(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングであって、ガス入口を含み、前記ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、前記表側面の開口から出ることを可能にする、ハウジングと、
前記ハウジングの中のＲＦホット電極であって、前記ＲＦホット電極の本体が、前記ハウジングの前記内周エッジの付近に内周端部を有し、前記ハウジングの前記外周エッジの付近に外周端部を有するように延在し、かつＲＦホット電極の長さを画定している、ＲＦホット電極と、
前記ハウジングの前記内周エッジと前記外周エッジとの間に延在する本体を有するリターン電極であって、プラズマが形成されうる間隙を設けるよう、前記ＲＦホット電極から離間している、リターン電極と、
前記ＲＦホット電極の前記内周端部から、前記ＲＦホット電極の長さの２５％以下の距離のところで前記ＲＦホット電極に接続される、ＲＦフィードと、
前記ＲＦホット電極が露出しないように配置された、ＲＦホット電極クラディングとを備える、
プラズマ源アセンブリ。
【請求項２】
前記ＲＦホット電極クラディングが、ケイ素と酸化ケイ素のうちの一又は複数を含む、請求項１に記載のプラズマ源アセンブリ。
【請求項３】
前記ＲＦホット電極クラディングが、スパッタリングされて処理中のウエハの汚染物質になることがない材料を含む、請求項１または２に記載のプラズマ源アセンブリ。
【請求項４】
前記リターン電極が露出しないように配置された、リターン電極クラディングを更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のプラズマ源アセンブリ。
【請求項５】
前記リターン電極クラディングが、ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムのうちの一又は複数を含む、請求項４に記載のプラズマ源アセンブリ。
【請求項６】
内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングであって、ガス入口を含み、前記ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、前記表側面の開口から出ることを可能にする、ハウジングと、
前記ハウジングの中のＲＦホット電極であって、前記ＲＦホット電極の本体が、前記ハウジングの前記内周エッジの付近に内周端部を有し、前記ハウジングの前記外周エッジの付近に外周端部を有するように延在し、かつＲＦホット電極の長さを画定している、ＲＦホット電極と、
前記ハウジングの前記内周エッジと前記外周エッジとの間に延在する本体を有するリターン電極であって、プラズマが形成されうる間隙を設けるよう、前記ＲＦホット電極から離間している、リターン電極と、
前記ＲＦホット電極の前記内周端部から、前記ＲＦホット電極の長さの２５％以下の距離のところで前記ＲＦホット電極に接続される、ＲＦフィードとを備え、
前記ＲＦホット電極の前記内周端部で生成されるイオンフラックスは、前記ＲＦホット電極の前記外周端部で生成されるイオンフラックスよりも少なくなる、
プラズマ源アセンブリ。
【請求項７】
内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングであって、ガス入口を含み、前記ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、前記表側面の開口から出ることを可能にする、ハウジングと、
前記ハウジングの中のＲＦホット電極であって、前記ＲＦホット電極の本体が、前記ハウジングの前記内周エッジの付近に内周端部を有し、前記ハウジングの前記外周エッジの付近に外周端部を有するように延在し、かつＲＦホット電極の長さを画定している、ＲＦホット電極と、
前記ハウジングの前記内周エッジと前記外周エッジとの間に延在する本体を有するリターン電極であって、プラズマが形成されうる間隙を設けるよう、前記ＲＦホット電極から離間している、リターン電極と、
前記ＲＦホット電極の前記内周端部から、前記ＲＦホット電極の長さの２５％以下の距離のところで前記ＲＦホット電極に接続される、ＲＦフィードとを備え、
前記ＲＦホット電極のそれぞれの側に１つのリターン電極がある状態で、２つのリターン電極が存在し、各リターン電極は、間隙を形成するよう、前記ＲＦホット電極から離間している、
プラズマ源アセンブリ。
【請求項８】
前記リターン電極が前記ハウジングである、請求項１から７のいずれか一項に記載のプラズマ源アセンブリ。
【請求項９】
前記ＲＦホット電極の前記内周端部から、前記ＲＦホット電極の長さの５％以下の距離のところで、前記ＲＦフィードが前記ＲＦホット電極に接続される、請求項１から８のいずれか一項に記載のプラズマ源アセンブリ。
【請求項１０】
前記ＲＦホット電極と前記リターン電極との間の前記間隙が、４ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内の幅を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のプラズマ源アセンブリ。
【請求項１１】
処理チャンバ内のサセプタアセンブリであって、中心軸の周りで複数の基板を支持し、回転させるための上面を有する、サセプタアセンブリと、
前記サセプタアセンブリの前記上面に向けてガスの流れを導くよう前記サセプタアセンブリの前記上面に面している表側面を有し、かつプラズマ源アセンブリを含む、ガス分配アセンブリとを備える、処理チャンバであって、前記プラズマ源アセンブリが、
内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングであって、ガス入口を含み、前記ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、前記表側面の開口から出ることを可能にする、ハウジングと、
前記ハウジング内のＲＦホット電極であって、前記ＲＦホット電極の本体が、第１表面と第２表面を有し、前記ハウジングの前記内周エッジの付近に内周端部を、及び前記ハウジングの前記外周エッジの付近に外周端部を有するように延在し、かつＲＦホット電極の長さを画定している、ＲＦホット電極と、
前記ハウジングの前記内周エッジと前記外周エッジとの間に延在する本体を有する、前記ハウジング内の第１リターン電極であって、プラズマが形成されうる第１間隙を設けるよう、前記ＲＦホット電極の前記第１表面から離間している、第１リターン電極と、
前記ハウジングの前記内周エッジと前記外周エッジとの間に延在する本体を有する、前記ハウジング内の第２リターン電極であって、プラズマが形成されうる第２間隙を設けるよう、前記ＲＦホット電極の前記第２表面から離間している、第２リターン電極と、
前記ＲＦホット電極の前記内周端部から、前記ＲＦホット電極の長さの２５％以下の距離のところで前記ＲＦホット電極に接続される、ＲＦフィードとを備えており、
前記プラズマ源アセンブリの前記ハウジングの前記表側面は、前記サセプタアセンブリの前記上面から、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内の距離を保って配置され、前記ＲＦホット電極の前記内周端部で生成されるイオンフラックスは、前記ＲＦホット電極の前記外周端部で生成されるイオンフラックスよりも少なくなる、
処理チャンバ。
【請求項１２】
前記ＲＦホット電極が前記サセプタアセンブリに対して直接露出しないように配置された、ＲＦホット電極クラディングを更に備える、請求項１１に記載の処理チャンバ。
【請求項１３】
前記第１リターン電極及び前記第２リターン電極が前記サセプタアセンブリに対して直接露出しないように配置された、リターン電極クラディングを更に備える、請求項１２に記載の処理チャンバ。
【請求項１４】
基板を処理する方法であって、
基板を、ガス分配アセンブリに隣接して、サセプタアセンブリ上に配置することを含み、前記ガス分配アセンブリがプラズマ源アセンブリを含み、前記プラズマ源アセンブリは、
内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングであって、ガス入口を含み、前記ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、前記表側面の開口から出ることを可能にする、ハウジングと、
前記ハウジング内のＲＦホット電極であって、前記ＲＦホット電極の本体が、第１表面と第２表面を有し、前記ハウジングの前記内周エッジの付近に内周端部を、及び前記ハウジングの前記外周エッジの付近に外周端部を有するように延在し、かつＲＦホット電極の長さを画定している、ＲＦホット電極と、
前記ハウジングの前記内周エッジと前記外周エッジとの間に延在する本体を有する、前記ハウジング内の第１リターン電極であって、プラズマが形成されうる第１間隙を設けるよう、前記ＲＦホット電極の前記第１表面から離間している、第１リターン電極と、
前記ハウジングの前記内周エッジと前記外周エッジとの間に延在する本体を有する、前記ハウジング内の第２リターン電極であって、プラズマが形成されうる第２間隙を設けるよう、前記ＲＦホット電極の前記第２表面から離間している、第２リターン電極と、
前記ＲＦホット電極の前記内周端部から、前記ＲＦホット電極の長さの２５％以下の距離のところで前記ＲＦホット電極に接続される、ＲＦフィードとを備えており、前記方法は更に、
前記ハウジングの前記ガス入口を通じて、前記ＲＦホット電極と前記第１リターン電極との間の前記第１間隙、及び、前記ＲＦホット電極と前記第２リターン電極との間の前記第２間隙に、ガスを流入させることと、
前記第１間隙及び前記第２間隙の中でプラズマを形成するために、前記ＲＦホット電極を励起させることであって、前記プラズマは、前記ＲＦホット電極の前記内周端部で生成されるイオンフラックスであって、前記ＲＦホット電極の前記外周端部で生成されるイオンフラックスよりも少ないイオンフラックスを有する、前記ＲＦホット電極を励起させることと、
前記基板を前記プラズマに曝露することとを含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して、基板を処理するための装置に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、処理チャンバ（バッチ処理装置など）と共に使用される、モジュラー型プラズマ源（ｍｏｄｕｌａｒ  ｐｌａｓｍａ  ｓｏｕｒｃｅｓ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの形成は、一般的に、複数のチャンバを内包する基板処理プラットフォームにおいて行われる。一部の事例においては、マルチチャンバ処理プラットフォーム又はクラスタツールの目的は、制御された環境において、１つの基板上で２つ以上のプロセスを連続して実施することである。しかし、他の事例においては、マルチチャンバ処理プラットフォームが、基板に対して、単一の処理ステップしか実施しないこともあり、この場合、追加のチャンバは、プラットフォームが基板を処理する速度を最大化するためのものである。後者の場合、基板に対して実施されるプロセスは、典型的にはバッチプロセスであり、このプロセスにおいては、相対的に多数の（例えば２５又は５０枚の）基板が、所与のチャンバ内で同時に処理される。バッチ処理は、採算が合う様態で個々の基板に実施するには時間がかかりすぎるプロセス（例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス及び一部の化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス）では、特に有益である。
【０００３】
一部のＡＬＤシステム、特に回転式基板プラテンを伴う空間的ＡＬＤシステムでは、モジュラー型プラズマ源（すなわち、システム内に容易に挿入されうるソース）が有益である。このプラズマ源は、プラズマが生成される空間、及び、被加工物を荷電粒子と活性化学ラジカル種（ａｃｔｉｖｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｒａｄｉｃａｌ  ｓｐｅｃｉｅｓ）のフラックスに曝露するための通路からなる。
【０００４】
熱的なＡＬＤ及びＣＶＤのプロセスは、多くの場合、膜品質向上のための処理を包含する。これらの処理は、典型的には、エネルギー種（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ  ｓｐｅｃｉｅｓ）又は反応種を含む。プラズマ源が、かかる種の主たるソースとなる。プラズマ源についての懸念の一部は、イオンを通過するエネルギーボンバードメント（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ  ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）、及び、スパッタリングによるプラズマ源からの材料汚染を含む。
【０００５】
回転式サセプタ（プラテンとも称される）を伴ういかなるシステムにおいても、線形放射状プラズマ源（ｌｉｎｅａｒ  ｒａｄｉａｌ  ｐｌａｓｍａ  ｓｏｕｒｃｅｓ）では、プラズマ曝露（処理）は、ウエハの内側直径部において、外側直径部と比較して約２．７倍大きくなる。したがって、均一なプラズマ曝露のためには、プラズマは、内側直径部よりも外側直径部において強力になるべきである。したがって、当該技術分野において、回転式プラテン処理システムにおける均一なプラズマ曝露を実現する、プラズマ源が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の一又は複数の実施形態はプラズマ源アセンブリを対象としており、このプラズマ源アセンブリは、内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングを備える。ハウジングは、ガス入口を含み、ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、表側面の開口から出ることを可能にする。ＲＦホット電極は、ハウジングの中にあり、狭長型本体を有する。この狭長型本体は、ハウジングの内周エッジの付近に内周端部を有し、ハウジングの外周エッジの付近に外周端部を有し、かつ、ＲＦホット電極の長さを画定する。リターン電極は、ハウジングの内周エッジと外周エッジとの間に延在する狭長型本体を有する。リターン電極は、プラズマが形成されうる間隙を設けるよう、ＲＦホット電極から離間している。ＲＦホット電極の内周端部から、ＲＦホット電極の長さの約２５％以下の距離のところで、ＲＦフィードがＲＦホット電極に接続される。
【０００７】
本開示の更なる実施形態は、サセプタアセンブリ及びガス分配アセンブリを備える、処理チャンバを対象とする。サセプタアセンブリは、処理チャンバの中にあり、中心軸の周りで複数の基板を支持し、回転させるための、上面を有する。ガス分配アセンブリは、サセプタアセンブリの上面に向けてガスの流れを導くようサセプタアセンブリの上面に面している、表側面を有する。ガス分配アセンブリはプラズマ源アセンブリを含み、プラズマ源アセンブリは、内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングを備える。ハウジングは、ガス入口を含み、ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、表側面の開口から出ることを可能にする。ＲＦホット電極はハウジングの中にある。ＲＦホット電極は狭長型本体を有する。この狭長型本体は、第１表面及び第２表面を有し、ハウジングの内周エッジの付近に内周端部を有し、ハウジングの外周エッジの付近に外周端部を有し、かつ、ＲＦホット電極の長さを画定する。第１リターン電極はハウジングの中にある。第１リターン電極は、ハウジングの内周エッジと外周エッジとの間に延在する狭長型本体を有する。第１リターン電極は、プラズマが形成されうる第１間隙を設けるよう、ＲＦホット電極の第１表面から離間している。第２リターン電極はハウジングの中にある。第２リターン電極は、ハウジングの内周エッジと外周エッジとの間に延在する狭長型本体を有する。第２リターン電極は、プラズマが形成されうる第２間隙を設けるよう、ＲＦホット電極の第２表面から離間している。ＲＦホット電極の内周端部から、ＲＦホット電極の長さの約２５％以下の距離のところで、ＲＦフィードがＲＦホット電極に接続される。プラズマ源アセンブリのハウジングの表側面は、サセプタアセンブリの上面から、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内の距離を保って配置される。ＲＦホット電極の内周端部で生成されるイオンフラックスは、ＲＦホット電極の外周端部で生成されるイオンフラックスよりも少なくなる。
【０００８】
本発明の更なる実施形態は、基板を処理する方法を対象とする。基板は、ガス分配アセンブリに隣接して、サセプタアセンブリ上に配置される。ガス分配アセンブリはプラズマ源アセンブリを含み、プラズマ源アセンブリは、内周エッジ、外周エッジ、及び表側面を有するハウジングを備える。ハウジングは、ガス入口を含み、ガス入口からの流れ経路を形成して、ガスの流れがハウジングを通過し、表側面の開口から出ることを可能にする。ＲＦホット電極は、ハウジングの中にあり、狭長型本体を有する。この狭長型本体は、第１表面及び第２表面を有し、ハウジングの内周エッジの付近に内周端部を有し、ハウジングの外周エッジの付近に外周端部を有し、かつ、ＲＦホット電極の長さを画定する。第１リターン電極は、ハウジングの中にあり、ハウジングの内周エッジと外周エッジとの間に延在する狭長型本体を有する。第１リターン電極は、プラズマが形成されうる第１間隙を設けるよう、ＲＦホット電極の第１表面から離間している。第２リターン電極は、ハウジングの中にあり、ハウジングの内周エッジと外周エッジとの間に延在する狭長型本体を有する。第２リターン電極は、プラズマが形成されうる第２間隙を設けるよう、ＲＦホット電極の第２表面から離間している。ＲＦホット電極の内周端部から、ＲＦホット電極の長さの約２５％以下の距離のところで、ＲＦフィードがＲＦホット電極に接続される。ガスは、ハウジングのガス入口を通じて、ＲＦホット電極と第１リターン電極との間の第１間隙、及び、ＲＦホット電極と第２リターン電極との間の第２間隙に、流し込まれる。ＲＦホット電極は、第１間隙及び第２間隙の中でプラズマを形成するよう、励起される。プラズマは、ＲＦホット電極の内周端部で生成されるイオンフラックスを有し、このイオンフラックスは、ＲＦホット電極の外周端部で生成されるイオンフラックスよりも少ない。基板はプラズマに曝露される。
【０００９】
本開示の実施形態の上述した特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡単に要約した本開示の実施形態のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面は本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一又は複数の実施形態による、基板処理システムの概略断面図を示す。
【図２】本開示の一又は複数の実施形態による、基板処理システムの斜視図を示す。
【図３】本開示の一又は複数の実施形態による、基板処理システムの概略図を示す。
【図４】本開示の一又は複数の実施形態による、ガス分配アセンブリの表側の概略図を示す。
【図５】本開示の一又は複数の実施形態による、処理チャンバの概略図を示す。
【図６】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの概略断面図を示す。
【図７】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの部分斜視図を示す。
【図８】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの部分斜視図を示す。
【図９】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの部分的な概略側面図を示す。
【図１０Ａ−１０Ｂ】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの概略底面図を示す。
【図１１】本開示の一又は複数の実施形態による、蛇行電極を有するプラズマ源アセンブリの概略底面図を示す。
【図１２】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの概略底面図を示す。
【図１３】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの電極の部分的な概略側方断面図を示す。
【図１４】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの電極の部分的な概略側方断面図を示す。
【図１５】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの部分図を示す。
【図１６】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの側面図を示す。
【図１７】本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリの断面図を示す。
【図１８】本開示の一又は複数の実施形態によるプラズマ源アセンブリを使用した場合の、ウエハの半径上の場所の関数としてのプラズマフラックスのグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施形態は、スループットを最大化し、処理効率を向上させるための、連続基板堆積向けの基板処理システムを提供する。この基板処理システムは、堆積前と堆積後のプラズマ処理にも使用されうる。
【００１２】
この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」及び「ウエハ（ｗａｆｅｒ）」という語は、交換可能に使用され、両方とも、プロセスが作用する表面又は表面の一部を表わす。基板への言及は、基板の一部のみへの言及でありうる（ただし、文脈上それ以外のことが明示されていない場合に限る）ことも、当業者には理解されよう。加えて、基板上の堆積への言及は、むき出しの基板と、表面上に一又は複数の膜又はフィーチャが堆積又は形成されている基板の、両方を意味しうる。
【００１３】
この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「反応性ガス（ｒｅａｃｔｉｖｅｇａｓ）」、「前駆体（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）」、「反応体（ｒｅａｃｔａｎｔ）」などの語は、交換可能に使用されて、基板表面と反応する化学種を含むガスを意味する。例えば、第１「反応性ガス」は、単に基板の表面上に吸着されるだけであり、第２反応性ガスとの更なる化学反応のために使用可能でありうる。
【００１４】
この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「低圧（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」という語は、約１００Ｔｏｒｒ未満、又は約７５Ｔｏｒｒ未満、又は約５０Ｔｏｒｒ未満、又は約２５Ｔｏｒｒ未満の、圧力を意味する。例えば、約１Ｔｏｒｒ〜約２５Ｔｏｒｒの範囲内と規定されている「中間圧力（ｍｅｄｉｕｍ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」は、低圧である。
【００１５】
回転式プラテンチャンバは、多数の応用向けに検討されている。かかるチャンバでは、一又は複数のウエハが、回転式ホルダ（プラテン）の上に載置される。ウエハは、プラテンが回転するにつれて、様々な処理エリアの間を移動する。例えば、ＡＬＤであれば、処理エリアで、ウエハが前駆体及び反応体に曝露される。加えて、プラズマ曝露が、反応体として使用されうるか、或いは、膜成長を増強するよう膜若しくは基板表面を処理するため、又は膜特性を改変するために、使用されうる。本開示の実施形態の一部は、回転式プラテンＡＬＤチャンバを使用する際に、ＡＬＤ膜の均一な堆積及び後処理（例えば高密度化）を提供する。
【００１６】
回転式プラテンＡＬＤチャンバは、従来型の時間領域プロセス（ウエハ全体が第１ガスに曝露され、パージされ、次いで第２ガスに曝露される）によって、又は、空間的ＡＬＤ（ウエハが、部分的に第１ガスに曝露され、部分的に第２ガスに曝露され、これらのガス流を通るウエハの移動により層が堆積される）によって、膜を堆積させうる。
【００１７】
この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「パイ形（ｐｉｅ−ｓｈａｐｅｄ）」及び「くさび形（ｗｅｄｇｅ−ｓｈａｐｅｄ）」という語は、本体が概して扇形であることを説明するために、交換可能に使用される。例えば、くさび形セグメントは、円形又はディスク形状の構造物の一断片でありうる。パイ形セグメントの内側エッジは、尖っていてもよく、又は、平坦エッジになるよう切り詰められても、丸み付けされてもよい。基板の経路は、ガスポートに対して垂直でありうる。一部の実施形態では、ガスインジェクタアセンブリの各々は、複数の狭長型ガスポートを備え、これらのガスポートは、基板が進む経路に対して実質的に垂直な方向に延在する。ガスポートの表側エッジは、プラテンに実質的に平行である。この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「実質的に垂直（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）」という文言は、基板が移動する大体の方向が、ガスポートの軸に対しておおよそ垂直な（例えば約４５°〜９０°の）平面に沿っていることを、意味する。くさび形のガスポートでは、ガスポートの軸は、ポートの長さに沿って延在する、ポートの幅の中間点として画定された線であると見なされうる。
【００１８】
図１は、ガス分配アセンブリ１２０（インジェクタ又はインジェクタアセンブリとも称される）と、サセプタアセンブリ１４０とを含む、処理チャンバ１００の断面を示している。ガス分配アセンブリ１２０は、処理チャンバ内で使用される、任意の種類のガス供給デバイスである。ガス分配アセンブリ１２０は、サセプタアセンブリ１４０に面する表側面１２１を含む。表側面１２１は、サセプタアセンブリ１４０に向かうガスの流れを供給するための、任意の数の又は多種多様な開口を有しうる。ガス分配アセンブリ１２０は、外周エッジ１２４も含み、外周エッジ１２４は、図示している実施形態では、実質的に円形である。
【００１９】
使用されるガス分配アセンブリ１２０の具体的な種類は、使用される特定のプロセスに応じて変更されうる。本開示の実施形態は、サセプタとガス分配アセンブリとの間の間隙が制御される、任意の種類の処理システムと共に使用されうる。様々な種類のガス分配アセンブリ（例えばシャワーヘッド）が用いられうるが、本開示の実施形態は、複数の実質的に平行なガスチャネルを有する空間的ＡＬＤガス分配アセンブリを用いると、特に有用でありうる。この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「実質的に平行（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｐａｒａｌｌｅｌ）」という文言は、複数のガスチャネルの長手方向軸が大体同じ方向に延在することを意味する。ガスチャネルの平行度には、若干の不完全性が存在しうる。複数の実質的に平行なガスチャネルは、少なくとも１つの第１反応性ガスＡのチャネル、少なくとも１つの第２反応性ガスＢのチャネル、少なくとも１つのパージガスＰのチャネル、及び／又は、少なくとも１つの真空Ｖのチャネルを含みうる。第１反応性ガスＡのチャネル（複数可）、第２反応性ガスＢのチャネル（複数可）、及び、パージガスＰのチャネル（複数可）から流れるガスは、ウエハの上面に向けて導かれる。ガス流の一部は、ウエハ表面の端から端まで水平に移動し、パージガスＰのチャネル（複数可）を通って処理領域から出る。基板は、ガス分配アセンブリの一端から他端まで動くことで、処理ガスの各々に順に曝露され、基板表面上に層が形成されることになる。
【００２０】
一部の実施形態では、ガス分配アセンブリ１２０は、単一のインジェクタユニットで作製された剛性の静止体である。一又は複数の実施形態では、ガス分配アセンブリ１２０は、図２に示しているように、複数の個別セクタ（例えば、複数のインジェクタユニット１２２）で構成される。単一ピース体と複数セクタ体のいずれであっても、説明されている本開示の様々な実施形態と共に使用されうる。
【００２１】
サセプタアセンブリ１４０は、ガス分配アセンブリ１２０の下方に配置される。サセプタアセンブリ１４０は、上面１４１と、上面１４１における少なくとも１つの凹部１４２とを含む。サセプタアセンブリ１４０は、底面１４３及びエッジ１４４も有する。凹部１４２は、処理される基板６０の形状及びサイズに応じて、任意の好適な形状及びサイズにされうる。図１に示している実施形態では、凹部１４２は、ウエハの底部を支持するよう平らな底部を有している。しかし、凹部の底部は変更されうる。一部の実施形態では、凹部は、凹部の外周エッジに沿った段差領域であって、ウエハの外周エッジを支持するようサイズ決定される、段差領域を有する。ウエハの外周エッジの、この段差によって支持される分量は、例えば、ウエハの厚さ、及び、ウエハの裏側に既にあるフィーチャの存在に応じて、変更されうる。
【００２２】
一部の実施形態では、図１に示しているように、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１の凹部１４２は、凹部１４２内に支持される基板６０が、サセプタ１４０の上面１４１と実質的に同一平面の上面６１を有するように、サイズ決定される。この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「実質的に同一平面（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｃｏｐｌａｎａｒ）」という文言は、ウエハの上面とサセプタアセンブリの上面が、±０．２ｍｍ以内で同一平面になることを意味する。一部の実施形態では、これらの上面が、±０．１５ｍｍ、±０．１０ｍｍ、又は±０．０５ｍｍの範囲内で同一平面になる。一部の実施形態の凹部１４２は、ウエハの内側直径部（ＩＤ）が、サセプタの中心（回転軸）から約１７０ｍｍ〜約１８５ｍｍの範囲内に配置されるように、ウエハを支持する。一部の実施形態では、凹部１４２は、ウエハの外側直径部（ＯＤ）が、サセプタの中心（回転軸）から約４７０ｍｍ〜約４８５ｍｍの範囲内に配置されるように、ウエハを支持する。
【００２３】
図１のサセプタアセンブリ１４０は、サセプタアセンブリ１４０を上昇させ、下降させ、かつ回転させることが可能な、支持ポスト１６０を含む。サセプタアセンブリは、支持ポスト１６０の中心部内に、ヒータ、ガスライン、又は電気的構成要素を含みうる。支持ポスト１６０は、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間の間隙を拡大又は縮小し、サセプタアセンブリ１４０を適切な位置へと移動させる、主たる手段でありうる。サセプタアセンブリ１４０は、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間に所定の間隙１７０を作り出すためにサセプタアセンブリ１４０に対して微小調整を行いうる、微調整アクチュエータ１６２も含みうる。一部の実施形態では、間隙１７０の距離は、約０．１ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲内、若しくは約０．１ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲内、若しくは約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲内、若しくは約０．２ｍｍ〜約１．８ｍｍの範囲内、若しくは約０．３ｍｍ〜約１．７ｍｍの範囲内、若しくは約０．４ｍｍ〜約１．６ｍｍの範囲内、若しくは約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内、若しくは約０．６ｍｍ〜約１．４ｍｍの範囲内、若しくは約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍの範囲内、若しくは約０．８ｍｍ〜約１．２ｍｍの範囲内、若しくは約０．９ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲内であるか、又は約１ｍｍである。
【００２４】
図に示している処理チャンバ１００は、その中で複数の基板６０がサセプタアセンブリ１４０に保持されうる、カルーセル型チャンバである。図２に示しているように、ガス分配アセンブリ１２０は、複数の別個のインジェクタユニット１２２を含んでよく、各インジェクタユニット１２２は、ウエハがインジェクタユニットの下を移動する際に、ウエハ上に膜を堆積させることが可能である。サセプタアセンブリ１４０の上方の、サセプタアセンブリ１４０のおおよそ向かい合った両端に配置された、２つのパイ形インジェクタユニット１２２が図示されている。インジェクタユニット１２２のこの数は、例示のためにのみ示されている。もっと多い又は少ない数のインジェクタユニット１２２が含まれうることが、理解されよう。一部の実施形態では、サセプタアセンブリ１４０の形状に一致する形状を形成するのに十分な数の、パイ形インジェクタユニット１２２が存在する。一部の実施形態では、個々のパイ形インジェクタユニット１２２は各々、他のインジェクタユニット１２２のいずれにも影響を与えることなく、個別に動かされ、取り外され、かつ／又は交換されうる。例えば、ロボットがサセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間の領域にアクセスして、基板６０をローディング／アンローディングすることを可能にするために、１つのセグメントが上昇しうる。
【００２５】
複数のガスインジェクタを有する処理チャンバが、複数のウエハを同時に処理するために使用されることにより、これらのウエハは、同じプロセスフローを経ることが可能になる。例えば、図３に示しているように、処理チャンバ１００は、４つのガスインジェクタアセンブリ及び４つの基板６０を有する。処理開始時に、基板６０は、インジェクタアセンブリ３０の間に配置されうる。ガス分配アセンブリ１２０の間にある各基板６０は、サセプタアセンブリ１４０を４５°回転させること１７により、膜堆積のために、ガス分配アセンブリ１２０の下の点線円で示しているようにガス分配アセンブリ１２０へと動かされる。更に４５°回転させると、基板６０は、インジェクタアセンブリ３０から離れるように動く。空間的ＡＬＤインジェクタを用いる場合、ウエハがインジェクタアセンブリに対して動いている間に、ウエハ上に膜が堆積される。一部の実施形態では、サセプタアセンブリ１４０は段階的に（ｉｎ  ｉｎｃｒｅｍｅｎｔｓ）回転し、これにより、基板６０がガス分配アセンブリ１２０の下方で停止することが防止される。基板６０の数とガス分配アセンブリ１２０の数は、同じであっても、異なっていてもよい。一部の実施形態では、ガス分配アセンブリの数と同じ数のウエハが処理される。一又は複数の実施形態では、処理されるウエハの数は、ガス分配アセンブリの数の分数又は整数倍になる。例えば、４つのガス分配アセンブリが存在する場合、処理されるウエハの数は４ｘとなり、ここでｘは１以上の整数値である。
【００２６】
図３に示している処理チャンバ１００は、実現可能な一構成を表わしているにすぎず、本開示の範囲を限定すると解釈すべきではない。ここでは、処理チャンバ１００は複数のガス分配アセンブリ１２０を含む。図示している実施形態では、処理チャンバ１００の周縁沿いに均等に離間している、４つのガス分配アセンブリ（インジェクタアセンブリ３０とも称される）が存在する。図示している処理チャンバ１００は八角形であるが、これは実現可能な一形状であり、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではないことが、当業者には理解されよう。図示しているガス分配アセンブリ１２０は台形であるが、単一の円形構成要素であっても、図２に示しているような複数のパイ形セグメントで構成されてもよい。
【００２７】
図３に示している実施形態は、ロードロックチャンバ１８０、又は、バッファステーションのような補助チャンバを含む。このチャンバ１８０は、例えば、基板（基板６０とも称される）を処理チャンバ１００との間でローディング／アンローディングすることを可能にするために、処理チャンバ１００の側部に接続される。基板をサセプタ上に移動させるために、ウエハロボットがチャンバ１８０内に配置されうる。
【００２８】
カルーセル（例えばサセプタアセンブリ１４０）の回転は、連続的であっても、非連続的であってもよい。連続処理においては、ウエハがインジェクタの各々に順次曝露されるように、ウエハは絶え間なく回転している。非連続処理においては、ウエハは、インジェクタ領域に移動して停止し、次いで、インジェクタ間の領域８４に移動して停止しうる。例えば、カルーセルは、ウエハがインジェクタ間領域からインジェクタを越えて移動し（又は、インジェクタに隣接して停止し）、続いて、カルーセルが再度止まりうる次のインジェクタ間領域へと移動するように、回転しうる。インジェクタ間で止まることで、層の堆積と堆積との間の追加の処理ステップ（例えばプラズマへの曝露）のための時間が提供されうる。
【００２９】
図４は、インジェクタユニット１２２と称されうる、ガス分配アセンブリ２２０の一セクタ又は一部分を示している。インジェクタユニット１２２は、個別に又は他のインジェクタユニットと組み合わされて、使用されうる。例えば、図５に示しているように、図４のインジェクタユニット１２２が４つ組み合わされて、単一のガス分配アセンブリ２２０が形成される。（分かりやすくするために、４つのインジェクタユニットを分ける線は図示していない。）図４のインジェクタユニット１２２は、パージガスポート１５５及び真空ポート１４５に加えて、第１反応性ガスポート１２５と第２反応性ガスポート１３５の両方を有しているが、インジェクタユニット１２２にこれらの構成要素全てが必要なわけではない。
【００３０】
図４と図５の両方を参照するに、一又は複数の実施形態によるガス分配アセンブリ２２０は、複数のセクタ（又はインジェクタユニット１２２）であって、各セクタは同一であることも、異なっていることもある、複数のセクタを備えうる。ガス分配アセンブリ２２０は、処理チャンバ内に配置されており、ガス分配アセンブリ２２０の表側面１２１に、複数の狭長型ガスポート１２５、１３５、１５５、及び真空ポート１４５を備える。複数の狭長型ガスポート１２５、１３５と、（ガスポート１２５、１３５を取り囲んでいる）真空ポート１４５と、パージガスポート１５５とは、ガス分配アセンブリ２２０の内周エッジ１２３に隣接したエリアから外周エッジ１２４に隣接したエリアに向かって、延在する。図示している複数のガスポートは、第１反応性ガスポート１２５、第２反応性ガスポート１３５、第１反応性ガスポートと第２反応性ガスポートの各々を取り囲む真空ポート１４５、及びパージガス真空ポート１５５を含む。
【００３１】
図４又は図５に示している実施形態を参照するに、ポートは少なくとも内周領域周辺から少なくとも外周領域周辺まで延在すると記述していても、ポートは、内側領域から外側領域へと径方向に延在しているだけではないことがある。真空ポート１４５は反応性ガスポート１２５及び反応性ガスポート１３５を取り囲んでいるので、ポートは接線方向にも延在しうる。図４及び図５に示している実施形態では、くさび形の反応性ガスポート１２５、１３５は、内周領域と外周領域に隣接したエッジを含むすべてのエッジが、真空ポート１４５に囲まれている。
【００３２】
図４を参照するに、基板が経路１２７に沿って動くにつれて、基板表面の各部分は様々な反応性ガスに曝露される。基板は、経路１２７を辿ると、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第１反応性ガスポート１２５、真空ポート１４５、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第２反応性ガスポート１３５、そして真空ポート１４５に露出され、すなわち、それらに「遭遇する（ｓｅｅ）」ことになる。ゆえに、図４に示している経路１２７が終わる際には、基板は第１反応性ガス１２５及び第２反応性ガス１３５からのガス流に曝露されて、層が形成されている。図示しているインジェクタユニット１２２は四分円をなしているが、より大きな又は小さなものであってもよい。図５に示すガス分配アセンブリ２２０は、順次接続された、４つの図４のインジェクタユニット１２２の組み合わせと見なされうる。
【００３３】
図４のインジェクタユニット１２２は、反応性ガス同士を分離させるガスカーテン１５０を示している。「ガスカーテン（ｇａｓ  ｃｕｒｔａｉｎ）」という語は、反応性ガスを混合しないように分離させる、ガス流又は真空の任意の組み合わせを説明するために使用されている。図４に示しているガスカーテン１５０は、真空ポート１４５の第１反応性ガスポート１２５に隣接した部分、中間のパージガスポート１５５、及び真空ポート１４５の第２反応性ガスポート１３５に隣接した部分を含む。ガス流と真空とのこの組み合わせは、第１反応性ガスと第２反応性ガスとの気相反応を防止するか又は最少化するために、使用されうる。
【００３４】
図５を参照するに、ガス分配アセンブリ２２０からのガス流と真空との組み合わせが、複数の処理領域２５０を分離させている。処理領域は、２５０同士の間のガスカーテン１５０を用いて、個々の反応性ガスポート１２５、１３５の周囲に大まかに画定されている。図５に示している実施形態により、８つの別個のガスカーテン１５０を間に有する、８つの別個の処理領域２５０が構成されている。１つの処理チャンバは、少なくとも２つの処理領域を有しうる。一部の実施形態では、少なくとも３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０、１１、又は１２の処理領域が存在する。
【００３５】
処理中に、基板は、どの所与の時点においても、１を上回る数の処理領域２５０に曝露されうる。しかし、別々の処理領域に曝露されている部分は、その２つを分離するガスカーテンを有することになる。例えば、基板の先行エッジが第２反応性ガスポート１３５を含む処理領域に入った場合、基板の中央部はガスカーテン１５０の下にあり、かつ、基板の後続エッジは第１反応性ガスポート１２５を含む処理領域内にあることになる。
【００３６】
処理チャンバ１００に接続されたファクトリインターフェース２８０が図示されており、ファクトリインターフェース２８０は、例えばロードロックチャンバでありうる。基板６０は、参照フレームを提供するために、ガス分配アセンブリ２２０に重ね合わせて図示されている。基板６０は、多くの場合、サセプタアセンブリ上に置かれて、ガス分配アセンブリ１２０（ガス分配プレートとも称される）の表側面１２１の付近に保持されうる。基板６０は、ファクトリインターフェース２８０を介して、処理チャンバ１００内の、基板支持体又はサセプタアセンブリの上へとローディングされる（図３参照）。処理領域内に配置された基板６０が図示されうるが、それは、この基板が、第１反応性ガスポート１２５に隣接して、かつ２つのガスカーテン１５０ａと１５０ｂとの間に、配置されているからである。基板６０を経路１２７に沿って回転させることにより、この基板は、処理チャンバ１００をぐるりと、反時計回りに移動することになる。ゆえに、基板６０は、第１処理領域２５０ａから第８処理領域２５０ｈまでの処理領域に曝露される（第１から第８までの領域の間に全ての処理領域が含まれる）。図示されているガス分配アセンブリを使用する、処理チャンバを回る各サイクルでは、基板６０は、第１反応性ガス及び第２反応性ガスの、４つのＡＬＤサイクルに曝露されることになる。
【００３７】
図５のようなバッチ処理装置における従来型のＡＬＤシーケンスでは、空間的に分離されたインジェクタからの化学物質Ａと化学物質Ｂの流れはそれぞれ、インジェクタ間のポンプ／パージセクションを用いて維持される。この従来型のＡＬＤシーケンスは開始・終了パターンを有するが、このパターンが、堆積された膜の不均一性をもたらすことがある。発明者らは、驚くべきことに、空間的ＡＬＤのバッチ処理チャンバ内で実施される時間ベースのＡＬＤプロセスによって、より均一性の高い膜が提供されることを発見した。基本プロセスが、ガスＡ、反応性ガスがない状態、ガスＢ、反応性ガスがない状態、に曝露していくというものであれば、このプロセスは、膜に開始・終了パターンが形成されることを避けるために、インジェクタの下で基板をスイープして、化学物質Ａと化学物質Ｂのそれぞれで基板を飽和させるためのものである。発明者らは、驚くべきことに、ターゲット膜厚が薄く（例えば２０ＡＬＤサイクル未満で）、開始・終了パターンがウエハ内均一性性能に著しい影響を与える場合には、時間ベースの手法が特に有利であることを見い出した。発明者らは、本書に記載のＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＣＯＮの膜を作り出すための反応プロセスが、時間領域（ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ）プロセスでは達成されない可能性があることも発見した。処理チャンバをパージするためにある時間量が使用されることにより、基板表面からの材料の剥離がもたらされる。説明している空間的ＡＬＤプロセスでは、ガスカーテンの下にある時間が短いので、この剥離は発生しない。
【００３８】
したがって、本開示の実施形態は、処理チャンバ１００を含む、処理方法を対象としており、処理チャンバ１００は、複数の処理領域２５０ａ〜２５０ｈを有し、各処理領域がガスカーテン１５０によって隣接した領域から区切られている（例えば図５に示している処理チャンバ）。処理チャンバの中のガスカーテンと処理領域の数は、ガス流の構成に応じて、任意の好適な数でありうる。図５に示している実施形態は、８つのガスカーテン１５０と、８つの処理領域２５０ａ〜２５０ｈとを有する。ガスカーテンの数は、処理領域の数と概して同じか、又はそれを上回る。例えば、領域２５０ａが反応性ガス流を有さず、ローディングエリアとしての役割を果たすにすぎない場合、処理チャンバは、７つの処理領域と８つのガスカーテンとを有することになる。
【００３９】
複数の基板６０が、基板支持体（例えば、図１及び図２に示しているサセプタアセンブリ１４０）の上に配置される。複数の基板６０は、処理ために、処理領域を回るように動かされる。通常、ガスカーテン１５０は、チャンバ内に反応性ガスが流れ込んでいない期間を含め、処理中ずっと稼働している（ガスが流れ、真空はオンになっている）。
【００４０】
第１反応ガスＡが処理領域２５０のうちの一又は複数に流し込まれている間、第１反応ガスＡが流入しない全ての処理領域２５０には、不活性ガスが流し込まれる。例えば、第１反応性ガスが処理領域２５０ｂから処理領域２５０ｈまでの処理領域に流し込まれている場合、不活性ガスは、処理領域２５０ａに流入することになる。不活性ガスは、第１反応性ガスポート１２５又は第２反応性ガスポート１３５を通じて流されうる。
【００４１】
処理領域内の不活性ガス流は、一定であることも、変動することもある。一部の実施形態では、反応性ガスは不活性ガスと共流する。不活性ガスは、キャリア及び希釈剤として作用する。キャリアガスに対する反応性ガスの量は少ないことから、共流によって、隣接した領域間の圧力差を低減することで、処理領域間のガス圧のバランスを取ることがより容易になりうる。
【００４２】
本開示の実施形態の一部は、インジェクタモジュールを対象としている。インジェクタモジュールは、空間的ＡＬＤ処理チャンバに関連して説明されているが、このモジュールは、空間的ＡＬＤチャンバに限定されず、ガス流の均一性向上が有益である任意のインジェクタ用途に適用可能でありうることが、当業者には理解されよう。
【００４３】
本開示の実施形態の一部は、モジュラー型プラズマ源アセンブリ（すなわち、容易に処理システム内に挿入され、処理システムから取り外されうるソース）を、有利に提供する。かかるソースは、そのハードウェアの全て又は大部分を、原子層堆積プロセスと同じ圧力レベル（典型的には１〜５０Ｔｏｒｒ）で動作させうる。本開示の実施形態の一部は、ウエハ表面全体でのイオンフラックスの改善を伴う、プラズマ源を提供する。一部の実施形態では、プラズマ源は、ウエハ表面に対して実質的に垂直に並べられた３つのプレートの間の容量性のソースを含む。一部の実施形態では、外側のプレートは接地され、内側のプレートは電力供給される。プレートの間でプラズマが作り出されうると同時に、ガス化学種が、プレートの間を、ウエハ表面に向かって流れる。プラズマは、実質的に源に閉じ込められ、電力供給されているプレートからスパッタリングされてウエハ表面に到達する材料を最少化する。本開示の実施形態の一部は、ホット電極からスパッタリングされた材料による基板の汚染を最少化するか又はなくすプラズマ源を、有利に提供する。一部の実施形態は、基板表面を実質的に変化させない、ソフトプラズマ（ｓｏｆｔ  ｐｌａｓｍａ）も有利に提供する。一又は複数の実施形態は、電気的リターンパスが基板を通過することを可能にせずにプラズマを生成しうる、装置を提供する。本開示の実施形態の一部は、ガス分配アセンブリに付加されることも、ガス分配アセンブリから取り外されることも可能な、モジュラー型遠隔プラズマ源を提供する。遠隔プラズマ源は、基板又は基板支持体を電極として使用せずに、プラズマを生成する。
【００４４】
ＲＦホット電極（電力供給される電極）と接地プレート（リターン電極と称される）との間の間隙は、変更されうる。一部の実施形態では、この間隙は、約４ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲内であり、調整可能でありうる。ＲＦホット電極の幅も変更されうる。例えば、プレートは、イオンを加速させるためにテーパされうる。使用の際に、ＲＦホット電極とリターン電極との間の間隙に流入するガス状種はイオン化される。このイオン化種は次いで、基板表面に接触しうる。様々な実施形態によって形成されるプラズマは、基板表面を実質的に変化させないソフトプラズマである。
【００４５】
図６から図１７までを参照するに、本開示の一又は複数の実施形態は、モジュラー型容量結合プラズマ源３００を対象としている。この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「モジュラー型（ｍｏｄｕｌａｒ）」という語は、プラズマ源３００が、処理チャンバに取り付けられることも、処理チャンバから取り外されることも可能であることを意味する。モジュラー型のソースは通常、一人で移動させることも、取り外すことも、取り付けることも可能である。
【００４６】
図６は、本開示の一又は複数の実施形態による、プラズマ源アセンブリ３００の断面図を示している。図６に示しているプラズマ源アセンブリ３００は、ガス入口３１５と表側面３１２とを有する、ハウジング３１０を含む。ガス入口３１５により、ガスの流れが、流れ経路３１８に沿ってハウジング３１０を通り、表側面３１２の開口３１３から出るように、移動することが可能になる。図示している実施形態は、便宜上中心からずれて描かれているガス入口３１５を有しているが、ガス入口３１５はハウジング３１０の中心にありうることが、当業者には理解されよう。加えて、一部の実施形態は、流れ経路３１８を通るガス流の均一性を向上させるための、プレナム３１６を含む。一部の実施形態のプレナム３１６は、ガスがプラズマキャビティ（間隙３４０、３４０ｂ）に均一に到達することを可能にするために、少なくとも部分的に、複数の貫通孔及び／又はプレナムを有する誘電体で充填される。これらの貫通孔及び／又はプレナムは、プラズマブレークダウンを防止するのに十分なほど小さい、寸法を有する。一部の実施形態では、貫通孔は、約１ｍｍ、０．９５ｍｍ、０．９ｍｍ、０．８５ｍｍ、０．８ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．７ｍｍ、０．６５ｍｍ、又は０．６ｍｍに等しいか又はそれを下回る、直径を有する。
【００４７】
プラズマ源アセンブリ３００は、１つのＲＦホット電極３２０と、少なくとも１つのリターン電極３３０とを含む。リターン電極３３０は、ＲＦホット電極３２０と共に完結回路を形成する、任意の導電性材料である。リターン電極３３０は電子が流れるための経路を提供しうることが、当業者には理解されよう。このように使用される「リターン（ｒｅｔｕｒｎ）」という語は、この電極がプラズマ成分の電気的経路の一部であることを意味しており、電流又は電子が流れる方向を暗示するものではない。
【００４８】
図６から図８を参照するに、ＲＦホット電極３２０は、第１表面３２２と、第１表面３２２の反対側の第２表面３２４とを有する。図６はプラズマ源アセンブリ３００の断面を示している一方、図７及び図８は、電極の部分斜視図を示している。このように使用する場合、第１表面３２２と第２表面３２４とは、厚さＴのＲＦホット電極３２０の両側にある。ＲＦホット電極３２０は通常、高さＨ、厚さＴ、及び長さＬを有する、長方形のプリズムとして成形される。ＲＦホット電極３２０は、流れ経路３１８に実質的に平行に配向された、第１表面３２２を有する。このように使用する場合、「実質的に平行（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｐａｒａｌｌｅｌ）」という語は、この表面が、平行（０°と定義される）から±１０°以内であることを意味する。
【００４９】
リターン電極３３０も、ＲＦホット電極３２０と同様に成形される。リターン電極は、流れ経路３１８に実質的に平行に配向されている、第１表面３３２を有する。リターン電極３３０の第１表面３３２は、間隙３４０を形成するよう、ＲＦホット電極３２０の第１表面３２２から離間している。
【００５０】
リターン電極３３０、３３０ｂは、アルミニウム、ステンレス鋼、及び銅を含むがそれらに限定されるわけではない、任意の好適な材料でありうる。リターン電極３３０、３３０ｂは、任意の好適な電気的特性を有しうる。一部の実施形態では、リターン電極３３０、３３０ｂは接地電極である。接地電極は、電気接地と電気的に接触している、任意の導電性材料である。
【００５１】
一部の実施形態では、リターン電極３３０、３３０ｂは、ＲＦホット電極３２０とは別の、電力供給される電極である。このように使用される場合、「ＲＦホット電極とは別の（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ＲＦ  ｈｏｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）」とは、電気的特性又は電位がＲＦホット電極とは異なっていることを意味する。例えば、生成されるプラズマの駆動力は、ウエハとの相互作用を最少化するために、移相器を使用して、単一のソースからプッシュ−プル方式で微調整されうる。この種の実施形態では、ＲＦホット電極３２０は、例えば、リターン電極３３０とは位相が１８０°異なっていることがある。
【００５２】
図７に示しているように、プラズマ源アセンブリの実施形態の一部は、第２リターン電極３３０ｂを更に備える。第２リターン電極３３０ｂは、流れ経路３１８に実質的に平行に配向されている、第１表面３３２ｂを有する。第２リターン電極３３０ｂの第１表面３３２ｂは、間隙３４０ｂを形成するよう、ＲＦホット電極３２０の第２表面３２４から離間している。間隙３４０と間隙３４０ｂは、同じ寸法を有しても、異なる寸法を有してもよい。一部の実施形態では、ＲＦホット電極３２０とリターン電極３３０、３３０ｂとの間の間隙３４０、３４０ｂは、約４ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲内、若しくは約５ｍｍ〜約１４ｍｍの範囲内、若しくは約７ｍｍ〜約１３ｍｍの範囲内、若しくは約９ｍｍ〜約１２ｍｍの範囲内であるか、又は約１１ｍｍである。
【００５３】
図９を参照するに、一部の実施形態では、ＲＦホット電極３２０とリターン電極３３０、３３０ｂとの間の間隙３４０、３４０ｂは、電極の高さＨに沿って変化する。図示している実施形態では、厚さＴは、ガス入口３１５に隣接したところで、表側面３１２に隣接したところよりも厚くなる。換言すると、間隙３４０、３４０ｂのサイズは、ガス入口３１５に隣接したところで、表側面３１２に隣接したところよりも小さくなる。いかなる特定の動作理論にも拘束されるものではないが、ＲＦホット電極３２０の厚さがテーパされることにより、ウエハに向けてイオンが加速されうると考えられている。
【００５４】
ＲＦホット電極３２０の厚さＴは、例えば電極材料に応じて、任意の好適な厚さでありうる。一部の実施形態では、ＲＦホット電極は、約３ｍｍ〜約１１ｍｍの範囲内、若しくは約４ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内、若しくは約６ｍｍ〜約９ｍｍの範囲内の厚さ、又は約８ｍｍの厚さを有する。
【００５５】
ＲＦホット電極３２０の高さＨも変更されうる。一部の実施形態では、ＲＦホット電極３２０の高さＨは、約８ｍｍ〜約４０ｍｍの範囲内、若しくは約９ｍｍ〜約３５ｍｍの範囲内、若しくは約１０ｍｍ〜約３０ｍｍの範囲内、若しくは約１１ｍｍ〜約２５ｍｍの範囲内、若しくは約１２ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲内、若しくは約１３ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲内であるか、又は約１４ｍｍである。
【００５６】
一部の実施形態では、プラズマ源アセンブリ３００のハウジング３１０はくさび形である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、くさび形のハウジング３１０を包含する、２つの実施形態を示している。図１０Ａでは、ＲＦホット電極３２０及びリターン電極３３０は、ハウジング３１０の主軸３０８に沿って延在している。主軸３０８は、このように使用される場合、ハウジング３１０の内周エッジ１２３の中央と外周エッジ１２４の中央との間の軸のことである。図１０Ｂでは、ＲＦホット電極３２０及びリターン電極３３０は、ハウジング３１０の主軸３０８に対して垂直に延在している。
【００５７】
ＲＦホット電極３２０とリターン電極３３０との間の間隔は、プラズマ源アセンブリ全体を通じて、実質的に同じであっても、変動してもよい。例えば、一部の実施形態では、ＲＦホット電極とリターン電極とは、くさび形のハウジング３１０の外周エッジ１２４のところで、内周エッジ１２３の付近よりも遠くに離間している。
【００５８】
図１１は、ＲＦホット電極３２０がハウジング３１０の中で蛇行形状を有している、本開示の別の実施形態を示している。このように使用する場合、「蛇行形状（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ  ｓｈａｐｅ）」という語は、電極が曲がりくねった形状を有することを意味する。この形状は、ハウジング３１０の形状に適合しうる。例えば、図１１のハウジング３１０はくさび形であり、ＲＦホット電極３２０は、外周エッジ１２４の付近で内周エッジ１２３の付近よりも大きくなっている、蛇行形状を有する。リターン電極３３０は、蛇行形状の長さに沿って実質的に同じ間隙３４０を維持するよう、ＲＦホット電極３２０を補完する形状を有する。このように使用する場合、「実質的に同じ間隙（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｔｈｅ  ｓａｍｅ  ｇａｐ）」という文言は、全長に沿った間隙が、平均間隙の１０％を上回って変動しないことを意味する。端部誘電体３５０が、ＲＦホット電極３２０とリターン電極３３０との間に配置されうる。端部誘電体３５０は、ＲＦホット電極３２０とリターン電極３３０との電気接続を最少化しうる、任意の好適な材料でありうる。
【００５９】
図１２は、ＲＦホット電極３２０が、ハウジング３１０の主軸３０８に対して垂直に延在する複数のフィンガ３２８を有する、本開示の別の実施形態を示している。図示している実施形態は４つのフィンガ３２８を有しているが、ＲＦホット電極３２０は、例えばハウジング３１０のサイズに応じて、任意の好適な数のフィンガ３２８を有しうることが、当業者には理解されよう。リターン電極３３０がＲＦホット電極３２０を補完する形状を有することにより、リターン電極３３０にも複数のフィンガ３３８がある。一部の実施形態では、リターン電極３３０は、ＲＦホット電極３２０とリターン電極３３０との間に実質的に同じ間隙を維持するよう、成形される。図１２に示しているくさび形のハウジング３１０は、一番内側のフィンガ３２８及び一番外側のフィンガ３２８の付近に、中間のフィンガの付近の間隙よりも大きな間隙を有している。この変動は、これらの領域におけるハウジング３１０の形状よるものであってよく、又は、プラズマ密度を制御するためのものでありうる。
【００６０】
一部の実施形態は、ＲＦホット電極３２０の下側エッジ３２９に隣接した、クラディング３６０を含む。図１３を参照するに、ＲＦホット電極３２０は、２つのリターン電極３３０の間に図示されている。クラディング３６０が、ＲＦホット電極３２０の下側エッジ３２９を、基板６０及びサセプタアセンブリ１４０から分離させている。クラディング３６０の存在は、一部の実施形態では、ＲＦホット電極３２０のスパッタリングによる基板６０の汚染を防止又は最少化することに役立つ。クラディング３６０は、誘電体（セラミック材料など）を含むがそれらに限定されるわけではない、任意の好適な材料で作製されうる。クラディング３６０のサイズは、ＲＦホット電極３２０の下側エッジ３２９を基板６０の近辺から離すよう、調整されうる。一部の実施形態では、クラディング３６０は、約１０ｍｍ〜約２５ｍｍの範囲内、若しくは約１３ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲内の長さＬ、又は約１７ｍｍの長さＬを有する。
【００６１】
図１４は、本開示の別の実施形態を示している。ＲＦホット電極３２０は、下側エッジ３２９に隣接したクラディング３６０を有する。（例えば、接地するか又は電力供給される）リターン電極３３１が、クラディング３６０に隣接しており、このスペーサを基板６０及びサセプタアセンブリから分離させている。いかなる特定の動作理論にも拘束されるものではないが、クラディング３６０とリターン電極３３１とを組み合わせることで、ＲＦホット電極３２０と基板との直接的な相互作用が最少化されると考えられている。図１４には２つのＲＦホット電極３２０及び２つのリターン電極３３０を図示しているが、任意の好適な数のＲＦホット電極３２０及びリターン電極３３０が存在しうることが、当業者には理解されよう。
【００６２】
図１、図２、図８、及び図１５を参照するに、本開示の実施形態の一部は、サセプタアセンブリ１４０及びガス分配アセンブリ１２０を含む処理チャンバ１００を対象としている。図１５は、本開示の一又は複数の実施形態による処理チャンバ１００の断面図を示している。サセプタアセンブリ１４０は、中心軸１６１の周りで複数の基板６０を支持し、回転させるための上面１４１を有する。
【００６３】
ガス分配アセンブリ１２０は、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１に向けてガスの流れを導くようサセプタアセンブリ１４０の上面１４１に面している、表側面１２１を有する。一部の実施形態のガス分配アセンブリ１２０は、くさび形のハウジング３１０（図１０Ａから図１２参照）を有する、プラズマ源アセンブリ３００を含む。くさび形のハウジングは、ハウジング３１０の主軸３０８を画定する、内周エッジ１２３と外周エッジ１２４とを有する。ハウジング３１０は、第１側部３７１、第２側部３７２、ガス入口３１５、及び表側面３１２を有する。流れ経路は、ガスが、ガス入口３１５からハウジング３１０を通って流れ、表側面３１２から出るように辿る経路として、画定される。
【００６４】
プラズマ源アセンブリ３００は、流れ経路に実質的に平行に配向された第１表面３２２を伴う、少なくとも１つのＲＦホット電極３２０を有する。少なくとも１つのリターン電極３３０は、ハウジング３１０の中にあり、かつ第１表面３３２を有する。第１表面３３２は、流れ経路に平行に配向されており、間隙３４０を形成するようＲＦホット電極３２０の第１表面３２２から離間している。プラズマ源アセンブリ３００のくさび形のハウジング３１０の表側面３１２は、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１から、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内、若しくは約１．５ｍｍ〜約４ｍｍの範囲内の距離、又は約２ｍｍの距離を保って、配置される。図１５に示している実施形態は、プラズマ源アセンブリを有する処理チャンバの実現可能な一構成の例にすぎず、本開示の範囲を限定すると解釈すべきではない。
【００６５】
図６を再度参照するに、一部の実施形態は同軸ＲＦフィードライン３８０を含み、同軸ＲＦフィードライン３８０は、ハウジング３１０を通過し、かつ、間隙３４０内でプラズマを生成するために、ＲＦホット電極３２０に電力を提供する。同軸ＲＦフィードライン３８０は、絶縁体３８６によって分離された、外側導体３８２と内側導体３８４とを含む。内側導体３８４はＲＦホット電極３２０と電気通信可能であり、外側導体３８２は、電気接地又はＲＦホット電極とは異なる位相の電源（図示せず）と電気通信可能である。この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「電気通信（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）」という語は、構成要素同士が、直接的に或いは中間構成要素を通じて、電気抵抗がほとんどなくなるように接続されていることを意味する。内側導体３８４と外側導体３８２との間の間隙は、誘電体で充填されてよく、この誘電体は、セラミックであってよいが、任意の好適な誘電体材料でありうる。
【００６６】
同軸ＲＦフィードライン３８０は、外側導体３８２がリターン電極３３０で終端するように構築されうる。内側導体３８４は、ＲＦホット電極３２０で終端しうる。一部の実施形態では、ガス入口３１５は、同軸フィードの外周の周囲で、ハウジングを通っている。ＲＦフィードは、同軸伝送ラインの形態でありうる。外側導体はリターン電極に接続され／終端されてよく、内側導体はＲＦホット電極に接続される。リターン電極３３０は、金属ガスケットを含むがそれに限定されるわけではない任意の好適な方法で、金属ハウジングに接続されうる。これは、リターン電流の対称形状を確保するのに役立つ。全てのリターン電流は、フィードの外側導体を昇流し、ＲＦノイズを最少化する。一部の実施形態では、ＲＦフィードは、対称ＲＦフィード電流をＲＦホット電極に提供し、かつ対称リターン電流を提供するよう、設計される。全てのリターン電流は外側導体を昇流し、ＲＦノイズは最少化され、かつ、工程に対するソース設置の影響が最少化される。
【００６７】
回転式サセプタ（プラテン）を使用するいかなる処理システムにおいても、図６から図８に示しているもののような線形放射状プラズマ源では、プラズマ曝露（処理）は、ウエハの内側直径部（ＩＤ）において、ウエハの外側直径部（ＯＤ）よりも大きくなる。同軸フィードがホット電極のおおよそ中心に接続されているシステムでは、ＩＤでの曝露とＯＤでの曝露との間の相違は、約２．７倍になりうる。一般に、同軸フィードは、ホット電極の大体中心において、ホット電極に接続される。この接続構成は、ウエハのＩＤとＯＤとにおける均一なプラズマ曝露を提供しないことがある。本開示の一又は複数の実施形態は、単純な線形設計のプラズマ源を有利に提供する。一部の実施形態は、内側直径部のフィードを、高周波又は超高周波で有利に提供し、ウエハのＩＤからＯＤへとプラズマフラックスを増大させる。
【００６８】
図１５及び図１６を参照するに、垂直プラズマ源（ＶＰＳ）は、ウエハのＩＤからＯＤに延在し、かつそれを超えて延在する、電力供給される電極（ホット電極）とリターン電極とを有する、線形プラズマ源でありうる。ホット電極とリターン電極との間の間隙は、ＩＤからＯＤに至るこれらの電極の長さに沿って、実質的に均一でありうる。
【００６９】
一部の実施形態の電極は、金属汚染を最少化するために、誘電体材料から作製された内側クラディング及び外側クラディングによって封入される。ウエハがプラズマに曝露される、クラディングの底部とウエハ／サセプタとの間の間隙は維持される。
【００７０】
通常、プラズマアセンブリにおいて生成される電場（及びプラズマフラックス）はＲＦフィードの付近で最大になり、場の強度は、ＲＦフィードからの距離にしたがって減少する。線形の垂直プラズマ源では、驚くべきことに、最小の電場及びプラズマ密度はＲＦフィードの下方に発生する。いかなる特定の動作理論にも拘束されるものではないが、これは、ＲＦ電力の周波数にしたがって増大する、電磁効果によるものと考えられている。発明者らは、ＲＦフィードをホット電極のＩＤ端部に向けて移動させることで、曝露の不均一性を相殺しうることを見い出した。
【００７１】
電源３９０は、任意の好適な周波数で稼働しうる。周波数電力が大きくなることによってプラズマ密度の変動が起こることがあるが、これにより、サセプタの場所によるＩＤとＯＤとの間の曝露の相違が相殺されうることが、見い出されている。一部の実施形態では、電源３９０は、高周波（３〜３０ＭＨｚ）で、又は超高周波（３０〜３００ＭＨｚ）で稼働する。一部の実施形態では、電源３９０は６０ＭＨｚで稼働する。
【００７２】
図１５から図１７を参照するに、本開示の一又は複数の実施形態は、プラズマ源アセンブリ３００を対象としている。プラズマ源アセンブリ３００は、図１７に示しているハウジング３１０を含む。一部の実施形態のハウジング３１０は、（使用される可能性がある）電力接続部又はガスライン接続部を除く、プラズマ源アセンブリの全ての構成要素を保持又は支持する。プラズマ源アセンブリは、１つのハウジング内で組み合わされてモジュラーになりうる。これにより、このアセンブリが、動かされることも、処理装置に追加されることも、処理装置から取り外されることも、可能になる。一部の実施形態のハウジング３１０は、図４又は図５に示しているように、ガス分配アセンブリ１２０内に収まるよう、くさび形である。ハウジング３１０はくさび形でありうるが、プラズマが形成されるプラズマキャビティ又は間隙の形状は、線形でありうる。図１５に示している実施形態では、便宜上、ハウジングは図示されていない。
【００７３】
図１６は、一部の実施形態のプラズマ源アセンブリ３００の部分側方断面図を示している。ハウジング３１０は内周エッジ１２３と外周エッジ１２４とを有する。内周エッジ１２３及び外周エッジ１２４は、図４及び図５に示しているガス分配アセンブリ１２０と位置合わせされうる。図１７に示しているように、ハウジング３１０は、ガス入口３１５を含み、ガス入口３１５からの流れ経路３１８を形成して、ガスの流れがハウジング３１０を通過し、プラズマ源アセンブリ３００の表側面３１２の開口３１３から出ることを可能にしうる。表側面３１２は、ハウジング３１０、ＲＦホット電極３２０、リターン電極３３０、又は、サセプタアセンブリからある距離を保って配置されうる任意の好適な材料によって、形成されうる。一部の実施形態では、表側面３１２は別個の構成要素同士の組み合わせから形成され、これにより、材料の混合がもたらされる。
【００７４】
プラズマ源アセンブリは、ＲＦホット電極３２０であって、第１表面３２２と、第１表面３２２の反対側の第２表面３２４とを含む狭長型本体３２１を有する、ＲＦホット電極３２０を含む。第１表面３２２と第２表面３２４が、ＲＦホット電極３２０の幅を画定する。一部の実施形態では、第１表面３２２と第２表面３２４とは実質的に平行である。このように使用する場合、実質的に平行という語は、これらの表面が、平行であることから±１０°、±９°、±８°、±７°、±６°、±５°、±４°、±３°、±２°、又は±１°の範囲内にある、主平面を形成することを意味する。一部の実施形態では、ＲＦホット電極３２０の幅は、約２ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲内、若しくは約３ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲内、若しくは約４ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内、若しくは約５ｍｍ〜約９ｍｍの範囲内、若しくは約６ｍｍ〜約８ｍｍの範囲内であるか、又は約７ｍｍである。
【００７５】
ＲＦホット電極３２０の狭長型本体３２１は、内周端部３２３と外周端部３２５とを有する。ＲＦホット電極３２０の内周端部３２３は、ハウジング３１０内の、ハウジング３１０の内周エッジ１２３の付近に配置される。ＲＦホット電極３２０の外周端部３２５は、ハウジング３１０内の、ハウジング３１０の外周エッジ１２４の付近に配置される。内周端部３２３と外周端部３２５が、ＲＦホット電極３２０の長さＬを画定する。図１６に示している実施形態は、ＲＦホット電極３２０と大体同じ長さを有するハウジング３１０を図示している。これは実現可能な一構成を表わしているにすぎず、本開示の範囲を限定すると解釈すべきではない。一部の実施形態のハウジングは、ＲＦホット電極の両端を越えて延在し、ＲＦホット電極の少なくとも一部を包み込むことがある。一部の実施形態のＲＦホット電極３２０の長さＬは、約１６０ｍｍ〜約４４０ｍｍの範囲内である。ＲＦホット電極３２０の長さＬは、処理されるべき基板の幅の差し渡しにわたるよう構成されうる。例えば、処理される基板が２００ｍｍ直径のウエハであれば、ＲＦホット電極は、約１６０ｍｍ〜約４４０ｍｍの範囲内、又は約１８０ｍｍ〜約２２０ｍｍの範囲内、又は約１９０ｍｍ〜約２１０ｍｍの範囲内、又は約１９５ｍｍ〜約２０５ｍｍの範囲内の、長さＬを有しうる。処理される基板が３００ｍｍ直径のウエハであれば、ＲＦホット電極は、約１６０ｍｍ〜約４４０ｍｍの範囲内、又は約２６０ｍｍ〜約４４０ｍｍの範囲内、又は約２８０ｍｍ〜約３２０ｍｍの範囲内、又は約２９０ｍｍ〜約３１０ｍｍの範囲内、又は約２９５ｍｍ〜約３０５ｍｍの範囲内の、長さＬを有しうる。
【００７６】
リターン電極３３０は、リターン電流が流れること、又は、リターン電流がＲＦホット電極とは逆極性の電圧を提供することを、可能にするのに適している、任意の構成要素でありうる。「リターン電極（ｒｅｔｕｒｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）」という語は、ＲＦホット電極と共に完結回路を形成する電気接続を表わすために使用されており、電流又は電子が流れる方向を暗示していると解釈すべきではない。一部の実施形態のリターン電極３３０はハウジング３１０である。一部の実施形態では、リターン電極３３０は、ハウジング３１０の中の別個の構成要素である。リターン電極３３０は、ハウジング３１０と同じ材料から作製されうるが、ハウジング３１０から電気的に絶縁されうる。又は、リターン電極３３０は、ハウジング３１０とは異なる材料から作製されることもある。図示している実施形態では、リターン電極３３０は、ハウジング３１０とは異なる材料である。一部の実施形態のリターン電極３３０は、ハウジングの内周エッジから外周エッジまで延在する、狭長型本体を有する。リターン電極は、プラズマが形成されうる間隙３４０を設けるよう、ＲＦホット電極３２０から離間している。
【００７７】
ＲＦフィード３８０が、電源３９０とＲＦホット電極３２０とを接続する。ＲＦフィード３８０は、図６に示しているもののような、同軸ＲＦフィードラインでありうる。図１６に示しているように、ＲＦフィード３８０は、ＲＦホット電極３２０の内周エッジ３２３から距離Ｄeのところで、ＲＦホット電極に接続する。一部の実施形態の距離Ｄｅは、ＲＦホット電極３２０の長さＬの約２５％以下となる。一部の実施形態では、距離Ｄｅは、ＲＦホット電極３２０の長さＬの約２０％、１５％、１０％、５％、４％、３％、２％、又は１％以下となる。
【００７８】
図１７に示しているように、一部の実施形態では、ＲＦホット電極３２０は、ＲＦホット電極３２０が基板又はサセプタアセンブリに対して直接露出しないように配置された、ＲＦホット電極クラディング３６０を有する。このように使用する場合、「直接露出しない（ｎｏｔ  ｅｘｐｏｓｅｄ  ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」及び類似の文言は、ＲＦホット電極３２０から放出される原子が、直線経路を進行して基板表面に衝突することが不可能であることを意味する。図示している実施形態では、ＲＦホット電極クラディング３６０は、ＲＦホット電極３２０の露出している側部及び表面の全体を包み込んでいる。一部の実施形態のＲＦホット電極クラディング３６０は、ケイ素と酸化ケイ素のうちの一又は複数を含む。一部の実施形態では、ＲＦホット電極クラディング３６０は、石英を含むか、又は実質的に石英からなる。一部の実施形態では、ＲＦホット電極クラディング３６０は、スパッタリングされて処理中のウエハの汚染物質になることがない材料から、作製される。ＲＦホット電極クラディング３６０の材料は、実施されるプロセス又は堆積に依拠しうる。
【００７９】
一部の実施形態では、リターン電極３３０は、リターン電極クラディング３６１を含む。一部の実施形態のリターン電極クラディング３６１は、リターン電極３３０が、基板又はサセプタの表面に対して直接露出しないように配置される。一部の実施形態では、リターン電極クラディング３６１は、ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムのうちの一又は複数を含む。
【００８０】
一部の実施形態のリターン電極クラディング３６１は、ＲＦホット電極クラディング３６０とは異なる材料を含む。一部の実施形態では、ＲＦホット電極クラディング３６０とリターン電極クラディング３６１とは、同じ材料から作製される。一部の実施形態では、ＲＦホット電極クラディング３６０は石英を含み、リターン電極クラディングは酸化アルミニウムを含む。一部の実施形態では、ＲＦホット電極クラディング３６０は実質的に石英からなり、かつ／又は、リターン電極クラディングは実質的に石英又は酸化アルミニウムからなるこのように使用される場合、「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という文言は、対象のクラディングの組成のうち、上述の材料が、重量ベースで約９５％、９８％、又は９９％以上であることを、意味する。
【００８１】
ＲＦホット電極クラディング３６０及びリターン電極クラディング３６１が、プラズマ源アセンブリ３００の表側面３１２を形成しうる。ＲＦホット電極クラディング３６０から基板６０までの距離Ｇｈは、リターン電極クラディング３６１から基板６０までの距離Ｇｒと同じであっても、異なっていてもよい。
【００８２】
一部の実施形態のプラズマ源アセンブリ３００はプラズマを提供し、ＲＦホット電極３２０内周端部３２３で生成されるイオンフラックスは、ＲＦホット電極３２０の外周端部３２５で生成されるイオンフラックスよりも少なくなる。
【００８３】
本発明の更なる実施形態は、基板を処理する方法を対象としている。基板６０は、ガス分配アセンブリ１２０に隣接して、サセプタアセンブリ１４０の上に配置される。ガス分配アセンブリ１２０は、本開示の一又は複数の実施形態によるプラズマ源アセンブリを含む。ハウジング３１０のガス入口３１５を通じて、ＲＦホット電極３２０とリターン電極３３０との間の間隙３４０に、ガスが流し込まれる。内周端部３２３から測定して、ＲＦホット電極３２０の長さＬの２５％以内のところに配置されたＲＦフィード３８０を通じて、ＲＦホット電極３２０が励起されて、間隙３４０内にプラズマが形成される。プラズマはハウジング３１０の表側面３１２から流出して、基板６０がプラズマに曝露される。
【００８４】
アルゴンプラズマが、１００Ｗ、６０ＭＨｚで、かつ６．５Ｔの圧力で生成された。ＲＦフィードは、ＲＦホット電極の内周端部の端から測定して、ＲＦホット電極の長さの５％以内のところに配置された。プラズマ密度、イオンフラックス、及びエッチング速度は、ウエハＩＤからウエハＯＤへと増大するよう保持された。
【００８５】
種々の電力設定で、アルゴンプラズマのイオンフラックスが測定された。ウエハに統合された（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）イオンフラックスは、図１８に示しているように、ウエハＩＤからウエハＯＤへと増大することが示された。
【００８６】
ＩＤフィード／ＶＰＳプラズマ源を使用して、６０ＭＨｚ、４００°Ｃ、３００Ｗ、及び６．５Ｔｏｒｒで、ＡＬＤ二酸化ケイ素膜が堆積された。ＳｉＯ２のウエハ内均一性は２％未満だった。希ＨＦ（１：１００）内での熱ＳｉＯ２堆積における湿式エッチング速度（ＷＥＲＲ）は約１．９だった。
【００８７】
ＩＤフィード／ＶＰＳプラズマ源を使用して、６０ＭＨｚ、５００°Ｃ、１００Ｗ、及び６．５Ｔｏｒｒで、ＡＬＤ窒化ケイ素膜が堆積された。ＳｉＮのウエハ内均一性は２％未満であり、希ＨＦ内での湿式エッチング速度は約４．５Å／ｍｉｎだった。
【００８８】
本開示の実施形態の一部は、処理チャンバであって、その中に、弓形経路に沿って配置された少なくとも１つの容量結合プラズマ源を備える、処理チャンバを対象としている。この明細書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、「弓形経路（ａｒｃｕａｔｅｐａｔｈ）」という語は、円形又は楕円形の経路の少なくとも一部分を辿る任意の経路を意味する。弓形経路は、少なくとも約５°、１０°、１５°、２０°、３０°、４５°、又は６０°である経路の一部分に沿った、基板の動きを含みうる。
【００８９】
本開示の更なる実施形態は、複数の基板を処理する方法を対象としている。複数の基板が、処理チャンバ内の基板支持体上にローディングされる。基板上に膜を堆積させるために、複数の基板の各々をガス分配アセンブリに沿って動かすよう、基板支持体は回転する。基板支持体は、容量結合プラズマ源に隣接したプラズマ領域に基板を動かすよう回転し、このプラズマ領域において実質的に均一なプラズマ曝露が行われる。所定の厚さの膜が形成されるまで、これが反復される。
【００９０】
カルーセルの回転は、連続的でも非連続的でもよい。連続処理においては、ウエハがインジェクタの各々に順次曝露されるように、ウエハは絶え間なく回転している。非連続処理においては、ウエハは、インジェクタ領域に動いて停止し、次いで、インジェクタ間の領域に動いて停止しうる。例えば、カルーセルは、ウエハが、インジェクタ間領域からインジェクタを越えて動き（又は、インジェクタに隣接して停止し）、続いて、カルーセルが再度止まりうる次のインジェクタ間領域へと動くように、回転しうる。インジェクタ間で止まることで、層の堆積と堆積との間の追加的な処理（例えばプラズマへの曝露）のための時間が提供されうる。
【００９１】
プラズマの周波数は、使用される特定の反応種に応じて微調整されうる。好適な周波数は、４００ｋＨｚ、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、１２１ＭＨｚ、及び１６２ＭＨｚを含むが、それらに限定されるわけではない。
【００９２】
一又は複数の実施形態によると、層の形成前及び／又は形成後に、基板は処理を経る。この処理は、同じチャンバ内で実施されても、一又は複数の別個の処理チャンバ内で実施されてもよい。一部の実施形態では、基板は、第１チャンバから、更なる処理のために、別の第２チャンバに動かされる。基板は、第１チャンバから別の処理チャンバに直接動かされても、又は、第１チャンバから一又は複数の移送チャンバに動かされ、次いで別の処理チャンバに動かされてもよい。したがって、処理装置は、移送ステーションと連通している、複数のチャンバを備えうる。この種の装置は「クラスタツール（ｃｌｕｓｔｅｒ  ｔｏｏｌ）」又は「クラスタシステム（ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ｓｙｓｔｅｍ）」などと称されうる。
【００９３】
通常、クラスタツールは、様々な機能（基板の中心決め及び配向付け、ガス抜き、アニーリング、堆積、並びに／又はエッチングを含む）を実施する複数のチャンバを備える、モジュラー型システムである。一又は複数の実施形態によると、クラスタツールは、少なくとも、第１チャンバ及び中央移送チャンバを含む。中央移送チャンバはロボットを収納してよく、このロボットは、複数の処理チャンバ及び複数のロードロックチャンバの間で基板を往復搬送しうる。移送チャンバは、典型的には、真空条件に維持され、一つのチャンバから、別のチャンバ及び／又はクラスタツールのフロントエンドに配置されたロードロックチャンバに基板を往復搬送するための、中間ステージを提供する。本開示に適合しうる２つの周知のクラスタツールは、Ｃｅｎｔｕｒａ（登録商標）とＥｎｄｕｒａ（登録商標）であり、両方ともカリフォルニア州Ｓａｎｔａ  ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。しかし、実際のチャンバの構成及び組合せは、本書に記載のプロセスの具体的なステップを実施するという目的のために、変更されうる。使用されうるその他の処理チャンバは、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、予洗浄、化学洗浄、熱処理（ＲＴＰなど）、プラズマ窒化、ガス抜き、配向付け、ヒドロキシル化、及びその他の基板プロセスを含むが、それらに限定されるわけではない。クラスタツールのチャンバ内でプロセスを実行することにより、後続膜の堆積に先立って酸化を起こすことなく、空気中の不純物による基板の表面汚染が回避されうる。
【００９４】
一又は複数の実施形態によると、基板は、連続的に真空又は「ロードロック（ｌｏａｄ  ｌｏｃｋ）」の条件下にあり、一つのチャンバから次のチャンバに動かされる時に周囲空気に曝露されない。ゆえに、移送チャンバは、真空下にあり、真空圧力のもとで「ポンプダウン（ｐｕｍｐｅｄ  ｄｏｗｎ）」される。処理チャンバ又は移送チャンバの中には不活性ガスが存在しうる。一部の実施形態では、基板の表面上に層を形成した後、反応体の一部又は全部を除去するために、不活性ガスがパージガスとして使用される。一又は複数の実施形態によると、反応体が堆積チャンバから移送チャンバ及び／又は更なる処理チャンバに移動するのを防止するために、パージガスが堆積チャンバの出口部に注入される。ゆえに、不活性ガスの流れがチャンバの出口にカーテンを形成する。
【００９５】
処理中に、基板は加熱されうるか、又は冷却されうる。かかる加熱又は冷却は、基板支持体（例えばサセプタ）の温度を変化させること、及び加熱された又は冷却されたガスを基板表面に流すことを含むがそれらに限定されるわけではない、任意の好適な手段によって実現されうる。一部の実施形態では、基板支持体は、伝導により基板温度を変化させるよう制御されうる、ヒータ／クーラを含む。一又は複数の実施形態では、基板温度を局所的に変化させるために、用いられるガス（反応性ガス或いは不活性ガス）が加熱されるか、又は冷却される。一部の実施形態では、ヒータ／クーラは、基板温度を対流によって変化させるために、基板表面に隣接してチャンバ内に配置される。
【００９６】
基板は、処理中に、静止していても回転していてもよい。回転する基板は、連続的に、又は非連続に段階的に、回転しうる。例えば、基板は、プロセス全体を通して回転していても、種々の反応性ガス又はパージガスへの曝露と曝露の間に少しずつ回転してもよい。処理中に基板を（連続的に或いは段階的に）回転させることは、例えばガス流形状の局所的可変性の影響を最少化することによって、より均一な堆積又はエッチングを行う上で役立ちうる。
【００９７】
上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱しなければ、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決まる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ−１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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