(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ外圧と異なってよいチャンバ内圧を保持することができる内部を有する処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で基板を支持する基板ペデスタルと、
前記処理チャンバ内の前記処理チャンバの上部にある第１の導電性表面と、
前記処理チャンバ内の前記処理チャンバの下部および前記基板ペデスタルのうちの少なくとも１つにある第２の導電性表面と、
前記第１の導電性表面と前記第２の導電性表面の間に配置されて、上方領域の第１のプラズマ領域および下方領域の第２のプラズマ領域とを画定するシャワーヘッドであって、
前記第１の導電性表面との間に前記第１のプラズマ領域が配置されており、
前記第２の導電性表面との間に前記第２のプラズマ領域が配置されており、
導電性材料を含み、電気スイッチにより電気的接続が行われない限り前記第１の導電性表面から電気絶縁されており、
電気スイッチにより電気的接続が行われない限り前記第２の導電性表面から電気絶縁されている、シャワーヘッドと、
処理チャンバ上方のガス入口組立体であって、
プロセスガスを処理チャンバに導くための、入口ポート中の外側流路と、
前記処理チャンバの外部にあって、前記第１のプラズマ領域に流体結合されて、励起状態にある反応物を含むガスを前記第１のプラズマ領域に供給する、前記プロセスガスを励起するための、遠隔プラズマシステムと、
外側流路の内側にあって、処理ガスを導くための、入口ポート中の内側流路と、
を含み、
前記内側流路は処理ガスが、プロセスガスを励起するための前記遠隔プラズマシステムをバイパスして、処理チャンバに入るようにする、ガス入口組立体と、
を備え、プロセスガスは前記入口ポート中の前記外側流路により導かれ、処理ガスは前記入口ポート中の前記内側流路により導かれ、基板は前記第２のプラズマ領域で処理される、基板処理システム。
【請求項２】
前記シャワーヘッドは、複数の貫通孔を有した上板と、大きな孔と小さな孔を有した下板を含み、
前記上板と前記下板は間に体積を画定し、
前記下板の前記大きな孔と前記上板の前記貫通孔とは、前記上板と前記下板の間に画定された前記体積から分離した流路を形成するように流体結合していて、
前記シャワーヘッドは、前記上板と前記下板の間の前記体積に供給されるガスを受け取って、当該ガスが前記下板の前記小さな孔から基板処理領域に流れるようになっている、請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記シャワーヘッドは、シリコン含有前駆体を第２のプラズマ領域に導入するための、前記第２のプラズマ領域内には至ることができるが、前記第１のプラズマ領域内には至ることのできない、１以上の中空容積を有している、請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記遠隔プラズマシステムにより形成された励起種は、前記シャワーヘッドの縁部付近の孔を通過する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記シャワーヘッドが前記第１の導電性表面と類似の電位にあることにより、前記第１のプラズマ領域内にほとんどプラズマがない、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記シャワーヘッドが前記第２の導電性表面と類似の電位にあることにより、前記第２のプラズマ領域内にほとんどプラズマがない、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項７】
前記電気スイッチが前記処理チャンバの外側にある、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記第２の導電性表面が電気的アースに保持されており、前記電気スイッチが少なくとも２つの取り得る位置を有し、
前記電気スイッチの第１の位置が、無線周波電源を前記第１の導電性表面に接続し、電気的アースを前記シャワーヘッドに接続して、前記第１のプラズマ領域内で第１のプラズマを形成し、
前記電気スイッチの第２の位置が、前記無線周波電源を前記シャワーヘッドに接続し、電気的アースを前記第２の導電性表面に接続して、前記第２のプラズマ領域内で第２のプラズマを形成する、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項９】
前記処理チャンバに結合されて、前記処理チャンバから材料を除去するポンプシステムを備える、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項１０】
前記第１のプラズマ領域および前記第２のプラズマ領域内のプラズマが容量結合型である、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項１１】
前記ガス入口組立体が、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、ＮｘＨｙ、シラン、ジシラン、ＴＳＡ、ＤＳＡ、Ｈ２、Ｎ２、Ｈ２Ｏ２、および水蒸気からなる群から選択される少なくとも１種のガスを含むプロセスガスを処理チャンバに供給するように動作可能な流体供給システムに流体結合されている、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項１２】
前記基板ペデスタルが前記第２のプラズマ領域の一部分を占有する、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項１３】
前記第２のプラズマ領域内で前記基板ペデスタルの上方に配置されたノズルであって、プロセスガスを前記第２のプラズマ領域に送出するように動作可能な１つまたは複数のノズルを備える、請求項１２に記載の基板処理システム。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のノズルが、炭素およびシリコン含有前駆体を処理チャンバに供給するように動作可能な流体供給システムに流体結合されている、請求項１３に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００８年５月９日出願の米国仮特許出願第６１／０５２，０８０号の利益を主張する。本願は、２００７年５月２９日出願の「ＰＲＯＣＥＳＳ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＧＡＰＦＩＬＬ」という名称の米国特許出願第１１／７５４，８５８号にも関連する。両出願の内容全体は、あらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本願は、薄膜および被覆の堆積、パターニング、および処理で使用される装置、プロセス、および材料が関与する製造技術解決策に関し、代表例には、（それらに限定されないが）半導体および誘電体の材料およびデバイス、シリコンベースのウェーハ、ならびに（ＴＦＴなどの）フラットパネルディスプレイが関与する適用先がある。
【背景技術】
【０００３】
従来の半導体処理システムは、１つまたは複数の処理チャンバ、およびそれらの間で基板を移動させる手段を含む。基板は、伸長して基板をピックアップし、収縮し、次いで再度伸長して、基板を別の移動先チャンバ内に配置することのできるロボットアームによって、チャンバ間で搬送することができる。図１は、基板処理チャンバの概略図を示す。各チャンバは、ペデスタルシャフト１０５およびペデスタル１１０、または基板１１５を処理するために支持する何らかの等価な手段を有する。
【０００４】
ペデスタルは、基板を加熱するように構成された、処理チャンバ内の加熱板とすることができる。基板は、ロボットアームが基板を降ろしたときから、アームが戻ってきてその基板をピックアップするときまで、機械的手段、圧力差手段、または静電手段によってペデスタルに保持することができる。ロボット操作中にウェーハを持ち上げるために、リフトピンがしばしば使用される。
【０００５】
チャンバ内では、基板のアニール、または基板上への膜の堆積もしくは基板上の膜のエッチングなど、１つまたは複数の半導体製作プロセスステップが実施される。いくつかの処理ステップ中に、誘電体膜が複雑なトポロジー内に堆積される。プラズマ技法を用いることもある化学気相成長技法の変形を含めて、誘電体を狭いギャップの中に堆積させるために多くの技法が開発されてきた。高密度プラズマ（ＨＤＰ）−ＣＶＤが、入来する反応物の垂直衝突軌道および同時に起こるスパッタリング作用のため、多くの幾何形状の充填に使用されている。しかし、一部の非常に狭いギャップが、１つには初期衝突後の移動度の欠如のため、依然としてボイドを発達させている。堆積後に材料をリフローすると、ボイドを充填することができるが、誘電体が（ＳｉＯ２のように）高リフロー温度を有する場合、リフロープロセスが、ウェーハのサーマルバジェットの無視できない部分を費やすこともある。
【０００６】
スピンオンガラス（ＳＯＧ）などの流動性材料が、その高い表面移動度により、ＨＤＰ−ＣＶＤによって不完全に充填されたギャップの一部を充填するのに有用となっている。ＳＯＧは、液体として塗布され、塗布後に溶剤を除去するためにキュアされ、それにより、材料を固体のガラス膜に変換する。粘性が低い場合には、ＳＯＧについてギャップ充填（ギャップフィル）および平坦化の能力が高まる。残念ながら、低粘性材料は、キュア中に大幅に収縮することがある。大幅な膜収縮は、特に厚い膜の場合に、高い膜応力および層間剥離の問題を生じさせる。
【０００７】
２つの成分の送出経路を分離すると、基板表面上への堆積中に流動性膜を作製することができる。図１は、分離送出流路１２５および１３５を備えた基板処理システムの概略図を示す。一方の流路を通じて有機シラン前駆体を送出することができ、他方の流路を通じて酸化前駆体を送出することができる。酸化前駆体は、遠隔プラズマ１４５によって励起させることができる。２つの成分の混合領域１２０が、より一般的な送出経路を利用する代替プロセスに比べて基板１１５のより近くに生じる。膜は、表面上に流されるのではなく成長させられるので、粘性を低下させるために必要な有機成分がこのプロセス中に蒸発することが可能であり、そのことが、キュアステップと関連のある収縮を低減させる。このように膜を成長させると、吸収された種が移動可能なままでいることが許される時間、すなわち制約が制限され、それにより、不均一な膜の堆積が生じることがある。前駆体を反応領域内により均一に分散させるために、バッフル１４０を使用することができる。
【０００８】
ギャップフィル能力および堆積の均一性は、高有機含有量と関連のある高表面移動度の恩恵を受ける。有機含有物の一部は、堆積後も残ることがあり、したがってキュアステップを使用することができる。キュアは、ペデスタル１１０および基板１１５の温度を、ペデスタルに埋め込まれた抵抗加熱器で上げることにより行うことができる。
【発明の概要】
【０００９】
開示する実施形態は、処理チャンバと、チャンバ内に少なくとも部分的に配置された基板支持組立体とを有する基板処理システムを含む。２種のガス（またはガスの２つの組合せ）が、異なる経路を経由して基板処理チャンバに送出される。プロセスガスを処理チャンバ内に送出し、第１のプラズマ領域内で励起させてプラズマにし、プロセスガスがシャワーヘッドを通過して第２のプラズマ領域内に入り、そこでシリコン含有ガスと相互作用して基板の表面上に膜を形成することができる。プラズマは、第１のプラズマ領域または第２のプラズマ領域内で点火することができる。
【００１０】
プロセスガスは、方向を任意に選択して、上部プラズマ電極を形成する処理チャンバの上部を通じて導入することができる。シャワーヘッドが中間プラズマ電極を形成し、処理チャンバの下部および／またはペデスタルが下部電極を形成する。中間電極は、上部電極または下部電極に実質的に整合するものを選択し、それにより、プラズマの位置を決定することができる。堆積中、上部電極および中間電極を用いてプラズマが点火されて、第１のプラズマ領域内でプラズマが形成される。中間電極の電位は、上部電極に実質的に整合するものを選択し、それにより、第２のプラズマ領域内でプラズマを形成することができる。第２のプラズマ領域内のプラズマは、堆積された膜をキュアする助けとなることができるが、チャンバをクリーニングするために使用することもできる。クリーニングプロセス中、第２のプラズマ領域内に存在するガスはフッ素を含有してよい。
【００１１】
開示する実施形態では、プロセスガスは、酸素、水素、および／または窒素（例えば酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４を含むＮｘＨｙ、シラン、ジシラン、ＴＳＡ、ＤＳＡなど）を含有し、シャワーヘッドを通過した後に、第２のプラズマ領域に導入されたシリコン含有前駆体（例えばシラン、ジシラン、ＴＳＡ、ＤＳＡ、ＴＥＯＳ、ＯＭＣＴＳ、ＴＭＤＳＯなど）と組み合わされる。反応物のこの組合せが、基板上に膜の膜を形成する。膜は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸炭化シリコン、または酸窒化シリコンとすることができる。
【００１２】
開示する追加の実施形態では、処理ガスを導入することができる（例えば酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｈ４を含むＮｘＨｙ、Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、および水蒸気）。処理ガスは、処理チャンバの上部から導入して、第１のプラズマ領域内で励起させることができる。あるいは、このガスは、第１のプラズマ領域に入る前に遠隔プラズマによって励起させることもできる。このガスは、膜成長に明らかに寄与するわけではなく、膜を成長させている間または成長後に、膜の水素、炭素、およびフッ素含有量を低減させるために使用することができる。水素ラジカルおよび窒素ラジカルが、成長中の膜の望ましくない成分の低減を生じさせる。処理ガスの励起誘導体が、成長中の格子から炭素および他の原子を捕捉することによって膜をアシストし、それにより、キュア中に呈する収縮、および後に存在する膜応力を低減させる。
【００１３】
別の実施形態では、チャンバ保全手順（クリーニングおよび／または乾燥）後に処理チャンバの内部から残留フッ素を除去するために、処理ガスが、励起されて遠隔プラズマまたは第１のプラズマ領域内のプラズマになった後に、シャワーヘッドを通じて第２のプラズマ領域内に送出される。
【００１４】
この２つのプラズマは、さまざまな周波数とすることができるが、一般には、無線周波数（ＲＦ）の範囲内である。プラズマは、誘導結合型または容量結合型とすることができる。シャワーヘッドを含めて、チャンバのあらゆる部分は、その部分内に形成された流路に水または別の冷却液を流すことによって冷却することができる。
【００１５】
更なる実施形態および特徴は、一部は続く説明の中で記載され、一部は、本明細書を検討すればすぐに当業者に明らかとなり、または開示する実施形態の実施によって知り得ることができる。開示する実施形態の特徴および利点は、本明細書に記載する手段、組合せ、および方法を用いて実現し、得ることができる。
【００１６】
開示する実施形態の性質および利点の更なる理解は、本明細書の残りの部分および図面を参照することにより達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】分離した酸化前駆体と有機シラン前駆体を用いて膜を成長させるための堆積チャンバ内の、従来技術の処理領域の概略図である。
【図２】開示する実施形態による、仕切られたプラズマ生成領域を備えたプロセスチャンバの斜視図である。
【図３Ａ】開示する実施形態による、電気スイッチボックスの概略図である。
【図３Ｂ】開示する実施形態による、電気スイッチボックスの概略図である。
【図４Ａ】開示する実施形態による、仕切られたプラズマ生成領域を備えたプロセスチャンバの断面図である。
【図４Ｂ】開示する実施形態による、仕切られたプラズマ生成領域を備えたプロセスチャンバの断面図である。
【図５】開示する実施形態による、ガス入口および第１のプラズマ領域のクローズアップ斜視図である。
【図６Ａ】開示する実施形態による処理チャンバで使用する二源蓋の斜視図である。
【図６Ｂ】開示する実施形態による処理チャンバで使用する二源蓋の断面図である。
【図７Ａ】開示する実施形態による処理チャンバで使用する二源蓋の断面図である。
【図７Ｂ】開示する実施形態による処理チャンバで使用するシャワーヘッドの底面図である。
【図８】開示する実施形態による基板処理システムの図である。
【図９】開示する実施形態による基板処理チャンバの図である。
【図１０】開示する実施形態による堆積プロセスのフローチャートである。
【図１１】開示する実施形態による膜キュアリングプロセスのフローチャートである。
【図１２】開示する実施形態によるチャンバクリーニングプロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付の図では、類似の構成要素および／または特徴が、同じ参照ラベルを有することがある。本明細書内で参照ラベルが使用される場合、その説明は、同じ参照ラベルを有する類似の構成要素のいずれか１つに該当する。
【００１９】
開示する実施形態は、処理チャンバと、少なくとも部分的にチャンバ内に配置された基板支持組立体とを有する基板処理システムを含む。少なくとも２種のガス（またはガスの２つの組合せ）が、異なる経路を経由して基板処理チャンバに送出される。プロセスガスを処理チャンバ内に送出し、励起させてプラズマにし、プロセスガスがシャワーヘッドを通過して第２のプラズマ領域内に入り、そこでシリコン含有ガスと相互作用して基板の表面上に膜を形成することができる。プラズマは、第１のプラズマ領域または第２のプラズマ領域内で点火することができる。
【００２０】
図２は、複数種のガス前駆体間の分離を維持する仕切られたプラズマ生成領域を備えたプロセスチャンバの斜視図である。酸素、水素、および／または窒素（例えば酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４を含むＮｘＨｙ、シラン、ジシラン、ＴＳＡ、ＤＳＡなど）を含有するプロセスガスを、ガス入口組立体２２５を通じて第１のプラズマ領域２１５に導入することができる。第１のプラズマ領域２１５は、プロセスガスから形成されたプラズマを含むことができる。プロセスガスは、第１のプラズマ領域２１５に入る前に、遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）２２０内で励起させることもできる。第１のプラズマ領域２１５の下方にシャワーヘッド２１０があり、シャワーヘッド２１０は、第１のプラズマ領域２１５と第２のプラズマ領域２４２の間にある有孔仕切り（本明細書ではシャワーヘッドと呼ぶ）である。諸実施形態では、第１のプラズマ領域２１５内のプラズマは、ＡＣ電力、おそらくはＲＦ電力を、導電性とすることもできる蓋２０４とシャワーヘッド２１０の間に印加することによって形成される。
【００２１】
第１のプラズマ領域内でのプラズマの形成を可能にするために、蓋２０４とシャワーヘッド２１０の間に電気絶縁リング２０５を配置して、蓋２０４とシャワーヘッド２１０の間にＲＦ電力を印加できるようにすることができる。電気絶縁リング２０５は、セラミックから形成することができ、火花発生を回避するために高破壊電圧を有することができる。
【００２２】
第２のプラズマ領域２４２は、第１のプラズマ領域２１５からシャワーヘッド２１０の孔を通じて励起ガスを受け取ることができる。第２のプラズマ領域２４２は、処理チャンバ２００の側部２３５から延びる管２３０からガスおよび／または蒸気も受け取ることができる。第１のプラズマ領域２１５からのガスと管２３０からのガスが、第２のプラズマ領域２４２内で混合されて、基板２５５を処理する。第１のプラズマ領域２１５内でプラズマを点火してプロセスガスを励起させると、図１のＲＰＳ１４５およびバッフル１４０のみに頼る方法に比べて、基板処理領域（第２のプラズマ領域２４２）に流れ込む励起種をより均一に分散させることができる。開示する実施形態では、第２のプラズマ領域２４２内にプラズマがない。
【００２３】
基板２５５の処理は、基板２５５が第２のプラズマ領域２４２内に配置されたペデスタル２６５によって支持されている間に基板の表面上に膜を形成することを含むことができる。処理チャンバ２００の側部２３５は、ガスを管２３０に分配するガス分配流路を含むことができる。諸実施形態では、シリコン含有前駆体が、ガス分配流路から管２３０を通り、各管２３０の端部の開口および／または管２３０の長さに沿った開口を通って送出される。
【００２４】
ガス入口２２５から第１のプラズマ領域２１５に入るガスの経路を、その目的がこの場合は第１のプラズマ領域２１５内にガスをより均一に分散させることである、（図示していないが図１のバッフル１４０に類似の）バッフルによって遮ることができることに留意されたい。開示するいくつかの実施形態では、プロセスガスが酸化前駆体（酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）などを含有することができる）であり、このプロセスガスを、シャワーヘッドの孔を通って流れた後に、より直接的に第２のプラズマ領域に導入されたシリコン含有前駆体（例えばシラン、ジシラン、ＴＳＡ、ＤＳＡ、ＴＥＯＳ、ＯＭＣＴＳ、ＴＭＤＳＯなど）と組み合わせることができる。反応物のこの組合せを使用して、基板２５５上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）の膜を形成することができる。諸実施形態では、プロセスガスが窒素（ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４を含むＮｘＨｙ、ＴＳＡ、ＤＳＡ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２など）を含有し、このプロセスガスがシリコン含有前駆体と組み合わされるとそれを使用して、窒化シリコン、酸窒化シリコン、またはｌｏｗ−Ｋ誘電体を形成することができる。
【００２５】
開示する実施形態では、基板処理システムがまた、ＲＦ電力をシャワーヘッド２１０とペデスタル２６５の間に印加することによって、第２のプラズマ領域２４２内でプラズマを点火することができるように構成される。基板２５５が存在するときは、ＲＦ電力をシャワーヘッド２１０と基板２５５の間に印加することができる。シャワーヘッド２１０を基板２５５とは異なる電位に保持できるようにするために、シャワーヘッド２１０とチャンバ本体２８０の間に絶縁スペーサ２４０が設置される。ペデスタル２６５は、ペデスタルシャフト２７０によって支持される。基板２５５は、プロセスチャンバ２００にスリット弁２７５を通じて送出することができ、ペデスタル２６５上に降ろされる前にリフトピン２６０によって支持することがきる。
【００２６】
上記の説明では、第１のプラズマ領域２１５および第２のプラズマ領域２４２内のプラズマは、ＲＦ電力を平行板間に印加することによって形成されている。一代替実施形態では、どちらか一方または両方のプラズマを誘導的に形成することができ、その場合、２枚の板は導電性とすることはできない。領域を取り囲む処理チャンバの２枚の電気絶縁板および／または電気絶縁壁部に導電コイルを埋め込むことができる。プラズマが容量結合型（ＣＣＰ）か、それとも誘導結合型（ＩＣＰ）かに関わらず、チャンバのプラズマに曝される部分は、その部分内の冷却流体流路に水を流すことによって冷却することができる。開示する実施形態では、シャワーヘッド２１０、蓋２０４、および壁部２０５が水冷される。誘導結合プラズマが使用される場合、第１のプラズマ領域および第２のプラズマ領域内のプラズマを同時に用いてチャンバを（より容易に）運転することができる。この能力は、チャンバクリーニングを促進するのに有用となり得る。
【００２７】
図３Ａ〜Ｂは、第１のプラズマ領域または第２のプラズマ領域内でプラズマを生じさせることのできる電気スイッチ３００の電気概略図である。図３Ａと３Ｂのどちらにおいても、電気スイッチ３００は、改変型双極双投（ＤＰＤＴ）である。電気スイッチ３００は、２つの位置の一方の位置にあってよい。第１の位置が図３Ａに示されており、第２の位置が図３Ｂに示されている。左側の２つの接続が、処理チャンバに対する電気入力３０２、３０４であり、右側の２つの接続３１０、３１２が、処理チャンバ上の構成要素に対する出力接続である。電気スイッチ３００は、処理チャンバの物理的に近くにあっても、処理チャンバ上にあってもよいが、処理チャンバの遠位にあってもよい。電気スイッチ３００は、手動および／または自動で操作することができる。自動操作は、２つの接触子３０６、３０８の状態を変更するために、１つまたは複数のリレーを使用する必要があり得る。開示したこの実施形態における電気スイッチ３００は、ちょうど１つの電気出力３１２に２つの接触子３０６、３０８がそれぞれ接触することができ、残りの出力に１つの接触子３０６だけが接触することができるという点で、標準的なＤＰＤＴスイッチから改変されている。
【００２８】
第１の位置（図３Ａ）は、第１のプラズマ領域内でプラズマを形成できるようにし、第２のプラズマ領域内でほとんどプラズマを生じさせないものである。チャンバ本体、ペデスタル、および基板（もしあれば）は、大半の基板処理システムでは、典型的にグランド電位にある。開示する実施形態では、電気スイッチ３００の位置に関わらず、ペデスタルが電気的アース３３５にある。図３Ａは、ＲＦ電力３２５を蓋３７０に印加し、グランド（３３５、換言すれば０ボルト）をシャワーヘッド３７５に印加するスイッチ位置を示す。このスイッチ位置は、基板表面上への膜の堆積に対応してよい。
【００２９】
第２の位置（図３Ｂ）は、第２のプラズマ領域内でプラズマを形成できるようにするものである。図３Ｂは、ＲＦ電力３２５をシャワーヘッド３７５に印加し、蓋３７０を浮動状態にさせるスイッチ位置を示す。電気的に浮動状態の蓋３７０により、第１のプラズマ領域内にほとんどプラズマが存在しない。開示する実施形態では、このスイッチ位置は、堆積後の膜の処理またはチャンバクリーニング手順に対応してよい。
【００３０】
ＲＦ源によって出力されるＡＣ周波数（複数可）ならびに蓋３７０およびシャワーヘッド３７５の側面に適切な２つのインピーダンス整合回路３６０、３６５が、図３Ａと３Ｂのどちらにも示されている。インピーダンス整合回路３６０、３６５は、ＲＦ源に戻る反射電力を低減させることによって、ＲＦ源の電力要件を低減させることができる。さらに、開示するいくつかの実施形態では、周波数は無線周波数スペクトルの外側とすることができる。
【００３１】
図４Ａ〜Ｂは、開示する実施形態による、仕切られたプラズマ生成領域を備えたプロセスチャンバの断面図である。膜堆積（酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、または酸炭化シリコン）の間、プロセスガスを、ガス入口組立体４０５を通じて第１のプラズマ領域４１５に流し込むことができる。プロセスガスは、第１のプラズマ領域４１５に入る前に、遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）４００内で励起させることができる。蓋４１２およびシャワーヘッド４２５が、開示する実施形態に従って示されている。蓋４１２は、印加されるＡＣ電圧源を伴って示され（図４Ａ）、シャワーヘッドは接地されており、図３Ａの電気スイッチの第１の位置に一致している。絶縁リング４２０が、蓋４１２とシャワーヘッド４２５の間に配置されて、第１のプラズマ領域内で容量結合プラズマ（ＣＣＰ）が形成できるようにしている。
【００３２】
シリコン含有前駆体を、処理チャンバの側部４３５から延びる管４３０を通じて第２のプラズマ領域４３３に流し込むことができる。プロセスガスから得られた励起種が、シャワーヘッド４２５の孔の中を移動して、第２のプラズマ領域４３３を通って流れるシリコン含有前駆体と反応する。さまざまな実施形態では、シャワーヘッド４２５の孔の直径は１２ｍｍ未満でよく、０．２５ｍｍ〜８ｍｍでよく、０．５ｍｍ〜６ｍｍでよい。シャワーヘッドの厚さは、かなりばらつきがあってよいが、孔の直径の深さ（ｌｅｎｇｔｈ）は、およそ孔の直径またはそれ未満とし、プロセスガスから得られる励起種の密度を第２のプラズマ領域４３３内で増大させることができる。スイッチの位置（図３Ａ）のため、第２のプラズマ領域４３３内にはほとんどプラズマが存在しない。プロセスガスの励起誘導体とシリコン含有前駆体が、基板上方の領域内で、また時おり基板上で組み合わさって、基板上に流動性膜を形成する。膜が成長するため、最近追加された材料の方が、下にある材料よりも高い移動度を有する。移動度は、有機含有物が蒸発によって低減するにつれて減少する。この技法を用いることにより、堆積が完了した後に膜内に従来どおりの有機含有物の密度を残すことなく、流動性膜によってギャップを充填することができる。それでもなおキュアリングステップを使用して、堆積された膜から有機含有物をさらに低減または除去することができる。
【００３３】
第１のプラズマ領域４１５内だけで、または遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）と組み合わせてプロセスガスを励起させることにより、いくつかの利点がもたらされる。第１のプラズマ領域４１５内のプラズマにより、プロセスガスから得られる励起種の濃度を第２のプラズマ領域４３３内で増大させることができる。この増大は、第１のプラズマ領域４１５内のプラズマの位置に起因し得る。第２のプラズマ領域４３３は、遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）４００よりも第１のプラズマ領域４１５の近くにあり、それにより、励起種が他のガス分子、チャンバの壁面、およびシャワーヘッドの表面との衝突を通じて励起状態から抜け出すほどの時間は残っていない。
【００３４】
プロセスガスから得られる励起種の濃度の均一性も、第２のプラズマ領域４３３内で増大させることができる。これは、第２のプラズマ領域４３３の形状により類似している第１のプラズマ領域４１５の形状に起因し得る。遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）４００内で形成された励起種は、シャワーヘッド４２５の縁部付近の孔を通過するために、シャワーヘッド４２５の中央付近の孔を通過する種に比べてより長い距離を移動する。より長い距離により、励起種の励起が低減し、例えば、基板の縁部付近で成長速度がより遅くなることがある。プロセスガスを第１のプラズマ領域４１５内で励起させることにより、このばらつきが軽減する。
【００３５】
プロセスガスおよびシリコン含有前駆体に加えて、さまざまな時間にさまざまな目的で導入される他のガスがあってよい。チャンバ壁面、基板、堆積された膜、および／または堆積中の膜から望ましくない種を除去するために、処理ガスを導入することができる。処理ガスは、Ｈ２、Ｈ２／Ｎ２混合物、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、Ｏ３、Ｏ２、Ｈ２Ｏ２、および水蒸気の群からのガスのうち少なくとも１種を含むことができる。処理ガスは、励起させてプラズマにし、次いで、それを使用して、堆積された膜から残留有機含有物を低減または除去することができる。開示する他の実施形態では、プラズマなしで処理ガスを使用することができる。処理ガスが水蒸気を含む場合、その送出は、質量流量計（ＭＦＭ）および噴射弁を用いて、または商業的に入手可能な水蒸気発生器によって達成することができる。
【００３６】
図４Ｂは、図３Ｂに示すスイッチ位置に一致する、プラズマが第２のプラズマ領域４３３内にあるプロセスチャンバの断面図である。処理チャンバの側部４３５から延びる管４３０を通じて送出された処理ガスを励起させるために、第２のプラズマ領域４３３内でプラズマを使用することができる。スイッチの位置（図３Ｂ）のため、第１のプラズマ領域４１５内にはほとんどプラズマが存在しない。処理ガスから得られた励起種が、基板４５５上の膜と反応して、堆積された膜から有機化合物を除去する。本明細書では、このプロセスを膜の処理またはキュアと呼ぶことができる。
【００３７】
開示するいくつかの実施形態では、第２のプラズマ領域４３３内の管４３０は、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウムなどの絶縁材料を含む。絶縁材料は、一部の基板処理チャンバキテクチャが火花発生するリスクを低減させる。
【００３８】
処理ガスは、ガス入口組立体４０５を通じて第１のプラズマ領域４１５に導入することもできる。開示する実施形態では、処理ガスを、ガス入口組立体４０５だけを通じて、または第２のプラズマ領域４３３の壁部４３５から延びる管４３０を通る処理ガスの流れと組み合わせて、導入することができる。第１のプラズマ領域４１５を通り、次いでシャワーヘッド４３０を通って流れて、堆積された膜を処理する処理ガスは、第１のプラズマ領域４１５内で励起させてプラズマにし、または別法として、第２のプラズマ領域４３３内で励起させてプラズマにすることができる。
【００３９】
基板４５５を処理またはキュアすることに加えて、処理ガスを、プラズマが存在する第２のプラズマ領域４３３に流し込んで、第２のプラズマ領域４３３の内面（例えば壁部４３５、シャワーヘッド４２５、ペデスタル４６５、および管４３０）をクリーニングすることもできる。同様に、処理ガスを、プラズマが存在する第１のプラズマ領域４１５に流し込んで、第１のプラズマ領域４１５の表面の内側（例えば蓋４１２、壁部４２０、およびシャワーヘッド４２５）をクリーニングすることができる。開示する実施形態では、処理ガスが、第２のプラズマ領域の保全手順（クリーニングおよび／または乾燥）後に、（プラズマが存在する）第２のプラズマ領域４３３に流し込まれて、第２のプラズマ領域４３３の内面から残留フッ素を除去する。別の手順の一環または同一手順の（おそらくは連続した）別ステップとして、処理ガスが、第１のプラズマ領域の保全手順（クリーニングおよび／または乾燥）後に、（プラズマが存在する）第１のプラズマ領域４１５に流し込まれて、第１のプラズマ領域４１５の内面から残留フッ素を除去する。一般に、両領域は、同時にクリーニングし、または乾燥させる必要があり、処理ガスは、基板の処理が再開する前に、各領域を連続して処理することができる。
【００４０】
前述の処理ガスプロセスは、処理ガスを、堆積ステップとは異なるプロセスステップにおいて使用するものである。処理ガスは、堆積中に、成長中の膜から有機含有物を除去するために使用することもできる。図５は、ガス入口組立体５０３および第１のプラズマ領域５１５のクローズアップ斜視図を示す。ガス入口組立体５０３がより細部にわたって示されており、２つの別個のガス流路５０５、５１０が明らかになっている。一実施形態では、プロセスガスが、外側流路５０５を通じて第１のプラズマ領域５１５に流し込まれる。プロセスガスは、ＲＰＳ５００によって励起されても、されなくてもよい。処理ガスは、ＲＰＳ５００によって励起されずに、内側流路５１０から第１のプラズマ領域５１５に流れ込んでもよい。外側流路５０５および内側流路５１０の位置は、２つの流路の一方だけがＲＰＳ５００の中を通るような、さまざまな物理的構成で配置することができる（例えば、開示する実施形態では、ＲＰＳにより励起されたガスが内側流路を通って流れてよい）。
【００４１】
プロセスガスと処理ガスはどちらも、第１のプラズマ領域５１５内で励起させてプラズマにし、その後、シャワーヘッド５２０の孔を通って第２のプラズマ領域に流れ込むことができる。処理ガスの目的は、堆積中の膜から望ましくない成分（一般に有機含有物）を除去することである。図５に示す物理的構成では、内側流路５１０からのガスは、膜成長に明らかに寄与することができるわけではなく、成長中の膜からフッ素、水素、および／または炭素を捕捉するために使用することができる。
【００４２】
図６Ａは、開示する実施形態による処理チャンバで使用するチャンバ上部組立体の斜視図であり、図６Ｂはその断面図である。ガス入口組立体６０１が、ガスを第１のプラズマ領域６１１に導入する。ガス入口組立体６０１内に２つの別個のガス供給流路が見える。第１の流路６０２は、遠隔プラズマシステムＲＰＳ６００を通過するガスを運び、第２の流路６０３は、ＲＰＳ６００をバイパスする。開示する実施形態では、第１の流路６０２をプロセスガスに使用することができ、第２の流路６０３を処理ガスに使用することができる。蓋６０５およびシャワーヘッド６１５が、シャワーヘッド６１５に対してあるＡＣ電位を蓋６０５に印加できるようにする絶縁リング６１０が間にある状態で示されている。基板処理チャンバの側部６２５が、管を径方向内側を向いた状態でそこから取り付けることのできるガス分配流路を備えて示されている。管は図６Ａ〜Ｂの図中に示されていない。
【００４３】
開示するこの実施形態では、図６Ａ〜Ｂのシャワーヘッド６１５は、孔の最小直径６１７の深さよりも厚い。かなりの濃度の励起種が第１のプラズマ領域６１１から第２のプラズマ領域６３０に侵入するのを維持するために、孔の最小直径６１７の深さ６１８を、シャワーヘッド６１５の途中でより大きな孔６１９を形成することにより制限することができる。開示する実施形態では、孔の最小直径６１７の深さは、孔の最小直径６１７と同程度またはそれ未満とすることができる。
【００４４】
図７Ａは、開示する実施形態による処理チャンバで使用する二源蓋の別の断面図である。ガス入口組立体７０１が、ガスを第１のプラズマ領域７１１に導入する。ガス入口組立体７０１内に２つの別個のガス供給流路が見える。第１の流路７０２は、遠隔プラズマシステムＲＰＳ７００を通過するガスを運び、第２の流路７０３は、ＲＰＳ７００をバイパスする。開示する実施形態では、第１の流路７０２をプロセスガスに使用することができ、第２の流路７０３を処理ガスに使用することができる。蓋７０５およびシャワーヘッド７１５が、シャワーヘッド７１５に対してあるＡＣ電位を蓋７０５に印加できるようにする絶縁リング７１０が間にある状態で示されている。
【００４５】
図７Ａのシャワーヘッド７１５は、（プロセスガスなどの）ガスの励起誘導体が第１のプラズマ領域７１１から第２のプラズマ領域７３０内に移動できるようにするために、図６Ａ〜Ｂのものと類似の貫通孔を有する。シャワーヘッド７１５は、蒸気または（シリコン含有前駆体などの）ガスで充填することができ、また小さな孔７５５を通って第２のプラズマ領域７３０内に至ることができるが、第１のプラズマ領域７１１内には至ることのできない、１つまたは複数の中空容積７５１も有する。中空容積７５１および小さな孔７５５は、管の代わりにシリコン含有前駆体を第２のプラズマ領域７３０に導入するために使用することができる。開示するこの実施形態では、シャワーヘッド７１５は、貫通孔の最小直径７１７の深さよりも厚い。かなりの濃度の励起種が第１のプラズマ領域７１１から第２のプラズマ領域７３０に侵入するのを維持するために、貫通孔の最小直径７１７の深さ７１８を、シャワーヘッド７１５の途中でより大きな孔７１９を形成することにより制限することができる。開示する実施形態では、貫通孔の最小直径７１７の深さは、貫通孔の最小直径７１７と同程度またはそれ未満とすることができる。
【００４６】
諸実施形態では、貫通孔の数を約６０〜約２０００個とすることができる。貫通孔は、さまざまな形状を有してよいが、最も容易には丸く形成される。開示する実施形態では、貫通孔の最小直径は、約０．５ｍｍ〜約２０ｍｍまたは約１ｍｍ〜約６ｍｍとすることができる。貫通孔の断面形状を選択する自由もあり、断面形状は、円錐形、円筒形、またはその２つの形状の組合せにすることができる。さまざまな実施形態では、ガスを第２のプラズマ領域７３０に導入するために使用される小さな孔７５５の数は、約１００〜約５０００個または約５００〜約２０００個とすることができる。小さな孔の直径は、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍとすることができる。
【００４７】
図７Ｂは、開示する実施形態による処理チャンバで使用するシャワーヘッド７１５の底面図である。シャワーヘッド７１５は、図７Ａに示すシャワーヘッドと一致する。貫通孔７１９が、シャワーヘッド７１５の底面上でより大きな内径（ＩＤ）を有し、上面でより小さなＩＤを有する。小さな孔７５５は、たとえ貫通孔７１９の間であっても、シャワーヘッドの表面全体にわたってほぼ均一に分配されており、そのことが、本明細書に記載する他の実施形態よりも均一な混合を可能にする助けとなっている。
【００４８】
例示的基板処理システム
堆積システムの諸実施形態は、集積回路チップ作製用のより大型の製作システムに組み込むことができる。図８は、開示する実施形態による、堆積チャンバ、ベーキングチャンバ、およびキュアリングチャンバからなる１つのそのようなシステム８００を示す。図では、１対のＦＯＵＰ（フロントオープニングユニファイドポッド）８０２が基板（例えば３００ｍｍ径ウェーハ）を供給し、基板は、ロボットアーム８０４に受け取られて、低圧保持領域８０６内に配置されてから、ウェーハ処理チャンバ８０８ａ〜ｆのうち１つのチャンバ内に配置される。第２のロボットアーム８１０を使用して、基板ウェーハを保持領域８０６から処理チャンバ８０８ａ〜ｆに、またその逆に輸送することができる。
【００４９】
処理チャンバ８０８ａ〜ｆは、基板ウェーハ上に流動性誘電体膜を堆積させ、基板ウェーハ上の流動性誘電体膜をアニール、キュア、および／またはエッチングするための、１つまたは複数のシステム構成要素を含むことができる。一構成では、２対の処理チャンバ（例えば８０８ｃ〜ｄおよび８０８ｅ〜ｆ）を使用して、基板上に流動性誘電体材料を堆積させることができ、第３対の処理チャンバ（例えば８０８ａ〜ｂ）を使用して、堆積された誘電体をアニールすることができる。別の構成では、同じ２対の処理チャンバ（例えば８０８ｃ〜ｄおよび８０８ｅ〜ｆ）を、基板上に流動性誘電体膜を堆積し、また基板上の流動性誘電体膜をアニールするように構成することができ、第３対のチャンバ（例えば８０８ａ〜ｂ）を、堆積された膜のＵＶまたはＥビームキュアリングに使用することができる。さらに別の構成では、３対のチャンバ全て（例えば８０８ａ〜ｆ）を、基板上に流動性誘電体膜を堆積させ、また基板上の流動性誘電体膜をキュアするように構成することができる。さらに別の構成では、２対の処理チャンバ（例えば８０８ｃ〜ｄおよび８０８ｅ〜ｆ）を、流動性誘電体の堆積とＵＶまたはＥビームキュアリングのどちらにも使用することができ、第３対の処理チャンバ（例えば８０８ａ〜ｂ）を、誘電体膜のアニールに使用することができる。流動性誘電体膜用の堆積チャンバ、アニーリングチャンバ、およびキュアリングチャンバの更なる構成が、システム８００により企図されることが理解されよう。
【００５０】
さらに、プロセスチャンバ８０８ａ〜ｆの１つまたは複数を、湿式処理チャンバとして構成することもできる。そうしたプロセスチャンバは、水分を含む雰囲気中で流動性誘電体膜を加熱することを含む。したがって、システム８００の諸実施形態は、堆積された誘電体膜に対して湿式アニールと乾式アニールをどちらも実施するために、湿式処理チャンバ８０８ａ〜ｂおよびアニール処理チャンバ８０８ｃ〜ｄを含むことができる。
【００５１】
図９は、開示する実施形態による基板処理チャンバ９５０である。遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）９４８が、ガスを処理することができ、次いでそのガスが、ガス入口組立体９５４を通って移動する。より具体的には、ガスは、流路９５６を通って移動して、第１のプラズマ領域９８３に入る。第１のプラズマ領域９８３の下方に、有孔仕切り（シャワーヘッド）９５２が、第１のプラズマ領域９８３とシャワーヘッド９５２の下の第２のプラズマ領域９８５との間でいくらかの物理的分離を維持するためにある。シャワーヘッドは、励起種が第１のプラズマ領域９８３から第２のプラズマ領域９８５内に移動できるようにしながら、第１のプラズマ領域９８３内に存在するプラズマが第２のプラズマ領域９８５内のガスを直接励起するのを回避することができる。
【００５２】
シャワーヘッド９５２は、径方向に基板処理チャンバ９５０の第２のプラズマ領域９８５の内部に突き出す側方ノズル（または管）９５３の上方に配置される。シャワーヘッド９５２は、板の厚さを横断する複数の孔を通じて前駆体を分散させる。シャワーヘッド９５２は、例えば、約１０〜１００００個の孔（例えば２００個の孔）を有することができる。図示の実施形態では、シャワーヘッド９５２は、酸素、水素、および／または窒素を含有するプロセスガス、あるいはそのようなプロセスガスの誘導体を、第１のプラズマ領域９８３内でプラズマにより励起するとすぐに分散させることができる。諸実施形態では、プロセスガスは、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４を含むＮｘＨｙ、シラン、ジシラン、ＴＳＡ、およびＤＳＡのうち１種または複数種を含有することができる。
【００５３】
管９５３は、（第２のプラズマ領域９８５の中心に最も近い）端部の孔、および／または管９５３の長さの周りで、またはその長さに沿って分配された孔を有することができる。この孔を使用して、シリコン含有前駆体を第２のプラズマ領域に導入することができる。シャワーヘッド９５２の孔を通って到着したプロセスガスとその励起誘導体が、管９５３を通って到着したシリコン含有前駆体と組み合わさったときに、第２のプラズマ領域９８５内でペデスタル９８６によって支持された基板上に膜が形成される。
【００５４】
上部入口９５４は、２種以上の前駆体がシャワーヘッド９５２の上方の第１のプラズマ領域９８３に入るまでそれらを混合および反応させない、２つ以上の独立した前駆体（例えばガス）流路９５６および９５８を有することができる。第１の流路９５６は、入口９５４の中心を取り囲む円環形を有することができる。この流路は、反応種前駆体を生成する遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）９４８に結合することができ、反応種前駆体は、流路９５６を流れ落ちて、シャワーヘッド９５２の上方の第１のプラズマ領域９８３に入る。第２の流路９５８は、円筒形とすることができ、第２の前駆体を第１のプラズマ領域９８３に流すために使用することができる。この流路は、反応種生成ユニットをバイパスする前駆体および／またはキャリアガス源から開始してよい。次いで、第１および第２の前駆体が混合され、板９５２の孔を通って第２のプラズマ領域に流れる。
【００５５】
基板処理チャンバ９５０内で、シャワーヘッド９５２および上部入口９５４を使用して、プロセスガスを第２のプラズマ領域９８５に送出することができる。例えば、第１の流路９５６は、（基底状態または電子励起状態にある）原子酸素、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４を含むＮｘＨｙ、シラン、ジシラン、ＴＳＡ、およびＤＳＡのうち１種または複数種を含むプロセスガスを送出することができる。プロセスガスは、ヘリウム、アルゴン、窒素（Ｎ２）などのキャリアガスを含むこともできる。第２の流路９５８も、プロセスガス、キャリアガス、および／または成長中の膜または堆積されたままの膜から望ましくない成分を除去するために使用される処理ガスを送出することができる。
【００５６】
容量結合プラズマ（ＣＣＰ）の場合、電圧差をアサートできるようにするために、シャワーヘッドと処理チャンバの導電性上部９８２の間に電気絶縁体９７６（例えばセラミックリング）が配置される。電気絶縁体９７６が存在することにより、確実に第１のプラズマ領域９８３内でプラズマをＲＦ電力源によって形成できるようになる。同様に、第２のプラズマ領域９８５内でプラズマを形成できるようにするために、セラミックリングをシャワーヘッド９５２とペデスタル９８６の間にも配置することができる（図９には示していない）。このセラミックリングは、管９５３の垂直位置、またそれらの管が火花発生を生じさせる可能性のある金属含有物を有するかどうかに応じて、管９５３の上方または下方に配置することができる。
【００５７】
プラズマは、シャワーヘッドの上方の第１のプラズマ領域９８３内、またはシャワーヘッドおよび側方ノズル９５３の下方の第２のプラズマ領域９８５内で点火することができる。堆積中に、典型的に無線周波数（ＲＦ）の範囲内のＡＣ電圧が、処理チャンバの導電性上部９８２とシャワーヘッド９５２の間に印加されて、第１のプラズマ領域９８３内でプラズマを点火する。上部プラズマは、膜をキュアする、または第２のプラズマ領域９８５の境界をなす内面をクリーニングするために下部プラズマ９８５がオンにされる、低電力または無電力の時点で残る。第２のプラズマ領域９８５内のプラズマは、シャワーヘッド９５２とペデスタル９８６（またはチャンバの下部）の間にＡＣ電圧を印加することにより点火される。
【００５８】
本明細書では、「励起状態」にあるガスとは、ガス分子の少なくとも一部が振動励起状態、解離状態、および／またはイオン化状態にあるガスをいう。ガスは、２種以上のガスの組合せとすることができる。
【００５９】
開示する実施形態は、堆積プロセス、エッチングプロセス、キュアリングプロセス、および／またはクリーニングプロセスに関係してよい方法を含む。図１０は、開示する実施形態による堆積プロセスのフローチャートである。本明細書に記載する方法を実施するために、少なくとも２つの区画に分割された基板処理チャンバが使用される。基板処理チャンバは、第１のプラズマ領域および第２のプラズマ領域を有することができる。第１のプラズマ領域と第２のプラズマ領域にはどちらも、それらの領域内で点火されるプラズマがあってよい。
【００６０】
図１０に示すプロセスは、基板処理チャンバ内への基板の送出（ステップ１００５）から開始する。基板が第２のプラズマ領域内に配置され、その後、プロセスガスを第１のプラズマ領域に流し込むことができる（ステップ１０１０）。第１のプラズマ領域または第２のプラズマ領域に処理ガスを導入してもよい（図示しないステップ）。次いで、第１のプラズマ領域内でプラズマを点火することができる（ステップ１０１５）が、第２のプラズマ領域内ではプラズマを点火することはできない。シリコン含有前駆体が第２のプラズマ領域に流し込まれる（１０２０）。ステップ１０１０、１０１５、および１０２０のタイミングおよび順序は、本発明の趣旨から逸脱せずに調整することができる。ひとたびプラズマが点火され、前駆体が流れていれば、基板上に膜が成長する（１０２５）。膜が所定の厚さに、または所定の時間にわたって成長した（１０２５）後、プラズマおよびガス流が停止され（１０３０）、基板処理チャンバから基板を取り除くことができる（１０３５）。基板が取り除かれる前に、次に説明するプロセス内で膜をキュアすることができる。
【００６１】
図１１は、開示する実施形態による膜キュアリングプロセスのフローチャートである。このプロセスの開始（１１００）は、図１０に示す方法において基板が取り除かれる（１０３５）直前とすることができる。このプロセスは、基板を処理チャンバの第２のプラズマ領域に入れることから開始（１１００）してもよい。その場合、基板は別の処理チャンバ内で処理されていてよい。処理ガス（おそらくは前述したガス）が、第１のプラズマ領域に流し込まれ（１１１０）、第１のプラズマ領域内でプラズマが点火される（１１１５）（この場合も、タイミング／順序は調整することができる）。次いで、膜中の望ましくない含有物が除去される（１１２５）。開示するいくつかの実施形態では、この望ましくない含有物が有機物であり、このプロセスは、基板上の膜をキュアまたは硬化する（１１２５）ものである。膜は、このプロセス中に収縮することがある。ガスの流れおよびプラズマが停止され（１１３０）、基板処理チャンバから基板を取り除くことができる（１１３５）。
【００６２】
図１２は、開示する実施形態によるチャンバクリーニングプロセスのフローチャートである。このプロセスの開始（１２００）は、予防保全（ＰＭ）手順または予定外の出来事の後にしばしば行われる、チャンバのクリーニングまたは乾燥がなされた後に行われてよい。基板処理チャンバは２つの区画を有し、それらは、プラズマを第１のプラズマ領域および第２のプラズマ領域内で同時に維持できない場合があるため、両領域をクリーニングするために連続したプロセスが必要になることがある。処理ガス（おそらくは前述したガス）が、第１のプラズマ領域に流し込まれ（１２１０）、第１のプラズマ領域内でプラズマが点火される（１２１５）（この場合も、タイミング／順序は調整することができる）。第１のプラズマ領域内の内面がクリーニングされ（１２２５）てから、処理ガスの流れおよびプラズマが停止される（１２３０）。このプロセスが、第２のプラズマ領域について繰り返される。処理ガスが第２のプラズマ領域に流し込まれ（１２３５）、その中でプラズマが点火される（１２４０）。第２のプラズマ領域の内面がクリーニングされ（１２４５）、処理ガスの流れおよびプラズマが停止される（１２５０）。内面クリーニング手順は、基板処理チャンバの内面からフッ素を除去し、またトラブルシューティングおよび保全手順から残った他の汚染物質を除去するために、実施することができる。
【００６３】
以上、いくつかの実施形態を開示してきたが、開示した実施形態の趣旨から逸脱せずに、さまざまな修正形態、代替構造、および等価物を使用できることが、当業者には理解されよう。さらに、本発明を不必要に曖昧にしないようにするために、いくつかのよく知られたプロセスおよび要素は記載していない。したがって、上記の説明は、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【００６４】
値の範囲が与えられる場合、その範囲の上下限値の間にある、文脈上明らかに指示する場合を除き下限値の単位の１０分の１までの各値も、具体的に開示されるものと理解される。ある明示された範囲内の任意の明示された値または間にある値と、その明示された範囲内の他の任意の明示された値または間にある値との間のより狭い範囲がそれぞれ包含される。明示された範囲内に明確に除外される任意の限界値があることを前提として、そうしたより狭い範囲の上限値および下限値を、その範囲内に独立に含め、または含めないことが可能であり、より狭い範囲内にどちらか一方の限界値が含まれる、どちらの限界値も含まれない、または両方の限界値が含まれる各範囲も、本発明に包含される。明示された範囲がこれらの限界値の一方または両方を含む場合、含まれたそれらの限界値のどちらか一方または両方を除外する範囲も含まれる。
【００６５】
本明細書および添付の特許請求の範囲では、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに指示する場合を除き、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「プロセス」に言及する場合には、複数のそのようなプロセスが含まれ、「モータ」に言及する場合には、１つまたは複数のモータ、および当業者に既知のその等価物への言及が含まれることなどが挙げられる。
【００６６】
また、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、および「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」という語が、本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、それらは、明示された特徴、整数、構成要素、またはステップの存在を指定するためのものであるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、構成要素、ステップ、動作、または群の存在または追加を妨げない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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