(57)【要約】  基材上のＴＥＲＡ層を化学的に処理するための処理システムおよび方法。基材の化学処理は、基材上の露出表面を化学的に変更する。一実施形態では、ＴＥＲＡ層を処理するためのシステムは、ＴＥＲＡ層を基材上に蒸着するためのプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムと、形状構成をＴＥＲＡ層の中に創出するためのエッチングシステムと、ＴＥＲＡ層中の形状構成のサイズを縮小するための処理サブシステムとを含む。
2008506255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上の可調エッチング速度ＡＲＣ（ＴＥＲＡ）層を処理する方法であって、
プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムを使用して、前記ＴＥＲＡ層を前記基材の上に蒸着するステップと、
エッチングシステムを使用して、形状構成を前記ＴＥＲＡ層の中に創出するステップと、
前記ＴＥＲＡ層中の前記形状構成のサイズを縮小するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記方法は、
前記ＰＥＣＶＤシステム内部の処理チャンバ内の基材保持体の上に前記基材を位置決めするステップと、
処理ガスを前記処理チャンバに供給するステップとをさらに含み、前記処理ガスは、不活性ガスと、珪素含有前駆物質または炭素含有前駆物質の一方とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、
上部電極表面と前記基材保持体の表面との間にギャップを確立するステップをさらに含み、前記ＰＥＣＶＤシステムは前記処理チャンバに結合された上部電極を備え、前記基材保持体は並進装置を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ギャップは約１０ｍｍから約２００ｍｍの範囲にわたる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、
第１のＲＦ源を前記上部電極に結合するステップと、
前記第１のＲＦ源を約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作させるステップと、
前記第１のＲＦ源を約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作させるステップとをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、
第２のＲＦ源を前記基材保持体に結合するステップと、
前記第２のＲＦ源を約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作させるステップと、
前記第２のＲＦ源を約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作させるステップとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、
ＲＦ源を前記基材保持体に結合するステップと、
前記ＲＦ源を約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作させるステップと、
前記ＲＦ源を約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作させるステップとをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記珪素含有前駆物質は、モノシラン（ＳｉＨ４）、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）、モノメチルシラン（１ＭＳ）、ジメチルシラン（２ＭＳ）、トリメチルシラン（３ＭＳ）、テトラメチルシラン（４ＭＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＯＳ）、またはテトラメチルシクロテトラシラン（ＴＭＣＴＳ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記炭素含有前駆物質は、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６、またはＣ６Ｈ５ＯＨ、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の処理ガスは、アルゴン、ヘリウム、または窒素、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む不活性ガスを包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＴＥＲＡ層は、ＳｉＯＨ材料、またはＳｉＣＨ材料、もしくはこれらの組合せを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＴＥＲＡ層は、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、または１５７ｎｍの少なくとも１つの波長で測定されるときに約１．５から約２．５の範囲にわたる屈折率（ｎ）を有し、かつ２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、または１５７ｎｍの少なくとも１つの波長で測定されるときに約０．１０から約０．９の範囲にわたる吸光率（ｋ）を有する材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、
前記エッチングシステム中の処理チャンバ内の基材保持体の上に前記基材を位置決めするステップと、
酸素含有ガスおよび不活性ガスを含む処理ガスを前記処理チャンバに供給するステップと、
前記形状構成を前記ＴＥＲＡ層の中に創出するためにプラズマを確立するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は、
フォトレジスト層を前記基材の上に設けるステップと、
パターンを前記フォトレジスト層の中へ転写するステップと、
前記フォトレジスト層を現像することによって、形状構成を前記フォトレジスト層の中に創出するステップと、
エッチング処理を使用して、前記形状構成を前記ＴＥＲＡ層の中へ転写するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法はさらに、
トリミング量を決定するステップを含み、
前記ＴＥＲＡ層中の前記形状構成の露出表面を酸化するステップを含み、前記トリミング量を使用して前記酸化処理を制御し、
前記ＴＥＲＡ形状構成の前記酸化された部分を除去するステップを含み、前記除去処理は化学的酸化物除去（ＣＯＲ）処理を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記方法は、
フォトレジスト層を前記基材の上に設けるステップと、
パターンを前記フォトレジスト層の中へ転写するステップと、
前記フォトレジスト層を現像することによって、形状構成を前記フォトレジスト層の中に創出するステップと、
エッチング処理を使用して、前記形状構成を前記ＴＥＲＡ層の中へ転写するステップと
前記フォトレジスト層を除去するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法はさらに、
トリミング量を決定するステップを含み、
前記ＴＥＲＡ層中の前記形状構成の露出表面を酸化するステップを含み、前記トリミング量を使用して前記酸化処理を制御し、
前記ＴＥＲＡ形状構成の前記酸化された部分を除去するステップを含み、前記除去処理は化学的酸化物除去（ＣＯＲ）処理を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法はさらに、
トリミング量を決定するステップを含み、
前記ＴＥＲＡ層中の前記形状構成の露出表面を酸化するステップを含み、前記トリミング量を使用して前記酸化処理を制御し、
前記ＴＥＲＡ形状構成の前記酸化された部分を除去するステップを含み、前記除去処理は化学的酸化物除去（ＣＯＲ）処理を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法はさらに、
処理ガスを供給することによって、ＣＯＲモジュールを使用して前記形状構成の前記露出表面を化学的に処理するステップを含み、前記トリミング量にほぼ等しい厚みを有する固体反応生成物が、前記ＴＥＲＡ層中の前記形状構成の前記酸化された露出表面の少なくとも１つの上に形成され、
前記固体反応生成物を蒸発させ、それによって前記トリミング量だけ前記ＴＥＲＡ層中の前記形状構成の少なくとも１つをトリミングすることによって、後熱処理（ＰＨＴ）モジュールを使用してＰＨＴ処理を実行するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記処理ガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガス、フッ素含有ガス、または塩素含有ガス、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記処理ガスはＨＦおよびＮＨ３を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
基材上の可調エッチング速度ＡＲＣ（ＴＥＲＡ）層を処理するためのシステムであって、
プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムを使用して、前記ＴＥＲＡ層を前記基材の上に蒸着するための処理サブシステムと、
エッチングシステムを使用して、形状構成を前記ＴＥＲＡ層の中に創出するための処理サブシステムと、
前記ＴＥＲＡ層中の前記形状構成のサイズを縮小するための処理サブシステムとを備えるシステム。
【請求項２３】
前記システムは、
前記ＰＥＣＶＤシステム中の処理チャンバ内の基材保持体と、
処理ガスを前記処理チャンバに供給する手段とをさらに備え、前記処置ガスは、不活性ガスと、珪素含有前駆物質または炭素含有前駆物質、もしくはこれらの組合せとを含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記システムは、
前記処理チャンバに結合された上部電極と、
上部電極表面と前記基材保持体の表面との間のギャップを確立するために前記基材保持体に結合された並進装置とをさらに備える、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ギャップは約１０ｍｍから約２００ｍｍの範囲にわたる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記システムは、
前記上部電極に結合された第１のＲＦ源をさらに備え、前記第１のＲＦ源は、約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作し、かつ約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記システムは、
前記基材保持体に結合された第２のＲＦ源をさらに備え、前記第２のＲＦ源は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作し、かつ約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作する、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記システムは、
前記基材保持体に結合されたＲＦ源をさらに備え、前記ＲＦ源は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作し、かつ約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２９】
前記珪素含有前駆物質は、モノシラン（ＳｉＨ４）、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）、モノメチルシラン（１ＭＳ）、ジメチルシラン（２ＭＳ）、トリメチルシラン（３ＭＳ）、テトラメチルシラン（４ＭＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＯＳ）、またはテトラメチルシクロテトラシラン（ＴＭＣＴＳ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３０】
前記炭素含有前駆物質は、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６、またはＣ６Ｈ５ＯＨ、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第１の処理ガスは、アルゴン、ヘリウム、または窒素、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む不活性ガスを包含する、請求項２３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本ＰＣＴ出願は、２００４年７月６日出願の米国特許非仮出願第１０／８８３７８４号明細書に基づき、かつそれに優先権を依拠するものであり、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、２００３年１１月１２日出願の「Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」と題する同時係属の米国特許出願第１０／７０５２１０号明細書；２００３年１１月１２日出願の「Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」と題する同時係属の米国特許出願第１０／７０４９６９号明細書；２００３年１１月１２日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ａｄｊａｃｅｎｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｈａｍｂｅｒｓ」と題する同時係属の米国特許出願第１０／７０５３９７号明細書；および２００３年８月２１日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｗｉｔｈ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  Ａｎｄ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ」と題する同時係属の米国特許出願第１０／６４４９５８号明細書に関連する。これらの各出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
本発明は、可調エッチング速度ＡＲＣ（ＴＥＲＡ）層を処理するためのシステムおよび方法に関し、さらに詳細にはＴＥＲＡ層の化学処理のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
半導体処理時に、（ドライ）プラズマエッチング処理を利用して、珪素基材上にパターン形成された微細な線に沿ってまたはビアホールもしくは接点の内部で、材料を除去またはエッチングすることが可能である。プラズマエッチング処理は、一般に、上に重なるパターン形成された保護層、例えば、フォトレジスト層を有する半導体基材を処理チャンバの中に位置決めすることを伴う。一旦、基材がチャンバ内部に位置決めされると、イオン性解離混合ガスが予め指定された流量でチャンバ内部に導入され、他方では、周囲処理圧を実現するために真空ポンプが絞られる。その後で、存在する僅かなガス化学種が、高周波（ＲＦ）電力の転送によって誘導的にもしくは静電容量的に加熱される電子、または、例えば、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用してマイクロ波電力によって加熱される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。しかも、加熱された電子は、周囲ガス化学種の幾つかの化学種を解離するように働き、露出表面のエッチング化学的性質に適切な１つまたは複数の反応化学種を創出する。一旦、プラズマが形成されると、基材の選択された表面がプラズマによってエッチングされる。この方法は、基材の選択された領域内の様々な形状構成（例えば、トレンチ、ビアホール、接点、ゲート等）をエッチングするために望ましい反応物質およびイオン個数の適切な密度を含めて、適切な条件を実現するように調整される。エッチングが必要なこのような基材材料には、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、低誘電率（low-k）の誘電材料、ポリシリコン、および窒化珪素が含まれる。材料の処理時に、このような形状構成をエッチングすることは、一般に、マスク層内部に形成されたパターンを下に重なる膜に転写し、その膜の内部にそれぞれの形状構成が形成されることを含む。マスクには、例えば、（ネガまたはポジの）フォトレジストのような感光材料、フォトレジストおよび反射防止被膜（ＡＲＣ）のような層を含む多層、またはフォトレジストのような第１の層の中のパターンを下に重なるハードマスク層に転写することから形成されるハードマスクが含まれ得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の原理は、本明細書に実施されかつ広範に説明されているように、基材上の可調エッチング速度ＡＲＣ（ＴＥＲＡ）層を処理する方法を提供する。ＴＥＲＡ層処理方法は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムを使用して、ＴＥＲＡ層を基材の上に蒸着し、エッチングシステムを使用して、形状構成（features）をＴＥＲＡ層の中に創出し、かつＴＥＲＡ層中の形状構成のサイズを縮小することを含む。
【０００６】
さらには、ＴＥＲＡ層を処理するためのシステムが提示される。本システムは、ＴＥＲＡ層を基材の上に蒸着するためのプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムと、形状構成をＴＥＲＡ層の中に創出するためのエッチングシステムと、ＴＥＲＡ層中の形状構成のサイズを縮小するための処理サブシステムとを備える。
【０００７】
本発明の数多くの他の態様が、当業者によれば理解されるように、以下に続く説明およびそれに添付された図面から明白にされよう。
【０００８】
ここで、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の模式的な図面を参照して、例示としてのみ本発明の実施形態が説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
材料処理方法では、パターンエッチングが、フォトレジストのような感光性材料の薄膜を基材の上部表面に塗布することを含み、この上部表面は、エッチング時に、このパターンを下に重なる薄膜に転写するためのマスクを設けるように引き続いてパターン形成される。感光性材料のパターン形成は、一般に、例えば、マイクロリソグラフィシステムを使用して、感光性材料のレチクル（および関連する光学素子）を介して放射源によって露光し、続いて、現像溶剤を使用して感光性材料の照射された領域（ポジのフォトレジストの場合におけるように）または照射されていない領域（ネガのフォトレジストにおける場合のように）を除去することを含む。
【００１０】
さらには、薄膜中の形状構成をエッチングするために多層およびハードマスクが実施され得る。例えば、ハードマスクを使用して薄膜中に形状構成をエッチングするとき、感光性層中のマスク・パターンは、この薄膜に対する主要なエッチング工程に先行する別のエッチング工程を使用してハードマスク層に転写される。例えば、ハードマスクは、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、および炭素を含む珪素処理用の幾つかの材料から選択され得るＴＥＲＡ層を含み得る。
【００１１】
薄膜中に形成される形状構成のサイズを縮小するために、例えば、ハードマスク層の表面の化学的性質を変更するためにハードマスク層の露出表面を化学処理し、かつ変更された表面の化学的性質を脱着するためにハードマスク層の露出表面を後処理することを含む２工程処理を使用して横方向にトリミングされ得る。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る処理システムの模式図を例示する。例示された実施形態では、例えば、ＴＥＲＡ層トリミングを使用して基材を処理するための処理システム１が示されている。処理システム１は、多要素製造システム１０と、多要素製造システム１０に結合された蒸着システム２０と、多要素製造システム１０に結合された処理システム３０と、多要素製造システム１０に結合されたエッチングシステム７０とを含み得る。
【００１３】
処理システム３０は、転送モジュール４０と、熱処理モジュール５０と、化学処理モジュール６０とを含み得る。また、図１に例示されたように、転送モジュール４０は、基材を熱処理システム５０および化学処理システム６０の中へかつこれらから転送して、基材を多要素製造システム１０と交換するために熱処理システム５０にも結合され得る。
【００１４】
当業者には明白のはずであるように、多要素製造システム１０は、エッチングシステム、蒸着システム、被覆システム、洗浄システム、研磨システム、パターン形成システム、計測システム、位置合わせシステム、リソグラフィシステム、および転写システムのような装置を含む追加的な処理システム（図示せず）を含み得る。また多要素製造システム１０は、基材を処理要素（２０、３０、および７０）および追加的な処理要素（図示せず）に、かつこれらから転送することを許容し得る。
【００１５】
当業者には理解されるはずであるように、処理システム１のための構成要素の厳密な種類および配置は、本発明の範囲から逸脱することなく変更し得る。したがって、処理システム１は、説明された構成要素２０、３０、４０、５０、６０、および７０に、または図示の配置のみに限定されるものではない。本発明は、数が多すぎて本明細書に列挙し得ない極めて多数の変形を包含することが企図されている。
【００１６】
一実施形態では、蒸着システム２０は、化学蒸着（ＣＶＣ）システム、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システム、物理蒸着（ＰＶＤ）システム、イオン化物理蒸着（ｉＰＶＤ）システム、または原子層層蒸着（ＡＬＤ）システム、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理ガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガス、フッ素含有ガス、または塩素含有ガス、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。別法として、不活性ガスも含まれ得る。
【００１７】
例えば、酸素含有ガスは、Ｏ２、ＣＯ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、またはＣＯ２、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。窒素含有ガスは、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、またはＮＦ３、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。フッ素含有ガスは、ＮＦ３、ＳＦ６、ＣＨＦ３、またはＣ４Ｆ８、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。フッ素含有ガスと同様の組合せも塩素含有ガスに使用され得ることが理解されよう。さらには、フッ素および塩素の両方を含有するガスの混成ガスが使用されてもよい。
【００１８】
酸素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約３００ｓｃｃｍまで様々であり得る。窒素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。フッ素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。塩素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。
【００１９】
蒸着システム２０で行われる処理を隔離するために、隔離組立体２５を利用して蒸着システム２０を多要素製造システム１０に結合し得る。隔離組立体２５は、熱隔離するための断熱組立体および／または真空隔離するためのゲート弁組立体を含み得る。別法の実施形態では、処理システム２０は多モジュールを含み得る。
【００２０】
上で示唆したように、一実施形態では、処理システム３０は、転送モジュール４０と、物理的熱処理（ＰＨＴ）モジュールであり得る熱処理モジュール５０と、化学的酸化物除去（ＣＯＲ）モジュールであり得る化学処理モジュール６０とを含み得る。異なるモジュールで行われる処理を隔離するために、隔離組立体３５、４５、５５を利用して異なるモジュールを結合し得る。隔離組立体３５を使用して転送モジュール４０を多要素製造システム１０に結合し得るし、隔離組立体４５を使用して転送モジュール４０をＰＨＴモジュール５０に結合し得るし、また隔離組立体５５を使用してＰＨＴモジュール５０をＣＯＲモジュール６０に結合し得る。隔離組立体３５、４５、５５は、熱隔離するための断熱組立体および／または真空隔離するためのゲート弁組立体を含み得る。別法による実施形態では、様々な数の隔離組立体３５、４５、５５が使用され得る。
【００２１】
一般に図１に図示された処理システム１の転送モジュール４０および／またはＰＨＴモジュール５０は、基材の通過を可能にする少なくとも２つの転送開口部を含み得る。例えば、図１に図示されたように、ＰＨＴモジュール５０は２つの転送開口部を含む。第１の転送開口部は、ＰＨＴモジュール５０と転送システム４０との間における基材の通過を可能にし、第２の転送開口部は、ＰＨＴモジュール５０とＣＯＲモジュール６０との間における基材の通過を可能にする。別法として、各処理システムは、基材の通過を可能にする少なくとも１つの開口部を含み得る。
【００２２】
一実施形態では、転送システム４０、ＰＨＴモジュール５０、およびＣＯＲモジュール６０は、インライン要素として構成され得る。別法として、転送システム４０、ＰＨＴモジュール５０、およびＣＯＲモジュール６０は、任意の数の配置で構成され得る。例えば、積重ね配置または横並び配置が利用され得る。
【００２３】
一実施形態では、エッチングシステム７０は、ドライエッチングシステムおよび／またはウェットエッチングシステムを含み得る。例えば、エッチングシステム７０はプラズマエッチングシステムを含み得る。エッチングシステム７０で行われる処理を隔離するために、隔離組立体６５を利用してエッチングシステム７０を多要素製造システム１０に結合し得る。隔離組立体６５は、熱隔離するための断熱組立体および／または真空隔離するためのゲート弁組立体を含み得る。別法の実施形態では、エッチングシステム７０は多モジュールを含み得る。
【００２４】
図１の実施形態では、制御装置９０が、多要素製造システム１０、蒸着システム２０、転送モジュール４０、ＰＨＴモジュール５０、ＣＯＲモジュール６０、およびエッチングシステム７０に結合され得る。例えば、制御装置９０を使用して多要素製造システム１０、蒸着システム２０、転送モジュール４０、ＰＨＴモジュール５０、ＣＯＲモジュール６０、およびエッチングシステム７０を制御し得る。また制御装置９０は、本発明の範囲から逸脱することなく幾つかの異なる方式のいずれかで様々な構成要素に接続され得る。
【００２５】
さらには、多要素製造システム１０は、基材を１つまたは複数の基材カセット（図示せず）と交換し得る。さらには、例えば、隔離組立体は処理要素の一部としての役目を果たし得る。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態に係る処理システムを動作させる方法の簡略化された流れ図を例示する。例示された実施形態では、ＴＥＲＡ層上の形状構成のサイズを縮小するための手順が示されている。
【００２７】
手順２００は、タスク２１０から始まる。タスク２２０では、ＴＥＲＡ層が基材上に蒸着される。ＴＥＲＡ層は基材の数多くの異なる層の上に蒸着され得る。例えば、ＴＥＲＡ層は、酸化物層、誘電層、または金属層の上に蒸着され得る。ＴＥＲＡ層の蒸着は、本明細書でさらに詳細に論じられる。
【００２８】
次いで、タスク２３０によって示唆されているように、形状構成がＴＥＲＡ層の中に創出される。一実施形態では、フォトレジスト層がＴＥＲＡ層の上に蒸着され得るが、このフォトレジスト層の中へ、少なくとも１つのフォトリソグラフィ工程を使用してパターンが転写され得る。このパターンは、フォトレジスト層の中に形状構成を形成するために現像可能であり、さらにエッチング処理を利用してＴＥＲＡ層の中に形状構成を創出し得る。別法の実施形態では、ハードマスク層がＴＥＲＡ層の上に蒸着され得る。
【００２９】
処理２００を実行する間に、安定化工程が、個々の処理工程の事前および／または事後に実行され得る。別法として、安定化工程は全く回避されてもよい。
【００３０】
安定化処理は、処理時間およびチャンバ圧のような多様な動作パラメータを含み得る。例えば、処理時間は、約２秒から約１５０秒、別法として約４秒から約１５秒まで様々であり得る。チャンバ圧は約２ミリトールから約８００ミリトール、別法として約１０ミリトールから約９０ミリトールまで様々であり得る。
【００３１】
上で詳細に論じられたように、処理ガスは酸素含有ガス、窒素含有ガス、フッ素含有ガス、または塩素含有ガス、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。別法として、不活性ガスも含まれ得る。例えば、酸素含有ガスは、Ｏ２、ＣＯ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、またはＣＯ２、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得るし、窒素含有ガスは、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、またはＮＦ３、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得るし、さらにフッ素含有ガスは、ＮＦ３、ＳＦ６、ＣＨＦ３、またはＣ４Ｆ８、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。塩素含有ガスはフッ素含有ガスと同様の組合せを含み得る。
【００３２】
酸素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約３００ｓｃｃｍまで様々であり得る。窒素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。フッ素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。塩素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。
【００３３】
一実施形態では、フォトレジスト・トリム処理が実行され得る。別法として、フォトレジスト・トリム処理は全く回避されてもよい。フォトレジスト処理も、処理時間およびチャンバ圧のような多様な動作パラメータを含み得る。例えば、処理時間は、約０秒から約１８０秒、別法として約１０秒から約４０秒まで様々であり得る。チャンバ圧は約１０ミリトールから約１２０ミリトール、別法として約１０ミリトールから約９０ミリトールまで様々であり得る。また、上で論じられたように、処理ガスは酸素含有ガス、窒素含有ガス、および／または不活性ガスが含まれ得る。さらに、酸素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約３００ｓｃｃｍまで様々であり得るし、他方で窒素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約１０００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍまで様々であり得る。
【００３４】
ＲＦ電力が上部電極に供給され得る、この上部ＲＦ電力は、約０ワットから約１５００ワット、別法として約１００ワットから約３００ワットまで様々であり得る。さらには、ＲＦ電力は下部電極に供給され得るが、この下部ＲＦ電力は、約０ワットから約５００ワット、別法として約４０ワットから約１５０ワットまで様々であり得る。
【００３５】
一実施形態では、ＴＥＲＡキャップ・エッチング処理が実行され得る。別法として、このＴＥＲＡキャップ・エッチング処理は全く回避されてもよい。ＴＥＲＡキャップ・エッチング処理も、処理時間およびチャンバ圧のような多様な動作パラメータを包含し得る。例えば、処理時間は、約０秒から約５０秒、別法として約０秒から約１８秒まで様々であり得る。チャンバ圧は約１０ミリトールから約１２０ミリトール、別法として約１０ミリトールから約９０ミリトールまで様々であり得る。
【００３６】
また、上で詳細に論じられたように、処理ガスは酸素含有ガス、窒素含有ガス、フッ素含有ガス、塩素含有ガス、または不活性ガス、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。さらに、酸素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約３００ｓｃｃｍまで様々であり得る。窒素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。フッ素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。塩素含有ガスに関する流量は、約０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、別法として約０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまで様々であり得る。
【００３７】
タスク２４０では、ＴＥＲＡ層中の形状構成のサイズが縮小され得る。一実施形態では、ＴＥＲＡ層中の形状構成の露出表面は酸化され得るが、このＴＥＲＡ形状構成の酸化された部分の少なくとも一部を除去するために、除去処理が実行され得る。トリミング量が確立され得るが、この酸化処理は正確なトリミング量が実現されるように制御され得る。除去処理中、化学的酸化物除去（ＣＯＲ）処理が実行され得る。別法の実施形態では、酸化処理およびＣＯＲ処理は、ＴＥＲＡ層中の形状構成のサイズを所定の寸法まで縮小するために何回も実行され得る。
【００３８】
典型的なＴＥＲＡ酸化処理中、処理時間は約０秒から約１８０秒、別法として約０秒から約１８秒まで様々であり得る。チャンバ圧は、約１０ミリトールから約３００ミリトール、別法として約１５０ミリトールから約２５０ミリトールまで様々であり得る。処理ガスは酸素含有ガスを含み得る。別法として、不活性ガスも含まれ得る。酸素含有ガスに関する流量は、約０．０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍ、別法として約１５０ｓｃｃｍから約３００ｓｃｃｍまで様々であり得る。ＲＦ電力が上部電極に供給され得るが、この上部ＲＦ電力は、約０．０ワットから約１５００ワット、別法として約２００ワットから約４００ワットまで様々であり得る。さらには、ＲＦ電力が下部電極に供給され得るが、この下部ＲＦ電力は、約０．０ワットから約５００ワット、別法として約３０ワットから約１００ワットまで様々であり得る。
【００３９】
酸化処理中に、ＴＥＲＡ層は部分的または全体的に酸化され得る。例えば、約１ｎｍから約５ｎｍの範囲にわたるＴＥＲＡ層が、１２秒未満で完全に酸化され得る。ＣＯＲ処理は、酸化されていないＴＥＲＡ材料を除去することはない。ＣＯＲ処理を使用して、当業者によって理解されるように、酸化されたＴＥＲＡ層の全部または一部を除去し得る。
【００４０】
例えば、転送モジュール４０、ＰＨＴモジュール５０、およびＣＯＲモジュール６０を使用して除去処理を実行し得る。この除去処理は、その処理を実行するためのＣＯＲレシピを使用し得るが、このＣＯＲレシピは、基材がＣＯＲモジュールに転送されるときに開始可能である。基材は、基材保持体の内部に収容されている持上げピンによって受け取られ得るが、この基材は基材保持体まで降下され得る。したがって、この基材は、静電クランプシステムのようなクランプシステムを使用して基材保持体に固定可能であり、さらに熱伝達ガスが基材の背面に供給され得る。
【００４１】
次に、ＣＯＲレシピを使用して基材の化学処理のための１つまたは複数の化学処理パラメータを設定することが可能であり、これらのパラメータは、化学処理処理圧、化学処理壁温度、化学処理基材保持体温度、化学処理基材温度、化学処理ガス分配システム温度、化学処理処理ガス、または化学処理処理ガス流量、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。次いで、基材は第１の時間の間、化学的に処理され得る。この第１の時間は、例えば、３０から３６０秒の範囲にわたり得る。
【００４２】
次に、基材は化学処置チャンバからＰＨＴモジュール５０に転送され得る。その時間の間、基材クランプが解除可能であり、さらに基材背面に対する熱伝達ガスが停止され得る。基材は、基材保持体の内部に収容されている持上げピン組立体を使用して基材保持体から転送平面まで垂直に持ち上げられる。この転送システムは、持上げピンから基材を受け取りかつ基材をＰＨＴモジュールの内部で位置決めし得る。その内部では、基材持上げ組立体が基材を転送システムから受け取りかつ基材を基材保持体まで降下し得る。
【００４３】
次いで、ＰＨＴレシピを使用してＰＨＴモジュールによって基材熱処理に関する１つまたは複数の熱処理パラメータを設定することができる。ＰＨＴレシピでは、基材が、第２の時間の間、熱処理され得る。例えば、これらの１つまたは複数のパラメータは、熱処理壁温度、熱処理上部組立体温度、熱処理基材温度、熱処理基材保持体温度、熱処理基材温度、熱処理処理圧、熱処理処理ガス、または熱処理処理ガス流量、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。第２の時間は、例えば、３０から３６０秒の範囲にわたり得る。
【００４４】
典型的な処理では、処理システム３０は、酸化されたＴＥＲＡ膜をトリミングするための化学的酸化物除去（ＣＯＲ）システムを含み得る。処理システム３０は、基材上の酸化された表面層のような露出表面層を化学的に処理するためのＣＯＲモジュール５０を含み得るが、それによって露出表面上の処理化学的性質の脱着が表面層の化学的変更に影響を与える。さらには、処理システム３０は、基材を熱処理するためのＰＨＴモジュール６０を含み得るが、それによって基材上の化学的変更を受けた露出表面を脱着（または蒸発）させるために基材温度が高められる。
【００４５】
一実施形態では、ＣＯＲモジュールはＨＦおよびＮＨ３を含有する処理ガスが使用可能であり、その処理圧は約１から約１００ミリトールの範囲にわたり得るが、例えば、約２から約２５ミリトールの範囲にわたり得る。処理ガス流量は、各化学種に関して約１から約２００ｓｃｃｍの範囲にわたり得るが、例えば、１０から１００ｓｃｃｍの範囲にわたり得る。さらには、実質的に均一な圧力場が実現され得る。さらには、ＣＯＲモジュールチャンバは、３０℃から１００℃の範囲にわたる温度まで加熱され得るが、例えば、この温度は約４０℃であり得る。さらには、ガス分配システムは、約４０℃から約１００℃の範囲にわたる温度まで加熱され得るが、例えば、この温度は約５０℃であり得る。基材は、約１０℃から約５０℃の範囲にわたる温度に維持され得るが、例えば、基材温度は約２０℃であり得る。
【００４６】
さらには、ＰＨＴモジュール５０では、熱処理チャンバは、約５０℃から約１００℃の範囲にわたる温度まで加熱され得るが、例えば、この温度は約８０℃であり得る。さらには、上部組立体は、約５０℃から約１００℃の範囲にわたる温度まで加熱され得るが、例えば、この温度は約８０℃であり得る。基材は約１００℃を超える温度まで加熱され得る。別法として、基材は約１００℃から２００℃の範囲内で加熱され得るが、例えば、この温度は約１３５℃であり得る。
【００４７】
本明細書で説明されるＣＯＲおよびＰＨＴ処理は、酸化されたＴＥＲＡに関して毎６０秒当たり約１０ｎｍを超える化学処理で、露出酸化表面のエッチング量をもたらし得る。これらの処理は、基材全体にわたって約２．５パーセント未満のエッチングのばらつきももたらし得る。
【００４８】
図３Ａ〜３Ｆは、本発明の実施形態に係る基材処理方法の簡略化された模式図を例示する。図３Ａには、一部が処理された半導体デバイスの簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは、フォトレジスト現像処理およびエッチング処理を利用して処理された。基材層３１０が示されており、この基材層は、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。追加層３２０が基材層３１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００４９】
ＴＥＲＡ層３３０が追加層の上に示されており、このＴＥＲＡ層はＴＥＲＡ形状構成３３２を含み得る。さらには、フォトレジスト層３４０がＴＥＲＡ層３３０の上に示されており、このフォトレジスト層３４０はフォトレジスト形状構成３４２を含み得る。例えば、フォトレジスト形状構成３４２は、フォトレジスト層が現像されるときに作製され得るが、ＴＥＲＡ層形状構成３３２は、エッチング処理を利用してフォトレジスト形状構成３４２がＴＥＲＡ層３３０の中へ転写されるときに作製され得る。
【００５０】
図３Ｂには、部分的に処理された半導体デバイスの別の簡略化された模式図が示されている。例示の実施形態では、この半導体デバイスはエッチング処理を利用して処理された。形状構成３３２が、エッチング処理を利用してフォトレジスト形状構成３４２を転写することによってＴＥＲＡ層３３０Ａの中に創出された。基材層３１０が示されており、この基材層は、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。追加層３２０が基材層３１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００５１】
処理された（エッチングされた）ＴＥＲＡ層３３０Ａが追加層の上に示されており、この処理されたＴＥＲＡ層３３０Ａは形状構成３３２を含み得る。さらには、フォトレジスト層３４０が、処理されたＴＥＲＡ層３３０Ａの上に示されており、このフォトレジスト層３４０はフォトレジスト形状構成３４２を含み得る。
【００５２】
図３Ｃには、一部が処理された半導体デバイスの別の簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは酸化処理を利用して処理された。フォトレジスト形状構成は酸化（灰化）処理によって除去され、酸化された領域３３３および３３５が、ＴＥＲＡ層３３０Ｂの中のＴＥＲＡ形状構成３３２の中に創出された。ＴＥＲＡ形状構成の側面上の酸化された領域３３３は、ＴＥＲＡ形状構成の頂面上の酸化された領域３３５とは異なる厚みを有し得る。例えば、ＴＥＲＡ層の頂面部分は、ＴＥＲＡ層の他の部分よりもエッチングに対して高い耐性を有するキャップ部分を含み得る。
【００５３】
図３Ｃには、基材層３１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。追加層３２０が基材層３１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理されたＴＥＲＡ層３３０Ｂが追加層の上に示されており、この処理されたＴＥＲＡ層３３０Ｂは、酸化された領域３３３および３３５を有する形状構成３３２を含み得る。
【００５４】
図３Ｄには、一部が処理された半導体デバイスの別の簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスはＣＯＲ処理を利用して処理された。酸化された領域は、ＣＯＲ処理を利用してＴＥＲＡ形状構成の酸化された領域を除去することによって除去され、ＴＥＲＡ層３３０Ｃの中に縮小されたＴＥＲＡ形状構成３３７を創出した。基材層３１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。追加層３２０が基材層３１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理されたＴＥＲＡ層３３０Ｃが追加層の上に示されており、この処理されたＴＥＲＡ層３３０Ｃは、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成３３７を含み得る。
【００５５】
図３Ｅには、一部が処理された半導体デバイスの別の簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、半導体デバイスはエッチング処理を利用して処理され、追加層３２０中の１つまたは複数の層が、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成３３７をマスクとして使用してエッチングされた。この縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成３３７はマスク形状構成として使用可能であり、ドライエッチング処理および／またはウエットエッチング処理が実行され得る。基材層３１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００５６】
処理された（エッチングされた）追加層３２０Ａが基材層３１０の上に示されている。この処理された（エッチングされた）追加層３２０Ａは、ビアホール３２４および追加層形状構成３２２を含み得る。追加層形状構成３２２は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理された（一部がエッチングされた）ＴＥＲＡ層３３０Ｃが追加層の上に示されており、この処理された（一部がエッチングされた）ＴＥＲＡ層３３０Ｃは、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成３３７を含み得る。例えば、この追加層形状構成は窒化物層およびドーピングされたポリ層を含み得る。
【００５７】
図３Ｆには、一部が処理された半導体デバイスの別の簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは除去処理を利用して処理されており、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成３３７が除去された。基材層３１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理された（エッチングされた）追加層３２０Ａが基材層３１０の上に示されている。この処理された（エッチングされた）追加層３２０Ａは、ビアホール３２４および追加層形状構成３２２を含み得る。追加層形状構成３２２は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。このような様態で、縮小されたサイズの形状構成が追加層の中に創出されており、より小さい臨界寸法（ゲート幅）が実現され得る。一実施形態では、更なる処理が実行され得る。
【００５８】
図４Ａ〜４Ｇは、本発明の別の実施形態に係る基材処理方法の簡略化された模式図を例示する。
【００５９】
図４Ａには、一部が処理された半導体デバイスの簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは、ハードマスク現像処理を利用して処理された。基材層４１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。追加層４２０が基材層４１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。ＴＥＲＡ層４３０が追加層の上に示されており、このＴＥＲＡ層はハードマスクとして使用され得る。さらには、ハードマスク層４４０がＴＥＲＡ層４３０の上に示されており、このハードマスク層４４０はハードマスク形状構成４４２を含み得る。例えば、このハードマスク形状構成４４２は、フォトレジスト層（図示せず）を使用して作製され得る。
【００６０】
図４Ｂには、一部が処理された半導体デバイスの簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは、エッチング処理を利用して処理された。形状構成４３２が、エッチング処理を利用してハードマスク形状構成４４２を転写することによってＴＥＲＡ層４３０Ａの中に創出された。基材層４１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００６１】
追加層４２０が基材層４１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。さらには、フォトレジスト層４４０が、処理されたＴＥＲＡ層４３０Ａの上に示されており、このフォトレジスト層４４０はフォトレジスト形状構成４４２を含み得る。
【００６２】
図４Ｃには、一部が処理された半導体デバイスの簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは、酸化処理を利用して処理された。酸化された領域４３５は、酸化処理を利用してＴＥＲＡ形状構成４３２の露出表面を酸化することによって、ＴＥＲＡ層４３０Ｂの中のＴＥＲＡ形状構成４３２の中に創出された。基材層４１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００６３】
追加層４２０が基材層４１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理されたＴＥＲＡ層４３０Ｂが追加層の上に示されており、この処理されたＴＥＲＡ層４３０Ｂは、酸化された領域４３５を有する形状構成４３２を含み得る。さらには、フォトレジスト層４４０が、処理されたＴＥＲＡ層４３０Ｂの上に示されており、このフォトレジスト層４４０はフォトレジスト形状構成４４２を含み得る。
【００６４】
図４Ｄには、一部が処理された半導体デバイスの簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは、ＣＯＲ処理を利用して処理された。酸化された領域はＣＯＲ法を使用して除去され得るが、それによってＴＥＲＡ層４３０Ｃの中に縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７を創出する。別法として、別の実質的に横方向のエッチング処理が実行され得るが、そこでは酸化された領域４３５が除去されて、ＴＥＲＡ層４３０Ｃの中に縮小されたＴＥＲＡ形状構成４３７を創出し得る。基材層４１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００６５】
追加層４２０が基材層４１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理された（横方向にエッチングされた）ＴＥＲＡ層４３０Ｃが追加層の上に示されており、この処理された（横方向にエッチングされた）ＴＥＲＡ層４３０Ｃは、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７を含み得る。さらには、ハードマスク形状構成が、この縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７の上に示され得る。
【００６６】
図４Ｅには、一部が処理された半導体デバイスの簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは、除去処理を利用して処理されており、ハードマスク形状構成４４２は除去されている。ハードマスク形状構成は、灰化処理、ドライエッチング処理、またはウエットエッチング処理、もしくはこれらの２つ以上の組合せを使用して除去され得る。基材層４１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００６７】
追加層４２０が基材層４１０の上に示されている。この追加層は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理された（横方向にエッチングされた）ＴＥＲＡ層４３０Ｃが追加層の上に示されており、この処理された（横方向にエッチングされた）ＴＥＲＡ層４３０Ｃは、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７を含み得る。図４Ｅでは、ハードマスク形状構成が、この縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７の上表面から除去されている。
【００６８】
図４Ｆには、一部が処理された半導体デバイスの簡略化された模式図が示されている。例示された実施形態では、この半導体デバイスは、エッチング処理を利用して処理されており、追加層４２０は、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７をマスクとして使用してエッチングされた。この縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７は、マスク形状構成として使用可能であり、ドライエッチング処理および／またはウエットエッチング処理が実行され得る。基材層４１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。
【００６９】
処理された（エッチングされた）追加層４２０Ａが基材層４１０の上に示されている。この処理された（エッチングされた）追加層４２０Ａは、ビア４２４および追加層形状構成４２２を含み得る。追加層形状構成４２２は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理された（横方向にエッチングされた）ＴＥＲＡ層４３０Ｃが追加層の上に示されており、この処理された（横方向にエッチングされた）ＴＥＲＡ層４３０Ｃは、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７を含み得る。例えば、追加層形状構成は窒化物層およびドーピングされたポリ層を含み得る。
【００７０】
図４Ｇには、一部が処理された半導体デバイスの別の簡略化された模式図が示されている。
【００７１】
例示された実施形態では、この半導体デバイスは除去処理を利用して処理されており、縮小されたサイズのＴＥＲＡ形状構成４３７は除去されている。基材層４１０が示されており、この基材層は珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。処理された（エッチングされた）追加層４２０Ａが基材層４１０の上に示されている。この処理された（エッチングされた）追加層４２０Ａは、ビアホール４２４および追加層形状構成４２２を含み得る。追加層形状構成４２２は１つまたは複数の層を含み得るが、各層は、酸化物、金属、または誘電材料、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。このような様態で、縮小されたサイズの形状構成が追加層の中に創出可能であり、より小さい臨界寸法（ゲート幅）が実現され得る。
【００７２】
図５は、本発明の実施形態に係るＰＥＣＶＤシステムの簡略化されたブロック図を例示する。例示された実施形態では、ＰＥＣＶＤシステム５００は、処理チャンバ５１０、容量結合プラズマ源の一部としての上部電極５４０、シャワープレート組立体５２０、基材５３５を支持するための基材保持体５３０、圧力制御システム５８０、および制御装置５９０を含む。
【００７３】
一実施形態では、ＰＥＣＶＤシステム５００は、弁５７８を使用して処理チャンバ５１０に結合され得る遠隔プラズマシステム５７５を含み得る。別の実施形態では、遠隔プラズマシステムおよび弁が具備されていない。
【００７４】
一実施形態では、ＰＥＣＶＤシステム５００は、処理チャンバ５１０に結合され得る圧力制御システム５８０を含み得る。例えば、この圧力制御システム５８０は、スロットル弁（図示せず）およびターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）（図示せず）を含むことが可能であり、処理チャンバ５１０内に制御された圧力を供給し得る。別法の実施形態では、この圧力制御システム５８０はドライポンプ（図示せず）を含み得る。例えば、チャンバ圧は約０．１ミリトールから約１００ミリトールの範囲にわたり得る。別法として、チャンバ圧は約０．１ミリトールから約２０ミリトールの範囲にわたり得る。
【００７５】
処理チャンバ５１０は、処理空間５０２内のプラズマの形成を促進し得る。ＰＥＣＶＤシステム５００は、２００ｍｍ基材、３００ｍｍ基材、またはより大きな基材など、任意のサイズの基材を処理するように構成され得る。別法として、ＰＥＣＶＤシステム５００は、１つまたは複数の処理チャンバ内でプラズマを生成することによって動作可能である。
【００７６】
ＰＥＣＶＤシステム５００は、処理チャンバ５１０に結合されたシャワープレート組立体５２０を備える。このシャワープレート組立体５２０は基材保持体５３０に対向して取り付けられ得る。シャワープレート組立体５２０は、中心領域５２２、縁領域５２４、および副領域５２６を含む。遮蔽リング５２８を使用してシャワープレート組立体５２０を処理チャンバ５１０に結合することができる。
【００７７】
中心領域５２２は、第１の処理ガス配管５２３によってガス供給システム５３１に結合される。縁領域５２４は、第２の処理ガス配管５２５によってガス供給システム５３１に結合される。副領域５２６は、第３の処理ガス配管５２７によってガス供給システム５３１に結合される。
【００７８】
ガス供給システム５３１は、第１の処理ガスを中心領域５２２に供給し、第２の処理ガスを縁領域５２４に供給し、さらに第３の処理ガスを副領域５２６に供給する。ガスの化学的性質および流量は、これらの領域に対して個々に制御され得る。別法として、中心領域５２２および縁領域５２４は単一の主要領域として一体に結合可能であり、ガス供給システム５３１は、この主要領域に第１の処理ガスおよび／または第２の処理ガスを供給することができる。別法の実施形態では、これらの領域のいずれかが一体に結合され、ガス供給システム５３１は、適切であれば、１つまたは複数の処理ガスを供給することができる。
【００７９】
ガス供給システム５３１は、前駆物質を供給するために少なくとも１つの蒸発器（図示せず）を含み得る。別法として、蒸発器は必要ない。別法の実施形態では、泡立てシステムが使用され得る。
【００８０】
ＰＥＣＶＤシステム５００は、シャワープレート組立体５２０に、また処理チャンバ５１０にも結合され得る上部電極５４０を含む。この上部電極５４０は温度制御要素５４２を含み得る。上部電極５４０は、第１の整合回路網５４４を使用して第１のＲＦ源５４６に結合され得る。当業者によって理解されるように、第１の整合回路網５４４は、第１のＲＦ源５４６と上部電極５４０との間に設けられる必要はない。
【００８１】
第１のＲＦ源５４６はＴＲＦ（同調無線周波数）信号を上部電極５４０に送信し、第１のＲＦ源５４６は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。このＴＲＦ信号は、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内に、または別法として約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚの周波数域内にあり得る。第１のＲＦ源５４６は約０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として第１のＲＦ源５４６は約０ワットから約５０００ワットの電力域内で動作可能である。
【００８２】
上部電極５４０およびＲＦ源５４６は、容量結合プラズマ源の一部である。この容量結合プラズマ源は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源、変成器結合プラズマ（ＴＣＰ）源、マイクロ波プラズマ源、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ源、ヘリコン波プラズマ源、および表面波プラズマ源によって置き換えられてもよいし、または増強されてもよい。当業者でよく知られているように、上部電極５４０は、様々な適切なプラズマ源において排除されもよいし、または再構成されてもよい。
【００８３】
基材５３５は、例えば、スロット弁（図示せず）およびチャンバ貫通部品（図示せず）を介して基材転送システム（図示せず）によって処理チャンバ５１０の中へ、かつそこから転送され得るが、この基材は基材保持体５３０によって受け取られ、かつこの保持体に結合された装置によって機械的に並進され得る。一旦、基材５３５が基材転送システムから受け取られると、基材５３５は、結合組立体５５２によって基材保持体５３０に結合され得る並進装置５５０を使用して持上げおよび／または降下され得る。
【００８４】
基材５３５は、静電クランプシステムによって基材保持体５３０に保持または固定され得る。例えば、静電クランプシステムは電極５１６およびＥＳＣ（静電チャック）電源５５６を含み得る。例えば、約−２０００Ｖから約＋２０００Ｖの範囲にわたり得るクランプ電圧が、クランプ電極５１６に供給され得る。別法として、クランプ電圧は約−１０００Ｖから約＋１０００Ｖの範囲にわたり得る。別法の実施形態では、ＥＳＣシステムおよびＥＳＣ電源５５６は必要ない。
【００８５】
基材保持体５３０は、基材５３５を基材保持体５３０の表面へ、かつ／またはそれから降下および／もしくは持ち上げるための持上げピン（図示せず）を含み得る。別法の実施形態では、当業者によって理解されるように、異なる持上げ装置が基材保持体５３０の中に設けられ得る。別法の実施形態では、ガスが、例えば、基材５３５と基材保持体５３０との間のガスギャップ熱伝導係数を向上させるために、背面ガスシステムによって基材５３５の背面に送達され得る。
【００８６】
温度制御システムも設けられ得る。このようなシステムは、基材５３５の温度制御が高いまたは低い温度で必要なときに利用され得る。例えば、抵抗加熱要素のような加熱要素５３２、または熱電加熱器／冷却器が具備され得るが、基材保持体５３０は熱交換システム５３４をさらに具備し得る。加熱要素５３２は加熱器供給源５５８に結合され得る。熱交換システム５３４は、基材保持体５３０から熱を受け取り、その熱を熱交換器システム（図示せず）に伝達するか、または加熱時に、熱を熱交換器システムから基材保持体５３０に伝達する再循環冷媒流路を具備し得る。
【００８７】
また、電極５１６が、第２の整合回路網５６２を使用して第２のＲＦ源５６０に結合され得る。別法として、この第２の整合回路網５６２は必要ない。
【００８８】
第２のＲＦ源５６０は底部ＲＦ信号（ＢＲＦ）を下部電極５１６に供給し、第２のＲＦ源５６０は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。ＢＲＦ信号は約０．２ＭＨｚから約３０ＭＨｚの周波数域内に、または別法として、約０．３ＭＨｚから約１５ＭＨｚの周波数域内にあり得る。第２のＲＦ源５６０は、約０．０ワットから約１０００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として、第２のＲＦ源５６０は約０．０ワットから約５００ワットの電力域内で動作可能である。様々な実施形態では、下部電極５１６は使用されなくてもよいし、またはチャンバ５１０内部の唯一のプラズマ源であってもよいし、または任意の追加的なプラズマ源を増強してもよい。
【００８９】
ＰＥＣＶＤシステム５００は、蛇腹５５４によって処理チャンバ５１０に結合され得る並進装置５５０をさらに含み得る。また、結合組立体５５２が、この並進装置５５０を基材保持体５３０に結合し得る。蛇腹５５４は、垂直の並進装置５５０を処理チャンバ５１０外部の環境から封止するように構成される。
【００９０】
並進装置５５０は、可変ギャップ５０４がシャワープレート組立体５２０と基材５３５との間に確立されることを可能にする。ギャップ５０４は約１０ｍｍから約２００ｍｍの範囲にわたり得るが、別法として、ギャップ５０４は約２０ｍｍから約８０ｍｍの範囲にわたり得る。ギャップ５０４は固定された状態に留まり得るか、またはギャップ５０４は蒸着工程時に変更され得る。
【００９１】
さらには、基材保持体５３０は焦点リング５０６およびセラミック・カバー５０８をさらに含み得る。別法として、当業者によって理解されるように、焦点リング５０６および／またはセラミック・カバー５０８は具備される必要がない。
【００９２】
少なくとも１つのチャンバ壁５１２が、この壁を保護するために被覆５１４を含み得る。例えば、被覆５１４はセラミック材料を含み得る。別法の実施形態では、この被覆５１４は必要ない。さらには、セラミック遮蔽体（図示せず）が処理チャンバ５１０内部に使用され得る。
【００９３】
さらには、温度制御システムを使用してチャンバ壁５１２温度を制御することができる。例えば、温度を制御するために、ポートがチャンバ壁５１２の中に設けられ得る。チャンバ壁５１２温度は、処理がチャンバ５１０内に実行されている間、相対的に一定に維持され得る。
【００９４】
また、温度制御システムを使用して上部電極５４０の温度を制御することができる。温度制御要素５４２を使用して上部電極５４０の温度を制御することができる。上部電極５４０の温度は、処理がチャンバ５１０内で実行されている間、相対的に一定に維持され得る。
【００９５】
さらには、ＰＥＣＶＤシステム５００は、チャンバ５１０の洗浄に使用され得る遠隔プラズマシステム５７５も含み得る。
【００９６】
さらには、ＰＥＣＶＤシステム５００は、汚染および／またはチャンバ５１０の洗浄を制御するために使用され得る浄化システム（図示せず）も含み得る。
【００９７】
別法の実施形態では、処理チャンバ５１０は、例えば、監視ポート（図示せず）をさらに含み得る。この監視ポートは、例えば、処理空間５０２の光学的な監視を許容し得る。
【００９８】
ＰＥＣＶＤシステム５００は制御装置５９０も含む。この制御装置５９０はチャンバ５１０、シャワープレート組立体５２０、基材保持体５３０、ガス供給システム５３１、上部電極５４０、第１のＲＦ整合回路５４４、第１のＲＦ源５４６、並進装置５５０、ＥＳＣ電源５５６、加熱器供給源５５８、第２のＲＦ整合回路５６２、第２のＲＦ源５６０、浄化システム５９５、遠隔プラズマ装置５７５、および圧力制御システム５８０に結合され得る。制御装置５９０は、これらの構成要素に制御データを供給し、かつこれらの構成要素からの処理データのようなデータを受け取るように構成され得る。例えば、制御装置５９０は、マイクロプロセッサと、メモリと、処理システム５００に対する入力を通信および活性化するばかりでなく、ＰＥＣＶＤシステム５００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デジタル入／出力ポートとを含み得る。
【００９９】
さらには、制御装置５９０は情報をシステム構成要素と交換することができる。また、メモリ中に格納されたプログラムを利用して、処理レシピに従ってＰＥＣＶＤシステムシステム５００の前述の構成要素を制御することもできる。さらには、制御装置５９０は、処理データを分析し、処理データを目標処理データと比較し、さらにこのような比較を利用して処理を変更しかつ／または蒸着ツールを制御するように構成され得る。また、制御装置５９０は、処理データを分析し、処理データを履歴処理データと比較し、さらにこのような比較を利用して欠陥を予測し、防止し、かつ／または宣告するように構成され得る。
【０１００】
ＴＥＲＡ層の蒸着時、基材５３５は並進可能な基材保持体５３０の上に配置され得る。例えば、この並進可能な基材保持体５３０を使用して、上部電極５４０表面と並進可能な基材保持体５３０表面との間のギャップを確立することができる。このギャップ５０４は、約１０ｍｍから約２００ｍｍの範囲にわたり得るが、別法として、ギャップ５０４は約２０ｍｍから約８０ｍｍの範囲にわたり得る。別法の実施形態では、ギャップ５４０は変更され得る。
【０１０１】
ＴＥＲＡ層の蒸着工程時、ＴＲＦ信号が、第１のＲＦ源５４４を使用して上部電極５４０に供給され得る。例えば、第１のＲＦ源５４４は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。別法として、第１のＲＦ源５４４は約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内で動作可能であるか、または第１のＲＦ源５４４は約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。第１のＲＦ源５４４は約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として、第１のＲＦ源５４４は約１０ワットから約５０００ワットの電力域内で動作可能である。
【０１０２】
また、ＴＥＲＡ層蒸着工程時に、ＢＲＦ信号が、第２のＲＦ源５６０を使用して下部電極５３０に供給され得る。例えば、第２のＲＦ源５６０は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。別法として、第２のＲＦ源５６０は約０．２ＭＨｚから約３０ＭＨｚの周波数域内で動作可能であるか、または第２のＲＦ源は約０．３ＭＨｚから約１５ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。第２のＲＦ源５６０は約０．０ワットから約１０００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として、第２のＲＦ源５６０は約０．０ワットから約５００ワットの電力域内で動作可能である。別法の実施形態では、ＢＲＦ信号は必要ない。
【０１０３】
さらには、処理ガスが、シャワープレート組立体５２０を使用して処理チャンバ５１０に供給され得る。例えば、処理ガスは、珪素含有前駆物質、炭素含有前駆物質、または酸素含有ガス、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。不活性ガスも含まれ得る。例えば、珪素含有前駆物質および炭素含有前駆物質に関する流量は約０ｓｃｃｍから約５０００ｓｃｃｍの範囲にわたり得るが、不活性ガスに関する流量は約０ｓｃｃｍから１００００ｓｃｃｍの範囲にわたり得る。珪素含有前駆物質は、モノシラン（ＳｉＨ４）、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）、モノメチルシラン（１ＭＳ）、ジメチルシラン（２ＭＳ）、トリメチルシラン（３ＭＳ）、テトラメチルシラン（４ＭＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＯＳ）、またはテトラメチルシクロテトラシラン（ＴＭＣＴＳ）、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。炭素含有前駆物質は、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６、またはＣ６Ｈ５ＯＨ、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、または窒素、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得る。例えば、酸素含有ガスは、Ｏ２、ＣＯ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、またはＣＯ２、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含み得るが、その流量は約０ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの範囲にわたり得る
【０１０４】
ＴＥＲＡ層は、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、または１５７ｎｍの少なくとも１つの波長で測定されるときに約１．５から約２．５の範囲にわたる屈折率（ｎ）を有し、かつ２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、または１５７ｎｍの少なくとも１つの波長で測定されるときに約０．１０から約０．９の範囲にわたる吸光率（ｋ）を有する材料を含み得る。例えば、ＴＥＲＡ層はＳｉＣＯＨ材料またはＳｉＣＨ材料、もしくはこれらの組合せを含み得る。ＴＥＲＡ層は約３０ｎｍから約５００ｎｍの範囲にわたる厚みを含み得るが、その蒸着速度は約１００Å／分から約１００００Å／分の範囲にわたり得る。ＴＥＲＡ層は、異なるエッチング耐性および／または光学特性を有する１つまたは複数の層を含み得る。
【０１０５】
さらには、チャンバ圧および基材温度は、ＴＥＲＡ層の蒸着時に制御され得る。例えば、チャンバ圧は約０．１ミリトールから約１００．０ミリトールの範囲にわたり得るが、基材温度は約０℃から約５００℃の範囲にわたり得る。
【０１０６】
図６は、本発明の実施形態に係る処理システム６００に関する簡略化されたブロック図を例示する。例示された実施形態では、基材６４２の化学処理および熱処理を実行するための処理システム６００が提示されている。処理システム６００は、化学処理システム６１０と、この化学処理システム６１０に結合された熱処理システム６２０とを含む。化学処理システム６１０は、温度制御され得る化学処理チャンバ６１１を含む。熱処理システム６２０は、温度制御され得る熱処理チャンバ６２１を含む。化学処理チャンバ６１１および熱処理チャンバ６２１は、断熱組立体６３０を使用して相互に熱絶縁され、かつゲート弁組立体６９６を使用して相互に真空隔離され得る。
【０１０７】
図６に例示されているように、化学処理システム６１０は、化学処理チャンバ６１１から実質的に熱隔離されるように構成され、かつ基材６４２を支持するように構成された温度制御式の基材保持体６４０をさらに含む。真空ポンプシステム６５０が、化学処理チャンバ６１１を排気するために、化学処理チャンバ６１１に結合されている。ガス分配システム６６０も、処理ガスを化学処理チャンバ６１１内部の処理空間６６２の中へ導入するために、化学処理チャンバ６１１に連結されている。
【０１０８】
また、熱処理システム６２０は、熱処理チャンバ６２１内部に取り付けられた温度制御式の基材保持体６７０をさらに含む。基材保持体６７０は、熱処理チャンバ６２１から実質的に熱絶縁されるように構成され、かつ基材６４２’を支持するように構成される。真空ポンプシステム６８０を使用して熱処理チャンバ６２１を排気する。基材持上げ組立体６９０が熱処理チャンバ６２１に結合される。この持上げ組立体６９０は、保持平面（実線）と基材保持体６７０（点線）との間で、すなわち、これらの間に位置する転送平面に、基材６４２”を垂直に並進し得る。熱処理チャンバ６２１は上部組立体６８４をさらに含み得る。
【０１０９】
さらには、化学処理チャンバ６１１、熱処理チャンバ６２１、および断熱組立体６３０は、基材６４２が通過して転送され得る共通開口部６９４を画定する。処理中、共通開口部６９４は、２つのチャンバ６１１、６２１内で別個に処理できるようにゲート弁組立体６９６を使用して封止閉鎖され得る。さらには、転送開口部６９８が、図１に例示されたように基材を転送システムと交換できるように熱処理チャンバ６２１内部に形成され得る。例えば、第２の断熱組立体６３１が、熱処理チャンバ６２１を転送システム（図示せず）から熱絶縁するために実施され得る。開口部６９８は熱処理チャンバ６２１の一部として例示されているけれども、この転送開口部６９８は化学処理チャンバ６１１の内部に形成され、熱処理チャンバ６２１の内部に形成されていなくてもよいし、または転送開口部６９８は化学処理チャンバ６１１および熱処理チャンバ６２１の両方の内部に形成されてもよい。
【０１１０】
図６に例示されているように、化学処理システム６１０は、基材６４２を熱的に制御しかつ処理するための幾つかの作用的な機能を与えるために、基材保持体６４０および基材保持体組立体６４４を含む。基材保持体６４０および基材保持体組立体６４４は、基材６４２を基材保持体６４０に電気的に（または機械的に）固締するために静電式クランプシステム（または機械式クランプシステム）を含み得る。さらには、基材保持体６４０は、例えば、熱を基材保持体６４０から受け取って熱を熱交換器システム（図示せず）に移転するか、または加熱しているときに、熱を熱交換器システムから移転する再循環冷媒流を有する冷却システムをさらに具備し得る。
【０１１１】
さらには、熱伝達ガスは、例えば、基材６４２と基材保持体６４０との間のガスギャップ熱伝導係数を向上させるために、背面ガスシステムによって基材６４２の背面に送達され得る。例えば、基材６４２の背面に供給された熱伝達ガスは、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトンのような不活性ガス；処理ガス；または酸素、窒素、もしくは水素のような他のガスを含み得る。このようなシステムは、基材６４２の温度制御が高いまたは低い温度で必要なときに利用され得る。例えば、背面ガスシステムは、２域（中心／縁）システムのような多域分配システムを含み得るが、そこでは背面ガスギャップ圧が、基材６４２の中心と縁と間で別個に変更され得る。他の実施形態では、抵抗加熱要素のような加熱／冷却要素、または熱電加熱器／冷却器が、基材保持体６４０の中ばかりでなく、化学処理チャンバ６１１のチャンバ壁の中にも具備され得る。
【０１１２】
また、基材保持体６４０は、基材６４２を基材保持体６４０の上表面および処理システム６００中の転送平面に、かつこれらから垂直に並進するために、３つ以上の持上げピン（図示せず）を上昇および下降させ得る持上げピン組立体（図示せず）をさらに含むことができる。
【０１１３】
さらには、温度制御式の基材保持体６４９の温度は、熱電対（例えば、Ｋ型熱電対、Ｐｔセンサ等）のような温度検知装置（図示せず）を使用して監視され得る。さらには、制御装置が、基材保持体６４０の温度を制御するために、温度測定を基材保持体６４０に対するフィードバックとして利用することができる。例えば、基材保持体６４０の温度および／または基材６４２の温度の変化に影響を与えるために、流体流量、流体温度、熱伝達ガス種類、熱伝達ガス圧、クランプ力、抵抗加熱器要素電流もしくは電圧、熱電装置電流もしくは極性、またはこれらの２つ以上の組合せが調整され得る。
【０１１４】
再び図６を参照すると、化学処理システム６１０がガス分配システム６６０を含む。一実施形態では、ガス分配システム６６０はシャワーヘッド・ガス噴射システム（図示せず）を含み得る。このガス分配システム６６０は、化学処理チャンバ６１１内部の処理空間６６２に処理ガスを分配するために、１つまたは複数のガス分配口をさらに含み得る。さらには、この処理ガスは、例えば、ＮＨ３、ＨＦ、Ｈ２、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ａｒ、Ｈｅ等を含み得る。
【０１１５】
図６に示されているように、化学処理システム６２０は、高い温度に維持される温度制御式の化学処理チャンバ６１１をさらに含む。例えば、壁加熱要素６６６が壁温度制御ユニット６６８に結合可能であり、この壁加熱要素６６６は化学処理チャンバ６１１に結合するように構成され得る。加熱要素６６６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、窒化アルミニウム等のフィラメントのような抵抗加熱器要素を含み得る。抵抗加熱要素を製造するための市販されている材料の例には、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）、アクロタル（Ａｋｒｏｔｈａｌ）が含まれるが、これらは米国コネチカット州ベセル市（Ｂｅｔｈｅｌ）のカンタル社（Ｋａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製造された金属合金に対する登録商標名である。カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）の仲間にはフェライト系合金（ＦｅＣｒＡｌ）が含まれ、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）の仲間にはオーステナイト系合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）が含まれる。
【０１１６】
電流がフィラメントを通って流れるとき、電力が熱として散逸され、したがって、壁温度制御ユニット６６８は、例えば、制御可能なＤＣ電源を含み得る。例えば、壁加熱要素６６６が、ワトロー社（Ｗａｔｌｏｗ）（６０５１０米国イリノイ州バテーヴィア市（Ｂａｔａｖｉａ）キングスランド  Ｄｒ．１３１０）から市販されている少なくとも１つのファイヤロッド（Ｆｉｒｅｒｏｄ）カートリッジ加熱器が含まれ得る。冷却要素も化学処理チャンバ６１１で使用され得る。化学処理チャンバ６１１の温度は、熱電対（例えば、Ｋ型熱電対、Ｐｔセンサ等）のような温度検知装置を使用して監視され得る。さらには、制御装置が、化学処理チャンバ６１１の温度を制御するために、温度測定を壁温度制御ユニット６６８に対するフィードバックとして利用することができる。
【０１１７】
再び図６を参照すると、化学処理システム６１０は、任意の選択温度に維持され得る温度制御式のガス分配システム６６０をさらに含み得る。
【０１１８】
さらには、図６には、チャンバ圧を絞るための真空ポンプ６５２およびゲート弁５６４を含み得る真空ポンプシステム６５０が示されている。真空ポンプ６５２は、例えば、毎秒５０００リットル（以上）に達するポンプ速度が可能なターボ分子真空ポンプ（ＴＭＰ）を具備し得る。例えば、ＴＭＰは、セイコー（Ｓｅｉｋｏ）ＳＴＰ−Ａ８０３真空ポンプ、またはエバラ（Ｅｂａｒａ）ＥＴ１３０１Ｗ真空ポンプであり得る。ＴＭＰは低圧の、典型的には５０ミリトール未満の処理に有用である。高圧（すなわち、１００ミリトールを超える）または低処理能力の処理（すなわち、ガス流が存在しない）では、機械式加圧ポンプおよびドライ荒引きポンプが使用され得る。
【０１１９】
一実施形態では、処理システム６００は、図１の制御装置９０のような制御装置を使用して制御され得る。別法の実施形態では、処理システム６００は、化学処理システム６１０および熱処理システム６２０に結合され得る制御装置（図示せず）を含み得る。例えば、この制御装置は、プロセッサと、メモリと、化学処理システム６１０ばかりでなく、熱処理システム６２０とも情報交換できるデジタル入／出力ポートとを含み得る。
【０１２０】
図６に示されているように、熱処理システム６２０は、温度制御式の基材保持体６７０をさらに含む。基材保持体６７０は、この保持体の中に埋め込まれた加熱要素６７６と、この保持体に結合された基材保持体温度制御ユニット６７８とをさらに含み得る。加熱要素６７６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、窒化アルミニウム等のフィラメントのような抵抗加熱器要素を含み得る。抵抗加熱要素を製造するための市販されている材料の例には、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）、アクロタル（Ａｋｒｏｔｈａｌ）が含まれるが、これらは米国コネチカット州ベセル市（Ｂｅｔｈｅｌ）のカンタル社（Ｋａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製造された金属合金に対する登録商標名である。カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）の仲間にはフェライト系合金（ＦｅＣｒＡｌ）が含まれ、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）の仲間にはオーステナイト系合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）が含まれる。
【０１２１】
上で論じられたように、電流がフィラメントを通って流れるとき、電力が熱として散逸され、したがって、基材保持体温度制御ユニット６７８は、例えば、制御可能なＤＣ電源を含み得る。別法として、温度制御式の基材保持体６７０は、ワトロー社（Ｗａｔｌｏｗ）（６０５１０米国イリノイ州バテーヴィア市（Ｂａｔａｖｉａ）キングスランド  Ｄｒ．  １３１０）から市販されている４００から４５０℃の最大動作温度が可能な鋳込み加熱器、または同様にワトロー社（Ｗａｔｌｏｗ）から市販されている窒化アルミニウム材料を含み、３００℃もの高い動作温度および２３．２５Ｗ／ｃｍ２に達する電力密度が可能な膜加熱器が含まれ得る。別法として、冷却要素も基材保持体６７０に組み込まれ得る。
【０１２２】
基材保持体６７０の温度は、熱電対（例えば、Ｋ型熱電対）のような温度検知装置を使用して監視され得る。さらには、制御装置が、基材保持体６７０の温度を制御するために、温度測定を基材保持体温度制御ユニット６７８に対するフィードバックとして利用することができる。
【０１２３】
再び図６を参照すると、熱処理システム６２０は、選択温度に維持される温度制御式の熱処理チャンバ６２１をさらに含み得る。例えば、熱式壁加熱要素６８３が熱式壁温度制御ユニット６８１に結合可能であり、この熱式壁加熱要素６８３は熱処理チャンバ６２１に結合するように構成され得る。加熱要素６８３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、窒化アルミニウム等のフィラメントのような抵抗加熱器要素を含み得る。抵抗加熱要素を製造するための市販されている材料の例には、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）、アクロタル（Ａｋｒｏｔｈａｌ）が含まれるが、これらは米国コネチカット州ベセル市（Ｂｅｔｈｅｌ）のカンタル社（Ｋａｎｔｈａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製造された金属合金に対する登録商標名である。カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）の仲間にはフェライト系合金（ＦｅＣｒＡｌ）が含まれ、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）の仲間にはオーステナイト系合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）が含まれる。
【０１２４】
電流がフィラメントを通って流れるとき、電力が熱として散逸され、したがって、熱壁温度制御ユニット６８１は、例えば、制御可能なＤＣ電源を含み得る。例えば、熱壁加熱要素６８３が、ワトロー社（Ｗａｔｌｏｗ）（６０５１０米国イリノイ州バテーヴィア市（Ｂａｔａｖｉａ）キングスランド  Ｄｒ．  １３１０）から市販されている少なくとも１つのファイヤロッド（Ｆｉｒｅｒｏｄ）カートリッジ加熱器が含まれ得る。別法として、または追加的に、冷却要素が熱処理チャンバ６２１で使用されてもよい。熱処理チャンバ６２１の温度は、熱電対（例えば、Ｋ型熱電対、Ｐｔセンサ等）のような温度検知装置を使用して監視され得る。さらには、制御装置が、熱処理チャンバ６２１の温度を制御するために、温度測定を熱式壁温度制御ユニット６８１に対するフィードバックとして利用することができる。
【０１２５】
さらには、熱処理システム６２０は上部組立体６８４をさらに含み得る。上部組立体６８４は、例えば、浄化ガス、処理ガス、または洗浄ガスを熱処理チャンバ６２１に導入するためのガス噴射システムを含み得る。別法として、熱処理チャンバ６２１は上部組立体とは別体のガス噴射システムを含み得る。例えば、浄化ガス、処理ガス、または洗浄ガスが、熱処理チャンバ６２１にその側壁を通して導入され得る。
【０１２６】
別法の実施形態では、上部組立体６８４は、基材持上げ組立体６９０上に位置決めされた基材６４２”を加熱するためのタングステン・ハロゲンランプの配列のような放射加熱器を含み得る。熱処理システム６２０は、選択温度に維持され得る温度制御式の上部組立体６８４をさらに含み得る。例えば、上部組立体６８４は加熱要素を含み得る。上部組立体６８４の温度は、温度検知装置を使用して監視され得る。さらには、制御装置が、上部組立体６８４の温度を制御するために、測定温度をフィードバックとして利用することができる。上部組立体６８４は、追加的にまたは別法として冷却要素を含んでもよい。
【０１２７】
再び図６を参照すると、熱処理システム６２０は基材持上げ組立体６９０をさらに含み得る。基材持上げ組立体６９０は、基材６４２’を基材保持体６７０の上表面に降下させるばかりでなく、基材６４２”を基材保持体６７０の上表面から保持平面に、すなわち、これらの間の転送平面に、持ち上げるように構成され得る。この転送平面では、基材６４２”は、基材を化学および熱処理チャンバ６１１、６２１の中へ、かつこれらから転送するために使用される転送システムと交換され得る。保持平面では、基材６４２”は、別の基材が転送システムと化学および熱処理チャンバ６１１、６２１との間で交換される間に冷却され得る。
【０１２８】
熱処理システム６２０は真空ポンプシステム６８０をさらに含む。真空ポンプシステム６８０は、例えば、真空ポンプと、ゲート弁またはバタフライ弁のような絞り弁とを含み得る。真空ポンプは、例えば、毎秒５０００リットル（以上）に達するポンプ速度が可能なターボ分子真空ポンプ（ＴＭＰ）を具備し得る。ＴＭＰは、低圧の、典型的には５０ミリトール未満の処理に有用である。高圧処理（すなわち、１００ミリトールを超える）では、機械式加圧ポンプおよびドライ荒引きポンプが使用され得る。
【０１２９】
さらには、共通の開口部６９４を開閉するために、ゲート弁組立体６９６を利用してゲート弁を垂直に並進することができる。ゲート弁組立体６９６は共通開口部６９４を真空封止することができる。
【０１３０】
一実施形態では、処理システム６００は、ＴＥＲＡ層の酸化された形状構成をトリミングするための化学的酸化物除去（ＣＯＲ）システム６１０を含み得る。処理システム６００は、酸化された表面のようなＴＥＲＡ層上の形状構成の露出表面を化学的に処理するための化学処理システム６１０を含み、それによってＴＥＲＡ層上の形状構成の露出表面上の処理化学的性質の吸着が露出表面の化学的変更に影響を与える。さらには、処理システム６００は、基材を熱処理するための熱処理システム６２０を含み、それによってＴＥＲＡ層上の形状構成の化学的に変更された露出表面を脱着（または蒸発）するために基材温度が高められる。
【０１３１】
典型的なＣＯＲ処理は幾つかの処理工程を含み得る。例えば、基材６４２は、基材転送システムを使用して化学処理システム６１０の中へ転送され得る。基材６４２は、基材保持体６４０内部に収容されている持上げピンによって受取り可能であり、かつ基材６４２は基材保持体６４０まで降下される。その後で、基材６４２は、静電式クランプシステムのようなクランプシステムを使用して基材保持体６６０に固定可能であり、さらに熱伝達ガスが基材６４２の背面に供給され得る。
【０１３２】
次に、基材６４２の化学処理のための１つまたは複数の化学処理パラメータが確立され得る。例えば、これらの１つまたは複数の化学処理パラメータは、化学処理処理圧、化学処理壁温度、化学処理基材保持体温度、化学処理基材温度、化学処理ガス分配システム温度、または化学処理ガス流量、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む。次いで、基材６４２は、第１の時間の間、化学的に処理され得る。この第１の時間は、例えば、１０から４８０秒の範囲にわたり得る。
【０１３３】
次に、基材６４２は化学処理チャンバ６１１から熱処理チャンバ６２１に転送され得る。この時間の間に、基材クランプは取外し可能であり、基材６４２の背面に対する熱伝達ガスの流れは停止され得る。基材６４２は、基材保持体６４０内部に収容されている持上げピン組立体を使用して、基材保持体６４０から転送平面に垂直に持ち上げられ得る。転送システムは基材６４２を持上げピンから受け取ることが可能であり、かつ基材６４２を熱処理システム６２０の内部に位置決めすることが可能である。その内部で、基材持上げ組立体６９０は、基材６４１’、６４２”を基材転送システムから受け取り、基材６４２’を基材保持体６７０に降下させる。
【０１３４】
次いで基材６４２’の熱処理のための熱処理パラメータが設定され得る。例えば、これらの１つまたは複数の熱処理パラメータは、熱処理壁温度、熱処理上部組立体温度、熱処理基材温度、熱処理基材保持体温度、熱処理基材温度、または熱処理処理圧、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含む。次いで、基材６４２’は、第２の時間の間、化学的に処理され得る。この第２の時間は、例えば、１０から４８０秒の範囲にわたり得る。
【０１３５】
図７は、本発明の実施形態に係る処理サブシステム７００の簡略化されたブロック図を例示する。例示された実施形態では、エッチング、灰化、洗浄、および酸化のような幾つかの処理を実行するための処理サブシステム７００が提示されている。例示された実施形態では、処理サブシステム７００は、処理チャンバ７１０と、上部組立体７２０と、ガス供給システム７５０と、シャワープレート組立体７５６と、基材７０５を支持するための基材保持体７３０と、圧力制御システム７８０と、制御装置７９０とを含み得る。
【０１３６】
一実施形態では、処理サブシステム７００は、処理チャンバ７１０に結合され得る圧力制御システム７８０を含み得る。例えば、圧力制御システム７８０は、絞り弁（図示せず）およびターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）（図示せず）を含むことが可能であり、処理チャンバ７１０内に制御された圧力を供給することが可能である。別法の実施形態では、圧力制御システム７００はドライポンプを含み得る。例えば、チャンバ圧は、約０．１ミリトールから約１００ミリトールの範囲にわたり得る。別法として、チャンバ圧は約０．１ミリトールから約２０ミリトールの範囲にわたり得る。
【０１３７】
処理チャンバ７１０は、処理空間７０２内のプラズマの形成を促進し得る。処理サブシステム７００は、２００ｍｍ基板、３００ｍｍ基板、またはより大きな基板など、任意のサイズの基材を処理するように構成され得る。別法として、処理サブシステム７００は、１つまたは複数の処理チャンバ内でプラズマを生成することによって動作可能である。
【０１３８】
処理サブシステム７００は、ガス分配システム構成要素７５６および７５２に結合されたシャワープレート７５８を備え得る。例えば、このガス分配システム構成要素７５２は、ガス分配システム７５０に結合され得る。このシャワープレート７５８は、石英を含むことが可能であり、基材保持体７３０に対向して取付け可能である。シャワープレート７５８は１つまたは複数の分配領域（図示せず）を含み得る。遮蔽リング７４４を使用して、シャワープレート７５８をガス分配システム構成要素７５６に結合することができる。セラミック絶縁体７４０、７４２、および７４６を使用して、ガス分配システム構成要素７５６およびシャワープレート７５８を処理チャンバ７１０に結合することができる。
【０１３９】
ガス分配システム７５０は処理ガスをガス分配システム構成要素７５６、７５２に、およびシャワープレート７５８に供給することができる。ガスの化学的性質および流量は個々に制御され得る。
【０１４０】
処理サブシステム７００は、ガス分配システム構成要素７５６、７５２に、シャワープレート７５８に、および処理チャンバ７１０に結合され得る上部電極７２５を含み得る。この上部電極７２５は温度制御要素（図示せず）を含み得る。上部電極７２５は、第１の整合回路網７７２を使用して第１のＲＦ源７７０に結合され得る。別法として、別体の整合回路網７７２は必要ない。
【０１４１】
第１のＲＦ源７７０はＴＲＦ信号を上部電極に供給することが可能であり、この第１のＲＦ源７７０は、約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。ＴＲＦ信号は、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内に、別法として約１０ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内にあり得る。第１のＲＦ源７９０は、約０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として、第１のＲＦ源７００は、約０ワットから約５０００ワットの電力域内で動作可能である。
【０１４２】
上部電極７２５および第１のＲＦ源７７０は、容量結合プラズマ源の一部であり得る。この容量結合プラズマ源は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源、変成器結合プラズマ（ＴＣＰ）源、マイクロ波プラズマ源、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ源、ヘリコン波プラズマ源、および表面波プラズマ源によって置き換えられてもよいし、または増強されてもよい。当業者でよく知られているように、上部電極７２５は、様々な適切なプラズマ源において排除されもよいし、または再構成されてもよい。
【０１４３】
基材７０５は、例えば、スロット弁（図示せず）およびチャンバ貫通部品（図示せず）を介して基材転送システム（図示せず）によって処理チャンバ７１０の中へ、かつそこから転送され得るが、それは基材保持体７３０によって受け取られ得る。別法の実施形態では、処理チャンバ７１０は並進装置（図示せず）を含み得るが、基材７０５が基材転送システムから受け取られるとき、基材７０５は、基材保持体７３０に結合され得る並進装置（図示せず）を使用して持上げおよび／または降下され得る。
【０１４４】
基材７０５は、静電式クランプシステム７６４によって基材保持体７３０に固定され得る。例えば、静電式クランプシステム７６４は電極およびＥＳＣ電源を含み得る。例えば、約−５０００Ｖから約＋５０００Ｖの範囲にわたり得るクランプ電圧が、クランプ電極に供給され得る。別法として、クランプ電圧は約−２５００Ｖから約＋２５００Ｖの範囲にわたり得る。別法の実施形態では、ＥＳＣシステムおよび電源は全く割愛されてもよい。
【０１４５】
基材保持体７３０は、基材７０５を基材保持体７３０の表面へ、かつ／またはそれから降下および／もしくは持ち上げるための持上げピン（図示せず）を含み得る。別法の実施形態では、異なる持上げ装置が基材保持体７３０の中に設けられ得る。別法の実施形態では、ガスが、例えば、基材７０５と基材保持体７３０との間のガスギャップ熱伝導係数を向上させるために、背面ガスシステムによって基材７０５の背面に送達され得る。
【０１４６】
温度制御システムも設けられ得る。このようなシステムは、基材の温度制御が高いまたは低い温度で必要なときに利用され得る。例えば、温度制御要素（図示せず）が、基材保持体７３０、処理チャンバ７１０、および／または上部組立体７２０の中に具備され得る。
【０１４７】
また、電極７６８が、第２の整合回路網７７７を使用して第２のＲＦ源７７５に結合され得る。別法として、この整合回路網７７７は全く割愛されてもよい。
【０１４８】
第２のＲＦ源７７５は底部ＲＦ信号（ＢＲＦ）を下部電極７６８に供給可能であり、この第２のＲＦ源７７５は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。ＢＲＦ信号は約０．２ＭＨｚから約３０ＭＨｚの周波数域内に、または別法として約０．３ＭＨｚから約１５ＭＨｚの周波数域内にあり得る。第２のＲＦ源７７５は約０．０ワットから約２５００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として第２のＲＦ源７７５は約０．０ワットから約５００ワットの電力域内で動作可能である。様々な実施形態では、この下部電極７６８は、使用されなくてもよいし、またはチャンバ内部の唯一のプラズマ源であってもよいし、または追加的な任意のプラズマ源を増強してもよい。
【０１４９】
さらには、基材保持体７３０は石英焦点リング７６２および石英絶縁体７６０、７７６をさらに含み得る。別法として、焦点リング７６２および／または石英絶縁体７６０、７６６は全く割愛されてもよい。
【０１５０】
処理チャンバ７１０は、チャンバライナ７１４および少なくとも１つの保護要素７１６をさらに含み得る。例えば、この保護要素７１６はセラミック材料を含むことが可能であり、基材保持体７３０および壁を保護するために使用可能である。別法の実施形態では、保護要素７１６が全く割愛されてもよい。
【０１５１】
一実施形態では、ギャップが、処理チャンバ７１０に関する異なる壁高を使用してシャワープレート７５８と基材保持体７３０との間に確立され得る。例えば、１７０ｍｍのギャップが確立され得る。別法の実施形態では、異なるギャップサイズが使用され得る。他の実施形態では、並進装置（図示せず）を使用して可変ギャップを設けることが可能であり、このギャップは固定された状態に留まってもよいし、またはこのギャップは処理中に変更されてもよい。
【０１５２】
別法の実施形態では、処理チャンバ７１０は、例えば、監視ポート（図示せず）をさらに含み得る。監視ポートは、例えば、処理空間７０２の光学的監視を許容し得る。
【０１５３】
処理サブシステム７００は制御装置７９０も含み得る。この制御装置７９０は、処理チャンバ７１０、ガス供給システム７５０、第１のＲＦ整合回路７７２、第１のＲＦ源７７０、第２のＲＦ整合回路７８７、第２のＲＦ源７８５、および圧力制御システム７８０に結合され得る。制御装置７９０は、これらの構成要素に制御データを供給し、かつこれらの構成要素からの処理データのようなデータを受け取るように構成され得る。例えば、制御装置７９０は、マイクロプロセッサと、メモリと、処理システム７００に対する入力を通信および励起するばかりでなく、処理システム７００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デジタル入／出力ポートとを含み得る。
【０１５４】
さらには、制御装置７９０は情報をシステム構成要素と交換することができる。また、メモリ中に格納されたプログラムを利用して、処理レシピに従って処理サブシステム７００の前述の構成要素を制御することもできる。さらには、制御装置７９０は、処理データを分析し、処理データを目標処理データと比較し、さらにこのような比較を利用して処理を変更しかつ／または蒸着ツールを制御するように構成され得る。また、制御装置７９０は、処理データを分析し、処理データを履歴処理データと比較し、さらにこのような比較を利用して欠陥を予測し、防止し、かつ／または宣告するように構成され得る。ＴＥＲＡ層のエッチング中に、基材７０５は処理チャンバ７１０内部の基材保持体７３０の上に配置され得る。例えば、処理チャンバ７１０は、上部電極表面７２５と基材保持体７３０の表面との間のギャップサイズに基づいて選択され得る。このギャップは、約１０ｍｍから約２００ｍｍの範囲にわたり得るか、または別法として、このギャップは約１５０ｍｍから約１９０ｍｍの範囲にわたり得る。別法の実施形態では、ギャップサイズが異なり得る。
【０１５５】
ＴＥＲＡ層のエッチング処理中、ＴＲＦ信号が、第１のＲＦ源７７０を使用して上部電極７２５に供給され得る。例えば、第１のＲＦ源７７０は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。別法として、第１のＲＦ源７７０は約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内で動作可能であるか、または第１のＲＦ源７７０は約２０ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。第１のＲＦ源７７０は約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として第１のＲＦ源７７０は１０ワットから５０００ワットの電力域内で動作可能である。
【０１５６】
また、ＴＥＲＡ層をエッチングするとき、ＢＲＦ信号が、第２のＲＦ源７７５を使用して下部電極７６８に供給され得る。例えば、第２のＲＦ源７７５は約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。別法として、第２のＲＦ源７７５は約０．２ＭＨｚから約３０ＭＨｚの周波数域内で動作可能であるか、または第２のＲＦ源７７５は約０．３ＭＨｚから約１５ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。第２のＲＦ源７７５は約０．０ワットから約１０００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として第２のＲＦ源７７５は０．０ワットから５００ワットの電力域内で動作可能である。別法の実施形態では、ＢＲＦ信号は必要ない。
【０１５７】
さらには、処理ガスが、シャワープレート７５８を使用して処理チャンバ７１０に供給され得る。例えば、処理ガスは酸素含有ガスおよび不活性ガスを含み得る。例えば、酸素含有ガスは、Ｏ２、ＣＯ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、またはＣＯ２、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含むことが可能であり、その流量は約０ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの範囲にわたり得る。不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、または窒素、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含むことが可能であり、不活性ガスに関する流量は約０ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの範囲にわたり得る。
【０１５８】
さらには、チャンバ圧および基材温度は、ＴＥＲＡ層のエッチング中に制御され得る。例えば、そのチャンバ圧は約０．１ミリトールから約１００．０ミリトールの範囲にわたり得るが、その基材温度は約０℃から約５００℃の範囲にわたり得る。
【０１５９】
ＴＥＲＡ層の形状構成の酸化中に、基材は処理チャンバ７１０内部の基材保持体７３０の上に配置され得る。例えば、処理チャンバ７１０は、上部電極表面７２５と基材保持体７３０の表面との間のギャップサイズに基づいて選択され得る。このギャップサイズは、約１０ｍｍから約２００ｍｍの範囲にわたり得るか、または別法として、このギャップは約１５０ｍｍから約１９０ｍｍの範囲にわたり得る。別法の実施形態では、このギャップサイズは非常に多様な所定の値から選択され得る。
【０１６０】
ＴＥＲＡ層の形状構成の酸化中に、ＴＲＦ信号が、第１のＲＦ源７７０を使用して上部電極７２５に供給され得る。例えば、第１のＲＦ源７７０は、約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。別法として、第１のＲＦ源７７０は、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内で動作可能であるか、または第１のＲＦ源７７０は、約２０ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。第１のＲＦ源７７０は、約１０ワットから約１００００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として、第１のＲＦ源７７０は、約１０ワットから約５０００ワットの電力域内で動作可能である。
【０１６１】
また、ＴＥＲＡ層の形状構成を酸化するときに、ＢＲＦ信号が、第２のＲＦ源７７５を使用して下部電極７６８に供給され得る。例えば、第２のＲＦ源７７５は、約０．１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。別法として、第２のＲＦ源７７５は、約０．２ＭＨｚから約３０ＭＨｚの周波数域内で動作可能であるか、または第２のＲＦ源は、約０．３ＭＨｚから約１５ＭＨｚの周波数域内で動作可能である。第２のＲＦ源７７５は、約０．０ワットから約１０００ワットの電力域内で動作可能であるか、または別法として、第２のＲＦ源７７５は、約０．０ワットから約５００ワットの電力域内で動作可能である。別法の実施形態では、ＢＲＦ信号は必要ない。
【０１６２】
さらにはＴＥＲＡ層の形状構成を酸化するときに、処理ガスが、シャワープレート７５８を使用して処理チャンバ７１０に供給され得る。例えば、処理ガスは酸素含有ガスおよび／または不活性ガスを含み得る。例えば、酸素含有ガスは、Ｏ２、ＣＯ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、またはＣＯ２、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含むことが可能であり、その流量は約０．０ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの範囲にわたり得る。不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、または窒素、もしくはこれらの２つ以上の組合せを含むことが可能であり、不活性ガスに関する流量は約０ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの範囲にわたり得る。さらには、ＴＥＲＡ層の形状構成を酸化するときに、チャンバ圧および基材温度が制御され得る。例えば、チャンバ圧は、約０．１ミリトールから約１００．０ミリトールの範囲にわたり得るが、基材温度は約０℃から約５００℃の範囲にわたり得る。
【０１６３】
以上に本発明の幾つかの実施形態のみが詳細に説明されたが、本発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく数多くの変更が可能であることを当業者は容易に理解しよう。したがって、このようなすべての変更は本発明の範囲内に包含されることが企図されている。
【０１６４】
よって、本明細書は本発明を限定することを企図するものではなく、本発明の構成、動作、および挙動は、本明細書に存在する詳細の水準があれば、これらの実施形態の変更および変形が可能であるという理解の下に説明されている。したがって、以上の詳細な説明は、いずれにしても、本発明を限定しようとするものでもまたは企図するものでもなく、そうではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって画定されるものである。さらには、本明細書でリストが供されている場合には、これらのリストは例示的であることのみが企図されている。リストは、制限されていないので、本発明の範囲を列挙された特定の実施形態のみに限定しようとするものではない。反対に、当業者には理解されるはずであるように、本発明の企図された範囲から逸脱することなく、更なる構成要素、段階、配置等が容易に追加または代用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の実施形態に係る処理システムを例示する模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る処理システムを動作させる方法を例示する簡略化されたフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図３Ｅ】本発明の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図３Ｆ】本発明の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図４Ａ】本発明の別の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図４Ｃ】本発明の別の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図４Ｄ】本発明の別の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図４Ｅ】本発明の別の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図４Ｆ】本発明の別の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図４Ｇ】本発明の別の実施形態に係る基材処理方法を例示する簡略化された模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＰＥＣＶＤシステムを例示する簡略化されたブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る処理システムを例示する簡略化されたブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る処理サブシステムを例示する簡略化されたブロック図である。
【図１】
2008506255.tif 000003
【図２】
2008506255.tif 000004
【図３Ａ】
2008506255.tif 000005
【図３Ｂ】
2008506255.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
2008506255.tif 000009
【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
2008506255.tif 000011
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
2008506255.tif 000013
【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
2008506255.tif 000015
【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2008506255.tif 000021
2008506255.tif 000022
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