(57)【要約】  基材上のフィーチャをトリミングする方法とシステム。基材の化学処理中、管理された条件下で、ＨＦ／ＮＨ３などの反応ガス化学物質に基材をさらす。反応ガス化学物質と一緒に不活性ガスを導入することもできる。第１の反応ガスのアスペクトと、第２の反応ガスのアスペクトと、任意の不活性ガスのアスペクトについてプロセスモデルが作られる。目標トリミング量が指定されると、指定された目標を達成するためのプロセスレシピを求めるためにプロセスモデルが利用される。
2007531306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的酸化物除去プロセスで基材上のフィーチャの目標トリミング量を達成するための方法であって、
少なくとも１つの固定パラメータを一定に維持しながら、トリミング量データを可変パラメータの関数として得るために、第１の反応物と第２の反応物とプロセス圧力とを含むプロセスレシピを使用して化学的酸化物除去プロセスを実施するステップであって、前記可変パラメータが、前記第１の反応物の量、前記第２の反応物の量およびプロセス圧力を含む第１のパラメータグループのうちの１つであり、前記可変パラメータと異なる前記少なくとも１つの固定パラメータが、前記第１の反応物の量、前記第２の反応物の量およびプロセス圧力を含む第２のパラメータグループのうちの１つであるステップと、
前記トリミング量データと前記可変パラメータとの間の関係式を求めるステップと、
前記可変パラメータの目標値を求めるために前記目標トリミング量と前記関係式を使用するステップと、
前記可変パラメータの前記目標値と前記少なくとも１つの固定パラメータとを使用して、前記プロセスレシピを前記基材に施すことによって前記基材上の前記フィーチャを化学処理するステップと、
前記フィーチャから前記目標トリミング量を実質的に除去するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記プロセスレシピを使用して前記化学的酸化物除去プロセスを実施する前記ステップは、第１の反応物の分圧と、第２の反応物の分圧と、プロセス圧力と、前記第１の反応物のモル分率と、前記第２の反応物のモル分率とからなる群より選択される可変パラメータ、および、前記第１の反応物の前記分圧と、前記第２の反応物の前記分圧と、前記プロセス圧力と、前記第１の反応物の前記モル分率と、前記第２の反応物の前記モル分率と、前記第２の反応物に対する前記第１の反応物の質量分率と、前記第２の反応物に対する前記第１の反応物のモル比と、前記第２の反応物の質量と、前記第２の反応物の質量と、前記第１の反応物の質量流量と、前記第２の反応物の質量流量と、前記第１の反応物のモル数と、前記第２の反応物のモル数と、前記第１の反応物のモル流量と、前記第２の反応物のモル流量とからなる群より選択される、前記可変パラメータとは異なる少なくとも１つの固定パラメータを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の反応物の前記量が、前記第１の反応物の分圧、前記第２の反応物の分圧、プロセス圧力、前記第１のモル分率および前記第２の反応物のモル分率のうちの１つを含み、前記可変パラメータと異なる前記少なくとも１つの固定パラメータが、前記第１の反応物の前記分圧、前記第２の反応物の前記分圧、前記プロセス圧力、前記第１の反応物の前記モル分率、前記第２の反応物の前記モル分率、前記第２の反応物に対する前記第１の反応物の質量分率、前記第２の反応物に対する前記第１の反応物のモル比、前記第１の反応物の質量、前記第２の反応物の質量、前記第１の反応物の質量流量、前記第２の反応物の質量流量、前記第１の反応物のモル数、前記第２の反応物のモル数、前記第１の反応物のモル流量および前記第２の反応物のモル流量を含む第２のパラメータグループのうちの１つのである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィーチャから前記トリミング量を実質的に除去する前記ステップが、前記化学処理に引き続き、前記基材の温度を上昇させることによって前記基材を熱処理することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィーチャから前記トリミング量を実質的に除去する前記ステップが、前記化学処理に引き続き、前記基材を水溶液中ですすぐことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記化学的酸化物除去プロセスを実施する前記ステップが、ＨＦガスとＮＨ３ガスとを含むプロセスレシピを使用することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記化学的酸化物除去プロセスを実施する前記ステップが、不活性ガスを有するプロセスレシピを使用することを含み、前記第１のパラメータグループが前記不活性ガスの分圧をさらに含み、前記第２のパラメータグループが、前記不活性ガスの分圧、前記不活性ガスのモル分率、前記不活性ガスの質量、前記不活性ガスの質量流量、前記不活性ガスのモル数、前記不活性ガスのモル流量、前記不活性ガスに対する前記第１の反応物の質量比、前記不活性ガスに対する前記第２の反応物の質量比、前記不活性ガスに対する前記第１の反応物のモル比、および前記不活性ガスに対する前記第２の反応物のモル比をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記化学的酸化物除去プロセスを実施する前記ステップが、ＨＦガスとＮＨ３ガスとＡｒガスとを含むプロセスレシピを使用することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記固定パラメータの場合に前記トリミングデータを前記可変パラメータの関数として得るステップは、ＮＨ３に対するＨＦの質量比が一定値で前記プロセス圧力の場合に前記トリミングデータをＨＦの分圧の関数として得ることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィーチャを化学処理する前記ステップが、酸化ケイ素のフィーチャを化学処理することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記関係式を求める前記ステップが、内挿法、外挿法およびデータフィッティングのうちの１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記データフィッティングが、多項式フィッティング、指数関数フィッティングおよびべき乗フィッティングのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
基材上のフィーチャの目標トリミング量を達成するために、プロセスレシピを使用して化学的酸化物除去プロセスを実施する方法であって、
トリミング量データと前記プロセスレシピのためのガス種の分圧との間の関係式を求めるステップと、
前記目標トリミング量を設定するステップと、
前記ガス種の前記分圧の目標値を求めるために前記関係式と前記目標トリミング量とを使用するステップと、
前記ガス種の前記分圧の前記目標値にしたがって前記プロセスレシピを調整するステップと、
前記基材に前記プロセスレシピを施すことによって、前記基材上の前記フィーチャを化学処理するステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
化学的酸化物除去プロセスで基材上の目標トリミング量を達成するためのシステムであって、
ある量の第１のプロセスガスと、ある量の第２のプロセスガスと、ある量の任意の不活性ガスと、ある露出時間にわたるプロセス圧力とを有するプロセスレシピを前記基材に施すことによって、前記基材上の露出面層を変更するための化学処理システムと、
前記基材上の前記化学変更された表面層を熱処理するための熱処理システムと、
前記化学処理システムに接続され、１つまたはそれより多い固定パラメータに対してトリミング量と可変パラメータとの間の関係式を使用するように構成されたコントローラであって、前記可変パラメータが、前記ある量の前記第１の反応物、前記ある量の前記第２の反応物、前記ある量の前記任意の不活性ガスおよび前記プロセス圧力とを含む第１のパラメータグループのうちの１つであり、前記可変パラメータとは異なる前記１つまたはそれより多い固定パラメータが、前記ある量の前記第１の反応物、前記ある量の前記第２の反応物、前記ある量の前記任意の不活性ガスおよび前記プロセス圧力とを含む第２のパラメータグループのうちの１つであるコントローラと、
を含むシステム。
【請求項１５】
前記可変パラメータが、前記第１の反応物の分圧、前記第２の反応物の分圧、前記第１の反応物と前記第２の反応物と前記任意の不活性ガスのプロセス圧力、前記第１の反応物のモル分率および前記第２の反応物のモル分率からなる群より選択され、前記可変１つまたはそれより多い固定パラメータが、前記第１の反応物の前記分圧、前記第２の反応物の前記分圧、前記第１の反応物と前記第２の反応物と前記任意の不活性ガスとの前記プロセス圧力、前記第１の反応物の前記モル分率、前記第２の反応物の前記モル分率、前記第２の反応物に対する前記第１の反応物の質量分率、前記第２の反応物に対する前記第１の反応物のモル比、前記第１の反応物の質量、前記第２の反応物の質量、前記第１の反応物の質量流量、前記第２の反応物の質量流量、前記第１の反応物のモル数、前記第２の反応物のモル数、前記第１の反応物のモル流量および前記第２の反応物のモル流量を含む第２のパラメータグループからなる群より選択される、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
このＰＣＴ出願は、２００４年３月３０日に出願された米国特許本出願第１０／８１２３５５号の優先権を基礎として頼るものであり、その内容全体を文献引用によって本願明細書に組み込んだものとする。
【０００２】
本出願は、「基材を処理するための処理システムおよび方法（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」という名称の２００３年１１月１２日に出願された係属中の米国特許出願第１０／７０５２０１号と、「基材を化学処理するための処理システムおよび方法（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」という名称の２００３年１１月１２日に出願された同時係属米国特許出願第１０／７０５２００号と、「熱的に基材を処理する処理システムおよび方法（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」という名称の２００３年１１月１２日に出願された係属中の米国特許出願第１０／７０４９６９号と、「隣接の温度制御された処理チャンバの熱的絶縁のための方法と装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ａｄｊａｃｅｎｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｈａｍｂｅｒｓ）」という名称の２００３年１１月１２日に出願された係属中の米国特許出願第１０／７０５３９７号、「基材を処理するための処理システムおよび方法（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」という名称の２００４年３月３０日に出願された係属中の米国特許出願第１０／８１２３４７号とに関連する。これら出願の全部の内容全体を文献引用によって全体として本願明細書に組み込んだものとする。
【０００３】
本発明は、基材（基板）を処理する方法およびシステムに関し、特に、基材を化学処理するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
半導体プロセス中、微細なラインに沿った材料、またはシリコン基材上にパターン形成されたビアホール（vias）もしくは接点内の材料を除去またはエッチングするために、（ドライ）プラズマエッチングプロセスが利用できる。一般にプラズマエッチングプロセスでは、フォトレジスト層など、上を覆うパターン形成された保護層を備えた半導体基材を処理チャンバに入れる必要がある。基材がチャンバ内に配置されると、周囲プロセス圧力になるように真空ポンプをスロットル調整しながら、イオン化可能な解離性のガス混合物を予め指定された流量でチャンバ内へ導入する。その後、存在するガス種の一部が、誘導的にもしくは容量的に高周波（ＲＦ）電力の伝送、または例えば電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を使用するマイクロ波電力の伝送により加熱された電子によってイオン化されるときに、プラズマが形成される。また、加熱された電子は、周囲の気体種のいくつかの種を解離し、露出面化学エッチングに適した反応種を生成するように作用する。プラズマが形成されると、基材の選択面がプラズマによってエッチングされる。基材の選択領域にさまざまなフィーチャ（例えば、溝、バイア、コンタクト、ゲート、その他）をエッチングするのに望ましい反応物およびイオン集団の適切な濃度など、適切な状態を達成するようにプロセスの調整が行なわれる。エッチングを要するこのような基材材料として、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、低誘電率材料、ポリシリコンおよび窒化ケイ素などがある。
【０００５】
材料処理中、このようなフィーチャのエッチングには、各フィーチャが形成される下層フィルムへマスク層内に形成されたパターンを転写する工程が含まれる。マスクは、例えば、（ネガ型またはポジ型の）フォトレジストなどの感光材料、フォトレジストおよび反射防止コーティング（ＡＲＣ）などの層を含む多層膜、またはフォトレジストなどの第１の層内のパターンを下層のハードマスク層へ転写することによって形成されるハードマスクを含むことができる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は基材を処理するための方法およびシステムに関するものである。
【０００７】
本発明の一態様において、化学的酸化物除去プロセスで基材上のフィーチャの目標トリミング量を達成するための方法であって、少なくとも１つの固定パラメータを一定に維持しながら、トリミング量データを可変パラメータの関数として得るために、第１の反応物と第２の反応物とプロセス圧力とを含むプロセスレシピを使用して化学的酸化物除去プロセスを実施するステップであって、可変パラメータが、第１の反応物の量、第２の反応物の量およびプロセス圧力を含む第１のパラメータグループのうちの１つであり、可変パラメータと異なる少なくとも１つの固定パラメータが、第１の反応物の量、第２の反応物の量およびプロセス圧力を含む第２のパラメータグループのうちの１つである、ステップと、トリミング量データと可変パラメータとの間の関係式を求めるステップと、可変パラメータの目標値を求めるために目標トリミング量と関係式を使用するステップと、可変パラメータの目標値と少なくとも１つの固定パラメータとを使用して、基材にプロセスレシピを施すことによって基材上のフィーチャを化学処理するステップと、フィーチャから目標トリミング量を実質的に除去するステップとを含む方法が記載されている。
【０００８】
本発明の別の態様において、基材上のフィーチャの目標トリミング量を達成するために、プロセスレシピを使用して化学的酸化物除去プロセスを実施する方法であって、トリミング量データとプロセスレシピのためのガス種の分圧との間の関係式を求めるステップと、目標トリミング量を設定するステップと、ガス種の分圧の目標値を求めるために関係式と目標トリミング量とを使用するステップと、ガス種の分圧の目標値にしたがってプロセスレシピを調整するステップと、基材にプロセスレシピを施すことによって、基材上のフィーチャを化学処理するステップとを含む方法が提供される。
【０００９】
本発明のさらに別の態様において、化学的酸化物除去プロセスで基材上の目標トリミング量を達成するためのシステムであって、ある量の第１のプロセスガスと、ある量の第２のプロセスガスと、ある量の任意の不活性ガスと、ある露出時間にわたるプロセス圧力とを有するプロセスレシピを前記基材に施すことによって、前記基材上の露出面層を変更するための化学処理システムと、基材上の化学変更された表面層を熱処理するための熱処理システムと、化学処理システムに接続され、１つまたはそれより多い固定パラメータに対してトリミング量と可変パラメータとの間の関係式を使用するように構成されたコントローラであって、可変パラメータが、ある量の第１の反応物、ある量の第２の反応物、ある量の任意の不活性ガスおよびプロセス圧力を含む第１のパラメータグループのうちの１つであり、可変パラメータとは異なる１つまたはそれより多い固定パラメータが、ある量の第１の反応物、ある量の第２の反応物、ある量の任意の不活性ガスおよびプロセス圧力とを含む第２のパラメータグループのうちの１つであるコントローラと、を含むシステムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
材料処理方法において、パターンエッチングは、フォトレジストなどの感光材料の薄層を基材上表面に積層することを含む。その後、エッチング中に下にある薄膜にパターンを転写するためのマスクを作成するために、薄層にパターンが形成される。一般に感光材料へのパターン形成では、例えばマイクロリソグラフシステムを使用した感光材料のレチクル（および関連光学部品）を介した放射光源による照射、その後、現像液を用いた感光材料の照射領域（ポジ型フォトレジストの場合）または非照射領域（ネガ型レジストの場合）の除去が必要となる。
【００１１】
また、多層マスクおよびハードマスクは、薄膜にフィーチャをエッチングするように構成することができる。例えば、ハードマスクを使用した薄膜にフィーチャをエッチングする場合、薄膜の主エッチング工程の前に、別のエッチング工程を用いて感光層のマスクパターンがハードマスク層に転写される。ハードマスクは、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）またはカーボンなどのシリコンプロセス用材料から選択できる。
【００１２】
薄膜に形成されるフィーチャのサイズを小さくするために、例えば、ハードマスク層の界面化学を変更するためのハードマスク層の露出面の化学処理、および変更された表面化学を脱離させるためのハードマスク層の露出面の後処理、という２段階のプロセスを用いて、ハードマスクの側面をトリミングすることができる。
【００１３】
一実施形態として、図１Ａは、例えばマスク層のトリミングを用いて基材を処理するプロセッシングシステム１を示す。プロセッシングシステム１は、第１の処理システム１０と、第１の処理システム１０に連結された第２の処理システム２０とを備えている。例えば、第１の処理システム１０は化学処理システムを含むことができ、第２の処理システム２０は熱処理システムを含むことができる。あるいは、第２の処理システム２０は水洗浄システムなどの基材洗浄システムを含むことができる。また、図１Ａに示されているように、基材を第１の処理システム１０および第２の処理システム２０に出し入れしたり、多素子製造システム４０で基材を交換したりするために、移送システム３０を第１の処理システム１０に連結することもできる。第１および第２の処理システム１０、２０および移送システム３０は、例えば、多素子製造システム４０内のプロセッシング要素を備えることができる。例えば、多素子製造システム４０は、エッチングシステム、蒸着システム、コーティングシステム、パターン形成システム、計測システム等のデバイスを含むプロセッシング要素との基材のやりとりを可能にする。第１のシステムで起こっているプロセスと第２のシステムで起こっているプロセスを隔離するために、各システムの連結に隔離アセンブリ５０を利用できる。例えば、隔離アセンブリ５０は、熱的に隔離するための断熱アセンブリおよび真空を隔離するためのゲートバルブアセンブリの少なくとも一方を含むことができる。もちろん、処理システム１０、２０、および移送システム３０はどのような順序で配置してもよい。
【００１４】
あるいは、別の実施形態として、図１Ｂはマスク層トリミングなどの処理を用いて基材を加工するプロセッシングシステム１００を示す。プロセッシングシステム１００は、第１の処理システム１１０と第２の処理システム１２０とを備える。例えば、第１の処理システム１１０は化学処理システムを含むことができ、第２の処理システム１２０は熱処理システムを含むことができる。あるいは、第２の処理システム１２０は水洗浄システムなどの基材洗浄システムを含むことができる。また、図１Ｂに示されているように、基材を第１の処理システム１１０に出し入れするために移送システム１３０と第１の処理システム１１０とを連結することができ、また、基材を第２の処理システム１２０に出し入れするために移送システム１３０と第２の処理システム１２０とを連結することができる。また、移送システム１３０は、１つまたはそれより多いカセット（図示せず）を用いて基材を交換できる。図１Ｂには２つのプロセッシングシステムしか示されていないが、他のプロセッシングシステムが、エッチングシステム、蒸着システム、コーティングシステム、パターン形成システム、計測システムなどのデバイスを含む移送システム１３０にアクセスすることもできる。第１のシステムで起こっているプロセスと第２のシステムで起こっているプロセスを隔離するために、各システムの連結に隔離アセンブリ１５０を利用できる。例えば、隔離アセンブリ１５０は、熱的に隔離するための断熱アセンブリおよび真空を隔離するためのゲートバルブアセンブリの少なくとも一方を含むことができる。また、例えば、移送システム１３０を隔離アセンブリ１５０の一部として使用することもできる。
【００１５】
あるいは、さらに別の実施形態として、図１Ｃはマスク層トリミングなどの処理を用いて基材を加工するプロセッシングシステム６００を示す。プロセッシングシステム６００は、第１の処理システム６１０と、第２の処理システム６２０とを備えており、示されるように、第１の処理システム６１０は第２の処理システム６２０の上に縦方向に積み重ねられる。例えば、第１の処理システム６１０は化学処理システムを含むことができ、第２の処理システム６２０は熱処理システムを含むことができる。あるいは、第２の処理システム６２０は水洗浄システムなどの基材洗浄システムを含むことができる。また、図１Ｃに示されているように、基材を第１の処理システム６１０に出し入れするために移送システム６３０と第１の処理システム６１０とを連結することができ、また、基材を第２の処理システム６２０に出し入れするために移送システム１３０と第２の処理システム６２０とを連結することができる。また、移送システム６３０は、１つまたはそれより多いカセット（図示せず）を用いて基材を交換できる。図１Ｃには２つのプロセッシングシステムしか示されていないが、他のプロセッシングシステムは、エッチングシステム、蒸着システム、コーティングシステム、パターン形成システム、計測システムなどのデバイスを含む移送システム６３０とアクセスできる。第１のシステムで起こっているプロセスと第２のシステムで起こっているプロセスを隔離するために、各システムの連結に隔離アセンブリ６５０を利用できる。例えば、隔離アセンブリ６５０は、熱的に隔離するための断熱アセンブリおよび真空を隔離するためのゲートバルブアセンブリの少なくとも一方を含むことができる。また、例えば、移送システム６３０は、隔離アセンブリ６５０の一部として使用することもできる。
【００１６】
一般に、図１Ａに示されるプロセッシングシステム１の第１の処理システム１０および第２の処理システム２０のうちの少なくとも一方は、基材を通過させることができる移送開口部を少なくとも２つ備えている。例えば、図１Ａに示されるように、第２の処理システム２０は２つの移送開口部を備え、第１の移送開口部は、第２処理システム２と移送システム３０の間を基材が通過できるようにし、第２の移送開口部は、第１の処理システムと第２の処理システムの間を基材が通過できるようにする。しかしなから、図１Ｂに示されるプロセッシングシステム１００および図１Ｃに示されるプロセッシングシステム６００に関しては、各処理システム１１０、１２０および６１０、６２０のそれぞれが、基材を通過させることができる移送開口部を少なくとも１つ備えている。
【００１７】
ここで図２を参照すると、基材の化学処理および熱処理を実施するためのプロセッシングシステム２００が示されている。プロセッシングシステム２００は、第１の化学処理システム２１０と、第１の化学処理システム２１０に連結された第２の熱処理システム２２０とを備えている。化学処理システム２１０は温度制御可能な化学処理チャンバ２１１を備えている。熱処理システム２２０は温度制御可能な熱処理チャンバ２２１を備えている。詳細は以下に記載するが、化学処理チャンバ２１１および熱処理チャンバ２２１は、断熱アセンブリ２３０を使用して互いに断熱可能であり、また、ゲートバルブアセンブリ２９６を使用して互いに真空分離可能である。
【００１８】
図２および図３に示されるように、化学処理システム２１０は、化学処理チャンバ２１１から実質的に熱的に分離されるように構成され、かつ基材２４２を支持するように構成された温度制御される基材ホルダ２４０と、化学処理チャンバ２１１を排気するように化学処理チャンバ２１１に連結された真空排気システム２５０と、化学処理チャンバ２１１内のプロセス空間２６２にプロセスガスを導入するためのガス供給システム２６０とをさらに備えている。
【００１９】
図２および図５に示されるように、熱処理システム２２０は、熱処理チャンバ２２１内に取り付けられ、熱処理チャンバ２２１から実質的に熱的に絶縁されるように構成されて、かつ基材２４２’を支持するように構成された温度制御される基材ホルダ２７０と、熱処理チャンバ２２１を排気する真空排気システム２８０と、熱処理チャンバ２２１に連結された基材リフタアセンブリ２９０とをさらに備えている。リフタアセンブリ２９０は、保持平面（実線）と基材ホルダ２７０（破線）の間で、またはその間に位置する移送平面へ、基材２４２’’を垂直に移動させることができる。熱処理チャンバ２２１は上部アセンブリ２８４をさらに備えることができる
【００２０】
また、化学処理チャンバ２１１、熱処理チャンバ２２１および断熱アセンブリ２３０は、基材が通り抜けることができる共通の開口部２９４を画定する。２つのチャンバ２１１，２２１内で別個の処理を行なえるよう、処理中、ゲートバルブアセンブリ２９６を用いて共通の開口部２９４を密封できる。また、図１Ａに示されるように移送システムで基材交換できるようにするために、移送開口部２９８を熱処理チャンバ２２１に形成できる。例えば、移送システム（図示せず）から熱処理チャンバ２２１を断熱するために第２の断熱アセンブリ２３１を組み込むことができる。開口部２９８は（図１Ａに合わせて）熱処理チャンバ２２１の一部として示されているが、移送開口部２９８は、熱処理チャンバ２２１ではなく化学処理チャンバ２１１に形成することもできるし（図１Ａで示されるのと逆のチャンバ位置）、化学処理チャンバ２１１と熱処理チャンバ２２１の両方に（図１Ｂおよび図１Ｃに示されるように）に形成することもできる。
【００２１】
図２および図３に示されるように、化学処理システム２１０は、基材２４２を熱制御して処理するためのいくつかの操作上の機能を提供するために、基材ホルダ２４０および基材ホルダアセンブリ２４４を備えている。基材ホルダ２４０および基材ホルダアセンブリ２４４は、基材２４２を基材ホルダ２４０に電気的に（または機械的に）クランプするために、静電クランピングシステム（または機械的クランピングシステム）を備えることができる。また、基材ホルダ２４０は、例えば、基材ホルダ２４０から熱を受けとって、熱交換器システム（図示せず）へ熱を伝達するか、または加熱時に熱交換器システムの熱を伝達する、循環する冷却剤流を有する冷却システムをさらに含むことができる。また、例えば、基材２４２と基材ホルダ２４０間のガス空隙（ｇａｓ−ｇａｐ）熱伝導係数を改善するように裏面ガスシステムを介して基材２４２の裏面に伝熱ガスを供給することも可能である。例えば、基材２４２の裏面に供給される伝熱ガスは、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトンなどの不活性ガス、プロセスガス、または酸素、窒素もしくは水素などの他のガスを含むことができる。このようなシステムは、温度の上昇または下降時に基材の温度制御が必要な場合に利用できる。例えば、裏面ガスシステムは、裏面ガス空隙圧力を基材２４２の中心部および縁部の間で別々に変化させることが可能な２ゾーン（中心部と縁部）システムなど、マルチゾーンガス供給システムを有することができる。他の実施形態において、例えば抵抗加熱素子などの加熱用／冷却用素子または熱電ヒータ／クーラを化学処理チャンバ２１１のチャンバ壁とともに基材ホルダ２４０内に含むことができる。
【００２２】
例えば、図７は上述の機能のうちのいくつかを実行するために温度制御される基材ホルダ３００を示す。基材ホルダ３００は、化学処理チャンバ２１１の下壁に連結されるチャンバ嵌合部品３１０、チャンバ嵌合部品３１０に連結される断熱部品３１２、および断熱部品３１２に連結される温度制御部品３１４を備えている。チャンバ嵌合部品３１０および温度制御部品３１４は、例えば、電気的および熱的に伝導する材料、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルなどから製造できる。断熱部品３１２は、例えば、石英、アルミナ、テフロン（登録商標）など熱伝導率が比較的低い耐熱材料から製造できる。
【００２３】
温度制御部品３１４は、冷却チャネル、加熱チャネル、抵抗加熱素子または熱電素子などの温度制御素子を備えることができる。例えば、図７に示されているように、温度制御部品３１４は、クーラント入口３２２とクーラント出口３２４を有するクーラントチャネルを備える。クーラントチャネル３２０は、例えば、温度制御部品３１４を対流式に伝導冷却するために、水、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ、Ｇａｌｄｅｎ  ＨＴ−１３５等のクーラントを特定流量流せる、温度制御部品３１４内の螺旋状の通路とすることができる。あるいは、温度制御部品３１４は、それぞれの素子を通る電気的な電流の流れの方向によって、基材を加熱または冷却することができる熱電変換素子のアレイを含むことができる。代表的な熱電変換素子として、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃから市販されているもので、Ｍｏｄｅｌ  ＳＴ−１２７−１．４−８．５Ｍ（最大可能伝熱性能７２Ｗの４０ｍｍ×４０ｍｍ×３．４ｍｍの熱電デバイス）がある。
【００２４】
また、基材ホルダ３００は、静電クランプ（ＥＳＣ）３２８をさらに備えることができる。静電クランプ３２８は、セラミック層３３０と、その中に埋設されたクランピング電極３３２と、電気的接続３３６を使用してクランピング電極３３２に接続された高電圧（ＨＶ）直流電圧源３３４とを含んでいる。ＥＳＣ３２８は、例えば、単極式とすることもできるし、双極式とすることもできる。このようなクランプの設計および実装は、静電クランピングシステムの当業者にとって周知である。
【００２５】
また、基材ホルダ３００は、少なくとも１つのガス供給ライン３４２を介して基材２４２の裏面に、例えばヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトンを含む不活性ガス、プロセスガス、または酸素、窒素もしくは水素を含む他のガスをはじめとする伝熱ガスを供給するための裏面ガス供給システム３４０と、複数のオリフィスおよび複数のチャネルのうちの少なくとも一方とをさらに備えることができる。裏面ガス供給システム３４０は、例えば、裏面圧力が中心部から縁部に向かって放射状に変化し得る２ゾーン（中心部と縁部）システムなどのマルチゾーン供給システムとすることができる。
【００２６】
断熱部品３１２は、温度制御部品３１４と下層の嵌合部品３１０との間の断熱を強化するために断熱用空隙３５０をさらに含むことができる。断熱用空隙３５０は、排気システム（図示せず）、または真空排気システム２５０の一部としての真空ラインを使用して排気でき、および／または、その熱伝導率を変えるためにガス供給（図示せず）に接続できる。ガス供給は、例えば、伝熱ガスを基材２４２の裏面に接続するために利用される裏面ガス供給３４０とすることができる。
【００２７】
嵌合部品３１０は、基材ホルダ３００の上面および処理システムの移送面へ／から基材２４２を垂直に移動するために、３つまたはそれより多いリフトピン３６２を上下させることができるリフトピンアセンブリ３６０をさらに含むことができる。
【００２８】
各部品３１０、３１２および３１４は、１つの部品を他の部品に固着し、基材ホルダ３００を化学処理チャンバ２１１に固着するために、（ボルトおよびねじ穴などの）固定用デバイスをさらに備えている。また、各部品３１０、３１２および３１４は、それぞれの部品への上記ユーティリティの通過を容易にするものであり、また、プロセッシングシステムの真空完全性を維持するために必要があれば、エラストマのＯ−リングなどの真空シールが利用される。
【００２９】
温度制御される基材ホルダ２４０の温度は、熱電対（例えばＫタイプ熱電対、Ｐｔセンサ等）などの感温デバイス３４４を使用して監視可能である。また、コントローラは、基材ホルダ２４０の温度を制御するために、基材ホルダアセンブリ２４４へのフィードバックとして温度測定を利用できる。例えば、基材ホルダ２４０および／または基材２４２の温度変化に影響を与えるために、流体流速、流体温度、伝熱ガスタイプ、伝熱ガス圧、クランプ力、抵抗ヒータ素子の電流または電圧、および熱電デバイスの電流または極性等の少なくとも１つを調整できる。
【００３０】
図２および図３を再び参照すると、化学処理システム２１０はガス供給システム２６０を備えている。一実施形態において、図８に示されるように、ガス供給システム４００は、ガス供給アセンブリ４０２を有するシャワーヘッドガス注入システムと、ガス供給アセンブリ４０２に連結され、ガス供給プレナム４０６を形成するように構成されたガス供給プレート４０４とを備えている。図示されていないが、ガス供給プレナム４０６は、１つまたはそれより多いガス供給バッフルプレートを備えることができる。ガス供給プレート４０４は、化学処理チャンバ２１１内でガス供給プレナム４０６からプロセス空間までプロセスガスを供給するための１つまたはそれより多いガス供給オリフィス４０８をさらに備えている。また、１種類以上のガスを含むプロセスガスを供給するために、１つまたはそれより多いガス供給ライン４１０，４１０’等を、例えばガス供給アセンブリを介してガス供給プレナム４０６に接続することができる。プロセスガスは、例えば、ＮＨ３、ＨＦ、Ｈ２、Ｏ２、ＣＯ，ＣＯ２、Ａｒ、Ｈｅ等を含むことができる。
【００３１】
別の実施形態では、図９Ａおよび図９Ｂ（図９Ａの拡大図）に示されるように、少なくとも２種類のガスを含むプロセスガスを供給するためのガス供給システム４２０が、１つまたはそれ以上の部品４２４、４２６および４２８を有するガス供給アセンブリ４２２と、ガス供給アセンブリ４２２に接続され、第１のガスを化学処理チャンバ２１１のプロセス空間に接続する構成された第１のガス供給プレート４３０と、第１のガス供給プレート４３０に接続され、第２のガスを化学処理チャンバ２１１のプロセス空間に接続させるように構成された第２のガス供給プレート４３２とを備えている。ガス供給アセンブリ４２２に接続されるときに、第１のガス供給プレート４３０は第１のガス供給プレナム４４０を形成する。また、第１のガス供給プレート４３０に接続されるときに、第２のガス供給プレート４３２は第２のガス供給プレナム４４２を形成する。図示されていないが、ガス供給プレナム４４０、４４２は、１つまたはそれより多いガス供給バッフルプレートを備えることができる。第２のガス供給プレート４３２は、第１のガス供給プレート４３０内に形成された１つまたはそれより多い通路４４６のアレイに接続され一致する１つまたはそれより多いオリフィスの第１のアレイ４４４と、１つまたはそれより多いオリフィスの第２のアレイ４４８とを、さらに備えている。１つまたはそれより多いオリフィスの第１のアレイ４４４は、１つまたはそれより多い通路のアレイ４４６と合わさって、第１のガス供給プレナム４４０から化学処理チャンバ２１１のプロセス空間へ第１のガスを供給するように構成されている。１つまたはそれより多いオリフィスの第２の配列４４８は、第２のガス供給プレナム４４２から化学処理チャンバ２１１のプロセス空間へ第２のガスを供給するように構成されている。プロセスガスは、例えば、ＮＨ３、ＨＦ、Ｈ２、Ｏ２、ＣＯ，ＣＯ２、Ａｒ、Ｈｅ等を含むことができる。この構成の結果、第１のガスおよび第２のガスは、プロセス空間内を除き、いかなる相互作用も無く別々にプロセス空間に導入される。
【００３２】
図１０Ａに示されるように、第１のガスは、ガス供給アセンブリ４２２内に形成された第１のガス供給通路４５０を介して、第１のガス供給プレナム４４０に接続できる。また、図１０Ｂに示されるように、第２のガスは、ガス供給アセンブリ４２２内に形成された第２のガス供給通路４５２を介して、第２のガス供給プレナム４４２に接続できる。
【００３３】
再び図２および図３を参照すると、化学処理システム２２０は、昇温状態に維持される温度制御される化学処理チャンバ２１１をさらに備えている。例えば、壁加熱素子２６６を壁温度制御ユニット２６８に接続することができ、この壁加熱素子２６６は化学処理チャンバ２１１に接続するように構成できる。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミニウム−鉄合金、窒化アルミニウム、その他のフィラメントなどの抵抗ヒータ素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製作するための市販の材料の例として、Ｋａｎｔｈａｌ、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ、Ａｋｒｏｔｈａｌなどがある。これらはいずれもコネチカット州ベセルのＫａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された合金の登録商標名である。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを通るときに電力が熱として放散されるので、壁温度制御ユニット２６８は、例えば、制御可能な直流電源を備えることができる。例えば、壁加熱素子２６６は、Ｗａｔｌｏｗ（６０５１０、イリノイ州、バタビア、キングズランドドクタ１３１０）から市販されているＦｉｒｅｒｏｄカートリッジヒータを少なくとも１つ備えることができる。化学処理チャンバ２１１に冷却素子を使用することもできる。化学処理システム２１１の温度は、熱電対（例えばＫタイプ熱電対、Ｐｔセンサ等）などの感温デバイスを使用して監視可能である。また、コントローラは、化学処理チャンバ２１１の温度を制御するために、壁温度制御ユニット２６８へのフィードバックとして温度測定を利用できる。
【００３４】
再び図３を参照すると、化学処理システム２１０は、任意の指定温度に維持可能な、温度制御されるガス供給システム２６０をさらに備えることができる。例えば、ガス供給加熱素子２６７をガス供給システム温度制御ユニット２６９に接続することができ、このガス供給加熱素子２６７はガス供給システム２６０に接続するように構成できる。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミニウム−鉄合金、窒化アルミニウム、その他のフィラメントなどの抵抗ヒータ素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製作するための市販の材料の例として、Ｋａｎｔｈａｌ、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ、Ａｋｒｏｔｈａｌなどがある。これらはいずれもコネチカット州ベセルのＫａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された合金の登録商標名である。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを通るときに電力が熱として放散されるので、ガス供給システム温度制御ユニット２６９は、例えば、制御可能な直流電源を備えることができる。例えば、ガス供給加熱素子２６７は、約１４００Ｗ（または約５Ｗ／ｉｎ２の出力密度）を許容できる２領域シリコーンゴムヒータ（厚さ約１．０ｍｍ）を備えることができる。ガス供給システム２６０の温度は、熱電対（例えばＫタイプ熱電対、Ｐｔセンサ等）などの感温デバイスを使用して監視可能である。また、コントローラは、ガス供給システム２６０の温度を制御するために、ガス供給システム温度制御ユニット２６９へのフィードバックとして温度測定を利用できる。図８〜図１０Ｂのガス供給システムは温度制御システムを内蔵することもできる。あるいは、または、それに加え、いずれの実施形態にも冷却素子を使用できる。
【００３５】
図２および３をさらに参照すると、真空排気システム２５０は、真空ポンプ２５２と、チャンバ圧をスロットル調整するためのゲートバルブ２５４とを含むことができる。真空ポンプ２５２は、例えば、毎秒約５０００リットル（以上）までの排気スピードが可能なターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）を備えることができる。例えば、ＴＭＰは、セイコーＳＴＰ−Ａ８０３真空ポンプまたは荏原ＥＴ１３０１Ｗ真空ポンプとすることができる。ＴＭＰは一般に約５０ｍＴｏｒｒ未満の低圧プロセスに有用である。高圧（すなわち、約１００ｍＴｏｒｒより高い）または低スループットプロセス（すなわち気体流なし）の場合、メカニカルブースターポンプおよびドライ粗引きポンプを使用できる。
【００３６】
図３を再度参照し、化学処理システム２１０は、マイクロプロセッサと、メモリと、デジタルｌ／Ｏポートとを有するコントローラ２３５をさらに備えることができ、デジタルｌ／Ｏポートは、化学処理システム２１０への入力と通信してこれを起動し、温度および圧力感知装置などの化学処理システム２１０からの出力を監視するのに十分な制御電圧を生成できる。また、コントローラ２３５は、基材ホルダアセンブリ２４４、ガス供給システム２６０、真空排気システム２５０、ゲートバルブアセンブリ２９６、壁温度制御ユニット２６８およびガス供給システム温度制御ユニット２６９に接続され、これらと情報交換できる。プロセスレシピに従って化学処理システム２１０の上述部品への入力を起動させるために、例えば、メモリに格納されたプログラムを利用できる。コントローラ２３５の一例は、テキサス州オースチンのＤｅｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＤｅｌｌ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ  ６１０（商標）である。
【００３７】
一例として、図４は、把手２１３と少なくとも１つの留め金２１４と少なくとも１つのヒンジ２１７とを備える蓋２１２、光学ビューポート２１５、および少なくとも１つの圧力感知装置２１６とをさらに有する化学処理システム２１０’を示す。
【００３８】
図２および図５に記載されているように、熱処理システム２２０は、温度制御される基材ホルダ２７０をさらに備えている。基材ホルダ２７０は、熱障壁２７４を使用して熱処理チャンバ２２１から断熱された台座２７２を備えている。例えば、基材ホルダ２７０は、アルミニウム、ステンレス鋼またはニッケルから製作でき、熱障壁２７４は、テフロン（登録商標）、アルミナまたは石英などの断熱材から製作できる。基材ホルダ２７０は、その内部に埋設される加熱素子２７６、および基材ホルダに接続される基材ホルダ温度制御ユニット２７８をさらに備えている。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミニウム−鉄合金、窒化アルミニウム、その他のフィラメントなどの抵抗ヒータ素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製作するための市販の材料の例として、Ｋａｎｔｈａｌ、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ、Ａｋｒｏｔｈａｌなどがある。これらはいずれもコネチカット州ベセルのＫａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された合金の登録商標名である。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを通るときに電力が熱として放散されるので、基材ホルダ温度制御ユニット２７８は、例えば、制御可能な直流電源を備えることができる。あるいは、温度制御される基材ホルダ２７０は、例えば、４００〜４５０℃の最高動作温度が可能であるＷａｔｌｏｗ（６０５１０、イリノイ州、バタビア、キングズランドドクタ１３１０）から市販されている鋳込みヒータ、または、やはりＷａｔｌｏｗから市販され、約３００℃程度の動作温度と、約２３Ｗ／ｃｍ２までの出力密度が可能な窒化アルミニウム材料を含むフィルムヒーターとすることができる。あるいは、基材ホルダ２７０に冷却素子を内蔵することができる。
【００３９】
基材ホルダ２７０の温度は、熱電対（例えばＫタイプ熱電対、Ｐｔセンサ等）などの感温デバイスを使用して監視可能である。また、コントローラは、基材ホルダ２７０の温度を制御するために、基材ホルダ温度制御ユニット２７８へのフィードバックとして温度測定を利用できる。
【００４０】
また、例えば約５０℃〜２０００℃の測定および約±１．５℃の精度を提供できるＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｅｒｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ（８０５２５コネチカット州フォートコリンズ、シャープポイントドライブ１６２５）から市販されている光ファイバー温度計モデルＮｏ．ＯＲ２０００Ｆ、またはその内容全体を文献参照によって本願明細書に組み込んだものとする２００２年７月２日に出願された係属中の米国特許出願１０／１６８５４４に記載のバンドエッジ温度計測システムをはじめとする感温デバイスを使用して基材の温度を監視できる。
【００４１】
再び図５を参照すると、熱処理システム２２０は、指定温度に維持される、温度制御される熱処理チャンバ２２１をさらに備えている。例えば、熱壁加熱素子２８３を熱壁温度制御ユニット２８１に接続することができ、この熱壁加熱素子２８３は壁処理チャンバ２２１に接続するように構成できる。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミニウム−鉄合金、窒化アルミニウム、その他、フィラメントなどの抵抗ヒータ素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製作するための市販の材料の例として、Ｋａｎｔｈａｌ、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ、Ａｋｒｏｔｈａｌなどがある。これらはいずれもコネチカット州ベセルのＫａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された合金の登録商標名である。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを通るときに電力が熱として放散されるので、熱壁温度制御ユニット２８１は、例えば、制御可能な直流電源を備えることができる。例えば、熱壁加熱素子２８３は、Ｗａｔｌｏｗ（６０５１０、イリノイ州、バタビア、キングズランドドクタ１３１０）から市販されているＦｉｒｅｒｏｄカートリッジヒータを少なくとも１つ備えることができる。あるいは、または、それに加え、熱処理チャンバ２２１に冷却素子を使用できる。熱処理システム２２１の温度は、熱電対（例えばＫタイプ熱電対、Ｐｔセンサ等）などの感温デバイスを使用して監視可能である。また、コントローラは、熱処理チャンバ２２１の温度を制御するために、熱壁温度制御ユニット２８１へのフィードバックとして温度測定を利用できる。
【００４２】
図２および図５をさらに参照すると、熱処理システム２２０は上部アセンブリ２８４をさらに備えている。上部アセンブリ２８４は、例えば、パージガス、プロセスガスまたはクリーニングガスを熱処理チャンバ２２１に導入するためのガス注入システムを含むことができる。あるいは、熱処理チャンバ２２１は、上部アセンブリとは別個のガス注入システムを備えることができる。例えば、パージガス、プロセスガスまたはクリーニングガスは、熱処理チャンバの側壁から熱処理チャンバ２２１に導入できる。熱処理チャンバは、少なくとも１つのヒンジと、把手と、閉位置の蓋に掛け金をかけるための留め金とを有するカバーまたは蓋をさらに備えることができる。別の実施形態において、上部アセンブリ２８４は、基材リフタアセンブリ２９０のブレード５００（図１１を参照）の上に載っている基材２４２’’を加熱するためのタングステンハロゲンランプのアレイなどの放射ヒータを備えることができる。この場合、基材ホルダ２７０を熱処理チャンバ２２１から除外することもできる。
【００４３】
再び図５を参照すると、熱処理システム２２０は、指定温度に維持可能な温度制御される上部アセンブリ２８４をさらに備えている。例えば、上側アセンブリ加熱素子２８５を上側アセンブリ温度制御ユニット２８６に接続することができ、この上側アセンブリ加熱素子２８５は上側アセンブリ２８４に接続するように構成できる。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミニウム−鉄合金、窒化アルミニウム、その他のフィラメントなどの抵抗ヒータ素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製作するための市販の材料の例として、Ｋａｎｔｈａｌ、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ、Ａｋｒｏｔｈａｌなどがある。これらはいずれもコネチカット州ベセルのＫａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された合金の登録商標名である。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを通るときに電力が熱として放散されるので、上側アセンブリ温度制御ユニット２８６は、例えば、制御可能な直流電源を備えることができる。例えば、上側アセンブリ加熱素子２８５は、約１４００Ｗ（または約５Ｗ／ｉｎ２の出力密度）を許容できる２領域シリコーンゴムヒータ（厚さ約１．０ｍｍ）を備えることができる。上側アセンブリ２８４の温度は、熱電対（例えば、Ｋタイプ熱電対、Ｐｔセンサ等）などの感温デバイスを使用して監視可能である。また、コントローラは、上側アセンブリ２８４の温度を制御するために、上側アセンブリ温度制御ユニット２８６へのフィードバックとして温度測定を利用できる。あるいは、または、それに加え、上側アセンブリ２８４に冷却素子を含むこともできる。
【００４４】
再び図２および図５を参照すると、熱処理システム２２０は基材リフタアセンブリ２９０をさらに備えている。基材リフタアセンブリ２９０は、基材ホルダ２７０の上側表面に基材２４２’を下降させ、また、基材ホルダ２７０の上側表面から保持平面、またはその間の移送平面に基材２４２’’を上昇させように構成される。移送平面では、化学処理チャンバ２１１および熱処理２２１との間で基材を移送するために利用される移送システムを用いて基材２４２’’を交換できる。保持平面では、他の基材が移送システムおよび化学処理チャンバ２１１または熱処理チャンバ２２１とのの間で交換される間に、基材２４２’’を冷却できる。図１１に示すように、基材リフタアセンブリ２９０は、３つまたはそれより多いタブ５１０を有するブレード５００と、基材リフタアセンブリ２９０を熱処理チャンバ２２１に接続させるためのフランジ５２０と、熱処理チャンバ２２１内でブレード５００の垂直移動を可能にする駆動システム５３０とを備える。タブ５１０は、上昇位置において基材２４２’’を把持し、下降位置のときには、基材ホルダ２７０内に形成された収容キャビティ５４０内に引っ込むように構成される（図５参照）。駆動システム５３０は、例えば、シリンダー行程長、シリンダー行程速度、位置精度、非回転精度等を含むさまざまな仕様を満足するように設計された空圧駆動システムとすることができ、その設計は、空圧駆動システム設計の当業者に公知である。
【００４５】
再び図２および図５を参照すると、熱処理システム２２０は真空排気システム２８０をさらに備えている。真空排気システム２８０は、例えば、真空ポンプおよび、ゲートバルブまたはバタフライバルブなどのスロットルバルブを含むことができる。真空ポンプは、例えば、毎秒約５０００リットル（以上）までの排気スピードが可能なターボ分子真空ポンプ（ＴＭＰ）を備えることができる。ＴＭＰは一般に約５０ｍＴｏｒｒ未満の低圧プロセスに有用である。高圧プロセス（すなわち、約１００ｍＴｏｒｒより高い）の場合、メカニカルブースターポンプおよびドライ粗引きポンプを使用できる。
【００４６】
図５を再度参照すると、熱処理システム２２０は、マイクロプロセッサと、メモリと、デジタルｌ／Ｏポートとを有するコントローラ２７５をさらに備えることができ、デジタルｌ／Ｏポートは、熱処理システム２２０への入力と通信してこれを起動し、熱処理システム２２０からの出力を監視するのに十分な制御電圧を生成できる。また、コントローラ２７５は、基材ホルダ温度制御ユニット２７８、上部アセンブリ温度制御ユニット２８６、上部アセンブリ２８４、熱壁温度制御ユニット２８１、真空排気システム２８０および基材リフタアセンブリ２９０に接続され、これらと情報を交換することができる。例えば、プロセスレシピに従って熱処理システム２２０の上述部品への入力を起動させるために、例えば、メモリに格納されたプログラムを利用できる。コントローラ２７５の一例は、テキサス州オースチンのＤｅｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＤｅｌｌ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ  ６１０（商標）である。
【００４７】
別の実施形態において、コントローラ２３５および２７５は同じコントローラとすることができる。
【００４８】
一例として、図６は、把手２２３と少なくとも１つのヒンジ２２４とを備える蓋２２２、光学ビューポート２２５、および少なくとも１つの圧力感知装置２２６をさらに有する熱処理システム２２０’を示す。また、熱処理システム２２０’は、基材が保持平面にあるかどうか識別するために、基材検出システム２２７をさらに備えている。基材検出システムは、例えば、キーエンスデジタルレーザセンサを備えることができる。
【００４９】
図１２、１３および１４は、断熱アセンブリ２３０の側面図、平面図および側断面図をそれぞれ示す。断熱アセンブリ５０、１５０または６５０のような類似したアセンブリを使用することも可能である。断熱アセンブリ２３０は、例えば、図１２に示されるように、化学処理チャンバ２１１に接続され、かつ熱処理チャンバ２２１（図１４を参照）と化学処理チャンバ２１１との間に構造的な接触部を形成するように構成されたインタフェースプレート２３１と、このインタフェースプレート２３１に接続され、熱処理チャンバ２２１と化学処理チャンバ２１１との間の熱接触を減らすように構成された断熱プレート２３２とを備えることができる。さらにまた、図１２において、インタフェースプレート２３１は、熱処理チャンバ２２１上の合わせ面に接続するように構成された合わせ面２３４、を有する１つまたはそれより多い構造的接触部材２３３を備えている。インタフェースプレート２３１は、２つのチャンバ２１１、２２１間にしっかりした接触部を形成するために、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属から製作できる。断熱プレート２３２は、例えば、テフロン（登録商標）、アルミナ、石英など、熱伝導率が比較的低い材料から製作できる。断熱アセンブリについては、「隣接した温度制御されるチャンバを熱的に絶縁するための方法と装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ａｄｊａｃｅｎｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｈａｍｂｅｒｓ）」という名称の２００３年１１月１２日に出願された係属中の米国特許出願第１０／７０５，３９７号に詳細に記載されており、その内容全体を文献参照によってここに組み込んだものとする。
【００５０】
図２および図１４にて示されるように、ゲートバルブアセンブリ２９７は、共通開口部２９４を開閉するためにゲートバルブ２９７を垂直移動するように利用される。ゲートバルブアセンブリ２９６は、真空シールにインタフェースプレート２３１を提供し、かつシールにゲートバルブ２９７を提供するゲートバルブアダプタプレート２３９をさらに備えることができる。
【００５１】
２つのチャンバ２１１、２２１は、図６のように、１つまたはそれより多いアラインメントデバイス２３５を使用し、１つまたはそれより多いアライメントレセプタ２３５’で終端するように互いに接続することができ、また、第１のチャンバ（例えば化学処理チャンバ２１１）上のフランジ２３７を貫通し、第２のチャンバ（例えば熱処理チャンバ２２１）の１つまたはそれより多い受け入れデバイス２３６’（すなわちタップ穴）内で図６のように終端する１つまたはそれより多い固定デバイス２３６（すなわちボルト）と接続することができる。図１４に示すように、真空シールは、例えば、エラストマのＯリングシール２３８を使用して、断熱プレート２３２、インタフェースプレート２３１、ゲートアダプタプレート２３９、および化学処理チャンバ２１１の間に形成でき、真空シールは、Ｏリングシール２３８を介して、インタフェースプレート２３２と熱処理チャンバ２２１の間に形成できる。
【００５２】
また、化学処理チャンバ２１１および熱処理チャンバ２２１を備える部品の１つまたはそれより多い表面を防護壁で被覆できる。防護壁は、カプトン、テフロン（登録商標）、表面陽極酸化、アルミナやイットリア等のセラミックスプレー塗装、プラズマ電解酸化等のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００５３】
図１５は、化学処理システム２１０および熱処理システム２２０を備えているプロセッシングシステム２００を操作する方法を示す。この方法は、ステップ８１０から始まるフローチャート８００として示され、ここで基材は、基材移送システムを使用して化学処理システム２１０に移送される。基材は、基材ホルダ内に収容されるリフトピンによって受け取られ、基材ホルダに降ろされる。その後、基材は静電クランピングシステムなどのクランピングシステムを使用して基材ホルダに固定され、基材の裏面に伝熱ガスが供給される。
【００５４】
ステップ８２０において、基材の化学処理のための１つまたはそれより多い化学処理パラメータが設定される。例えば、１つまたはそれより多い化学処理パラメータは、化学処理プロセス圧力、化学処理壁温度、化学処理基材ホルダ温度、化学処理基材温度、化学処理ガス供給システム温度、および化学処理ガス流量のうちの少なくとも１つを含む。例えば、次のうちの１つ以上が起こり得る：１）壁温度制御ユニットおよび第１の感温デバイスに接続されたコントローラが、化学処理チャンバの化学処理チャンバ温度を設定するために利用される、２）ガス供給システム温度制御ユニットおよび第２の感温デバイスに接続されたコントローラが、化学処理チャンバの化学処理ガス供給システム温度を設定するために利用される；３）少なくとも１つの温度制御素子および第３の感温デバイスに接続されたコントローラが、化学処理基材ホルダ温度をセットするために利用される；４）温度制御素子、裏面ガス供給システム、クランピングシステム、および基材ホルダ内の第４の感温デバイスのうちの少なくとも１つに接続されたコントローラが、化学処理基材温度を設定するために利用される；５）真空排気システム、ガス供給システムおよび圧力感知装置のうちの少なくとも１つに接続されたコントローラが、化学処理チャンバ内のプロセス圧力を設定するために利用される；および／または、６）１つまたはそれより多いプロセスガスの質量流量が、ガス供給システム内の１つまたはそれより多い質量流量コントローラに接続されたコントローラによって設定される。
【００５５】
ステップ８３０において、基材は、第１の期間のあいだ、ステップ８２０に記載される条件下で化学処理される。第１の期間は、例えば約１０〜約４８０秒の範囲とすることができる。
【００５６】
ステップ８４０において、基材は、化学処理チャンバから熱処理チャンバへ移送される。その時間中に基材クランプが外され、基材の裏面への伝熱ガスの流れは終了される。基材は、基材ホルダ内に収容されているリフトピンアセンブリを用いて、基材ホルダから移送平面へ垂直に持ち上げられる。移送システムはリフトピンから基材を受けとり、基材を熱処理システム内に配置する。その中で、基材リフタアセンブリが移送システムから基材を受けとり、基材を基材ホルダへ降ろす。
【００５７】
ステップ８５０において、基材の熱処理のための熱処理パラメータが設定される。例えば、１つまたはそれより多い熱処理パラメータは、熱処理壁温度、熱処理上部アセンブリ温度、熱処理基材温度、熱処理基材ホルダ温度、熱処理基材温度、および熱処理プロセス圧力のうちの少なくとも１つを含む。例えば、次のうちの１つ以上が起こり得る：１）熱壁温度制御ユニットおよび熱処理チャンバの第１の感温デバイスに接続されたコントローラが、熱処理壁温度を設定するために利用される、２）上部アセンブリ温度制御ユニットおよび上部アセンブリの第２の感温デバイスに接続されたコントローラが、熱処理上部アセンブリ温度を設定するために利用される、３）基材ホルダ温度制御ユニットおよび加熱された基材ホルダの第３の感温デバイスに接続されたコントローラが、熱処理基材ホルダ温度を設定するために利用される、４）基材ホルダ温度制御ユニットおよび加熱された基材ホルダの第４の感温デバイスに接続され、基材に接続されたコントローラが、熱処理基材温度を設定するために利用される、および／または、５）真空排気システム、ガス供給システム、および圧力感知装置に接続されたコントローラが、熱処理チャンバ内の熱処理プロセス圧力を設定するために利用される。
【００５８】
ステップ８６０において、基材は、第２の期間のあいだ、ステップ８５０に記載される条件下で熱処理される。第２の期間は、例えば約１０〜約４８０秒の範囲とすることができる。
【００５９】
一例として、プロセッシングシステム２００は、図２に示されるように、酸化物ハードマスクをトリミングするための化学的酸化物除去システムとすることができる。プロセッシングシステム２００は、酸化物表面層など、基材上の露出面層を化学処理する化学処理システム２１０を備え、それによって露出面上のプロセス化学物質（process
chemistry）の吸着が表面層の化学変換に影響を及ぼす。また、プロセッシングシステム２００は基材を熱処理する熱処理システム２２０を備え、それによって、基材上の化学変更された露出面層を脱離（または蒸発）させるために基材温度が昇温される。
【００６０】
化学処理システム２１０において、プロセス空間２６２（図２を参照）が真空排気され、ＨＦなどの第１のプロセスガスおよびＮＨ３などの第２のプロセスガスを含むプロセスガスが導入される。あるいは、第１および第２のプロセスガスは、キャリヤガスをさらに含むことができる。キャリヤガスは、例えば、アルゴン、キセノン、ヘリウム等の不活性ガスを含むことができる。プロセス圧力は、約１〜約１００ｍＴｏｒｒまでの範囲とすることができ、例えば、約２〜約２５ｍＴｏｒｒまでの範囲とすることができる。プロセスガスの流量は、各種について、約１〜約２００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができ、例えば、約１０〜約１００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができる。
【００６１】
また、化学処理チャンバ２１１は、約１０℃〜約２００℃の範囲の温度に加熱でき、例えば、約３５℃〜約５５℃の範囲とすることができる。また、ガス供給システムは、約１０℃〜約２００℃の範囲の温度に加熱でき、例えば、約４０℃〜約６０℃の範囲とすることができる。また、基材は、約１０℃〜約５０℃の範囲の温度に維持することができ、例えば、基材の温度を約２５℃〜約３０℃の範囲とすることができる。
【００６２】
また、熱処理システム２２０において、熱処理チャンバ２２１は、約２０℃〜約２００℃の範囲の温度に加熱でき、例えば、約７５℃〜約１００℃の範囲とすることができる。また、上部アセンブリは、約２０℃〜約２００℃の範囲の温度に加熱でき、例えば、約７５℃〜約１００℃の範囲とすることができる。また、基材は、上部アセンブリは、約１００〜約２００℃の範囲で約１００℃を超える温度に加熱することができ、例えば、約１００〜約１５０℃の範囲とすることができる。
【００６３】
上述のように、化学処理システム２１０で利用される第１および第２のプロセスガスはＨＦおよびＮＨ３を含むことができる。図９Ａ、９Ｂ、１０Ａおよび１０Ｂに示されるガス供給システムを使用する場合、第１のプロセスガスＨＦが、第２のプロセスガスＮＨ３とは別個の化学処理システム内のプロセス空間に導入される。あるいは、この２種類のプロセスガスが混合されて、ガスの混合物としてプロセス空間に導入される。
【００６４】
図１６は、プロセス圧力１５ｍＴｏｒｒの場合の（モル）ＨＦガス比（すなわちＨＦモル分率）、すなわちプロセスガスの総モル数に対するＨＦモル数の比、の関数としてトリミング量データ（ｎｍ；アスタリスク「＊」で表されている）を示す。この間、基材は第１のプロセスガス（ＨＦ）と第２のプロセスガス（ＮＨ３）にさらされる。プロセスレシピは、例えば、ＨＦの流量、ＮＨ３の流量、プロセス空間内の圧力、化学処理システム２１０内の基材ホルダの温度、および化学処理チャンバ２１１の温度に対応するものである。例えば、ＨＦガス比がゼロに等しい場合はＮＨ３だけが導入され、ＨＦガス比が１に等しい場合はＨＦだけが導入される。図１６に示されるように、ＨＦガス比５０％の場合にトリミング量が最大となる。また、トリミング量データは次の形を有する式（実線）に対応している。
y=A´(1-x)               (1)
【００６５】
ここで、ｙはトリミング量を表し、ｘはＨＦガス比を表し、Ａは定数である。破線は、予測される９５％信頼限界を示す。図１６に対する上記説明はトリミング量とプロセスガスの（モル）ガス比（すなわち、モル分率）を示すものであるが、この関係式は、トリミング量とプロセスガス（すなわち、第１のプロセスガス、第２のプロセスガス、不活性ガス等）の量との間に確立され得る。例えば、プロセスガスの量は、質量、モル数、質量流量、モル流量、ガス濃度、分圧、質量分率、モル分率、第１のプロセスガスと第２のプロセスガスの間のガス（質量またはモル）比、第１または第２のプロセスガスと不活性ガスとの間のガス（質量またはモル）比、等を含むことができる。
【００６６】
また、図１７は、プロセス圧力約１０ｍＴｏｒｒの場合の（モル）ＨＦガス比（すなわちＨＦモル分率）の関数としてトリミング量データ（ｎｍ；アスタリスク「＊」で表されている）を示す。繰り返すが、トリミング量データは式（１）に示される形の式に対応している。図１６および１７に示されるトリミング量データの式（１）を使用するということは、トリミング量がＨＦガス比とＮＨ３ガス比に正比例していることを示唆する。すなわち、次式の通りである。
y=A´(1-x)=Ba(HF)a(NH3)          (2)
【００６７】
ここで、α（ＨＦ）はモルＨＦガス比（すなわち、モル分率）を表し、α（ＮＨ３）はモルＮＨ３ガス比（すなわち、モル分率）を表し、Ｂは定数である。あるいは、式（２）は化学プロセスに存在する各種の分圧を含むように書き直すことができる。例えば、次式の通りである。
y=A´(1-x)=BP-2p(HF)p(NH3)                (3)
【００６８】
ここで、ｐ（ＨＦ）はＨＦの分圧を表し、ｐ（ＮＨ３）はＮＨ３の分圧を表し、ｐはプロセス圧力を表し、Ｂは定数である。各種の分圧は次式で与えられる。
p(HF)={n(HF)/[n(HF)+n(NH3)]}P                    (4a)
p(NH3)={n(NH3)/[n(HF)+n(NH3)]}P                   (4b)
または、
p(HF)={(m(HF)/MW(HF))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)]}P             (4c)
p(NH3)={(m(NH3)/MW(NH3))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)]}P           (4d)
【００６９】
ここで、ｎ（ＨＦ）はＨＦのモル数を表し、ｍ（ＨＦ）はＨＦの質量を表し、ＭＷ（ＨＦ）はＨＦの分子量を表し、ｎ（ＮＨ３）はＮＨ３のモル数を表し、ｍ（ＮＨ３）はＮＨ３の質量を表し、ＭＷ（ＮＨ３）はＮＨ３の分子量を表し、プロセス圧力Ｐは分圧の合計、すなわち、次式の通りである。
P=p(HF)+p(NH3)           (4e)
【００７０】
アルゴンなどの不活性ガスも導入されると、（４ａ〜４ｄ)の式のセットは次の通りとなる。
p(HF)={n(HF)/[n(HF)+n(NH3)+n(Ar)])P                      (5a)
p(NH3)={n(NH3)/[n(HF)+n(NH3)+n(Ar)]}P             (5b)
p(Ar)={n(Ar)/[n(HF)+n(NH3)+n(Ar)]}P                      (5c)
または、
p(HF)={(m(HF)/MW(HF))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)+m(Ar)/MW(Ar)]}P (5d)
p(NH3)={(m(NH3)/MW(NH3))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)+m(Ar)/MW(Ar)]}P         (5e)
p(Ar)={(m(Ar)/MW(Ar))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)+m(Ar)/MW(Ar)]}P (5f)
【００７１】
ここで、ｎ（Ａｒ）はＡｒのモル数を表し、ｍ（Ａｒ）はＡｒの質量を表し、ＭＷ（Ａｒ）はＡｒの分子量を表し、プロセス圧力は次式に等しい。
P=p(HF)+p(NH3)+p(Ar)             (5g)
【００７２】
上述の式のセットでは、あらゆるところで質量ｍを対応する質量流量に置換でき、また、あらゆるところでモル数ｎを対応するモル流量に置換できることに注意されたい。
【００７３】
上で特定された式のセットを使用すると、化学的酸化物除去プロセスにおけるプロセスレシピのパラメータを設定するためのプロセスモデルまたは関係式が得られる。プロセスレシピは、２つまたはそれより多い種の流量とプロセス圧力とを含む。例えば、化学的酸化物除去プロセスのプロセスレシピは、第１の反応種の流量、第２の反応種の流量およびプロセス圧力を含む。あるいは、例えば、プロセスレシピは、第１の反応種の流量、第２の反応種の流量、不活性ガスの流量およびプロセス圧力を含む。前者の例では、第１の反応種の流量をＨＦの流量とすることができ、第２の反応種の流量をＨＦ３の流量とすることができる。後者の例では、第１の反応種の流量をＨＦの流量とすることができ、第２の反応種の流量をＨＦ３の流量とすることができ、不活性ガスの流量をＡｒの流量とすることができる。
【００７４】
プロセスモデルは、プロセスの結果と変数パラメータとの間の相関を確立するが、少なくとも１つの定数パラメータは一定に保たれる。例えば、プロセス結果は、化学的酸化物除去プロセスにおけるトリミング量を含む。トリミング量と変数パラメータとの関係式は、内挿法、外挿法および／またはデータフィッティングに基づいて決定できる。データフィッティングは、多項式フィッティング、指数関数フィッティングおよび／またはべき乗フィッティング（ｐｏｗｅｒ  ｌａｗ  ｆｉｔｔｉｎｇ）を含むことができる。プロセスレシピが２つの反応種とプロセス圧力とを含む前者の例では、プロセスモデルの作成中、１つの定数パラメータが一定に保たれる。あるいは、プロセスレシピが２つの反応種と不活性ガスとプロセス圧力とを含む後者の例では、２つの定数パラメータを一定に保つことができる。可変パラメータは、任意のガス種の量（例えば、第１のプロセスガスすなわち反応種の量、第２のプロセスガスすなわち反応種の量、不活性ガスの量、他）とプロセス圧力を含むことができる。例えば、可変パラメータは、任意の種の分圧、任意の種のモル分率、任意の種の質量分率、プロセス圧力、任意の２種類の種の間の質量比、任意の２種類の種の間のモル比、任意の種の質量、任意の種の質量流量、任意の種のモル数、任意の種のモル流量を含むことができる。例えば、固定パラメータは可変パラメータとは異なり、任意の種の分圧、任意の種のモル分率、任意の種の質量分率、プロセス圧力、任意の２種類の種の間の質量比、任意の２種類の種の間のモル比、任意の種の質量、任意の種の質量流量、任意の種のモル数、任意の種のモル流量を含むことができる。
【００７５】
その後、目標トリミング量などの目標プロセス結果が指定されると、可変パラメータの目標値を決定するためにプロセスモデルが利用される。可変パラメータの目標値および１つまたはそれより多い固定パラメータを使用し、２種類の種とプロセス圧力とを有するプロセスレシピの場合は４（ａ，ｂ，ｅ）または４（ｃ，ｄ，ｅ）の式セットを使用し、３種類の種とプロセス圧力とを有するプロセスレシピの場合は５（ａ〜ｃ，ｇ）または４（ｄ〜ｆ，ｇ）の式セットを使用して、残りのパラメータを求める。
【００７６】
ここで図１８を参照すると、分圧に基づいてプロセスモデルを使用して目標プロセス結果を達成するための一例が示されている。図１８では、酸化ケイ素の被覆層を有する基材にプロセスレシピを適用する場合のトリミング量データ（ｎｍ）が得られる。このプロセスレシピは、プロセス圧力と、ＨＦ、ＮＨ３およびＡｒを含むガス化学物質とを含む。図１８に示されているように、ＮＨ３に対するＨＦのモル比（第１の固定パラメータ）を一定に維持し、プロセス圧力（第２の固定パラメータ）を一定に維持しながら、トリミング量データがＨＦの分圧（可変パラメータ）に相関する。上に定義したように、質量比は各種の質量の比であり、モル比と次式のような関係がある。
m(HF)/m(NH3)=f(HF)/f(NH3)=[n(HF)MW(HF)]/[n(NH3)MW(NH3)]           (6)
【００７７】
ここで、ｆ（ＨＦ）はＨＦの質量流量（ｋｇ／秒またはｓｃｃｍ）であり、ｆ（ＮＨ３）はＮＨ３の質量流量（ｋｇ／秒またはｓｃｃｍ）である。
【００７８】
さらに図１８を参照すると、多項方程式は多項方程式などの関係式で表される。例えば、実線はトリミング量データの３次多項式フィッティングに対応している。破線は、曲線フィッティングの場合の予測９５％信頼限界を示す。
【００７９】
したがって、目標トリミング量を選択でき、また、図１８の関係（すなわち、プロセスモデル）を使用して、目標トリミング量を得るためのＨＦの分圧を求めることができる。ＨＦの分圧と、分かっているプロセス圧力と、ＮＨ３に対するＨＦのモル比とから、例えば、式セット５（ａ〜ｃ、ｇ）からＮＨ３の対応分圧とＡｒの分圧とを求めることができる。
【００８０】
ここで図１９を参照すると、分圧に基づいてプロセスモデルを使用して目標プロセス結果を達成するための別の例が示されている。この場合、酸化ケイ素のパターン層を有する基材についてトリミング量データ（ｎｍ）が得られる。ＨＦ、ＮＨ３およびＡｒの導入中、基材は、プロセス圧力に維持されたプロセス環境にさらされる。トリミング量データ（ｎｍ）はＨＦの分圧（可変パラメータ）の関数として図１９に示されている。トリミング量データは、ＮＨ３に対するＨＦのモル比（第１の固定パラメータ）を一定に維持し、プロセス圧力（第２の固定パラメータ）を一定に維持しながら得る。トリミング量データは、多項式曲線フィッティングなどの関係式によって表される。例えば、実線はトリミング量データの３次多項式フィッティングに対応している。破線は、曲線フィッティングの場合の予測９５％信頼限界を表す。
【００８１】
したがって、目標トリミング量を選択でき、また、図１９の関係（すなわち、プロセスモデル）を使用して、目標トリミング量を得るためのＨＦの分圧を求めることができる。ＨＦの分圧と、分かっているプロセス圧力と、ＮＨ３に対するＨＦのモル比とから、例えば、式セット５（ａ〜ｃ、ｇ）からＮＨ３の対応分圧とＡｒの分圧とを求めることができる。
【００８２】
全パラメータについて式セットが解かれると、１つの質量流量またはモル流量を指定することによって、まだ分かっていないか一定に維持されていれば（固定パラメータとして）、種の流量等の絶対値を求めることができる。
【００８３】
図２０は、化学的酸化物除去プロセスで基材上のフィーチャの目標トリミング量を達成する方法を示す。この方法は、ステップ９１０において、１つまたはそれより多い固定パラメータを一定に維持しながら、プロセスレシピの可変パラメータの関数としてトリミング量データなどのプロセスデータを得ることから始まるフローチャート９００を含む。このプロセスレシピは、ＨＦなどの第１のプロセスガスの流量と、ＮＨ３などの第２のプロセスガスの流量と、Ａｒなどの不活性ガスの流量と、圧力と、温度とを含むことができる。
【００８４】
ステップ９２０において、プロセス結果と可変パラメータの間の関係式が求められる。例えば、プロセスデータを多項式、指数関数式（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ）、またはべき乗式（ｐｏｗｅｒ  ｌａｗ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ）と曲線フィッティングさせる。
【００８５】
ステップ９３０において、この関係式を使用して任意の目標結果の可変パラメータの目標値を求める。
【００８６】
ステップ９４０において、化学処理システム内で予め指定された時間にわたり、可変パラメータおよび１つまたはそれより多い固定パラメータから求めたプロセスレシピを基材に施す。
【００８７】
ステップ９５０において、化学処理システム内で基材の温度を上昇させるかまたは基材をすすぐことによって、目標トリミング量を実質的に取り除く。
【００８８】
以上、本発明のある実施形態のみを詳細に説明したが、当業者には、本発明の新規な教示内容および利点から著しく逸脱せずにこれら実施形態において可能な多く変更形態がすくに分かるであろう。したがって、そのような変更形態は本発明の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１Ａ】本発明の一実施形態にしたがう化学処理システムおよび熱処理システムのための移送システムの概略図である。
【図１Ｂ】本発明の別の実施形態にしたがう化学処理システムおよび熱処理システムのための移送システムの概略図である。
【図１Ｃ】本発明のさらに別の実施形態にしたがう化学処理システムおよび熱処理システムのための移送システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態にしたがうプロセッシングシステムの略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがう化学処理システムの略断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態にしたがう化学処理システムの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態にしたがう熱処理システムの略断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態にしたがう熱処理システムの斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態にしたがう基材ホルダの略断面図である。
【図８】本発明の一実施形態にしたがうガス供給システムの略断面図である。
【図９Ａ】本発明の別の実施形態にしたがうガス供給システムの略断面図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態にしたがう、図９Ａ記載のガス供給システムの拡大図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態にしたがう、図９Ａ記載のガス供給システムの斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態にしたがう、図９Ａ記載のガス供給システムの斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態による基材リフタアセンブリを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態にしたがう断熱アセンブリの側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態にしたがう断熱アセンブリの平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態にしたがう断熱アセンブリの側断面図である。
【図１５】基材を処理するためのフローチャートである。
【図１６】化学的酸化物除去プロセスにおける一定圧力の反応ガスのガス比の関数としてトリミング量データを示す図である。
【図１７】化学的酸化物除去プロセスにおける別の一定圧力の反応ガスのガス比の関数としてトリミング量データを示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態にしたがう化学的酸化物除去プロセスにおける分圧のプロセスモデルを示す図である。
【図１９】本発明の別の実施形態にしたがう化学的酸化物除去プロセスにおける分圧のプロセスモデルを示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態にしたがう化学的酸化物除去プロセスにおける目標トリミング量を達成する方法を示す図である。
【図１Ａ】
2007531306.tif 000003
【図１Ｂ】
2007531306.tif 000004
【図１Ｃ】
2007531306.tif 000005
【図２】
2007531306.tif 000006
【図３】
2007531306.tif 000007
【図４】
2007531306.tif 000008
【図５】
2007531306.tif 000009
【図６】
2007531306.tif 000010
【図７】
2007531306.tif 000011
【図８】
2007531306.tif 000012
【図９Ａ】
2007531306.tif 000013
【図９Ｂ】
2007531306.tif 000014
【図１０Ａ】
2007531306.tif 000015
【図１０Ｂ】
2007531306.tif 000016
【図１１】
2007531306.tif 000017
【図１２】
2007531306.tif 000018
【図１３】
2007531306.tif 000019
【図１４】
2007531306.tif 000020
【図１５】
2007531306.tif 000021
【図１６】
2007531306.tif 000022
【図１７】
2007531306.tif 000023
【図１８】
2007531306.tif 000024
【図１９】
2007531306.tif 000025
【図２０】
2007531306.tif 000026
【国際調査報告】
2007531306.tif 000027
2007531306.tif 000028
2007531306.tif 000029