(57)【要約】      （修正有）【課題】基板からハロゲン含有残留物を除去するための改良された方法及び装置を提供する。【解決手段】ロードロックチャンバ１００であって、一方のチャンバ容積１２０は基板１０４を処理するために構成され、もう一方のチャンバ容積１３０は基板に冷却を提供するために構成され、チャンバ本体アセンブリ１１０内に形成された少なくとも２つの分離したチャンバ容積を有する。少なくとも２つの分離したチャンバ容積は、鉛直方向に積み重ねられる。チャンバ容積１２０は、反応種を用いて内部に配置された基板を処理するために使用することができる。第２チャンバ容積は、冷却された基板支持体アセンブリ１５２を含む。【選択図】図１
2019110325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに分離した第１チャンバ容積及び第２チャンバ容積を画定するチャンバ本体アセンブリであって、第１チャンバ容積は、基板を搬送するために構成された２つの開口部を介して２つの環境に選択的に接続可能であり、第２チャンバ容積は、２つの環境のうちの少なくとも１つに選択的に接続されるチャンバ本体アセンブリと、
第１チャンバ容積内に配置され、基板を上で支持して冷却するように構成された冷却基板支持アセンブリと、
第２チャンバ容積内に配置され、基板を上で支持するように構成された加熱基板支持アセンブリと、
第２チャンバ容積内に配置され、内部に配置された基板を処理するための第２チャンバ容積に処理ガスを供給するように構成されたガス分配アセンブリを含むロードロックチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本発明の実施形態は、概して、半導体基板上にデバイスを製造するための方法及び装置に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、基板を処理するために構成された１つのチャンバ容積を含むロードロックチャンバに関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
極超大規模集積（ＵＬＳＩ）回路は、半導体基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板）上に形成された百万個を超える電子デバイス（例えば、トランジスタ）を含み、デバイス内で様々な機能を実行するために協働することができる。典型的には、ＵＬＳＩ回路内で用いられるトランジスタは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタである。
【０００３】
プラズマエッチングは、一般的にトランジスタ及び他の電子デバイスの製造に使用される。トランジスタ構造を形成するために使用されるプラズマエッチング処理の間、膜スタック（例えば、シリコン、ポリシリコン、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、金属材料等の層）の１以上の層は、典型的には、少なくとも１つのハロゲン含有ガス（例えば、臭化水素（ＨＢｒ）、塩素（Ｃｌ２）、四フッ化炭素（ＣＦ４）等）を含むエッチャントに曝露される。このような処理は、ハロゲン含有残留物がエッチングされた構造、エッチングマスク、及び基板上の他の場所の表面上に蓄積する原因となる。
【０００４】
非真空環境（例えば、ファクトリインタフェース又は基板収納カセット内）に曝露されるとき、及び／又は連続処理の間、ガス状のハロゲン及びハロゲン系の反応物（例えば、臭素（Ｂｒ２）、塩素（Ｃｌ２）、塩化水素（ＨＣｌ）等）は、エッチング中に堆積されたハロゲン含有残留物から解放される可能性がある。解放されたハロゲン及びハロゲン系の反応物は、粒子汚染を作り、処理システム及びファクトリインタフェースの内部の腐食、ならびに基板上の金属層の露出部分の腐食を引き起こす。処理システム及びファクトリインタフェースの洗浄及び腐食部分の交換は時間がかかり、高価な手順である。
【０００５】
エッチングされた基板上のハロゲン含有残留物を除去するために、いくつかの処理が開発されている。例えば、エッチングされた基板をリモートプラズマリアクタ内に搬送し、これによってハロゲン含有残留物を、脱気してリアクタから排出することができる非腐食性揮発性化合物に変換するガス混合物にエッチングされた基板を曝露させることができる。しかしながら、このような処理は、追加の工程と共に、専用の処理チャンバを必要とし、ツール費用を増大させ、製造の生産性及びスループットを減少させ、その結果高い製造コストを引き起こす。
【０００６】
したがって、基板からハロゲン含有残留物を除去するための改良された方法及び装置が必要である。
【概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、概して、基板を処理するための装置及び方法を提供する。特に、本発明の実施形態は、例えば、内部に配置された基板を反応種に曝露することによって、基板を処理することができるロードロックチャンバを提供する。
【０００８】
本発明の一実施形態は、ロードロックチャンバを提供する。ロードロックチャンバは、互いに分離した第１チャンバ容積及び第２チャンバ容積を画定するチャンバ本体アセンブリを含む。第１チャンバ容積は、基板を搬送するために構成された２つの開口部を介して２つの環境に選択的に接続可能であり、第２チャンバ容積は、２つの環境のうちの少なくとも１つに選択的に接続される。ロードロックチャンバは、第１チャンバ容積内に配置され、基板を上で支持して冷却するように構成された冷却基板支持アセンブリと、第２チャンバ容積内に配置され、基板を上で支持するように構成された加熱基板支持アセンブリと、第２チャンバ容積内に配置され、内部に配置された基板を処理するための第２チャンバ容積に処理ガスを供給するように構成されたガス分配アセンブリを更に含む。
【０００９】
本発明の一実施形態は、デュアルロードロックチャンバを提供する。デュアルロードロックチャンバは、単一のチャンバ本体アセンブリ内に並んで配置された第１ロードロックチャンバ及び第２ロードロックチャンバを含む。第１ロードロックチャンバ及び第２ロードロックチャンバの各々は、互いに分離した第１チャンバ容積及び第２チャンバ容積を含む。第１チャンバ容積は、基板を搬送するために構成された２つの開口部を介して２つの環境に選択的に接続可能であり、第２チャンバ容積は、２つの処理環境のうちの少なくとも１つに選択的に接続される。各々のロードロックチャンバはまた、第１チャンバ容積内に配置され、基板を上で支持して冷却するように構成された冷却基板支持アセンブリと、第２チャンバ容積内に配置され、基板を上で支持するように構成された加熱基板支持アセンブリと、第２チャンバ容積内に配置され、内部に配置された基板を処理するための第２チャンバ容積に処理ガスを供給するように構成されたガス分配アセンブリを含む。
【００１０】
本発明の更に別の一実施形態は、基板からハロゲン含有残留物を除去するための方法を提供する。方法は、基板処理システムの搬送チャンバに結合されたロードロックチャンバの第１チャンバ容積を通って基板処理システムへ基板を搬送する工程と、ハロゲンを含む化学物質によって、基板処理チャンバの搬送チャンバに結合された１以上の処理チャンバ内で基板をエッチングする工程と、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積内でエッチングされた基板からハロゲン含有残留物を除去する工程と、ハロゲン含有残留物を除去した後、ロードロックチャンバの冷却基板支持アセンブリ内で基板を冷却する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【図１】本発明の一実施形態に係るロードロックチャンバの概略断面図である。
【図２】図１とは異なる状態の図１のロードロックチャンバの概略断面図である。
【図３】本発明の別の一実施形態に係るロードロックチャンバの概略断面図である。
【図４】本発明の別の一実施形態に係るロードロックチャンバの概略断面図である。
【図５Ａ】リフトアセンブリを示す図４のロードロックチャンバの概略断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係るリフトアセンブリの概略斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るツインロードロックチャンバ構成の概略断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るロードロックチャンバを含むクラスタツールシステムの平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る基板処理方法を示すフロー図である。
【図９】本発明の別の一実施形態に係る基板処理方法を示すフロー図である。
【００１２】
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態で開示された要素を、特に説明することなく、他の実施形態で有益に利用してもよいと理解される。
【詳細な説明】
【００１３】
本発明の実施形態は、半導体基板上にデバイスを製造するための装置及び方法を提供する。より具体的には、本発明の実施形態は、２以上の分離したチャンバ容積を含むロードロックチャンバであって、一方のチャンバ容積は基板を処理するために構成され、もう一方のチャンバ容積は基板に冷却を提供するために構成されるロードロックチャンバを提供する。
【００１４】
本発明の一実施形態は、チャンバ本体アセンブリ内に形成された少なくとも２つの分離したチャンバ容積を有するロードロックチャンバを提供する。少なくとも２つの分離したチャンバ容積は、鉛直方向に積み重ねられることができる。２つのチャンバ容積は、スループットを増加させるために独立して操作可能である。第１チャンバ容積は、反応種を用いて中に配置された基板を処理するために使用して、例えば、基板からハロゲン残留物を除去する、又は基板からフォトレジストを除去することができる。第２チャンバ容積は、隣接する環境（例えば、ファクトリインタフェースの周囲環境と搬送チャンバの真空環境）間における基板交換のための２つの開口部を有する。一実施形態では、冷却基板支持体は、第２チャンバ容積内に配置することができる。冷却基板支持体は、処理された基板を、真空環境を出る前に冷却することを可能にし、したがって周囲の雰囲気に温かい基板を曝露することによって引き起こる可能性のある望ましくない反応（例えば、シリコンの酸化）を防止する。一実施形態では、基板支持棚は、第２チャンバ容積内で追加の基板を受け取るために第２チャンバ容積内に配置され、これによって搬入及び搬出される基板は、相互汚染を低減し、スループットを向上させるために、別々のスロットを有することができる。ロードロックチャンバ内に基板を処理するためのチャンバ容積を含むことによって、追加の場所が処理システム内で利用可能となり、これによって追加の処理チャンバを収容し、こうして処理システムの設置面積を増加させることなく、スループットを向上させる。また、ロードロックチャンバ内での冷却基板支持体の使用は、処理された基板が大気中に曝露されたときの望ましくない反応を低減させることによって、処理品質を向上させる。
【００１５】
本発明の別の一実施形態は、３つのチャンバ容積を有するロードロックチャンバを含む。第３チャンバ容積は、基板を処理するための第１チャンバ容積と冷却基板支持体を有する第２チャンバ容積の間に共に積み重ねることができる。第２チャンバ容積と同様に、第３チャンバ容積は、隣接する分離した環境（例えば、ファクトリインタフェースの周囲環境と搬送チャンバの真空環境）間における基板交換のための２つの開口部を有する。例えば、第３チャンバ容積は、搬入される基板をファクトリインタフェースから搬送チャンバまで搬送するために使用することができ、同時に、第２チャンバ容積は、搬出される基板を搬送チャンバからファクトリインタフェースまで搬送するために使用することができる。搬入及び搬出される基板は、同じチャンバ容積を共有しないので、相互汚染の可能性は実質的に除去される。更に、搬入及び搬出される基板用に別々のチャンバ容積を使用することはまた、システムに対して柔軟性を提供する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るロードロックチャンバ１００の概略断面図である。ロードロックチャンバ１００は、３つのチャンバ容積１１０、１２０及び１３０を画定するチャンバ本体アセンブリ１１０を有する。３つのチャンバ容積１１０、１２０及び１３０は、鉛直方向に共に積み重ねられ、互いに分離している。チャンバ容積１１０及び１２０は、基板１０４を搬送するために構成されており、チャンバ容積１２０は、基板１０４を処理するために構成されている。
【００１７】
一実施形態では、チャンバ本体アセンブリ１１０は、側壁１１１及び側壁１１２を含む。側壁１１１及び側壁１１２は、２つの環境とインタフェース（接続）するように反対方向を向いている。側壁１１１は、周囲環境（例えば、ファクトリインタフェース内に存在する環境）に接続するように適合でき、一方、側壁１１２は真空環境（例えば、搬送チャンバ内に存在する真空環境）に接続するように適合できる。ロードロックチャンバ１００は、側壁１１１、１１２に接続された２つの環境間で基板を交換するために使用することができる。チャンバ本体アセンブリ１１０は、チャンバ蓋１１６と、チャンバ底１１５と、内壁１１３、１１４を更に含むことができる。内壁１１３、１１４は、ロードロックチャンバ１００の内部を３つのチャンバ容積１２０、１３０及び１４０に分割する。チャンバ容積１３０、１４０は、基板交換のためのロードロックとして機能し、チャンバ容積１２０は、基板を処理するように構成される。
【００１８】
チャンバ容積１２０は、側壁１１１、１１２と、チャンバ蓋１１６と、内壁１１３の間に画定される。開口部１２１が、側壁１１２を貫通して形成され、これによって基板をチャンバ容積１２０の内外に搬送可能となる。スリットバルブ１２２が、開口部１２１を選択的に封止するように配置される。図１に示される実施形態では、チャンバ容積１２０は、基板交換用に１つの開口部１２１のみを有し、したがってチャンバ容積１２０は２つの環境間で基板を交換するためのロードロックとして機能することはできない。動作中、チャンバ容積１２０は、開口部１２１を介して真空処理環境に選択的に接続されることができる。オプションで、側壁１１１を貫通して追加の基板交換用開口部を形成することができ、これによってチャンバ容積１２０とファクトリインタフェースの環境との間における基板交換を可能にする。
【００１９】
加熱基板支持体１２５は、基板１０４を支持し加熱するためにチャンバ容積１２０内に配置される。一実施形態によれば、加熱基板支持アセンブリ１２５は、埋設された加熱要素１２７を含む。断熱材１２６が加熱基板アセンブリ１２５と内壁１１３の間に配置され、これによってチャンバ本体アセンブリ１１０と加熱基板支持アセンブリ１２５の間の熱交換を低減できる。ガス分配シャワーヘッド１２３が、加熱基板支持アセンブリ１２５の上方のチャンバ容積１２０内に配置される。リフトフープアセンブリ１２４が、加熱基板支持アセンブリ１２５及びガス分配シャワーヘッド１２３の周囲に移動可能に配置される。リフトフープアセンブリ１２４は、チャンバ容積１２０内の基板支持アセンブリ１２５の隣接した周囲の内部に処理環境を閉じ込めるように構成され、ならびに加熱基板支持アセンブリ１２５及び基板搬送ロボット（図示せず）から基板をロード・アンロードするように操作可能である。
【００２０】
ガスパネル１０１、１０２は、チャンバ容積１２０内にガス分配シャワーヘッド１２３を通してチャンバ容積１２０に処理ガスを供給するために使用することができる。一実施形態では、リモートプラズマ源１０３を、ガスパネル１０１、１０２とガス分配シャワーヘッド１２３の間に配置することができ、これによって処理ガスの解離した種をチャンバ容積１２０に供給することができる。あるいはまた、ＲＦ電源が、ガス分配シャワーヘッド１２３と加熱基板支持アセンブリ１２５との間に印加され、これによってチャンバ容積１２０内にプラズマを生成することができる。一実施形態では、ガスパネル１０１は、除害処理用の処理ガスを供給し、これによってエッチング後の残留材料を除去することができる。ガスパネル１０２は、アッシング処理用の処理ガスを供給し、これによってフォトレジストを除去することができる。
【００２１】
ロードロックチャンバのチャンバ容積内で基板を処理するための装置及び方法のより詳細な説明は、「デュアルロードロック構成内の除害・剥離処理チャンバ」の名称で、２０１１年３月１日に出願された米国仮特許出願第６１／４４８，０２７号に見出すことができる。
【００２２】
チャンバ容積１３０は、内壁１１３、１１４、及び側壁１１１、１１２によって画定される。チャンバ容積１３０は、チャンバ容積１２０とチャンバ容積１４０の間のチャンバ本体アセンブリ１１０内に鉛直方向に積み重ねられる。開口部１３１、１３２が側壁１１２、１１１を貫通して形成され、これによってチャンバ容積１３０とチャンバ本体アセンブリ１１０の外部の２つの環境との間の基板交換を可能にする。スリットバルブ１３３は、開口部１３１を選択的に封止するために配置される。スリットバルブ１３４は、開口部１３２を選択的に封止するために配置される。チャンバ容積１３０は、基板を上に保持して格納するための少なくとも１つの基板スロットを有する基板支持アセンブリを含むことができる。一実施形態では、チャンバ容積１３０は、基板１０４を上で支持するための３以上の基板支持ピン１３５を含む。３以上の基板支持ピン１３５は、チャンバ容積１３０内に固定して配置することができる。基板を上で支持するために、チャンバ容積１３０内に他の適切な基板支持体（例えば、棚、エッジリング、ブラケット）を配置してもよい。
【００２３】
チャンバ容積１３０は、ロードロックチャンバとしての機能を果たすことができ、側壁１１１、１１２に接続された２つの環境間で基板を交換するために使用することができる。チャンバ容積１３０はまた、試験又はチャンバ洗浄のためのダミー基板を格納するために使用することができる。
【００２４】
チャンバ容量１４０は、側壁１１１、１１２と、内壁１１４と、チャンバ底１１５によって画定される。チャンバ容積１４０は、チャンバ容積１３０の下方に位置する。開口部１４１、１４２が、側壁１１２、１１１を貫通して形成され、これによってチャンバ容積１４０と、チャンバ本体アセンブリ１１０の外部の２つの環境との間の基板交換を可能にする。スリットバルブ１４３は、開口部１４１を選択的に封止する。スリットバルブ１４４は、開口部１４２を選択的に封止する。図１に示されるように、スリットバルブ１３３は、開口部１４１を塞がないように設計され、一方、スリットバルブ１３３は、開口部１３１を封止するように配置される。開口部１３１、１４１は、互いに影響を与えることなく独立して開閉可能である。一実施形態では、スリットバルブ１３３は、開口部１４１から離れて配置された２つのポールを介してアクチュエータに結合されたドアを含むことができる。スリットバルブ１３３のドアは、開閉時に開口部１４１の前を通過する。しかしながら、スリットバルブ１３３が閉位置及び開位置にあるとき、開口部１４１は塞がれない。スリットバルブ１３３、１４３の独立操作を可能にするために、他の適切な設計を使用してもよいことに留意すべきである。
【００２５】
冷却基板支持アセンブリ１５２は、チャンバ容積１４０内で基板１０４を支持し冷却するように構成される。冷却基板支持アセンブリ１５２は、基板支持面１４７を有する円盤状本体１４５を含む。複数の冷却チャネル１４６が円盤状本体１４５内に形成される。冷却流体源１４８が冷却チャネル１４６に結合され、これによって円盤状本体１４５及びその上に配置された基板１０４の温度を制御することができる。円盤状本体１４５から基板１０４を持ち上げるためにリフトピン１４９を使用することができる。リフトピン１４９は、アクチュエータ１５１に結合されたプレート１５０に取り付けることができる。
【００２６】
チャンバ容積１４０は、ロードロックチャンバとしての機能を果たすことができ、側壁１１１、１１２に接続された２つの環境間で基板を交換するために使用することができる。冷却基板支持アセンブリ１５２は、チャンバ容積１４０を通過する間、基板１０４に冷却を提供する。
【００２７】
図２は、各チャンバ容積１２０、１３０、１４０が、図１に示されたものとは異なる状態にあるロードロックチャンバ１００の概略断面図を示す。図１では、チャンバ容積１２０は、リフトフープアセンブリ１２４が上昇し、スリットバルブ１２２が開いた基板ロード・アンロード状態にある。図２では、チャンバ容積１２０は、リフトフープアセンブリ１２４が基板１０４の周囲に処理容積を閉じ込めるように下降し、スリットバルブ１２２は閉じられた処理位置にある。図１では、スリットバルブ１３４が開かれ、スリットバルブ１３３が閉じられ、チャンバ容積１３０は、側壁１１１に接続された周囲環境に開放されている。図２では、スリットバルブ１３４が閉じられ、スリットバルブ１３３が開かれ、チャンバ容積１３０は、側壁１１２に接続された真空環境に開放されている。図１では、スリットバルブ１４３が閉じられ、スリットバルブ１４４が閉じられ、チャンバ容積１４０は、側壁１１２に接続された真空環境に開放されている。基板１０４は、冷却するために冷却基板支持アセンブリ１５２の上に載っている。図２では、スリットバルブ１４３が開かれ、スリットバルブ１４４が閉じられ、チャンバ容積１４０は、側壁１１１に接続された周囲環境に開放されている。リフトピン１４９は、開口部１４１と整列されたロード／アンロード位置に基板１０４を位置決めするために上昇する。
【００２８】
ロードロックチャンバ１００は、基板処理システム内で使用され、これによって処理環境とファクトリインタフェースの間のインタフェースを提供する。従来のロードロックチャンバと比べて、ロードロックチャンバ１００は、基板処理システムに対していくつかの改良を提供することができる。まず、ロードロック用チャンバ容積の上方に積み重ねられた基板処理チャンバ容積を有することにより、ロードロックチャンバ１００は、追加の処理ツールが真空搬送チャンバに結合されることを可能にする空間が解放され、こうして処理システムの設置面積を増加させることなくシステムスループットを改善する。チャンバ容積１２０を処理専用とすることにより、チャンバ容積１２０を大気圧から真空状態までポンピングする必要が無くなり、したがって処理スループットを向上させる。第２に、ロードロックとして２つのチャンバ容積を有することにより、ロードロックチャンバ１００は、搬入及び搬出される基板用に別々の経路を提供することができ、こうして処理前の基板と処理後の基板の間の相互汚染が実質的に回避される。第３に、チャンバ容積内に冷却基板支持アセンブリを設けることにより、ロードロックチャンバ１００は、処理された基板が処理システムを出る前に処理された基板に冷却を提供することができる。冷却された基板は、処理システムを出た後、大気環境と反応しにくいので、ロードロックチャンバ１００は、処理された基板上の望ましくない反応を減少させる。
【００２９】
図３は、本発明の別の一実施形態に係るロードロックチャンバ３００の概略断面図である。ロードロックチャンバ３００のチャンバ本体アセンブリ３１０が、チャンバ容積１２０と１４０の間に配置されたチャンバ容積１３０を含まないことを除いて、ロードロックチャンバ３００は、図１及び図２のロードロックチャンバ１００と同様である。ロードロックチャンバ３００では、チャンバ容積１４０は、搬入及び搬出基板の両方用のロードロックとして使用することができる。あるいはまた、チャンバ容積１２０は、側壁１１１を貫通して形成された第２開口部３２３と、開口部３２３を選択的に封止するように構成されたスリットバルブ３２４を用いてロードロックとして使用することができる。ロードロックチャンバ１００と比較すると、ロードロックチャンバ３００は、より少ないコンポーネントを有しており、したがって、より少ない費用で、メンテナンスをより簡単にすることができる。
【００３０】
図４は、本発明の別の一実施形態に係るロードロックチャンバ４００の概略断面図である。ロードロックチャンバ３００と同様に、ロードロックチャンバ４００のチャンバ本体アセンブリ４１０は、２つのチャンバ容積、チャンバ容積１２０の下方に位置するチャンバ容積４３０を画定する。チャンバ容積１２０は、基板処理専用にすることができ、チャンバ容積１２０が常に真空下を維持するように、開口部１２１を介してロードロックチャンバ４００の一面にのみ開放することができる。
【００３１】
チャンバ容積４３０は、冷却基板支持アセンブリ１５２の上方に配置され、上で基板１０４を支持するように構成された基板支持棚４５４を含むことができる。チャンバ容積４３０は、基板支持棚４５４上に１つの基板１０４を保持し、冷却基板支持アセンブリ１５２上で別の１つの基板１０４を保持及び／又は冷却するために使用することができる。一実施形態では、基板支持棚４５４は、搬入される基板専用とし、冷却基板支持アセンブリ１５２は搬出基板専用とすることができ、これによって搬入基板と搬出基板の間の直接汚染の可能性を実質的に排除することができる。あるいはまた、チャンバ容積４３０は、同時に２つの基板を搬送するために使用することができる。
【００３２】
一実施形態では、基板支持棚４５４は、冷却基板支持アセンブリ１５２の上方に移動可能に配置することができ、これによって基板交換が可能となる。図４に示されるように、基板支持棚４５４は、リング４５２から延びる１以上のポスト４５３を含むことができる。ポスト４５３は、基板１０４に支持を提供するように構成される。リング４５２は、リフトアセンブリ４５０に結合され、これによってチャンバ容積４３０内で１以上のポスト４５３を鉛直方向に移動させることができる。一実施形態では、リフトアセンブリ４５０はまた、冷却基板支持アセンブリ１５２から基板を持ち上げる、又は冷却基板支持アセンブリ１５２へ基板を下ろすためのリフトピン１４９に接続されたリング４５１にも結合することができる。一実施形態では、リフトアセンブリ４５０は、基板支持棚４５４とリフトピン１４０を同時に移動させるように構成することができる。リフトピン１４９が冷却基板支持体１５２上に配置された基板１０４を取り上げるために上昇するとき、基板支持棚４５４もまた上昇し、これによってロード又はアンロードのためにリフトピン１４９上の基板１０４と基板支持棚４５４との間に十分な間隔を確保する。
【００３３】
図５Ａは、リフトアセンブリ４５０を示す図４のロードロックチャンバ４００の概略断面図であり、図５Ｂは、リフトアセンブリ４５０の概略斜視図である。シャフト５０４に結合され、シャフト５０４を回転させるように構成されたモータ５０２を、リフトアセンブリ４５０は含むことができる。シャフト５０４は、基板支持棚４５４とリフトピン１４９を駆動するためのねじ部５０６及び５０８をそれぞれ有することができる。ねじ部材５１０がねじ部５０６に結合され、これによってシャフト５０４の回転がシャフト５０４に沿ってねじ部材５１０を動かす。シャフト５１２は、ねじ部材５１０とリング４５２の間に固定して結合され、これによってねじ部材５１０の鉛直動作をリング４５２及びポスト４５３に転換することができる。同様に、ねじ部材５１４がねじ部５０８に結合され、これによってシャフト５０４の回転がシャフト５０４に沿ってねじ部材５１４を動かす。シャフト５１６は、ねじ部材５１４とリング４５１の間に固定して結合され、これによってねじ部材５１４の鉛直動作をリング４５１及びリフトピン１４９に転換することができる。一実施形態では、シャフト５１２、５１６は、図５Ａに図示されるように同心状に配置することができる。あるいはまた、シャフト５１２、５１６は、互いに離れて配置されてもよい。
【００３４】
一実施形態では、ねじ部５０６及び５０８は、異なるピッチを有し、これによってシャフト５０４がモータ５０２によって回転されると、ねじ部材５１０、５１４は異なる速度で（したがって、異なる距離）移動することができる。一実施形態では、ねじ部５０６及び５０８のピッチは、リフトピン１４９が基板支持棚４５４よりも速く移動するように、つまり基板支持棚４５４がリフトピン１４９よりも小さな動作範囲を有するように設定することができる。基板支持棚４５４及びリフトピン１４９をできるだけ短い距離移動させることによって、チャンバ容積４３０の高さを最小化し、これによってポンピング時間及びポンピングの要求を低減させることができる。一実施形態では、リフトピン１４９は、基板支持棚４５４の約２倍速く移動する。
【００３５】
ロードロックチャンバ４００は、基板を処理する専用のチャンバ容積１２０を提供する（すなわち、周囲環境への直接的な経路は無い）ことができ、同時に搬入及び搬出される基板用の冷却・分離経路を提供し、これによって相互汚染を低減することができる。したがって、ロードロックチャンバ４００は、スループットを向上させ、汚染を低減し、高温の基板上での望ましくない反応を低減するために使用することができる。
【００３６】
本発明の実施形態に係るロードロックチャンバは、生産性を倍増するためにペアで使用することができる。図６は、本発明の一実施形態に係るツインロードロックチャンバ６００の構成の概略断面図である。ツインロードロックチャンバ６００は、単一のチャンバ本体アセンブリ６１０内に並んで配置される２つのロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂを含む。図６に示されるように、２つのロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂは、互いに鏡像であることができる。ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂは、互いに独立して、又は同期して動作させることができる。
【００３７】
ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂは、図１のロードロックチャンバ１００に似ている。ロードロックチャンバ１００Ａは、チャンバ容積１２０Ａ、１３０Ａ、１４０Ａを含み、ロードロックチャンバ１００Ｂは、チャンバ容積１２０Ｂ、１３０Ｂ、１４０Ｂを含む。ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂは、チャンバ容積１２０Ａ、１２０Ｂ内で基板を処理するためのガス源１０１、１０２を共有することができる。各チャンバ容積１２０Ａ、１２０Ｂは、制御バルブ６０４Ａ、６０４Ｂを介して、真空ポンプ６０２Ａ、６０２Ｂに結合することができる。真空ポンプ６０２Ａ、６０２Ｂは、チャンバ容積１２０Ａ、１２０Ｂ内の真空環境を維持するように構成される。チャンバ容積１３０Ａ、１４０Ａ、１３０Ｂ、１４０Ｂは、基板交換のためのロードロック容積として機能する。一実施形態では、チャンバ容積１３０Ａ、１４０Ａ、１３０Ｂ、１４０Ｂは、１つの真空ポンプ６０６を共有することができる。制御バルブ６０８Ａ、６１０Ａ、６０８Ｂ、６１０Ｂは、真空ポンプ６０６とチャンバ容積１３０Ａ、１４０Ａ、１３０Ｂ、１４０Ｂの間に結合することができ、これによって独立した制御を可能にする。
【００３８】
本発明の実施形態に係るロードロックチャンバは、クラスタツール内で基板処理システムとファクトリインタフェースとの間のインタフェースを提供するために使用することができる。図７は、本発明の一実施形態に係るロードロックチャンバを含むクラスタツールシステム７００の平面図である。クラスタツールシステム７００は、本発明の実施形態に係る１以上のロードロックチャンバを含む。図７のクラスタツールシステム７００は、ツインロードロックチャンバ６００を組み込んで示されている。しかしながら、ロードロックチャンバ１００、３００及び４００を使用することもできることに留意すべきである。
【００３９】
クラスタツールシステム７００は、システムコントローラ７４４と、複数の処理チャンバ７１２と、真空基板搬送チャンバ７０８に結合されているツインロードロックチャンバ６００を含む。一実施形態では、搬送チャンバ７０８は、複数の面を有し、各々の面はツイン処理チャンバ７１２又はツインロードロックチャンバ６００に接続するように構成される。図７に示されるように、３つのツイン処理チャンバ７１２が、搬送チャンバ７０８に結合される。ツインロードロックチャンバ６００は、搬送チャンバ７０８に結合される。ファクトリインタフェース７０４は、ツインロードロックチャンバ６００のロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂによって搬送チャンバ７０８に選択的に結合される。
【００４０】
ファクトリインタフェース７０４は、少なくとも１つのドッキングステーション７０２と、少なくとも１つのファクトリインタフェースロボット７０６を含み、これによって基板の搬送を促進することができる。ツインロードロックチャンバ６００のロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂの各々は、ファクトリインタフェース７０４に結合される２つのポートと、搬送チャンバ７０８に結合される３つのポートを有する。ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂは、ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂ内のチャンバ容積を排気（ポンプダウン）及び通気する圧力制御システム（図示せず）に結合され、これによって搬送チャンバ７０８の真空環境と、ファクトリインタフェース７０４の実質的周囲（例えば、大気）環境の間の基板交換を促進する。
【００４１】
搬送チャンバ７０８は、ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂと処理チャンバ７１２の間で基板を搬送するために内部に配置された真空ロボット７１０を有する。一実施形態では、真空ロボット７１０は、２つのブレードを有しており、ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂと処理チャンバ７１２の間で２つの基板を同時に搬送することが可能である。
【００４２】
一実施形態では、少なくとも１つの処理チャンバ７１２は、エッチングチャンバである。例えば、エッチングチャンバは、アプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．）から入手できる分離プラズマソース（ＤＰＳ）チャンバであることができる。ＤＰＳエッチングチャンバは、高密度プラズマを生成するために誘導ソースを使用し、基板にバイアスを掛けるために高周波（ＲＦ）電力源を含む。あるいはまた、処理チャンバ７１２の少なくとも１つは、これらもまたアプライドマテリアルズ社から入手可能な、ＨＡＲＴ（商標名）、Ｅ−ＭＡＸ（商標名）、ＤＰＳ（商標名）、ＤＰＳ  ＩＩ、ＰＲＯＤＵＣＥＲ  Ｅ、又はＥＮＡＢＬＥＲ（商標名）エッチチャンバのうちの１つであることが可能である。他のメーカー製のものを含むその他のエッチングチャンバを利用することもできる。エッチングチャンバは、内部で基板９２４をエッチングするためにハロゲン含有ガスを使用することができる。ハロゲン含有ガスの例としては、臭化水素（ＨＢｒ）、塩素（Ｃｌ２）、四フッ化炭素（ＣＦ４）等が挙げられる。基板９２４をエッチングした後、ハロゲン含有残留物が、基板表面上に残される場合がある。
【００４３】
ハロゲン含有残留物は、ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂの少なくとも一方の中で熱除害処理によって除去することができる。例えば、ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂのチャンバ容積１２０Ａ、１２０Ｂの一方又は両方の中で、熱処理プロセスを実行することができる。その代わりに、又は除害処理に加えて、ロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂのチャンバ容積１２０Ａ、１２０Ｂの一方又は両方の中で、アッシング処理を実行することができる。
【００４４】
システムコントローラ７４４は、クラスタツールシステム７００に結合される。システムコントローラ７４４は、処理チャンバ７１２の直接制御を使用して、又はその代わりに、処理チャンバ７１２及びクラスタツールシステム７００と結合されるコンピュータ（又はコントローラ）を制御することによって、クラスタツールシステム７００の動作を制御する。動作中、システムコントローラ７４４は、それぞれのチャンバ及びシステムコントローラ７４４からのデータ収集及びフィードバックを可能にし、これによってクラスタツールシステム７００の性能を最適化する。システムコントローラ７４４は、一般的に、中央演算処理装置（ＣＰＵ）７３８、メモリ７４０、及びサポート回路７４２を含む。
【００４５】
図８は、本発明の一実施形態に係る基板を処理するための方法８００を示すフロー図である。方法８００は、３つのチャンバ容積を有するロードロックチャンバ１００Ａ、１００Ｂを有する図７のクラスタツールシステム７００で実行することができる。方法８００は、他のメーカー製のものを含む他の適切な処理システム内で実行されてもよいことが理解される。
【００４６】
方法８００は、ファクトリインタフェースに結合されたロードロックチャンバの第１チャンバ容積（例えば、ロードロックチャンバ１００Ａ又は１００Ｂのチャンバ容積１３０Ａ又は１３０Ｂ）内で、ファクトリインタフェース（例えば、図７のファクトリインタフェース７０４）から、層が上に配置された基板を受け取ることによって、ボックス８１０で始まる。
【００４７】
ボックス８２０では、基板を含む第１チャンバ容積を、ロードロックチャンバに結合された搬送チャンバと同等の真空レベルまで排気することができる。次いで、基板は、ロードロックチャンバから搬送チャンバに搬送される。一実施形態では、ロードロックチャンバの第１チャンバ容積は、搬入される基板のみに経路を提供するように専用とすることができる。
【００４８】
ボックス８３０では、基板は、１以上の処理のために搬送チャンバに結合された１以上の処理チャンバに搬送される。処理は、ハロゲン含有ガスを用いてパターニングされたマスクの下の基板上の１以上の膜（例えば、高分子膜）をエッチングすることを含むことができる。パターニングされたマスクは、フォトレジスト及び／又はハードマスクを含むことができる。ハロゲン含有ガスの適切な例としては、臭化水素（ＨＢｒ）、塩素（Ｃｌ２）、四フッ化炭素（ＣＦ４）などが挙げられるが、これらに限定されない。エッチング処理は、基板上にハロゲン含有残留物を残す可能性がある。
【００４９】
オプションで、基板は、ロードロックチャンバの第１チャンバ容積から、処理チャンバ内で処理される前に予備加熱するために搬送チャンバを介して、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積に搬送することができる。例えば、基板は、加熱基板支持体１２５上で予備加熱を行うために、チャンバ容積１３０からチャンバ容積１２０に搬送することができる。一実施形態では、基板は、約２０℃〜約４００℃の間の温度に予備加熱することができる。
【００５０】
ボックス８４０では、搬送チャンバに接続された１以上の処理チャンバ内で処理された後、基板は、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積に搬送される。第２チャンバ容積（例えば、ロードロックチャンバ１００のチャンバ容積１２０）は、基板処理専用であってもよい。処理レシピに応じて、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積は、異なる処理に構成することができる。
【００５１】
ボックス８５０では、熱処理プロセスが基板上で実行され、これによってファクトリインタフェース又は他の場所における大気条件に曝露する前に、ボックス８３０の処理中に発生したハロゲン含有残留物を基板から除去することができる。例えば、基板は、ロードロックチャンバ１００のチャンバ容積１２０に搬送され、これによってハロゲン含有残留物を除去することができる。
【００５２】
一実施形態では、ハロゲン含有残留物を除去するために、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積内でエッチングされた基板に熱処理を実行することができる。例えば、基板は、ロードロックチャンバ１００のチャンバ容積１２０の加熱基板支持アセンブリ１２５上に配置することができる。加熱基板支持アセンブリ１２５は、基板を約２０℃〜約１０００℃の間（例えば、約１５０℃〜約３００℃の間（例えば、約２５０℃））の温度に約５秒〜約３０秒間加熱する。加熱基板支持アセンブリ１２５による基板の急速な加熱は、もしも残留物を処理チャンバのうちの１つの中で除去した場合に遭遇するであろう処理サイクルタイムの増加なしに、エッチングされた基板上のハロゲン含有残留物の除去を可能にする。一実施形態では、ハロゲン含有残留物が、エッチングされた基板から除去されるまで、基板は、所定の時間、加熱基板支持アセンブリ１２５によって加熱することができる。
【００５３】
別の一実施形態では、ハロゲン含有残留物の非腐食性揮発性化合物への転換を促進するために、ガス混合物のプラズマを使用することができ、これによってエッチングされた基板表面からのハロゲン含有残留物の除去効率を増大させる。ガス混合物は、酸素含有ガス（例えば、Ｏ２、Ｏ３、水蒸気（Ｈ２Ｏ））、水素含有ガス（例えば、Ｈ２、フォーミングガス、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、アルカン、アルケン等）、又は不活性ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ））などを含むことができる。例えば、ガス混合物は、酸素、窒素、及び水素含有ガスを含むことができる。一実施形態では、水素含有ガスは、水素（Ｈ２）及び水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうちの少なくとも１つである。
【００５４】
別の一実施形態では、熱処理プロセスは、基板からマスク層又はフォトレジスト層を除去するために、基板がクラスタツールシステム内でエッチングされた後、ロードロックチャンバのチャンバ容積内で実行されるアッシング処理の形態であることができる。アッシング処理の間、酸素系プラズマをロードロックチャンバのチャンバ容積に供給することができ、同時に、基板の温度を１５〜３００℃に維持することができる。Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ、ＣＯ、ＣＯ２、アルコール類、及びこれらのガスの様々な組み合わせが含まれるが、これらに限定されない各種の酸化性ガスを使用することができる。本発明の他の実施形態では、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２、フォーミングガス、ＮＨ３、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、各種のハロゲン化ガス（ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３）、これらのガスの組み合わせなどを含むが、これらに限定されない非酸化性ガスを使用することができる。別の一実施形態では、マスク及び／又はフォトレジスト層は、ボックス８５０で同時に剥離することができる。
【００５５】
ボックス８６０では、基板は、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積から搬送チャンバを介してロードロックチャンバの第３チャンバ容積まで搬送することができる。ロードロックチャンバの第３チャンバ容積は、搬出される基板に経路を提供するために専用とすることができる。第３チャンバ容積は、ロードロックチャンバ１００のチャンバ容積１４０とすることができる。
【００５６】
ボックス８７０では、基板は、ロードロックチャンバの第３チャンバ容積内で冷却される。基板は、冷却のために、冷却基板支持アセンブリ（例えば、ロードロックチャンバ１００の冷却基板支持アセンブリ１５２）まで下げることができる。
【００５７】
ボックス８８０では、第３チャンバ容積は大気圧に通気され、冷却された基板はファクトリインタフェースに戻される。基板は大気に曝露される前に冷却されるので、望ましくない反応（例えば、シリコンの酸化）が低減される。
【００５８】
図９は、本発明の別の一実施形態に係る基板を処理するための方法９００を示すフロー図である。方法９００が２つのチャンバ容積（例えば、前述のロードロックチャンバ３００、４００）を備えたロードロックチャンバを有するクラスタツール内で実行されることを除いて、方法９００は方法８００と同様である。
【００５９】
ボックス９１０では、層が上に配置された基板が、ファクトリインタフェース（例えば、図７のファクトリインタフェース７０４）から、ファクトリインタフェースに結合されたロードロックチャンバの第１チャンバ容積まで搬送される。一実施形態では、ロードロックチャンバ３００が使用される場合、基板は、チャンバ容積１４０に搬送され、これによってチャンバ容積１２０は基板処理専用とすることができる。別の一実施形態では、ロードロックチャンバ４００が使用される場合、基板は、チャンバ容積４３０の基板支持棚４５４に搬送させることができる。
【００６０】
ボックス９２０では、基板を含む第１チャンバ容積は、ロードロックチャンバに結合された搬送チャンバと同等の真空レベルまで排気することができる。次いで、基板がロードロックチャンバから搬送チャンバまで搬送される。
【００６１】
ボックス９３０では、方法８００のボックス８３０と同様に、基板は、１以上の処理のために搬送チャンバに結合された１以上の処理チャンバに搬送される。処理は、ハロゲン含有ガスを用いて、パターニングされたマスクの下の基板上に、１以上の膜（例えば、高分子膜）をエッチングすることを含むことができる。
【００６２】
ボックス９４０では、搬送チャンバに接続された１以上の処理チャンバ内で処理された後、基板は、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積に搬送され、これによって残留物及び／又はハードマスク又はフォトレジストが除去される。第２チャンバ容積（例えば、ロードロックチャンバ３００又はロードロックチャンバ４００のチャンバ容積１２０）は、基板処理専用とすることができる。処理レシピに応じて、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積は、異なる処理に構成することができる。ボックス８５０で説明した処理と同様に、剥離処理、アッシング処理、又は剥離処理とアッシング処理の両方が基板に対して実行され、これによってハロゲン含有残留物、ハードマスク、及びフォトレジストの任意の所望の組み合わせを除去することができる。
【００６３】
ボックス９５０では、基板は、冷却するために、ロードロックチャンバの第２チャンバ容積から搬送チャンバを通ってロードロックチャンバのチャンバ容積まで搬送され戻すことができる。
【００６４】
ボックス９６０では、基板は、ロードロックチャンバの第１チャンバ容積内で冷却される。基板は、冷却のために、冷却基板支持アセンブリ（例えば、ロードロックチャンバ３００又は４００の冷却基板支持アセンブリ１５２）まで下げることができる。
【００６５】
ボックス９７０では、第１チャンバ容積が大気圧に通気され、冷却された基板が、ファクトリインタフェースに戻される。
【００６６】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
2019110325.tif 000003
【図２】
2019110325.tif 000004
【図３】
2019110325.tif 000005
【図４】
2019110325.tif 000006
【図５Ａ】
2019110325.tif 000007
【図５Ｂ】
2019110325.tif 000008
【図６】
2019110325.tif 000009
【図７】
2019110325.tif 000010
【図８】
2019110325.tif 000011
【図９】
2019110325.tif 000012