(57)【要約】      （修正有）【課題】酸化シリコン表面に対してシリコン表面上に窒化シリコンを選択的に蒸着するための方法および装置、ならびに、シリコン表面に対して酸化シリコン表面上に窒化シリコンを選択的に蒸着するための方法および装置を提供する。【解決手段】熱原子層蒸着を用いて酸化シリコン表面上に選択的に窒化シリコンを蒸着する前に、シリコン表面上に有機部分を形成することによってシリコン表面をブロックするために、シリコン表面と選択的に反応するアルケンに基板を暴露させる工程を備える。方法は、熱原子層蒸着を用いてシリコン表面上に選択的に窒化シリコンを蒸着する前に、酸化シリコン表面上に有機部分を形成することによって酸化シリコン表面をブロックするために、酸化シリコン表面と選択的に反応するアルキルシリルハライドに基板を暴露させる工程を備える。【選択図】図６
2018164079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に窒化シリコンを蒸着する方法であって、
露出した酸化シリコン表面および露出したシリコン表面を有する前記半導体基板を準備する工程と、
前記露出した酸化シリコン表面および前記露出したシリコン表面の一方に有機部分を形成することによって、前記露出した酸化シリコン表面および前記露出したシリコン表面の他方が未ブロックのままで、前記露出した酸化シリコン表面および前記露出したシリコン表面の前記一方をブロックするために、前記半導体基板をブロック剤に暴露させる工程と、
１または複数回の熱原子層蒸着サイクルによって、前記露出した酸化シリコン表面および前記露出したシリコン表面の前記他方に窒化シリコンを選択的に蒸着させる工程と、
を備え、
各サイクルは、
前記ブロックされた表面および前記未ブロックの表面を有する前記半導体基板をシリコン含有前駆体に暴露させて、前記シリコン含有前駆体を前記未ブロックの表面に吸着させる工程と、
プラズマを点火することなしに前記半導体基板を窒素含有反応剤に暴露させて、前記ブロックされた表面に対して前記未ブロックの表面上に選択的に窒化シリコンを形成する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記ブロック剤は、アルケンである、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記ブロック剤は、以下の化学構造を有するアルキルシリルハライドであり、
Ｘは、ハロゲンであり、ｎは、１以上２０以下の整数である、方法。
【化１５】
2018164079.tif 000017
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記露出した酸化シリコン表面は、ヒドロキシル基を備える、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、さらに、前記窒化シリコンを選択的に蒸着した後に、前記有機部分を除去する工程を備える、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記有機部分を除去する工程は、ヘリウムおよびアルゴンからなる群より選択された不活性ガスに前記半導体基板を暴露させる工程と、約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間のプラズマ電力でプラズマを点火する工程と、を含む、方法。
【請求項７】
請求項３に記載の方法であって、さらに、前記窒化シリコンを選択的に蒸着した後に、フッ素含有ガスおよび酸素含有ガスの混合物に前記半導体基板を暴露させて、約７５Ｗ〜約２００Ｗの間のプラズマ電力でプラズマを点火することにより、前記有機部分を除去する工程を備える、方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記半導体基板を前記ブロック剤に暴露させる前に、前記半導体基板を水素に暴露させて、前記露出したシリコン表面上に水素化基を形成する工程を備える、方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、前記シリコン含有前駆体は、シリコンハライドおよびアミノシランからなる群より選択される、方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、前記窒素含有反応剤は、アンモニア、窒素、ヒドラジン、または、それらの組み合わせである、方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、前記半導体基板は、約２５°Ｃ〜約３００°Ｃの間の温度に設定されたペデスタル上に載置される、方法。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、前記半導体基板は、約１０ｍＴｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒの間のチャンバ圧に設定されたチャンバ内に収容される、方法。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、各熱原子層蒸着サイクルは、さらに、前記半導体基板を前記シリコン含有前駆体に暴露させる工程と、前記半導体基板を前記窒素含有反応剤に暴露させる工程との合間に、前記半導体基板を収容するチャンバをパージする工程を含む、方法。
【請求項１４】
請求項２に記載の方法であって、前記アルケンは、１−オクタデセンである、方法。
【請求項１５】
請求項３に記載の方法であって、前記アルキルシリルハライドは、オクタデシルトリクロロシランである、方法。
【請求項１６】
請求項７に記載の方法であって、前記プラズマは、遠隔プラズマ発生器内で点火される、方法。
【請求項１７】
請求項７に記載の方法であって、前記プラズマは、その場で点火される、方法。
【請求項１８】
半導体基板上に窒化シリコンを蒸着する方法であって、
ブロックされた表面および未ブロックの表面を有する前記半導体基板を準備する工程であって、前記ブロックされた表面は、Ｓｉ−Ｃ結合を有する有機部分を備える、工程と、
１または複数回の熱原子層蒸着サイクルによって、前記未ブロックの表面に窒化シリコンを選択的に蒸着させる工程と、
を備え、
各サイクルは、
前記ブロックされた表面および前記未ブロックの表面を有する前記半導体基板をシリコン含有前駆体に暴露させて、前記シリコン含有前駆体を前記未ブロックの表面に吸着させる工程と、
プラズマを点火することなしに前記半導体基板を窒素含有反応剤に暴露させて、前記ブロックされた表面に対して前記未ブロックの表面上に選択的に窒化シリコンを形成する工程と、
を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記未ブロックの表面は、非シリコン表面である、方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、前記未ブロックの表面は、非酸化シリコン表面である、方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の方法であって、前記未ブロックの表面は、ヒドロキシル基を備える、方法。
【請求項２２】
請求項１８、１９、および、２１のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記半導体基板をアルケンに暴露させることによって、前記ブロックされた表面を準備する工程を備える、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、前記アルケンは、１−オクタデセンである、方法。
【請求項２４】
請求項１８および２０のいずれかに記載の方法であって、さらに、以下の化学構造を有するアルキルシリルハライドに前記半導体基板を暴露させることによって、前記ブロックされた表面を準備する工程を備え、
Ｘは、ハロゲンであり、ｎは、１以上２０以下の整数である、方法。
【化１６】
2018164079.tif 000018
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記アルキルシリルハライドは、オクタデシルトリクロロシランである、方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法であって、さらに、前記窒化シリコンを選択的に蒸着した後に、フッ素含有ガスおよび酸素含有ガスの混合物に前記半導体基板を暴露させて、約７５Ｗ〜約２００Ｗの間のプラズマ電力でプラズマを点火することにより、前記有機部分を除去する工程を備える、方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、前記プラズマは、遠隔プラズマ発生器内で点火される、方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載の方法であって、前記プラズマは、その場で点火される、方法。
【請求項２９】
請求項１８に記載の方法であって、さらに、前記窒化シリコンを選択的に蒸着した後に、前記有機部分を除去する工程を備える、方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、前記有機部分を除去する工程は、ヘリウムおよびアルゴンからなる群より選択された不活性ガスに前記半導体基板を暴露させる工程と、約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間のプラズマ電力でプラズマを点火する工程と、を含む、方法。
【請求項３１】
半導体基板上に窒化シリコンを蒸着する方法であって、
露出したヒドロキシル末端シリコン含有表面および露出した水素末端シリコン含有表面を有する前記半導体基板を準備する工程と、
前記露出したヒドロキシル末端シリコン含有表面および前記露出した水素末端シリコン含有表面の一方に有機部分を形成することによって、前記露出したヒドロキシル末端シリコン含有表面および前記露出した水素末端シリコン含有表面の他方が未ブロックのままで、前記露出したヒドロキシル末端シリコン含有表面および前記露出した水素末端シリコン含有表面の前記一方をブロックするために、前記半導体基板をブロック剤に暴露させる工程と、
１または複数回の熱原子層蒸着サイクルによって、前記露出したヒドロキシル末端シリコン含有表面および前記露出した水素末端シリコン含有表面の前記他方に窒化シリコンを選択的に蒸着させる工程と、
を備え、
各サイクルは、
前記ブロックされた表面および前記未ブロックの表面を有する前記半導体基板をシリコン含有前駆体に暴露させて、前記シリコン含有前駆体を前記未ブロックの表面に吸着させる工程と、
プラズマを点火することなしに前記半導体基板を窒素含有反応剤に暴露させて、前記ブロックされた表面に対して前記未ブロックの表面上に選択的に窒化シリコンを形成する工程と、
を含む、方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法であって、前記ブロック剤は、アルケンである、方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法であって、前記ブロック剤は、以下の化学構造を有するアルキルシリルハライドであり、
Ｘは、ハロゲンであり、ｎは、１以上２０以下の整数である、方法。
【化１７】
2018164079.tif 000019
【請求項３４】
請求項３１〜３３のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記半導体基板を前記ブロック剤に暴露させる前に、前記半導体基板を水素に暴露させて、前記露出した水素末端シリコン含有表面を形成する工程を備える、方法。
【請求項３５】
請求項３１〜３３のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記半導体基板を前記ブロック剤に暴露させる前に、前記半導体基板を大気に暴露させて、前記露出したヒドロキシル末端シリコン含有表面を形成する工程を備える、方法。
【請求項３６】
請求項３１〜３３のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記半導体基板を前記ブロック剤に暴露させる前に、水に希釈した１％フッ化水素酸に前記半導体基板を暴露させて、前記露出したヒドロキシル末端シリコン含有表面を形成する工程を備える、方法。
【請求項３７】
半導体基板を処理するための装置であって、
基板を保持するためのペデスタルを備えた処理チャンバと、
真空に接続するための少なくとも１つの流出口と、
前記装置内の動作を制御するためのコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記処理チャンバのペデスタルへ半導体基板を供給させるためのマシン読み取り可能な命令と、
ブロック剤を前記処理チャンバへ導入させるためのマシン読み取り可能な命令と、
シリコン含有前駆体を前記処理チャンバへ導入させるためのマシン読み取り可能な命令と、
プラズマを点火することなしに、窒素含有反応剤を導入させるためのマシン読み取り可能な命令と、
を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体デバイス製造は、窒化シリコン膜の蒸着を含みうる。窒化シリコン膜は、特有の物理的、化学的、および、機械的特性を有しており、したがって、様々な用途に用いられる。例えば、窒化シリコン膜は、拡散バリア、ゲート絶縁体、側壁スペーサ、封止層、トランジスタのストレインド膜（ｓｔｒａｉｎｅｄ  ｆｉｌｍ）などに利用されうる。窒化シリコン膜を蒸着する従来の方法は、誘電材料に対して選択的ではない。
【発明の概要】
【０００２】
本明細書では、半導体基板を処理するための方法および装置が提供されている。一態様は、半導体基板上に窒化シリコンを蒸着する方法を含み、方法は：露出した酸化シリコン表面および露出したシリコン表面を有する半導体基板を準備する工程と；露出した酸化シリコン表面および露出したシリコン表面の一方に有機部分を形成することによって、露出した酸化シリコン表面および露出したシリコン表面の他方が未ブロックのままで、露出した酸化シリコン表面および露出したシリコン表面の一方をブロックするために、半導体基板をブロック剤に暴露させる工程と；１または複数回の熱原子層蒸着サイクルによって、露出した酸化シリコン表面および露出したシリコン表面の他方に窒化シリコンを選択的に蒸着させる工程と、を備え、各サイクルは、ブロックされた表面および未ブロックの表面を有する半導体基板をシリコン含有前駆体に暴露させて、シリコン含有前駆体を未ブロックの表面に吸着させる工程と、プラズマを点火することなしに半導体基板を窒素含有反応剤に暴露させて、ブロックされた表面に対して未ブロックの表面上に選択的に窒化シリコンを形成する工程と、を含む。様々な実施形態において、露出した酸化シリコン表面は、ヒドロキシル基を備える。
【０００３】
様々な実施形態において、ブロック剤は、アルケンである。例えば、いくつかの実施形態において、アルケンは、１−オクタデセンである。
【０００４】
様々な実施形態において、ブロック剤は、以下の化学構造を有するアルキルシリルハライドであり、ここで、Ｘは、ハロゲンであり、ｎは、１以上２０以下の整数である。
【化１】
2018164079.tif 000003
例えば、いくつかの実施形態において、アルキルシリルハライドは、オクタデシルトリクロロシランである。
【０００５】
様々な実施形態において、方法は、さらに、窒化シリコンを選択的に蒸着した後に、有機部分を除去する工程を備える。
【０００６】
様々な実施形態において、有機部分は、ヘリウムおよびアルゴンからなる群より選択された不活性ガスに半導体基板を暴露させ、約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間のプラズマ電力でプラズマを点火することによって除去されてよい。プラズマ電力は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間であってよい。
【０００７】
いくつかの実施形態において、有機部分は、フッ素含有ガスおよび酸素含有ガスの混合物に半導体基板を暴露させて、約７５Ｗ〜約２００Ｗの間のプラズマ電力でプラズマを点火することによって除去されてもよい。プラズマ電力は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約７５Ｗ〜約２００Ｗの間であってよい。プラズマは、遠隔プラズマ発生器などで遠隔で生成されてもよいし、直接（すなわち、その場で）生成されてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、方法は、さらに、半導体基板をブロック剤に暴露させる前に、半導体基板を水素に暴露させて、露出したシリコン表面上に水素化基を形成する工程を備える。
【０００９】
様々な実施形態において、シリコン含有前駆体は、シリコンハライドまたはアミノシランである。様々な実施形態において、窒素含有反応剤は、窒素、アンモニア、ヒドラジン、および、それらの組み合わせの内のいずれかである。
【００１０】
半導体基板は、約２５°Ｃ〜約３００°Ｃの間の温度に設定されたペデスタル上に載置されてよい。いくつかの実施形態において、半導体基板は、約１０ｍＴｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒの間のチャンバ圧に設定されたチャンバ内に収容される。
【００１１】
様々な実施形態において、各熱原子層蒸着サイクルは、さらに、半導体基板をシリコン含有前駆体に暴露させる工程と、半導体基板を窒素含有反応剤に暴露させる工程との合間に、半導体基板を収容するチャンバをパージする工程を含む。
【００１２】
別の態様は、半導体基板を処理するための装置を含み、装置は：基板を保持するためのペデスタルを備えた少なくとも１つの処理チャンバと；真空に接続するための少なくとも１つの流出口と；１または複数のアルケンガス源に接続された１または複数の処理ガス流入口と；１または複数のシリコン含有前駆体ガス源に接続された１または複数の処理ガス流入口と；１または複数の窒素含有反応ガス源に接続された１または複数の処理ガス流入口と；装置内の動作を制御するためのコントローラと、を備え、コントローラは：少なくとも１つの処理チャンバ内に収容された基板のシリコン表面をブロックするために、少なくとも１つの処理チャンバにアルケンガスを導入するためのマシン読み取り可能な命令と；アルケンガスを導入した後に、熱原子層蒸着によって基板の非シリコン表面上に選択的に窒化シリコンを形成するために、シリコン含有前駆体ガスおよび窒素含有反応ガスを時間的に分離したパルスで導入するためのマシン読み取り可能な命令と、を備え、シリコン含有前駆体ガスのパルスおよび窒素含有反応ガスのパルスが、１つの熱原子層蒸着サイクルを構成する。
【００１３】
別の態様は、半導体基板を処理するための装置を含み、装置は：基板を保持するためのペデスタルを備えた少なくとも１つの処理チャンバと；真空に接続するための少なくとも１つの流出口と；１または複数のアルキルシリルハライドガス源に接続された１または複数の処理ガス流入口と；１または複数のシリコン含有前駆体ガス源に接続された１または複数の処理ガス流入口と；１または複数の窒素含有反応ガス源に接続された１または複数の処理ガス流入口と；装置内の動作を制御するためのコントローラと、を備え、コントローラは：少なくとも１つの処理チャンバ内に収容された基板の酸化シリコン表面をブロックするために、少なくとも１つの処理チャンバにアルキルシリルハライドガスを導入するためのマシン読み取り可能な命令と；アルキルシリルハライドガスを導入した後に、熱原子層蒸着によって基板の非酸化シリコン表面上に選択的に窒化シリコンを形成するために、シリコン含有前駆体ガスおよび窒素含有反応ガスを時間的に分離したパルスで導入するためのマシン読み取り可能な命令と、を備え、シリコン含有前駆体ガスのパルスおよび窒素含有反応ガスのパルスが、１つの熱原子層蒸着サイクルを構成する。
【００１４】
これらの態様および他の態様について、図面を参照しつつ以下でさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】特定の開示されている実施形態に従った方法のための動作を示す処理フローチャート。
【００１６】
【図２】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【図３】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【００１７】
【図４Ａ】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【図４Ｂ】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【図４Ｃ】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【００１８】
【図５Ａ】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【図５Ｂ】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【図５Ｃ】特定の開示されている実施形態に従って記載された動作を受ける基板の概略図。
【００１９】
【図６】特定の開示された実施形態に従って、方法内のサイクルの一例を示すタイミングシーケンス図。
【００２０】
【図７】特定の開示された実施形態を実行するための処理チャンバ例を示す概略図。
【００２１】
【図８】特定の開示された実施形態を実行するための処理ツール例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の説明では、提示した実施形態の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細事項が示されている。開示された実施形態は、これらの具体的な詳細事項の一部またはすべてがなくとも実施可能である。また、開示した実施形態が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略した。開示した実施形態は、具体的な実施形態に関連して説明されているが、開示した実施形態を限定する意図はないことを理解されたい。
【００２３】
半導体製造処理は、しばしば、窒化シリコン材料の蒸着を含む。一例において、窒化シリコンは、拡散バリア、ゲート絶縁体、側壁スペーサ、および、封止層として、半導体デバイス製造に利用されうる。共形の窒化シリコン層も、他の用途で利用されうる。例えば、窒化シリコンは、メモリ構造の加工中に利用されうる。
【００２４】
窒化シリコン層を蒸着するための従来の原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、および、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）技術は、一般に、誘電体材料に対して選択的ではない。金属に対して酸化物材料上に金属酸化物を選択的に蒸着する技術および酸化物に対して金属材料上に金属酸化物を選択的に蒸着する技術がいくつか存在するが、かかる技術は、他の誘電材料に対して選択的に誘電体材料を蒸着するには不十分である。
【００２５】
本明細書では、酸化シリコンに対してシリコン表面上に窒化シリコンを選択的に蒸着するための方法および装置、ならびに、シリコンに対して酸化シリコン表面上に窒化シリコンを選択的に蒸着するための方法および装置が提供されている。本明細書に記載の技術は、酸化シリコンおよびシリコンの表面の相対反応性を用いて、ある表面をブロックしつつその他の表面をブロックしないで残すことで、窒化シリコンが非ブロック表面上に選択的に蒸着されるようにすることを含む。基板は、ブロックされる表面上に有機基または有機部分を形成し、酸化シリコン表面またはシリコン表面をブロックしないで残すことによって、それぞれ、シリコン表面または酸化シリコン表面のいずれかをブロックするために選択された有機ブロック剤に暴露される。窒化シリコンの蒸着は、蒸着がプラズマなしで実行されるように熱原子層蒸着（ＡＬＤ）を用いて実行される。多くの実施形態において、プラズマの点火が、有機基または有機部分を除去することで、ブロックされた表面が窒化シリコン蒸着を受けやすくなる。したがって、ＡＬＤは、プラズマを点火せずに実行される。
【００２６】
ＡＬＤは、連続的な自己制限反応を用いて材料の薄層を蒸着する技術である。通例、ＡＬＤサイクルは、少なくとも１つの反応物質を基板表面に送って吸着させた後に、吸着した反応物質を１または複数の反応物質と反応させて、部分的な膜層を形成する動作を含む。一例として、酸化シリコン蒸着サイクルは、以下の動作を含んでよい：（ｉ）シリコン含有前駆体の供給／吸着、（ｉｉ）チャンバからのシリコン前駆体のパージ、（ｉｉｉ）酸素含有反応物質または酸素含有ガスの供給、ならびに、（ｉｖ）チャンバからの酸素含有反応物質のパージ。
【００２７】
化学蒸着（ＣＶＤ）技術とは異なり、ＡＬＤ処理は、表面介在蒸着反応を用いて、層ごとに膜を蒸着する。ＡＬＤ処理の一例では、一群の表面活性部位を含む基板表面が、基板を収容するチャンバに提供される１供給内の第１前駆体（シリコン含有前駆体など）の気相分布に暴露される。この第１前駆体の分子は、第１前駆体の化学吸着種および／または物理吸着分子を含め、基板表面上に吸着される。本明細書に記載のように化合物が基板表面上に吸着された時、吸着された層は、化合物と化合物の誘導体とを含みうることを理解されたい。例えば、シリコン含有前駆体の吸着層は、シリコン含有前駆体とシリコン含有前駆体の誘導体とを含みうる。第１前駆体の投入後、チャンバは、主に吸着種が残るかまたは吸着種のみが残るように、気相のままの第１前駆体のほとんどまたはすべてを除去するために排気される。いくつかの実施例において、チャンバは、完全には排気されなくてもよい。例えば、チャンバは、気相の第１前駆体の分圧が反応を和らげるのに十分低くなるように排気されてよい。窒素含有反応物質などの第２反応物質が、これらの分子の一部が表面上に吸着された第１前駆体と反応するように、チャンバに導入される。いくつかの処理において、第２反応物質は、吸着された第１前駆体と速やかに反応する。次いで、チャンバは、未結合の第２反応物質分子を除去するために再び排気されてよい。上述のように、いくつかの実施形態において、チャンバは、完全には排気されなくてもよい。さらなるＡＬＤサイクルが、膜厚を厚くするために用いられてもよい。
【００２８】
特定の実施形態において、ＡＬＤ第１前駆体ドーズが、基板表面を部分的に飽和させる。いくつかの実施形態において、ＡＬＤサイクルのドーズ段階は、表面を均一に飽和させるために、前駆体が基板と接触する前に終了する。通例、前駆体の流れは、この時点で、オフにされるかまたは迂回され、パージガスだけが流れる。この準飽和レジームで動作することにより、ＡＬＤ処理は、サイクルタイムを短くし、スループットを高める。しかしながら、前駆体吸着は飽和制限されないので、吸着前駆体濃度は、基板表面にわたってわずかに異なりうる。準飽和レジームで動作するＡＬＤ処理の例は、２０１３年１０月２３日出願の米国特許出願第１４／０６１，５８７号（現在の米国特許第９，３５５，８３９号）「ＳＵＢ  ＳＡＴＵＲＡＴＥＤ  ＡＴＯＭＩＣ  ＬＡＹＥＲ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＣＯＮＦＯＲＭＡＬ  ＦＩＬＭ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ」に提供されており、この出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２９】
上述のように、いくつかの実施例において、ＡＬＤ方法は、プラズマ活性化を含む。本明細書に記載されるように、本明細書に記載のＡＬＤ方法および装置は、共形膜蒸着（ＣＦＤ）方法であってよく、それらの方法は、２０１１年４月１１日出願の米国特許出願第１３／０８４，３９９  号（現在の米国特許第８，７２８，９５６号）「ＰＬＡＳＭＡ  ＡＣＴＩＶＡＴＥＤ  ＣＯＮＦＯＲＭＡＬ  ＦＩＬＭ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ」、および、２０１１年４月１１日出願の米国特許出願第１３／０８４，３０５号「ＳＩＬＩＣＯＮ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＦＩＬＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」で一般的に記載されており、これらの出願は、全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３０】
図１は、特定の開示された実施形態に従って実行される方法の動作例を示す処理フローチャートである。動作１０１で、露出した酸化シリコン表面および露出したシリコン表面を有する基板が、処理チャンバに提供される。処理チャンバは、約１０ｍＴｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒの間または約１Ｔｏｒｒ〜約３Ｔｏｒｒの間のチャンバ圧に設定されてよい。かかるチャンバ圧は、本明細書に記載の動作１０２〜１１４を通して用いられてよい。基板は、約２５℃〜約４００℃の間または約２００℃〜約３００℃の間の基板温度に加熱されてよい。本明細書で用いられる基板温度は、基板を保持するペデスタルの設定温度であること、そして、いくつかの実施形態においては、基板が処理チャンバのペデスタル上に提供された時に、基板処理に先だって所望の基板温度に加熱されうることが理解される。基板温度は、本明細書に記載の動作１０２〜１１４を通して同一であってよい。
【００３１】
基板は、シリコンウエハ、例えば、２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハ、または、４５０ｍｍウエハであってよく、誘電材料、導電材料、または、半導体材料などの１または複数の材料層を上に蒸着されたウエハを含みうる。下層の非限定的な例は、誘電層および導電層を含み、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、および、金属層などである。いくつかの実施形態において、基板は、図２に示すように酸化シリコンおよびシリコンを含む。
【００３２】
図２は、露出した酸化シリコン表面２０３および露出したシリコン表面２０１を有する基板２００を示す。露出したシリコン表面２０１は、いくつかの水素化シリコン原子を含む。２つの露出したシリコン表面２０１が図２に図示されているが、１または複数の露出したシリコン表面が基板２００上に存在してよいことが理解される。露出したシリコン表面２０１は、ポリシリコンまたは非晶質シリコンの表面など、水素末端シリコン表面である。水素末端シリコン表面は、基板を水素ガスに暴露させて基板の表面上のシリコン原子を水素化することによって形成されてよい。いくつかの実施形態において、蒸着されたシリコン表面は水素化されている。いくつかの実施形態において、図１の動作１０４に示すように、基板は、任意選択的に、シリコン表面を水素化するために水素に暴露されてよい。図３に示すように、水素２０４が、完全に水素化されたシリコン表面２０２を形成するために導入される。
【００３３】
図２の露出した酸化シリコン表面２０３は、ヒドロキシル末端基を含み、それらの末端基は、大気（Ｈ２ＯおよびＯ２）から形成されてもよいし、弱いエッチャント（Ｈ２Ｏ中の１％フッ化水素酸（ＨＦ）など）から形成されてもよい。露出した酸化シリコン表面２０３上のヒドロキシル末端基は、酸化シリコン材料を形成するために用いられる技術によっても形成されうる。例えば、酸化シリコンを蒸着するための蒸気処理は、酸化シリコン材料上にヒドロキシル末端表面を生じうる。蒸気処理の例は、化学蒸着（ＣＶＤ）および原子層蒸着（ＡＬＤ）を含む。１つの露出した酸化シリコン表面２０３が図２に図示されているが、基板上の１または複数の表面が酸化シリコンを含んでよいことが理解される。
【００３４】
図１に戻ると、動作１０６において、基板は、シリコン表面または酸化シリコン表面上に有機基または有機部分を形成することで、それぞれの表面をブロックするために、それぞれアルケンまたはアルキルシリルハライドのブロック剤に暴露される。動作１０６では、プラズマは点火されない。
【００３５】
基板は、シリコン表面がブロックされて材料が基板の非シリコン表面上に選択的に蒸着される実施形態において、アルケンに暴露される。例えば、アルケンは、酸化シリコン表面上に窒化シリコンを選択的に蒸着できるように、シリコン表面をブロックするために用いられる。露出したシリコン表面上に形成された有機部分は、窒化シリコンが他の表面（例えば、酸化シリコン表面）上に選択的に形成されるように、窒化シリコンの蒸着中にシリコン含有前駆体の吸着を防ぐ。
【００３６】
動作１０６での利用に適したアルケンは、以下の一般化学構造を有してよい：
【化２】
2018164079.tif 000004
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、および、Ｒ４は各々、水素原子またはアルキル基であってよい。例えば、いくつか実施形態において、アルケンは、以下の構造を有してよい：
【化３】
2018164079.tif 000005
ここで、Ｒ’およびＲ”はアルキル基である。具体的な一例は、１−オクタデセンであり、これは以下の構造を有しうる：
【化４】
2018164079.tif 000006
【００３７】
アルケンは、有機基がシリコン原子に結合するようにシリコン表面の表面上のＳｉ−Ｈ基と選択的に反応するように選択され、それにより、その表面は、後続の膜蒸着の化学物質と反応しないかまたはほとんど反応しないようになる。化学式ＣＨ２ＣＨＲを有するアルケンが、露出したシリコン表面４０２とヒドロキシル基を有する露出した酸化シリコン表面４０３とを有する基板４００に導入される一例を図４Ａに提供する。図４Ａの基板４００は、図３の基板と同様であり、シリコン表面が水素化されている。図４Ｂにおいて、図４Ａの露出したシリコン表面４０２は、アルケンＣＨ２ＣＨＲと反応して、表面上にＳｉ−Ｒ基を有するブロックされたシリコン表面４１２を形成している。選択されたアルケンは、ヒドロキシル末端酸化シリコン表面４０３との反応性がほとんどまたは全くないので、露出した酸化シリコン表面４０３は未反応のままである。
【００３８】
図１の動作１０６において、基板は、アルキルシリルハライドに暴露され、ヒドロキシル末端基を有する酸化シリコン表面がブロックされ、材料が基板の非酸化シリコン表面上に選択的に蒸着される。本明細書で用いられるアルキルシリルハライドは、以下の化学構造を有してよい：
【化５】
2018164079.tif 000007
ここで、Ｘは、塩素などのハロゲンであり、ｎは、１以上２０以下の整数である。アルキルシリルハライドの一例は、オクタデシルトリクロロシランであってよく、これは、以下の化学構造を有する：
【化６】
2018164079.tif 000008
【００３９】
アルキルシリルハライドは、有機基がシリコン原子に結合するように酸化シリコン表面の表面上のＳｉ−ＯＨ基と選択的に反応するように選択され、それにより、その表面は、後続の膜蒸着の化学物質と反応しないかまたはほとんど反応しないようになる。アルキルシリルハライド（Ｘ−ＳｉＨ２Ｒ）が、露出したシリコン表面５０２とヒドロキシル基を有する露出した酸化シリコン表面５０３とを有する基板５００に導入される一例を図５Ａに提供する。図５Ｂにおいて、図５Ａの露出した酸化シリコン表面５０３は、アルキルシリルハライドと反応して、表面上にＳｉ−Ｏ−Ｒ基を有するブロックされた酸化シリコン表面５１３を形成している。選択されたアルキルシリルハライドは、水素末端シリコン表面５０２との反応性がほとんどまたは全くないので、露出したシリコン表面５０２は、未反応のままである。
【００４０】
図１に戻ると、動作１０８で、基板は、シリコン含有前駆体に暴露される。シリコン含有前駆体は、基板の非ブロック表面上に吸着する。いくつかの実施形態において、シリコン含有前駆体がブロックされた表面のいずれかの部分に吸着したとしても、前駆体は、バルク有機基上に完全に吸着することはできず、後続のパージ動作が、ブロックされた表面から前駆体を容易に除去しうる。動作１０８〜１１４は、原子層蒸着サイクルを構成しうる。本明細書に記載の実施形態は、シリコン含有前駆体暴露または窒素含有反応物質への暴露のいずれかの間にプラズマが点火されないようなサイクルで実行される熱原子層蒸着を含む。
【００４１】
動作１０８中に用いられるシリコン含有前駆体は、いくつかの実施形態においては、アミノシランであってよい。本明細書で言及するアミノシランは、ビス（ｔｅｒｔ−ブチル）アミノシランなどのアミノシランおよびトリシリルアミンなどのシリルアミンを含む。いくつかの実施形態において、アミノシラン分子は、ブロックおよび未ブロックの表面の両方に吸着しうるが、動作１１２に関して後に説明するように、窒化シリコンは、未ブロック表面上に選択的に形成され、ブロック表面には形成されない。様々な実施形態において、動作１１０および１１４に関して後述する後続のパージ動作が、吸着したアミノシランをブロックされた表面から除去しうる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、基板の表面への吸着は、基板の表面上にアミノシランの薄層を形成しうる。薄層は、単分子層に満たない場合があり、約０．２Å〜約０．４Åの間の厚さを有しうる。
【００４３】
動作１０８中に、不活性ガスが流されてよい。不活性ガスは、動作１０８に関して上述したものなど、任意の不活性ガスであってよい。不活性ガスは、処理チャンバの圧力および／または温度の制御、液体反応物質の蒸発、反応物質のより迅速な供給を助けるために、ならびに／もしくは、処理ガスを処理チャンバおよび／または処理チャンバ配管から除去するためのスイープガスとして、供給されてよい。
【００４４】
動作１０８で用いられるアミノシランは、以下の化学構造を有する：
【化７】
2018164079.tif 000009
ここで、ｘは、１以上３以下の整数であり、ｘ＋ｙ＝４であり、Ｒ５およびＲ６は、水素原子またはアルキルリガンドである。例えば、いくつかの実施形態において、アミノシランは、モノアミノシランであり、それは、以下の化学構造を有する：
【化８】
2018164079.tif 000010
ここで、Ｒ１およびＲ２の各々は、水素またはアルキルリガンドである。
【００４５】
いくつかの実施形態におけるアミノシランは、モノアミノシラン、ジアミノシラン、トリアミノシラン、テトラアミノシラン、および、それらの組みあわせ、の内のいずれかであってよい。これらの例の化学構造を以下に提供する：
【化９】
2018164079.tif 000011
【００４６】
上述のように、Ｒ１およびＲ２は、任意のアルキルリガンドであってよい。一例において、アミノシランは、Ｎ，Ｎ’−ジメチルシランジアミンであってよく、以下の構造を有する：
【化１０】
2018164079.tif 000012
【００４７】
その他のシリコン含有前駆体は、シリコンアルコキシドおよびシリコンハライドを含み、いくつかの実施形態において用いられてよい。いくつかの実施形態において、利用できるシリコンハライドは、塩化シリコン、臭化シリコン、および、ヨウ化シリコンを含むが、これらに限定されない。
【００４８】
動作１１０で、処理チャンバは、基板表面上に吸着しなかったシリコン含有前駆体分子を除去するために、任意選択的にパージされる。パージは、ブロックされた表面からシリコン含有前駆体分子を除去することができ、ブロックされた表面は、バルク有機基を有し、シリコン含有前駆体の吸着を受けにくい。
【００４９】
チャンバのパージは、他の動作で用いられる搬送ガスであってもよいし異なるガスであってもよいパージガスまたはスイープガスを流すことを含みうる。いくつかの実施形態において、パージは、チャンバを排気することを含みうる。パージガスの例は、アルゴン、窒素、水素、および、ヘリウムを含む。様々な実施形態において、パージガスは、不活性ガスである。パージガスは、１または複数のガスを含んでよい。いくつかの実施形態において、動作１１０は、処理チャンバの排気のための１または複数の排気サブ段階を含んでよい。あるいは、動作１１０は、いくつかの実施形態において省略されてもよいことがわかる。動作１１０は、約０秒〜約６０秒の間（例えば、約０．０１秒）など、任意の適切な持続時間を有してよい。いくつかの実施形態において、１または複数のパージガスの流量を増やして、動作１１０の持続時間を短くしてもよい。例えば、パージガス流量は、動作１１０の持続時間を変えるために、様々な反応物質の熱力学的特性ならびに／もしくは処理チャンバおよび／または処理チャンバ配管の形態的特性に従って調整されてよい。非限定的な一例において、パージ段階の持続時間は、パージガス流量を変えることによって調整されてよい。これは、蒸着サイクル時間を短縮し、基板スループットを改善しうる。パージ後、シリコン含有前駆体分子は、基板表面上に吸着されたままである。いくつかの実施形態において、シリコン含有前駆体は、約１０００ｓｃｃｍ〜約５０００ｓｃｃｍの間の流量で、基板を収容するチャンバに流される。
【００５０】
動作１１２で、基板は、ブロックされた表面に対して未ブロックの表面上に窒化シリコンを選択的に形成するために、プラズマなしで窒素含有反応ガスに暴露される。様々な実施形態において、窒素含有反応物質は、窒素ガスである。様々な実施形態において、窒素含有反応物質は、ヒドラジンである。いくつかの実施形態において、窒素含有反応物質は、アンモニアである。図４Ｃに示すように、窒化シリコン４１５が、未ブロックの表面（ヒドロキシル末端酸化シリコン表面４０３）上に選択的に形成されるが、ブロックされたシリコン表面４１２は、ブロックされたままであり、窒化シリコンはその上に蒸着されない。図５Ｃでは、窒化シリコン５１５が、未ブロックの表面（水素末端シリコン表面５０２）上に選択的に形成されるが、ブロックされた酸化シリコン表面５１３は、ブロックされたままであり、窒化シリコンはその上に蒸着されない。
【００５１】
上述のように、いくつかの実施形態において、窒素含有反応ガスは、窒素、アンモニア、ヒドラジン、または、それらの組み合わせであってよい。動作１１２中に用いられるヒドラジンは、以下の構造を有する：
【化１１】
2018164079.tif 000013
ここで、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、および、Ｒ１０は各々、水素原子またはアルキル基であってよい。例えば、ヒドラジンが用いられてよく、ヒドラジンは以下の構造を有する：
【化１２】
2018164079.tif 000014
【００５２】
別の例において、ｔ−ブチルヒドラジンが用いられてもよく、以下の構造を有する：
【化１３】
2018164079.tif 000015
【００５３】
別の例において、テトラメチルヒドラジンが用いられてもよく、以下の構造を有する：
【化１４】
2018164079.tif 000016
【００５４】
いくつかの実施形態において、１または複数のヒドラジンが、混合物として導入されてよい。ヒドラジンは、ガスとして基板に供給されてよい。いくつかの実施形態において、ヒドラジンは、搬送ガスおよびヒドラジンガスが一緒に基板へ流れるように、搬送ガスを用いて供給されてよい。いくつかの実施形態において、搬送ガスは、動作１０８に関して上述したものなど、不活性ガスであってよい。いくつかの実施形態において、搬送ガスは、基板を収容するチャンバ内にヒドラジンガスを供給する前に迂回される。いくつかの実施形態において、ヒドラジンは、基板の上流で液相から気化され、ガスとしてチャンバに導入されてもよい。気化したヒドラジンは、同様に、気化したヒドラジン前駆体を搬送ガスと共に一緒に流すことによって、搬送ガスを用いて導入されてよい。同様に、搬送ガスは、いくつかの実施形態においては、気化したヒドラジン前駆体を基板に供給する前に迂回されてよい。動作１１２で用いられるヒドラジンは、約１００ｓｃｃｍ〜約１００００ｓｃｃｍの間または約１０００ｓｃｃｍ〜約５０００ｓｃｃｍの間の流量で、基板を収容するチャンバに供給されてよい。上述のように、基板を収容するチャンバのチャンバ圧は、動作１０２〜１１８を通して一定であってよい。すなわち、様々な実施形態において、動作１１２中のチャンバ圧は、動作１０８、１１０、および、１１４の間のチャンバ圧と同じである。様々な実施形態において、動作１１２中のチャンバ圧は、動作１０４、動作１０６、もしくは、動作１０４および動作１０６の両方の間のチャンバ圧と同じであってよい。
【００５５】
動作１１４で、チャンバは、あらゆる残留副生成物を除去するために任意選択的にパージされる。動作１１４は、動作１１０に関して上述した条件のいずれかを用いて実行されてよい。例えば、いくつかの実施形態において、チャンバは、チャンバから余分な分子および／または残留物副生成物を排出するために、不活性ガス（アルゴンなど）を流すことによってパージされる。
【００５６】
動作１１６で、所望の厚さの窒化シリコン膜が蒸着されたか否かが判定される。蒸着されていない場合、動作１０８〜１１４が、所望の厚さの窒化シリコンを蒸着するのに十分なサイクルだけ繰り返される。任意の適切な回数の蒸着サイクルが、所望の膜厚の窒化シリコンを蒸着するために、ＡＬＤ処理に含まれてよい。例えば、開示した実施形態を用いて基板上に窒化シリコン膜を蒸着するために、約２０〜約４０回の蒸着サイクルが実行されてよい。いくつかの実施形態では、２０〜４０回の蒸着が実行される。
【００５７】
いくつかの実施形態において、動作１１２は、動作１０８の前に実行されることに注意されたい。いくつかの実施形態において、動作１０８は、動作１１２の前に実行される。様々な実施形態において、チャンバは、動作１１２および動作１０８の交互の暴露の合間にパージされる。
【００５８】
いくつかの実施形態において、所望の量の窒化シリコンをシリコンまたは窒化シリコンの表面のいずれかへ選択的に蒸着させるために、十分なサイクルが実行された後、基板は、基板のブロックされた表面から有機部分または有機基を除去するために、除去動作１１８を受けてよい。
【００５９】
ブロックされたシリコン表面から有機基を除去するために、基板は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間などの高プラズマ電力を用いたスパッタリングによって除去するためにプラズマを点火しつつ、アルゴン、ヘリウムガス、もしくは、アルゴンおよびヘリウムガスの混合物に暴露されてよい。様々な実施形態において、かかる高プラズマ電力は、基板の加熱と、ブロックされたシリコン表面からの有機基の除去との両方に十分でありうる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、ブロックされた酸化シリコン表面から有機基を除去するために、基板は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間などの高プラズマ電力を用いたスパッタリングによって除去するためにプラズマを点火しつつ、アルゴンおよび／またはヘリウムガスに暴露されてよい。様々な実施形態において、かかる高プラズマ電力は、基板の加熱と、ブロックされたシリコン表面からの有機基の除去との両方に十分でありうる。いくつかの実施形態において、ブロックされた酸化シリコン表面から有機基を除去するために、基板は、プラズマを点火しつつ、アルゴンおよび／またはヘリウムガスに暴露されてもよいし、プラズマを点火しつつ、フッ素含有ガス、酸素ガス、もしくは、フッ素含有ガスおよび酸素ガスの混合物に暴露されてもよい。プラズマは、（遠隔プラズマ発生器などで）遠隔で生成されてもよいし、基板を収容するチャンバ内で直接（すなわち、その場で）生成されてもよい。有機基が、フッ素含有ガスおよび酸素ガスの混合物を用いて、ブロックされた酸化シリコン表面から除去される様々な実施形態では、酸素ガス対フッ素含有ガスの高い流量比（Ｏ２対ＮＦ３が約５０：１など）が用いられる。例えば、いくつかの実施形態において、約５０００ｓｃｃｍの酸素が、約１００ｓｃｃｍのＮＦ３と共に流されてよい。フッ素含有ガス、酸素ガス、もしくは、フッ素含有ガスおよび酸素ガスの混合物を流しつつ点火されるプラズマの電力は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約７５Ｗ〜約２００Ｗの間であってよい。プラズマ電力は、基板の表面上の材料のスパッタリングを防ぐために低く選択される。
【００６１】
図６は、特定の開示された実施形態に従って、方法内のサイクルの一例を示すタイミングシーケンス図である。タイミングシーケンス図は、搬送ガス、シリコン含有前駆体ガス、窒素含有反応ガス、および、ブロック剤ガス（アルケンまたはアルキルシリルハライドなど）の流れについてオンまたはオフの段階を示す。図６は、ブロック剤暴露段階６０１Ａと、２つの蒸着サイクル（蒸着サイクル６１０Ａおよび蒸着サイクル６１０Ｂ）とを有する処理６００を含む。２つの蒸着サイクルのみが図示されているが、より多くの蒸着サイクルが実行されてもよいことに注意されたい。
【００６２】
ブロック剤暴露段階６０１Ａの間、搬送ガスが流れてよい。いくつかの実施形態において、搬送ガスは、ブロック剤を供給するために用いられ、その後、ブロック剤をチャンバに供給するためのシャワーヘッドの上流で迂回されてよい。いくつかの実施形態において、搬送ガスは、不活性ガスである。いくつかの実施形態において、搬送ガスおよびブロック剤ガスは共に、基板へ供給される。この段階の間、シリコン含有前駆体ガス流はオフにされ、窒素含有反応ガス流はオフにされ、ブロック剤ガス流はオンにされる。この段階は、図１の動作１０８に対応しうる。
【００６３】
ブロック剤暴露段階６０１Ａに続いて、蒸着サイクル６１０Ａが実行される。蒸着サイクル６１０Ａは、シリコン含有前駆体暴露段階６５７Ａ、パージ段階６５９Ａ、窒素含有反応剤暴露段階６６１Ａ、および、パージ段階６６３Ａを含む。シリコン含有前駆体暴露段階６５７Ａの間、搬送ガス流はオンであり続けてよく、一方、シリコン含有前駆体ガス流はオンにされる。窒素含有反応ガス流はオフのままであり、ブロック剤ガス流はオフにされる。これは、図１の動作１１０に対応しうる。パージ段階６５９Ａの間、搬送ガスは流れ続けてよい。いくつかの実施形態において、搬送ガスは、チャンバから余分な分子を除去するのに役立つパージガスとして機能しうる。この段階の間、シリコン含有前駆体ガス流はオフにされ、窒素含有反応ガス流はオフであり、ブロック剤ガス流もオフにされる。これは、図１の動作１１２に対応しうる。窒素含有反応剤暴露段階６６１Ａの間、搬送ガスは流れ続けてよい。いくつかの実施形態において、搬送ガスは、窒素含有反応ガスをチャンバに供給するのに役立つように用いられ、迂回されてもチャンバに流されてもよい。この段階の間、シリコン含有前駆体ガス流はオフにされ、ブロック剤ガス流はオフにされ、窒素含有反応ガス流はオンにされる。これは、図１の動作１１４に対応しうる。パージ段階６６３Ａの間、搬送ガス流はオンであり続けてよく、搬送ガスは、余分な分子および／または副生成物をチャンバから除去するためのパージガスとして機能しうる。シリコン含有前駆体ガス流、窒素含有反応ガス流、および、ブロック剤ガス流は、オフにされる。図６のこの例において、蒸着された窒化シリコン膜の厚さが不十分であると判定され、別の蒸着サイクル６１０Ｂが実行される。蒸着サイクル６１０Ｂは、シリコン含有前駆体暴露段階６５７Ｂ、パージ段階６５９Ｂ、窒素含有反応剤暴露段階６６１Ｂ、および、パージ段階６６３Ｂを含む。シリコン含有前駆体暴露段階６５７Ｂの間、搬送ガスが流されてよく、シリコン含有前駆体ガス流はオンにされ、窒素含有反応ガス流およびブロック剤ガス流はオフにされる。これは、膜が十分な厚さまで蒸着されていないと動作１１６で判定した後の図１の動作１０８の反復動作に対応しうる。パージ段階６５９Ｂの間、搬送ガス流はオンのままであるが、シリコン含有前駆体ガス流はオフにされ、窒素含有反応ガス流およびブロック剤ガス流は共にオフのままである。これは、図１の動作１１０の反復動作に対応しうる。窒素含有反応剤暴露段階６６１Ｂの間、搬送ガス流はオンのままであるが、窒素含有反応ガス流はオンにされ、シリコン含有前駆体ガス流およびブロック剤ガス流はオフにされる。これは、図１の動作１１２の反復動作に対応しうる。パージ段階６６３Ｂの間、搬送ガス流はオンのままであってよいが、シリコン含有前駆体ガス流、窒素含有反応ガス流、および、ブロック剤ガス流はオフにされる。２つの蒸着サイクルが図６に図示されているが、さらなる蒸着サイクルが実行されてもよいことを理解されたい。また、いくつかの実施形態においては、所望の回数の蒸着サイクルが実行された後に、基板のブロックされた表面から有機基を除去するために、さらなる除去種暴露段階（図示せず）が実行されてもよいことを理解されたい。
【００６４】
装置
図７は、低圧環境を維持するための処理チャンバ本体７０２を有する原子層蒸着（ＡＬＤ）処理ステーションの一実施形態７００を示す概略図である。複数のＡＬＤ処理ステーション７００が、共通の低圧処理ツール環境内に備えられてよい。例えば、図８は、マルチステーション処理ツールの一実施形態８００を示す。いくつかの実施形態において、ＡＬＤ処理ステーション７００の１または複数のハードウェアパラメータ（以下で詳述するパラメータなど）が、１または複数のコンピュータコントローラ７５０によってプログラム的に調整されてよい。
【００６５】
ＡＬＤ処理ステーション７００は、分配シャワーヘッド７０６に処理ガスを供給するための反応物質供給システム７０１ａと流体連通している。反応物質供給システム７０１ａは、シャワーヘッド７０６への供給に向けて処理ガス（アルケンガス、アルキルシリルハライドガス、シリコン含有前駆体ガス、または、窒素含有ガスなど）を混合および／または調整するための混合容器７０４を備える。１または複数の混合容器入口バルブ７２０が、混合容器７０４への処理ガスの導入を制御しうる。
【００６６】
例えば、図７の実施形態は、混合容器７０４に供給される液体反応物質を気化させるための気化ポイント７０３を備える。いくつかの実施形態において、気化ポイント７０３は、加熱された気化器であってよい。かかる気化器から生成された飽和反応物質蒸気は、下流の供給配管内で凝結しうる。凝結した反応物質に相性の悪いガスを暴露させると、小粒子が発生しうる。これらの小粒子は、配管を詰まらせる、バルブ動作を妨げる、基板を汚染するなどの可能性がある。これらの課題に対処するためのいくつかのアプローチは、残留した反応物質を除去するために、供給配管をパージおよび／または排気することを含む。しかしながら、供給配管をパージすることは、処理ステーションのサイクル時間を長くして、処理ステーションのスループットを低下させうる。したがって、いくつかの実施形態において、気化ポイント７０３の下流の供給配管が、ヒートトレースされてもよい。いくつかの例では、混合容器７０４がヒートトレースされてもよい。非限定的な一例において、気化ポイント７０３の下流の配管は、約１００°Ｃから混合容器７０４で約１５０°Ｃまで増加してゆく温度プロファイルを有する。
【００６７】
いくつかの実施形態において、液体前駆体または液体反応物質が、液体インジェクタで気化されてもよい。例えば、液体インジェクタは、混合容器の上流の搬送ガス流に液体反応物質のパルスを注入しうる。一実施形態において、液体インジェクタは、高圧から低圧へ液体を流す（ｆｌａｓｈ）ことによって反応物質を気化させてよい。別の例において、液体インジェクタは、分散した微液滴に液体を霧化してよく、その後、微液滴は、加熱された供給菅内で気化される。小さい液滴は、大きい液滴よりも速く気化して、液体注入と完全な気化との間の遅延を低減しうる。より迅速に気化すれば、気化ポイント７０３から下流の配管の長さを短くすることができる。１つのシナリオにおいて、液体インジェクタは、混合容器７０４に直接取り付けられてよい。別のシナリオにおいて、液体インジェクタは、シャワーヘッド７０６に直接取り付けられてもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態において、気化ポイント７０３の上流に、液体流コントローラ（ＬＦＣ）が、気化および処理ステーション７００への供給に向けて液体の質量流量を制御するために提供されてよい。例えば、ＬＦＣは、ＬＦＣの下流に配置された熱マスフローメータ（ＭＦＭ）を含みうる。次いで、ＬＦＣのプランジャバルブが、ＭＦＭと電気通信して比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラによって提供されたフィードバック制御信号に応答して調節されてよい。しかしながら、フィードバック制御を用いて液体流を安定化するには、１秒以上かかりうる。これは、液体反応物質を供給する時間を延長しうる。したがって、いくつかの実施形態において、ＬＦＣは、フィードバック制御モードと直接制御モードとの間で動的に切り替えられてよい。いくつかの実施形態において、これは、ＬＦＣの検知菅およびＰＩＤコントローラを無効化することによって実行されてよい。
【００６９】
シャワーヘッド７０６は、処理ガスを基板７１２に分配する。図７に示した実施形態において、基板７１２は、シャワーヘッド７０６の下方に配置され、ペデスタル７０８上に図示されている。シャワーヘッド７０６は、任意の適切な形状を有してよく、基板７１２へ処理ガスを分配するための任意の適切な数および配列のポートを有してよい。
【００７０】
いくつかの実施形態において、ペデスタル７０８は、基板７１２を基板７１２とシャワーヘッド７０６との間の空間に露出させるために、上下されてよい。いくつかの実施形態において、ペデスタルの高さは、適切なコンピュータコントローラ７５０によってプログラム的に調節されてよいことがわかる。
【００７１】
別のシナリオにおいて、ペデスタル７０８の高さの調節は、プラズマが点火される実施形態において、処理の際のプラズマ活性化中にプラズマ密度を変化させることを可能にしうる。処理段階の最後に、ペデスタル７０８は、ペデスタル７０８から基板７１２を回収できるように、別の基板搬送段階中に下げられてよい。
【００７２】
いくつかの実施形態において、ペデスタル７０８は、ヒータ７１０を用いて温度制御されてよい。いくつかの実施形態において、ペデスタル７０８は、開示されている実施形態で記載したように、窒化シリコン膜の選択的蒸着中に、約２５℃〜約４００℃の間または約２００℃〜約３００℃の間の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ペデスタルは、約２５℃〜約４００℃の間または約２００℃〜約３００℃の間の温度に設定される。
【００７３】
さらに、いくつかの実施形態において、処理ステーション７００の圧力制御が、バタフライバルブ７１８によって提供されてもよい。図７の実施形態に示すように、バタフライバルブ７１８は、下流の真空ポンプ（図示せず）によって提供された真空をスロットル調整する。しかしながら、いくつかの実施形態において、処理ステーション７００の圧力制御は、処理ステーション７００に導入される１または複数のガスの流量を変化させることによって調節されてもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態において、シャワーヘッド７０６の位置は、基板７１２とシャワーヘッド７０６との間の空間を変化させるために、ペデスタル７０８に対して調節されてよい。さらに、ペデスタル７０８および／またはシャワーヘッド７０６の垂直位置は、本開示の範囲内の任意の適切なメカニズムによって変更されてよいことがわかる。いくつかの実施形態において、ペデスタル７０８は、基板７１２の向きを回転させるための回転軸を備えてよい。いくつかの実施形態において、これらの調節の例の内の１または複数は、１または複数の適切なコンピュータコントローラ７５０によってプログラム的に実行されてよいことがわかる。
【００７５】
上述のようにプラズマが利用されうるいくつかの実施形態において、シャワーヘッド７０６およびペデスタル７０８は、プラズマに電力供給するために、高周波（ＲＦ）電源７１４および整合回路網７１６と電気的に通信する。例えば、窒化シリコンの蒸着後に、基板表面から有機部分を除去するために、プラズマが用いられてよい。いくつかの実施形態において、プラズマエネルギは、処理ステーション圧力、ガス濃度、ＲＦ源電力、ＲＦ源周波数、および、プラズマ電力パルスタイミングの内の１または複数を制御することによって制御されてよい。例えば、ＲＦ電源７１４および整合回路網７１６は、所望の組成のラジカル種を有するプラズマを形成するために、任意の適切な電力で動作されてよい。適切な電力の例は、約１５０Ｗ〜６０００Ｗである。ブロックされたシリコン表面から有機基を除去するために、基板は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間などの高プラズマ電力を用いたスパッタリングによって除去するためにＲＦ電源７１４および整合回路網７１６を用いてプラズマを点火しつつ、アルゴン、ヘリウムガス、もしくは、アルゴンおよびヘリウムガスの混合物に暴露されてよい。様々な実施形態において、かかる高プラズマ電力は、基板の加熱と、ブロックされたシリコン表面からの有機基の除去との両方に十分でありうる。
【００７６】
いくつかの実施形態において、ブロックされた酸化シリコン表面から有機基を除去するために、基板は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約５００Ｗ〜約２０００Ｗの間などの高プラズマ電力を用いたスパッタリングによって除去するためにプラズマを点火しつつ、アルゴンおよび／またはヘリウムガスに暴露されてよい。いくつかの実施形態において、ブロックされた酸化シリコン表面から有機基を除去するために、基板は、プラズマを点火しつつ、アルゴンおよび／またはヘリウムガスに暴露されてもよいし、プラズマを点火しつつ、フッ素含有ガス、酸素ガス、もしくは、フッ素含有ガスおよび酸素ガスの混合物に暴露されてもよい。プラズマは、（遠隔プラズマ発生器などで）遠隔で生成されてもよいし、基板を収容するチャンバ内で直接（すなわち、その場で）生成されてもよい。有機基が、フッ素含有ガスおよび酸素ガスの混合物を用いて、ブロックされた酸化シリコン表面から除去される様々な実施形態では、酸素ガス対フッ素含有ガスの高い流量比（Ｏ２対ＮＦ３が約５０：１など）が用いられる。例えば、いくつかの実施形態において、約５０００ｓｃｃｍの酸素が、約１００ｓｃｃｍのＮＦ３と共に流されてよい。フッ素含有ガス、酸素ガス、もしくは、フッ素含有ガスおよび酸素ガスの混合物を流しつつＲＦ電源７１４を用いて点火されるプラズマの電力は、３００ｍｍウエハの表面積あたり約７５Ｗ〜約２００Ｗの間であってよい。プラズマ電力は、基板の表面上の材料のスパッタリングを防ぐために低く選択される。ＲＦ電源７１４は、任意の適切な周波数のＲＦ電力を供給してよい。いくつかの実施形態において、ＲＦ電源７１４は、高周波ＲＦ電源および低周波ＲＦ電源を互いに独立して制御するよう構成されてよい。低周波ＲＦ周波数の例は、０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの間の周波数を含みうるが、これに限定されない。高周波ＲＦ周波数の例は、以下を含むがこれらに限定されない：１．８ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚの間の周波数、約１３．５６ＭＨｚより大きい周波数、２７ＭＨｚより大きい周波数、４０ＭＨｚより大きい周波数、または、６０ＭＨＺより大きい周波数。任意の適切なパラメータが、表面反応にプラズマエネルギを提供するために離散的または連続的に調整されてよいことがわかる。
【００７７】
いくつかの実施形態において、プラズマは、１または複数のプラズマモニタによってその場で監視されてよい。１つのシナリオでは、プラズマ電力が、１または複数の電圧、電流センサ（例えば、ＶＩプローブ）によって監視されてよい。別のシナリオでは、プラズマ密度および／または処理ガス濃度が、１または複数の発光分光法センサ（ＯＥＳ）によって測定されてもよい。いくつかの実施形態において、１または複数のプラズマパラメータが、かかるその場プラズマモニタからの測定値に基づいてプログラム的に調整されてよい。例えば、ＯＥＳセンサが、プラズマ電力のプログラム制御を提供するためにフィードバックループで用いられてよい。いくつかの実施形態において、他のモニタが、プラズマおよびその他の処理特性を監視するために用いられてもよいことがわかる。かかるモニタは、赤外線（ＩＲ）モニタ、音声モニタ、および、圧力変換器を含みうるが、これらに限定されない。
【００７８】
いくつかの実施形態において、コントローラ７５０のための命令が、入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令を介して提供されてよい。一例において、処理段階の条件を設定するための命令は、処理レシピの対応するレシピ段階に含まれてよい。一部の例では、処理レシピ段階は、連続的に配列されてよく、その結果、処理段階のためのすべての命令が、その処理段階と同時に実行される。いくつかの実施形態において、１または複数のリアクタパラメータを設定するための命令が、レシピ段階に含まれてよい。例えば、第１レシピ段階が、アルケン（例えば、１−オクタデセン）またはアルキルシリルハライド（例えば、オクタデシルトリクロロシラン）などのブロック剤ガスの流量を設定するための命令と、搬送ガス（アルゴンなど）の流量を設定するための命令と、第１レシピ段階のための時間遅延命令とを含んでよい。第２レシピ段階は、不活性ガスおよび／またはシリコン含有前駆体ガスの流量を設定するための命令と、搬送ガス（アルゴンなど）の流量を設定するための命令と、第２レシピ段階のための時間遅延命令とを含んでよい。後続の第３レシピ段階は、不活性ガスおよび／または反応ガスの流量を調節または停止するための命令と、搬送ガスまたはパージガスの流量を調節するための命令と、第３レシピ段階のための時間遅延命令とを含んでよい。第４レシピ段階は、窒素含有ガスの流量を調節するための命令と、搬送ガスまたはパージガスの流量を調節するための命令と、第４レシピ段階のための時間遅延命令とを備えてよい。後続の第５レシピ段階は、不活性ガスおよび／または反応ガスの流量を調節または停止するための命令と、搬送ガスまたはパージガスの流量を調節するための命令と、第５レシピ段階のための時間遅延命令とを含んでよい。これらのレシピ段階は、開示されている実施形態の範囲内で、任意の適切な方法でさらに分割および／または反復されてもよいことがわかる。いくつかの実施形態において、コントローラ７５０は、図８のシステムコントローラ８５０に関して後述する特徴の内のいずれかを備えてよい。
【００７９】
上述のように、１または複数の処理ステーションが、マルチステーション処理ツールに含まれてよい。図８は、入口ロードロック８０２および出口ロードロック８０４を備えたマルチステーション処理ツール８００の一実施形態を示す概略図であり、ロードロックの一方または両方は、遠隔プラズマ源を備えてよい。大気圧下にあるロボット８０６が、ポッド８０８を通してロードされたカセットから大気ポート８１０を介して入口ロードロック８０２内にウエハを移動させるよう構成されている。ウエハがロボット８０６によって入口ロードロック８０２内のペデスタル８１２上に載置され、大気ポート８１０が閉じられ、ロードロックがポンプ排気される。入口ロードロック８０２が遠隔プラズマ源を備える場合、ウエハは、処理チャンバ８１４に導入される前に、Ｈ２Ｏ中の任意選択的な弱いエッチャントＨＦに暴露されてもよいし、ロードロック内の大気に暴露されてもよい。さらに、ウエハは、例えば、湿気および吸着ガスを除去するために、入口ロードロック８０２内で加熱されてもよい。次に、処理チャンバ８１４へのチャンバ移動ポート８１６が開かれ、別のロボット（図示せず）が、処理に向けて、リアクタにウエハを入れて、リアクタ内に示された第１のステーションのペデスタル上に配置する。図８に示した実施形態は、ロードロックを備えているが、いくつかの実施形態において、処理ステーションにウエハを直接入れてもよいことがわかる。
【００８０】
図の処理チャンバ８１４は、図８に示した実施形態において、１から４までの番号を付した４つの処理ステーションを備える。各ステーションは、加熱されたペデスタル（ステーション１用は８１８と示されている）と、ガスライン流入口と、を有する。いくつかの実施形態において、各処理ステーションは、異なる目的または複数の目的を有してもよいことがわかる。例えば、いくつかの実施形態において、１つの処理ステーションが、ＡＬＤ処理モードとプラズマＡＬＤ処理モードとの間で切り替え可能であってもよい。追加的または代替的に、いくつかの実施例において、処理チャンバ８１４は、１または複数のマッチドペアのＡＬＤ処理ステーションおよびプラズマＡＬＤ処理ステーションを備えてもよい。図の処理チャンバ８１４は４つのステーションを備えるが、本開示に従った処理チャンバは、任意の適切な数のステーションを有してよいことがわかる。例えば、いくつかの実施形態において、処理チャンバは、５以上のステーションを有してもよく、他の実施形態において、処理チャンバは、３以下のステーションを有してもよい。
【００８１】
図８は、処理チャンバ８１４内でウエハを移動するためのウエハハンドリングシステム８９０の一実施形態を示す。いくつかの実施形態において、ウエハハンドリングシステム８９０は、様々な処理ステーションの間で、および／または、処理ステーションとロードロックとの間で、ウエハを移動させうる。任意の適切なウエハハンドリングシステムが用いられてよいことがわかる。非限定的な例は、ウエハカルーセルおよびウエハハンドラロボットを含む。図８は、さらに、処理ツール８００の処理条件およびハードウェア状態を制御するために用いられるシステムコントローラ８５０の一実施形態を示す。システムコントローラ８５０は、１または複数のメモリデバイス８５６と、１または複数のマスストレージデバイス８５４と、１または複数のプロセッサ８５２と、を備えてよい。プロセッサ８５２は、ＣＰＵまたはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続、ステッパモータコントローラボードなどを備えてよい。
【００８２】
いくつかの実施形態において、システムコントローラ８５０は、処理ツール８００の動作すべてを制御する。システムコントローラ８５０は、マスストレージデバイス８５４に格納され、メモリデバイス８５６にロードされて、プロセッサ８５２で実行されるシステム制御ソフトウェア８５８を実行する。あるいは、制御ロジックがコントローラ８５０にハードコードされてもよい。これらの目的で、特定用途向け集積回路、プログラム可能論理デバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイすなわちＦＰＧＡ）などが用いられてもよい。以下では、「ソフトウェア」または「コード」が利用される場合、機能的に同等のハードコードされたロジックが代わりに利用されうる。システム制御ソフトウェア８５８は、タイミング；ガスの混合；ガス流量；チャンバおよび／またはステーションの圧力；チャンバおよび／またはステーションの温度；ウエハ温度；目標電力レベル；ＲＦ電力レベル；基板ペデスタル、チャック、および／または、サセプタの位置；ならびに、処理ツール８００によって実行される特定の処理の他のパラメータ、を制御するための命令を備えてよい。システム制御ソフトウェア８５８は、任意の適切な方法で構成されてよい。例えば、様々な処理ツールの処理を実行するために用いられる処理ツール構成要素の動作を制御するために、様々な処理ツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトが書かれてよい。システム制御ソフトウェア８５８は、任意の適切なコンピュータ読み取り可能プログラム言語でコードされてよい。
【００８３】
いくつかの実施形態において、システム制御ソフトウェア８５８は、上述の様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンス命令を備えてよい。システムコントローラ８５０に関連付けられたマスストレージデバイス８５４および／またはメモリデバイス８５６に格納された他のコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラムが、いくつかの実施形態において用いられてもよい。この目的のためのプログラムまたはプログラムセクションの例は、基板位置決めプログラム、処理ガス制御プログラム、圧力制御プログラム、ヒータ制御プログラム、および、プラズマ制御プログラムを含む。
【００８４】
基板位置決めプログラムは、基板をペデスタル８１８上にロードすると共に基板と処理ツール８００の他の部品との間の間隔を制御するために用いられる処理ツール構成要素のためのプログラムコードを備えてよい。
【００８５】
処理ガス制御プログラムは、ガス組成（例えば、本明細書に記載のように、アルケンガス、アルキルシリルハライドガス、シリコン含有前駆体ガス、窒素含有ガス、搬送ガス、不活性ガス、および／または、パージガス）および流量を制御するため、ならびに、任意選択的に、処理ステーション内の圧力を安定させるために蒸着の前に１または複数の処理ステーション内にガスを流すためのコードを備えてよい。圧力制御プログラムは、例えば、処理ステーションの排気システムのスロットルバルブ、処理ステーションへのガス流量などを調節することにより、処理ステーション内の圧力を制御するためのコードを備えてよい。
【００８６】
ヒータ制御プログラムは、基板を加熱するために用いられる加熱ユニットへの電流を制御するためのコードを備えてよい。あるいは、ヒータ制御プログラムは、基板への熱伝導ガス（ヘリウムなど）の供給を制御してもよい。
【００８７】
プラズマ制御プログラムは、本明細書の実施形態に従って、１または複数の処理ステーション内の処理電極に印加されるＲＦ電力レベルを設定するためのコードを備えてよい。
【００８８】
圧力制御プログラムは、本明細書の実施形態に従って、反応チャンバ内の圧力を維持するためのコードを備えてよい。
【００８９】
いくつかの実施形態において、システムコントローラ８５０に関連したユーザインターフェースがあってよい。ユーザインターフェースは、表示スクリーン（装置および／または処理条件のグラフィカルソフトウェアディスプレイ）と、ポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクなどのユーザ入力デバイスと、を含みうる。
【００９０】
いくつかの実施形態において、システムコントローラ８５０によって調整されるパラメータは、処理条件に関してよい。非限定的な例として、処理ガスの組成および流量、温度、圧力、プラズマ条件（ＲＦバイアス電力レベルなど）などが挙げられる。これらのパラメータは、レシピの形態でユーザに提供されてよく、ユーザインターフェースを用いて入力されうる。
【００９１】
処理を監視するための信号が、様々な処理ツールセンサから、システムコントローラ８５０のアナログおよび／またはデジタル入力接続によって提供されてよい。処理を制御するための信号は、処理ツール８００のアナログおよびデジタル出力接続で出力されてよい。監視されうる処理ツールセンサの非限定的な例は、マスフローコントローラ、圧力センサ（圧力計など）、熱電対などを含む。適切にプログラムされたフィードバックアルゴリズムおよび制御アルゴリズムが、処理条件を維持するためにこれらのセンサからのデータと共に用いられてよい。
【００９２】
システムコントローラ８５０は、上述の蒸着処理を実施するためのプログラム命令を提供しうる。プログラム命令は、ＤＣ電力レベル、ＲＦバイアス電力レベル、圧力、温度など、様々なプロセスパラメータを制御しうる。命令は、本明細書に記載の様々な実施形態に従って膜スタックのその場蒸着を動作させるためにパラメータを制御しうる。
【００９３】
システムコントローラ８５０は、通例、１または複数のメモリデバイスと、装置が開示の実施形態に従って方法を実行するように命令を実行するよう構成された１または複数のプロセッサと、を備える。開示された実施形態に従った処理動作を制御するための命令を含むマシン読み取り可能媒体が、システムコントローラ８５０に接続されてよい。
【００９４】
いくつかの実施例において、システムコントローラ８５０は、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。システムコントローラ８５０は、処理条件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
【００９５】
概して、システムコントローラ８５０は、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１または複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でシステムコントローラ８５０に伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【００９６】
システムコントローラ８５０は、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、システムコントローラ８５０は、「クラウド」内にあってもよいし、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、システムコントローラ８５０は、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにシステムコントローラ８５０がインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、システムコントローラ８５０は、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
【００９７】
限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、ＡＬＤチャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。
【００９８】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、システムコントローラ８５０は、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。
【００９９】
本明細書に開示された方法を実行するのに適切な装置については、２０１１年４月１１日出願の米国特許出願第１３／０８４，３９９号（現在の米国特許第８，７２８，９５６号）「ＰＬＡＳＭＡ  ＡＣＴＩＶＡＴＥＤ  ＣＯＮＦＯＲＭＡＬ  ＦＩＬＭ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ」、および、２０１１年４月１１日出願の米国特許出願第１３／０８４，３０５号「ＳＩＬＩＣＯＮ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＦＩＬＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」でさらに議論および説明されており、これらの出願は、全体が本明細書に組み込まれる。
【０１００】
本明細書に記載の装置／処理は、例えば、半導体デバイス、ディスプレイ、ＬＥＤ、光起電力パネルなどの加工または製造のために、リソグラフィパターニングツールまたは処理と共に用いられてもよい。通例、必ずしもそうとは限らないが、かかるツール／処理は、共通の製造施設で一緒に利用または実行されている。膜のリソグラフィパターニングは、通例、以下の動作の一部または全部を含み、各動作は、複数の可能なツールで実現される：（１）スピンオンまたはスプレーオンツールを用いて、ワークピース（すなわち、基板）上にフォトレジストを塗布する工程；（２）ホットプレートまたは炉またはＵＶ硬化ツールを用いて、フォトレジストを硬化させる工程；（３）ウエハステッパなどのツールで可視光またはＵＶまたはＸ線にフォトレジストを暴露させる工程；（４）ウェットベンチなどのツールを用いて、選択的にレジストを除去することによってパターニングするためにレジストを現像する工程；（５）ドライエッチングツールまたはプラズマ支援エッチングツールを用いて、下層の膜またはワークピースにレジストパターンを転写する工程；ならびに、（６）ＲＦプラズマまたはマイクロ波プラズマレジストストリッパなどのツールを用いて、レジストを除去する工程。
【０１０１】
結論
理解を深めるために、本実施形態について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。本発明の処理、システム、および、装置を実施する多くの他の方法が存在することに注意されたい。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、実施形態は、本明細書に示した詳細に限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2018164079000001.pdf