(57)【要約】      （修正有）【課題】適切なスループットを有する自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積装置、ならびに前処理装置、後処理装置との統合を提供する。【解決手段】クラスターツール装置は、移送チャンバ１１０、並びに移送チャンバの周囲に配置された前洗浄チャンバ１０２、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積チャンバ１０４、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ１０６及び後処理チャンバ１０８を有する。基板は、クラスタツールによって処理され、前処理チャンバ１０２、ＳＡＭ堆積チャンバ１０４、ＡＬＤチャンバ１０６及び後処理チャンバ１０８の間で移送される。基板の各チャンバ間の移送は、移送ロボットを収容する移送チャンバによって促進される。【選択図】図１
2018026532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置であって、
中央に配置された移送チャンバを有するプラットフォームと、
前記移送チャンバに連結され、表面改質処理を実施するように構成された第１の処理チャンバと、
前記移送チャンバに連結され、自己組織化単分子膜トリートメント処理を実施するように構成された第２の処理チャンバと、
前記移送チャンバに連結され、原子層堆積処理を実施するように構成された第３の処理チャンバと、
前記移送チャンバに連結され、アニール処理を実施するように構成された第４の処理チャンバと
を備える、基板処理装置。
【請求項２】
前記第１の処理チャンバは、前記表面改質処理を実施するため、内部にプラズマを生成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の処理チャンバは、内部に配置された加熱ペデスタルを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記加熱ペデスタルは、基板を、自己組織化単分子膜材料の蒸発温度よりも高い温度まで加熱するように構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の処理チャンバは、自己組織化単分子膜材料の蒸発温度よりも高い温度で動作可能に維持されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第３の処理チャンバは、周期的原子層堆積処理を実施するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第４の処理チャンバは、内部に配置された加熱ペデスタルを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記加熱ペデスタルは、基板を、自己組織化単分子膜材料の蒸発温度よりも高い温度まで加熱するように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記移送チャンバに連結された１つ以上のロードロックチャンバ
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ロードロックチャンバがアニール処理を実施するように構成されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
基板処理装置であって、
中央に配置された移送チャンバを有するプラットフォームと、
前記移送チャンバに連結され、表面改質処理を実施するように構成された第１の処理チャンバと、
前記第１の処理チャンバに隣接して前記移送チャンバに連結され、自己組織化単分子膜トリートメント処理を実施するように構成された第２の処理チャンバと、
前記第２の処理チャンバに隣接して前記移送チャンバに連結され、原子層堆積処理を実施するように構成された第３の処理チャンバと、
前記第３の処理チャンバに隣接して前記移送チャンバに連結され、アニール処理を実施するように構成された第４の処理チャンバと
を備える、基板処理装置。
【請求項１２】
前記第１の処理チャンバ及び前記第４の処理チャンバは、それぞれ内部に配置された加熱ペデスタルを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
基板処理の方法であって、
第１の処理チャンバに基板を移送して、前記第１の処理チャンバ内で前記基板に表面改質処理を実施することと、
前記第１の処理チャンバから移送チャンバを介して第２の処理チャンバに前記基板を移送することと、
前記第２の処理チャンバ内で前記基板に自己組織化単分子膜トリートメント処理を実施することと、
前記第２の処理チャンバから前記移送チャンバを介して第３の処理チャンバに前記基板を移送することと、
前記第３の処理チャンバ内で前記基板に原子層堆積処理を実施することと、
前記第３の処理チャンバから前記移送チャンバを介して第４の処理チャンバに前記基板を移送することと、
前記第４の処理チャンバ内で前記基板にアニール処理を実施することと
を含む、基板処理の方法。
【請求項１４】
前記移送チャンバは、各基板移送処理中に真空下に維持される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記アニール処理は、自己組織化単分子膜材料の蒸発温度よりも高い温度で実施される、請求項１３に記載の方法。
【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。具体的には、本書に記載の実施形態は、領域選択堆積用の統合クラスタツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
サブハーフミクロンの特徴、及びより小さい特徴を確実に生産することは、半導体装置の次世代の超大規模集積（ＶＬＳＩ）及び超々大規模集積（ＵＬＳＩ）に関する、主要な技術的課題のうちの１つである。しかし、回路技術の限界が押し進められるにつれて、ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩ技術による寸法の縮小が、処理能力に対してさらなる要求を提示してきた。
【０００３】
次世代装置用の回路密度が上昇するのにつれて、ビア、トレンチ、コンタクト、ゲート構造、及び他の構造といったインターコネクトの幅、同様にそれらの間の誘電体材料の幅は、４５ｎｍから３２ｎｍの寸法へ、そしてそれを超えて、減少している。次世代の装置及び構造の製造を可能にするため、半導体チップの特徴の、三次元（３Ｄ）スタックがしばしば使用される。半導体チップに三次元（３Ｄ）構造物を形成するため、具体的には、フィン型電界効果トランジスタ（ＦｉｎＦＥＴｓ）がしばしば使用されている。従来の二次元の代わりに、三次元にトランジスタを配設することによって、集積回路（ＩＣ）内に、多数のトランジスタが互いに非常に近接して設置され得る。回路密度と積層化が増大するのにつれて、先行して堆積した材料の上に後続の材料を選択的に堆積する能力が、重要性を増している。
【０００４】
後続の材料の堆積選択性を向上するため、自己組織化単分子膜（ＳＡＭｓ）がマスキング材料として使用されてよい。ＳＡＭｓは、概して表面の化学的性質に依存し、様々な材料上で選択的に形成され得る。しかし、現行のＳＡＭｓ堆積用装置は、望ましくないほどにスループットを低下させる堆積速度の遅さによって、しばしば悩まされてきた。加えて、適切なスループットを提供するＳＡＭ装置の前処理装置、後処理装置との統合が、本業界には欠如している。
【０００５】
このように、当該技術分野において必要とされているのは、基板処理のための装置及び方法の改良である。
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、基板処理装置が提供される。この装置は、中央に配置された移送チャンバを有するプラットフォーム、及び移送チャンバに連結された第１の処理チャンバを含む。第１の処理チャンバは、表面改質処理を実施するように構成されている。移送チャンバには第２の処理チャンバが連結され、第２の処理チャンバは、自己組織化単分子膜トリートメント処理を実施するように構成されている。移送チャンバには第３の処理チャンバが連結され、第３の処理チャンバは、原子層堆積処理を実施するように構成されている。移送チャンバには第４の処理チャンバが連結され、第４の処理チャンバは、アニール処理を実施するように構成されている。
【０００７】
別の実施形態では、基板処理装置が提供される。この装置は、中央に配置された移送チャンバを有するプラットフォーム、及び移送チャンバに連結された第１の処理チャンバを含む。第１の処理チャンバは、表面改質処理を実施するように構成されている。移送チャンバには、第１の処理チャンバに隣接して第２の処理チャンバが連結され、第２の処理チャンバは、自己組織化単分子膜トリートメント処理を実施するように構成されている。移送チャンバには、第２の処理チャンバに隣接して第３の処理チャンバが連結され、第３の処理チャンバは、原子層堆積処理を実施するように構成されている。移送チャンバには、第３の処理チャンバに隣接して第４の処理チャンバが連結され、第４の処理チャンバは、アニール処理を実施するように構成されている。
【０００８】
さらに別の実施形態では、基板を処理するための方法が提供される。本方法は、基板を第１の処理チャンバに移送し、第１の処理チャンバ内で基板の表面改質処理を実施することを含む。基板は、第１の処理チャンバから移送チャンバを介して第２の処理チャンバへと移送され、第２の処理チャンバ内で、基板に対して自己組織化単分子膜トリートメント処理が実施される。基板は、第２の処理チャンバから移送チャンバを介して第３の処理チャンバへと移送され、第３の処理チャンバ内で、基板に対して原子層堆積処理が実施される。基板は、第３の処理チャンバから移送チャンバを介して第４の処理チャンバへと移送され、第４の処理チャンバ内で、基板に対してアニール処理が実施される。
【０００９】
本開示の上記の特徴が詳細に理解され得るように、上記で簡単に要約されている本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られてよい。一部の実施形態は、付随する図面に示される。しかし、付随する図面は本開示の典型的な実施形態しか例示しておらず、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容し得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本書に記載の一実施形態によるクラスタツール装置の概略平面図を示す。
【図２】本書に記載の一実施形態による処理チャンバの概略断面図を示す。
【図３】本書に記載の一実施形態による処理チャンバの概略断面図を示す。
【図４】本書に記載の一実施形態による処理チャンバの概略断面図を示す。
【図５】本書に記載の一実施形態による処理チャンバの概略断面図を示す。
【図６】本書に記載の一実施形態による処理チャンバの概略断面図を示す。
【図７】本書に記載の一実施形態による処理チャンバの概略断面図を示す。
【図８】本書に記載の一実施形態による、基板の処理方法の工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号が使用される。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが、想定されている。
【００１２】
本書に記載のる実施形態は、基板を処理する装置及び方法に関する。一実施形態では、移送チャンバ、並びに移送チャンバの周囲に配置された前洗浄チャンバ、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積チャンバ、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ、及び後処理チャンバを有するクラスタツール装置が提供される。基板は、クラスタツールによって処理され得、前処理チャンバ、ＳＡＭ堆積チャンバ、ＡＬＤチャンバ、及び後処理チャンバの間で移送され得る。基板の各チャンバ間の移送は、移送ロボットを収容する移送チャンバによって促進され得る。
【００１３】
「自己組織化単分子膜」（ＳＡＭ）とは、本書で使用される場合、概して、ある表面に（例えば化学結合によって）付着し、その表面に対して（また互いに対してさえも）好適な配向を取る、分子の層を意味する。ＳＡＭは、通常、両親媒性分子の組織化された層を含む。この分子内では、分子の一端「頭部基」が、基板に対して固有の可逆的な親和性を示す。頭部基の選択は、ＳＡＭの適用に依存し、ＳＡＭ化合物のタイプは、使用される基板に基づく。概して、頭部基は、アルキル鎖に接続されている。アルキル鎖では、尾部すなわち「末端」が官能化され、例えば濡れ性及び界面特性が変更され得る。ＳＡＭを形成する分子は、（例えば、金属と誘電体のように）別の材料上である材料に選択的に取りつき、密度が十分な場合には、ＳＡＭで被覆されていない材料上への選択的堆積を可能にしながら、後続する堆積を成功させ得る。
【００１４】
図１は、本書に記載の一実施形態によるクラスタツール装置１００の概略平面図を示す。本書で開示する実施形態に従って使用され得る適切な装置の例は、ＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）及びＥＮＤＵＲＡ（登録商標）の各プラットフォームを含む。このどちらも、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．から入手可能である。他の製造業者による他の適切に構成された装置もまた、本書に記載の実施形態にしたがって有利に使用され得ることが想定される。加えて、これもまたカリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．から入手可能である、デュアルチャンバ機能を有するＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）プラットフォームが、本書に記載する実施形態に従って有利に用いられ得る。ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）プラットフォームを使用する実施形態では、これ以降記載される実施形態に従った後処理チャンバとして、ベーク機能またはアニール機能を有するロードロックチャンバが用いられ得る。
【００１５】
装置１００は概して、複数の処理チャンバ１０２、１０４、１０６、１０８と、移送チャンバ１１０と、ロードロックチャンバ１１２とを含んでいる。処理チャンバ１０２、１０４、１０６、１０８のそれぞれは、移送チャンバ１１０に連結されている。一実施形態では、処理チャンバ１０４は、処理チャンバ１０２に隣接して配置されている。一実施形態では、処理チャンバ１０６は、処理チャンバ１０４に隣接して配置されている。一実施形態では、処理チャンバ１０８は、処理チャンバ１０６に隣接して配置されている。各処理チャンバは、基板処理の別々のステージまたはフェーズを表していてよく、基板処理の別々のステージまたはフェーズのために使用されてよい。一実施形態では、処理チャンバ１０２は、前洗浄チャンバである。処理チャンバ１０２は、処理される基板の表面を、後続する処理のために準備する。処理チャンバ１０２は、様々な実施形態で、大気曝露に起因する基板の欠陥を除去し得、ネイティブな酸化物層を除去し得、及び／または、ＳＡＭ処理またはＡＬＤ処理によって処理される基板表面上に配置された、犠牲層を除去し得る。別の実施例では、処理チャンバ１０２は、基板表面機能化に使用される。この例では、所望の実装に応じて、基板上のＳＡＭの形成を可能にし、補助し、または防止するために、表面の末端基が変更され得る。
【００１６】
処理チャンバ１０２によって実施され得る表面トリートメントの具体例は、プラズマトリートメントを介した金属酸化物の除去、Ｈ２／Ｏ２プラズマトリートメントもしくは水蒸気曝露を使用した表面の水酸基官能化、及び／またはＳＩＣＯＮＩ（登録商標）プロセスを使用した酸化物の除去を含む。ＳＩＣＯＮＩ（登録商標）プロセスは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．から入手可能である。他の同様のトリートメント処理が、本書に記載の実施形態に従って使用され得ることが、想定される。具体的には、処理チャンバ１０２は、選択的領域のＳＡＭ吸着を可能にするために使用される。例えば、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＤＴＣＳ）によるＳＡＭは、誘電体または金属酸化物材料と結合し得、所望の条件が存在すると仮定すれば、金属またはＳｉ−Ｈ終端された表面と選択的に結合し得る。処理チャンバ１０２は、金属酸化物またはネイティブな酸化物を除去して、概してＳＡＭ吸着を妨げる、Ｓｉ−Ｈ終端された表面の露出した金属表面を形成するために使用される。
【００１７】
別の実施形態では、処理チャンバ１０２は、後処理チャンバとして使用されてよい。図２に関連して以下でより詳細に記載される処理チャンバ１０２は、ベーク処理またはアニール処理を実施するのに使用される、加熱ペデスタルを含む。ベーク処理またはアニール処理は、基板が装置１００の他のチャンバによって処理された後に、使用され得る。
【００１８】
一実施形態では、処理チャンバ１０４は、ＳＡＭ堆積チャンバである。処理チャンバ１０４は、蒸気相のＳＡＭ分子が、基板の一材料に選択的に吸着し、この基板の別の材料に選択的に吸着するのを可能にするように構成されている。選択的吸着は、概して、ＳＡＭ分子の頭部基の反応性、及び基板表面に配置された表面終端特性／官能基によって制御される。例えば、同一のＳＡＭトリートメント処理に曝露された、露出されたＳｉＯ２及びＣｕ材料を有する基板は、Ｃｕに選択的に結合し、ＳｉＯ２材料上にはほぼ全く吸着されない、金属に対して選択的なＳＡＭ分子に帰着する。結果として生じるＳＡＭ材料は、高い（即ち、約１０５°よりも大きい）水接触角を有する。これは、高密度のＳＡＭの形成を表す。このように、処理チャンバ１０４は、ＳＡＭ堆積処理を実施するために使用される。
【００１９】
一実施形態では、処理チャンバ１０６は、ＡＬＤチャンバである。処理チャンバ１０６は、ＳＡＭ材料に覆われていない基板表面上への堆積を可能にするように構成されている。例えばＡＬＤ材料は、約１１０°よりも大きいといった、約１０５°よりも大きい水接触角を有する表面上には、通常は形成されない。この結果、ＡＬＤ処理は、堆積の選択性を向上するためのＳＡＭ材料の使用によって、基板の所望の材料上に選択的に堆積され得る。
【００２０】
一実施形態では、処理チャンバ１０８は、アニールチャンバまたはベークチャンバといった後処理チャンバである。別の実施形態では、処理チャンバ１０８は、プラズマ処理チャンバである。一実施例では、処理チャンバ１０８は、熱脱離または、酸素及び／水素含有プラズマといったプラズマへの曝露によって、基板からのＳＡＭ材料の除去を可能にする。代わりに、または組み合わせて、処理チャンバ１０８はＡＬＤ洗浄処理に使用され得る。例えば、不完全なＳＡＭトリートメントの場合には、ＳＡＭ材料で覆われていない基板の欠陥箇所において、若干のＡＬＤ核形成が起こり得る。処理チャンバ１０８は、露出したＡＬＤ材料をエッチングするエッチング処理を実施するのに使用され得る。エッチング処理の結果、対象のＡＬＤ成長箇所からは少量の材料のみが除去される一方で、欠陥箇所上に成長したＡＬＤ膜は除去される。
【００２１】
処理チャンバ１０２、１０４、１０６、１０８間における基板の移送を可能にする移送チャンバ１１０は、内部に移送ロボット１１４を収容する。移送ロボット１１４は、シングルブレードロボットであってよいか、または図示するようにデュアルブレードロボットであってよい。デュアルブレードロボット１１４は、一対の延伸可能なアームの遠位端に取り付けられた、一対の基板移送ブレード１１６Ａ、１１６Ｂを有する。ブレード１１６Ａ、１１６Ｂは、個別の基板を、チャンバ１０２、１０４、１０６、１０８間で、支持し運搬するのに使用される。移送チャンバ１１０もまた真空下に保たれるか、またはそうでなければ、減酸素環境下に保たれる。ＳＡＭトリートメントとＡＬＤトリートメントとの間で基板を大気曝露することは、ＡＬＤブロックに対するＳＡＭ材料の有効性にとって潜在的に有害であり、処理チャンバ１０４と処理チャンバ１０６の間で基板を移送することによって、堆積選択性の上昇といった処理性能の向上が、インシトゥで提供される。加えて、ＳＡＭ処理とＡＬＤ処理を循環的に実施することが望ましくあり得る。こうして、移送チャンバは、処理チャンバ１０４、１０６間の基板の効率的な移送を可能にする一方で、同時に、基板の大気環境への曝露を防ぐことによって、基板の処理性能の向上もまた可能にする。
【００２２】
図２は、本書に記載の一実施形態による処理チャンバ１０２の概略断面図を示す。処理チャンバ１０２は、プラズマエッチングチャンバ、プラズマトリートメントチャンバ、ベークチャンバ、アニールチャンバ、または他の適切な真空処理チャンバであってよい。
【００２３】
処理チャンバ１０２は、複数のモジュールから組み立てられていてよい。このモジュール式の設計が、処理チャンバ１０２が様々な処理要件を満たすことを可能にしている。図２に示すように、処理チャンバ１０２は、ソースモジュール２０２、処理モジュール２０４、流動モジュール２０６、及び排出モジュール２０８を含む。ソースモジュール２０２、処理モジュール２０４及び流動モジュール２０６が、合わせて処理領域２１２を取り囲む。処理モジュール２０４、流動モジュール２０６、及び排出モジュール２０８は、ある実施形態では、合わせてチャンバモジュール２１０として考えられてよい。
【００２４】
作業中、基板２１６は、基板支持体アセンブリ２１８上に位置していてよく、処理領域２１２内で生成されたプラズマといった、処理環境に曝露されていてよい。処理チャンバ１０２内で実施され得る例示の処理は、エッチング、プラズマトリートメント処理、及びベーキング処理またはアニーリング処理を含む。処理領域２１２内には、排出モジュール２０８から、流動モジュール２０６によって規定された排出チャネル２１４を通じた排出モジュール２０８からの吸引によって、真空が維持されていてよい。
【００２５】
処理領域２１２及び排出チャネル２１４は、中心軸２１１を中心にほぼ対称になっており、それによって、対称な電流、ガス流、及び熱流が提供され、均一な処理条件が確立される。
【００２６】
一実施形態では、ソースモジュール２０２は、１つ以上のプラズマを生成するように構成された容量結合プラズマ源であって、この１つ以上のプラズマのうちの少なくとも１つは遠隔プラズマと考えられてよく、少なくとも１つはダイレクトプラズマと考えられてよい。ソースモジュール２０２は、絶縁器２２２によって処理モジュール２０４から絶縁され、処理モジュール２０４に支持された、電極（即ちアノード）として機能し得る、プレートスタック２０１を含み得る。プレートスタック２０１は、積層配向で配設された、様々なシャワーヘッド、ディフューザ―、及びスクリーン／ブロッカプレートを含み得る。プレートスタック２０１は、ガス注入管２２６を通じてガス源２３２に接続されていてよい。プレートスタック２０１及びガス注入管２２６は、全て、アルミニウムまたは鋼といった高周波（ＲＦ）導電性材料で製造されていてよい。プレートスタック２０１は、導電性ガス注入管２２６を介してＲＦ電源２２４に連結されていてよい。ＲＦマッチングネットワーク２２５もまた、ＲＦ電源２２４に連結されてよい。導電性ガス注入管２２６は処理チャンバ１０２の中心軸２１１と同軸であってよく、それによってＲＦ電力と処理ガスは、どちらも対称に提供される。
【００２７】
上記で記載されているのは容量性プラズマ源であるが、ソースモジュール２０２は、処理要件に従った任意の適切なガス／プラズマ源であってよい。例えば、ソースモジュール２０２は、誘導性結合プラズマ源、遠隔プラズマ源、またはマイクロ波プラズマ源であってよい。
【００２８】
処理モジュール２０４が、ソースモジュール２０２に連結される。処理モジュール２０４は、処理領域２１２を取り囲むチャンバ本体２４０を含み得る。チャンバ本体２４０は、アルミニウム又はステンレス鋼といった、処理環境に対して抵抗性を有する導電性材料から作られていてよい。基板支持体アセンブリ２１８は、チャンバ本体２４０内で中央に配置されていてよく、処理領域２１２内で中心軸２１１に関して対称に基板２１６を支持するように、位置していてよい。
【００２９】
チャンバ本体２４０を貫通してスリットバルブ開口部２４２が形成されており、基板２１６の通過を可能にしている。スリットバルブ開口部２４２を選択可能に開封及び封止するように、チャンバ本体２４０の外側にスリットバルブ２４４が配置される。
【００３０】
一実施形態では、チャンバ本体２４０の上側部分内に上側ライナーアセンブリ２４６が配置され、チャンバ本体２４０を処理環境から遮蔽する。上側ライナーアセンブリ２４６は、チャンバ本体２４０内に形成されたスリットバルブ開口２４２に対応する開口部２４８を含む。一実施形態では、上側ライナーアセンブリ２４６は、
中心軸２１１に関して対称に形成された２つ以上の開口部２４８を含み、これによって、スリットバルブ開口２４２があることによるチャンバ本体２４０の非対称性が補償される。こうして、処理チャンバ１０２内の処理領域２１２に対称性が形成される。例えば、上側ライナーアセンブリ２４６は、互いに対して１２０°離れて形成された３つの同一の開口部２４８を有する、円筒状の壁である。上側ライナーアセンブリ２４６は、アルミニウム、ステンレス鋼、及び／またはイットリア（例えば、イットリア被覆されたアルミニウム）といった、導電性の、処理に適合した材料から作られていてよい。
【００３１】
一実施形態では、チャンバ本体２４０及び上側ライナーアセンブリ２４６に温度制御を提供するため、チャンバ本体２４０内に冷却チャネル２５０が形成され、その結果、処理チャンバ１０２内の熱的対称性及び処理領域２１２に提供されるプラズマの対称性が増強される。
【００３２】
流動モジュール２０６が、処理モジュール２０４に連結される。流動モジュール２０６は、処理モジュール２０４内に規定される処理領域２１２と排出モジュール２０８との間に、流動経路を提供する。流動モジュール２０６は、基板支持体アセンブリ２１８と、処理チャンバ１０２の外の大気環境との間のインターフェースもまた提供する。
【００３３】
流動モジュール２０６は、高さ２０７を有する。高さ２０７は、処理要件によって決定される垂直方向の移動量、または体積の変動の程度に従って選択される。その結果、特定の処理用に処理チャンバを構築する際には、処理要件を満たすため、適切な高さを持つ流動モジュールが選択され得る。流動モジュールは、処理チャンバを異なる処理用に構成するときには、異なる高さを持つ別の流動モジュールと交換されてよい。
【００３４】
流動モジュール２０６は、外壁２６０、内壁２６２、この内壁２６２と外壁２６０とを接続している２つ以上のペアをなす放射状の壁２６４、並びに、内壁２６２及び２つ以上のペアをなす放射状の壁２６４に取り付けられた底壁２６６を含む。外壁２６０は、放射状の壁２６４の各ペア間に形成された、２つ以上の貫通孔２７０を含む。内壁２６２と、２つ以上のペアをなす放射状の壁２６４とを覆って、シャーシ２５４が封止可能に配置されている。貫通孔２７０は、内壁２６２によって規定された大気空間２６８を大気環境に接続し、その結果、電気接続、ガス接続、及び冷却流体接続といった用益のための接続が可能になっている。シャーシ２５４は、基板支持体アセンブリ２１８を受容する、中央開口２５８を含む。
【００３５】
流動モジュール２０６の外壁２６０は、処理モジュール２０４のチャンバ本体２４０に適合するように形成されている。一実施形態では、外壁２６０は、チャンバ本体２４０のフランジに対応するフランジを含む。流動モジュール２０６を処理モジュール２０４に連結するフランジを固定するため、複数のボルトが用いられ得る。一実施形態では、処理チャンバ２４０のフランジと外壁２６０のフランジの間に、この両者間の真空封止を形成するため、封止材２５２が配置される。封止材２５２は、Ｏリングまたは他のタイプの封止材であってよい。一実施形態では、流動モジュール２０６と処理モジュール２０４の間に、ＲＦ接地ガスケット２７２が配置され、均一で非対称のＲＦグラウンドリターンパスを形成するための、この両者間の緊密な接触を提供する。
【００３６】
内壁２６２、底壁２６６、放射状の壁２６４、及びシャーシ２５４は、外壁２６０の内部の空間を、排出チャネル２１４と大気空間２６８とに分割している。排出チャネル２１４は、処理モジュール２０４の処理領域２１２と接続する。排出チャネル２１４と大気空間２６８との間の真空封止を提供するため、溝２５４ｂ、２６４ｂ内に、封止材２５６が配置される。封止材２５６は、エラストマ封止材といった、Ｏリングまたは他のタイプの封止材であってよい。
【００３７】
外壁２６０と内壁２６２は、同心に配設された円筒状の壁であってよい。組み立てられたときには、外壁２６０と内壁２６２の中心軸は、処理チャンバ１０２の中心軸２１１と一致する。内壁２６２と外壁２６０の間に、この両者間の空間を排出チャネル２１４と貫通孔２７０とに分けるため、２つ以上のペアをなす放射状の壁２６４が配設されている。一実施形態では、２つ以上のペアをなす放射状の壁２６４は、排出チャネル２１４が中心軸２１１に関して対称になるように、配設されている。流動モジュール２０６は、互いに対して１２０°の角度で配置され、中心軸２１１に関して対称な３つの排出経路２１４を形成する、３つのペアをなす放射状の壁２６４を含む。排出チャネル２１４が対称に配置されていることによって、処理領域２１２からの対称なガスの除去が促進され、その結果、基板２１６をわたる対称なガスの流動につながる。加えて、排出チャネル２１４と放射状の壁２６４とが対称に配置されていることによって、処理チャンバ１０２内の対称な熱分配及び電気的コンダクタンスが促進される。
【００３８】
排出モジュール２０８は、対称な流動バルブ２８０及び、対称な流動バルブ２８０に取り付けられた真空ポンプ２８２を含む。ある実施形態では、真空ポンプ２８２は対称なターボ分子ポンプであってよい。対称な流動バルブ２８０は、排出チャネル２１４に接続しており、処理チャンバ１０２内の対称且つ均一な流動を提供する。
【００３９】
基板２１６を中心軸２１１に関して対称に配置するため、中心軸２１１に沿って、基板支持体アセンブリ２１８が配置されている。基板支持体アセンブリ２１８は、シャーシ２５４によって支持されている。基板支持体アセンブリ２１８は、処理領域２１２内に配置された支持体プレート２７４及びベースプレート２７６、並びにシャーシ２５４の中心開口２５８を通って配置された中空シャフト２７８を含む。ベローズ２８４が、ベースプレート２７６とシャーシ２５４を接続し、中空シャフト２７８を取り囲む。ベローズ２８４は、基板支持体アセンブリ２１８が中心軸２１１に沿って垂直に動くのを可能にし、流動モジュール２０６内の大気空間２６８と、処理モジュール２０４内の処理領域２１２との間に真空封止を提供する。
【００４０】
支持体プレート２７４は、チャック用電極２８６を有する静電チャック（ＥＳＣ）であってよい。チャック用電極２８６は、単極の４ゾーンＥＳＣ、双極の４ゾーンＥＳＣ、または高温ＥＳＣであってよい。双極のＥＳＣは、基板２１６のデチャック中、ＲＦ接地用のプラズマへの曝露を必要としなくてよいことが想定されている。４ゾーンＥＳＣは、温度の均一性の改善のため、４つの同心の加熱ゾーン（即ち、加熱要素２８８）を使用して、チャック用電極２８６上に配置された基板の処理中の、中心から端部への加熱プロファイルを変化させ得る。高温ＥＳＣは、約６００°Ｃまでの温度で使用するのに適切であってよい。一実施形態では、チャック用電極２８６によって生成された温度は、材料の高選択性を維持するためにエッチングされた基板の層の副産物を昇華させるのに適切であり得る。
【００４１】
支持体プレート２７４は、処理中に基板２１６を加熱する加熱要素２８８もまた含み得る。ベースプレート２７６は、内部に形成された冷却チャネル２９０を含む。チャック用電極２８６は、中空のシャフト２７８、大気空間２６８及び、貫通孔２７０の１つを通じて、バイアス電源２８７に接続されていてよい。加熱要素２８８は、中空のシャフト２７８、大気空間２６８及び、貫通孔２７０の１つを通じて、加熱電源２８９に接続されている。冷却チャネル２９０は、中空のシャフト２７８、大気空間２６８及び、貫通孔１７０の１つを通じて、冷却流体源２９１に接続されている。一実施形態では、支持体プレート２７４は、基板２１６上に堆積したＳＡＭ材料の蒸発温度よりも高い温度まで、基板２１６を加熱するように構成されている。
【００４２】
一実施形態では、基板支持体アセンブリ２１８を垂直に動かすように、アクチュエータアセンブリ２９２が、中空のシャフト２７８に連結されている。アクチュエータアセンブリ２９２は、基板支持体アセンブリ２１８を処理領域２１２内で動かし、基板２１６の処理ポジションを変化させることを可能にしてよい。例えば、アクチュエータアセンブリ２９２は、基板支持体アセンブリ２１８を、プレートスタック２０１から約０．５インチと約６インチの間の距離で配置する。従来型のプラズマ処理装置と比較して、プレートスタック２０１と基板支持体アセンブリ２１８の間の距離が短いことによって、２０ｍＴｏｒｒ未満、例えば約１ｍＴｏｒｒといった低圧レジームにおける、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）生成ウィンドウの増大がもたらされる。その結果、ＲＦ電極（即ちプレートスタック２０１）とＲＦ接地との間の間隙が増大し得、ＣＣＰの破壊電圧を低減することによって、低圧ＣＣＰ放電が可能になる。ＣＣＰが生成される実施形態では、所望の実装に応じて、基板支持体アセンブリ２１８は、電極（即ちカソード）または、接地ガスケット２７２を介した接地としてもまた、機能し得る。アクチュエータアセンブリ２９２が、大気空間２６８の中に配置されている。リフトピン２９６を動かすため、大気空間２６８内にリフトピンアクチュエータ２９４が配置されている。
【００４３】
プラズマを処理領域２１２内に閉じ込めるため、処理領域２１２と排出チャネル２１４との間に、プラズマスクリーン２９８が配置されている。基板支持体アセンブリ２１８を処理化学物質から保護するため、基板支持体アセンブリ２１８の周囲に、基板支持体ライナー２９９が配置されている。
【００４４】
作業中、ガス源２３２からの１つ以上の処理ガスが、プレートスタック２０１を通じて処理領域２１２に入り得る。低圧レジームでの利用に適切な処理ガスは、Ｈ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｏ２、ＮＦ３、ＮＨ３、Ｎ２、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、ＳｉＣｌ４、及び様々なフッ化炭素の前駆体を含む。処理領域２１２内でダイレクトプラズマ（イオン生成）を点火し維持するため、プレートスタック２０１と基板支持体アセンブリ２１８との間に、ＲＦ電力が印加されてよい。ＲＦ電力はまた、ガス注入管２２６を介してプレートスタックに２０１に印加されてもよく、遠隔プラズマ（ラジカル生成）がプレートスタック２０１内で生成されてよい。イオンエネルギーとラジカルの濃度を制御するため、同期またはステップＲＦパルシングが使用されてよい。ゼロＤＣバイアスが使用されてよい。ゼロＤＣバイアスによってイオンボンバードメントが低減され得、それによって粒子の生成が低減され得る。プラズマ密度とイオンエネルギーを変更するため、複数のＲＦ周波数（即ち４００ｋＨｚ、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ）が使用されてよい。イオンエネルギー配分を制御するため、調整波形及び位相角度変更が使用され得る。ＲＦ電源２２４及びＲＦ整合ネットワーク２２５が、安定したプラズマ放電を維持しながら、約５Ｗくらいまでの低い電力で動作するように構成されていてよいことが想定される。
【００４５】
基板支持体アセンブリ２１８上に配置された基板２１６は、ダイレクトプラズマと遠隔プラズマの両方によって処理されてよい。例えば、処理領域２１２内で生成されたダイレクトプラズマは、基板２１６の表面上の材料をイオンに曝露して、この材料を変化させるのに使用される。プレートスタック２０１内の遠隔プラズマから生成されたラジカルは、遠隔プラズマから抽出され、変化していない材料に対する高い選択性で、基板２１６上の変化した材料を除去する。その結果、高度に選択的な材料除去処理が達成され得る。
【００４６】
プラズマの形成に使用される１つ以上の処理ガスは、処理領域２１２またはプレートスタック２０１に対して継続的に供給され得る。真空ポンプ２８２は、対称流動バルブ２８０及び流動モジュール２０６を通じて稼働し、基板２１６の近傍に対称且つ均一なプラズマプロファイルを生成する。処理領域２１２及び排出チャネル２１４を別々のモジュール内に規定することによって、本開示の実施形態は、簡便なチャンバ構造で、均一かつ対称な処理環境を提供する。それによって、製造コストは削減され、高度な材料選択性を有するダメージフリーのプラズマエッチング処理が可能になる。
【００４７】
図３は、本書に記載の一実施形態による処理チャンバ１０４の概略断面図を示す。図３の実施形態は、処理チャンバ１０４Ａの一実装形態を示す。処理チャンバ１０４Ａは、処理空間３１０を規定するチャンバ本体３０２を含む。処理空間３１０内に基板支持体３０４が配置され、基板支持体３０４の反対側にシャワーヘッド３１２が配置されている。チャンバ本体３０２には、ポンピングライナー３５０が連結され、基板支持体３０４の径方向外向きに配置されている。リッドプレート３２４がシャワーヘッド３１２に連結され、チャンバ本体３０２によって支持されている。バッキングプレート３１４が、シャワーヘッド３１２とリッドプレート３２４の間に連結されている。射出アセンブリ３２６がリッドプレート３２４に連結されており、射出アセンブリは、処理空間３１０と流体連通していてよい。
【００４８】
チャンバ本体３０２は、約３００°Ｃまでの温度に耐える適切な材料から製造されていてよい。例えば、チャンバ本体３０２は、アルミニウム、その合金、ステンレス鋼、及び他の適切な金属材料から形成されていてよい。チャンバ本体３０２内にスリットバルブ開口部３６０が形成され、処理空間３１０との間の基板の搬入と搬出を可能にする。スリットバルブドア３５８が、チャンバ本体３０２に連結されており、スリットバルブ開口部３６０を封止及び開封するために可動であってよい。一実施形態では、スリットバルブドア３５８は、チャンバ本体３０２と同じ材料から形成されている。代わりに、スリットバルブドア３５８は、チャンバ本体３０２とは異なる形態の材料から形成されていてもよい。
【００４９】
基板支持体３０４は、処理空間３１０内に動作可能に配置されていてよい。示されるように、基板支持体３０４は、高設処理ポジションに配置されている。基板支持体３０４の基板支持面がスリットバルブ開口部３６０と同じかそれより下になるように、基板支持体３０４を下降させてよく、それによって基板の基板支持体３０４上での位置調整が可能になる。基板支持体は、高温の処理温度における作業に適切な材料から形成されていてよく、金属材料、セラミック材料、またはそれらの組み合わせであってよい。例えば、ペデスタルは、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムといった、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、またはセラミック材料から形成されていてよい。
【００５０】
基板支持体３０４は、内部に配置された加熱部材３０６を有し、加熱部材３０６は、電源３５４に連結されている。電源３５４は、処理空間３１０内で基板支持体３０４を上昇及び加工させる電力も、また供給してよい。加熱部材３０６は抵抗ヒータなどであり、任意の所望の配向で、基板支持体３０４内に配置されていてよい。例えば、加熱部材３０６は、螺旋状の配向または、ねじれた経路の配向といった、基板支持体を均一に加熱するように構成された他の適切な配向で、基板支持体３０４内に形成されている。一実施形態では、加熱部材３０６は、約１００°Ｃと約３００°Ｃの間の温度まで、基板支持体３０４を加熱するように構成されている。
【００５１】
ポンピングライナー３５０は、基板支持体３０４及び処理空間３１０を取り囲むようにサイズ決めされている。基板支持体３０４と同様に、ポンピングライナー３５０は、金属材料、セラミック材料、またはこれらの組み合わせによって形成されていてよい。例えば、ペデスタルは、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムといった、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、またはセラミック材料から形成されていてよい。ポンピングライナー３５０は、内部に形成された開口３６２を有し、それによって基板の処理空間３１０への搬入及び搬出を可能にしている。開口部３２６は、スリットバルブ開口部３６０とほぼ同一平面になるように配置されている。ポンピングライナー３５０の内径に沿って、複数の孔３５２が形成されている。複数の孔３５２は、処理空間３１０から排出口３５６へ、ガス及び他の材料を排出する。こうして処理空間３１０は、ポンピングライナー３５０の孔３５２を介して排出口３５６と流体連通している。
【００５２】
基板支持体３０４に対向して配置されたシャワーヘッド３１２が、チャンバ本体３０２に直接または間接に連結され、チャンバ本体３０２によって支持されている。シャワーヘッド３１２は、基板支持体３０４及びポンピングライナー３５０に使用されている材料と同様の材料から形成されていてよい。シャワーヘッド３１２は、内部に形成された複数の第１の通路３２１を有する。複数の第１の通路は、処理空間３１０から、シャワーヘッド３１２とバッキング板３１４の間に形成された第１のプレナム３２０へと延在する。第１の通路３２１は、第１のプレナム３２０から処理空間３１０への、流体連通と蒸気の移動を可能にする。
【００５３】
処理空間３１０には、シャワーヘッドライナー３０８もまた配置されている。シャワーヘッドライナー３０８は、シャワーヘッド３１２と同一または同様の材料から形成されていてよく、シャワーヘッドライナーは、シャワーヘッド３１２に連結されていてよい。一実施形態では、シャワーヘッドライナー３０８は、リング状物体である。シャワーヘッドライナー３０８は、基板支持体３０４の外径とほぼ同様である内径を有する。シャワーヘッドライナー３０８の内径は、シャワーヘッドライナー３０８の最も内側の表面が、第１の通路３２１の径方向外側になるようにサイズ決めされ、それによって処理空間３１０への蒸気の送達が阻害されないようになっていてもまたよい。シャワーヘッドライナー３０８は、処理空間３１０内で物理的な空間を占めており、処理空間３１０の体積を減少させている。それによって、基板上にＳＡＭ分子を形成するために必要なＳＡＭ前駆体の量は、減少する。こうして、ＳＡＭ形成プロセスの効率性は向上する。
【００５４】
シャワーヘッド３１２は、内部に配置されたヒータ３１６もまた有する。ヒータ３１６は、抵抗ヒータなどであり、第１の通路３２１の径方向外側に、シャワーヘッド３１２内に配置されていてよい。一実施形態では、ヒータ３１６は、第１の通路３１２を実質的に取り囲む円周配向で、シャワーヘッド３１２内に配置されている。ヒータ３１６は、電源３１８に連結されていてよく、それによってシャワーヘッド３１２の抵抗加熱が可能になる。一実施形態では、シャワーヘッド３１２は、約１５０°Ｃと約２５０°Ｃの間の温度まで加熱されるように構成されている。
【００５５】
シャワーヘッドとリッドプレート３２４の間に配置され、第１のプレナム３２０を部分的に規定するバッキングプレート３１４は、
内部に配置された第２の複数の通路３２３を有する。バッキングプレート３１４とリッドプレート３２４の間に、第２のプレナム３２２が形成されている。通路３２３は、第２のプレナム３２２の第１のプレナム３２０との流体連通を可能にする。リッドプレート３２４内の、第２のプレナム３２２と射出アセンブリ３２６の間に、第３の複数の通路３２５が形成されている。
【００５６】
一実施形態では、射出アセンブリ３２６は、処理空間３１０に気化した材料を送達するように構成されている。作業中、ＳＡＭ前駆体及び／または共反応物前駆体といった気化材料が、射出アセンブリ３２６から第３の複数の通路３２５を通って第２のプレナム３２２へ送達される。気化材料は、バッキング板３１４の第２の複数の通路３２３を通って第１のプレナム３２０へ移動し、シャワーヘッド３１２の第１の複数の通路３２１を通って処理空間３１０へ移動する。基板の処理後には、気化材料及び他の廃液が、処理空間３１０からポンピングライナー３５０の孔３５２を通り、排出口３５６を介して除去される。
【００５７】
射出アセンブリ３２６は、リッドプレート３２４に連結されたハウジング３２７と、ハウジング３２７に連結された射出器３２８を含む。射出器３２８はハウジング３２７内に配置され、射出器３２８は第３のプレナム３４８を含む。一実施形態では、第３のプレナム３４８はじょうご形状である。第３のプレナム３４８の形状は、気化材料の処理空間３１０への送達に先立って、気化材料の混合を促進し助長するように構成されていてよい。第３のプレナム３４８は、じょうご形状として示されているが、気化材料の混合を促進する他の形状も想定される。
【００５８】
第１のアンプル３３０が、第１の導管３３２を介して射出アセンブリ３２６に連結されている。具体的には、第１のアンプル３３０は、第１の導管３３２を介して射出器３２８の第３のプレナム３４８と流体連通している。第１の導管３３２は、第１のアンプル３３０から第３のプレナム３４８に延在する。第１の導管３３２の、射出器３２８を超えて配置されている部分で、第１のヒータジャケット３３４が第１の導管３３２を取り囲む。一実施形態では、第１のヒータジャケット３３４は、抵抗加熱され、第１の導管３３２を約５０°Ｃと約２５０°Ｃの間の温度に維持する。
【００５９】
第１のアンプル３３０は、ＳＡＭ前駆体を気化し、処理空間３１０に送達するように構成されている。ＳＡＭ前駆体の適切な例は、ブチルホスホン酸、ヘキシルホスホン酸、オクチルホスホン酸、ドデシルホスホン酸、及びオクタデシルホスホン酸といった、ホスホン酸材料を含む。別の実施形態では、ＳＡＭ前駆体は、ドデカンチオール及びオクタデカンチオールといった、チオール材料であってよい。別の実施形態では、ＳＡＭ前駆体は、トリス（ジメチルアミノ）オクチルシラン及びトリス（ジメチルアミノ）オクタデシルシランといった、シリルアミン材料であってよい。別の実施形態では、ＳＡＭ前駆体は、ドデシルトリクロロシラン及びオクタデシルトリクロロシランといった、クロロシラン材料であってよい。別の実施形態では、ＳＡＭ前駆体は、オクタデシルトリエトキシシラン及びオクタデシルトリメチルシランといった、オキシシラン材料であってよい。別の実施形態では、ＳＡＭ前駆体は、（１，１，２，２‐パーフルオロデシル）トリクロロシラン、トリクロロ（１，１，２，２‐パーフルオロオクチル）シラン、（１，１，２，２‐パーフルオロオクチル）トリクロロシラン、（トリデカ‐フルオロ‐テトラヒドロオクチル）トリクロロシラン、（トリデカフルオロ‐１，１，２，２‐テトラヒドロ‐オクチル）トリエトキシシラン、（トリデカフルオロ‐１，１，２，２‐テトラヒドロオクチル）メチルジクロロシラン、（トリデカフルオロ‐１，１，２，２‐テトラヒドロオクチル）ジメチルクロロシラン、（ヘプタデカフルオロ‐１，１，２，２‐テトラヒドロデシル）トリクロロシランなどといった、フッ素化Ｒ基を有していてよい。
【００６０】
第２のアンプル３３６が、第２の導管３３８を介して射出アセンブリ３２６に連結されている。具体的には、第２のアンプル３３６は、第２の導管３３８を介して射出器３２８の第３のプレナム３３８と流体連通している。第２の導管３３８は、第２のアンプル３３６から第３のプレナム３４８へ延在する。第２の導管３３８の、射出器３２８を超えて配置されている部分で、第２のヒータジャケット３４０が第２の導管３３８を取り囲む。一実施形態では、第２のヒータジャケット３４０は、抵抗加熱され、第２の導管３３８を約５０°Ｃと約２５０°Ｃの間の温度に維持する。
【００６１】
第２のアンプル３３６は、共反応物前駆体を気化し、処理空間３１０に送達するように構成されている。共反応物前駆体の適切な例は、環境大気、水溶液または蒸気、過酸化水素の水溶液または蒸気、メタノール、イソプロパノール、エタノール、及びジオールなどの有機アルコールの水溶液または蒸気などといった、水酸部分の材料を含む。水酸部分を形成するために、水素ガスと酸素ガスが組み合わされて使用されても、またよい。他の非水酸部分の前駆体が、本書に記載の実施形態に従って使用され得ることも、また想定される。非水酸部分の前駆体は、窒素ガス、（ジ）イソシアネート、硫化水素、及びアンモニアなどを含み得る。
【００６２】
一実施形態では、洗浄ガス源３４２が、第３の導管３４４を介して射出アセンブリ３２６に連結されている。具体的には、洗浄ガス源３４２は、第３の導管３４４を介して射出器３２８の第３のプレナム３４８と流体連通している。第３の導管３４４は、洗浄ガス源３４２から第３のプレナム３４８へ延在する。オプションで、第３の導管３４４の、射出器３２８を超えて配置されている部分で、第３のヒータジャケット３４６が第３の導管３４４を取り囲む。一実施形態では、第３のヒータジャケット３４６は、抵抗加熱され、第３の導管３４４を約５０°Ｃと約２５０°Ｃの間の温度に維持する。洗浄ガス源３４２によって提供されるガスは、塩素含有材料、フッ素含有材料、及び、処理チャンバ１０４Ａの構成要素の洗浄に適切な他の材料を含み得る。
【００６３】
別の実施形態では、洗浄ガス源３４２は、遠隔プラズマ源である。この実施形態では、リモートプラズマ源は、洗浄ガスを励起してラジカル及び／またはイオンを生成し得、プラズマ生成物を処理領域３１０に送達し得る。一実施形態では、遠隔プラズマ源はオプションである。
【００６４】
別の実施形態では、洗浄ガス源３４２は、キャリアガス源である。蒸気位相のＳＡＭ前駆体の送達を促進するため、キャリアガスが使用されてよく、キャリアガスは、処理空間３１０に応じて、第３のプレナム３４８から、第３の通路３２５を通り、第２のプレナム３２２及び第２の通路３２３を通り、第１のプレナム３２０及び第１の通路３２１を通って処理空間３１０に至る、ＳＡＭ前駆体の移動を促進するのに適切な流量で、送達されてよい。適切なキャリアガスは、希ガスなどといった、ＳＡＭ分子の基板表面への送達を促進するＳＡＭ吸着条件下で、概して不活性なガスを含む。
【００６５】
加熱されたシャワーヘッド３１２及び加熱された基板支持体３０４が、処理空間３１０を約５０°Ｃと約２５０°Ｃの間の温度まで加熱し得る。アンプル３３０、３３６及び導管３３２、３３８は、同様の温度まで加熱され得る。シャワーヘッドライナー３０８、バッキング板３１４、リッドプレート３２４、及び射出アセンブリ３２６もまた、シャワーヘッド３１２によって伝導的に加熱され得る。ＳＡＭ前駆体が沿って移動する流動経路の温度は、
気化したＳＡＭ前駆体が様々な装置上で凝結するのを防ぐため、高温に維持される。処理空間３１０はまた、約６００Ｔｏｒｒ未満の圧力に維持されてもよい。この圧力もまた、ＳＡＭ前駆体及び共反応物前駆体の蒸気状態の維持を促進し得る。
【００６６】
作業環境では、ＳＡＭ前駆体は、第１のアンプル３３０から排出口３５６まで、処理空間３１０を通って継続的に流動する。この実施形態では、処理空間３１０の圧力は、等圧状態に維持される。別の実施形態では、ＳＡＭ前駆体が処理空間１１０を満たし、処理空間３１０から排出されるのに先立つ期間にわたって、処理空間１１０内に維持される。別の実施形態では、共反応物前駆体は、処理空間３１０内に継続的に流動するか、または非連続的（例えばパルス状）に、供給される。別の実施形態では、ＳＡＭ前駆体と共反応物前駆体は、連続的にであれ静的にであれ、交互に、処理空間３１０に供給される。
【００６７】
図４は、本書に記載の別の実施形態による処理チャンバ１０４の概略断面図を示す。図４の実施形態は、処理チャンバ１０４Ｂの一実装形態を示す。処理チャンバ１０４Ｂは、処理空間４０６を規定するチャンバ本体４０２を含む。処理空間４０６内に基板支持体４０４が配置され、処理空間４０６内の基板支持体４０４の反対側に、ヒータ４１４が配置されている。リッドプレート４１６がチャンバ本体４０２に連結され、蒸気発生アセンブリ４１８がリッドプレート４１６に連結されている。
【００６８】
チャンバ本体４０２は、チャンバ本体３０２と同一または同様の材料から形成されている。同様に、基板支持体４０４は、基板支持体３０４と同一または同様の材料から形成されていてよい。基板支持体４０４は、内部に配置された加熱部材４０８を含む。加熱部材４０８は、電源４１０に連結され、基板支持体４０４を約１００°Ｃと約５００°Ｃの間の温度まで加熱するように構成されている。
【００６９】
基板支持体４０４の反対側に配置されているヒータ４１４は、ヒータ４１４と基板支持体４０４の間で処理空間４０６をさらに規定し得る。ヒータ４１４は、電源４２８に連結され、ヒータ４１４を約１００°Ｃと約５００°Ｃの間の温度まで加熱するように構成されている。処理中、処理空間４０６の温度は約５０°Ｃと約５００°Ｃの間の温度、例えば約１００°Ｃと約２５０°Ｃに維持されてよい。ガス源４２６もまたヒータ４１４に連結されており、ガス源は処理空間４０６と流体連通している。一実施形態では、ガス源４２６は、処理空間４０６に共反応性前駆体を送達するように構成されている。代わりに、ガス源４２６は、所望の実装に応じてパージガス、キャリアガス、または洗浄ガスを、処理空間４０６に送達するように構成されている。
【００７０】
気化器、直接液体射出気化器などといった蒸気生成アセンブリ４１８が、リッドプレート４１６に連結されている。蒸気生成アセンブリ４１８は、処理空間４０６の径方向外側でリッドプレート４１６に連結されている。蒸気生成アセンブリ４１８の配置、及び処理空間４０６への蒸気の噴射箇所によって、基板のＳＡＭ前駆体へのクロスフロー型の曝露が提供される。蒸気生成アセンブリ４１８は、気化器４２２及び、気化器４２２から延在する射出器４２０を含む。気化器４２２は、ＳＡＭ前駆体源５２４に連結され、気化するためにＳＡＭ前駆体を液体形態で受容する。気化器４２２は、ＳＡＭ前駆体を気化するため約１００°Ｃから約５００°Ｃの間の温度に維持され、気化器４２２の温度は、少なくとも部分的に、ＳＡＭ前駆体の蒸気圧によって決定される。
【００７１】
気化されたＳＡＭ前駆体は、気化器４２２から流出し、射出器４２０を通って移動する。射出器４２０は、気化器４２２から蒸気生成アセンブリ４１８を通って、リッドプレート４１６へ延在する。蒸気生成アセンブリ４１８は、ヒータジャケット４１２によって高温に維持され、ＳＡＭ前駆体を蒸気の状態に維持する。
【００７２】
基板支持体４０４とヒータ４１４の径方向外側で、チャンバ本体４０２にマニフォールド４３６が連結されている。マニフォールド４３６は、基板支持体４０４及びヒータ４１４と同一または同様の材料から形成されている。マニフォールド４３６は、マニフォールド４３６の内径が、基板支持体４０４の外径及びヒータ４１４の外径よりも大きく、処理空間４０６を取り囲むように、サイズ決めされている。蒸気は、射出器４２０からマニフォールド４３６を通って、射出器４２０の反対側に配置された出口４３０まで流動し得る。排出口４３２もまた、処理空間４０６に連結されているか、または処理空間４０６に流体連通している。具体的には、排出口４３２は、出口４３０を介して処理空間４０６と流体連通している。その結果、処理空間の廃液は、出口４３０を通り、排出口４３２を介して処理空間４０６から排出され得る。
【００７３】
ヒータ４１４の径方向外側で、リッドプレート４１６に断熱材４３４が連結されている。断熱材４３４は、マニフォールド４３６と同様のサイズを有しており、マニフォールド４３６とリッドプレート４１６の間に配置されていてよい。断熱材４３４は、チャンバ本体４０２にも連結されているか、または接触していてよい。断熱材４３４は、セラミック材料などといった断熱性材料から形成されており、基板支持体４０４、ヒータ４１４、及びマニフォールド４３６からリッドプレート４１６への熱の伝導を低減または防止するように構成されている。一実施形態では、断熱材４３４はオプションである。この実施形態では、空隙が、リッドプレート４１６と、基板支持体４０４、ヒータ４１４、及びマニフォールド４３６との間の断熱材の機能を果たしている。
【００７４】
図５は、本書に記載の一実施形態による処理チャンバ１０４の概略断面図を示す。図５の実施形態は、処理チャンバ１０４Ｃの一実装形態を示す。処理チャンバ１０４Ｃは、処理空間５０６を画定するチャンバ本体５０２を含む。処理空間５０６内に基板支持体５０４が配置されており、
基板支持体５０４の反対側でリッドプレート５１６がチャンバ本体５０２に連結されている。蒸気発生アセンブリ５１８が、リッドプレート５１６に連結されている。
【００７５】
チャンバ本体５０２は、チャンバ本体４０２と同一または同様の材料から形成されている。同様に、基板支持体５０４は、基板支持体４０４と同一または同様の材料から形成されている。基板支持体５０４は、内部に配置された加熱部材５０８を含む。加熱部材５０８は、電源５１０に連結され、基板支持体５０４を約１００°Ｃと約５００°Ｃの間の温度まで加熱するように構成されている。
【００７６】
気化器、直接液体射出気化器などといった蒸気生成アセンブリ５１８が、処理空間５０６の中央近傍でリッドプレート５１６に連結されている。蒸気生成アセンブリ５１８の位置と、処理空間５０６への蒸気の射出箇所によって、基板がＳＡＭ前駆体にトップダウン型で曝露される。蒸気生成アセンブリ５１８は、気化器５２２及び、気化器５２２から延在する１つ以上の射出器５１２、５１４を含む。気化器５２２は、ＳＡＭ前駆体源５２４に連結され、気化するためにＳＡＭ前駆体を液体形態で受容する。気化器５２２は、ＳＡＭ前駆体を気化するため約１００°Ｃから約５００°Ｃの間の温度に維持され、気化器５２２の温度は、少なくとも部分的に、ＳＡＭ前駆体の蒸気圧によって決定され得る。
【００７７】
気化されたＳＡＭ前駆体は、気化器５２２から流出し、注入器５１２、５１４のうちの一方または双方を通って移動する。射出器５１２、５１４は、気化器５２２から蒸気生成アセンブリ５１８を通って、リッドプレート５１６へ延在する。蒸気生成アセンブリ５１８は、ヒータジャケット５２８によって高温に維持され、ＳＡＭ前駆体を蒸気の状態に維持する。一実施形態では、ＳＡＭ前駆体源５２４からのＳＡＭ前駆体は、注入器５１２を介し、出口５３０を通じて処理空間内に導入される。ガス源５２６は、処理空間５０６ともまた流体連通している。ガス源５２６は、蒸気生成アセンブリ５１８に液体またはガスを導入する。生成された蒸気は、射出器５１４及び出口５３０を介して処理空間５０６に導入される。一実施形態では、ガス源５２６は、共反応性前駆体を提供する。別の実施形態では、ガス源５２６は、所望の実装に応じて、パージガス、キャリアガス、または洗浄ガスを提供する。
【００７８】
処理空間５０６は、排出口５３２ともまた流体連通している。その結果、処理空間の廃液は、排出口５３２を介して処理空間５０６から排出され得る。処理チャンバ１０４Ｂ及び１０４Ｃのどちらもが、約６００Ｔｏｒｒ未満の圧力に保たれていてよい。処理チャンバ１０４Ｂ、１０４Ｃ内で実施される処理は、等圧または非等圧であってよい。同様に、処理チャンバ１０４Ｂ、１０４Ｃ内で実施される処理は、等温または非等温であってよい。
【００７９】
図６は、本書に記載の一実施形態による処理チャンバ１０６の概略断面図を示す。処理チャンバ１０６は、ＡＬＤまたは逐次的な層堆積に適合したガス供給システム６３０を含む。処理チャンバ１０６は、側壁６０４及び底部６０６を有するチャンバ本体６０２を含む。スリットバルブ６０８が、処理チャンバ１０６との間の基板６１０の搬入及び搬出を提供する。
【００８０】
基板支持体６１２が、基板受容面６１１上で基板６１０を支持する。基板支持体６１２は、基板支持体６１２及びその上に配置された基板６１０を上昇及び下降させるための、リフトモータ６１４に装着されている。リフトモータ６１８に接続されたリフト板６１６が、処理チャンバ１０６内に装着され、動作可能に配置されたリフトピン６２０を、基板支持体６１２を通って上昇及び下降させる。リフトピン６２０は、基板支持体６１２の表面をわたって、基板６１０を上昇及び下降させる。基板支持体６１２は、処理中に基板６１０を基板支持体６１２に固定するための、真空チャック（図示せず）、静電チャック（図示せず）、またはクランプリング（図示せず）を含み得る。
【００８１】
基板支持体６１２は、その上に配置された基板６１０を加熱するため、加熱され得る。例えば、基板支持体６１２は、抵抗ヒータ（図示せず）といった、埋め込み加熱要素を用いて加熱され得るか、または、基板支持体６１２の上方に配置された加熱ランプ（図示せず）といった、放射熱を用いて加熱され得る。基板６１０上への堆積を防止すべく基板の周縁部にパージガスを供給するパージチャネル６２４を規定するため、基板支持体６１２上にパージリング６２２が配置され得る。
【００８２】
処理ガス及び／又はパージガスといったガスを処理チャンバ１０６に供給するため、ガス供給システム６３０が、チャンバ本体６０２の上部に配置されている。任意の所望のガスを処理チャンバ１０６から排出するため、及び処理チャンバ１０６のポンピングゾーン６６６内部を所望の圧力または所望の圧力範囲に維持するよう支援するため、真空システム６７８がポンピングチャネル６７９と連通している。
【００８３】
一実施形態では、ガス供給システム６３０は、チャンバリッドアセンブリ６３２を含む。チャンバリッドアセンブリ６３２は、チャンバリッドアセンブリ６３２の中心部分から延在する拡張チャネル６３４、及び拡張チャネル６３４からチャンバリッドアセンブリ６３２の周辺部分まで延在する下側表面６６０を含む。下側表面６６０は、基板支持体６１２上に配置された基板６１０をほぼ覆うように、サイズ決め及び形状決めされている。拡張チャネル６３４は、（一緒に設けられていても、及び／または別々に設けられていてもよい）２つの同様のペアをなすバルブ６４２ａ／６５２ａ、６４２ｂ／６５２ｂからのガス流を提供する、ガス注入口６３６ａ、６３６ｂを有する。
【００８４】
１つの構成では、バルブ６４２ａ、及びバルブ６４２ｂは別々の反応性ガス源に連結されているが、同一のパージガス源に連結されていてもよい。例えば、バルブ６４２ａは反応性ガス源６３８に連結されており、バルブ６４２ｂは反応性ガス源６３９に連結されており、どちらのバルブ６４２ａ、６４２ｂも、パージガス源６４０に連結されている。各バルブ６４２ａ、６４２ｂは、バルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂを有する供給ライン６４３ａ、６４３ｂを含み、各バルブ６５２ａ、６５２ｂは、バルブシートアセンブリ６４６ａ、６４６ｂを有するパージライン６４５ａ、６４５ｂを含む。供給ライン６４３ａ、６４３ｂは、反応性ガス源６３８、６３９と流体連通し、拡張チャネル６３４のガス注入口６３６ａ、６３６ｂと流体連通する。供給ライン６４３ａ、６４３ｂのバルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂは、反応性ガス源６３８、６３９から拡張チャネル６３４までの反応性ガスの流動を制御する。パージライン６４５ａ、６４５ｂは、パージガス源６４０と流体連通し、供給ライン６４３ａ、６４３ｂのバルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂの下流で、供給ライン６４３ａ、６４３ｂと交差する。パージライン６４５ａ、６４５ｂのバルブシートアセンブリ６４６ａ、６４６ｂは、パージガス源６４０から拡張チャネル６３４までのパージガスの流動を制御する。反応性ガス源６３８、６３９からの反応性ガスを送達するのにキャリアガスが用いられる場合、好ましくは、キャリアガスとパージガスに、同じガスが用いられる（即ち、アルゴンガスがキャリアガス及びパージガスとして用いられる）。
【００８５】
各バルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂ、６４６ａ、６４６ｂは、ダイヤフラム（図示せず）及びバルブシート（図示せず）を含み得る。ダイヤフラムは、それぞれ開または閉するように付勢されていてよく、閉または開するように作動されてよい。ダイヤフラムは、空気圧作動式であってよいか、または電気作動式であってよい。空気圧作動式のバルブは、Ｆｕｊｉｋｉｎ，  Ｉｎｃ．及びＶｅｒｉｆｌｏ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，  Ｐａｒｋｅｒ  Ｈａｎｎｉｆｉｎ，  Ｃｏｒｐ．から入手可能な空気圧作動式バルブを含む。電気作動式バルブは、Ｆｕｊｉｋｉｎ，  Ｉｎｃ．から入手可能な電気作動式バルブを含む。例えば、用いられ得るＡＬＤバルブは、Ｆｕｊｉｋｉｎ  Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．  ＦＰＲ−ＵＤＤＦＡＴ−２１−６．３５−ＰＩ−ＡＳＮまたはＦｕｊｉｋｉｎ  Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．  ＦＰＲ−ＮＨＤＴ−２１−６．３５−ＰＡ−ＡＹＴである。バルブ６４２ａ、６４２ｂのバルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂ、６４６ａ、６４６ｂのダイヤフラムの作動を制御するため、バルブ６４２ａ、６４２ｂに、プログラム可能論理コントローラ６４８ａ、６４８ｂが連結されていてよい。空気圧作動式バルブは、約０．０２０秒ほどに短い時間で、ガスのパルスを提供し得る。電気作動式バルブは、約０．００５秒ほどに短い時間で、ガスのパルスを提供し得る。電気作動式バルブは、通常、バルブとプログラム可能論理コントローラとの間に連結されたドライバの使用を必要とする。
【００８６】
各バルブ６４２ａ、６４２ｂは、バルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂの閉鎖中に反応性ガスを供給ライン６４３ａ、６４３ｂから洗い流し得る、ゼロデッドボリュームバルブであってよい。例えば、パージライン６４５ａ、６４５ｂは、供給ライン６４３ａ、６４３ｂのバルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂの近傍に位置していてよい。バルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂの閉鎖中、パージライン６４５ａ、６４５ｂは、供給ライン６４３ａ、６４３ｂを洗い流すため、パージガスを提供し得る。示される実施形態では、パージライン６４５ａ、６４５ｂは、供給ライン６４３ａ、６４３ｂのバルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂから、わずかに間隔を空けて位置しており、それによって、開放時にパージガスがバルブシートアセンブリ６４４ａ、６４４ｂに直接送達されない。本書で用いる場合、ゼロデッドボリュームバルブとは、無視できるほどのデッドボリュームを有する（即ち、必ずしもゼロデッドボリュームではない）バルブとして規定される。
【００８７】
バルブの各ペア、６４２ａ／６５２ａ、６４２ｂ／６５２ｂは、反応性ガス及びパージガスの、組み合わされたガス流、及び／または別々のガス流を提供するように適合していてよい。バルブのペア６４２ａ／６５２ａに関連して、反応性ガスとパージガスの組み合わされたガス流の一例は、パージライン６４５ａを通るパージガス源６４０からのパージガスの連続流と、供給ライン６４３ａを通る反応性ガス源６３８からの反応性ガスのパルスを含む。パージガスの連続流は、パージライン６４５ａのバルブシートアセンブリ６４６ａのダイヤフラムを開放したままにすることによって、提供されてよい。反応性ガス源６３８からの反応性ガスのパルスは、供給ライン６４３ａのバルブシートアセンブリ６４４ａのダイヤフラムを開閉することによって提供されてよい。バルブのペア６４２ａ／６５２ａに関連して、反応性ガスとパージガスの別々のガス流の一例は、パージライン６４５ａを通るパージガス源６４０からのパージガスのパルスと、供給ライン６４３ａを通る反応性ガス源６３８からの反応性ガスのパルスを含む。パージガスのパルスは、パージライン６４５ａのバルブシートアセンブリ６４６ａのダイヤフラムを開閉することによって、提供されてよい。反応性ガス源６３８からの反応性ガスのパルスは、供給ライン６４３ａのバルブシートアセンブリ６４４ａのダイヤフラムを開閉することによって提供されてよい。
【００８８】
バルブ６４２ａ、６４２ｂの供給ライン６４３ａ、６４３ｂは、
ガス導管６５０ａ、６５０ｂを通じて、ガス注入口６３６ａ、６３６ｂに連結されていてよい。ガス導管６５０ａ、６５０ｂは、バルブ６４２ａ、６４２ｂと一体化されていてもよく、またはバルブ３４２ａ、３４２ｂから分離されていてもよい。一態様では、バルブ６４２ａ、６４２ｂは、拡張チャネル６３４に近接して連結されており、それによって、バルブ６４２ａ、６４２ｂとガス注入口６３６ａ、６３６ｂの間で、供給ライン６４３ａ、６４３ｂとガス導管６５０ａ、６５０ｂの不要な空間はすべて削減される。
【００８９】
拡張チャネル６３４は、チャンバリッドアセンブリ６３２の下側表面６６０の近傍の拡張チャネルの上部６３７から下部６３５まで、増大する内径を有するチャネルを含む。一実施形態では、拡張チャネル２３４は、円錐台形に形状決めされていてよい（円錐台に類似した形状を含む）。ガスが拡張チャネル６３４の壁面に向かって供給されていようと、基板６１０に向かって直接下方に供給されていようと、ガスの拡張によって、ガス流の速度は、ガス流が拡張チャネル６３４に沿って移動するのにつれて減少する。ガス流が減速することによって、基板６１０の表面上に吸着された反応物がガス流によって吹き飛ばされる可能性を減らす助けとなる。
【００９０】
理論に束縛されるものではないが、拡張チャネル６３４の直径が拡張チャネル６３４の上部６３７から下部６３５に向かって徐々に増大していくことによって、拡張チャネル６３４を通じて生じ得るガスの断熱膨張がより小さくなり、ガスの温度を制御する助けになると見られる。例えば、ガス注入口６３４ａ、６３６ｂを通じて拡張チャネル６３４に送達されるガスが突然、断熱膨張することによって、ガスの温度が低下する結果となり得、それによってガスの凝結と液滴の形成が生じ得る。一方、緩やかに拡張する拡張チャネル６３４は、生じさせるガスの断熱膨張がより小さいと見られる。したがって、より多くの熱がガスへまたはガスから移転し得、それによって、ガスの周囲の温度を制御する（即ち、チャンバリッドアセンブリ６３２の温度を制御する）ことで、ガスの温度がより容易に制御され得る。緩やかに拡張する拡張チャネル６３４は、テーパ付きストレート面、凹面、凸面、もしくはこれらの組合せといった、１つ以上のテーパ付き内表面を含み得るか、または、１つ以上のテーパ付き内表面の部分（即ち、テーパ付き部分とテーパなしの部分）を含み得る。
【００９１】
一実施形態では、ガス注入口６３６ａ、６３６ｂは、拡張チャネル６３４の上側部分６３７の近傍に設置されている。他の実施形態では、１つ以上のガス注入口６３６ａ、６３６ｂは、上側部分６３７と下側部分６３５の間で、拡張チャネル６３４の長さに沿って配置されていてよい。
【００９２】
チャンバリッドアセンブリ６３２の下側表面６６０の少なくとも一部は、拡張チャネル６３４からチャンバリッドアセンブリ６３２の周縁部までテーパが付いていてよく、それによって、基板６１０の表面を横切る（即ち、基板の中央から基板の端部への）拡張チャネル６３４からのガス流の、速度プロファイルが向上する助けとなる。下側表面６６０は、ストレート面、凹面、凸面、またはこれらの組合せといった、１つ以上のテーパ面を有し得る。一実施形態では、下側表面６６０は先細になっていて、じょうごの形状になっている。
【００９３】
基板６１０の周縁の近傍で、チャンバリッドアセンブリ６３２の周縁部分に、チョーク６６２が設置されていてよい。チョーク６６２は、チャンバリッドアセンブリ６３２が組み立てられて基板６１０の周囲に処理ゾーンを形成しているときに、基板６１０の周縁の近傍のエリアで通過するガス流を制限する、任意の部材を含み得る。一実施形態では、チョーク６６２と基板支持体６１２との間隔は、約０．０４インチと約２．０インチの間であり、好ましくは０．０４インチと約０．２インチの間である。この間隔は、送達されるガスと堆積中の処理条件とによって様々であってよい。チョーク６６２は、ポンピングゾーン６６６の非均一な圧力分布から反応ゾーン６６４を隔離することによって、チャンバリッドアセンブリ６３２と基板６１０との間に規定される空間即ち反応ゾーン６６４内に、より均一な圧力分布を提供する助けとなる。
【００９４】
一態様では、反応ゾーン６６４がポンピングゾーン６６６から隔離されているので、基板６１０の反応性ガスまたはパージガスへの十分な暴露を確保するためには、反応性ガスまたはパージガスが反応ゾーン６６４を適切に満たすことだけが必要である。処理チャンバ１０６は、反応物を基板表面６１０に連続して導入し、基板６１０の表面上に、反応物の薄層を交互に吸着させる。この結果、原子層堆積は、同時に基板６１０の表面に到達する、反応物の流動を必要としない。その代り、反応物の流動は、基板６１０の表面上に反応物の薄層を吸着するのに十分な量で提供される必要がある。
【００９５】
チャンバリッドアセンブリ６３２は、中を通って送達される特定のガスに応じて、冷却要素及び／または加熱要素を含み得る。チャンバリッドアセンブリ６３２の温度の制御は、チャンバリッドアセンブリ６３２上でガスが分解、堆積、または凝結するのを防ぐために用いられ得る。例えば、チャンバリッドアセンブリ６３２を冷却するため、チャンバリッドアセンブリ６３２内に水路（図示せず）が形成されてよい。別の実施形態では、チャンバリッドアセンブリ６３２を加熱するため、加熱要素（図示せず）が、チャンバリッドアセンブリ６３２の構成要素に埋め込まれるか、チャンバリッドアセンブリ６３２の構成要素を取り囲んでよい。一実施形態では、チャンバリッドアセンブリ６３２の構成要素は、個別に加熱または冷却され得る。例えば、チャンバリッドアセンブリ６３２は、拡張パネル６３４を形成するリッドプレート６７０及びリッドキャップ６７２を含み得る。リッドキャップ６７２は１つの温度範囲に維持されてよく、リッドプレート６７０は別の温度範囲に維持されてよい。例えば、反応性ガスの凝結を防止するため、リッドキャップ６７２は、ヒータテープで包まれるか、または別の加熱装置を用いることによって加熱され得、リッドプレート６７０は大気温度に維持され得る。別の例では、リッドキャップ６７２は加熱され得、リッドプレート６７０は、リッドプレート６７０上の反応性ガスの熱分解を防止するため、内部に形成された水路で冷却され得る。
【００９６】
チャンバリッドアセンブリ６３２は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケルめっきアルミニウム、ニッケル、または実施される処理に適合した他の適切な材料からできていてよい構成要素を含む。一実施形態では、リッドキャップ６７２はアルミニウムまたはステンレス鋼を含み、リッドプレート６７０はアルミニウムを含む。
【００９７】
処理条件を制御するため、プログラムされたパーソナルコンピュータ、ワークステーションなどといった制御ユニット２８０が、処理チャンバ１０６に連結されていてよい。例えば、制御ユニット６８０は、基板処理シーケンスの種々のステージ中、バルブ６４２ａ、２６２ｂを通る、ガス源６３８、６３９、及び６４０からの様々な処理ガス及びパージガスの流動を制御するように構成されていてよい。例えば、制御ユニット６８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）６８２、サポート回路６８４、及び、関連する制御ソフトウェア６８３を含むメモリ６８６を備える。
【００９８】
制御ユニット６８０は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための工業環境で使用され得る任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであり得る。ＣＰＵ６８２は、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、またはローカルもしくはリモートの任意の他の形態のデジタル記憶装置といった、任意の適切なメモリ６８６を使用し得る。処理チャンバ１０６をサポートするため、ＣＰＵ６８２に様々なサポート回路が連結されていてよい。制御ユニット６８０は、バルブ６４２ａ、６４２ｂのプログラム可能な論理コントローラ６４８ａ、６４８ｂといった個々のチャンバ構成要素の近傍に設置された、別のコントローラに連結されていてよい。制御ユニット６８０と、処理チャンバ１０６の他の様々な構成要素との間の双方向通信は、信号バス６８８と総称される数々の信号ケーブルを通じてハンドリングされる。ガス源６３８、６３９、６４０及び、バルブ６４２ａ、６４２ｂのプログラム可能論理コントローラ６４８ａ、６４８ｂからの処理ガス及びパージガスを制御するのに加えて、制御ユニット６８０は、ウエハの移送、温度制御、チャンバからの排出などといった、ウエハ処理に用いられる他の作業の自動制御に関与するように構成されていてよい。
【００９９】
作業中、基板６１０は、移送ロボット１１４（図１）といったロボット（図示せず）によって、スリットバルブ６０８を通って処理チャンバ１０６に送達される。基板６１０は、リフトピン６２０とロボットとの協働によって、基板支持体６１２上に置かれる。基板支持体６１２は、チャンバリッドアセンブリ６３２の下側表面６６０に近接して対向するように、基板６１０を上昇させる。バルブ６４２ａによって、処理チャンバ１０６の拡張チャネル６３４内に、一緒にまたは別々に（即ちパルスで）、第１のガス流が射出されてよく、バルブ６４２ｂによって、処理チャンバ１０６内に第２のガス流が射出されてよい。第１のガス流はパージガス源６４０からのパージガスの連続流と、反応性ガス源６３８からの反応性ガスのパルスとを含んでいてよいか、または、反応性ガス源６３８からの反応性ガスのパルスと、パージガス源６４０からのパージガスのパルスとを含んでいてよい。第２のガス流はパージガス源６４０からのパージガスの連続流と、反応性ガス源６３９からの反応性ガスのパルスとを含んでいてよいか、または、反応性ガス源６３９からの反応性ガスのパルスと、パージガス源６４０からのパージガスのパルスとを含んでいてよい。ガス流は、拡張チャネル６３４の内表面をわたってスイープする動きを提供する渦流れのパターンで、拡張チャネル６３４を通って移動する。渦流れのパターンは消散し、基板表面６１０に向かう下向きの流れとなる。ガス流の速度は、拡張チャネル６３４を通って移動するにつれて、低下する。次にガス流は、基板６１０の表面を横切り、チャンバリッドアセンブリ６３２の下側表面６６０を横切って移動する。下向きに傾斜しているチャンバリッドアセンブリ６３２の下側表面６６０は、基板６１０の表面を横切るガス流の速度の変動を低減する助けとなる。次に、ガス流はチョーク６６２によって流動し、処理チャンバ１０６のポンピングゾーン６６６へと流動する。余剰ガスや副産物などがポンピングチャネル６７９内に流入し、真空システム６７８によって処理チャンバ１０６から排出される。一態様では、ガス流は、拡張チャネル６３４を通り、基板６１０の表面とチャンバリッドアセンブリ６３２の下側表面６６０との間を層状の態様で進行する。これによって反応性ガスが基板６１０の表面に均一に暴露される助けとなり、チャンバリッドアセンブリ６３２の内表面を効率よくパージする助けとなる。
【０１００】
図７は、本書に記載の一実施形態による処理チャンバ１０８の概略断面図を示す。一実施形態では、処理チャンバ１０８は、処理チャンバ１０２と同様である。この実施形態では、処理チャンバ１０８は、ＡＬＤ後の熱トリートメント、ＡＬＤ後のプラズマトリートメント、またはこれらの組合せのために使用され得る。ＡＬＤ後のプラズマトリートメントを使用する実施形態では、基板上の望まない箇所からＡＬＤ材料を除去するため、プラズマエッチング処理が実施され得る。不完全なＳＡＭトリートメントの結果、ＡＬＤトリートメント中に基板の望まないエリアが曝露されたままであった場合に、プラズマエッチング処理が使用され得ることが想定される。
【０１０１】
別の実施形態では、処理チャンバ１０８は、処理チャンバ１０２と異なる。処理空間７０４を規定するチャンバ本体７０２を有する、異なるチャンバが図７で示されている。処理空間７０４内に基板支持体７０６が配置され、基板支持体７０６内に、抵抗ヒータといったヒータ７０８が配置されている。ヒータ７０８は電源７１０に連結されており、ヒータは、基板支持体７０６上に配置された基板を、基板上に配置されたＳＡＭ材料の蒸発温度より高い温度まで加熱するように構成されている。こうして処理チャンバ１０８は、基板からＳＡＭ材料を揮発させ、揮発した材料は、排出口を介して処理空間７０４から排出される。
【０１０２】
図８は、本明細書に記載の一実施形態による、基板の処理方法８００の諸工程を示す。工程８１０で、基板は処理チャンバ１０２といった前洗浄チャンバに送達される。基板に前洗浄処理が実施され、基板は工程８２０で、前洗浄チャンバからＳＡＭ処理チャンバといった処理チャンバ１０４へと、移送チャンバ（即ち移送チャンバ１１０）を介して移送される。
【０１０３】
工程８３０で、基板にＳＡＭ材料の堆積処理が実施される。基板は、移送チャンバを介して、ＳＡＭ処理チャンバから、処理チャンバ１０６といったＡＬＤチャンバへと移送される。基板にＡＬＤ処理が実施され、基板は工程８４０で、ＡＬＤチャンバから、処理チャンバ１０８といった後処理チャンバへと、移送チャンバを介して移送される。基板に後処理が実施され、基板は、後続する処理のため後処理チャンバから移送され得る。
【０１０４】
要約すると、ＳＡＭトリートメント処理と（ＡＬＤトリートメントといった）後続の堆積処理を組み合わせて、統合されたクラスタツール装置によって、インシトゥ処理の改善とスループットの向上が提供される。基板の前処理及び後処理といったさらなる処理の能力によって、本書に記載の実施形態による材料の堆積選択性の向上といった、様々な利点が提供される。
【０１０５】
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の実施形態やさらなる実施形態は、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  装置
１０２  処理チャンバ
１０４Ａ  処理チャンバ
１０４Ｂ  処理チャンバ
１０４Ｃ  処理チャンバ
１０４  処理チャンバ
１０６  処理チャンバ
１０８  処理チャンバ
１１０  移送チャンバ
１１２  ロードロックチャンバ
１１４  ロボット
１１６Ａ  ブレード
１１６Ｂ  ブレード
１７０  孔
２０１  プレートスタック
２０２  ソースモジュール
２０４  処理モジュール
２０６  流動モジュール
２０７  高さ
２０８  排出モジュール
２１０  チャンバモジュール
２１１  中心軸
２１２  処理領域
２１４  排出チャネル
２１６  基板
２１８  基板支持体アセンブリ
２２２  絶縁器
２２４  ｒｆ電源
２２５  ｒｆ整合ネットワーク
２２６  ガス注入管
２３２  ガス源
２３４  拡張チャネル
２４０  チャンバ本体
２４２  スリットバルブ開口部
２４４  スリットバルブ
２４６  上側ライナーアセンブリ
２４８  開口部
２５０  冷却チャネル
２５２  封止材
２５４  シャーシ
２５４ｂ  溝
２５６  封止材
２５８  中央開口部
２６０  外壁
２６２  内壁
２６２ｂ  バルブ
２６４  放射状の壁
２６４ｂ  溝
２６６  底壁
２６８  空間
２７０  孔
２７２  接地ガスケット
２７４  支持体プレート
２７６  ベースプレート
２７８  中空シャフト
２８０  対称流動バルブ
２８２  真空ポンプ
２８４  ベローズ
２８６  チャック用電極
２８７  バイアス電源
２８８  加熱要素
２８９  加熱電源
２９０  冷却チャネル
２９１  冷却流体源
２９２  アクチュエータアセンブリ
２９４  リフトピンアクチュエータ
２９６  リフトピン
２９８  プラズマスクリーン
２９９  基板支持体ライナー
３０２  チャンバ本体
３０４  基板支持体
３０６  加熱部材
３０８  シャワーヘッドライナー
３１０  処理空間
３１２  シャワーヘッド
３１４  バッキング板
３１６  ヒータ
３１８  電源
３２０  第１のプレナム
３２１  第１の通路
３２２  第２のプレナム
３２３  第２の通路
３２４  リッドプレート
３２５  第３の通路
３２６  射出アセンブリ
３２７  ハウジング
３２８  射出器
３３０  第１のアンプル
３３２  第１の導管
３３４  第１のヒータジャケット
３３６  第２のアンプル
３３８  第２の導管
３４０  第２のヒータジャケット
３４２  洗浄ガス源
３４４  第３の導管
３４６  第３のヒータジャケット
３４８  第３のプレナム
３５０  ポンピングライナー
３５２  孔
３５４  電源
３５６  排出口
３５８  スリットバルブドア
３６０  スリットバルブ開口部
３６２  開口部
４０２  チャンバ本体
４０４  基板支持体
４０６  処理空間
４０８  加熱部材
４１０  電源
４１２  ヒータジャケット
４１４  ヒータ
４１６  リッドプレート
４１８  蒸気発生アセンブリ
４２０  射出器
４２２  気化器
４２６  ガス源
４２８  電源
４３０  出口
４３２  排出口
４３４  断熱材
４３６  マニフォールド
５０２  チャンバ本体
５０４  基板支持体
５０６  処理空間
５０８  加熱部材
５１０  電源
５１２  射出器
５１４  射出器
５１６  リッドプレート
５１８  蒸気生成アセンブリ
５２２  気化器
５２４  ソース
５２６  ガス源
５２８  ヒータジャケット
５３０  出口
５３２  排出口
６０２  チャンバ本体
６０４  側壁
６０８  スリットバルブ
６１０  基板
６１１  基板受容面
６１２  基板支持体
６１４  リフトモータ
６１６  リフトプレート
６１８  リフトモータ
６２０  リフトピン
６２２  パージリング
６２４  パージチャネル
６３０  ガス供給システム
６３２  チャンバリッドアセンブリ
６３４  拡張チャネル
６３５  下側部分
６３６ａ  ガス注入口
６３６ｂ  ガス注入口
６３７  上側部分
６３８  ガス源
６３９  ガス源
６４０  ガス源
６４２ａ  バルブ
６４２ｂ  バルブ
６４３ａ  供給ライン
６４３ｂ  供給ライン
６４４ａ  バルブシートアセンブリ
６４４ｂ  バルブシートアセンブリ
６４５ａ  パージライン
６４５ｂ  パージライン
６４６ａ  バルブシートアセンブリ
６４６ｂ  バルブシートアセンブリ
６４８ａ  プログラム可能論理コントローラ
６４８ｂ  プログラム可能論理コントローラ
６５０ａ  ガス導管
６５０ｂ  ガス導管
６５２ａ  バルブ
６５２ｂ  バルブ
６６０  下側表面
６６２  チョーク
６６４  反応ゾーン
６６６  ポンピングゾーン
６７０  リッドプレート
６７２  リッドキャップ
６７８  真空システム
６７９  ポンピングチャネル
６８０  制御ユニット
６８２  ｃｐｕ
６８３  関連する制御ソフトウェア
６８４  サポート回路
６８６  メモリ
６８８  信号バス
７０２  チャンバ本体
７０４  処理空間
７０６  基板支持体
７０８  ヒータ
７１０  電源
８００  方法
８１０  工程
８２０  工程
８３０  工程
８４０  工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018026532.tif 000008
【図７】
2018026532.tif 000009
【図８】
2018026532.tif 000010
【外国語明細書】
2018026532000001.pdf
2018026532000002.pdf
2018026532000003.pdf
2018026532000004.pdf