(57)【要約】      （修正有）【課題】特徴のトリミングを含む、自己整合ダブルパターニング処理、及び当該処理を実施するためのバッチ処理プラットフォームを提供する。【解決手段】単一のバッチ処理チャンバ１００内で、自己整合ダブルパターニング処理を実施する。当該チャンバ内では、各セクションが独立した処理条件を有するように、ガスカーテン４０で仕切られた処理チャンバのセクション間を、基板６０が横方向に移動される。【選択図】図４
2020127029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に第１の層、及び前記第１の層上にパターン層を設けることであって、前記第１の層の一部は前記パターン層を通して露出し、前記パターン層は１つの頂面及び幅を規定する２つの垂直面を有する少なくとも１つの特徴を備え、前記垂直面は前記第１の層にほぼ垂直である、設けることと、
前記パターン層の前記幅を縮小するため、前記パターン層をトリミングすることと、
スペーサ層を堆積することであって、前記スペーサ層が、前記パターン層を通して露出している前記第１の層の前記一部並びに、前記少なくとも１つの特徴の前記頂面及び両方の垂直面の上に膜を形成するように、前記第１の層及び前記パターン層の上に前記スペーサ層を堆積することと、
前記スペーサ層を、前記少なくとも１つの特徴の前記頂面、及び前記パターン層を通して露出している前記第１の層の前記一部からエッチングすることと、
を含む、処理方法。
【請求項２】
第１の層及び前記第１の層の上のパターン層を有する基板を、複数のセクションを備え、各セクションが隣接するセクションからガスカーテンで仕切られている処理チャンバ内に配置することであって、前記第１の層の一部は前記パターン層を通して露出しており、前記パターン層は頂面及び幅を規定する２つの垂直面とを有する少なくとも１つの特徴を備え、前記垂直面は前記第１の層にほぼ垂直である、配置することと、
前記パターン層の幅を縮小するため、前記パターン層をトリミングするように前記基板の少なくとも一部を第１の処理条件に曝すことと、
前記基板を、ガスカーテンを通って、前記処理チャンバの第２のセクションへ横方向に移動することと、
スペーサ層を堆積するため、前記基板を、第２の処理条件に曝すことであって、前記スペーサ層が、前記パターン層を通して露出している前記第１の層の部分、並びに前記少なくとも１つの特徴の前記頂面及び両方の垂直面の上に膜を形成するように、前記第１の層及び前記パターン層の上に前記スペーサ層を堆積する、第２の処理条件に曝すことと、
前記基板を、ガスカーテンを通って、前記処理チャンバの第３のセクションへ横方向に移動することと、
前記基板を、前記スペーサ層が、前記少なくとも１つの特徴の前記頂面、及び前記パターン層を通して露出している前記第１の層の前記部分からエッチングされる、第３の処理条件に曝すことを含む処理方法であって、
前記基板の横方向への移動の間、前記基板の第１の部分は前記第１の処理条件に曝され、同時に、前記表面の第２の部分は前記第２の処理条件に曝され、前記基板の中間部分は前記ガスカーテンに曝される、
処理方法。
【請求項３】
前記パターン層はフォトレジストまたはスピンオンカーボンのうちの１または複数を含む、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項４】
前記パターン層は、約２００Åから約８００Åの範囲の幅を有する、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項５】
前記パターン層は誘電体を含む、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項６】
前記パターン層は、約１：１から約２０：１の範囲のアスペクト比を有する、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項７】
前記パターン層をトリミングすることは、前記パターン層をプラズマに曝すことを含む、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項８】
前記パターン層はスピンオンカーボンを含み、前記プラズマはアルゴン及び二酸化炭素を含む、請求項７に記載の処理方法。
【請求項９】
前記パターン層をトリミングすることは、約１０Åから約２００Åの範囲の量で前記幅を縮小する、請求項７に記載の処理方法。
【請求項１０】
前記パターン層のトリミング後、前記垂直面が前記第１の層とほぼ垂直である、請求項７に記載の処理方法。
【請求項１１】
前記スペーサ層は１または複数の酸化物、窒化物または炭窒化物を含む、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項１２】
前記トリミング、堆積及びエッチングのそれぞれは、前記基板が複数のセクション間を横方向に移動され、各セクションが隣接するセクションとガスカーテンで仕切られている、単一の処理チャンバで行われる、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項１３】
前記パターン層のトリミングは前記処理チャンバの第１のセクションで行われ、前記スペーサ層の堆積は前記処理チャンバの第２のセクションで行われ、前記スペーサ層のエッチングは前記処理チャンバの第３のセクションで行われる、請求項１２に記載の処理方法。
【請求項１４】
前記スペーサ及び露出している第１の層のエッチングの前に、前記パターン層を除去することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基板に、誘電体を含みパターン層を上に備える第１の層を設けることであって、前記第１の層の一部は前記パターン層を通して露出し、前記パターン層は、１つの頂面、及び約２００Åから約８００Åの範囲である幅を規定する２つの垂直面を有する少なくとも１つの特徴を備え、前記垂直面は、前記第１の層とほぼ垂直である、設けることと、
前記トリミングされた垂直面が前記第１の層とほぼ垂直になるように、約１０Åよりも大きい量で前記パターン層の前記幅を縮小するため、前記パターン層をプラズマに曝すことと、
スペーサ層が前記パターン層を通して露出している前記第１の層の前記部分、並びに前記少なくとも１つの特徴の前記頂面及び両方の垂直面の上に膜を形成するように、前記第１の層及びパターン層の上に、酸素、窒素、酸素窒化物または炭窒化物のうちの１または複数を含む前記スペーサ層を堆積することと、
前記スペーサ層を、前記少なくとも１つの特徴の前記頂面、及び前記パターン層を通して露出している前記第１の層の前記部分からエッチングすること
を含む、処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して、基板を処理する装置に関する。より具体的には、本開示は、自己整合ダブルパターニング処理、及び当該処理を実施するためのバッチ処理プラットフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスを形成するプロセスは、複数のチャンバを内包する基板処理プラットフォーム内で行われる。ある例では、マルチチャンバの処理プラットフォームまたはクラスタツールの目的は、制御された環境内で順次、２つ以上のプロセスを１枚の基板に対して実行することである。しかし他の例では、複数チャンバ処理プラットフォームは、単一の処理ステップを複数の基板に対して実行することだけができ、追加のチャンバは、当該プラットフォームによって基板が処理される速度を最大にすることを目的としている。後者の場合、基板に対して実行されるプロセスは通常、バッチプロセスであり、比較的多数の基板、例えば２５または５０枚の基板が、所与のチャンバ内で同時に処理される。バッチ処理は、ＡＬＤプロセスおよび一部の化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスといった、経済的に成り立つやり方で個別の基板に対して実行するには時間がかかりすぎるプロセスにとって、特に有益である。
【０００３】
基板処理プラットフォームまたはシステムの有効性は、しばしば所有コスト（ＣＯＯ）によって定量化される。ＣＯＯは、多くの要因によって影響を受けるが、主に、システムの設置面積、即ち製造工場でシステムを動作させるのに必要な延べ床面積、及びシステムのスループット、即ち１時間当たりに処理される基板の数によって影響を受ける。設置面積は通常、保守に必要な、システムに隣接するアクセスエリアを含む。したがって、基板処理プラットフォームは比較的小さくてよいが、操作および保守のためにすべての側面からのアクセスが必要とされる場合、システムの有効設置面積はやはり法外に大きくなり得る。
【０００４】
半導体デバイスの寸法が縮小するにつれて、プロセスの変動性に対する半導体業界の許容範囲も減少し続けている。これらのより厳しいプロセス要件に合致するために、当業界は、より厳しいプロセスウィンドウの要件に合致する多数の新しいプロセスを開発してきたが、これらのプロセスは、完了までにより長い時間を要することが多い。例えば、高アスペクト比で６５ｎｍ以下の相互接続特徴の表面上へ銅拡散バリア層を共形に形成するには、ＡＬＤプロセスの使用が有益であり得る。ＡＬＤはＣＶＤの変形であり、ＣＶＤに比べてステップカバレッジに優れていることが実証されている。ＡＬＤは、当初はエレクトロルミネッセンスディスプレイを製造するために用いられた原子層エピタキシ（ＡＬＥ）に基づいている。ＡＬＤでは、反応性前駆体分子の飽和した単層を基板表面上に堆積させるために、化学吸着が用いられる。これは、適当な反応性前駆体を堆積チャンバ内へ周期的に交互にパルシングすることによって実現される。通常、反応性前駆体の各噴射は、不活性ガスのパージによって区切られ、これによって前に堆積させた層に新しい原子層が供給され、基板の表面上に均一の材料層が形成される。既定の厚さの材料層を形成するため、反応性前駆体と不活性パージガスによる周期が反復される。ＡＬＤ技法に伴う最大の欠点は、堆積速度が大幅に、少なくとも１桁、典型的なＣＶＤ技法よりも遅いことである。例えば、一部のＡＬＤプロセスは、高品質の層を基板の表面上に堆積させるために、約１０〜約２００分のチャンバ処理時間を必要とする可能性がある。より良好なデバイス性能のためにこうしたＡＬＤ及びエピタキシプロセスを選択した場合、基板処理スループットが非常に低くなるため、従来の単一の基板処理チャンバ内でデバイスを製造するコストは増大するであろう。したがって、こうしたプロセスを実施する際に、経済的に実現可能であるためには、連続基板処理手法が必要である。
【０００５】
当技術分野において、効率的且つ対費用効果の高いやり方でコスト基板上に均一に膜を堆積させるための装置及び方法が、目下必要である。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の実施形態は、基板に第１の層、及び第１の層上にパターン層を設けることを含む処理方法を対象としている。第１の層の一部は、パターン層を通して露出している。パターン層は、１つの頂面と、幅を規定する２つの垂直面を有する、少なくとも１つの特徴を備える。当該垂直面は、第１の層に対してほぼ垂直である。パターン層の幅を縮小するため、パターン層はトリミングされる。スペーサ層が、パターン層を通して露出している第１の層の部分、並びに少なくとも１つの特徴の頂面及び両方の垂直面の上に膜を形成するように、第１の層及びパターン層の上にスペーサ層が堆積する。スペーサ層は、少なくとも１つの特徴の頂面、及びパターン層を通して露出している第１の層の部分からエッチングされる。
【０００７】
本開示のさらなる実施形態は、第１の層及びその上のパターン層を有する基板を、複数のセクションを備える処理チャンバ内に配置することを含む、処理方法を対象としている。各セクションは、ガスカーテンによって隣接するセクションから仕切られている。第１の層の一部は、パターン層を通して露出している。パターン層は、１つの頂面と、幅を規定する２つの垂直面を有する、少なくとも１つの特徴を備える。当該垂直面は、第１の層に対してほぼ垂直である。基板の少なくとも一部は、パターン層の幅を縮小するためにパターン層をトリミングする、第１の処理条件に曝される。基板はガスカーテンを通って、処理チャンバの第２のセクションへ横方向に移動される。基板は、スペーサ層が、パターン層を通して露出している第１の層の部分並びに、少なくとも１つの特徴の頂面及び両方の垂直面の上に膜を形成するように、第１の層及びパターン層の上にスペーサ層を堆積させる、第２の処理条件に曝される。基板はガスカーテンを通って、処理チャンバの第３のセクションへ横方向に移動される。基板は、スペーサ層が、少なくとも１つの特徴の頂面、及びパターン層を通して露出している第１の層の部分からエッチングされる、第３の処理条件に曝される。基板の横方向の移動の間、基板の第１の部分は第１の処理条件に曝され、同時に、表面の第２の部分は第２の処理条件に曝され、基板の中間部分はガスカーテンに曝される。
【０００８】
本開示のさらなる実施形態は、基板に、誘電体を含み、パターン層を上に備える第１の層を設けることを含む、処理方法を対象としている。第１の層の一部は、パターン層を通して露出している。パターン層は、１つの頂面と、約２００Åから約８００Åの範囲である幅を規定する２つの垂直面を有する、少なくとも１つの特徴を備える。当該垂直面は、第１の層に対してほぼ垂直である。トリミングされた垂直面が第１の層とほぼ垂直になるように、約１０Åよりも大きい量でパターン層の幅を縮小するため、パターン層はプラズマに曝される。スペーサ層がパターン層を通して露出している第１の層の部分並びに、少なくとも１つの特徴の頂面及び両方の垂直面の上に膜を形成するように、第１の層及びパターン層の上に、酸素、窒素、酸素窒化物または炭窒化物のうちの１または複数を含むスペーサ層が堆積する。スペーサ層は、少なくとも１つの特徴の頂面、及びパターン層を通して露出している第１の層の部分からエッチングされる。
【０００９】
本開示の上述の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによってなされ得、実施形態の一部は付随する図面に示されている。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、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを例示しており、従って限定的であ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】
【図１】本開示の１または複数の実施形態による、空間的原子層堆積法チャンバの側面断面図である。
【図２】本開示の１または複数の実施形態による、サセプタの透視図である。
【図３】本開示の１または複数の実施形態による、パイ形状のガス分配アセンブリの概略図である。
【図４】本開示の１または複数の実施形態による、４つのガス分配アセンブリユニット及び１つのローディングステーションで構成された基板処理システムの概略平面図である。
【図５】３つのガス分配アセンブリユニットで構成された基板処理システムの概略平面図である。
【図６】本開示の１または複数の実施形態による、処理チャンバの断面図である。
【図７】本開示の１または複数の実施形態による、サセプタアセンブリ及びガス分配アセンブリユニットの透視図である。
【図８】本開示の１または複数の実施形態による、処理チャンバの断面図である。
【図９】本開示の１または複数の実施形態による、パイ形状のガス分配アセンブリの概略図である。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｆは、本開示の１または複数の実施形態による、自己整合ダブルパターニング処理の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施形態は、スループットを最大化して処理の効率性と均一性を向上させる、連続基板堆積のための基板処理システムを提供する。当該基板処理システムはまた、堆積前および堆積後の基板処理にも使用することができる。本開示の実施形態は、バッチ処理装置における、堆積の均一性を増大するための装置及び方法に関する。
【００１２】
本開示の実施形態は、半導体産業においてＩＣ装置の製造に用いられる、ダブルパターニング処理に関する。具体的には、本開示の実施形態は、自己整合ダブルパターニング（ＳＡＤＰ）技術、フォトレジストパターンのスリム化、スペーサ堆積、及びスペーサエッチングに関する。本開示の実施形態によって、単一の処理システム内でＳＡＤＰの各ステップが順次実施され得る、バッチ処理システムを用いる処理が提供される。
【００１３】
記載のバッチ処理システムは、種々の化学物質またはプラズマガスの導入に使用され得る、複数のガス吸入チャネルを有する。これらのチャネルは、ガスカーテンを形成するパージ用不活性ガス及び／または真空ポンプ孔によって、処理チャンバ内で空間的に仕切られている。ガスカーテンによって、望ましくない気相反応を避けるように、種々のチャネルからのガスの混合が最小化されるかまたは全く生じないということが確保される。これらの種々の空間的に仕切られたチャネルを通って移動するウエハは、複数回にわたって順次、表面を種々の化学及びプラズマ環境に曝される。これによって、空間的ＡＬＤモードまたは表面エッチング処理における、一層ごとの成長が可能になる。本発明者らは、フォトレジスト（ＰＲ）パターンのスリム化、ＡＬＤスペーサ堆積及びスペーサエッチングの３つのＳＡＤＰ処理ステップが、種々の処理技法によって、単一の処理チャンバ内で実行可能であることを発見した。
【００１４】
ＰＲパターンのスリム化処理の際、ドライエッチングを実施するために、１または複数のプラズマチャネルが用いられ得る。これらのプラズマチャネルを通って移動するウエハは、アクティブなエッチングプラズマ構成要素、即ちラジカルまたはイオンに曝される。等方性／異方性のＰＲパターンエッチング／スリム化を達成するために、処理パラメータが調整され得る。具体的には、プラズマチャネルは、リモートまたはダイレクトのどちらのモードにも切り替えられ得る。ＲＦプラズマが使用される場合には、ＲＦ周波数は調整され得る。ウエハ表面とプラズマ接地板との間の間隙は変更され得る。酸素プラズマは、種々のガス組成で、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２その他といった１または複数の不活性ガスと混合され得る。チャンバ圧力及びウエハ温度（＜１００°Ｃ）もまた、調整され得る。目標とするエッチング／スリム化の結果を達成するため、イオンエネルギー、イオンとラジカルの組成／濃度や、イオン／ラジカルの寿命は、これらのパラメータを調整することによって、調整され得る。これらのプラズマチャネルの間にあるパージングチャネル及びポンピングチャネルは、エッチング処理から生じる副産物を効率良く除去し清新なエッチング表面を生成することができる。ＰＲエッチングの量は、ある一定のウエハの移動速度において、プラズマ曝露時間の数値によって正確に制御することができる。
【００１５】
酸化ケイ素、窒化ケイ素または炭窒化ケイ素などといった、低温（＜１００°Ｃ）のＡＬＤスペーサ成長には、種々のスペーサ素材のプラズマ補助原子層堆積法（ＰＥＡＬＤ）のために、１または複数の化学チャネルに加えて１または複数のプラズマチャネルが用いられ得る。例えば、酸化物スペーサの成長は、アルキルアミノシリコン前駆体及び酸素プラズマに順次曝すことによって達成され得る。言い換えれば、堆積中のウエハは、シリコン前駆体による処理領域と、Ｏ２プラズマによる処理領域を通って移動している。これら２領域の間で不活性ガスによるパージングをすることで、いかなる気相混合／ＣＶＤ反応もＡＬＤ膜の成長に影響を与えることができない。
【００１６】
ＡＬＤの特性によって、３：１構造のウエハにおいて、堆積されたままの（ａｓ  ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）膜は、優良なウエハ面内均一性（＜０．５％  １  ｓｉｇｍａ）及び堆積共形性（１００％）を示す。さらに、ウエハの移動速度に応じて、膜の成長速度は従来の時間ベースのＡＬＤシステムに比べてずっと速くなることができる。スペーサ膜の厚さは、ＡＬＤ曝露のサイクルの数によって、正確に制御することができる。
【００１７】
特にダイレクト酸素プラズマによる酸化物成長のための、最初のスペーサ層成長の間のＰＲエッチング。驚くべきことに本発明者らは、ダイレクトプラズマを用いる場合、プラズマチャネルから指向性イオン構成要素をフィルタ除去するのにイオン遮断材が用いられ得ることを発見した。したがって、酸化物の堆積プロセスは、完全にラジカルアシストされたものになり、酸化膜成長の間のＰＲエッチングは効果的に削減され得る。
【００１８】
特定のスペーサ材料の堆積に関しては、種々の化学／プラズマチャネルのために、２以上の化学物質が用いられ得る。例えば、ＳｉＣＮの堆積の間、種々の化学チャネルを通じて、シリコン、炭素及び窒素の堆積源が供給され得る。同様に、ラジカルアシストされた膜成長またはイオンアシストされた膜処理といった種々の機能を実現するため、ここで種々のプラズマチャネルに使用されるプラズマガスは、種々であり得る。（ＰＲスリム化プロセスと同様である）スペーサエッチングに関しては、１または複数のプラズマチャネルが用いられ得る。用いられるプラズマ条件及びガス組成は、前回のＰＥＡＬＤプロセスによって堆積したスペーサ材料に基づいて、種々であろう。例えば、酸化物スペーサに関しては、スペーサのエッチングにＮＦ３ベースのプラズマが用いられ得る。
【００１９】
本明細書および添付の特許請求の範囲では、「基板」および「ウエハ」という用語は共に、処理が行われる表面または表面の部分を指すために、交換可能に使用される。文脈から明らかに別様に示されていない限り、基板について言及する場合に、また基板の一部だけについて言及していることもあり得ることを、当業者は理解するであろう。例えば、図１に関連して記載される、空間的に仕切られたＡＬＤでは、各前駆体が基板に送達されるが、任意の所与の時点では、任意の個別の前駆体流だけが基板の一部に送達される。さらに、基板上の堆積について言及することによって、裸基板と、上に１または複数の膜または特徴が堆積または形成された基板との両方を意味することもあり得る。
【００２０】
本明細書および添付の特許請求の範囲では、「反応性ガス」、「前駆体」、「反応物質」などの用語は、原子層堆積法プロセスにおいて反応性を持つ核種を含むガスを指すために、交換可能に使用される。例えば、第１の「反応性ガス」は、単に基板の表面に吸着され得、且つ第２の反応性ガスによるさらなる化学反応に利用され得る。
【００２１】
図１は、本開示の１または複数の実施形態による、処理チャンバ２０の一部の概略断面図である。処理チャンバ２０は、通常、真空下、または少なくとも低圧条件下で操作される、密封エンクロージャである。チャンバ１００は、基板６０の頂面６１全域に１または複数のガスを分配することが可能な、ガス分配アセンブリ３０を含む。ガス分配アセンブリ３０は、当業者に知られている任意の適切なアセンブリであり得、記載の具体的なガス分配アセンブリは、本開示の範囲を限定するものと理解されるべきではない。ガス分配アセンブリ３０の出力面は、基板６０の第１の表面６１に面している。
【００２２】
本開示の実施形態で使用される基板は、任意の適切な基板であってよい。ある実施形態では、基板は剛性で、個々に分離した、概して平面の基板である。本明細書および添付の特許請求の範囲では、基板について使われる場合の「個々に分離した」という用語は、当該基板が固定の寸法を有することを意味する。１または複数の実施形態における基板は、２００ｍｍまたは３００ｍｍの直径のシリコン基板といった、半導体基板である。ある実施形態では、基板は、シリコン、シリコンゲルマニウム、砒化ガリウム、窒化ガリウム、ゲルマニウム、リン化ガリウム、リン化インジウム、サファイア、または炭化ケイ素のうちの１または複数である。
【００２３】
ガス分配アセンブリ３０は、１または複数のガス流を基板６０に伝送する複数のガスポート、並びにガス流を処理チャンバ２０から外に伝送するため、各ガスポート間に配置された複数の真空ポートを備える。図１の実施形態では、ガス分配アセンブリ３０は、第１の前駆体注入器１２０、第２の前駆体注入器１３０、及びパージガス注入器１４０を備える。注入器１２０、１３０、１４０は、例えばメインフレームといったシステムコンピュータ（図示せず）、または、例えばプログラマブル論理コントローラといったチャンバ固有のコントローラによって、制御され得る。前駆体注入器１２０は、化合物Ａの反応性前駆体の連続列またはパルス列を、複数のガスポート１２５を通じて処理チャンバ２０に注入する。前駆体注入器１３０は、化合物Ｂの反応性前駆体の連続列またはパルス列を、複数のガスポート１３５を通じて処理チャンバ２０に注入する。パージガス注入器１４０は、非反応性ガスまたはパージガスの連続列またはパルス列を、複数のガスポート１４５を通して、処理チャンバ２０に注入する。パージガスは、反応性物質及び反応性副生成物を処理チャンバ２０から除去する。パージガスは、典型的には、窒素、アルゴン及びヘリウムといった、不活性ガスである。ガスポート１４５は、化合物Ａの前駆体を化合物Ｂの前駆体から仕切り、前駆体間のクロス汚染を回避するように、ガスポート１２５とガスポート１３５の間に配置される。
【００２４】
別の態様では、前駆体の処理チャンバ２０への注入に先立って、リモートプラズマ源（図示せず）が前駆体注入器１２０及び前駆体注入器１３０に接続されていてよい。リモートプラズマ源の中で化合物に電場をかけることによって、反応性核種のプラズマが生成され得る。意図した化合物を活性化することが可能な、任意の電源が用いられ得る。例えば、ＤＣ、高周波（ＲＦ）、及びマイクロ波（ＭＷ）をベースにした放電技法を用いた電源が用いられ得る。ＲＦ電源が用いられる場合、ＲＦ電源は、容量結合、または誘導結合のどちらかをされることができる。活性化は、熱ベースの技法、ガス絶縁破壊技法、高エネルギー光源（例えばＵＶエネルギー）、またはＸ線源への曝露によっても、引き起こされ得る。例示的なリモートプラズマ源は、ＭＫＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．及びＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．といったベンダーから入手可能である。
【００２５】
チャンバ１００は、処理チャンバ２０に接続されたポンピングシステム１５０をさらに含む。ポンピングシステム１５０は、概して、処理チャンバ２０から１または複数の真空ポート１５５を通ってガス流を排気するように構成される。真空ポート１５５は、ガス流が基板表面と反応した後に、処理チャンバ２０からガス流を排気し、さらに、前駆体間のクロス汚染を制限するために、各ガスポート間に配置される。
【００２６】
チャンバ１００は、処理チャンバ２０の各ポート間に配置された複数のパーティション１６０を含む。各パーティションの下部は基板６０の第１の表面６１に近接するように、例えば第１の表面６１から約０．５ｍｍ以上の距離に、延伸する。パーティション１６０の下部はこのように、ガス流が基板表面と反応した後、ガス流が真空ポート１５５に向かって当該下部の周辺を流れることができるのに十分な距離だけ、基板表面から離されている。矢印１９８は、ガス流の方向を示す。パーティション１６０は、ガス流に対する物理的バリアとして動作するので、前駆体間のクロス汚染もまた制限する。示されている配置は単なる例示であって、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではない。示されているガス分配システムは、単に１つの可能な分配システムに過ぎず、他のタイプのシャワーヘッド及びガス分配アセンブリが使用され得ることを、当業者は理解するであろう。
【００２７】
この種の（即ち複数のガスが、同時に基板に向かって個別に流動している）原子層堆積システムは、空間的ＡＬＤと称される。操作の際、基板６０は（例えばロボットによって）処理チャンバに送達され、処理チャンバに入る前または後に、シャトル６５の上に置かれ得る。シャトル６５は、トラック７０に沿って、または他のある適切な移動メカニズムに沿って、処理チャンバ２０を通り、ガス分配アセンブリ３０の下（または上）を通過して移動する。図１に示される実施形態では、シャトル６５は、チャンバを通る直線的経路を移動する。以下でさらに記載されるように、図３は、ウエハがカルーセル処理システムを通って円形経路を移動する実施形態を示す。
【００２８】
図１に戻ると、基板６０が処理チャンバ２０を通って移動する際、基板６０の第１の表面６１は、ガスポート１２５から来る反応性ガスＡ及びガスポート１３５から来る反応性ガスＢ、並びに中間のガスポート１４５から来るパージガスに、反復して曝される。パージガスの注入は、基板の表面１１０を次の前駆体に曝すのに先立って、前の前駆体から未反応物を除去するように設計されている。様々なガス流（例えば、反応性ガスまたはパージガス）へのそれぞれの曝露の後、当該ガス流は、ポンピングシステム１５０によって真空ポート１５５を通って排出される。真空ポートは各ガスポートの両側に配置され得るので、ガス流は両側の真空ポート１５５を通って排出される。こうして、各ガスポートからのガス流は、基板６０の第１の表面６１に向かって下向きに垂直に、次いで基板表面１１０を渡ってパーティション１６０の下部の周辺を、最後に真空ポート１５５に向かって上方に、流れる。このようにして、各ガスは基板表面１１０の全体に均一に分配され得る。矢印１９８は、ガス流の方向を示す。基板６０はまた、様々なガス流に曝されている間、回転され得る。基板を回転させることは、形成される層の中にストリップが形成されることを妨げる上で有用であり得る。基板の回転は連続的であるか、または不連続のステップであり得、基板がガス分配アセンブリ３０の下を通過している間、または基板がガス分配アセンブリ３０の前及び／もしくは後の領域にあるときに、起こり得る。
【００２９】
最後のガスポートへの完全な曝露を確保するため、通常、ガス分配アセンブリ３０の後に十分なスペースが提供される。基板６０が完全にガス分配アセンブリ３０の下を通過し終わると、第１の表面６１は、処理チャンバ２０内の全てのガスポートへの曝露が完了する。次いで、基板は反対方向に返送され得るか、または前方へ移送され得る。基板６０が反対方向に移動する場合、当該基板の表面は、再び反応性ガスＡ、パージガス、及び反応性ガスＢに、第１の曝露とは逆の順序で曝され得る。
【００３０】
基板表面１１０がそれぞれのガスに曝される程度は、例えば、ガスポートから出る各ガスの流量及び基板６０の移動の速度によって決定され得る。一実施形態では、各ガスの流量は、吸着された前駆体を基板表面６１から除去しないように、制御される。各パーティションの間の幅、処理チャンバ２０内に配置されたガスポートの数、及び基板がガス分配アセンブリ内を通過した回数もまた、基板表面６１が様々なガスに曝露される程度を決定し得る。結果として、堆積した膜の量及び質は、上記の要素（複数）を変化させることによって最適化され得る。
【００３１】
ガス分配アセンブリ３０が、ガス分配アセンブリの下に配置された基板に向けて下向きに、ガスの流れを導くものとして処理の説明がなされてきたが、この配向は限定的ではなく、異なることができる。ある実施形態では、ガス分配アセンブリ３０は、ガスの流れを基板表面に向けて上向きに導く。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「通過した」という用語は、基板の表面全体がガス分配プレートからの各ガス流に曝されるように、基板がガス分配アセンブリの片側からもう片方の側に移動し終わることを意味する。追加の記載がない場合、「通過した」という用語は、ガス分配アセンブリ、ガス流または基板の位置の、いかなる具体的な配向も意味しない。
【００３２】
ある実施形態では、シャトル６５は、基板６０を搬送するサセプタ６６である。概して、サセプタ６６は、基板全体に均一の温度を形成するのを助けるキャリアである。サセプタ６６は、両方向（図１の配置に関連すると、左から右、及び右から左）に、または円形の方向（図３に関連）に移動可能である。サセプタ６６は、基板６０を搬送するための頂面６７を有する。サセプタ６６は、基板６０が処理のために加熱され得るように、加熱されたサセプタであり得る。例としてサセプタ６６は、サセプタ６６の下に配置された、輻射熱ランプ９０、加熱プレート、抵抗コイル、または他の加熱装置によって加熱され得る。
【００３３】
さらなる別の実施形態では、図２に示すとおり、サセプタ６６の頂面６７は基板６０を受容する凹部６８を含む。サセプタ６６は、基板の下にサセプタ材料が存在するように、概して基板の厚さよりも厚い。ある実施形態では、基板６０が凹部６８の内部に配置されたとき、基板６０の第１の表面６１が、サセプタ６６の頂面６７と同じ高さであるか、またはほぼ同一平面上にあるように、凹部６８がサイズ決めされる。言い換えると、ある実施形態において凹部６８は、中に基板６０が配置されたとき、基板６０の第１の表面６１が、サセプタ６６の頂面６７より上に突き出さないようにサイズ決めされる。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「ほぼ同一平面上」という用語は、ウエハの頂面とサセプタアセンブリの頂面とが、±０．２ｍｍ以内で同一平面上にあることを意味する。ある実施形態では、当該頂面は、±０．１５ｍｍ、±０．１０ｍｍまたは±０．０５ｍｍ以内で同一平面上にある。
【００３４】
図１は、内部に個別のガスポートが示されている、処理チャンバの断面図である。本実施形態は、個別のガスポートの幅が、ガス分配プレートの幅全体にわたってほぼ同じである線形処理システムであるか、個別のガスポートが、パイの形に合わせて幅を変化させるパイ形状のセグメントであるか、のどちらかであり得る。図３は、パイ形状のガス分配アセンブリ３０の部分を示す。基板は、弧形経路３２で当該ガス分配アセンブリ３０を通過する。個別のガスポートのそれぞれ１２５、１３５、１４５、１５５は、ガス分配アセンブリ３０の内周エッジ３３付近ではより狭い幅を有し、ガス分配アセンブリ３０の外周エッジ３４付近ではより広い幅を有する。個別のポートの形状またはアスペクト比は、ガス分配アセンブリ３０セグメントの形状またはアスペクト比に比例していることもでき、異なっていることもできる。ある実施形態では、個別のポートは、経路３２に従ってガス分配アセンブリ３０を通過するウエハの各点が、各ガスポートの下でだいたい同じ滞留時間を有するように、形作られている。基板の経路は、ガスポートに対して垂直であり得る。ある実施形態では、ガス分配アセンブリのそれぞれは、基板が通過する経路に対してほぼ垂直な方向に延伸する、複数の細長いガスポートを備える。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「ほぼ垂直」という用語は、動きの概略的な方向が、ガスポートの軸に対してだいたい垂直であることを意味する。パイ形状のガスポートに関して、ガスポートの軸は、ポートの長さに沿って延伸する、ポートの幅の中点によって規定される線であると考えることができる。以下でさらに記載されるように、個別のパイ形状のセグメントのそれぞれは、単一の反応性ガスまたは、空間的に分離されたもしくは（例えば典型的なＣＶＤプロセスのように）組み合わされた複数の反応性ガスを送達するように構成されることができる。
【００３５】
複数のウエハが同じプロセスの流れを経験するよう、これらのウエハを同時に処理するために複数のガス注入器を有する処理チャンバを使用することができる。例えば、図４に示すように、処理チャンバ１００は、４つのガス分配アセンブリ３０及び４つの基板６０を有する。処理の開始の際、基板６０はガス分配アセンブリ３０の間に配置されることができる。カルーセルのサセプタ６６を４５°回転させる結果、各基板６０は、膜堆積のためにガス分配アセンブリ３０（注入器アセンブリとも呼ばれる）に移動される。これが、図４に示す位置である。さらに４５°回転すると、基板６０はガス分配アセンブリ３０から離れるように移動する。空間的ＡＬＤ注入器によって、ウエハが注入器アセンブリに対して移動する間に、ウエハ上に膜が堆積される。ある実施形態では、サセプタ６６は、基板６０がガス分配アセンブリ３０の下で停止しないように回転される。基板６０とガス分配アセンブリ３０の数は、同一であってもよく、異なっていてもよい。ある実施形態では、ガス分配アセンブリと同一の数のウエハが処理される。１または複数の実施形態では、処理されているウエハの数は、ガス分配アセンブリの数の、整数の倍数である。例えば、ガス分配アセンブリが４個の場合、４ｘ個のウエハが処理されており、ｘは１以上の整数値である。
【００３６】
図４に示す処理チャンバ１００は、単に１つの可能な構成を表すものであり、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではない。ここでは、処理チャンバ１００は、複数のガス分配アセンブリ３０を含む。図示の実施形態では、処理チャンバ１００を回って４つのガス分配アセンブリ３０が均等に間隔をあけて配置されている。図示の処理チャンバ１００は八角形であるが、これは１つの可能な形状であり、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではないことが、当業者には理解されよう。示されるガス分配アセンブリ３０は長方形であるが、ガス分配アセンブリは図３に示すようにパイ形状のセグメントであることができることを、当業者は理解するであろう。さらに、各セグメントは、複数の異なる反応性ガスが同一のセグメントから流れている空間タイプの配置の中にガスを送達するように構成されるか、または単一の反応性ガスもしくは反応性ガスの混合ガスを送達するように構成されることができる。
【００３７】
処理チャンバ１００には、円形のサセプタ６６またはサセプタアセンブリとして示される、基板支持体装置が含まれる。基板支持装置即ちサセプタ６６は、ガス分配アセンブリ３０のそれぞれの下で複数の基板６０を移動させることが可能である。チャンバ１００に対して基板６０をローディング／アンローディングすることを可能にするために、処理チャンバ１００の側面にロードロック８２が接続されていてよい。
【００３８】
処理チャンバ１００は、複数のガス分配アセンブリ３０のうちの任意のまたはそれぞれものの間に配置された、複数または１セットの第１の処理ステーション８０を含み得る。ある実施形態では、第１の処理ステーション８０のそれぞれは、同一の処理を基板６０に提供する。
【００３９】
処理ステーションの数、及び処理ステーションの異なる型の数は、処理に応じて変化することができる。例えば、１、２、３、４、５、６、７またはそれよりも多い処理ステーションが、ガス分配アセンブリ３０（複数）の間に配置されることができる。各処理ステーションが他の全てのセットの処理ステーションとは異なる処理を独立して提供することができるか、または同じ型及び異なる型の処理が混在することができる。ある実施形態では、１または複数の個別の処理ステーションは、他の個別の処理ステーションのうちの１または複数とは、異なる処理を提供する。図４に示す実施形態には、ある型の処理ステーションを間に含み得る空間（複数）を伴う、４個のガス分配アセンブリが示される。しかし、当該処理チャンバには、間にガスカーテンを伴う８個のガス分配アセンブリが容易に組み入れられ得る。
【００４０】
図５に示す一実施形態では、処理チャンバ１００を通って回転する基板６０が、基板６０がどこから動き出すかに応じて、ガス分配アセンブリ３０、第１の処理ステーション８０、および第２の処理ステーション８５に遭遇し、その後これらのいずれかの２つ目に遭遇するように、第１の処理ステーション８０とガス分配アセンブリ３０との間に、１セットの第２の処理ステーション８５が配置されている。例えば、図５に示すように、基板が第１の処理ステーション８０から動き始めた場合、基板は第１の処理ステーション８０、ガス分配アセンブリ３０、および第２の処理ステーション８５に順番に曝され、その後別の第１の処理ステーション８５に遭遇するであろう。
【００４１】
処理ステーションは、基板、基板上の膜、またはサセプタアセンブリに対して、任意の適切な型の処理を提供することができる。例えば、ＵＶランプ、フラッシュランプ、プラズマ源、およびヒータなどである。次いでウエハは、ガス分配アセンブリ３０の位置間で、例えばウエハにプラズマを供給するシャワーヘッドの位置まで移動する。プラズマステーションは、処理ステーション８０と称される。１または複数の例では、各堆積層の後、プラズマ処理によって窒化ケイ素膜が形成され得る。理論的には、表面が飽和している限り、ＡＬＤ反応は自己制限するため、堆積ガスに対する追加の曝露は膜の損傷を引き起こさない。
【００４２】
カルーセルの回転は、連続または非連続であることができる。連続処理の場合、ウエハが注入器のそれぞれに順に曝されるように、ウエハは常に回転している。非連続処理の場合、ウエハを注入器領域へ移動させて停止させることができ、次いで注入器間の領域８４へ移動させて停止させることができる。例えば、カルーセルは、ウエハが注入器間領域から注入器を横切って移動し（または注入器に隣接して停止し）、続いて再び回転を休止することができる次の注入器間領域へと移動するように、回転することができる。注入器間で休止することによって、各層堆積の間に、追加の処理（例えば、プラズマへの曝露）のための時間が提供されてよい。
【００４３】
ある実施形態では、処理チャンバは複数のガスカーテン４０を備える。各ガスカーテン４０は、ガス分配アセンブリ３０からの処理ガスの動きがガス分配アセンブリ領域から離れて移動することと、処理ステーション８０からのガスが処理ステーション領域から離れて移動することを妨げるかまたは最小化するため、バリアを生成する。ガスカーテン４０は、個別の処理区間を隣接する区間から分離できる、任意の適切なガス流及び真空流の組み合わせを含むことができる。ある実施形態では、ガスカーテン４０は、パージ（または不活性）ガス流である。１または複数の実施形態では、ガスカーテン４０は、処理チャンバからガスを除去する真空流である。ある実施形態では、ガスカーテン４０は、順にパージガス流、真空流、パージガス流が存在している、パージガス流と真空流の組合せである。１または複数の実施形態では、ガスカーテン４０は、順に真空流、パージガス流、および真空流が存在している、真空流とパージガス流の組合せである。図４に示すガスカーテン４０は、ガス分配アセンブリ３０および処理ステーション８０のそれぞれの間に配置されているが、当該カーテンは、処理経路に沿った任意の１または複数の箇所に配置されてよい。
【００４４】
図６は、注入器とも称されるガス分配アセンブリ２２０及びサセプタアセンブリ２３０を含む、処理チャンバ２００の実施形態を示す。本実施形態では、サセプタアセンブリ２３０は剛体である。ある実施形態では、当該剛体が有するドループ許容値（ｄｒｏｏｐ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）は、０．０５ｍｍ以下である。例えば、アクチュエータ２３２は、サセプタアセンブリ２３０の外径領域３か所に配置される。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「外径」及び「内径」という用語は、それぞれ外周エッジ及び内周エッジ付近の領域を意味する。外径は、サセプタアセンブリ２３０の最外周エッジ（例えばシャフト２４０付近）の特定の位置を指すのではなく、サセプタアセンブリ２３０の外周エッジ２３１付近の領域である。このことは、図６のアクチュエータ２３２の配置から分かる。アクチュエータ２３２の数は、１から、物理的に利用可能なスペース内に収まる任意の数まで変化することができる。ある実施形態は、外径領域２３１内に配置された、２、３、４、または５セットのアクチュエータ２３２を有する。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「アクチュエータ」という用語は、サセプタアセンブリの少なくとも一部を、ガス分配アセンブリ２２０の方に向かって、またはガス分配アセンブリ２２０から離して移動させることが可能な、任意の単一または複数の構成要素の機構を意味する。例えば、アクチュエータ２３２は、サセプタアセンブリ２３０が注入器アセンブリ２２０とほぼ平行であることを確保するために、用いられ得る。本明細書および添付の特許請求の範囲では、この関連で使用される「ほぼ平行」という用語は、構成要素の平行度が、構成要素間の距離に対して５％を超えて変化しないということを意味する。
【００４５】
いったんアクチュエータ２３２からサセプタアセンブリ２３０に圧力が加えられると、サセプタアセンブリ２３０は水平になり得る。アクチュエータ２３２によって圧力が加えられる際、間隙２１０の距離は、約０．１ｍｍから約２．０ｍｍの範囲、または約０．２ｍｍから約１．８ｍｍの範囲、または約０．３ｍｍから約１．７ｍｍの範囲、または約０．４ｍｍから約１．６ｍｍの範囲、または約０．５ｍｍから約１．５ｍｍの範囲、または約０．６ｍｍから約１．４ｍｍの範囲、または約０．７ｍｍから約１．３ｍｍの範囲、または約０．８ｍｍから約１．２ｍｍの範囲、または約０．９ｍｍから約１．１ｍｍの範囲、または約１ｍｍであり得る。
【００４６】
サセプタアセンブリ２３０は、ガス分配アセンブリ２２０の下に配置されている。サセプタアセンブリ２３０は、頂面２４１、及びオプションで、頂面２４１内の少なくとも１つの凹部２４３を有する。凹部２４３は、処理されているウエハ２６０の形状及びサイズに応じて、任意の適切な形状及びサイズであり得る。示される実施形態では、凹部２４３は、凹部２４３の外周エッジの周囲にステップ領域を有する。ステップは、ウエハ２６０の外周エッジを支持するようにサイズ決めされ得る。当該ステップによって支持されるウエハ２６０の外周エッジの量は、例えばウエハの厚さ、及びウエハの裏面に既に存在する特徴の存在に応じて、変化し得る。
【００４７】
ある実施形態では、図６に示すように、サセプタアセンブリ２３０の頂面２４１内の凹部２４３は、凹部２４３内で支持されているウエハ２６０が、サセプタアセンブリ２３０の頂面２４１とほぼ同一平面上にある頂面２６１を有するように、サイズ決めされる。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「ほぼ同一平面上」という用語は、ウエハの頂面とサセプタアセンブリの頂面とが、±０．２ｍｍ以内で同一平面上にあることを意味する。ある実施形態では、当該頂面は、±０．１５ｍｍ、±０．１０ｍｍまたは±０．０５ｍｍ以内で同一平面上にある。
【００４８】
図６のサセプタアセンブリ２３０は、サセプタアセンブリ２３０を上昇、下降及び回転させることが可能な支持体ポスト２４０を含む。サセプタアセンブリ２３０は、支持体ポスト２４０の中心内に、ヒータ、またはガスライン、または電気構成要素を含み得る。支持体ポスト２４０は、サセプタアセンブリ２３０をおよその位置に移動させ、サセプタアセンブリ２３０とガス分配アセンブリ２２０との間の間隙を増大または減少するための、主要な手段であり得る。次いで、アクチュエータ２３２は、既定の間隙を作り出すため、サセプタアセンブリの位置に関して微調整を行うことができる。
【００４９】
図６に示す処理チャンバ１００は、内部でサセプタアセンブリ２３０が複数のウエハ２６０を保持できる、カルーセル型のチャンバである。ガス分配アセンブリ２２０は、複数の別個の注入器ユニット２２１を含み得る。注入器ユニット２２１のそれぞれは、ウエハが注入器ユニット２２１の下を移動する際に、膜または膜の一部をウエハ２６０上に堆積させることが可能である。図７は、カルーセルタイプの処理チャンバ２００の斜視図である。２つのパイ形状の注入器ユニット２２１が、サセプタアセンブリ２３０の上方に、ほぼ向き合って配置されて示される。示されている注入器ユニット２２１がこの数であるのは、例示の目的にすぎない。しかし、より多数のまたはより少数の注入器ユニット２２１が含まれ得る。ある実施形態では、サセプタアセンブリ２３０の形状に一致する形状を形成するのに十分な数の、パイ形状の注入器ユニット２２１が存在する。ある実施形態では、個別のパイ形状の注入器ユニット２２１のそれぞれは、他の注入器ユニット２２１のいずれにも影響することなく、独立して移動、除去、及び／または置換され得る。例えば、ウエハ２６０のローディング／アンローディングのため、サセプタアセンブリ２３０とガス分配アセンブリ２２０の間の領域にロボットがアクセスできるように、１つのセグメントが上昇され得る。
【００５０】
図８は、サセプタアセンブリ２３０が剛体ではない、本開示の別の実施形態を示す。ある実施形態では、サセプタアセンブリ２３０のドループ許容値は、約０．１ｍｍより大きくなく、または約０．０５ｍｍより大きくなく、または約０．０２５ｍｍより大きくなく、または約０．０１ｍｍよりも大きくない。ここでは、アクチュエータ２３２は、サセプタアセンブリ２３０の外径領域２３１及び内径領域２３９に配置されている。アクチュエータ２３２は、サセプタアセンブリ２３０の内周及び外周の周辺の、任意の適切な数の場所に配置され得る。ある実施形態では、アクチュエータ２３２は、外径領域２３１及び内径領域２３９の両方、３か所に配置される。アクチュエータ２３２は、外径領域２３１及び内径領域２３９の両方において、サセプタアセンブリ２３０に対して圧力を印加する。
【００５１】
図９は、ダイバータ及びサセプタアセンブリを伴う円形のガス分配アセンブリを備える、処理チャンバの実施形態を示す。一部を図９で見ることができる円形のガス分配アセンブリ２２０は、処理チャンバ内に配置され、ガス分配アセンブリ２２０の前面２２５に、複数の細長いガスポート１２５、１３５、１４５を備える。複数の細長いガスポート１２５、１３５、１４５は、ガス分配アセンブリ２２０の内周エッジ２２７に近接するエリアから、外周エッジ２２８に近接するエリアに向けて、延伸する。図９に示す複数のガスポートには、第１の反応性ガスポート１２５、第２の反応性ガスポート１３５、第１の反応性ガスポート及び第２の反応性ガスポートのそれぞれを取り囲むパージガスポート１４５、並びに真空ポート１５５が含まれる。
【００５２】
サセプタアセンブリ２３０は、少なくとも１つの基板を回転軸の周りでほぼ円形の経路で回転させるため、処理チャンバ内に配置される。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「ほぼ円形」という用語は、基板が完全な回転を完了した場合、経路が円形になることが意図されるということを意味する。サセプタアセンブリは、内周エッジ２２９及び外周エッジ２３１によって規定される、頂面２４１（図８に示す）を有する。サセプタアセンブリ２３０は、サセプタアセンブリ２３０の頂面２４１がガス分配アセンブリ２２０の前面２２５に面するように、ガス分配アセンブリ２２０の下に配置される。
【００５３】
本発明のうちのある実施形態は、基板を処理する方法を対象とする。基板は、複数のセクションを有し、各セクションがガスカーテンによって隣接するセクションから仕切られている、処理チャンバ内に配置される。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「セクション」「領域」「セクター」という用語は、バッチ処理チャンバ内のエリアを指すために、交換可能に使用される。例えば、図９に示す構成要素は２つのセクションを有する。基板（ウエハとも呼ばれる）は処理チャンバに入ると、個別のセクションのうちの任意の物の中に入ることができる。各セクションは、隣接するセクションと同一または異なる処理条件を有することができる。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「処理条件」という用語は、個別のセクション内の条件全体を意味する。例えば、処理条件には、限定されないが、ガス組成、圧力、流量、温度及びプラズマが含まれる。処理条件は、例えば、堆積、エッチング及び処理（例えば高密度化、アニーリング）に合わせて構成され得る。
【００５４】
第１のセクションでは、基板または基板の一部は、基板の表面に第１の膜を堆積させるため、第１の処理条件に曝される。基板表面は、裸基板の表面または、以前表面上に堆積した任意の層であり得る。例えば、表面は一部が金属で他の部分が誘電体という混合した組成を有し得る。個別の表面の組成は変更され得、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではない。第１のセクション内の第１の処理条件は、温度変化または第１の反応性ガスのうちの１または複数を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲では、第１の処理条件においても処理チャンバの他のセクションにおいても、第１の反応性ガスの使用は、反応性ガスの組成、圧力、流量、ダイレクトプラズマ、リモートプラズマ、及びこれらの組み合わせを意味する。
【００５５】
堆積したまたは形成された膜はいずれも、金属もしくは誘電体の膜といった完全な膜であり得るか、または、二段階反応の前半に見られる部分的な膜であり得る。部分的な膜の例は、後で還元または酸化されて最終的な膜を生成する、化合物の基板表面への化学吸着である。第１の膜は、第１の膜が部分的もしくは完全な膜である原子層堆積プロセスの一部分であるか、または化学気相堆積プロセスの一部であることができる。ＣＶＤプロセスでは、第１の処理条件は、活性種を作るために気相で反応し、次いで基板表面に堆積する、反応性ガスの混合体を含み得る。あるプロセスでは、セクション内で形成された膜は、当該セクションに入ってくる膜よりも向上された品質を有する。例えば、第３のセクションで形成される膜は、第４のセクションで高密度化プロセスに曝され得る。形成される膜は、化学プロセス、物理プロセスまたはプロセスの組み合わせに由来し得る。
【００５６】
第１の膜の形成後、基板はガスカーテンを通って、処理チャンバの第２のセクションへ横方向に移動される。第２のセクションでは、第２の膜を形成するため、第１の膜は第２の処理条件に曝される。第２の処理条件は、温度変化または第２の膜を形成するための第２の反応性ガスのうちの、１または複数を含む。第２の膜は、二段階反応の後半のように第１の膜とは異なる組成物であり得るか、または混合膜のように全く異なる組成を有する膜であり得る。
【００５７】
第１のセクションから第２のセクションへの移動の間、基板は第１の処理条件、第２の処理条件及びこの両者を仕切るガスカーテンに曝される。ガスカーテンは、例えば、第１の処理条件と第２の処理条件との間の気相反応が、たとえあったとしても最小であることを確実にするため、不活性ガスと真空との組み合わせであり得る。移動の間のある時点では、表面の一部は第１の処理条件に曝され、表面の別の一部は第２の処理条件に曝され、両者の間の基板の中間の部分は、ガスカーテンに曝される。
【００５８】
第１の処理条件、第２の処理条件及び他の全ての処理条件のそれぞれは、第１の反応性ガスを含む単一の反応性ガス、第１の反応性ガスを含む反応性混合ガス、第１の反応性ガスを含むリモートプラズマ、第１の反応性ガスを含むダイレクトプラズマ、温度変化、及び上記の組み合わせからなるグループから選択される。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「ダイレクトプラズマ」という用語は、処理チャンバ内で着火されるプラズマを意味する。「リモートプラズマ」という用語は、処理チャンバの外部で着火され、処理チャンバ内に流入するプラズマを意味する。
【００５９】
既定の厚さの膜を成長させるため、第１の処理条件と第２の処理条件への曝露が順次反復され得る。例えば、基板が処理チャンバの中心軸の周りを回転することによって、表面が順次且つ反復的に第１の処理条件と第２の処理条件に曝され、それぞれの曝露によって（堆積の）膜の厚さが成長するように、バッチ処理チャンバは、第１の処理条件を持つ２つのセクションと、第２の処理条件を持つ２つのセクションとを交互のパターンで含み得る。
【００６０】
図１０Ａ〜１０Ｆは、本開示の１または複数の実施形態による、典型的な自己整合ダブルパターニング（ＳＡＤＰ）処理の図である。図示され記載されるプロセスは、任意の適切な酸化物、誘電体、フォトレジスト、及び／または金属の層で実施され得る。図１０Ａでは、基板９００は誘電体９１０と層をなし、フォトレジスト９２０でパターニングされている。誘電体９１０が基板９００の上に堆積して、さらにその上のフォトレジスト９２０と共に示されているが、基板９００と誘電体９１０の間に中間層（複数）が、または誘電体９１０とフォトレジスト９２０の間に層（複数）が存在し得ることを、当業者は理解するであろう。さらに、誘電体９１０層は別の材料（例えば金属層）であり得る。
【００６１】
図１０Ｂに示すように、フォトレジストの側面９２１をエッチングするため、フォトレジスト９２０はプラズマに曝され得る。フォトレジスト９２０の側面をエッチングすることによってフォトレジストの幅は減少し、その結果、フォトレジストはよりスリムになり、露出する誘電体９１０のエリアはより広くなる。このプロセスは、フォトレジストのスリム化またはＰＲスリミングと呼ばれる。
【００６２】
図１０Ｃに示すように、フォトレジスト９２０の頂面９２２及び側面９２１がスペーサ膜９３０によって共形に覆われるように、誘電体９１０及びフォトレジスト９２０の露出した表面上に、スペーサ膜９３０が堆積している。スペーサ膜は、限定するものではないが、酸化膜を含む任意の適切な材料で作られてよい。
【００６３】
図１０Ｄでは、スペーサ膜９３０は、水平面からエッチングされている。これは、フォトレジスト９２０の頂面９２２が露出し、誘電体９１０表面の一部が露出していることを示す。図１０Ｅでは、当初のパターニングされたフォトレジスト９２０がエッチング除去されて、スペーサフィルム９３０の残された部分だけが残っている。基板９００は、スペーサをガイドとしてエッチングされ得、誘電体９１０を残し、スペーサ膜９３０は取り除かれて、図１０Ｆのエッチングされた基板９００が提供される。例えば誘電体といったように、本明細書に記載される膜（複数）の間で選択性があることによって、当該処理の実行が可能になる。選択性が不十分な場合、例えばＳｉＯＮといったキャップが、スペーサ膜の堆積に先立ってフォトレジスト上に配置され得る。これらのキャップは、パターニングされたフォトレジストが偶発的にエッチング除去されてしまうことを防止する。
【００６４】
したがって、図１０Ａ〜１０Ｆを参照すると、本開示の１または複数の実施形態は、処理方法を対象としている。誘電体９１０であり得る第１の層、及びフォトレジスト９２０であり得るパターン層を有する基板９００が、提供されている。第１の層は誘電体でなくともよく、パターン層はフォトレジスト層でなくてもよいが、記載の利便のためにこれらの用語が使用される。基板を見下ろしたときに、第１の層とパターン層が同時に視認可能なように、第１の層の一部は、パターン層を通して露出している。
【００６５】
パターン層は、１つの頂面９２２と、幅Ｗ１を規定する２つの側面９２１（即ち垂直面）を有する、少なくとも１つの特徴を備える。幅Ｗ１は、パターン層にとって適切な任意の幅であり得る。ある実施形態では、少なくとも１つの特徴の幅は、約２００Å〜約８００Åの範囲であるか、または約３００Å〜約７００Åの範囲であるか、または約４００Å〜約６００Åの範囲である。
【００６６】
基板上に存在する特徴（単数または複数）は、任意の適切な技法によって作られ得、基板を処理チャンバ内に配置するのに先立って形成され得る。ある実施形態では、当該特徴は同一の処理チャンバ内、且つＳＡＤＰ処理で形成される。当該特徴は、任意の適切なサイズ、及び任意の適切なアスペクト比であり得る。ある実施形態では、特徴のアスペクト比は、約１：１、２：１、３：１、４：１または５：１よりも大きい。ある実施形態では、当該特徴は、約１：１〜約２０：１の範囲、または約２：１〜約１５：１の範囲、または約３：１〜約１０：１の範囲、または約４：１〜約８：１の範囲のアスペクト比を有する。
【００６７】
当該特徴の垂直面９２１は、第１の層に対してほぼ垂直である。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「ほぼ垂直」という用語は、第１の層に対して垂直面が形成する角度が、約８０°〜約１００°の範囲であるか、または約８５°〜約９５°の範囲であるか、または約８８°〜約９２°の範囲であるかを意味する。
【００６８】
パターン層の用途に応じて、当該パターン層は任意の適切な材料であり得る。１０Ａ〜１０Ｆに示す例では、パターン層がフォトレジストまたはスピンオンカーボンのうちの１または複数である、自己整合ダブルパターニングの手順が記載されている。
【００６９】
パターン層の幅をＷ１からＷ２に縮小するため、パターン層（例えばフォトレジスト９２０）は処理条件に曝される。したがって、幅Ｗ２は幅Ｗ１よりも小さい。ある実施形態では、パターン層の幅を縮小するため、パターン層をプラズマに曝すことによってトリミングが行われる。プラズマは、限定しないが、水素、窒素、酸素、アルゴン、二酸化炭素、及びヘリウムを含む、任意の適切なプラズマであり得る。ある実施形態では、パターン層はスピンオンカーボンを含み、プラズマはアルゴン及び二酸化炭素を含む。
【００７０】
特徴の側面から除去される材料の量は、プラズマへの曝露の量によって制御され得る。ある実施形態では、パターン層の幅は、約１０Å〜約２００Åの範囲で、または約２０Å〜約１５０Åの範囲で、または約３０Å〜約１００Åの範囲で縮小される。１または複数の実施形態では、パターン層の幅は当初の幅の約１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、または５０％よりも大きい量で縮小される。特徴の幅はスリム化されたが、一方でゼロにまで減らされてはいない。これは、利用可能な特徴が幾つか残っていることを意味している。特徴のトリミング後、当該垂直面は、第１の層に対してほぼ垂直なままである。
【００７１】
図１０Ｃを参照すると、スペーサ層（例えば、酸化膜９３０）が、パターン層を通して露出している第１の層の部分並びに、少なくとも１つの特徴の頂面及び両方の垂直面の上に膜を形成するように、第１の層及びパターン層の上にスペーサ層が堆積する。堆積したスペーサ層はほぼ共形であり得る。これは、スペーサ層の厚さが、水平面、垂直面を通じて均一であることを意味する。本明細書および添付の特許請求の範囲では、「ほぼ共形」という用語は、平均的な膜の厚さに対して、膜の厚さが約２０％、１５％、１０％、または５％を超えて変化しないことを意味する。スペーサ層は、限定しないが、酸化物、窒化物、ケイ素化合物、酸素窒化物、炭窒化物、及びこれらの組み合わせを含む、任意の適切な材料から作られ得る。
【００７２】
図１０Ｄを参照すると、垂直面上のスペーサ層を残して、スペーサ層は水平面からエッチングされる。ここでは、特徴の頂面及び特徴間の水平部分がエッチングされ、特徴の頂面及び第１の層が露出している。
【００７３】
本明細書に記載のとおり、個別の処理は、別個の処理チャンバで実施され得るか、または単一の処理チャンバで実施され得る。ある実施形態では、各プロセスは、基板が複数のセクション間を横方向に移動され、各セクションが隣接するセクションとガスカーテンで仕切られている、単一の処理チャンバで行われる。この種の実施形態では、パターン層のトリミングは処理チャンバの第１のセクションで行われ、スペーサ層の堆積は処理チャンバの第２のセクションで行われ、スペーサ層のエッチングは処理チャンバの第３のセクションで行われる。例えば、この種の処理方法は、各セクションが隣接するセクションとガスカーテンで仕切られている、複数のセクションを備える処理チャンバに、基板を置くことを含み得る。基板の少なくとも一部は、パターン層の幅を縮小するためにパターン層をトリミングする、第１の処理条件に曝される。基板はガスカーテンを通って、処理チャンバの第２のセクションへ横方向に移動される。処理チャンバの第２のセクションでは、第１の層及びパターン層の上にスペーサ層を堆積するため、基板の少なくとも一部が第２の処理条件に曝される。次いで、基板はガスカーテンを通って、処理チャンバの第３のセクションへ横方向に移動される。次いで、スペーサ層を少なくとも１つの特徴の頂面、及びパターン層を通して露出している第１の層の部分からエッチングするため、基板の少なくとも一部が、第３の処理条件に曝される。第１のセクションから第２のセクションへの基板の横方向の移動の間、基板の第１の部分は第１の処理条件に曝され、同時に、表面の第２の部分は第２の処理条件に曝され、基板の中間部分はガスカーテンに曝される。中間部分は、第１の部分と第２の部分の間の、基板のある部分である。第２のセクションから第３のセクションへの基板の横方向の移動の間、基板の第１の部分は第２の処理条件に曝され、同時に、基板の第２の部分は第３の処理条件に曝され、基板の中間部分はガスカーテンに曝される。
【００７４】
図１０Ｅ及び１０Ｆは、同一の処理チャンバ内または異なる環境下で実施され得る、さらなる処理段階を示す。図１０Ｅでは、パターン層は除去されている。当該プロセスは「コア除去」と称され得、必須ではないが、しばしば、湿式化学法によって実施される。図１０Ｆでは、残存するスペーサ層及び第１の層の露出している部分が、基板からエッチング除去されている。
【００７５】
ある実施形態において、１または複数の層は、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）プロセスの間に形成され得る。あるプロセスにおいて、プラズマの使用によって、表面反応が好適で且つ起こり得るようになる励起状態へと核種を昇位させるために十分なエネルギーが供給される。プラズマの当該プロセスへの導入は、連続的またはパルス的であり得る。ある実施形態において、前駆体（または反応ガス）及びプラズマの連続パルスが、層を処理するために用いられる。ある実施形態において、試薬が、局所的（即ち、処理領域内）または遠隔的（即ち、処理領域外）のいずれかでイオン化され得る。ある実施形態において、イオンまたは他のエネルギーを有する若しくは発光する核種が、堆積膜と直接接触しないように、遠隔イオン化が、堆積チャンバの上流で起こることができる。あるＰＥＡＬＤプロセスにおいて、プラズマは、リモートプラズマ発生装置システムによるなど、処理チャンバの外側で発生させられる。プラズマは、当業者に既知の任意の適切なプラズマ発生プロセスまたは技法によって、発生させ得る。例えば、プラズマは、マイクロ波（ＭＷ）周波発生装置または高周波（ＲＦ）発生装置のうちの１または複数により、発生させられ得る。プラズマの周波数は、使用されている特定の反応性核種に応じて、調整され得る。適切な周波数は、限定されないが、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚを含む。本明細書で開示される堆積プロセスの間にプラズマが使用され得るが、プラズマは必要とされなくてもよい。実際、他の実施形態は、プラズマなしの非常にマイルドな条件下での堆積プロセスに関する。
【００７６】
１または複数の実施形態によれば、基板は、層を形成する前、及び／または後に、処理を受ける。この処理は、同一のチャンバの中で、または、１もしくは複数の別個の処理チャンバの中で、行なわれ得る。ある実施形態では、基板は、第１のチャンバから、さらなる処理のための別個の第２のチャンバへ移動される。基板は、第１のチャンバから別個の処理チャンバへ直接移動させることができるし、または、基板は、第１のチャンバから１もしくは複数の移送チャンバへ移動され、次いで、別個の処理チャンバへ移動させることができる。従って、処理装置は、移送ステーションと連通する複数のチャンバを備え得る。この種の装置は、「クラスタツール」または「クラスタシステム」などと呼ばれ得る。
【００７７】
概して、クラスタツールは、基板の中心測定及び配向、ガス抜き、アニール、堆積、及び／または、エッチングを含む、様々な機能を実行する複数のチャンバを備えるモジュールシステムである。１または複数の実施形態によれば、クラスタツールは、少なくとも第１のチャンバ及び中央移送チャンバを含む。中央移送チャンバは、複数の処理チャンバ及び複数のロードロックチャンバの間で基板を往復搬送することができるロボットを収納し得る。移送チャンバは通常、真空条件に維持され、一つのチャンバから他のチャンバへ、及び／またはクラスタツールの前端に置かれたロードロックチャンバへ、基板を往復搬送するための中間段階を提供する。本開示のために適合され得る２つのよく知られたクラスタツールは、Ｃｅｎｔｕｒａ（登録商標）及びＥｎｄｕｒａ（登録商標）であり、共に、Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ、Ｃａｌｉｆ．のＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。一つのそのような段階的真空基板処理装置の詳細が、１９９３年２月１６日発行の、Ｔｅｐｍａｎらの「Ｓｔａｇｅｄ−Ｖａｃｕｕｍ  Ｗａｆｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の、米国特許第５、１８６、７１８号において開示されている。しかし、チャンバの厳密な配列及び組合せは、本明細書に記載のプロセスの特定の部分を実行する目的のために、変更され得る。使用され得る他の処理チャンバは、限定されないが、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、前洗浄、化学洗浄、ＲＴＰといった熱処理、プラズマ窒化、ガス抜き、配向、ヒドロキシル化、及びその他の基板処理を含む。クラスタツール上のチャンバ内で処理を実行することにより、その次の膜を堆積させる前に酸化することなく、空気中の不純物による基板の表面汚染を回避することができる。
【００７８】
１または複数の実施形態によれば、基板は、連続的に真空または「ロードロック」条件下にあり、一つのチャンバから次のチャンバへ移動されるときに、周囲空気に曝されない。移送チャンバは、このように真空下にあり、真空圧力下で「ポンプダウン」される。不活性ガスが、処理チャンバまたは移送チャンバの中に存在し得る。ある実施形態では、基板の表面上に層が形成された後に、反応物の一部または全部を除去するために、不活性ガスがパージガスとして使用される。１または複数の実施形態によれば、反応物が堆積チャンバから移送チャンバ及び／または追加の処理チャンバへ移動するのを防止するために、堆積チャンバの出口でパージガスが注入される。こうして、不活性ガスの流れが、チャンバの出口でカーテンを形成する。
【００７９】
処理の間、基板は加熱または冷却され得る。こうした加熱または冷却は、限定するものではないが、基板支持体（例えばサセプタ）の温度を変化させること、及び基板表面へ加熱されたまたは冷却されたガスを流すことを含む、任意の適切な手段により、達成することができる。ある実施形態では、基板支持体は、伝導的に基板温度を変化させるように制御することができるヒータ／クーラを含む。１または複数の実施形態では、基板温度を局所的に変化させるため、使用されるガス（反応性ガスまたは不活性ガスのいずれか）は加熱または冷却される。ある実施形態では、基板温度を対流によって変化させるために、ヒータ／クーラはチャンバ内部で基板表面に隣接して配置される。
【００８０】
基板はまた、処理の間、静止または回転させることができる。回転する基板は、連続的にまたは不連続なステップで、回転させることができる。例えば、処理全体を通して基板を回転させてもよいし、または、種々の反応性ガスもしくはパージガスへの曝露の合間に、基板を少量ずつ回転させることもできる。処理の間に基板を（連続的または段階的のいずれかで）回転させることは、例えば、ガス流の幾何学的配置における局所的な変動性の影響を最小化することにより、より均一な堆積またはエッチングを生成することに役立ち得る。
【００８１】
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく本発明の他の追加の実施形態を考案することができ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【図１】
2020127029.tif 000003
【図２】
2020127029.tif 000004
【図３】
2020127029.tif 000005
【図４】
2020127029.tif 000006
【図５】
2020127029.tif 000007
【図６】
2020127029.tif 000008
【図７】
2020127029.tif 000009
【図８】
2020127029.tif 000010
【図９】
2020127029.tif 000011
【図１０】
2020127029.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月15日(2020.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己整合ダブルパターニング処理方法であって、
パターン層の幅を縮小するために、前記パターン層を通して露出された基板の第１の層の部分を水素プラズマに曝すことによって、前記第１の層に形成された前記パターン層をトリミングすることであって、前記パターン層が約３：１より大きなアスペクト比で当初の幅を規定する２つの垂直面および頂面を有する少なくとも１つの特徴を備え、前記垂直面が前記第１の層に対してほぼ垂直であり、前記水素プラズマが前記特徴の前記当初の幅の約３０％以上の量だけ前記パターン層の前記幅を縮小し、トリミングの後に前記パターン層の前記２つの垂直面が前記第１の層に対してほぼ垂直のままである、前記パターン層をトリミングすることと、
スペーサ層が、前記パターン層を通して露出された前記第１の層の前記部分、前記少なくとも１つの特徴の前記頂面および両方の垂直面の上に、膜を形成するように、１００°Ｃより低い温度でラジカルアシストされたＡＬＤにより前記第１の層および前記パターン層の上にほぼ共形の前記スペーサ層を堆積することと、
前記パターン層を通して露出した前記第１の層の前記部分および前記少なくとも１つの特徴の前記頂面から前記スペーサ層をエッチングすることと、
を含む方法。
【請求項２】
前記パターン層をトリミングすること、前記ほぼ共形のスペーサ層を堆積すること、及び前記スペーサ層をエッチングすることが、処理チャンバの異なる領域でそれぞれ行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
自己整合ダブルパターニング処理方法であって、
第１の層上に形成されたパターン層をトリミングするために処理チャンバの第１の領域において第１の処理条件に基板を曝すことであって、前記第１の層が前記パターン層を通して露出され、前記パターン層が幅を規定する２つの垂直面および頂面を有する少なくとも１つの特徴を備え、前記垂直面が前記第１の層に対してほぼ垂直であり、前記第１の処理条件が前記パターン層の前記幅を縮小するように設定されている、前記基板を曝すことと、
前記処理チャンバの前記第１の領域から前記処理チャンバの第２の領域へ前記基板を移動することであって、前記第１の領域からのガスと前記第２の領域からのガスとの混合を防止するために、前記第２の領域が前記第１の領域から仕切られている、前記基板を移動することと、
前記処理チャンバの前記第２の領域において第２の処理条件に前記基板を曝すことであって、スペーサ層が、前記パターン層を通して露出された前記第１の層の部分、前記少なくとも１つの特徴の前記頂面および両方の垂直面の上に膜を形成するように、前記第２の処理条件が、前記第１の層および前記パターン層の上に前記スペーサ層を堆積するように設定されている、前記基板を曝すことと、
前記処理チャンバの前記第２の領域から前記処理チャンバの第３の領域へ前記基板を移動することであって、前記第２の領域からのガスと前記第３の領域からのガスとの混合を防止するために、前記第３の領域が前記第２の領域から仕切られている、前記基板を移動することと、
前記処理チャンバの前記第３の領域において第３の処理条件に前記基板を曝すことであって、前記第３の処理条件が、前記パターン層を通して露出された前記第１の層の前記部分および前記少なくとも１つの特徴の前記頂面から前記スペーサ層をエッチングするように設定されている、前記基板を曝すことと、
を含む方法。
【請求項４】
前記パターン層はフォトレジストまたはスピンオンカーボンのうちの１または複数を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記パターン層は、約２００Åから約８００Åの範囲の当初の幅を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記パターン層は誘電体を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記パターン層は、約３：１から約１０：１の範囲のアスペクト比を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記パターン層はスピンオンカーボンを含み、前記プラズマはアルゴン及び二酸化炭素を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記スペーサ層は、酸化物、窒化物または炭窒化物のうちの１または複数を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記パターン層を除去することに続いて、前記スペーサ及び露出している第１の層をエッチングすることをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
自己整合ダブルパターニング処理方法であって、
パターン層の幅を縮小するように前記パターン層をトリミングするために処理チャンバの第１の領域において第１の処理条件に基板を曝すことであって、前記パターン層が、第１の層の上に形成され、且つ、約３：１以上のアスペクト比で当初の幅を規定する２つの垂直面および頂面を有する少なくとも１つの特徴を有し、前記垂直面が前記第１の層に対してほぼ垂直であり、前記第１の層が前記パターン層を通して露出されており、前記第１の処理条件が水素プラズマを含み、前記パターン層が、前記第１の処理条件に曝された後に前記第１の層に対してほぼ垂直な垂直面を維持し、前記第１の処理条件が、前記当初の幅の約４０％以上、前記幅を縮小する、前記基板を曝すことと、
前記処理チャンバの前記第１の領域から前記処理チャンバの第２の領域へ前記基板を移動することであって、前記第２の領域からのガスと前記第１の領域からのガスとの混合を防止するために、前記第１の領域が前記第２の領域から仕切られている、前記基板を移動することと、
前記処理チャンバの前記第２の領域における第２の処理条件により前記第１の層および前記パターン層の上にほぼ共形のスペーサ層を堆積することであって、前記スペーサ層が、前記パターン層を通して露出された前記第１の層の部分、前記少なくとも１つの特徴の前記頂面および両方の垂直面の上に膜を形成するように、前記第２の処理条件が、１００℃より低い温度の下でのラジカルアシストされたＡＬＤを含む、前記スペーサ層を堆積することと、
前記処理チャンバの前記第２の領域から前記処理チャンバの第３の領域へ前記基板を移動することであって、前記第３の領域からのガスと前記第２の領域からのガスとの混合を防止するために、前記第２の領域が前記第３の領域から仕切られている、前記基板を移動することと、
前記処理チャンバの前記第３の領域において第３の処理条件を用いて、前記パターン層を通して露出された前記第１の層の前記部分および前記少なくとも１つの特徴の前記頂面から、前記ほぼ共形のスペーサ層をエッチングすることと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記パターン層は、約２００Åから約８００Åの範囲の当初の幅を有する、請求項１１に記載の処理方法。
【請求項１３】
前記スペーサ層は、酸化物、窒化物または炭窒化物のうちの１または複数を含む、請求項１１に記載の処理方法。
【請求項１４】
前記パターン層を除去することに続いて、前記スペーサ及び露出している第１の層をエッチングすることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【外国語明細書】
2020127029000001.pdf