界クリーニング溶液を生成するためのクリーニング成分を提供するクリーニング成分アセンブリ（図示せず）を備えて良い。クリーニング成分は、過酸化物やフッ化物源を含んで良い。たとえば、過酸化物は、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、または他の適切な過酸化物を含んで良い。また、フッ化物源としては、フッ化物塩（フッ化アンモニウム塩など）、フッ化水素、フッ化物アダクツ（有機フッ化アンモニウムアダクツなど）、またはこれらの組み合わせを含んで良い。フッ化物源や超臨界プロセス溶液の生成方法の詳細については、「フォトレジストおよび残留物の除去のための超臨界流体における有機テトラフッ化アンモニウムおよびフッ酸」という名称で２００３年５月２０日に出願された米国特許出願第１０／４４２，５５７号と、「フォトレジストポリマと残留物の除去のための超臨界流体におけるフッ化物」という名称で２００２年１２月１６日に出願された米国特許出願第１０／３２１，３４１号とにおいて、説明されている。なお、これらの出願はここに援用される。
【００２６】
さらに、プロセス成分供給システム１３０は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、およびアルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノールなど）などの１又は２以上のキャリア溶剤とともに超臨界流体液へ導入することができる無機酸や有機酸などの酸化剤、錯化剤、およびキレート剤を導入するよう構成されて良い。
【００２７】
また、プロセス成分供給システム１３０は、プロセスチャンバ内で超臨界リンス溶液を生成するためのリンス成分を供給するため、リンス成分アセンブリ（図示せず）を含んでも良い。リンス成分は、これに限定されないが、アルコールやケトンを含む１又は２以上の有機溶剤を含んで良い。一の実施形態においては、リンス成分は、チオシクロペンタン−１，１−ダイオキサイド、（シクロ）テトラメチレンスルホン、および２，３，４，５−テトラハイドロチオフェン−１，１−ダイオキサイドとしても知られているスルフォランを含んで良い。これらは、多くの業者、たとえば、英国はウィンチェスター、ハースレイ、レイクコートＳＯ２１ ２ＬＤのＤｅｇｕｓｓａ Ｓｔａｎｌｏｗ Ｌｉｍｉｔｅｄから購入することができる。
【００２８】
また、プロセス成分供給システム１３０は、低誘電率膜（多孔質状の又は多孔質状でない膜）のキュア、クリーン、治癒（ｌｏｗ−κ材料の誘電率の回復）、若しくは密封、またはこれらの任意の組み合わせのための処理成分を導入するよう構成されて良い。この成分は、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、クロロトリメチルシラン（ＴＭＣＳ）、トリクロロメチルシラン（ＴＣＭＳ）、ジメチルシリルジエチルアミン（ＤＭＳＤＥＡ）、テトラメチルジシラザン（ＴＭＤＳ）、トリメチルシリルジメチルアミン（ＴＭＳＤＭＡ）、ジメチルシリルジメチルアミン（ＤＭＳＤＭＡ）、トリメチルシリルジエチルアミン（ＴＭＳＤＥＡ）、ビストリメチルシリル尿素（ＢＴＳＵ）、ビス（ジメチルアミノ）メチルシラン（Ｂ［ＤＭＡ］ＭＳ）、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン（Ｂ［ＤＭＡ］ＤＳ）、ＨＭＣＴＳ、ジメチルアミノペンタメチルジシラン（ＤＭＡＰＭＤＳ）、ジメチルアミノジメチルジシラン（ＤＭＡＤＭＤＳ）、ジシラアザシクロペンタン（ＴＤＡＣＰ）、ジシラオザシクロペンタン（ＴＣＯＣＰ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ）、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＯＳ）、またはトリメチルシリルイミダゾール（ＴＭＳＩ）を含んで良い。また、この成分は、Ｎ−タート−ブチル−１，１−ジメチル−１−（２，３，４，５−テトラメチル−２，４−シクロペンタジエン−１−ｙｌ）シランアミン、１，３−ジフェニール−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、またはタート−ブチルクロロジフェニールシランを含んでも良い。より詳細には、「誘電体膜を処理する方法およびシステム」という名称で２００３年１０月１０日に出願された米国特許出願第１０／６８２，１９６号と、「ウェハプロセスにおける低誘電率材料を不動態化する方法」という名称で２００３年３月４日に出願された米国特許出願第１０／３７９，９８４号とを参照されたい。なお、これらの出願はここに援用される。
【００２９】
また、プロセス成分供給システム１３０は、たとえば、クリーンプロセス中に過酸化物を導入するよう構成されて良い。過酸化物は、上記のプロセス成分のいずれか一つ、または任意の組み合わせとともに導入されて良い。過酸化物は、有機過酸化物若しくは無機過酸化物又はこれらの任意の組み合わせを含んで良い。たとえば、有機過酸化物は、２−ブタノンペルオキシド；２，４−ペンタンジオンペルオキシド；過酢酸；ｔ−ブチルヒドロペルオキシド；ベンゾイルペルオキシド；またはｍ−クロロエルベンゾイック酸（ｍＣＰＢＡ）を含んで良い。他の過酸化物は、過酸化水素を含んで良い。また、過酸化物は、過酸化デカノイル；過酸化ラウロイル；過酸化コハク酸；若しくは過酸化ベンゾイル；またはこれらの任意の組み合わせなどの過酸化ジアシルを含んで良い。また、過酸化物は、過酸化ジクミル；２，５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）−２，５−ジメチルヘキサン；過酸化ｔ−ブチルクミル；α，α−ビス（ｔ−ブチルペロキシ）ジイソプロピルベンゼンの異性体混合物；ジ（ｔ−アミル）ペロキシド；ジ（ｔ−ブチル）ペロキシド；若しくは、２，５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）−２，５−ジメチル−３−ヘキシン；または、これらの任意の組み合わせなどの過酸化ジアルキルを含んで良い。また、過酸化物は、１，１−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；１，１−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）シクロヘキサン；１，１−ジ（ｔ−アミルペロキシ）−シクロヘキサン；ｎ−ブチル ４，４−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）吉草酸塩；エチル ３，３−ジ−（ｔ−アミルペロキシ）−ブタン酸塩；ｔ−ブチルペロキシ−２−エチルヘキサン酸塩；若しくは、エチル３，３−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ブチレート；またはこれらの任意の組み合わせなどのジペロキシケタルを含んで良い。また、過酸化物は、クメンヒドロペルオキシド；若しくはｔ−ブチルヒドロペルオキシド；または、これらの任意の組み合わせなどのヒドロペルオキシドを含んでも良い。また、過酸化物は、過酸化メチルエチルケトン；若しくは２，４−ペンタンジオンペルオキシド；またはこれらの任意の組み合わせなどの過酸化ケトンを含んで良い。また、過酸化物は、ジ（ｎ−プロピル）ペロキシジカーボネート；ジ（ｓｅｃ−ブチル）ペロキシジカーボネート；若しくは、ジ（２−エチルヘキシル）ペロキシジカーボネート；または、これらの任意の組み合わせなどのペロキシジカーボネートを含んで良い。また、過酸化物は、３−ヒドロキシル−１，１−ジメチルブチルペロキシネオデカン酸塩；α−クミルペロキシネオデカン酸塩；ｔ−アミルペロキシネオデカン酸塩；ｔ−ブチルペロキシネオデカン酸塩；ｔ−ブチルペロキシビバル酸；２，５−ジ（２−エチルヘキサノールペロキシ）−２，５−ジメチルヘキサン；ｔ−アミルプロキシ−２−エチルヘキサン酸塩；ｔ−ブチルペロキシ−２−エチルヘキサン酸塩；ｔ−アミルプロキシアセテート；ｔ−ブチルプロキシアセテート；ｔ−ブチルペロキシ安息香酸塩；ＯＯ−（ｔ−アミル）Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペロキシカーボネート；ＯＯ−（ｔ−ブチル）Ｏ−イソプロピルモノペロキシカーボネート；ＯＯ−（ｔ−ブチル）Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペロキシカーボネート；ポリエーテルポリ−ｔ−ブチルペロキシカーボネート；若しくは、ｔ−ブチルペロキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン酸塩；または、これらの任意の組み合わせなどのペロキシエステルを含んで良い。また、過酸化物は、上に列挙した過酸化物の任意の組み合わせを含んで良い。
【００３０】
本発明の一の実施形態に従い、プロセス成分供給システム１３０は、フルオロケイ酸を導入するよう構成される。また、プロセス成分供給システム１３０は、溶剤、共溶剤、界面活性剤、酸、塩基、過酸化物、またはエッチャントとともにフルオロケイ酸を導入するよう構成される。また、フルオロケイ酸は、上に示した成分のいずれかと組み合わせて導入されて良い。たとえば、フルオロケイ酸は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、またはアルコール（メタノール（ＭｅＯＨ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、またはエタノールなど）とともに導入されて良い。
【００３１】
プロセスチャンバ１１０は、プロセス空間１２０において、流体供給システム１４０からの流体とプロセス成分供給システム１３０からのプロセス成分とに対して基板１０５を晒すことにより基板１０５を処理するよう構成されている。また、プロセスチャンバ１１０は、上チャンバ組立体１１４と下チャンバ組立体１１５とを含んで良い。
【００３２】
上チャンバ組立体１１４は、プロセスチャンバ１１０、基板１０５、若しくはプロセス流体、またはこれらの２又は３以上の組み合わせを加熱するヒータ（図示せず）を備えて良い。また、ヒータは必須でない。また、上チャンバ組立体１１４は、プロセス流体をプロセスチャンバ１１０を通して流すためのフロー部品を含んで良い。一の実施形態においては、循環フローパターンが設定されて良い。また、流体を流すためのフロー部品は、異なるフローパターンに影響を与えるように異なって構成されて良い。また、上チャンバ組立体１１４は、プロセスチャンバをふさぐよう構成されて良い。
【００３３】
下チャンバ組立体１１５は、基板１０５を支持するよう構成されるプラッテン１１６と、基板１０５をロードしアンロードするためにプラッテン１１６を並進し、上チャンバ組立体１１４とともに下チャンバ組立体１１５を密封する駆動メカニズム１１８とを含んで良い。プラッテン１１６は、基板１０５をプロセスする前、プロセス中かつ／またはプロセス後に、基板１０５を加熱し、冷却するように構成されても良い。たとえば、プラッテン１１６は、プラッテンの温度を約３１℃か又はこれより高く上げるよう構成された１又は２以上のヒータロッドを含んで良い。また、下チャンバ組立体１１５は、基板のローディング中、アンローディング中にプラッテン１１６の上面から基板を移動するためのリフトピン組立体を含んで良い。
【００３４】
また、制御器１５０は、プロセスチャンバ１１０、流体フローシステム１２０（又は循環システム）、プラッテン１１６、高圧流体供給システム１４０、またはプロセス成分供給システム１３０のうちの１又は２以上へ結合される温度制御システムを含む。温度制御システムは、これらのシステムの１又は２以上に埋め込まれた加熱要素へ結合され、臨界流体の温度をその流体の臨界温度より高く、たとえば、約３１℃か又はこれより高く上げて維持するよう構成されている。加熱要素は、たとえば、抵抗加熱要素を含んで良い。
【００３５】
輸送システム（図示せず）を用いて、スロット（図示せず）を通して基板をプロセスチャンバ１１０から出し入れすることができる。一例では、スロットは、プラッテン１１６を動かすことにより、開いたり閉まったりして良く、また、他の例では、スロットは、ゲートバルブ（図示せず）を用いて制御されて良い。
【００３６】
基板は、半導体材料、金属材料、誘電体材料、セラミック材料、若しくはポリマ材料、または、これらの２又は３以上の組み合わせを含んで良い。半導体材料は、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｉ／Ｇｅ，またはＧａＡｓを含んで良い。金属材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｔｉ，かつ／またはＴａを含んで良い。誘電体材料は、シリカ、二酸化ケイ素、水晶、酸化アルミニウム、サファイア、低誘電率材料、テフロン（登録商標）、かつ／またはポリイミドを含んで良い。セラミック材料は、酸化アルミニウム、シリコンカーボネートなどを含んで良い。
【００３７】
プロセスシステム１００は、圧力制御システム（図示せず）を備えても良い。圧力制御システムは、プロセスチャンバ１１０へ結合されて良い。ただし、これは必須ではない。他の実施形態では、圧力制御システムは、異なって構成され、異なって結合されて良い。圧力制御システムは、プロセスチャンバ１１０を排出し、かつ／またはプロセスチャンバ１１０内の圧力を調整するため、１又は２以上のバルブ（図示せず）を含んで良い。また、圧力制御システムは、１又は２以上のポンプ（図示せず）を含んで良い。たとえば、一のポンプを用いてプロセスチャンバ内の圧力を上げて良く、他のポンプを用いてプロセスチャンバ１１０を排出しても良い。他の実施形態においては、圧力制御システムは、プロセスチャンバを密閉するシールを備えて良い。また、圧力制御システムは、基板１０５かつ／またはプラッテン１１６を昇降する昇降機を備えて良い。
【００３８】
さらに、プロセスシステム１００は、排出制御システムを備えて良い。排出制御システムは、プロセスチャンバ１１０へ結合されて良い。ただし、これは必須ではない。他の実施形態においては、排出制御システムは、異なって構成され、異なって結合される。排出制御システムは、排出ガス捕集容器（図示せず）を含み、プロセス流体から汚染物質を除去するために使用して良い。
【００３９】
図３を参照すると、他の実施形態に従うプロセスシステム２００が示されている。図示の実施形態において、プロセスシステム２００は、プロセスチャンバ２１０と、循環システム２２０と、プロセス成分供給システム２３０と、流体供給システム２４０と、制御器２５０とを備える。これらは、基板２０５を処理するよう構成されている。制御器２５０は、プロセスチャンバ２１０と、循環システム２２０と、プロセス成分供給システム２３０と、流体供給システム２４０とへ結合されて良い。また、制御器２５０は、１又は２以上の追加の制御器／コンピュータ（図示せず）へ結合されて良く、また、制御器２５０は、追加の制御器／コンピュータから設定かつ／または構成の情報を取得することができる。
【００４０】
図３に示すとおり、循環システム２２０は、循環流体ヒータ２２２と、ポンプ２２４と、フィルタ２２６とを含んで良い。プロセス成分供給システム２３０は、１又は２以上の成分導入システムを含んで良い。導入システムの各々は、成分源２３２，２３４，２３６と、注入システム２３３、２３５、２３７とを有している。注入システム２３３、２３５、２３７は、ポンプ（図示せず）と注入バルブ（図示せず）とを含んで良い。たとえば、成分源はフルオロケイ酸の供給源を含んで良い。
【００４１】
プロセス成分の注入について更に詳しくは、「物質を超臨界流体へ注入する方法およびシステム」という名称で２００４年１０月１日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９５７，４１７号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１０）に提供されている。なお、この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００４２】
さらに、流体供給システム２４０は、超臨界流体源２４２と、ポンプシステム２４４と超臨界流体ヒータ２４６とを含んで良い。また、１又は２以上の注入バルブかつ／または排出バルブを流体供給システム２４０とともに用いて良い。
【００４３】
プロセスチャンバ２１０は、プロセス空間２１４において、流体供給システム２４０からの流体と、プロセス成分供給システム２３０からのプロセス成分とに基板２０５を晒すことにより、基板２０５を処理するよう構成されて良い。また、プロセスチャンバ２１０は、上チャンバ組立体２１４と下チャンバ組立体２１５とを含んで良い。下チャンバ組立体２１５は、図１を参照して説明したように、プラッテン２１６と駆動メカニズム２１８を有する。
【００４４】
また、プロセスチャンバ２１０は、「半導体基板のための高圧プロセスチャンバ」という名称で２００１年７月２４日に出願され同時係属中の米国特許出願第０９／９１２，８４４号に説明されるよう構成されている。この出願の内容のすべてがここに援用される。たとえば、図４は、上チャンバ組立体３１４と、下チャンバ組立体３１５と、基板３０５を支持するよう構成されるプラッテン３１６と、基板のローディング／アンローディングの状態と基板処理の状態との間で基板を上下するよう構成される駆動メカニズム３１８と、を備える超臨界処理チャンバの断面を示している。駆動メカニズム３１８は、駆動シリンダ３２０と、ピストンネック３２３を有する駆動ピストン３２２と、シールプレート３２４と、空気キャビティ３２６と、水圧キャビティ３２８とを更に含んで良い。また、超臨界プロセスチャンバ３１０は、プロセスチャンバ３１０内に、密閉された高圧プロセス空間３１２を提供するため、複数のシールデバイス３３０，３３２，３３４を含んで良い。
【００４５】
図１，２，３を参照しながら説明したように、プロセスチャンバへ結合される流体フローシステムまたは循環システムは、流体をプロセスチャンバを通して循環させるよう構成され、よって、プロセスチャンバ内の基板が流体のフローに晒される。プロセス成分を有する超臨界二酸化炭素などの流体は、流体フローシステムへ結合される１又は２以上の入口を通して基板の周辺端でプロセスチャンバへ流入する。たとえば、図４、図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、注入マニホールド３６０が、１又は２以上の入口３６４へ結合される環状の流体供給チャネル３６２を有するリングとして示されている。１又は２以上の入口３６４は、図示のとおり、４５度に傾いた４５個の注入オリフィスを含み、よって、プロセス空間３１２を通して基板３０５の上方へ至る高圧流体の流れに対して軸方向の推進力を与えるとともに、方位角方向の推進力または軸方向の推進力または双方を与える。４５度に傾くように図示されているが、この角度を、直接に半径方向内向きに注入することを含めて、変更しても良い。
【００４６】
また、超臨界二酸化炭素などの流体は、基板の表面のそばを通って１又は２以上の出口（図示せず）を通してプロセスチャンバから流出する。たとえば、米国特許出願第０９／９１２，８４４号にて説明するように、１又は２以上の出口は、基板３０５の中央にまたは中央の上方に近接して位置する２つの出口孔を含んで良い。この２つの出口孔を通した流れは、シャッタバルブを用いて、一つの出口から次の出口へと切り換わって良い。
【００４７】
また、超臨界二酸化炭素などの流体は、「高圧プロセスシステムに超臨界流体を流す方法およびシステム」という名称で２００４年１２月２０日に出願され係属中の米国特許出願第１１／０１８，９２２号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１５）において説明したように、プロセスチャンバ１１０へ流入し流出する。なお、この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００４８】
図６を参照すると、超臨界状態の流体で基板を処理する方法が示されている。フローチャート７００で示されるように、この方法は、ステップ７１０において、超臨界流体プロセス溶液に晒すよう構成された高圧プロセスチャンバ内のプラッテンに基板を置くことから始まる。
【００４９】
ステップ７２０において、流体の圧力をその流体の臨界圧力か又はそれより高く調整し、その流体の温度をその流体の臨界温度か又はそれより高く調整して、流体を臨界状態へと移行することにより、超臨界流体を生成する。ステップ７３０において、超臨界流体は、１又は２以上の入口を通して高圧プロセスチャンバへ導入され、１又は２以上の出口を通して廃棄される。超臨界流体の温度は、４０℃と等しいか又はこれより高い値にまで上げて良い。一の実施形態においては、臨界流体の温度は、８０℃より高く上げられて、高温超臨界流体が生成される。他の実施形態では、超臨界流体の温度は、１２０℃か又はこれより高く設定される。
【００５０】
ステップ７４０において、フルオロケイ酸を含むプロセス成分が超臨界流体へ導入される。フルオロケイ酸は、たとえば、上で示した化学成分のいずれか一つまたは任意の組み合わせとともに導入される。ステップ７５０では、基板が超臨界流体およびプロセス成分に晒される。
【００５１】
また、上述のとおり、プロセス成分は、クリーニング組成物、膜形成組成物、治癒組成物、もしくは密閉組成物、またはこれらの任意の組み合わせを含んで良い。たとえば、プロセス成分は、フルオロケイ酸を含むクリーニング組成物を含んで良い。以下の例のそれぞれにおいて、超臨界流体の温度は、約４０℃より高く上げられ、たとえば１３５℃である。また、以下の例のそれぞれにおいて、超臨界流体の圧力は、臨界圧力より高く、たとえば、２９００ｐｓｉ（２０．０ＭＰａ）である。一例として、クリーニング組成物は、超臨界二酸化炭素中でたとえばＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）とともにフルオロケイ酸を含んで良い。更なる例として、エッチング後の残留物を除去するプロセスレシピは、（１）超臨界二酸化炭素中で２００マイクロリットルのフルオロケイ酸と１３ミリリットルのＮＭＰとの混合物に基板を約３分間晒し、（２）超臨界二酸化炭素中で１３ミリリットルのＮＭＰに基板を約３分間晒すことを含む２つのステップを有して良い。この第１のステップは、何回でも繰り返してよい。また、いずれのステップも繰り返すことができる。また、各ステップ、または副ステップの時間は、上記の特定の期間よりも長くても短くても良い。また、プロセス成分中の化学物質の量は、上記の特定の量よりも多くても少なくても良く、また、比率を変更しても良い。さらにまた、温度や圧力を変更しても良い。
【００５２】
他の例として、プロセス成分は、超臨界二酸化炭素中でフルオロケイ酸とガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）との混合物を有する第１のクリーニング組成物と、超臨界二酸化酸素中でフルオロケイ酸とイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）との混合物を有する第２のクリーニング組成物とを有して良い。更なる例として、エッチング後の残留物を除去するためのプロセスレシピは、（１）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（２）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（３）超臨界二酸化炭素中でＭｅＯＨとＨ２Ｏとの比が１２：１である１０ミリリットルの溶液に基板を約３分間晒すことを含む３つのステップを有して良い。これら第１、第２、および第３のステップは、何回でも繰り返して良い。また、いずれのステップも繰り返して良い。また、各ステップ、または副ステップの時間は、上記の特定の時間よりも長くても短くても良い。さらに、プロセス成分中のいずれの化学物質の量は、上記の特定の量より多くても少なくても良い。さらにまた、温度や圧力を変更して良い。
【００５３】
他の例では、プロセス成分は、超臨界二酸化炭素中でフルオロケイ酸とガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）との混合物を有する第１のクリーニング組成物と、超臨界二酸化炭素中でフルオロケイ酸とイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）との混合物を有する第２のクリーニング組成物と、超臨界二酸化炭素中で２−ブタノンペロキサイドを有する第３のクリーニング組成物とを有して良い。更なる例として、エッチング後の残留物を除去するためのプロセスレシピは、（１）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（２）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（３）超臨界二酸化炭素中で１３ミリリットルの２−ブタノンペロキサイドに基板を約３分間晒すことを含む３つのステップを有して良い。これら第１、第２、および第３のステップは、何回でも繰り返して良く、たとえば、一度繰り返されても良い。また、いずれのステップも繰り返してよい。また、各ステップ、または副ステップの時間は、上記の特定の時間より長くても短くても良い。さらに、プロセス成分中のいずれの化学物質の量は、上記の特定の量より多くても少なくても良く、また、比率も変更してよい。さらにまた、温度や圧力を変更して良い。
【００５４】
高温プロセスについて更に詳しくは、「超臨界流体を用いて基板を処理するための方法およびシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６７号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１７号）に提供されている。なお、この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００５５】
また別の実施形態において、ここで説明するプロセスは、オゾンプロセスにより更に補足される。たとえば、クリーンプロセスを実施するとき、超臨界プロセス溶液で処理される前に、基板がオゾン処理の対象とされて良い。オゾン処理中、基板はオゾンモジュール内に入る。そして、除去されるべき表面の残留物がオゾン雰囲気に晒される。たとえば、酸素中に生成されるオゾンの分圧は、残留物を一部またはすべて酸化するのに十分な期間、基板の表面に流される。オゾンプロセスガスの流量は、たとえば、１から５０ｓｌｍ（標準リットル毎分）の範囲とすることができる。他の例として、流量は５から１５ｓｌｍの範囲であっても良い。また、圧力は、たとえば、１から５ａｔｍの範囲とすることができ、更なる例として、１から３ａｔｍの範囲であっても良い。更なる詳細が「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去する方法」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，５９４号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−０７３号）と、「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去するためのシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，６７６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２５号）とにより提供されている。これらの出願の内容のすべてがここに援用される。
【００５６】
本発明のある典型的な実施形態についてのみ詳述したが、当業者であれば、本発明の新規な教示おおび利点から実質的に離れることなく典型的な実施形態において多くの変更が可能であることは、容易に理解されるであろう。したがって、そのようなすべての変更は、本発明の要旨内に含まれるものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】プロセスシステムの簡略化した概略図である。
【図２Ａ】ポンプを冷却するよう構成されたシステムを示す。
【図２Ｂ】ポンプを冷却するよう構成された他のシステムを示す。
【図３】他のプロセスシステムの簡略化した概略図である。
【図４】別のプロセスシステムの簡略化した概略図である。
【図５Ａ】流体をプロセスシステムへ導入するための流体注入マニホールドを示す。
【図５Ｂ】流体をプロセスシステムへ導入するための流体注入マニホールドを示す。
【図６】本発明の一の実施形態による、プロセスシステムで基板を処理する方法を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧プロセスシステムで基板を処理する方法およびシステムに関し、より具体的には、高圧プロセスシステムにおいてフルオロケイ酸を含むプロセス成分と高圧流体とを用いて基板を処理する方法及びシステムに関する。
【０００２】
本願は、「過酸化物ベースのプロセス成分を使用した高圧流体で基板を処理する方法」という名称で同日に出願された米国特許出願第１０／９０６，３４９号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２８号）；「超臨界流体を用いて基板を処理するための方法およびシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６７号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１７号）；「ポンプを冷却するための方法およびシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２０号）；「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去する方法」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，５９４号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−０７３号）；および、「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去するためのシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，６７６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２５号）とに関連する。これらの出願の内容のすべてをここに援用する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路（ＩＣ）を得るための半導体デバイスの製造においては、パターンエッチングと堆積プロセスとを含む一連の材料プロセスステップが実施される。これらのプロセスでは、それぞれ、基板の表面から材料が除去され、基板の表面に材料が加えられる。たとえば、パターンエッチング中は、たとえばフォトリソグラフィを用いてフォトレジストなどの放射感光性材料のマスク層に形成されるパターンが、物理的および化学的なプロセスにより、下にある薄い材料膜に転写され、マスク層に対応して、下にある材料膜が選択的に除去される。
【０００４】
その後、残存する放射感光性材料、またはフォトレジスト、および硬化したフォトレジストや他のエッチング残留物といったエッチング後の残留物が１又は２以上のクリーンプロセスによって除去される。従来、このような残留物は、酸素プラズマでのプラズマアッシングを行い、続いて、ストリッパ薬剤の液体槽に基板を浸してウェットクリーニングを行うことにより、除去されていた。
【０００５】
最近まで、ドライプラズマアッシングとウェットクリーニングは、半導体プロセス中に蓄積する残留物や汚染物質を除去する上で、十分と思われていた。しかし、最近のＩＣの進歩により、エッチングされる構成の限界寸法がウェットクリーニングに受け入れられる構成寸法を下回るほど減少している。たとえば、限界寸法は約４５ｎｍから６５ｎｍを下回っている。また、低誘電率（ｌｏｗ−κ）材料などの新しい材料の出現により、プラズマアッシングの使用が制限されている。そのような材料は、プラズマに晒される間にダメージを受けやすいためである。
【特許文献１】米国特許第６，３０６，５６４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５０９，１４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のとおり、現在、プラズマアッシングやウェットクリーニングの代替について、関心が高まっている。その一つは、溶剤や他の残留物除去組成物のキャリアとして超臨界流体を利用したドライクリーニングシステムの開発である。現在、本発明者らは、たとえば、基板、特に、複雑なエッチングプロセスの後の基板やアスペクトレシオの高い構成を有する基板、から残留物を除去する際、従来のプロセスは不十分であると認識している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、高圧プロセスシステムにおいて、高圧流体やプロセス成分を用いて基板を処理する方法およびシステムを提供する。本発明の一の実施形態においては、高圧プロセスシステムにおいて、フルオロケイ酸を含むプロセス成分および高圧流体で基板を処理する方法およびシステムを提供する。
【０００８】
他の実施形態によれば、この方法は、高圧プロセスチャンバにおいて、基板を保持するよう構成されるプラテンに基板を置く工程；流体の圧力をその流体の臨界圧力より高く調整し、その流体の温度をその流体の限界温度より高く調整することにより、流体から超臨界流体を生成する工程；この超臨界流体を高圧プロセスチャンバへ導入する工程；フルオロケイ酸を含むプロセス成分を超臨界流体へ導入する工程；並びに、超臨界流体およびプロセス成分に基板を晒す工程、を含む。
【０００９】
また別の実施形態によれば、上記の高圧プロセスシステムは、基板を処理するよう構成されるプロセスチャンバ；プロセスチャンバに結合され、基板を支持するよう構成されるプラッテン；超臨界流体をプロセスチャンバへ導入するよう構成される高圧流体供給システム；プロセスチャンバに結合され、プロセスチャンバにおいて基板の上に超臨界流体を流すよう構成される流体フローシステム；フルオロケイ酸の源と、フルオロケイ酸を有するプロセス成分をプロセスチャンバへ導入するよう構成される注入システムと、を有するプロセス成分供給システム；並びに、プロセスチャンバ、プラッテン、高圧流体供給システム、流体フローシステム、およびプロセス成分供給システムの１又は２以上へ結合され、超臨界流体を約４０℃、または約４０℃より高い温度に上げる温度調節システム、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の説明において、本発明の完全な理解を促し、限定的でなく、説明の目的のため、具体的な詳細、たとえば、プロセスシステムの特別な構成やシステム部品の種々の説明が開示される。しかし、本発明は、これらの具体的な詳細から逸脱した他の実施形態においても実施され得ることは理解されよう。
【００１１】
図面を参照すると、幾つかの図面を通して同一または対応する部分には同一の参照番号が与えられている。図１は、本発明の一の実施形態によるプロセスシステム１００を示す。図示の実施形態では、プロセスシステム１００は、超臨界状態にある流体などの高圧流体とフルオロケイ酸とを含むプロセス成分で基板１０５を処理するよう構成されている。プロセスシステム１００は、プロセスチャンバ１１０、流体フローシステム１２０、プロセス成分供給システム１３０、高圧流体供給システム１４０、および制御器１５０を含むプロセス要素を備える。これらは、基板１０５をプロセスするよう構成されている。制御器１５０は、プロセスチャンバ１１０、流体フローシステム１２０、プロセス成分供給システム１３０、および高圧流体供給システム１４０に結合して良い。
【００１２】
また、或いは加えて、制御器１５０は、１又は２以上の追加の制御器／コンピュータ（図示せず）へ結合して良く、また、制御器１５０は、追加の制御器／コンピュータから設定かつ／または構成の情報を取得して良い。
【００１３】
図１において、プロセス要素（１１０、１２０、１３０、１４０および１５０）が一つずつ示されている。ただし、一つであることは、本発明に必須ではない。プロセスシステム１００は、独立したプロセス要素に加えて、関連する任意の数の制御器を有する、任意の数のプロセス要素を含んで良い。
【００１４】
制御器１５０は、任意の数のプロセス要素（１１０、１２０、１３０および１４０）を構成するために用いて良い。また、制御器１５０は、プロセス要素からのデータを収集し、提供し、処理し、保存し、表示することができる。制御器１５０は、１又は２以上のプロセス要素を制御する多くのアプリケーションを含んでよい。たとえば、制御器１５０は、グラフィカル・ユーザ・インタフェイス（ＧＵＩ）要素（図示せず）を有して良く、これにより、ユーザが１又は２以上のプロセス要素を監視し、かつ／または制御することができる、利用し易いインタフェイスが提供される。
【００１５】
更に図１を参照すると、流体フローシステム１２０は、供給システム１３０、１４０からプロセスチャンバ１１０を通して流体と成分を流すよう構成されている。流体フローシステム１２０は、主フローライン６２０を介して、プロセスチャンバ１１０から、そしてプロセスチャンバ１１０へ戻るように流体と成分を循環させる循環システムとして図示されている。この循環は、多くの適用場面で、最も好ましい構成であると思われる。ただし、これは本発明に必須ではない。流体、特に廉価な流体は、プロセスチャンバ１１０を一度だけ通過し、排出されても良い。これは、プロセスチャンバ１１０へ再度流入させる際に流体を再調整することに比べ、効率的である可能性がある。したがって、流体フローシステム、すなわち循環システム１２０は、典型的な実施形態においては循環システムとして記載され、ある場合には、非循環システムに置換される。この流体フローシステム１２０は、流体フローシステム１２０およびプロセスチャンバ１１０を通してプロセス溶液の流れを循環させるための１又は２以上のバルブ（図示せず）を含んでよい。流体フローシステム１２０は、プロセス溶液を特定の温度、圧力または双方に維持するため、また、プロセス溶液を流体フローシステム１２０およびプロセスチャンバ１１０を通して流すため、いくつかの逆流弁（ｂａｃｋ ｆｌｏｗ ｖａｌｖｅｓ）、フィルタ、ポンプ、かつ／またはヒータ（図示せず）を含んでよい。さらに、流体フローシステム１２０に設けられる多くの部品のうちのいずれか一つは、特定のプロセス温度と整合する温度に加熱されて良い。
【００１６】
流体フローポンプ又は循環ポンプのように、適切に機能させるため冷却を必要とする部品が幾つかある。たとえば、市販のポンプには、高圧でのプロセス性能や超臨界プロセス中の清浄度のために必要な仕様を有しており、温度に制限のある部品を有している。したがって、流体や構成物の温度が上昇するに従い、ポンプの機能を維持するための冷却が必要となる。流体フローシステム１２０は、超臨界流体をプロセスチャンバ１１０を通して循環させるため、高圧プロセスチャンバ１１０へ結合され、流体温度がその流体の限界温度より高い（たとえば、４０℃か又はこれより高く）超臨界流体を高圧プロセスチャンバ１１０へ供給するよう構成される主フローライン６２０と、主フローライン６２０へ結合される高温ポンプ６００とを備えて良い。高圧ポンプ６００については、以下に図２Ａと２Ｂを参照して説明する。高温ポンプ６００は、超臨界流体を主フローライン６２０を通してプロセスチャンバ１１０へ動かすよう構成される。高温ポンプは、冷媒を受け入れるよう構成される冷媒入口と、この冷媒を排出するよう構成される冷媒出口とを備える。冷媒入口へ結合される熱交換器は、冷媒の冷媒温度を超臨界流体の温度以下の温度に低下させるため、構成されている。
【００１７】
図２Ａに示すとおり、高圧プロセスチャンバ１１０（または２１０）へ至る主フローライン６２０から高圧流体を迂回させて、熱交換器６３０とポンプ６００とを通して主フローライン６２０へ戻すことにより、流体フローシステム１２０（または、以下に図３を参照して説明する２２０）に付随する高温ポンプ６００を冷却するため、一の実施形態が提供される。たとえば、ポンプ６００に収容されるポンプ羽根車６１０は、主フローライン６２０の吸入側６２２から入口６１２と出口６１４とを通して主フローライン６２０の圧力側６２４へ高圧流体を動かすことができる。高圧流体の一部は、入口バルブ６２８を通して迂回し、熱交換器６３０を通って、冷媒入口６３２を通してポンプ６００へ流入する。この後、その高圧流体の一部は、冷却に使用され、冷媒出口６３４でポンプ６００から流出し、出口バルブ６２６を通して主フローライン６２０に戻る。
【００１８】
また、図２Ｂに示すとおり、副フローライン６４０を使用してポンプ６００を冷却するため、他の実施形態が提供される。流体源（図示せず）からの超臨界流体のような高圧流体は、（流体の温度を下げる）熱交換器６３０を通して案内され、冷媒入口６３２を通してポンプ６００へ流入し、ポンプ６００を通過して、冷媒出口６３４を通して流出し、続けて、排出システム（図示せず）へと流れる。流体源は、超臨界二酸化炭素源のような超臨界流体源を含んで良い。流体源は、図１（または図３）で説明する高圧流体供給システム１４０（または２４０）の一部材であっても良いし、なくても良い。排出システムはベントを含んで良く、また、排出システムは、高圧流体を熱交換器６３０およびポンプ６００を通して循環させるよう構成されたポンプを有する循環システムを含んでも良い。
【００１９】
ポンプの設計について更に詳しくは、「ポンプを冷却するための方法およびシステム」という名称の同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２０号）に提供されている。この出願の内容のすべてはここに援用されている。
【００２０】
再び図１を参照すると、プロセスシステム１００は、高圧流体供給システム１４０を含んでよい。高圧流体システム１４０は、流体フローシステム１２０へ結合されて良いが、これは必須ではない。他の実施形態においては、高圧流体供給システム１４０は、異なる構成を有し、異なる結合先を有して良い。たとえば、流体供給システム１４０は、プロセスチャンバ１１０へ直接に結合して良い。高圧流体供給システム１４０は、超臨界流体供給システムを含んで良い。ここで言及する超臨界流体は、超臨界状態にある流体をいい、そのような状態は、流体が相図において臨界圧力以上かつ臨界温度以上に維持されるときに存する。そのような超臨界状態では、流体はある種の特性を有する。その一つは、表面張力が実質的に存在しないことである。したがって、ここで言及する超臨界流体供給システムは、プロセスチャンバが制御される温度および圧力で超臨界状態にある流体をプロセスチャンバへ輸送するものである。さらに、実施されるプロセスの利点を実現するため、少なくとも流体の臨界点か又は臨界点近くで、流体がその特性が十分である程度に実質的に超臨界状態にあり、その状態が長く継続することのみが必要である。二酸化炭素は、たとえば、３１℃の温度にて約１０７０ｐｓｉ（７．３８ＭＰａ）の圧力か又はそれより高く維持されるとき、超臨界流体である。プロセスチャンバにおける流体のこの状態は、例えば約４０℃又はそれより高い温度にて２０００（１３．８ＭＰａ）から１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）でプロセスチャンバを動作させることにより、維持される。
【００２１】
上述のとおり、流体供給システム１４０は、超臨界流体供給システムを含んで良い。この超臨界流体供給システムは、二酸化炭素供給システムであって良い。たとえば、流体供給システム１４０は、流体の臨界圧力に実質的に近い圧力を有する高圧流体を導入するよう構成されて良い。また、流体供給システム１４０は、超臨界状態の二酸化炭素のような超臨界流体を導入するよう構成されて良い。また、たとえば、流体供給システム１４０は、たとえば二酸化炭素のような超臨界流体を、二酸化炭素のほぼ臨界圧力から１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）の範囲の圧力で、導入するよう構成されて良い。本発明を広く実施するに有用な他の超臨界流体種の例としては、これらに限定されないが、たとえば、二酸化炭素（上述のとおり）、酸素、アルゴン、クリプトン、キセノン、アンモニア、メタン、メタノール、ジメチルケトン、水素、水、および六フッ化硫黄がある。流体供給システムは、超臨界流体を生成するため、たとえば、二酸化炭素源（図示せず）と複数のフロー制御要素（図示せず）とを有して良い。たとえば、二酸化炭素源は、ＣＯ２供給システムを含んで良く、フロー制御要素は、供給ライン、バルブ、フィルタ、ポンプ、およびヒータなどを含んで良い。流体供給システム１４０は、超臨界二酸化炭素をプロセスチャンバ１１０へ流したり、止めたりするために開閉する構成される入口バルブ（図示せず）を含んで良い。たとえば、制御器１５０を用いて、圧力、温度、プロセス時間、および流量などのパラメータを決定することができる。
【００２２】
図１を再び参照すると、プロセス成分供給システム１３０は、循環システム１２０へ結合されている。ただし、これは本発明に必須ではない。他の実施形態では、プロセス成分供給システム１３０は、別の構成を有して良く、プロセスシステム１００の他の要素へ結合されて良い。プロセス成分は、プロセス成分供給システム１３０により、基板の特性によって変化する比率で、流体供給システム１４０により導入される流体に対して導入される。プロセス成分はプロセスチャンバ１１０で使用され、プロセスはプロセスチャンバ１１０で行われる。通常、上記の比率は、おおよそ１から１５体積パーセントである。これは、チャンバ、循環システム、および関連する配管が約１リットルの体積を有していることから、多くの場合、約１０から１５０ミリリットルに相当する。ただし、この比率は、これより高くても低くても良い。
【００２３】
プロセス成分供給システム１３０は、１又は２以上の以下のプロセス組成物を導入するよう構成される。すなわち、プロセス組成物は、これらに限定はされないが、汚染物質、残留物、硬化した残留物、フォトレジスト、硬化したフォトレジスト、エッチング後の残留物、アッシング後の残留物、化学機械的研磨（ＣＭＰ）後の残留物、ポリッシング後の残留物、若しくはインプラント後の残留物、またはこれらの任意の組み合わせを除去するクリーニング組成物；パーティクルを除去するクリーニング組成物；薄膜、多孔質状の薄膜、多孔質状の低誘電率材料、若しくはエアギャップ誘電体またはこれらの任意の組み合わせを乾燥する乾燥組成物；誘電体薄膜、金属薄膜、またはこれらの任意の組み合わせを用意するための膜形成組成物；低誘電率（ｌｏｗ−κ）膜の誘電率を回復させる治癒組成物；多孔質状の膜を密封する密封組成物；または、上記の任意の組み合わせであって良い。また、プロセス成分供給システム１３０は、溶剤、共溶剤、界面活性剤、エッチャント、酸、塩基、キレート剤、酸化剤、膜形成前駆体、もしくは還元剤、またはこれらの任意の組み合わせを導入するよう構成されて良い。
【００２４】
プロセス成分供給システム１３０は、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジグリコールアミン、水酸基アミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、第３アミン、カテコール、フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム、メチルアセトアセトアミド、オゾン、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセチルアセトン、二塩基エステル、乳酸エチル、ＣＨＦ３、ＢＦ３、ＨＦ、他のフッ酸含有化学物質、またはこれらの任意の組み合わせを導入するよう構成されて良い。有機材料を除去するため、有機溶剤などの他の化学物質を独立に又は上記の化学物質とともに利用して良い。有機溶剤としては、たとえば、アセトン、ジアセトンアルコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、メタノール、エタノール、プロパノール、またはイソプロピノール（ＩＰＡ）などのアルコール、エーテル、かつ／またはグリコールであって良い。より詳細には、「超臨界二酸化炭素を用いた半導体からの残留物又はレジストの除去」という名称で１９９８年５月２７日に出願された米国特許第６，３０６，５６４Ｂ１号と、「超臨界二酸化炭素プロセスを用いた半導体からのフォトレジストおよびフォトレジスト残留物の除去」という名称で１９９９年９月３日に出願された米国特許第６，５０９，１４１Ｂ２号とを参照されたい。なお、これらはここに援用される。
【００２５】
また、プロセス成分供給システム１３０は、プロセスチャンバ内で超臨界クリーニング溶液を生成するためのクリーニング成分を提供するクリーニング成分アセンブリ（図示せず）を備えて良い。クリーニング成分は、過酸化物やフッ化物源を含んで良い。たとえば、過酸化物は、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、または他の適切な過酸化物を含んで良い。また、フッ化物源としては、フッ化物塩（フッ化アンモニウム塩など）、フッ化水素、フッ化物アダクツ（有機フッ化アンモニウムアダクツなど）、またはこれらの組み合わせを含んで良い。フッ化物源や超臨界プロセス溶液の生成方法の詳細については、「フォトレジストおよび残留物の除去のための超臨界流体における有機テトラフッ化アンモニウムおよびフッ酸」という名称で２００３年５月２０日に出願された米国特許出願第１０／４４２，５５７号と、「フォトレジストポリマと残留物の除去のための超臨界流体におけるフッ化物」という名称で２００２年１２月１６日に出願された米国特許出願第１０／３２１，３４１号とにおいて、説明されている。なお、これらの出願はここに援用される。
【００２６】
さらに、プロセス成分供給システム１３０は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、およびアルコール（メタノール、エタノール、２−プロパノールなど）などの１又は２以上のキャリア溶剤とともに超臨界流体液へ導入することができる無機酸や有機酸などの酸化剤、錯化剤、およびキレート剤を導入するよう構成されて良い。
【００２７】
また、プロセス成分供給システム１３０は、プロセスチャンバ内で超臨界リンス溶液を生成するためのリンス成分を供給するため、リンス成分アセンブリ（図示せず）を含んでも良い。リンス成分は、これに限定されないが、アルコールやケトンを含む１又は２以上の有機溶剤を含んで良い。一の実施形態においては、リンス成分は、チオシクロペンタン−１，１−ダイオキサイド、（シクロ）テトラメチレンスルホン、および２，３，４，５−テトラハイドロチオフェン−１，１−ダイオキサイドとしても知られているスルフォランを含んで良い。これらは、多くの業者、たとえば、英国はウィンチェスター、ハースレイ、レイクコートＳＯ２１ ２ＬＤのＤｅｇｕｓｓａ Ｓｔａｎｌｏｗ Ｌｉｍｉｔｅｄから購入することができる。
【００２８】
また、プロセス成分供給システム１３０は、低誘電率膜（多孔質状の又は多孔質状でない膜）のキュア、クリーン、治癒（ｌｏｗ−κ材料の誘電率の回復）、若しくは密封、またはこれらの任意の組み合わせのための処理成分を導入するよう構成されて良い。この成分は、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、クロロトリメチルシラン（ＴＭＣＳ）、トリクロロメチルシラン（ＴＣＭＳ）、ジメチルシリルジエチルアミン（ＤＭＳＤＥＡ）、テトラメチルジシラザン（ＴＭＤＳ）、トリメチルシリルジメチルアミン（ＴＭＳＤＭＡ）、ジメチルシリルジメチルアミン（ＤＭＳＤＭＡ）、トリメチルシリルジエチルアミン（ＴＭＳＤＥＡ）、ビストリメチルシリル尿素（ＢＴＳＵ）、ビス（ジメチルアミノ）メチルシラン（Ｂ［ＤＭＡ］ＭＳ）、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン（Ｂ［ＤＭＡ］ＤＳ）、ＨＭＣＴＳ、ジメチルアミノペンタメチルジシラン（ＤＭＡＰＭＤＳ）、ジメチルアミノジメチルジシラン（ＤＭＡＤＭＤＳ）、ジシラアザシクロペンタン（ＴＤＡＣＰ）、ジシラオザシクロペンタン（ＴＣＯＣＰ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ）、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＯＳ）、またはトリメチルシリルイミダゾール（ＴＭＳＩ）を含んで良い。また、この成分は、Ｎ−タート−ブチル−１，１−ジメチル−１−（２，３，４，５−テトラメチル−２，４−シクロペンタジエン−１−ｙｌ）シランアミン、１，３−ジフェニール−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、またはタート−ブチルクロロジフェニールシランを含んでも良い。より詳細には、「誘電体膜を処理する方法およびシステム」という名称で２００３年１０月１０日に出願された米国特許出願第１０／６８２，１９６号と、「ウェハプロセスにおける低誘電率材料を不動態化する方法」という名称で２００３年３月４日に出願された米国特許出願第１０／３７９，９８４号とを参照されたい。なお、これらの出願はここに援用される。
【００２９】
また、プロセス成分供給システム１３０は、たとえば、クリーンプロセス中に過酸化物を導入するよう構成されて良い。過酸化物は、上記のプロセス成分のいずれか一つ、または任意の組み合わせとともに導入されて良い。過酸化物は、有機過酸化物若しくは無機過酸化物又はこれらの任意の組み合わせを含んで良い。たとえば、有機過酸化物は、２−ブタノンペルオキシド；２，４−ペンタンジオンペルオキシド；過酢酸；ｔ−ブチルヒドロペルオキシド；ベンゾイルペルオキシド；またはｍ−クロロエルベンゾイック酸（ｍＣＰＢＡ）を含んで良い。他の過酸化物は、過酸化水素を含んで良い。また、過酸化物は、過酸化デカノイル；過酸化ラウロイル；過酸化コハク酸；若しくは過酸化ベンゾイル；またはこれらの任意の組み合わせなどの過酸化ジアシルを含んで良い。また、過酸化物は、過酸化ジクミル；２，５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）−２，５−ジメチルヘキサン；過酸化ｔ−ブチルクミル；α，α−ビス（ｔ−ブチルペロキシ）ジイソプロピルベンゼンの異性体混合物；ジ（ｔ−アミル）ペロキシド；ジ（ｔ−ブチル）ペロキシド；若しくは、２，５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）−２，５−ジメチル−３−ヘキシン；または、これらの任意の組み合わせなどの過酸化ジアルキルを含んで良い。また、過酸化物は、１，１−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；１，１−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）シクロヘキサン；１，１−ジ（ｔ−アミルペロキシ）−シクロヘキサン；ｎ−ブチル ４，４−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）吉草酸塩；エチル ３，３−ジ−（ｔ−アミルペロキシ）−ブタン酸塩；ｔ−ブチルペロキシ−２−エチルヘキサン酸塩；若しくは、エチル３，３−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ブチレート；またはこれらの任意の組み合わせなどのジペロキシケタルを含んで良い。また、過酸化物は、クメンヒドロペルオキシド；若しくはｔ−ブチルヒドロペルオキシド；または、これらの任意の組み合わせなどのヒドロペルオキシドを含んでも良い。また、過酸化物は、過酸化メチルエチルケトン；若しくは２，４−ペンタンジオンペルオキシド；またはこれらの任意の組み合わせなどの過酸化ケトンを含んで良い。また、過酸化物は、ジ（ｎ−プロピル）ペロキシジカーボネート；ジ（ｓｅｃ−ブチル）ペロキシジカーボネート；若しくは、ジ（２−エチルヘキシル）ペロキシジカーボネート；または、これらの任意の組み合わせなどのペロキシジカーボネートを含んで良い。また、過酸化物は、３−ヒドロキシル−１，１−ジメチルブチルペロキシネオデカン酸塩；α−クミルペロキシネオデカン酸塩；ｔ−アミルペロキシネオデカン酸塩；ｔ−ブチルペロキシネオデカン酸塩；ｔ−ブチルペロキシビバル酸；２，５−ジ（２−エチルヘキサノールペロキシ）−２，５−ジメチルヘキサン；ｔ−アミルプロキシ−２−エチルヘキサン酸塩；ｔ−ブチルペロキシ−２−エチルヘキサン酸塩；ｔ−アミルプロキシアセテート；ｔ−ブチルプロキシアセテート；ｔ−ブチルペロキシ安息香酸塩；ＯＯ−（ｔ−アミル）Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペロキシカーボネート；ＯＯ−（ｔ−ブチル）Ｏ−イソプロピルモノペロキシカーボネート；ＯＯ−（ｔ−ブチル）Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペロキシカーボネート；ポリエーテルポリ−ｔ−ブチルペロキシカーボネート；若しくは、ｔ−ブチルペロキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン酸塩；または、これらの任意の組み合わせなどのペロキシエステルを含んで良い。また、過酸化物は、上に列挙した過酸化物の任意の組み合わせを含んで良い。
【００３０】
本発明の一の実施形態に従い、プロセス成分供給システム１３０は、フルオロケイ酸を導入するよう構成される。また、プロセス成分供給システム１３０は、溶剤、共溶剤、界面活性剤、酸、塩基、過酸化物、またはエッチャントとともにフルオロケイ酸を導入するよう構成される。また、フルオロケイ酸は、上に示した成分のいずれかと組み合わせて導入されて良い。たとえば、フルオロケイ酸は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、またはアルコール（メタノール（ＭｅＯＨ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、またはエタノールなど）とともに導入されて良い。
【００３１】
プロセスチャンバ１１０は、プロセス空間１２０において、流体供給システム１４０からの流体とプロセス成分供給システム１３０からのプロセス成分とに対して基板１０５を晒すことにより基板１０５を処理するよう構成されている。また、プロセスチャンバ１１０は、上チャンバ組立体１１４と下チャンバ組立体１１５とを含んで良い。
【００３２】
上チャンバ組立体１１４は、プロセスチャンバ１１０、基板１０５、若しくはプロセス流体、またはこれらの２又は３以上の組み合わせを加熱するヒータ（図示せず）を備えて良い。また、ヒータは必須でない。また、上チャンバ組立体１１４は、プロセス流体をプロセスチャンバ１１０を通して流すためのフロー部品を含んで良い。一の実施形態においては、循環フローパターンが設定されて良い。また、流体を流すためのフロー部品は、異なるフローパターンに影響を与えるように異なって構成されて良い。また、上チャンバ組立体１１４は、プロセスチャンバをふさぐよう構成されて良い。
【００３３】
下チャンバ組立体１１５は、基板１０５を支持するよう構成されるプラッテン１１６と、基板１０５をロードしアンロードするためにプラッテン１１６を並進し、上チャンバ組立体１１４とともに下チャンバ組立体１１５を密封する駆動メカニズム１１８とを含んで良い。プラッテン１１６は、基板１０５をプロセスする前、プロセス中かつ／またはプロセス後に、基板１０５を加熱し、冷却するように構成されても良い。たとえば、プラッテン１１６は、プラッテンの温度を約３１℃か又はこれより高く上げるよう構成された１又は２以上のヒータロッドを含んで良い。また、下チャンバ組立体１１５は、基板のローディング中、アンローディング中にプラッテン１１６の上面から基板を移動するためのリフトピン組立体を含んで良い。
【００３４】
また、制御器１５０は、プロセスチャンバ１１０、流体フローシステム１２０（又は循環システム）、プラッテン１１６、高圧流体供給システム１４０、またはプロセス成分供給システム１３０のうちの１又は２以上へ結合される温度制御システムを含む。温度制御システムは、これらのシステムの１又は２以上に埋め込まれた加熱要素へ結合され、臨界流体の温度をその流体の臨界温度より高く、たとえば、約３１℃か又はこれより高く上げて維持するよう構成されている。加熱要素は、たとえば、抵抗加熱要素を含んで良い。
【００３５】
輸送システム（図示せず）を用いて、スロット（図示せず）を通して基板をプロセスチャンバ１１０から出し入れすることができる。一例では、スロットは、プラッテン１１６を動かすことにより、開いたり閉まったりして良く、また、他の例では、スロットは、ゲートバルブ（図示せず）を用いて制御されて良い。
【００３６】
基板は、半導体材料、金属材料、誘電体材料、セラミック材料、若しくはポリマ材料、または、これらの２又は３以上の組み合わせを含んで良い。半導体材料は、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｉ／Ｇｅ，またはＧａＡｓを含んで良い。金属材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｔｉ，かつ／またはＴａを含んで良い。誘電体材料は、シリカ、二酸化ケイ素、水晶、酸化アルミニウム、サファイア、低誘電率材料、テフロン（登録商標）、かつ／またはポリイミドを含んで良い。セラミック材料は、酸化アルミニウム、シリコンカーボネートなどを含んで良い。
【００３７】
プロセスシステム１００は、圧力制御システム（図示せず）を備えても良い。圧力制御システムは、プロセスチャンバ１１０へ結合されて良い。ただし、これは必須ではない。他の実施形態では、圧力制御システムは、異なって構成され、異なって結合されて良い。圧力制御システムは、プロセスチャンバ１１０を排出し、かつ／またはプロセスチャンバ１１０内の圧力を調整するため、１又は２以上のバルブ（図示せず）を含んで良い。また、圧力制御システムは、１又は２以上のポンプ（図示せず）を含んで良い。たとえば、一のポンプを用いてプロセスチャンバ内の圧力を上げて良く、他のポンプを用いてプロセスチャンバ１１０を排出しても良い。他の実施形態においては、圧力制御システムは、プロセスチャンバを密閉するシールを備えて良い。また、圧力制御システムは、基板１０５かつ／またはプラッテン１１６を昇降する昇降機を備えて良い。
【００３８】
さらに、プロセスシステム１００は、排出制御システムを備えて良い。排出制御システムは、プロセスチャンバ１１０へ結合されて良い。ただし、これは必須ではない。他の実施形態においては、排出制御システムは、異なって構成され、異なって結合される。排出制御システムは、排出ガス捕集容器（図示せず）を含み、プロセス流体から汚染物質を除去するために使用して良い。
【００３９】
図３を参照すると、他の実施形態に従うプロセスシステム２００が示されている。図示の実施形態において、プロセスシステム２００は、プロセスチャンバ２１０と、循環システム２２０と、プロセス成分供給システム２３０と、流体供給システム２４０と、制御器２５０とを備える。これらは、基板２０５を処理するよう構成されている。制御器２５０は、プロセスチャンバ２１０と、循環システム２２０と、プロセス成分供給システム２３０と、流体供給システム２４０とへ結合されて良い。また、制御器２５０は、１又は２以上の追加の制御器／コンピュータ（図示せず）へ結合されて良く、また、制御器２５０は、追加の制御器／コンピュータから設定かつ／または構成の情報を取得することができる。
【００４０】
図３に示すとおり、循環システム２２０は、循環流体ヒータ２２２と、ポンプ２２４と、フィルタ２２６とを含んで良い。プロセス成分供給システム２３０は、１又は２以上の成分導入システムを含んで良い。導入システムの各々は、成分源２３２，２３４，２３６と、注入システム２３３、２３５、２３７とを有している。注入システム２３３、２３５、２３７は、ポンプ（図示せず）と注入バルブ（図示せず）とを含んで良い。たとえば、成分源はフルオロケイ酸の供給源を含んで良い。
【００４１】
プロセス成分の注入について更に詳しくは、「物質を超臨界流体へ注入する方法およびシステム」という名称で２００４年１０月１日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９５７，４１７号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１０）に提供されている。なお、この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００４２】
さらに、流体供給システム２４０は、超臨界流体源２４２と、ポンプシステム２４４と超臨界流体ヒータ２４６とを含んで良い。また、１又は２以上の注入バルブかつ／または排出バルブを流体供給システム２４０とともに用いて良い。
【００４３】
プロセスチャンバ２１０は、プロセス空間２１４において、流体供給システム２４０からの流体と、プロセス成分供給システム２３０からのプロセス成分とに基板２０５を晒すことにより、基板２０５を処理するよう構成されて良い。また、プロセスチャンバ２１０は、上チャンバ組立体２１４と下チャンバ組立体２１５とを含んで良い。下チャンバ組立体２１５は、図１を参照して説明したように、プラッテン２１６と駆動メカニズム２１８を有する。
【００４４】
また、プロセスチャンバ２１０は、「半導体基板のための高圧プロセスチャンバ」という名称で２００１年７月２４日に出願され同時係属中の米国特許出願第０９／９１２，８４４号に説明されるよう構成されている。この出願の内容のすべてがここに援用される。たとえば、図４は、上チャンバ組立体３１４と、下チャンバ組立体３１５と、基板３０５を支持するよう構成されるプラッテン３１６と、基板のローディング／アンローディングの状態と基板処理の状態との間で基板を上下するよう構成される駆動メカニズム３１８と、を備える超臨界処理チャンバの断面を示している。駆動メカニズム３１８は、駆動シリンダ３２０と、ピストンネック３２３を有する駆動ピストン３２２と、シールプレート３２４と、空気キャビティ３２６と、水圧キャビティ３２８とを更に含んで良い。また、超臨界プロセスチャンバ３１０は、プロセスチャンバ３１０内に、密閉された高圧プロセス空間３１２を提供するため、複数のシールデバイス３３０，３３２，３３４を含んで良い。
【００４５】
図１，２，３を参照しながら説明したように、プロセスチャンバへ結合される流体フローシステムまたは循環システムは、流体をプロセスチャンバを通して循環させるよう構成され、よって、プロセスチャンバ内の基板が流体のフローに晒される。プロセス成分を有する超臨界二酸化炭素などの流体は、流体フローシステムへ結合される１又は２以上の入口を通して基板の周辺端でプロセスチャンバへ流入する。たとえば、図４、図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、注入マニホールド３６０が、１又は２以上の入口３６４へ結合される環状の流体供給チャネル３６２を有するリングとして示されている。１又は２以上の入口３６４は、図示のとおり、４５度に傾いた４５個の注入オリフィスを含み、よって、プロセス空間３１２を通して基板３０５の上方へ至る高圧流体の流れに対して軸方向の推進力を与えるとともに、方位角方向の推進力または軸方向の推進力または双方を与える。４５度に傾くように図示されているが、この角度を、直接に半径方向内向きに注入することを含めて、変更しても良い。
【００４６】
また、超臨界二酸化炭素などの流体は、基板の表面のそばを通って１又は２以上の出口（図示せず）を通してプロセスチャンバから流出する。たとえば、米国特許出願第０９／９１２，８４４号にて説明するように、１又は２以上の出口は、基板３０５の中央にまたは中央の上方に近接して位置する２つの出口孔を含んで良い。この２つの出口孔を通した流れは、シャッタバルブを用いて、一つの出口から次の出口へと切り換わって良い。
【００４７】
また、超臨界二酸化炭素などの流体は、「高圧プロセスシステムに超臨界流体を流す方法およびシステム」という名称で２００４年１２月２０日に出願され係属中の米国特許出願第１１／０１８，９２２号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１５）において説明したように、プロセスチャンバ１１０へ流入し流出する。なお、この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００４８】
図６を参照すると、超臨界状態の流体で基板を処理する方法が示されている。フローチャート７００で示されるように、この方法は、ステップ７１０において、超臨界流体プロセス溶液に晒すよう構成された高圧プロセスチャンバ内のプラッテンに基板を置くことから始まる。
【００４９】
ステップ７２０において、流体の圧力をその流体の臨界圧力か又はそれより高く調整し、その流体の温度をその流体の臨界温度か又はそれより高く調整して、流体を臨界状態へと移行することにより、超臨界流体を生成する。ステップ７３０において、超臨界流体は、１又は２以上の入口を通して高圧プロセスチャンバへ導入され、１又は２以上の出口を通して廃棄される。超臨界流体の温度は、４０℃と等しいか又はこれより高い値にまで上げて良い。一の実施形態においては、臨界流体の温度は、８０℃より高く上げられて、高温超臨界流体が生成される。他の実施形態では、超臨界流体の温度は、１２０℃か又はこれより高く設定される。
【００５０】
ステップ７４０において、フルオロケイ酸を含むプロセス成分が超臨界流体へ導入される。フルオロケイ酸は、たとえば、上で示した化学成分のいずれか一つまたは任意の組み合わせとともに導入される。ステップ７５０では、基板が超臨界流体およびプロセス成分に晒される。
【００５１】
また、上述のとおり、プロセス成分は、クリーニング組成物、膜形成組成物、治癒組成物、もしくは密閉組成物、またはこれらの任意の組み合わせを含んで良い。たとえば、プロセス成分は、フルオロケイ酸を含むクリーニング組成物を含んで良い。以下の例のそれぞれにおいて、超臨界流体の温度は、約４０℃より高く上げられ、たとえば１３５℃である。また、以下の例のそれぞれにおいて、超臨界流体の圧力は、臨界圧力より高く、たとえば、２９００ｐｓｉ（２０．０ＭＰａ）である。一例として、クリーニング組成物は、超臨界二酸化炭素中でたとえばＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）とともにフルオロケイ酸を含んで良い。更なる例として、エッチング後の残留物を除去するプロセスレシピは、（１）超臨界二酸化炭素中で２００マイクロリットルのフルオロケイ酸と１３ミリリットルのＮＭＰとの混合物に基板を約３分間晒し、（２）超臨界二酸化炭素中で１３ミリリットルのＮＭＰに基板を約３分間晒すことを含む２つのステップを有して良い。この第１のステップは、何回でも繰り返してよい。また、いずれのステップも繰り返すことができる。また、各ステップ、または副ステップの時間は、上記の特定の期間よりも長くても短くても良い。また、プロセス成分中の化学物質の量は、上記の特定の量よりも多くても少なくても良く、また、比率を変更しても良い。さらにまた、温度や圧力を変更しても良い。
【００５２】
他の例として、プロセス成分は、超臨界二酸化炭素中でフルオロケイ酸とガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）との混合物を有する第１のクリーニング組成物と、超臨界二酸化酸素中でフルオロケイ酸とイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）との混合物を有する第２のクリーニング組成物とを有して良い。更なる例として、エッチング後の残留物を除去するためのプロセスレシピは、（１）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（２）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（３）超臨界二酸化炭素中でＭｅＯＨとＨ２Ｏとの比が１２：１である１０ミリリットルの溶液に基板を約３分間晒すことを含む３つのステップを有して良い。これら第１、第２、および第３のステップは、何回でも繰り返して良い。また、いずれのステップも繰り返して良い。また、各ステップ、または副ステップの時間は、上記の特定の時間よりも長くても短くても良い。さらに、プロセス成分中のいずれの化学物質の量は、上記の特定の量より多くても少なくても良い。さらにまた、温度や圧力を変更して良い。
【００５３】
他の例では、プロセス成分は、超臨界二酸化炭素中でフルオロケイ酸とガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）との混合物を有する第１のクリーニング組成物と、超臨界二酸化炭素中でフルオロケイ酸とイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）との混合物を有する第２のクリーニング組成物と、超臨界二酸化炭素中で２−ブタノンペロキサイドを有する第３のクリーニング組成物とを有して良い。更なる例として、エッチング後の残留物を除去するためのプロセスレシピは、（１）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（２）超臨界二酸化炭素中で１０ミリリットルのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と２００マイクロリットルのフルオロケイ酸とに基板を約３分間晒し、（３）超臨界二酸化炭素中で１３ミリリットルの２−ブタノンペロキサイドに基板を約３分間晒すことを含む３つのステップを有して良い。これら第１、第２、および第３のステップは、何回でも繰り返して良く、たとえば、一度繰り返されても良い。また、いずれのステップも繰り返してよい。また、各ステップ、または副ステップの時間は、上記の特定の時間より長くても短くても良い。さらに、プロセス成分中のいずれの化学物質の量は、上記の特定の量より多くても少なくても良く、また、比率も変更してよい。さらにまた、温度や圧力を変更して良い。
【００５４】
高温プロセスについて更に詳しくは、「超臨界流体を用いて基板を処理するための方法およびシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，０６７号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１１７号）に提供されている。なお、この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００５５】
また別の実施形態において、ここで説明するプロセスは、オゾンプロセスにより更に補足される。たとえば、クリーンプロセスを実施するとき、超臨界プロセス溶液で処理される前に、基板がオゾン処理の対象とされて良い。オゾン処理中、基板はオゾンモジュール内に入る。そして、除去されるべき表面の残留物がオゾン雰囲気に晒される。たとえば、酸素中に生成されるオゾンの分圧は、残留物を一部またはすべて酸化するのに十分な期間、基板の表面に流される。オゾンプロセスガスの流量は、たとえば、１から５０ｓｌｍ（標準リットル毎分）の範囲とすることができる。他の例として、流量は５から１５ｓｌｍの範囲であっても良い。また、圧力は、たとえば、１から５ａｔｍの範囲とすることができ、更なる例として、１から３ａｔｍの範囲であっても良い。更なる詳細が「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去する方法」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，５９４号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−０７３号）と、「超臨界二酸化炭素プロセスを用いて基板から残留物を除去するためのシステム」という名称で２００４年１１月１２日に出願され同時係属中の米国特許出願第１０／９８７，６７６号（代理人整理番号第ＳＳＩＴ−１２５号）とにより提供されている。これらの出願の内容のすべてがここに援用される。
【００５６】
本発明のある典型的な実施形態についてのみ詳述したが、当業者であれば、本発明の新規な教示おおび利点から実質的に離れることなく典型的な実施形態において多くの変更が可能であることは、容易に理解されるであろう。したがって、そのようなすべての変更は、本発明の要旨内に含まれるものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】プロセスシステムの簡略化した概略図である。
【図２Ａ】ポンプを冷却するよう構成されたシステムを示す。
【図２Ｂ】ポンプを冷却するよう構成された他のシステムを示す。
【図３】他のプロセスシステムの簡略化した概略図である。
【図４】別のプロセスシステムの簡略化した概略図である。
【図５Ａ】流体をプロセスシステムへ導入するための流体注入マニホールドを示す。
【図５Ｂ】流体をプロセスシステムへ導入するための流体注入マニホールドを示す。
【図６】本発明の一の実施形態による、プロセスシステムで基板を処理する方法を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する方法であって、
高圧プロセスチャンバにおいて、前記基板を支持するよう構成されるプラッテンに基板を置く工程；
流体の圧力を該流体の臨界圧力より高く調整し、前記流体の温度を該流体の臨界温度より高く調整して、該流体から超臨界流体を生成する工程；
前記超臨界流体を前記高圧プロセスチャンバへ導入する工程；
前記超臨界流体へフルオロケイ酸を有するプロセス成分を導入する工程；並びに
前記超臨界流体および前記プロセス成分に前記基板を晒す工程、
を有する方法。
【請求項２】
前記プロセス成分を導入する工程は、溶剤、共溶剤、界面活性剤、酸、塩基、アルコール、またはエッチャントのうちの１又は２以上とともに、前記フルオロケイ酸を導入するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロセス成分を導入する工程が、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、メタノール（ＭｅＯＨ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、またはエタノールのうちの１又は２以上とともに、前記フルオロケイ酸を導入するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基板を通り過ぎるように前記超臨界流体を循環させる工程を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記超臨界流体を生成する工程が、二酸化炭素流体から超臨界流体二酸化炭素を生成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記圧力を前記臨界圧力より高く調整することが、前記圧力を約１０７０ｐｓｉ（７．３８ＭＰａ）から約１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）の範囲の圧力に調整することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約３１℃より高く調整することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約４０℃より高く調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約８０℃より高く調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約１００℃から約３００℃までの範囲の温度に調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロセス成分を前記超臨界流体に導入するに先立って該プロセス成分を予加熱するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロセス成分を導入する工程が、有機ペロキシド若しくは無機ペロキシド又はこれらの組み合わせのいずれかを導入するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記圧力を前記臨界圧力より高く調整することが、前記圧力を約２０００ｐｓｉ（１３．８ＭＰａ）から約１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）までの範囲の圧力に調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板を晒す工程に引き続き、一連の減圧サイクルを行う工程；および
前記高圧プロセスシステムを換気する工程、
を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板をオゾンに晒す工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板を前記オゾンに晒す工程が、前記基板を前記超臨界流体に晒す工程に先行する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
基板を処理する方法であって、
金属表面を有する基板を高圧プロセスチャンバへ入れ、前記基板を支持するよう構成されるプラッテンに置く工程；
二酸化炭素流体の圧力を該二酸化炭素流体の臨界圧力より高く調整し、前記二酸化炭素流体の温度を該二酸化炭素流体の臨界温度より高く調整することにより、前記二酸化炭素流体から超臨界二酸化炭素流体を生成する工程；
前記超臨界二酸化炭素流体を前記高圧プロセスチャンバへ導入する工程；
フルオロケイ酸とＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）とを有する第１のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素流体へ導入する工程；
第１の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第１のプロセス成分に前記基板を晒す第１の晒す工程；
その後、Ｎ−メチルピロリドンを有する第２のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素流体へ導入する工程；並びに
第２の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第２のプロセス成分に前記基板を晒す第２の晒す工程、
を有する方法。
【請求項１８】
前記第１の晒す工程を、１又は２以上の回数、反復する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
基板を処理する方法であって、
金属表面を有する基板を高圧プロセスチャンバへ入れ、前記基板を支持するよう構成されるプラッテンに置く工程；
二酸化炭素流体の圧力を前記二酸化炭素流体の臨界圧力より高く調整し、前記二酸化炭素流体の温度を前記二酸化炭素流体の臨界温度より高く調整することにより、前記二酸化炭素流体から超臨界二酸化炭素流体を生成する工程；
前記超臨界二酸化炭素流体を前記高圧プロセスチャンバへ導入する工程；
フルオロケイ酸とブチロラクトン（ＢＬＯ）とを有する第１のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素流体へ導入する工程；
第１の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第１のプロセス成分に前記基板を晒す第１の晒す工程；
その後、フルオロケイ酸とイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを有する第２のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素へ導入する工程；
第２の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第２のプロセス成分に前記基板を晒す第２の晒す工程；および
その後、メタノールおよび水の混合物、または２−ブタノンペロキシドを含む第３のプロセス成分を前記超臨界流体へ導入する工程；並びに
第３の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第３のプロセス成分に前記基板を晒す第３の晒す工程、
を有する方法。
【請求項２０】
前記第１の晒す工程、前記第２の晒す工程、または前記第３の晒す工程を１又は２以上の回数、反復する工程を更に有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
基板を処理する高圧プロセスシステムであって、
前記基板を処理するよう構成されるプロセスチャンバ；
前記プロセスチャンバに結合され、前記基板を支持するよう構成されるプラッテン；
超臨界流体を前記プロセスチャンバへ導入するよう構成される高圧流体供給システム；
前記プロセスチャンバに結合され、前記プロセスチャンバにおいて前記基板の上に前記超臨界流体を流すよう構成される流体フローシステム；
フルオロケイ酸の源と、フルオロケイ酸を有するプロセス成分を前記プロセスチャンバへ導入するよう構成される注入システムと、を有するプロセス成分供給システム；並びに
前記プロセスチャンバ、前記プラッテン、前記高圧流体供給システム、前記流体フローシステム、および前記プロセス成分供給システムの１又は２以上へ結合され、前記超臨界流体を約４０℃、または約４０℃より高い温度に上げる温度調節システム、
を備える高圧プロセスシステム。
【請求項２２】
前記流体フローシステムが、前記プロセスチャンバへ結合されて前記プロセスチャンバと循環ループを形成する循環システムであって、前記基板の上を通るよう、前記プロセスチャンバを通して前記超臨界流体を循環させるよう構成される循環システムを備える、請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【請求項２３】
前記プラッテンが、前記基板を処理するための高圧プロセス空間を構成するため、前記高圧チャンバを密閉する、請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【請求項２４】
前記高圧流体供給システムが、二酸化炭素源を含み、超臨界二酸化炭素（ＣＯ２）流体を導入する請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【請求項２５】
前記プロセスチャンバが、前記基板をオゾンに晒すよう構成されるオゾンプロセスチャンバに更に結合される、請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【請求項１】
基板を処理する方法であって、
高圧プロセスチャンバにおいて、前記基板を支持するよう構成されるプラッテンに基板を置く工程；
流体の圧力を該流体の臨界圧力より高く調整し、前記流体の温度を該流体の臨界温度より高く調整して、該流体から超臨界流体を生成する工程；
前記超臨界流体を前記高圧プロセスチャンバへ導入する工程；
前記超臨界流体へフルオロケイ酸を有するプロセス成分を導入する工程；並びに
前記超臨界流体および前記プロセス成分に前記基板を晒す工程、
を有する方法。
【請求項２】
前記プロセス成分を導入する工程は、溶剤、共溶剤、界面活性剤、酸、塩基、アルコール、またはエッチャントのうちの１又は２以上とともに、前記フルオロケイ酸を導入するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロセス成分を導入する工程が、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、メタノール（ＭｅＯＨ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、またはエタノールのうちの１又は２以上とともに、前記フルオロケイ酸を導入するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基板を通り過ぎるように前記超臨界流体を循環させる工程を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記超臨界流体を生成する工程が、二酸化炭素流体から超臨界流体二酸化炭素を生成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記圧力を前記臨界圧力より高く調整することが、前記圧力を約１０７０ｐｓｉ（７．３８ＭＰａ）から約１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）の範囲の圧力に調整することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約３１℃より高く調整することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約４０℃より高く調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約８０℃より高く調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記温度を前記臨界温度より高く調整することが、前記温度を約１００℃から約３００℃までの範囲の温度に調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロセス成分を前記超臨界流体に導入するに先立って該プロセス成分を予加熱するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロセス成分を導入する工程が、有機ペロキシド若しくは無機ペロキシド又はこれらの組み合わせのいずれかを導入するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記圧力を前記臨界圧力より高く調整することが、前記圧力を約２０００ｐｓｉ（１３．８ＭＰａ）から約１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）までの範囲の圧力に調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板を晒す工程に引き続き、一連の減圧サイクルを行う工程；および
前記高圧プロセスシステムを換気する工程、
を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板をオゾンに晒す工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板を前記オゾンに晒す工程が、前記基板を前記超臨界流体に晒す工程に先行する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
基板を処理する方法であって、
金属表面を有する基板を高圧プロセスチャンバへ入れ、前記基板を支持するよう構成されるプラッテンに置く工程；
二酸化炭素流体の圧力を該二酸化炭素流体の臨界圧力より高く調整し、前記二酸化炭素流体の温度を該二酸化炭素流体の臨界温度より高く調整することにより、前記二酸化炭素流体から超臨界二酸化炭素流体を生成する工程；
前記超臨界二酸化炭素流体を前記高圧プロセスチャンバへ導入する工程；
フルオロケイ酸とＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）とを有する第１のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素流体へ導入する工程；
第１の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第１のプロセス成分に前記基板を晒す第１の晒す工程；
その後、Ｎ−メチルピロリドンを有する第２のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素流体へ導入する工程；並びに
第２の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第２のプロセス成分に前記基板を晒す第２の晒す工程、
を有する方法。
【請求項１８】
前記第１の晒す工程を、１又は２以上の回数、反復する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
基板を処理する方法であって、
金属表面を有する基板を高圧プロセスチャンバへ入れ、前記基板を支持するよう構成されるプラッテンに置く工程；
二酸化炭素流体の圧力を前記二酸化炭素流体の臨界圧力より高く調整し、前記二酸化炭素流体の温度を前記二酸化炭素流体の臨界温度より高く調整することにより、前記二酸化炭素流体から超臨界二酸化炭素流体を生成する工程；
前記超臨界二酸化炭素流体を前記高圧プロセスチャンバへ導入する工程；
フルオロケイ酸とブチロラクトン（ＢＬＯ）とを有する第１のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素流体へ導入する工程；
第１の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第１のプロセス成分に前記基板を晒す第１の晒す工程；
その後、フルオロケイ酸とイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを有する第２のプロセス成分を前記超臨界二酸化炭素へ導入する工程；
第２の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第２のプロセス成分に前記基板を晒す第２の晒す工程；および
その後、メタノールおよび水の混合物、または２−ブタノンペロキシドを含む第３のプロセス成分を前記超臨界流体へ導入する工程；並びに
第３の期間に前記超臨界二酸化炭素流体および前記第３のプロセス成分に前記基板を晒す第３の晒す工程、
を有する方法。
【請求項２０】
前記第１の晒す工程、前記第２の晒す工程、または前記第３の晒す工程を１又は２以上の回数、反復する工程を更に有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
基板を処理する高圧プロセスシステムであって、
前記基板を処理するよう構成されるプロセスチャンバ；
前記プロセスチャンバに結合され、前記基板を支持するよう構成されるプラッテン；
超臨界流体を前記プロセスチャンバへ導入するよう構成される高圧流体供給システム；
前記プロセスチャンバに結合され、前記プロセスチャンバにおいて前記基板の上に前記超臨界流体を流すよう構成される流体フローシステム；
フルオロケイ酸の源と、フルオロケイ酸を有するプロセス成分を前記プロセスチャンバへ導入するよう構成される注入システムと、を有するプロセス成分供給システム；並びに
前記プロセスチャンバ、前記プラッテン、前記高圧流体供給システム、前記流体フローシステム、および前記プロセス成分供給システムの１又は２以上へ結合され、前記超臨界流体を約４０℃、または約４０℃より高い温度に上げる温度調節システム、
を備える高圧プロセスシステム。
【請求項２２】
前記流体フローシステムが、前記プロセスチャンバへ結合されて前記プロセスチャンバと循環ループを形成する循環システムであって、前記基板の上を通るよう、前記プロセスチャンバを通して前記超臨界流体を循環させるよう構成される循環システムを備える、請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【請求項２３】
前記プラッテンが、前記基板を処理するための高圧プロセス空間を構成するため、前記高圧チャンバを密閉する、請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【請求項２４】
前記高圧流体供給システムが、二酸化炭素源を含み、超臨界二酸化炭素（ＣＯ２）流体を導入する請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【請求項２５】
前記プロセスチャンバが、前記基板をオゾンに晒すよう構成されるオゾンプロセスチャンバに更に結合される、請求項２１に記載の高圧プロセスシステム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【公表番号】特表２００８−５３０７９５（Ｐ２００８−５３０７９５Ａ）
【公表日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５５０９１（Ｐ２００７−５５５０９１）
【出願日】平成１７年１２月２９日（２００５．１２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４７３４３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８８５６０
【国際公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（５０５３９０６８０）ト−キョ−・エレクトロン・アメリカ・インコーポレーテッド (64)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２９日（２００５．１２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４７３４３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８８５６０
【国際公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（５０５３９０６８０）ト−キョ−・エレクトロン・アメリカ・インコーポレーテッド (64)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]