(57)【要約】基板をプラズマ処理するためのチャンバを提供する。チャンバは、プラズマ処理領域を画成している１枚以上のチャンバ壁と、ＲＦエネルギをプラズマ処理領域に伝搬するように構成されているＲＦ伝搬装置とを含む。ＲＦ伝搬装置は、並列に接続されている第１のコイル部分及び第２のコイル部分を備えている。第１のコイル部分及び第２のコイル部分のそれぞれは半巻きコイルであり、第１のコイル部分の入力における電圧と、第２のコイル部分の入力における電圧は、ほぼ同じである。
2009515292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をプラズマ処理するためのチャンバであって、
プラズマ処理領域を画成している１枚以上のチャンバ壁と、
ＲＦエネルギを前記プラズマ処理領域に伝搬するように構成されているＲＦ伝搬装置を備え、ＲＦ伝搬装置は並列に接続されている２つ以上のコイル部分を備えているチャンバ。
【請求項２】
前記２つ以上のコイル部分が、第１の半巻きコイルと第２の半巻きコイルとを備えている請求項１記載のチャンバ。
【請求項３】
前記第１の半巻きコイルの入力と、前記第２の半巻きコイルの入力とに接続されているＲＦ電力源を更に備えている請求項２記載のチャンバ。
【請求項４】
前記第１の半巻きコイルの前記入力における電圧が、前記第１の半巻きコイルの出力における電圧と位相が約１８０度ずれている請求項３記載のチャンバ。
【請求項５】
前記第２の半巻きコイルの前記入力における電圧が、前記第２の半巻きコイルの出力における電圧と位相が約１８０度ずれている請求項３記載のチャンバ。
【請求項６】
前記第１の半巻きコイルが、第１のキャパシタに接続されている出力を備えている請求項２記載のチャンバ。
【請求項７】
前記第１のキャパシタが接地されている請求項６記載のチャンバ。
【請求項８】
前記第２の半巻きコイルが、第２のキャパシタに接続されている出力を備えている請求項２記載のチャンバ。
【請求項９】
前記第２のキャパシタが接地されている請求項８記載のチャンバ。
【請求項１０】
前記２つ以上のコイル部分が、第１の１／４巻きコイルと、第２の１／４巻きコイルと、第３の１／４巻きコイルと、第４の１／４巻きコイルとを備えている請求項１記載のチャンバ。
【請求項１１】
前記２つ以上のコイル部分が単一巻きコイルを構成している請求項１記載のチャンバ。
【請求項１２】
インピーダンスマッチングネットワーク及びインピーダンスプリマッチングネットワークを更に備えている請求項１記載のチャンバ。
【請求項１３】
前記インピーダンスプリマッチングネットワークが、前記インピーダンスマッチングネットワークからのシングルエンド入力を受け取って、ダブルエンド出力を前記ＲＦ伝搬装置に提供するように構成されている請求項１２記載のチャンバ。
【請求項１４】
前記２つ以上のコイル部分が第１の半巻きコイル及び第２の半巻きコイルを備え、前記インピーダンスプリマッチングネットワークが、前記第１の半巻きコイルの入力への第１の出力と、前記第２の半巻きコイルの入力への第２の出力とを提供するように構成されている請求項１２記載のチャンバ。
【請求項１５】
前記第１の半巻きコイルが、接地されている第１のキャパシタに接続されている出力を備えており、前記第２の半巻きコイルが、接地されている第２のキャパシタに接続されている出力を備えており、前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタが、リアクタンス素子として動作するように構成されている請求項１４記載のチャンバ。
【請求項１６】
前記第１の半巻きコイルの前記入力における電圧と、前記第２の半巻きコイルの前記入力における電圧と、前記第１の半巻きコイルの前記出力における電圧と、前記第２の半巻きコイルの前記出力における電圧とがほぼ同じである請求項１５記載のチャンバ。
【請求項１７】
前記第１の半巻きコイルの前記入力における電圧が、前記第１の半巻きコイルの前記出力における電圧と位相が約１８０度ずれている請求項１５記載のチャンバ。
【請求項１８】
前記第２の半巻きコイルの前記入力における電圧が、前記第２の半巻きコイルの前記出力における電圧と位相が約１８０度ずれている請求項１５記載のチャンバ。
【請求項１９】
前記インピーダンスプリマッチングネットワークが、前記ＲＦ伝搬装置のインピーダンスをＮ２倍に増大させるように構成されているトランスを備えている請求項１２記載のチャンバ。
【請求項２０】
前記インピーダンスプリマッチングネットワークが、前記ＲＦ伝搬装置のインピーダンスを、前記インピーダンスマッチングネットワークによって動作可能なインピーダンスレベルまで変換するように構成されている請求項１２記載のチャンバ。
【請求項２１】
ＲＦ電力源に接続されているガス分配プレートを更に備えている請求項１記載のチャンバ。
【請求項２２】
基板をプラズマ処理するためのチャンバであって、
プラズマ処理領域を画成している１枚以上のチャンバ壁と、
ＲＦエネルギを前記プラズマ処理領域に伝搬するように構成されているＲＦ伝搬装置を備え、ＲＦ伝搬装置は並列に接続されている第１のコイル部分及び第２のコイル部分を備え、前記第１のコイル部分及び前記第２のコイル部分のそれぞれが半巻きコイルであり、前記第１のコイル部分の入力における電圧と、前記第２のコイル部分の入力における電圧とがほぼ同じであるチャンバ。
【請求項２３】
前記第１のコイル部分の前記入力における電圧が、前記第１のコイル部分の出力における電圧と位相が約１８０度ずれている請求項２２記載のチャンバ。
【請求項２４】
前記第２のコイル部分の前記入力における電圧が、前記第２のコイル部分の出力における電圧と位相が約１８０度ずれている請求項２２記載のチャンバ。
【請求項２５】
基板をプラズマ処理するためのチャンバであって、
プラズマ処理領域を画成している１枚以上のチャンバ壁と、
ＲＦエネルギを前記プラズマ処理領域に伝搬するように構成されているＲＦ伝搬装置を備え、ＲＦ伝搬装置は並列に接続されている第１のコイル部分及び第２のコイル部分を備え、前記第１のコイル部分及び前記第２のコイル部分のそれぞれが半巻きコイルであり、
前記ＲＦ伝搬装置に接続されているインピーダンスプリマッチングネットワークと、
前記インピーダンスプリマッチングネットワークに接続されているインピーダンスマッチングネットワークを備え、前記インピーダンスプリマッチングネットワークが、前記インピーダンスマッチングネットワークからのシングルエンド入力を受け取って、ダブルエンド出力を前記ＲＦ伝搬装置に提供するように構成されているチャンバ。
【請求項２６】
前記インピーダンスプリマッチングネットワークが、前記ＲＦ伝搬装置のインピーダンスをＮ２倍に増大させるように構成されているトランスを備えている請求項２５記載のチャンバ。
【請求項２７】
前記インピーダンスプリマッチングネットワークが、前記ＲＦ伝搬装置のインピーダンスを、前記インピーダンスマッチングネットワークによって動作可能なインピーダンスレベルまで変換するように構成されている請求項２５記載のチャンバ。
【請求項２８】
プラズマ処理領域にＲＦエネルギを伝搬する方法であって、
並列に接続されている第２のコイル部分に接続されている第１のコイル部分を有するＲＦ伝搬装置を提供するステップを含み、前記ＲＦ伝搬装置が、前記プラズマ処理領域を画成している１枚以上の壁を有するチャンバに結合されており、
ＲＦ電力を前記第１のコイル部分に供給するステップと、
ＲＦ電力を前記第２のコイル部分に供給するステップとを含む方法。
【請求項２９】
前記第１のコイル部分及び前記第２のコイル部分のそれぞれが半巻きコイルである請求項２８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般的には、プラズマ処理システムを使用して電子デバイスを製造するために使用される装置及び方法に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、及び液晶セルの製造において、金属配線及びその他の形状は、導電材料、半導体材料、及び誘電体材料の複数の層をガラス基板に堆積させたり除去することによって形成する。形成される様々な形状は、例えば、アクティブマトリクスディスプレイ画面を構築するための１つのシステムに集積化され、この場合、フラットパネルディスプレイ上の個々のピクセルにディスプレイ状態（ｄｉｓｐｌａｙ  ｓｔａｔｅｓ）が電気的に形成される。フラットパネルディスプレイを製造するために使用される処理技術としては、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、エッチングなどが挙げられる。プラズマ処理は、フラットパネルディスプレイの製造に特に適しており、なぜなら、膜を蒸着させるのに要求される処理温度が比較的低く、良好な膜品質が得られるためである。
【０００３】
特定の種類のプラズマプロセスチャンバは、プロセスチャンバの内側でプラズマを生成及び制御するため、ＲＦ電源に接続されているＲＦコイルを含む。しかしながら、ＲＦコイルとプラズマとの間の容量結合に起因してプラズマが不安定になることがある。
【０００４】
従って、この技術分野には、プロセスチャンバの内側でプラズマを生成及び制御する新しい方法及び装置であって、ＲＦコイルとプラズマとの間の容量結合に起因するプラズマの不安定性を最小にする方法及び装置のニーズが存在している。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つ以上の実施形態は、基板をプラズマ処理するためのチャンバに関する。チャンバは、プラズマ処理領域を画成している１枚以上のチャンバ壁と、ＲＦエネルギをプラズマ処理領域に伝搬するように構成されているＲＦ伝搬装置とを含む。ＲＦ伝搬装置は、並列に接続されている２つ以上のコイル部分を備えている。
【０００６】
また、本発明の１つ以上の実施形態は、基板をプラズマ処理するためのチャンバに関する。チャンバは、プラズマ処理領域を画成している１枚以上のチャンバ壁と、ＲＦエネルギをプラズマ処理領域に伝搬するように構成されているＲＦ伝搬装置とを含む。ＲＦ伝搬装置は、並列に接続されている第１のコイル部分及び第２のコイル部分を備えている。第１のコイル部分及び第２のコイル部分のそれぞれは、半巻きコイルであり、第１のコイル部分の入力における電圧と、第２のコイル部分の入力における電圧とが、ほぼ同じである。
【０００７】
また、本発明の１つ以上の実施形態は、基板をプラズマ処理するためのチャンバに関する。チャンバは、プラズマ処理領域を画成している１枚以上のチャンバ壁と、ＲＦエネルギをプラズマ処理領域に伝搬するように構成されているＲＦ伝搬装置とを含む。ＲＦ伝搬装置は、並列に接続されている第１のコイル部分及び第２のコイル部分を備えており、第１のコイル部分及び第２のコイル部分のそれぞれは半巻きコイルである。チャンバは、ＲＦ伝搬装置に接続されているインピーダンスプリマッチングネットワーク（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｐｒｅ−ｍａｔｃｈ  ｎｅｔｗｏｒｋ）と、インピーダンスプリマッチングネットワークに接続されているインピーダンスマッチングネットワークとを、更に含む。インピーダンスプリマッチングネットワークは、インピーダンスマッチングネットワークからのシングルエンド入力を受け取ってダブルエンド出力（ｄｏｕｂｌｅ  ｅｎｄｅｄ  ｏｕｔｐｕｔ）をＲＦ伝搬装置に提供するように構成されている。
【０００８】
また、本発明の１つ以上の実施形態は、ＲＦエネルギをプラズマ処理領域に伝搬する方法に関する。この方法では、並列に接続されている第２のコイル部分に接続されている第１のコイル部分を有するＲＦ伝搬装置を用意する。ＲＦ伝搬装置は、プラズマ処理領域を画成している１枚以上の壁を有するチャンバ、に結合されている。この方法は、ＲＦ電力を第１のコイル部分に供給するステップと、ＲＦ電力を第２のコイル部分に供給するステップと、を更に含む。
【詳細な説明】
【０００９】
本発明の様々な実施形態は、一般的には、高密度の誘電結合プラズマを使用して基板の表面を処理する装置及び方法に関する。本発明の様々な側面は、一般的には、フラットパネルディスプレイ、半導体、太陽電池、又はその他の任意の基板のプラズマ処理に使用することができる。以下では、本発明の実施形態について、大面積の基板を処理するための化学気相成長（ＣＶＤ）システム、例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社（カリフォルニア州サンタクララ）の一事業部であるＡＫＴから市販されているプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）システムを参照しながら例示的に説明する。しかしながら、本装置及び本方法は、他のシステム構成（例えば、円形基板を処理するように構成されているシステム）においても利用できることを理解されたい。
【００１０】
図１Ａは、本発明の１つ以上の実施形態に関連して使用することのできるプラズマプロセスチャンバ１００の概略的な断面図を示している。このプラズマプロセスチャンバ１００は、一般的には、ガス分配アセンブリ６４と、誘電結合プラズマ発生アセンブリ７０と、下側チャンバアセンブリ２５とを含む。チャンバ領域１７（プロセス領域１８と下側領域１９とから構成されている）は、プラズマ処理を行うことのできる領域範囲を画成している。チャンバ領域１７は、ガス分配アセンブリ６４と、誘電結合プラズマ発生アセンブリ７０と、下側チャンバアセンブリ２５とによって囲まれている。
【００１１】
下側チャンバアセンブリ２５は、一般的には、基板リフトアセンブリ５１と、基板支持体２３８と、プロセスチャンバ基部２０２とを含む。プロセスチャンバ基部２０２は、一部が下側領域１９を画成しているチャンバ壁２０６及びチャンバ底面２０８を有する。プロセスチャンバ基部２０２へのアクセスは、チャンバ壁２０６におけるアクセスポート３２を通じて行われる。アクセスポート３２は、基板２４０をプロセスチャンバ基部２０２に出し入れするための領域を画成している。チャンバ壁２０６及びチャンバ底面２０８は、アルミニウム、又は処理において使用可能なそれ以外の１種類以上の材料の単一ブロックから作製することができる。
【００１２】
プロセスチャンバ基部２０２には、温度制御式の基板支持体２３８が結合されている。基板支持体２３８は、処理中に基板２４０を支持している。基板支持体２３８は、少なくとも１つの埋め込みヒーター２３２を取り囲んでいるアルミニウム本体２２４を含むことができる。埋め込みヒーター２３２（例えば、抵抗発熱体）は、基板支持体２３８の中に配置されている。埋め込みヒーター２３２は電源２７４に接続されており、この電源２７４は、基板支持体２３８とその上に置かれている基板２４０とを、コントローラ３００を使用することにより所定の温度まで制御式に加熱することができる。一般に、ほとんどのＣＶＤプロセスでは、埋め込みヒーター２３２は、プラスチック基板の場合の約６０℃から、ガラス基板の場合の約５５０℃までの範囲の均一な温度に基板２４０を維持する。
【００１３】
一般的には、基板支持体２３８は、裏側２２６と、表側２３４と、脚部２４２とを有する。表側２３４は基板２４０を支持しており、脚部２４２は裏側２２６に結合されている。脚部２４２に取り付けられている脚部基部４２は、基板支持体２３８を様々なポジションの間で動かすリフトアセンブリ４０に結合されている。搬送ポジション（図２に示してある）では、システムロボット（図示せず）が、基板支持体２３８若しくはリフトピン５２、又はその両方にぶつかることなく、プラズマプロセスチャンバ１００に自由に出入りすることができる。脚部２４２は、更に、基板支持体２３８とクラスタツール９１０の他のコンポーネントとの間の電気リード線及び熱電対リード線のための導管を提供する。リフトアセンブリは、この技術分野において一般に使用されている空気式又は電動送りねじタイプのリフトアセンブリを備えており、プラズマプロセスチャンバ１００が真空状態にあるときに基板支持体２３８に作用する重力及び大気圧による力に抗するのに必要な力を提供し、プラズマプロセスチャンバ１００内で支持アセンブリを正確に位置させる。
【００１４】
ベローズ２４６は、基板支持体２３８（又は脚部２４２）とプロセスチャンバ基部２０２のチャンバ底面２０８との間に結合されている。ベローズ２４６は、チャンバ領域１７とプロセスチャンバ基部２０２の外側の大気との間の真空シールを提供している一方で、基板支持体２３８の垂直方向の動きを容易にする。
【００１５】
基板支持体２３８は、基板２４０とそれを囲むシャドウフレーム（ｓｈａｄｏｗ  ｆｒａｍｅ）２４８とを更に支持している。シャドウフレーム２４８は、一般的には、基板２４０の縁部及び基板支持体２３８への蒸着を防止する。
【００１６】
基板支持体２３８には、複数のリフトピン５２を受け入れるための複数の貫通穴２２８が形成されている。リフトピン５２は、一般には、セラミック、グラファイト、セラミックコーティングされた金属、又はステンレス鋼から作製されている。リフトピン５２は、リフトプレート５０を使用することによって基板支持体２３８及びプロセスチャンバ基部２０２に対して動かすことができ、リフトプレート５０は、リフトピン５２を（図１Ａに示したような）下降ポジションから上昇ポジション（図示せず）に動かすことができる。リフトピン５２のそれぞれとチャンバ底面２０８とに取り付けられているリフトベローズ５４は、下側領域１９をプラズマプロセスチャンバ１００の外側の大気から隔離する一方で、リフトピン５２を（図１Ａに示したような）下降ポジションから上昇ポジション（図示せず）まで動かせるようにする目的で使用されている。リフトプレート５０は、リフトアクチュエータ５６を使用することによって作動させることができる。リフトピン５２が上昇ポジションにあり、且つ基板支持体２３８が搬送ポジションにあるときには、基板２４０がアクセスポート３２の上縁部より上に持ち上がっており、従ってシステムロボットがプラズマプロセスチャンバ１００に出入りすることができる。
【００１７】
蓋アセンブリ６５は、一般には、入力ポート１１２を含んでおり、ガス源１１０によって供給されるプロセスガスをこの入力ポート１１２を通じてプロセス領域１８の中に（ガス分配プレート６４の通過後に）導入することができる。ガス源１１０から入力ポート１１２までのガスの流れの適切な制御及び調整は、マスフローコントローラ（図示せず）とコントローラ３００とによって行われる。ガス源１１０は、複数のマスフローコントローラ（図示せず）を含むことができる。用語「マスフローコントローラ」は、本文書においては、プラズマプロセスチャンバ１００への高速且つ正確なガスの流れを提供することのできる任意のコントロールバルブを意味する。入力ポート１１２により、プロセスガスをプラズマプロセスチャンバ１００の中に導入して均一に分布させることができる。更に、オプションとして、マニホールド内で反応ガスが凝縮することを防止するため入力ポート１１２を加熱することができる。
【００１８】
入力ポート１１２は、クリーニング剤源１２０にも結合されている。クリーニング剤源１２０は、一般には、前の処理ステップの完了後に残っている蒸着副生成物と遊離蒸着材料とを除去するためにプロセス領域１８の中に導入されるクリーニング剤（例えば、解離したフッ素）を供給する。
【００１９】
蓋アセンブリ６５は、プロセス領域１８の上側境界となっている。蓋アセンブリ６５は、プラズマプロセスチャンバ１００の中のコンポーネントを保守する目的で、チャンバ基部２０２若しくは誘電結合プラズマ発生アセンブリ７０、又はその両方から取り外すことができる。蓋アセンブリ６５は、一般には、アルミニウム（Ａｌ）又は陽極酸化アルミニウムから作製されている。
【００２０】
蓋アセンブリ６５は、外部の真空ポンプシステム１５２に結合されている上側ポンピングプレナム６３を含むことができる。上側ポンピングプレナム６３を使用することにより、プロセス領域１８からガス及びプロセス副生成物を均一に排出することができる。上側ポンピングプレナム６３は、一般的には、チャンバ蓋６０の中に形成されている、又はチャンバ蓋６０に取り付けられており、プレート６８によって覆われてポンピング流路６１を形成している。プロセス領域１８を均一に減圧する目的で、ポンピング流路６１内へのガスの流れに対する小さな制限が形成されるように、プレート６８とチャンバ蓋６０との間に隙間が形成されている。また、誘電結合プラズマ発生アセンブリ７０の蓋支持部材７２に形成されているシャドウ形状部７１を使用することにより、更なる制限を設けて、プロセス領域１８の均一な減圧を更に確保することもできる。真空ポンプシステム１５２は、所望のチャンバプロセス圧力を達成するうえで必要な真空ポンプ（例えば、ターボポンプ、低真空ポンプ、Ｒｏｏｔｓ  Ｂｌｏｗｅｒ（商標名））を含むことができる。
【００２１】
真空ポンプシステム１５０を使用してプロセス領域１８からガス及びプロセス副生成物を均一に排出する目的で、下側チャンバアセンブリ２５に配置されている下側ポンピングプレナム２４を使用することができる。下側ポンピングプレナム２４は、一般的には、チャンバ底面２０８の中に形成されている、又はチャンバ底面２０８に取り付けられている。下側ポンピングプレナム２４をプレート２６によって覆うことにより、囲まれたポンピング流路２３を形成することができる。ポンピング流路２３へのガスの流れに対する小さな制限を形成することによりチャンバ領域１７が均一に減圧されるように、一般的には、プレート２６は複数の穴２１（又は隙間）を含む。ポンピング流路２３は、ポンピングポート１５０Ａを通じて真空ポンプシステム１５０に接続されている。真空ポンプシステム１５０は、真空ポンプ（例えば、ターボポンプ、低真空ポンプ、Ｒｏｏｔｓ  Ｂｌｏｗｅｒ（商標名））を含むことができる。下側ポンピングプレナム２４は、プロセス領域１８からガスを均一に排出するため、プロセスチャンバの中心に対称的に配置することができる。これに代えて、下側ポンピングプレナム２４を、非対称的に下側チャンバアセンブリ２５に配置することができる（図示せず）。
【００２２】
下側ポンピングプレナム２４及び上側ポンピングプレナム６３の両方を使用して、プロセス領域１８を減圧することができる。この場合、プラズマ処理の結果を向上させ、且つ下側領域１９中へのプラズマ及びプロセス副生成物の漏れを減少させる目的で、真空ポンプシステム１５２を用いてプロセス領域１８から排出されるガスと、真空ポンプシステム１５０を用いて下側領域１９から排出されるガスとの相対的な流量を最適化することができる。プラズマ及びプロセス副生成物の漏れが減少することにより、下側チャンバアセンブリ２５のコンポーネントにおける遊離蒸着物の量を低減させることができ、従って、これらの望ましくない蒸着物を取り除くためにクリーニング剤源１２０を使用してのクリーニング時間若しくは使用頻度、又はその両方を低減させることができる。
【００２３】
ガス分配プレート６４は、蓋アセンブリ６５の上部プレート６２に結合されている。ガス分配プレート６４の形状は、一般には、基板２４０の輪郭に実質的に従うようにされている。ガス分配プレート６４は有孔領域６７を含んでおり、ガス源１１０から供給されるプロセスガス及びその他のガスは、この領域６７を通じてプロセス領域１８に供給される。ガス分配プレート６４の有孔領域６７は、ガス分配プレート６４を通過してプロセス領域１８内に入るガスが均一に分布するように構成されている。米国特許出願第１０／３３７，４８３号（Ｂｌｏｎｉｇａｎら、出願日：２００３年１月７日）、米国特許第６，４７７，９８０号（Ｗｈｉｔｅら、発行日：２００２年１１月１２日）、及び米国特許出願第１０／４１７，５９２号（Ｃｈｏｉら、出願日：２００３年４月１６日）（いずれも本発明と同一譲受人に譲渡されている）には、適合化することにより本発明において有利に使用できるガス分配プレートが記載されており、これらの文書全体は引用により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
ガス分配プレート６４は、１つの単体部材から形成することができる。ガス分配プレート６４は、２つ以上の個別の部材から作製することもできる。ガス分配プレート６４には複数のガス通路６９が形成されており、プロセスガスはガス分配プレート６４を通過してプロセス領域１８内において望ましい分布状態となる。ガス分配プレート６４と上部プレート６２との間には、プレナム６６が形成されている。プレナム６６により、ガス源１１０からプレナム６６に流れ込むガスがガス分配プレート６４の幅全体にわたり均一に分布し、ガス通路６９を均一に通過することができる。ガス分配プレート６４は、一般には、アルミニウム（Ａｌ）、陽極酸化アルミニウム、又はその他のＲＦ導電性材料から作製されている。ガス分配プレート６４は、電気絶縁体（図示せず）によってチャンバ蓋６０から電気的に絶縁されている。
【００２５】
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを参照すると、誘電結合プラズマ発生アセンブリ７０は、ＲＦコイル８２と、支持構造７６と、カバー８０と、様々な絶縁体（例えば、内側絶縁体７８、外側絶縁体９０）とを含む。支持構造７６は、支持部材８４と蓋支持部材７２とを含んでおり、これらは、蓋アセンブリ６５のコンポーネントを支持している接地された金属部である。ＲＦコイル８２は複数のコンポーネントによって支持されて囲まれており、これらのコンポーネントは、ＲＦ電源１４０からコイルに供給されるＲＦ電力によって支持構造７６へのアークが発生することや、接地されているチャンバコンポーネント（例えば、プロセスチャンバ基部２０２）への大きな電力損失が生じることを防止する。支持構造７６のコンポーネントにはカバー８０が取り付けられており、このカバー８０は、細い連続的な輪、帯状部材、又は互いに重なり合う一連の部材である。カバー８０は、ＲＦコイル８２がプラズマ蒸着の化学物質と相互作用したり、プラズマ処理中に発生するイオンや中性粒子、或いはチャンバのクリーニング化学物質によって攻撃されることがないように、ＲＦコイル８２を遮蔽する。カバー８０は、セラミック材料（例えば、アルミナ、サファイヤ）、又はプロセスにおいて使用可能なその他の誘電体材料から作製されている。また、ＲＦコイル８２を支持するためと、電気的に接地されている支持構造７６からＲＦコイル８２を絶縁するため、様々な絶縁体（例えば、内側絶縁体７８、外側絶縁体９０）が使用されている。これらの絶縁体は、一般的には、電気絶縁材料（Ｔｅｆｌｏｎ（商標名）ポリマー、セラミック材料）から作製されている。支持構造７６には真空フィードスルー８３が取り付けられており、ＲＦコイル８２を保持及び支持し、減圧されたプロセス領域１８への大気圧漏れを防止する。支持構造７６と、真空フィードスルー８３と、様々なＯリング８５，８６，８７，８８，８９は、ＲＦコイル８２及びガス分配アセンブリ６４を支持する真空気密の構造を形成しており、この構造では、ＲＦコイル８２は、高周波によって発生する磁界を抑制するための導電性仕切りなしにプロセス領域１８にエネルギ供給することができる。
【００２６】
ＲＦコイル８２は、ＲＦインピーダンスマッチングネットワーク１３８を介してＲＦ電源１４０に接続されている。この構造においては、ＲＦコイル８２は、プロセス領域１８の中にプラズマを発生させてこれを制御することのできる誘電結合ＲＦエネルギ伝搬装置（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ＲＦ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）として機能する。ＲＦコイル８２には、動的なインピーダンスマッチングを提供することができる。ＲＦコイル８２（プロセス領域１８の周辺部に取り付けられている）は、コントローラ３００を使用することにより、基板表面２４０Ａ付近に発生するプラズマを制御及び成形する（ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  ｓｈａｐｅ）ことができる。
【００２７】
ＲＦコイル８２は、単一巻きのコイルとすることができる。その場合、単一巻きコイルのコイル端部は、プラズマプロセスチャンバ１００内で発生するプラズマの均一性に影響することがある。コイルの端部を重ねることが現実的ではない、又は望ましくないとき、コイルの端部の間に、（図７及び図８に示したような）隙間領域「Ａ」が残る。隙間領域「Ａ」があると、コイルが存在していないことと、コイルの入力端８２Ａと出力端８２ＢとにおけるＲＦ電圧の相互作用とに起因して、隙間「Ａ」付近では高周波によって発生する磁界が弱くなることがある。この領域における磁界が弱いことは、チャンバ内のプラズマの均一性に悪影響を及ぼすことがある。この起こり得る問題を解決するため、ＲＦコイル８２と接地との間のリアクタンスを、可変インダクタを使用することにより処理中に継続的又は反復的に調整することができる。可変インダクタは、ＲＦコイル８２に沿ったＲＦ電圧の分布、従って発生するプラズマをシフト又は回転させることにより、プラズマの不均一性を時間的に平均化し、コイルの端部におけるＲＦ電圧の相互作用を減少させる。ＲＦコイル８２と接地との間のリアクタンスを調整してコイルにおけるＲＦ電圧分布をシフトさせる例示的な方法は、米国特許出願第６，２５４，７３８号「Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｒｏｔａｔｉｎｇ  Ｃｏｒｅ  ｔｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｉｌ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ」（発行日：２００１年７月３日）に更に説明されており、この文書は引用により本明細書に組み込まれる。結果として、ＲＦ電圧分布を変化させることによりプラズマの分布を時間的に平均化することによって、プロセス領域１８内に発生するプラズマが、より均一に、且つ軸方向に対称的に制御される。ＲＦコイル８２に沿ったＲＦ電圧分布は、プラズマの様々な特性、例えば、プラズマ密度、ＲＦ電位分布、プラズマにさらされる面（基板２４０など）のイオンボンバードメントなどに影響しうる。
【００２８】
図３は、本発明の１つ以上の実施形態によるＲＦコイル構造３５０を有するプラズマプロセスチャンバ３０１の上面図を示している。ＲＦコイル構造３５０は、第２のコイル部分３２０に並列に接続されている第１のコイル部分３１０を含む。第１のコイル部分３１０は半巻きコイルであり、第２のコイル部分３２０も半巻きコイルであり、これらのコイルを合わせて単一巻きＲＦコイル構造３５０を形成している。第１のコイル部分３１０は、ＲＦ電源３４０に接続されている入力３１５と、（接地されている）キャパシタ３６０に接続されている出力３１７とを含む。入力３１５における電圧は、出力３１７における電圧と位相が１８０度ずれている。同様に、第２のコイル部分３２０は、ＲＦ電源３４０に接続されている入力３２５と、（接地されている）キャパシタ３７０に接続されている出力３２７とを含む。入力３２５における電圧は、出力３２７における電圧と位相が１８０度ずれている。矢印は、ＲＦコイル構造３５０に沿った電流の流れを示している。一実施形態においては、入力３１５における電圧は、単一巻きＲＦコイル（例えば、図１Ｂ及び図１ＣにおけるＲＦコイル８２）の入力における電圧の半分である。同様に、入力３２５における電圧は、単一巻きＲＦコイル（例えば、ＲＦコイル８２）の入力における電圧の半分である。この場合、入力３１５における電圧と入力３２５における電圧は、ほぼ同じである。このようにして、ＲＦコイル構造３５０への合計の入力電圧は、ＲＦコイル８２への入力電圧とほぼ同じままである。しかしながら、ＲＦコイル構造３５０を使用したときのプラズマとの容量結合電圧は、単一巻きのＲＦコイル８２を使用したときのプラズマとの容量結合電圧のほぼ半分に減少し、これにより、アークの可能性が低減する。ＲＦコイル構造３５０は、２つの半巻きコイルに限定されない。別の実施形態においては、ＲＦコイル構造３５０は、４つの１／４巻きコイル、或いは８つの１／８巻きコイルなどを含むことができる。
【００２９】
例えば、図４は、本発明の１つ以上の実施形態による、１／４巻きコイル部分を有するＲＦコイル構造４５０を示している。このＲＦコイル構造４５０は、第１のコイル部分４１０と、第２のコイル部分４２０と、第３のコイル部分４３０と、第４のコイル部分４４０とを含んでおり、これらのすべてのコイル部分は互いに並列に接続されている。コイル部分のそれぞれは、１／４巻きコイルである。第１のコイル部分４１０は、ＲＦ電源４９５に接続されている入力４１５と、（接地されている）キャパシタ４６０に接続されている出力４１７とを含む。同様に、第２のコイル部分４２０は、ＲＦ電源４９５に接続されている入力４２５と、（接地されている）キャパシタ４７０に接続されている出力４２７とを含む。第３のコイル部分４３０は、ＲＦ電源４９５に接続されている入力４３５と、（接地されている）キャパシタ４８０に接続されている出力４３７とを含む。第４のコイル部分４４０は、ＲＦ電源４９５に接続されている入力４４５と、（接地されている）キャパシタ４９０に接続されている出力４４７とを含む。矢印は、ＲＦコイル構造４５０に沿った電流の流れを示している。
【００３０】
図５は、本発明の１つ以上の実施形態によるＲＦコイル構造５５０を有するプラズマプロセスチャンバ５００の概略図を示している。このＲＦコイル構造５５０は、互いに並列な第１のコイル部分５１０と第２のコイル部分５２０とを含む。第１のコイル部分５１０は半巻きコイルであり、第２のコイル部分５２０も半巻きコイルである。
【００３１】
ＲＦコイル構造５５０は、マッチングネットワーク５５５とプリマッチングネットワーク５６０とを介してＲＦ電源５４０によって駆動される。マッチングネットワーク５５５は、可変キャパシタ５５６及び５５７を含む。マッチングネットワーク５５５は、この技術分野における通常の技能を有する者に一般に公知である任意のインピーダンスマッチングネットワークとすることができる。
【００３２】
プリマッチングネットワーク５６０は、マッチングネットワーク５５５からのシングルエンド入力を受け取り、ダブルエンド出力（一方は入力５１５における出力、他方は入力５２５における出力）をＲＦコイル構造５５０に提供するように構成されている。プリマッチングネットワーク５６０は、ＲＦコイル構造５５０のインピーダンスをＮ２倍に増大させるトランス５７０を含む。このようにして、プリマッチングネットワーク５６０は、ＲＦコイル構造５５０のインピーダンスを、マッチングネットワーク５５５によって動作可能なインピーダンスレベルまで変換するように構成されている。一実施形態においては、プリマッチングネットワーク５６０は、キャパシタ５６２，５６４，５６５を更に含む。
【００３３】
第１のコイル部分５１０は、（接地されている）キャパシタ５８０に接続されている出力５１７を更に含む。第２のコイル部分５２０は、（接地されている）キャパシタ５９０に接続されている出力５２７を更に含む。この場合、キャパシタ５８０及び５９０はリアクタンス素子として機能することができる。
【００３４】
一実施形態においては、キャパシタ５６２，５６４，５８０，５９０のそれぞれは、ほぼ同じ電気容量を有する。キャパシタ５８０と組み合わせたときのキャパシタ５６２の電気容量は、第１のコイル部分５１０のインダクタンスと共振する。同様に、キャパシタ５９０と組み合わせたときのキャパシタ５６４の電気容量は、第２のコイル部分５２０のインダクタンスと共振する。更に、トランス５７０内の不完全な結合に起因する漏れインダクタンスに対処するため、キャパシタ５６５を使用することができる。
【００３５】
入力５１５及び５２５と、出力５１７及び５２７における電圧振幅は、ほぼ同じである。しかしながら、入力５１５における電圧は出力５１７における電圧と位相が１８０度ずれており、入力５２５における電圧も出力５２７における電圧と位相が１８０度ずれている。図６は、入力５１５，５２５及び出力５１７，５２７における電圧の間の位相の関係を示している。このように、入力５１５，５２５及び出力５１７，５２７における電圧は、所望のプラズマに対してできるだけ低くなっており、従って、ＲＦコイルとプラズマとの間の容量結合に起因する、プラズマの不安定性の開始が、より高い入力ＲＦ電力レベルで始まるようにすることができる。
【００３６】
再び図１Ａを参照すると、プロセス領域１８内で発生するプラズマを制御及び成形することができるように、取り付けられているインピーダンスマッチング要素１３０と、ＲＦ電源１３２と、コントローラ３００とを使用することによってガス分配プレート６４に高周波を印可する（ＲＦ  ｂｉａｓｅｄ）ことができる。高周波を印可されたガス分配プレート６４は、プロセス領域１８内でプラズマを生成及び制御することのできる容量結合ＲＦエネルギ伝搬装置として機能する。
【００３７】
更に、ＲＦ電源１３６によって高周波印可電力をインピーダンスマッチング要素１３４を介して基板支持体２３８に供給することができる。使用者は、ＲＦ電源１３６と、インピーダンスマッチング要素１３４と、コントローラ３００とを使用することによって、プロセス領域１８内で発生するプラズマを制御する、基板２４０のプラズマボンバードメント（ｐｌａｓｍａ  ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）を制御する、基板表面２４０Ａの上のプラズマシースの厚さを変える、ことができる。ＲＦ電源１３６とインピーダンスマッチング要素１３４は、接地への１つ以上の接続（図示せず）に置き換えて、基板支持体２３８を接地することができる。
【００３８】
プラズマプロセスチャンバ１００の動作を制御する目的で、コントローラ３００を、基板処理手順全体のすべての側面を制御するようにすることができる。コントローラ３００は、インピーダンスマッチング要素（すなわち１３０，１３４，１３８）と、ＲＦ電源（すなわち１３２，１３６，１４０）と、プラズマプロセスチャンバ１００の他のすべての要素を制御するようにされている。コントローラ３００は、一般には、マイクロプロセッサベースのコントローラである。コントローラ３００は、使用者若しくはプラズマプロセスチャンバにおける様々なセンサー、又はその両方からの入力を受け取って、それらの様々な入力と、コントローラのメモリに保持されているソフトウェア命令とに従って、プラズマプロセスチャンバのコンポーネントを適切に制御するように、構成することができる。コントローラ３００は、一般的には、様々なプログラムを保持する、処理する、及び実行するためのメモリ及びＣＰＵを含む。メモリは、ＣＰＵに結合されており、容易に入手可能なメモリ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又はローカル或いはリモートの任意の他の形式のデジタル記憶装置、のうちの１つ以上とすることができる。ソフトウェア命令及びデータは、ＣＰＵに命令できるように符号化してメモリに格納することができる。プロセッサを従来の方式でサポートするためのサポート回路を、ＣＰＵに接続することもできる。サポート回路としては、キャッシュ回路、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどが挙げられる。コントローラ３００が読むことのできるプログラム（又はコンピュータ命令）により、プラズマプロセスチャンバにおいて実行できるタスクが決定される。好ましくは、プログラムは、コントローラ３００が読むことのできるソフトウェアであり、所定の規則及び入力データに基づいてプラズマプロセスを監視及び制御するための命令を含む。
【００３９】
動作時、プラズマプロセスチャンバ１００を、真空ポンプシステム１５０若しくは真空ポンプシステム１５２、又はその両方によって、所定の圧力／真空まで減圧し、従って、プラズマプロセスチャンバ１００は、中央搬送チャンバ３１２（同様に真空状態にある）に取り付けられているシステムロボット（図示せず）から基板２４０を受け取ることができる。基板２４０をチャンバに搬送するため、プラズマプロセスチャンバ１００を中央搬送チャンバ３１２からシールしているスリットバルブ（例えば、図９における要素９４１，９４３，９４５，９４７を参照）が開き、システムロボットがプロセスチャンバ基部２０２におけるアクセスポート３２を通じて延びることができる。次に、延びたシステムロボットからリフトピン５２によって基板２４０を受け取る。そして、システムロボットがプラズマプロセスチャンバ１００から引っ込み、チャンバのスリットバルブが閉じて、プラズマプロセスチャンバ１００を中央搬送チャンバ３１２から隔離する。次に、基板支持体２３８によって基板２４０をリフトピン５２から持ち上げ、基板２４０を所望の処理ポジションまで動かす。
【００４０】
基板２４０を受け取った時点で、以下の一般的な一連のプラズマ処理ステップを使用して、基板２４０に対する処理手順を行う。最初に、基板２４０をリフトピンから受け取った後、基板支持体２３８を所望の処理ポジションまで動かし、プラズマプロセスチャンバを所定のベース圧力まで減圧する。所定のベース圧力が達成された時点で、特定の流量の１種類以上のプロセスガスを、ガス源１１０からガス分配プレート６４を通じてチャンバ領域１７の中に導入し、この間、平衡プロセス圧力が達成されるまで少なくとも１つの真空ポンプシステムがチャンバ領域１７を減圧し続ける。コントローラ３００は、真空ポンプシステム（すなわち１５０，１５２の少なくとも一方）の流量を絞ることによって、若しくはガス源１１０から導入されているプロセスガスの流量を調整することによって、又はこの両方によって、プロセス圧力を調整することができる。望ましい圧力及びガス流が確立された時点で、各ＲＦ電源を作動させてプロセス領域１８内においてプラズマを生成及び制御することができる。コントローラ３００を使用することにより、ＲＦコイル８２、ガス分配プレート６４、基板支持体２３８のうちの１つ以上に電力を独立して供給することができる。ＲＦコイル８２、ガス分配プレート６４、基板支持体２３８のうちの１つ以上へのＲＦ電力を変化させることによって、プロセス領域１８内で発生するプラズマの密度を変化させることができ、なぜなら、プラズマのイオン密度は、発生する磁界強度若しくは電界強度、又はその両方によって直接影響されるためである。また、プラズマのイオン密度は、ＲＦコイル８２若しくはガス分配プレート６４、又はこの両方に供給されるＲＦ電力、又はプロセス圧力を調整することによっても、増減させることができる。基板に対して様々なチャンバ処理ステップを実行した後、プラズマプロセスチャンバ１００から基板を取り出す。この手順としては、リフトピン５２を上昇させ、基板支持体２３８を下げ、上昇したリフトピン５２の上に基板２４０を置き、スリットバルブ（図示せず）を開き、システムロボットをチャンバ内に延ばし、リフトピン５２を下げて基板２４０をシステムロボットのブレード（図示せず）上に置き、システムロボットを引っ込め、スリットバルブを閉じる。
【００４１】
本発明の様々な実施形態は、様々なプロセス（例えば、高密度プラズマ酸化（ＨＤＰＯ）プロセス）を使用して高品質のゲート誘電体層を形成する目的に使用することができる。ＨＤＰＯプロセスの詳細については、本発明と同一譲受人に譲渡されている米国特許出願第１０／９９０，１８５号、「Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒ  Ｈｉｇｈ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｇａｔｅ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｆｏｒ  Ｌｏｗ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ  ＴＦＴｓ」（出願日：２００４年１１月１６日）に記載されており、この文書は引用により本明細書に組み込まれる。
【００４２】
図９は、本発明の１つ以上の実施形態に関連して使用することのできるクラスタツール９１０を示している。クラスタツール９１０は有利であり、なぜなら、一連の前処理ステップ（例えば、基板を予熱する、処理前に基板の表面をプリクリーニングする）と、一連の後処理ステップ（例えば、ポストアニール及び冷却）の両方を、１つの制御環境においてサポートするためである。ゲート誘電体層を蒸着するのに制御環境を使用することは、高品質のゲート誘電体層を形成するうえで重要な側面であることがあり、なぜなら、ＨＤＰＯ層と誘電体層を蒸着するのに個別のチャンバ又は個別のシステムを使用する場合、ＨＤＰＯ層の蒸着ステップと誘電体層の蒸着ステップとの間に基板表面が大気中の汚染物質にさらされることにより、形成されるゲート層の電気特性が低下することがあるためである。
【００４３】
クラスタツール９１０を使用することにより、基板を空気にさらすことなく基板２４０を処理することができる。クラスタツール９１０は、中央搬送チャンバ９１２（ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａ，９１４Ｂが接続されている）と、予熱チャンバ９０２と、プロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６とを含む。これらの中央搬送チャンバ９１２、ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａ，９１４Ｂ、予熱チャンバ９０２、及びプロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６は、まとめてシールされて閉じた環境を形成しており、この環境の中で、システムは約１０ｍＴｏｒｒ〜約１Ｔｏｒｒの内部圧力において動作する。ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａ，９１４Ｂは、基板２４０をクラスタツール９１０に搬送するため、装填ドア９１６Ａ，９１６Ｂを備えている開閉式の開口を有する。基板２４０は、基板保持ポジション３８Ａ〜３８Ｄのうちの１つから、大気ロボット（図示せず）を使用することによりロードロック／冷却チャンバ９１４Ａ又は９１４Ｂのいずれかに搬送することができる。
【００４４】
ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａ，９１４Ｂのそれぞれは、基板を支持及び冷やすための複数の棚を備えたカセット９１７を含む。ロードロック／冷却チャンバ９１４におけるカセット９１７は、１つの棚の高さ単位でカセット９１７を上下させるように構成されている昇降器アセンブリ（図示せず）に取り付けられている。装填ドア９１６Ａを開いて、ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａにおけるカセット９１７の棚の上に基板２４０を配置することができる。次に、昇降器アセンブリによってカセット９１７が１つの棚の高さだけ上昇し、空の棚が装填ドア９１６Ａの向かいに位置する。この空の棚の上に別の基板を配置し、カセット９１７の棚のすべてが埋まるまでこのプロセスを繰り返す。すべてが埋まった時点において、装填ドア９１６Ａを閉じ、ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａをクラスタツール９１０における圧力まで減圧する。
【００４５】
次いで、中央搬送チャンバ９１２に隣接する、ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａの内側壁におけるスリットバルブ９２０Ａを開く。中央搬送チャンバ９１２におけるロボット９２２によって基板２４０を予熱チャンバ９０２に搬送し、このチャンバ内で基板２４０を所望の温度まで予熱する。予熱チャンバ９０２では、基板２４０を約２５０℃〜約４５０℃の範囲内の温度まで加熱することができる。また、ロードロック／冷却チャンバ９１４の中で基板２４０を約２５０℃〜約４５０℃の範囲内の温度まで加熱してもよく、その場合、この機能を実行するのに予熱チャンバ９０２は必要ない。コントローラ３００によって制御されるロボット９２２を使用して、ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａのカセット９１７から基板を取り出し、その基板を予熱チャンバのカセット９２９の空の棚の上に挿入してロボットを引っ込めることにより、予熱チャンバ９０２における棚の上に基板が残される。一般には、予熱チャンバのカセット９２９は、予熱チャンバ９０２における昇降器アセンブリ（図示せず）に取り付けられている。１つの棚に基板を装填した後、予熱チャンバのカセット９２９を上昇又は下降させて、ロボット９２２がアクセスできるように別の空の棚を向かいに位置させる。次に、ロボット９２２は、ロードロック／冷却チャンバ９１４Ａのカセット９１７から別の基板を取り出す。
【００４６】
同様に、ロボット９２２は、予熱チャンバのカセット９２９からの基板２４０のすべて又は一部を、４つのプロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６のうちの１つに搬送することができる。オプションとして、プロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６のそれぞれは、それぞれの内壁９４０Ａ，９４２Ａ，９４４Ａ，９４６Ａに、プロセスガスから隔離するための対応するスリットバルブ９４１，９４３，９４５，９４７を備えている。プロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６は、上述したようなプラズマプロセスチャンバ１００とすることができる。この配置構成におけるプラズマプロセスチャンバは、ＨＤＰＯ層と、従来のＰＥＣＶＤ蒸着プロセスによる高品質のゲート酸化膜層とを、すべて同じチャンバの中で形成することができる。この配置構成では、基板のスループット（例えば、時間あたり処理される基板）を高めることができ、なぜなら、クラスタツール９１０の中のＨＤＰＯチャンバとＰＥＣＶＤチャンバとの間でのロボット３２２による搬送回数を大幅に低減できるためである。更に、この配置構成では、プロセス手順において生じうるボトルネックの解消を助けるため、多数の異なる種類のプロセスチャンバ及びプロセスチャンバの配置構成をクラスタツール９１０に取り付けることができる。
【００４７】
プロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６のうちの少なくとも１つにおいて基板２４０を処理した後、その基板をロードロック／冷却チャンバ９１４Ｂのカセット９１７に搬送する。カセット９１７に乗っている基板から熱を取り除く冷却面を使用することによって、冷却チャンバ内で基板を冷やすことができる。冷却面は、冷却面に取り付けられている熱交換器を流れる従来の熱交換流体を使用して冷却することができる。基板が所望の温度（例えば、約２０℃〜約１５０℃の間）に達した時点で、開いた装填ドア９１６Ｂを通じて基板をチャンバ９１４Ｂから取り出し、基板保持ポジション３８Ａ〜３８Ｄの１つに配置する。
【００４８】
クラスタツール９１０は、プロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６のポジション又は予熱チャンバ９２９のポジションのうちの１つに取り付けられている少なくとも１つのプリクリーニングチャンバを含むこともできる。プリクリーニングチャンバは、ゲート誘電体層を蒸着する前に、望ましくない材料（例えば、表面の酸化物、汚染物質）を除去する目的で、システムに加えることができる。プリクリーニングプロセスはプラズマクリーニングプロセスであり、光スパッタエッチング（ｌｉｇｈｔ  ｓｐｕｔｔｅｒ  ｅｔｃｈ）、若しくはプラズマエッチング化学物質（例えば、ＮＦ３、ＣＦ３）、又はその両方を使用することによって、基板の表面から酸化物及びその他の汚染物質を除去する。プリクリーニングプロセスは、一般には、非選択的なＲＦプラズマエッチングプロセスであり、不活性ガス（例えば、アルゴン、キセノン、クリプトン）と、約０．３ＭＨｚ〜約１０ＧＨｚの間の範囲内のＲＦ周波数において駆動される誘電結合プラズマ若しくは容量結合プラズマ、又はその両方を使用して行われる。プリクリーニングプロセスを実行するために必要なＲＦ電力は、チャンバのサイズと、所望のプリクリーニングエッチング速度と、基板のバイアス電圧とに依存する。プリクリーニングプロセスは、クラスタツール９１０の処理手順のうち、予熱ステップの前又は後、ただし１つ以上のプラズマ処理ステップより前に加えることができる。予熱プロセス及びプリクリーニングプロセスは、同じチャンバ内で行うことができる。これに代えて、予熱プロセスをプラズマプロセスチャンバ内で行い、プリクリーニングステップを予熱ステップより前に行うことができる。また、プラズマプロセスチャンバ１００の中でプリクリーニングプロセスを処理前に行うこともできる。
【００４９】
クラスタツール９１０は、プロセスチャンバ９４０，９４２，９４４，９４６のポジション又は予熱チャンバ９２９のポジションのうちの１つに取り付けられている少なくとも１つのアニールチャンバを更に含むことができる。このアニールチャンバは、ゲート誘電体層の形成時に生じる欠陥の数を低減させる目的で、システムに加えることができる。アニールプロセスは熱プロセスであり、約４００℃〜約５５０℃の間の範囲内の温度において、望ましい時間長だけアニールチャンバ内で基板を処理する。アニールステップは、窒素、不活性ガス、場合によっては窒素及び水素の混合ガス（例えば、約９５％の窒素と５％の水素）を含んだ雰囲気中で行うことができる。アニールプロセスは、真空中で行うこともできる。アニールステップの所要時間は、約５〜３０分（例えば、約１０分）とすることができる。スループットを高めることが望ましいため、２つ以上のアニールチャンバを用意することが望ましいことがある。アニールステップが完了した後、基板２４０を冷却／ロードロックチャンバ９１４Ａ，９１４Ｂの一方に搬送し、取扱い温度まで冷やすことができる。アニールプロセスを実行する例示的な方法と、クラスタツールの例示的なハードウェア配置構成は、米国特許出願第６，６１０，３７４号「Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ  Ｌａｒｇｅ  Ａｒｅａ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」（出願日２００１年９月１０日）に更に記載されており、この文書は、本明細書の特許請求の範囲及び開示内容に矛盾しない範囲について引用により本明細書に組み込まれる。
【００５０】
本発明の様々な実施形態は、ＴＥＯＳ又はその他のシリコン前駆体を使用して酸化ケイ素を蒸着する目的で使用することができる。また、本発明の実施形態は、別の材料、例えば、窒化ケイ素、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、酸窒化ケイ素、アモルファスカーボン、炭化ケイ素を蒸着する目的で使用することもできる。
【００５１】
上記は本発明の実施形態に関連したものであるが、本発明の別の更なる実施形態を本発明の基本的な範囲から逸脱することなく案出することができる。本発明の範囲は特許請求の範囲により定められる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
本発明の上記構成を詳しく理解できるように、上で簡潔に要約した本発明を実施形態を参照しながら更に具体的に説明する。いくつかの実施形態は添付図面に図解する。しかしながら、添付図面は本発明の代表的な実施形態を図解するにすぎず、本発明の範囲を制限するものとはみなされず、本発明は同等の効果を有する他の実施形態も含み得る。
【００５３】
【図１Ａ】本発明の１つ以上の実施形態との関連で使用することのできるプラズマプロセスチャンバの概略断面図である。
【図１Ｂ】〜
【図１Ｃ】図１Ａに示した誘電結合プラズマ発生アセンブリの断面図である。
【図２】図１Ａに示したプラズマプロセスチャンバの搬送ポジションにおける基板支持体を示す図である。
【図３】本発明の１つ以上の実施形態によるＲＦコイル構造を有するプラズマプロセスチャンバの上面図である。
【図４】本発明の１つ以上の実施形態による１／４巻きコイル部分を有するＲＦコイル構造を示す図である。
【図５】本発明の１つ以上の実施形態によるＲＦコイル構造を有するプラズマプロセスチャンバの概略図である。
【図６】図５に示した入力における電圧と、出力における電圧の間の位相の関係を示す図である。
【図７】本発明の１つ以上の実施形態との関連で使用することのできるプラズマプロセスチャンバの上面図である。
【図８】本発明の１つ以上の実施形態との関連で使用することのできるプラズマプロセスチャンバの等角図である。
【図９】本発明の１つ以上の実施形態との関連で使用することのできるクラスタツールを示す図である。
【図１Ａ】
2009515292.tif 000003
【図１Ｂ】
2009515292.tif 000004
【図１Ｃ】
2009515292.tif 000005
【図２】
2009515292.tif 000006
【図３】
2009515292.tif 000007
【図４】
2009515292.tif 000008
【図５】
2009515292.tif 000009
【図６】
2009515292.tif 000010
【図７】
2009515292.tif 000011
【図８】
2009515292.tif 000012
【図９】
2009515292.tif 000013
【国際調査報告】
2009515292.tif 000014