特許ウォッチ

公開番号2025084711
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2024202119
出願日2024-11-20
発明の名称蒸気用途のインライン濾過
出願人アプライドマテリアルズインコーポレイテッド,APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
代理人園田・小林弁理士法人
主分類C23C 16/455 20060101AFI20250527BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】基板の材料を選択的に酸化させる方法であって、粒子汚染物質を酸化物層の中へ導入することのない、蒸気酸化を使用する選択的酸化プロセスを提供する。
【解決手段】基板は、チャンバ内に配置される。水素含有ガスが、チャンバに導入される。水素含有ガスは、フィルタを通してチャンバに導かれる。フィルタは、約1nmよりも大きい粒子を除去するように構成されている。水素含有ガスをチャンバ内に維持しながら、チャンバは、約250Torrから約800Torrまでの範囲内の圧力に加圧される。水素含有ガスをチャンバ内に維持しながら、チャンバは、所定の時間にわたり所定の温度まで加熱される。基板は、選択的に酸化される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
基板の材料を選択的に酸化させる方法であって、
チャンバ内に前記基板を配置すること、
前記チャンバに水素含有ガスを導入することであって、前記水素含有ガスはフィルタを通して前記チャンバに導かれ、前記フィルタは約１nmよりも大きい粒子を除去するように構成されている、水素含有ガスを導入すること、
前記水素含有ガスを前記チャンバ内に維持しながら、前記チャンバを約２５０Torrから約８００Torrまでの範囲内の圧力に加圧すること、
前記水素含有ガスを前記チャンバ内に維持しながら、前記チャンバを所定の時間にわたり所定の温度まで加熱すること、及び
前記基板を選択的に酸化させることを含む、方法。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記水素含有ガスは、蒸気である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定の温度は、約７００℃よりも高い、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルタは、約５nmよりも大きい粒子を除去するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタは、ステンレス鋼を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フィルタは、１以上のヒータを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ヒータは、前記フィルタを約８０℃から約１４０℃までの範囲内の温度に加熱するように構成されている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基板を選択的に酸化させることは、シリコン含有材料のみを酸化させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記シリコン含有材料は、シリコン、ドープされたシリコン、ポリシリコン、ドープされたポリシリコン、アモルファスシリコン、ドープされたアモルファスシリコン、微結晶シリコン、ドープされた微結晶シリコン、二酸化ケイ素（SiO
2
）、又はそれらの組み合わせを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィルタを通して前記水素含有ガスを導くときに、前記フィルタは、約４００Torrから約６００Torrまでの範囲内の圧力を含む、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
[0001] 本開示の実施形態は、広くは、半導体製造の分野に関し、特に、複合シリコン／金属膜の選択的酸化のための方法及び装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
[0002] 半導体デバイスの製造において、シリコン含有基板の酸化は重要な役割を果たす。例えば、標準的な半導体デバイスでは、ゲート酸化物層が、通常、ソース領域、ドレイン領域、及び介在するシリコン又はポリシリコン領域を含む基板の上に位置する。ソース領域とドレイン領域の上に金属コンタクトが堆積され、ゲート酸化物の上に導電層が堆積される。構造物全体は、層のスタックとして描かれることが多い。電圧がゲート酸化物の両端に印加されて、基板からゲート酸化物を通って導電層に至る軸に沿って方向付けられた電場を生成するときに、ソース領域とドレイン領域との間の領域の電気特性が変化し、それらの領域の間の電子の流れを可能にするか又は停止するかのいずれかである。したがって、ゲート酸化物層は、半導体デバイスの構造において重要な役割を果たす。
【０００３】
[0003] 残念なことに、酸化物層は処理中に損傷することがあり、この場合、酸化物層はデバイスを再酸化させることによって修復され得る。再酸化によって、ゲート酸化物及び下層のシリコン含有層の側面に酸化物の薄い層が形成され、縁部の損傷が修復される。トランジスタの他の領域を酸化させると導電性が低下し、デバイスを損なう可能性があるため、デバイスの特定の材料のみを酸化させることが有用である。選択的酸化、例えば、湿式酸化、乾式酸化、又は蒸気酸化は、シリコンやシリコンの酸化物などの特定の材料を対象とし、一方で、他の材料の酸化は避ける。
【０００４】
[0004] 残念なことに、蒸気は、凝縮や気化によって粒子を溶解したり及び／又は粒子を運んだりする傾向がある。したがって、蒸気酸化は、例えば、溶解した有機粒子、前駆体粒子、又はシール及び／若しくはシートバルブの粒子などの、粒子をデバイスの中へ導入し、デバイスの機能を損なう可能性がある。更に、チャンバ圧が高くかつ蒸気比が高い場合、粒子汚染が増加する可能性があり、蒸気酸化の動作条件を制限する。
【０００５】
[0005] したがって、粒子汚染物質を酸化物層の中へ導入することのない、蒸気酸化を使用する選択的酸化プロセスが依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
[0006] 本開示は、基板の選択的酸化のための方法を提供する。基板は、チャンバ内に配置される。水素含有ガスが、チャンバに導入される。水素含有ガスは、フィルタを通してチャンバに導かれる。フィルタは、約１nmよりも大きい粒子を除去するように構成されている。水素含有ガスをチャンバ内に維持しながら、チャンバは、約２５０Torrから約８００Torrまでの範囲内の圧力に加圧される。水素含有ガスをチャンバ内に維持しながら、チャンバは、所定の時間にわたり所定の温度まで加熱される。基板は、選択的に酸化される。
【０００７】
[0007] 本開示はまた、基板を処理するための方法も提供する。基板は、急速熱処理（RTP）チャンバ内に配置される。非反応性ガスが、チャンバに導入される。水素含有ガスが、チャンバに導入される。水素含有ガスは、フィルタを通してチャンバに導かれる。フィルタは、約１nmよりも大きい粒子を除去するように構成されている。水素含有ガスをチャンバ内に維持しながら、チャンバは、約２５０よりも高い圧力まで加圧される。水素含有ガスをチャンバ内に維持しながら、チャンバは、処理温度まで加熱される。基板は、選択的に酸化される。
【０００８】
[0008] 本開示はまた、基板を処理する方法も提供する。該方法は、チャンバ内に少なくともシリコン含有層と金属層を含む。水素含有ガスが、チャンバに導入される。水素含有ガスは、フィルタを通してチャンバに導かれる。フィルタは、約１nmよりも大きい粒子を除去するように構成されている。水素含有ガスをチャンバ内に維持しながら、チャンバは、約２５０Torrよりも高い圧力まで加圧される。シリコン含有層が、選択的に酸化される。
【０００９】
[0009] 本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって行うことができ、その幾つかを添付の図面に示す。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容し得ることから、添付の図面はこの開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
[0010] 本開示の複数の実施形態による急速加熱装置の図である。
[0011] 本開示の複数の実施形態による濾過モジュールの図である。
[0012] 本開示の複数の実施形態による加熱される濾過モジュールの図である。
[0013] 本開示の複数の実施形態による選択的酸化の一実施形態を示すフローチャートである。
[0014] 本開示の一実施形態による選択的酸化プロセスを適用する前の基板の断面図である。
[0015] 本開示の一実施形態による選択的酸化プロセスを適用した後の基板の断面図である。
[0016] 蒸気酸化後の粒子の濃度を示すグラフである。
[0017] 濾過モジュールを用いた蒸気酸化後の粒子の濃度を示すグラフである。
[0018] 濾過モジュールを用いた又は濾過モジュールを用いない蒸気酸化後の粒子の濃度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許