(57)【要約】  本技術の実施形態は、エッチング方法を含みうる。本方法は、チャンバの第１のセクションでプラズマ放出物をガスと混合して第１の混合物を形成することを含みうる。本方法はまた、チャンバの第２のセクション内の基板に第１の混合物を流すことも含みうる。第１のセクション及び第２のセクションは、ニッケルメッキされた材料を含みうる。本方法はさらに、第１の混合物を基板と反応させて、第２の層に対して第１の層を選択的にエッチングすることも含みうる。加えて、本方法は、第１の混合物と基板との反応に由来する生成物を含む第２の混合物を形成することを含みうる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理システムであって、
遠隔プラズマ領域；
チャネルによって前記遠隔プラズマ領域と流体的に結合された処理領域；及び
前記チャネルに流体的に結合されたガス入口
を備えており、
前記ガス入口が、前記処理領域に入る前に前記遠隔プラズマ領域を通過しないガスの流路を画成し、
前記処理領域が、基板を支持するように構成されたペデスタルを含み、
前記処理領域が側壁及びシャワーヘッドによって少なくとも部分的に画成されており、かつ
前記側壁及びシャワーヘッドがニッケルでメッキされている、
半導体処理システム。
【請求項２】
前記チャネルを含まない、前記チャネルから、前記処理領域からポンプへの出口までの前記処理領域が、ニッケルでメッキされた表面によって画成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ペデスタルの周囲に配置された環帯をさらに含み、該環帯がニッケルでメッキされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
エッチングの方法であって、
チャンバの第１のセクションでプラズマ放出物をガスと混合して第１の混合物を形成すること；
前記チャンバの第２のセクション内で基板に前記第１の混合物を流すこと；
前記第１の混合物を前記基板と反応させて、第２の層に対して第１の層を選択的にエッチングすること；
前記第１の混合物と前記基板との反応に由来する生成物を含む第２の混合物を形成すること
を含み、
前記チャンバの前記第１のセクション及び前記第２のセクションがニッケルメッキされた材料を含む、
方法。
【請求項５】
前記第１の混合物が、前記チャンバ内の経路を前記第１のセクションから前記第２のセクションまで流れ、かつ
前記経路が前記チャンバのニッケルメッキされた部品によって画成される、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の層がシリコン熱酸化物層であり、
前記第２の層がシリコン層であり、かつ
前記第１の混合物を前記基板と反応させることが、前記第２の層の１オングストローム未満及び前記第２の層の５０オングストローム超をエッチングすることを含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記チャンバの前記第２のセクションの圧力が１０Ｔｏｒｒ以下である、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記プラズマ放出物が、プラズマを通って流れるアンモニア及びフッ素含有ガスに由来する放出物を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記フッ素含有ガスがＮＦ３又はＨＦを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラズマ放出物が、プラズマを通って流れるアンモニア、ＮＦ３、アルゴン、Ｈ２、ヘリウム、及びＨＦに由来する放出物を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記プラズマ放出物を、ニッケルメッキされた材料を含まない前記チャンバの第３のセクションに流すこと
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の混合物を前記チャンバの第３のセクションを通じて流し、前記チャンバから出すこと
をさらに含み、
前記チャンバの前記第３のセクションがニッケルメッキされた材料を含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
前記ニッケルメッキされた材料上にフッ素原子又は水素原子を吸着することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
エッチングの方法であって、
アンモニア及びフッ素含有ガスを含む第１のガスをプラズマに流してプラズマ放出物を形成すること；
前記プラズマ放出物をチャンバの第１のセクションに流すこと；
チャンバの第２のセクションでアンモニアを含む第２のガスを前記プラズマ放出物と混合して第１の混合物を形成すること；
前記第１の混合物を前記チャンバの第３のセクションで基板に流すこと；
前記第１の混合物を前記基板と反応させて、シリコン層に対してシリコン酸化物層を選択的にエッチングすること；
前記第１の混合物と前記基板との反応に由来する生成物を含む第２の混合物を形成すること；及び
前記第２の混合物を前記チャンバの第４のセクションを通じて流し、前記チャンバから出すこと、
を含み、ここで、
前記チャンバの前記第１のセクションがニッケルメッキされた材料を含まず、
前記チャンバの前記第２のセクション、前記第３のセクション、及び前記第４のセクションがニッケルメッキされた材料を含み、
前記チャンバの前記第３のセクションの圧力が１０Ｔｏｒｒ以下であり、かつ
前記第１の混合物を前記基板と反応させることが、前記シリコン層の１オングストローム未満及び前記シリコン酸化物層の５０オングストローム超をエッチングすることを含む、
方法。
【請求項１５】
前記第１の混合物が、前記チャンバ内の経路を前記第２のセクションから前記第４のセクションまで流れ、かつ
前記経路が前記チャンバのニッケルメッキされた部品によって画成される、
請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体があらゆる目的で参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１７年８月７日出願の米国出願第１５／６７０，９１９号の利益を主張する。
【０００２】
本技術は半導体のプロセス及び機器に関する。より詳細には、本技術は、低圧エッチング動作中のプロセス選択性の改善に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路は、基板表面上に複雑にパターン形成された材料層を製造するプロセスによって可能となる。基板上にパターン形成された材料を製造するには、露出した材料を除去するための制御された方法が必要である。化学エッチングは、フォトレジストのパターンを下層へと転写すること、層を薄くすること、又は表面上にすでに存在する特徴の横寸法を薄くすることを含めた、さまざまな目的に使用されている。多くの場合、例えば、パターン転写プロセスを促進する、ある材料を別の材料よりも速くエッチングするエッチングプロセスを有することが望ましい。このようなエッチングプロセスは、第１の材料に選択的であると言われている。材料、回路、及びプロセスの多様性の結果として、さまざまな材料に対して選択性を有するエッチングプロセスが開発されてきた。
【０００４】
基板処理領域内に形成された局所プラズマで生成されるドライエッチングは、ウェットエッチングよりも狭窄されたトレンチに浸透し、繊細な残りの構造の変形がウェットエッチングよりも少なくなりうる。しかしながら、エッチングプロセスが第２の材料に対して第１の材料に選択的であったとしても、第２の材料の望ましくないエッチングが依然として発生する可能性がある。
【０００５】
したがって、高品質のデバイス及び構造を生産するために使用することができる、改善されたシステム及び方法が必要とされている。本技術は、これら及び他の必要性に対処するものである。
【発明の概要】
【０００６】
半導体デバイスが小型化するにつれて、これらのデバイスのパターニングはより困難になりうる。特徴が小さくなるほど、画成（画定）がより困難になりうる。これは、サイズの縮小、又は性能、信頼性、及び製造スループットに必要なより厳しい許容誤差に起因しうる。以下に説明する方法は、改善されたパターニングプロセスを提供することができる。
【０００７】
ニッケルメッキされた材料によってプラズマ放出物とガスの混合物を流すことにより、より低い圧力でのエッチングを可能にすることができる。低圧処理は、側壁に接触及びエッチングすることなく、エッチング液が狭くて深い特徴の底部に移動するのを促進することによる、より小さくより深い半導体の特徴にとって有利でありうる。ニッケルメッキは、より低い圧力でシリコンのエッチング量を低く維持することにより、選択性を高めることができる。理論に拘束されるつもりはないが、ニッケルは、シリコンの望ましくないエッチングの原因となりうるフッ素ラジカル又は水素ラジカルを掃去（ｓｃａｖｅｎｇｅ）することができると考えられている。ニッケルは、ガスとプラズマエッチング液との顕著な混合の下流にあるチャンバの部品をコーティングすることができる。ニッケルは、混合の下流のチャンバ内のプラズマ放出物の流路に沿ったすべての部分をコーティングすることができる。
【０００８】
本技術の実施形態は、半導体処理システムを含みうる。本システムは遠隔プラズマ領域を含みうる。本システムはまた、チャネルによって遠隔プラズマ領域と流体的に結合された処理領域も含みうる。本システムはさらに、チャネルに流体的に結合されたガス入口も含みうる。ガス入口は、処理領域に入る前に遠隔プラズマ領域を通過しないガスの流路を画成することができる。処理領域は、基板を支持するように構成されたペデスタルを含みうる。処理領域は、側壁及びシャワーヘッドによって少なくとも部分的に画成されうる。側壁及びシャワーヘッドは、ニッケルでメッキされうる。
【０００９】
本技術の実施形態は、エッチングの方法を含みうる。本方法は、チャンバの第１のセクションでプラズマ放出物をガスと混合して第１の混合物を形成することを含みうる。本方法はまた、チャンバの第２のセクション内の基板に第１の混合物を流すことも含みうる。第１のセクション及び第２のセクションは、ニッケルメッキされた材料を含みうる。本方法はさらに、第１の混合物を基板と反応させて、第２の層に対して第１の層を選択的にエッチングすることも含みうる。加えて、本方法は、第１の混合物と基板との反応に由来する生成物を含む第２の混合物を形成することを含みうる。
【００１０】
本技術の実施形態は、エッチングの方法を含みうる。本方法は、アンモニア及びフッ素含有ガスを含む第１のガスをプラズマに流してプラズマ放出物を形成することを含みうる。本方法はまた、プラズマ放出物をチャンバの第１のセクションに流すことも含みうる。第１のセクションは、ニッケルメッキされた材料を含まない場合がある。本方法はさらに、チャンバの第２のセクションでアンモニアを含む第２のガスをプラズマ放出物と混合して第１の混合物を形成することも含みうる。加えて、本方法は、第１の混合物をチャンバの第３のセクション内の基板に流すことを含みうる。本方法はまた、第１の混合物を基板と反応させて、シリコン層に対してシリコン酸化物層を選択的にエッチングすることも含みうる。その後、本方法は、第１の混合物と基板との反応に由来する生成物を含む第２の混合物を形成することを含みうる。第２の混合物は、チャンバの第４のセクションを通って流れ、チャンバから出ることができる。第２のセクション、第３のセクション、及び第４のセクションは、ニッケルメッキされた材料を含みうる。
【００１１】
開示される技術の性質及び利点は、明細書の残りの部分及び図面を参照することによってさらに理解を深めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術の実施形態による半導体処理システムを示す図を示す。
【図２】本技術の実施形態によるエッチングの方法を示す図を示す。
【図３】本技術の実施形態によるエッチングの方法を示す図を示す。
【図４Ａ】本技術の実施形態によるニッケルでコーティングされたチャンバ及び陽極酸化されたアルミニウムチャンバを使用したエッチング量を示す図を示す。
【図４Ｂ】本技術の実施形態によるニッケルでコーティングされたチャンバ及び陽極酸化されたアルミニウムチャンバを使用したエッチング量を示す図を示す。
【図４Ｃ】本技術の実施形態によるニッケルでコーティングされたチャンバ及び陽極酸化されたアルミニウムチャンバを使用したエッチング量を示す図を示す。
【図５】本発明の実施形態による例示的な処理ツールの一実施形態の上面図を示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態による例示的な処理チャンバの断面図を示す。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による例示的な処理チャンバの断面図を示す。
【図７】本発明の実施形態による例示的なシャワーヘッド構成の概略図を示す。
【図８】本技術の実施形態による例示的な処理システムの概略的な断面図を示す。
【図９】本技術の実施形態による入口アダプタの概略的な底部の部分平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
酸化ケイ素をエッチングするための従来のシステム及び方法は、低圧には適さない場合がある。より小さく、より深い半導体特徴には、低い圧力が好ましいことがある。しかしながら、圧力が低いと、エッチング選択性が低下する場合がある。例えば、より低い圧力での熱酸化物のエッチング中に、熱酸化物のエッチング量は減少する一方、シリコンのエッチング量は増加しうる。低圧では、ラジカルなどの反応性成分の密度が低下する。その結果、熱酸化物のエッチング速度が低下しうる。未反応又は不完全に反応した種もチャンバ内に存在しうる。より低い圧力では、これらの未反応種（例えば、フッ素ラジカル又は水素ラジカル）が基板内のシリコンと反応し、シリコンのエッチング速度が増加することがある。従来の方法は、ラジカルを基板又は他のガス種と反応させるために、チャンバ圧力を増加させてエッチングする。
【００１４】
本技術の実施形態は、シリコンのエッチングに対する選択性を実質的に低下させることなく、熱酸化物の低圧エッチングを可能にしうる。ニッケルメッキされたチャンバ部品は、未反応のラジカルの量を低減させうる。未反応のラジカルが少ないと、ラジカルは熱酸化物をエッチングする傾向が高くなり、シリコンをエッチングするために存在する傾向が低くなる。
【００１５】
Ｉ．システム概要
図１に示されるように、本技術の実施形態は、半導体処理システム１００を含みうる。システム１００は遠隔プラズマ領域を含みうる。遠隔プラズマ領域は遠隔プラズマ源１０２を含みうる。
【００１６】
システム１００はまた、アイソレータ１０４によって画成されるチャネルによって遠隔プラズマ領域と流体的に結合された処理領域も含みうる。アイソレータ１０４はアルミナなどのセラミック材料でありうる。アイソレータ１０４はニッケルでメッキされていなくてもよい。処理領域は、ガスとプラズマ放出物とが混合する場所からチャンバからの出口の方へのプラズマ放出物が基板と反応する場所までのチャンバの領域を含みうる。処理領域は、アイソレータ１０４を含まないが、アイソレータ１０４から、チャンバからポンプへのポートまでの領域を含みうる。
【００１７】
システム１００はさらに、アイソレータ１０４に流体的に結合されたガス入口１０６も含みうる。ガス入口は、処理領域に入る前に遠隔プラズマ領域を通過しないガスの流路を画成することができる。プラズマ源１０２に由来するプラズマ放出物は、インプット１０８を介してアイソレータ１０４に入ることができる。ガス入口１０６及びインプット１０８は、遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）アダプタ１１０に配置することができる。ＲＰＳアダプタ１１０は、遠隔プラズマ源をチャンバに接続できるようにする。ＲＰＳアダプタ１１０、ガス入口１０６、及びインプット１０８は、ニッケルでメッキされていなくてもよい。
【００１８】
アイソレータ１０４の下流はミキシングマニホールド１１２である。ミキシングマニホールド１１２は、実質的に真っ直ぐではない流路を画成することができる。例えば、ミキシングマニホールドは、ガスとプラズマ放出物とを混合するために、流路サイズの縮小（例えば、テーパ）及び／又は拡大を含みうる。ミキシングマニホールド１１２は、ガスボックス１１４につながりうる。ガスボックスヒータ１１６は、ガスボックス１１４上に配置することができる。
【００１９】
ガスボックス１１４の後、システム１００は、プラズマ放出物及び他のガスが均一なブロッカー１１８、均一な面板１２０、及び均一な選択性調節装置（ＳＭＤ）１２２を通過するように構成することができる。システム１００は、均一なＳＭＤ１２２とスペーサ１２４とによって少なくとも部分的に画成された反応領域を含みうる。反応領域は処理領域の一部でありうる。
【００２０】
処理領域は、基板を支持するように構成されたペデスタル１２６を含みうる。ペデスタルは、ニッケルでメッキすることができるが、基板がペデスタルを覆うことができるため、ニッケルメッキされたペデスタルはエッチングの選択性に影響を及ぼさない場合がある。基板は、シリコンウエハを含めた半導体ウエハでありうる。システム１００は、ペデスタル１２６の周囲に配置された環帯（すなわち、エッジリング１２８）を含みうる。環帯は、ニッケルでメッキされていてもよい。
【００２１】
システム１００は、ポンピングライナー／チャネル１３０を含みうる。ポンピングライナー／チャネル１３０は、チャンバからポンプへの出口を含みうる。システム１００はまた、蓋板インサート１３２も含みうる。
【００２２】
処理領域は、ミキシングマニホールド１１２からポンピングライナー／チャネル１３０まで画成される領域を含みうる。処理領域は、側壁（例えば、スペーサ１２４又はチャンバ壁を形成する任意の部品）とシャワーヘッド（例えば、均一なＳＭＤ１２２）とによって少なくとも部分的に画成されうる。側壁及びシャワーヘッドは、ニッケルでメッキすることができる。ミキシングマニホールド１１２内でのガスの混合からポンピングライナー／チャネル１３０までの幾つか又はすべての表面は、例えば、無電解のニッケルメッキ又はニッケル電気メッキを含む、ニッケルでメッキされた表面を有しうる。無電解のニッケルは、ニッケルとホウ素、又はニッケルとリンを含みうる。アイソレータ１０４の下流の部品は、ニッケルでメッキされた表面を有しうる。言い換えれば、ミキシングマニホールド１１２、ガスボックス１１４、均一なブロッカー１１８、均一な面板１２０、均一なＳＭＤ１２２、スペーサ１２４、エッジリング１２８、及びポンピングライナー／チャネル１３０は、過剰のラジカルを掃去するニッケル又は別の金属でメッキされうる。圧力板、入口アダプタ、及びディフューザー（図１には示されていないが、図８に示されている）は、アイソレータ１０４とミキシングマニホールド１１２との間にあってよく、各々が過剰のラジカルを掃去するニッケル又は別の金属でメッキされうる。他の金属には、白金又はパラジウムが含まれうるが、いずれも高価すぎる可能性がある。ニッケルでメッキされる部品は、メッキ前に、ニッケル以外の金属を含んでいてもよい。例えば、部品はステンレス鋼又はアルミニウムを含みうる。
【００２３】
図１は、システムの簡略化した図である。図８は、システムの同様の図を示しており、以下に説明される。当業者は、アイソレータ１０４の下流（例えば、圧力板４０２５から）のプラズマ放出物とガスとの混合からチャンバを出るまでの図８の任意の部品（例えば、金属部品）が、ニッケルでメッキされうることを理解するであろう。
【００２４】
ＩＩ．方法
実施形態は、本明細書に記載されるエッチングのシステムを使用することができる、エッチングの方法を含む。
【００２５】
Ａ．例となる方法
図２に示されるように、本技術の実施形態は、エッチングの方法２００を含みうる。ブロック２０２では、方法２００は、チャンバの第１のセクションでプラズマ放出物をガスと混合して第１の混合物を形成することを含みうる。プラズマ放出物は、プラズマを通って流れるアンモニア及びフッ素含有ガスに由来する放出物を含みうる。フッ素含有ガスはＮＦ３及び／又はＨＦを含みうる。幾つかの実施形態では、プラズマ放出物は、プラズマを通って流れるアンモニア、ＮＦ３、アルゴン、Ｈ２、ヘリウム、及びＨＦに由来する放出物を含みうる。第１のセクションは、無電解のニッケルメッキされた材料を含む、ニッケルメッキされた材料を含みうる。第１のセクションは、図１のミキシングマニホールド１１２と同様のミキシングマニホールドを含みうる。実施形態では、第１のセクションは、テーパ状の経路（例えば、図８の中央開孔４０２３）を含みうる。テーパ状の経路は、非テーパ状の経路よりも多くのガスを混合することができ、それにより、ニッケルメッキされた部品がラジカルを掃去することを可能にしうる。ガスはアンモニア又は水素を含みうる。
【００２６】
プラズマ放出物の混合前に、プラズマ放出物は、ニッケルメッキされた材料を含まないチャンバのセクションを通して流されうる。ガスが導入される前のチャンバの部品は、ニッケルでメッキされていなくてもよい。例えば、図１では、ＲＰＳアダプタ１１０はニッケルでメッキされていなくてもよい。ＲＰＳアダプタをニッケルでメッキすると、所望の結果に反して、エッチングされる酸化ケイ素の量は減少しうるのに対し、エッチングされるポリシリコンの量は増加しうる。金属ではない（例えば、セラミック）、又はプラズマ放出物とガスとの十分な混合が可能ではないチャンバの部品も、ニッケルでメッキされていなくてもよい。例えば、図１では、アイソレータ１０４はセラミックであり、ニッケルで容易にメッキすることはできない。加えて、アイソレータ１０４は、プラズマ放出物とガスとの著しい混合のための幾何学形状を提供しない。
【００２７】
ブロック２０４では、方法２００はまた、チャンバの第２のセクション内の基板に第１の混合物を流すことも含みうる。チャンバの第２のセクションは、８から１０Ｔｏｒｒ、６から８Ｔｏｒｒ、４から６Ｔｏｒｒ、２から４Ｔｏｒｒ、１から２Ｔｏｒｒ、又は１Ｔｏｒｒ未満を含みうる、１０Ｔｏｒｒ以下の圧力でありうる。チャンバの第２のセクションは、処理中に基板を配置することができるペデスタルを含みうる。第２のセクションは、本明細書に記載される任意のニッケルメッキされた材料を含む、ニッケルメッキされた材料を含みうる。第１の混合物は、チャンバ内の経路を第１のセクションから第２のセクションまで流れうる。経路は、チャンバのニッケルメッキされた部品によって画成されうる。プラズマ放出物とガスとの顕著な混合からチャンバの出口までの経路は、ニッケルでメッキされていない表面によって中断されていない、ニッケルでメッキされた表面によって画成することができる。
【００２８】
ブロック２０６では、方法２００はさらに、第１の混合物を基板と反応させて、第２の層に対して第１の層を選択的にエッチングすることも含みうる。第１の層はシリコン熱酸化物層でありうる。第２の層は、ポリシリコン層を含めたシリコン層でありうる。第２の層は、フッ素ラジカル又は水素ラジカルによってエッチングすることができる任意の層でありうる。第１の混合物を基板と反応させることは第２の層を１オングストローム未満及び第２の層を５０オングストローム超、エッチングすることを含みうる。実施形態では、第２の層は、５０オングストローム超、１００オングストローム超、２００オングストローム、又は３００オングストロームのエッチング量を有しうるのに対し、第１の層は、０．５オングストローム未満又は約０オングストロームを含めた１オングストローム未満のエッチング量を有しうる。シリコンに対する酸化物のエッチング選択性は、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、又は１０００より大きくなりうる。
【００２９】
ブロック２０８では、方法２００は、第１の混合物と基板との反応に由来する生成物を含む第２の混合物を形成することを含みうる。方法２００はまた、第２の混合物をチャンバのセクションに通してチャンバから出るように流すことも含んでよく、チャンバからの流出につながるチャンバの表面はニッケルメッキされた材料を含む。例えば、図１では、ポンピングライナー／チャネル１３０はニッケルでメッキされうる。
【００３０】
方法２００は、ニッケルメッキされた材料上にフッ素原子又は水素原子を吸着することを含みうる。基板との反応に由来するフッ素原子又は水素原子を除去すると、熱酸化物のエッチング中にシリコンのエッチングを無視できる程度に維持するのに役立ちうる。
【００３１】
方法２００はさらに、チャンバから基板を取り出し、基板上に追加のパターニング工程を行うことも含みうる。
【００３２】
Ｂ．例となる方法
図３に示されるように、本技術の実施形態は、エッチングの方法３００を含みうる。ブロック３０２では、方法３００は、アンモニア及びフッ素含有ガスを含む第１のガスをプラズマに流してプラズマ放出物を形成することを含みうる。第１のガスは、本明細書に記載される任意のガスでありうる。
【００３３】
ブロック３０４では、方法３００はまた、プラズマ放出物をチャンバの第１のセクションに流すことも含みうる。第１のセクションは、ニッケルメッキされた材料を含まなくてもよい。第１のセクションは、金属ではない又はプラズマ放出物とガスとが十分に混合しないチャンバの部品を含みうる。第１のセクションは、本明細書に記載されるニッケルでメッキされていないチャンバの任意のセクションでありうる。
【００３４】
ブロック３０６では、方法３００はさらに、チャンバの第２のセクションでアンモニアを含む第２のガスをプラズマ放出物と混合して第１の混合物を形成することも含みうる。第２のガスは、プラズマ放出物との混合前にプラズマを通過しなくてよい。チャンバの第２のセクションは、ガスが十分な混合を被る場所でありうる。例えば、図１では、チャンバの第２のセクションはミキシングマニホールド１１２を含みうる。チャンバの第２のセクションは、テーパ状の開孔を含むことができ、また、図８の圧力板４０２５、入口アダプタ４０３０、ディフューザー４０３５、及びミキシングマニホールド４０４０を含みうる。
【００３５】
ブロック３０８では、方法３００は、第１の混合物をチャンバの第３のセクション内の基板に流すことを含みうる。チャンバの第３のセクションは、基板がエッチングされるチャンバ部分を含みうる。図１では、チャンバの第３のセクションは、均一なＳＭＤ１２２とスペーサとによって少なくとも部分的に画成することができ、ペデスタル１２６を含むことができる。
【００３６】
ブロック３１０では、方法３００はまた、第１の混合物を基板と反応させて、シリコン層に対してシリコン酸化物層を選択的にエッチングすることも含みうる。シリコン酸化物層及びシリコン層は、本明細書に記載されるいずれかの層であってよく、本明細書に記載されるように選択的にエッチングすることができる。
【００３７】
ブロック３１２では、方法３００は、第１の混合物と基板との反応に由来する生成物を含む第２の混合物を形成することを含みうる。生成物は、酸化ケイ素のエッチングに由来するエッチング副生成物を含みうる。
【００３８】
ブロック３１４では、第２の混合物は、チャンバの第４のセクションを通って流れて、チャンバから出ることができる。チャンバの第４のセクションは、ポンプポート、又は例えば、図１のポンピングライナー／チャネル１３０によって少なくとも部分的に画成されうる。チャンバから出ることは、基板を受け取るように構成されたシステムのセクションとは大幅に異なる圧力でシステムのセクションに入ることを含みうる。
【００３９】
第２のセクション、第３のセクション、及び第４のセクションは、ニッケルメッキされた材料を含みうる。第１の混合物は、チャンバ内の経路を第２のセクションから第４のセクションまで流れうる。経路は連続的であってよく、チャンバのニッケルメッキされた部品によって画成することができる。第２のセクションから第４のセクションまでの任意の表面は、ニッケルでメッキすることができ、ニッケルメッキのない表面を含まない場合がある。図１で説明したように、ミキシングマニホールド１１２を含めたミキシングマニホールド１１２からポンピングライナー／チャネル１３０までのあらゆる部品をニッケルでメッキすることができる。図８では、圧力板４０２５を含めた圧力板４０２５からチャンバを出るまでのあらゆる部品をニッケルでメッキすることができる。
【実施例】
【００４０】
ＩＩＩ．実施例
ニッケルメッキされた部品を有しないシステムと、ニッケルメッキされた部品を有するシステムについて、エッチング量を測定した。ニッケルメッキされた部品を備えたシステムは、ニッケルでメッキされたアイソレータ１０４の下流の部品（ミキシングマニホールド１１２、ガスボックス１１４、均一なブロッカー１１８、均一な面板１２０、均一なＳＭＤ１２２、スペーサ１２４、エッジリング１２８、及びポンピングライナー／チャネル１３０、並びに図１には示されていない圧力板、入口アダプタ、及びディフューザーを含む）を備えた、図１と同様のシステムであった。ＲＰＳアダプタ１１０及びアイソレータ１０４は、ニッケルでメッキされていなかった。ニッケルメッキされた部品を有しないシステムは、代わりに陽極酸化されたアルミニウムを有していた。ＮＨ３、ＮＦ３、アルゴン、Ｈ２、ヘリウム、及びＨＦの混合ガスを遠隔プラズマ源に流した。その後、プラズマ放出物をアンモニアと混合し、流して、基板をエッチングした。熱酸化物とポリシリコンのエッチング量を測定した。
【００４１】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、ニッケルでコーティングしたチャンバ及び陽極酸化されたアルミニウムチャンバを用いたエッチングの結果を示している。図４Ａでは、ｘ軸はチャンバの圧力である。左側のｙ軸は、オングストロームでの熱酸化物エッチング量を示している。このプロセスには、より高い熱酸化物エッチング量が望ましい。ダイヤモンドはニッケルコーティングの熱酸化物エッチング量を示しており、三角形は陽極酸化されたアルミニウムコーティングの熱酸化物エッチング量を示している。７Ｔｏｒｒから１０Ｔｏｒｒの圧力では、両システムは同様の熱酸化物エッチング量を示している。
【００４２】
右側のｙ軸は、オングストロームでのシリコンエッチング量を示している。四角は、ニッケルコーティングのシリコンエッチング量を示しており、×は陽極酸化されたアルミニウムコーティングのシリコンエッチング量を示している。１０Ｔｏｒｒでは、ニッケルコーティングシステムと陽極酸化されたアルミニウムコーティングシステムの両方が、ゼロに近いシリコンエッチング量を示している。しかしながら、圧力が低下すると、陽極酸化されたアルミニウムコーティングシステムのシリコンエッチング量が増加する。６Ｔｏｒｒでは、陽極酸化されたアルミニウムコーティングにより、結果的に約１０オングストロームのシリコンがエッチングされる。対照的に、４Ｔｏｒｒの最低試験圧力でも、ニッケルでコーティングされたシステムは、シリコンのエッチング量がほとんどないことを示している。
【００４３】
図４Ｂは図４Ａの結果だが、ニッケルでコーティングされたシステムについてのみを示している。グラフは、左側のｙ軸に熱酸化物のエッチング量、右側のｙ軸にシリコンのエッチング量、ｘ軸にチャンバの圧力を示している。熱酸化物のエッチング量がプロットされており、圧力が低下するにつれて熱酸化物のエッチング量が低下している。チャンバ圧力に対するシリコンのエッチング量は測定されなかった。結果として、この例では、ニッケルでコーティングされたシステムは、シリコンに対する熱酸化物の無限のエッチング選択性を示している。
【００４４】
図４Ｃは、図４Ａの結果だが、陽極酸化されたアルミニウムシステムについてのみを示している。グラフは、左側のｙ軸に熱酸化物のエッチング量、右側のｙ軸にシリコンのエッチング量、ｘ軸にチャンバの圧力を示している。熱酸化物のエッチング量がプロットされており、圧力が低下するにつれて熱酸化物のエッチング量が低下している。シリコンのエッチング量は、圧力が低下するにつれて増加している。７Ｔｏｒｒの圧力では、シリコンのエッチング量は約１０オングストロームであったのに対し、熱酸化物のエッチング量は約２５０オングストロームであった。７Ｔｏｒｒでの選択性は２５をわずかに上回った。結果は、チャンバの圧力が低下するにつれて、シリコンのエッチング量が増加し続け、熱酸化物のエッチング量が減少し続けるであろうことを示唆している。結果として、７Ｔｏｒｒ未満の圧力では、２５未満の選択性が予期されよう。
【００４５】
ＩＶ．例示的な処理システム
本発明の実施形態を実装することができる処理チャンバは、米国カリフォルニア州サンタクララ所在のＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＰｒｏｄｕｃｅｒ（登録商標）Ｓｅｌｅｃｔｒａ（商標）エッチングシステムなどの処理プラットフォーム内に含まれうる。
【００４６】
図５は、開示される実施形態による堆積、エッチング、ベーキング、及び硬化チャンバの処理ツール１０００の一実施形態の上面図を示している。この図では、一対の前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）１００２により、さまざまなサイズの基板が供給され、該基板は、ロボットアーム１００４に受け入れられて、低圧保持領域１００６内に置かれ、その後、タンデムセクション１００９ａ〜ｃに位置付けられた基板処理チャンバ１００８ａ〜ｆのうちの１つの中に配置される。第２のロボットアーム１０１０を使用して、基板ウエハを保持領域１００６から基板処理チャンバ１００８ａ〜ｆへと搬送したり、戻したりすることができる。各基板処理チャンバ１００８ａ〜ｆ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）、湿式エッチング、予洗浄、ガス抜き、配向、及び他の基板プロセスに加えて、本明細書に記載されるドライエッチングプロセスを含む多くの基板処理工程を実行するように装備されうる。
【００４７】
基板処理チャン１００８ａ〜ｆは、基板ウエハ上で膜を堆積、アニール、硬化、及び／又はエッチングするための１つ以上のシステム構成要素を含みうる。一構成において、２対の処理チャンバ、例えば１００８ｃ〜ｄ及び１００８ｅ〜ｆを基板上に材料を堆積させるために使用することができ、第３の対の処理チャンバ、例えば１００８ａ〜ｂは、堆積した膜をエッチングするために使用することができる。別の構成では、例えば１００８ａ〜ｆなどの３対のチャンバすべてを、基板上の膜をエッチングするように構成することができる。記載されるプロセスのいずれか１つ以上を、異なる実施形態に示される製造システムから分離されたチャンバで実行することができる。膜は、誘電体、保護、又は他の材料でありうる。膜のための堆積、エッチング、アニーリング、及び硬化チャンバの追加の構成が処理ツール１０００によって企図されることが認識されよう。
【００４８】
図６Ａは、処理チャンバ内に仕切られたプラズマ生成領域を備えた例示的な処理チャンバセクション２０００の断面図を示している。例えば、シリコン、ポリシリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素、炭素含有材料などの膜のエッチング中に、プロセスガスは、ガス入口アセンブリ２００５を通って第１のプラズマ領域２０１５に流入しうる。遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）ユニット２００１は、システム内に含まれてもよく、また、ガスを処理することができ、該ガスはその後にガス入口アセンブリ２００５を通って移動しうる。入口アセンブリ２００５は、第２のチャネル（図示せず）がＲＰＳユニット２００１を迂回することができる２つ以上の別個のガス供給チャネルを含みうる。したがって、開示される実施形態では、前駆体ガスは、非励起状態で処理チャンバに送給されてもよい。別の例では、開示される実施形態において、ＲＰＳを介して提供される第１のチャネルはプロセスガス用に使用することができ、ＲＰＳを迂回する第２のチャネルは処理ガス用に使用することができる。プロセスガスは、第１のプラズマ領域２０１５に入る前に、ＲＰＳユニット２００１内で励起されてもよい。したがって、例えばフッ素含有前駆体は、開示される実施形態では、ＲＰＳ２００１を通過することができ、あるいはＲＰＳユニットを迂回することができる。この配置に包含される他のさまざまな例も同様に理解されよう。
【００４９】
冷却板２００３、面板２０１７、イオンサプレッサ２０２３、シャワーヘッド２０２５、及び基板２０５５をその上に有するペデスタル２０６５が示されており、それらは各々、開示される実施形態に従って含まれうる。ペデスタル２０６５は、基板の温度を制御するために熱交換流体が通流する熱交換チャネルを有しうる。この構成により、基板２０５５の温度が冷却又は加熱されて、約−２０℃から約２００℃の間、又はその間の比較的低い温度を維持することができる。熱交換流体は、エチレングリコール及び／又は水を含みうる。アルミニウム、セラミック、又はそれらの組合せを含みうるペデスタル２０６５のウエハ支持プラッタはまた、埋め込まれた抵抗加熱素子を使用して、約１００℃以下から約１１００℃以上までなどの比較的高い温度を達成するために、抵抗加熱されてもよい。加熱素子はペデスタル内に１つ以上のループとして形成されてよく、ヒータ素子の外側部分は支持プラッタの外周に隣接して延在することができ、内側部分はより小さい半径を有する同心円の経路上に延在しうる。ヒータ素子への配線は、ペデスタル２０６５のステムを通過してもよく、ペデスタルはさらに，回転するように構成されていてもよい。
【００５０】
面板２０１７は、ピラミッド形、円錐形、又は上部が狭く、底部に向かって広くなっている別の同様の構造でありうる。面板２０１７はさらに、図示されるように平坦であってよく、プロセスガスを分配するために用いられる複数の貫通チャネルを含みうる。プラズマ生成ガス及び／又はプラズマ励起種は、ＲＰＳ２００１の使用に応じて、面板２０１７の複数の孔を通過して、第１のプラズマ領域２０１５へのより均一な送給を行うことができる。
【００５１】
例示的な構成は、ガス／核種が面板２０１７の穴を通って第１のプラズマ領域２０１５に流れるように、面板２０１７によって第１のプラズマ領域２０１５から仕切られたガス供給領域２０５８内へとガス入口アセンブリ２００５を開くことを含みうる。構造的及び動作的特徴は、プラズマが第１のプラズマ領域２０１５から供給領域２０５８、ガス入口アセンブリ２００５、及び流体供給システム２１０（図示せず）へと逆流するのを防ぐように選択することができる。構造的特徴は、プラズマの逆流を無効にする、面板２０１７の開孔の寸法と断面形状の選択を含みうる。動作特徴は、シャワーヘッド２０２５を通るプラズマの流れを一方向に維持する、ガス供給領域２０５８と第１のプラズマ領域２０１５との間の圧力差を維持することを含みうる。面板２０１７又はチャンバの導電性上部とシャワーヘッド２０２５とが、特徴の間に配置された絶縁リング２０２０とともに示されており、それによって、シャワーヘッド２０２５及び／又はイオンサプレッサ２０２３に対して面板２０１７にＡＣ電位を印加することが可能となる。絶縁リング２０２０は、面板２０１７とシャワーヘッド２０２５及び／又はイオンサプレッサ２０２３との間に位置づけることができ、それによって、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）が第１のプラズマ領域に形成されることが可能となる。バッフル（図示せず）は、追加的に第１のプラズマ領域２０１５に配置されるか、あるいは他の方法でガス入口アセンブリ２００５と結合して、ガス入口アセンブリ２００５を通る領域内への流体の流れに影響を及ぼすことができる。
【００５２】
イオンサプレッサ２０２３は、非荷電中性種又はラジカル種がイオンサプレッサ２０２３を通過してサプレッサとシャワーヘッドとの間の活性化ガス送給領域内に入ることを可能にしつつ、プラズマ励起領域２０１５からの荷電種（例えば、イオン）の移動を抑制するように構成された構造全体にわたって複数の開孔を画成するプレート又は他の幾何学形状を含むことができる。開示される実施形態では、イオンサプレッサ２０２３は、さまざまな開孔構成を有する有孔板を含みうる。これらの非荷電種には、反応性の低いキャリアガスとともに開孔から輸送される、反応性の高い種が含まれうる。上記のように、孔を通るイオン種の移動は減少し、場合によっては完全に抑制することができる。イオンサプレッサ２０２３を通過するイオン種の量を制御することにより、下にあるウエハ基板と接触する混合ガスの制御を高めることができ、それによって混合ガスの堆積及び／又はエッチング特性の制御を高めることができる。例えば、混合ガスのイオン濃度の調整は、そのエッチング選択性を著しく変更することができる。堆積が行われる代替的な実施形態では、誘電体材料、炭素含有材料、及び他の材料についての共形型の堆積の流動可能型の堆積に対するバランスをシフトさせることもできる。
【００５３】
イオンサプレッサ２０２３の複数の孔は、イオンサプレッサ２０２３を通る活性化ガス、すなわち、イオン種、ラジカル種、及び／又は中性種の通過を制御するように構成することができる。例えば、孔のアスペクト比、又は孔の長さに対する直径、及び／又は孔の幾何学形状は、イオンサプレッサ２０２３を通過する活性化ガス中のイオン荷電種の流れが減少するように制御することができる。イオンサプレッサ２０２３の孔は、プラズマ励起領域２０１５に面するテーパ部分と、シャワーヘッド２０２５に面する円筒部分とを含みうる。円筒部分は、シャワーヘッド２０２５を通過するイオン種の流れを制御するように成形及び寸法決めされうる。調整可能な電気バイアスを、サプレッサを通るイオン種の流れを制御する追加の手段としてイオンサプレッサ２０２３に適用することもできる。
【００５４】
イオン抑制素子２０２３は、プラズマ生成領域から基板へと移動するイオン荷電種の量を低減又は排除するように機能することができる。非荷電中性種及びラジカル種は、依然として、イオンサプレッサの開口部を通過して、基板と反応することができる。基板を取り囲む反応領域内のイオン荷電種の完全な排除が常に望ましい目標ではないことに注意すべきである。多くの場合、エッチング及び／又は堆積プロセスを実行するためには、イオン種が基板に到達することが必要である。これらの事例では、イオンサプレッサは、プロセスを支援するレベルで反応領域内のイオン種の濃度を制御するのに役立てることができる。
【００５５】
イオンサプレッサ２０２３と組み合わせたシャワーヘッド２０２５は、チャンバプラズマ領域２０１５に存在するプラズマが基板処理領域２０３３内のガスを直接励起することを回避する一方で、励起種がチャンバプラズマ領域２０１５から基板処理領域２０３３内への移動を可能にする。このようにして、チャンバは、プラズマがエッチングされる基板２０５５に接触するのを防ぐように構成することができる。これにより、生成されたプラズマが直接接触すると損傷、転位、又は他の方法で反る可能性がある、基板上にパターン形成されたさまざまな複雑な構造及び膜を有利に保護することができる。加えて、プラズマが、エッチング停止などのトレンチによって露出された下地材料への接触を許可されると、下地材料がエッチングされる速度が増加しうる。
【００５６】
処理システムは、処理チャンバと電気的に結合されて、面板２０１７、イオンサプレッサ２０２３、シャワーヘッド２０２５、及び／又はペデスタル２０６５に電力を供給して第１のプラズマ領域２０１５又は処理領域２３３にプラズマを生成する、電源２０４０をさらに含むことができる。電源は、実行されるプロセスに応じて、調整可能な量の電力をチャンバに供給するように構成することができる。このような構成により、実行中のプロセスにおいて、調整可能なプラズマを使用できるようになる。しばしばオン又はオフ機能が提示される遠隔プラズマユニットとは異なり、調整可能なプラズマは、特定の量の電力をプラズマ領域２０１５に送給するように構成することができる。これにより、特定のプラズマ特性の開発が可能になり、その結果、前駆体を特定の方法で解離して、これらの前駆体によって生成されるエッチングプロファイルを強化することができる。
【００５７】
プラズマは、シャワーヘッド２０２５の上のチャンバプラズマ領域２０１５又はシャワーヘッド２０２５の下の基板処理領域２０３３のいずれかで点火することができる。プラズマは、チャンバプラズマ領域２０１５に存在して、フッ素含有前駆体の流入からラジカルフッ素前駆体を生成することができる。典型的には高周波（ＲＦ）範囲内のＡＣ電圧は、堆積中にチャンバプラズマ領域２０１５内のプラズマに点火するために、面板２０１７などの処理チャンバの導電性上部とシャワーヘッド２０２５及び／又はイオンサプレッサ２０２３との間に印加することができる。ＲＦ電源は１３．５６ＭＨｚの高いＲＦ周波数を生成しうるが、他の周波数を単独で又は１３．５６ＭＨｚ周波数と組み合わせて生成することもできる。
【００５８】
プラズマ出力は、さまざまな周波数又は複数の周波数の組合せでありうる。例示的な処理システムでは、プラズマは、イオンサプレッサ２０２３及び／又はシャワーヘッド２０２５に対して面板２０１７に送給されるＲＦ電力によって提供されてもよい。ＲＦ電力は、異なる実施形態では、約１０ワットから約２０００ワット、約１００ワットから約２０００ワット、約２００ワットから約１５００ワット、又は約２００ワットから約１０００ワットでありうる。例示的な処理システムに適用されるＲＦ周波数は、異なる実施形態では、約２００ ｋＨｚ未満の低ＲＦ周波数、約１０ＭＨｚから約１５ＭＨｚの高ＲＦ周波数、又は約１ＧＨｚ以上のマイクロ波周波数でありうる。プラズマ出力は、遠隔プラズマ領域に容量結合（ＣＣＰ）又は誘導結合（ＩＣＰ）されうる。
【００５９】
上部プラズマ領域２０１５は、例えば、膜を硬化するか、又は基板処理領域２０３３に接する内面を洗浄するために、基板処理領域２０３３の底部プラズマがオンにされたときに低出力又は無出力のまま残されうる。基板処理領域２０３３内のプラズマは、シャワーヘッド２０２５とチャンバのペデスタル２０６５又は底部との間にＡＣ電圧を印加することにより点火されうる。プラズマが存在している間に、洗浄ガスが基板処理領域２０３３に導入されうる。
【００６０】
前駆体、例えばフッ素含有前駆体などの流体は、本明細書に記載されるシャワーヘッドの実施形態によって処理領域２０３３に流入されうる。プラズマ領域２０１５内のプロセスガスに由来する励起種は、イオンサプレッサ２０２３及び／又はシャワーヘッド２０２５の開孔を通って移動し、シャワーヘッドの別個の部分から処理領域２０３３に流入する追加の前駆体と反応しうる。あるいは、すべての前駆体核種がプラズマ領域２０１５内で励起されている場合には、追加の前駆体がシャワーヘッドの別個の部分を通って流れなくてもよい。処理領域２０３３にはプラズマがほとんど又はまったく存在しなくてもよい。前駆体の励起誘導体は、開示された用途では、基板上の領域で、及び、場合によっては基板上で結合して、構造をエッチングするか、又は基板上の核種を除去することができる。
【００６１】
第１のプラズマ領域２０１５内の流体を直接励起すること、又はＲＰＳユニット２００１内の流体を励起することにより、幾つかの利点を提供することができる。流体に由来する励起種の濃度は、第１のプラズマ領域２０１５のプラズマに起因して、処理領域２０３３内で増加しうる。この増加は、第１プラズマ領域２０１５のプラズマの位置に起因する可能性がある。処理領域２０３３は、遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）２００１よりも第１のプラズマ領域２０１５の近くに配置され、励起種が他のガス分子、チャンバの壁、及びシャワーヘッドの表面に衝突することによって励起状態のまま存在する時間が短くなりうる。
【００６２】
プロセスガスに由来する励起種の濃度の均一性も、処理領域２０３３内で増加しうる。これは、処理領域２０３３の形状により類似しうる、第１のプラズマ領域２０１５の形状に起因する可能性がある。ＲＰＳユニット２００１で生成された励起種は、シャワーヘッド２０２５の中心近くの開孔を通過する種と比較してシャワーヘッド２０２５の端部近くの開孔を通過するために、より長い距離を移動しうる。距離が大きくなると、励起種の励起が減少する可能性があり、例えば、基板のエッジ付近で成長速度が遅くなる可能性がある。第１のプラズマ領域２０１５で流体を励起させることにより、ＲＰＳ２００１を流れる流体のこの変動を緩和することができる。
【００６３】
プロセスガスは、ＲＰＳユニット２００１内で励起することができ、シャワーヘッド２０２５を通して励起状態で処理領域２０３３まで通過することができる。あるいは、プラズマガスを励起するか、又はＲＰＳからすでに励起されたプロセスガスを増強するために、第１の処理領域に電力が印加されてもよい。プラズマは処理領域２０３３内で生成されてもよいが、代替的に、プラズマは処理領域で生成されなくてもよい。一例では、プロセスガス又は前駆体の唯一の励起は、処理領域２０３３内の基板２０５５と反応させるために、ＲＰＳユニット２００１内でプロセスガスを励起することでありうる。
【００６４】
流体前駆体に加えて、送給を支援するキャリアガスを含む、さまざまな目的のためにさまざまな時間に導入される他のガスが存在してもよい。処理ガスを導入して、チャンバ壁、基板、堆積膜、及び／又は堆積中の膜から不要な種を除去することができる。処理ガスはプラズマ内で励起されて、その後にチャンバ内の残留物を減少又は除去するために使用することができる。他の開示された実施形態では、処理ガスはプラズマなしで使用することができる。処理ガスに水蒸気が含まれる場合には、質量流量計（ＭＦＭ）、質量流量コントローラ（ＭＦＣ）、注入バルブ、又は市販の水蒸気発生器を使用して送球を達成することができる。処理ガスは、ＲＰＳユニットを介して又はＲＰＳユニットを迂回して処理領域２０３３に導入されてもよく、第１のプラズマ領域でさらに励起されてもよい。
【００６５】
図６Ｂは、面板２０１７を通るプロセスガスの分布に影響を与える特徴の詳細図を示している。図６Ａ及び６Ｂに示されるように、面板２０１７、冷却板２００３、及びガス入口アセンブリ２００５が交差して、ガス入口２００５からプロセスガスを送給することができるガス供給領域２０５８を画成する。ガスは、ガス供給領域２０５８を満たし、面板２０１７の開孔２０５９を通って第１のプラズマ領域２０１５へと流れうる。開孔２０５９は、プロセスガスが処理領域２０３３内に流れ込むことができるが、面板２０１７を横切った後にガス供給領域２０５８への逆流を部分的に又は完全に防止することができるように、流れを実質的に一方向に向けるように構成することができる。
【００６６】
処理チャンバ区域２０００で使用されるシャワーヘッド２０２５などのガス分配アセンブリは、デュアルチャネルシャワーヘッド（ＤＣＳＨ）と称することができ、本明細書の図６Ａ及び図７に記載される実施形態にさらに詳しく示されている。デュアルチャネルシャワーヘッドは、処理領域２０３３外でのエッチング液の分離を可能にするエッチングプロセスを提供することができ、それにより、処理領域内に送給される前に、チャンバ構成要素及び互いとの限られた相互作用をもたらすことができる。
【００６７】
シャワーヘッド２０２５は、上部プレート２０１４及び下部プレート２０１６を備えることができる。該プレートは、プレート間の容積２０１８を画成するように互いに結合されうる。プレートの結合により、上部及び下部プレートを通る第１の流体チャネル２０１９、並びに下部プレート２０１６を通る第２の流体チャネル２０２１を設けることができる。形成されたチャネルは、第２の流体チャネル２０２１のみを介して下部プレート２０１６を通る容積２０１８からの流体アクセスをもたらすように構成することができ、第１の流体チャネル２０１９は、プレートと第２の流体チャネル２０２１との間の容積２０１８から流体的に隔離することができる。容積２０１８は、ガス分配アセンブリ２０２５の側面を介して流体的にアクセス可能でありうる。図６Ａの例示的なシステムはデュアルチャネルシャワーヘッドを含むが、処理領域２０３３の前に流体的に隔離された第１及び第２の前駆体を維持する代替的な分配アセンブリを用いることができることが理解される。例えば、有孔板とプレートの下のチューブを使用することができるが、他の構成では効率が低下するか、あるいは記載されるデュアルチャネルシャワーヘッドほど均一な処理が行われない可能性がある。
【００６８】
示される実施形態では、シャワーヘッド２０２５は、チャンバプラズマ領域２０１５内のプラズマ又はＲＰＳユニット２００１からのプラズマによる励起時にプラズマ放出物を含むプロセスガスを第１の流体チャネル２０１９を介して分配することができる。実施形態では、ＲＰＳユニット２００１及び／又はチャンバプラズマ領域２０１５に導入されるプロセスガスには、例えばＣＦ４、ＮＦ３、又はＸｅＦ２などのフッ素、例えばＮ２Ｏなどの酸素、若しくは例えばＨ２又はＮＨ３などの水素含有前駆体が含まれうる。一方又は両方のプロセスガスには、ヘリウム、アルゴン、窒素（Ｎ２）などのキャリアガスも含まれうる。プラズマ放出物には、プロセスガスのイオン化誘導体又は中性誘導体が含まれ、これは、本明細書ではラジカルフッ素前駆体とも呼ばれ、導入されたプロセスガスの原子構成要素を指す。一例では、ＮＦ３などのフッ素含有ガスは、ＲＰＳユニット２００１内で励起され、領域２０１５及び２０３３を、これらの領域内でさらなるプラズマが生成されることなく、通過することができる。ＲＰＳユニット２００１からのプラズマ放出物は、シャワーヘッド２０２５を通過し、その後基板２０５５と反応しうる。シャワーヘッド２０２５を通過した後、プラズマ放出物はラジカル種を含むことができ、イオン種又はＵＶ光を本質的に欠いている場合がある。これらのプラズマ放出物は、基板２０５５上の膜、例えば、窒化チタン及び他のマスキング材料と反応しうる。
【００６９】
処理チャンバ区域２０００で使用されるガス分配アセンブリ２０２５は、デュアルチャネルシャワーヘッド（ＤＣＳＨ）と称され、本明細書の図７に記載される実施形態に詳細が示されている。デュアルチャネルシャワーヘッドは、材料の流動性堆積、及び動作中の前駆体と処理流体との分離を可能にしうる。あるいは、シャワーヘッドは、反応ゾーン外でのエッチング液の分離を可能にするエッチングプロセスに利用して、処理領域に送給される前に、チャンバ構成要素及び互いとの限られた相互作用を提供することができる。
【００７０】
図７は、開示された実施形態による処理チャンバと共に使用するためのシャワーヘッド３０２５の底面図である。シャワーヘッド３０２５は、図６Ａに示されたシャワーヘッドに対応しうる。第１の流体チャネル２０１９のビューを示す貫通孔３０６５は、シャワーヘッド３０２５を通る前駆体の流れを制御し影響を与えるために、複数の形状及び構成を有しうる。第２の流体チャネル２０２１の図を示す小孔３０７５は、貫通孔３０６５の間でさえも、シャワーヘッドの表面上に実質的に均等に分配することができ、これは、前駆体がシャワーヘッドを出るときに、他の構成よりも前駆体をより均一に混合するのに役立ちうる。
【００７１】
図８は、本技術の実施形態による例示的な処理システム４０００の概略的な断面図を示している。システム４０００は、図１のシステム１００の変形でありうる。システム４０００はまた、図６Ａに示されるチャンバの変形も含んでよく、この図に示される構成要素の一部又はすべてを含んでよい。システム４０００は、処理チャンバ４００５及び遠隔プラズマユニット４０１０を含みうる。遠隔プラズマユニット４０１０は、１つ以上の構成要素を備えた処理チャンバ４００５と結合されうる。遠隔プラズマユニット４０１０は、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５、アイソレータ４０２０、圧力板４０２５、及び入口アダプタ４０３０、ディフューザー４０３５、又はミキシングマニホールド４０４０のうちの１つ以上と結合されうる。ミキシングマニホールド４０４０は、処理チャンバ４００５の上部と結合することができ、処理チャンバ４００５の入口と結合することができる。
【００７２】
遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５は、第１の端部４０１１で遠隔プラズマユニット４０１０と結合することができ、第１の端部４０１１と反対側の第２の端部４０１２でアイソレータ４０２０と結合することができる。遠隔プラズマユニットを通して、アダプタ４０１５は１つ以上のチャネルを画成することができる。第１の端部４０１１において、チャネル４０１３への開口部又はポートを画成することができる。チャネル４０１３は、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５内に集中的に画成することができ、かつ、遠隔プラズマユニット４０１０からの流れの方向でありうる遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５を通る中心軸に対して垂直な方向の第１の断面積によって特徴付けることができる。チャネル４０１３の直径は、遠隔プラズマユニット４０１０からの出口ポートと等しいか、又はそれと共通でありうる。チャネル４０１３は、第１の端部４０１１から第２の端部４０１２までの長さによって特徴付けることができる。チャネル４０１３は、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５の全長、又は第１の端部４０１１から第２の端部４０１２までの長さよりも短い長さにわたって延在しうる。例えば、チャネル４０１３は、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５の第１の端部４０１１から第２の端部４０１２までの長さの半分未満まで延在することができ、チャネル４０１３は第１の端部４０１１から第２の端部４０１２までの長さの半分まで延在することができ、チャネル４０１３は第１の端部４０１１から第２の端部４０１２までの長さの半分を超えて延在することができ、あるいはチャネル４０１３は遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５の第１の端部４０１１から第２の端部４０１２までの長さの約半分まで延在することができる。
【００７３】
遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５はまた、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５の下に画成された１つ以上のトレンチ４０１４も画成することができる。トレンチ４０１４は、アイソレータ４０２０との結合を可能にしうるＯリング又はエラストマ要素の着座を可能にするために、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５内に画成される１つ以上の環状凹部であるか、又はそれを含むことができる。
【００７４】
アイソレータ４０２０は、実施形態では、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５の第２の端部４０１２と結合されうる。アイソレータ４０２０は、アイソレータチャネル４０２１の周りの環状部材であるか、又はそれを含むことができる。アイソレータチャネル４０２１は、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５を通る流れの方向の中心軸と軸方向に整列させることができる。アイソレータチャネル４０２１は、アイソレータ４０２０を通る流れの方向に対して垂直な方向の第２の断面積によって特徴付けることができる。第２の断面積は、チャネル４０１３の第１の断面積に等しくても、大きくても、又は小さくてもよい。実施形態では、アイソレータチャネル４０２１は、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５を通るチャネル４０１３の直径よりも大きい、等しい、又はほぼ同じ直径によって特徴付けることができる。
【００７５】
アイソレータ４０２０は、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５、ミキシングマニホールド４０４０、又は任意の他のチャンバ構成要素と同様の又は異なる材料で作ることができる。幾つかの実施形態では、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５及びミキシングマニホールド４０４０は、アルミニウムの酸化物、１つ以上の表面の処理されたアルミニウム、又は他の何らかの材料を含むアルミニウムでできているか、又はそれらを含んでいてもよい一方で、アイソレータ４０２０は、他のチャンバ構成要素よりも熱伝導性が低い材料であるか、又はそれを含むことができる。幾つかの実施形態では、アイソレータ４０２０は、遠隔プラズマユニット４０１０とチャンバ４００５との間に熱破壊をもたらすように構成されたセラミック、プラスチック、又は他の断熱構成要素であるか、又はそれを含むことができる。動作中、遠隔プラズマユニット４０１０は、チャンバ４００５より低い温度で冷却又は動作することができ、一方、チャンバ４００５は、遠隔プラズマユニット４０１０より高い温度で加熱又は動作することができる。セラミック又は断熱アイソレータ４０２０を提供することにより、構成要素間の熱、電気、又は他の干渉を防止又は制限することができる。
【００７６】
アイソレータ４０２０は圧力板４０２５に連結されている。圧力板４０２５は、実施形態では、アルミニウム又は別の材料であるか、又はそれを含むことができ、圧力板４０２５は、実施形態では、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５又はミキシングマニホールド４０４０と同様の又は異なる材料で作られるか、又はそれらを含むことができる。圧力板４０２５は、圧力板４０２５を通る中央開孔４０２３を画成することができる。中央開孔４０２３は、アイソレータチャネル４０２１に近接する部分から圧力板４０２５の反対側まで圧力板４０２５を通るテーパ形状によって特徴付けることができる。アイソレータチャネル４０２１に近接した中央開孔４０２３の部分は、アイソレータチャネル４０２１の断面積に等しいか又は類似の流れの方向に垂直な断面積によって特徴付けることができる。中央開孔４０２３は、圧力板４０２５の長さにわたる、約１０％以上のテーパのパーセンテージによって特徴付けることができ、実施形態では、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、約１００％以上、約１５０％以上、約２００％以上、約３００％以上、又はそれ以上のテーパのパーセンテージによって特徴付けることができる。圧力板４０２５はまた、アイソレータ４０２０の下に画成された１つ以上のトレンチ４０２４も画成しうる。トレンチ４０２４は、アイソレータ４０２０との結合を可能にしうるＯリング又はエラストマ要素の着座を可能にするために、圧力板４０２５内に画成される１つ以上の環状凹部であるか、又はそれを含むことができる。
【００７７】
入口アダプタ４０３０は、第１の端部４０２６において圧力板４０２５に結合することができ、第１の端部４０２６の反対側の第２の端部４０２７においてディフューザー４０３５と結合することができる。入口アダプタ４０３０は、入口アダプタ４０３０を通って画成される中央チャネル４０２８を画成しうる。中央チャネル４０２８は、第１の部分４０２９ａと第２の部分４０２９ｂとによって特徴付けることができる。第１の部分４０２９ａは、入口アダプタ４０３０を通って第１の端部４０２６から第１の長さまで延在することができ、中央チャネル４０２８は、第２の端部４０２７まで延在しうる第２の部分４０２９ｂに移行することができる。第１の部分４０２９ａは第１の断面積又は直径によって特徴付けることができ、第２の部分４０２９ｂは、第１のものよりも小さい第２の断面積又は直径によって特徴付けることができる。実施形態では、第１の部分４０２９ａの断面積又は直径は、第２の部分４０２９ｂの断面積又は直径の２倍の大きさであってよく、実施形態では、最大で約３倍以上の大きさ、約４倍以上の大きさ、約５倍以上の大きさ、約６倍以上の大きさ、約７倍以上の大きさ、約８倍以上の大きさ、約９倍以上の大きさ、約１０倍以上の大きさ、又はそれ以上でありうる。中央チャネル４０２８は、実施形態では、遠隔プラズマユニット４０１０から送給される前駆体のプラズマ放出物を提供するように構成することができ、これは、遠隔プラズマユニットアダプタ４０１５のチャネル４０１３、アイソレータ４０２０のアイソレータチャネル４０２１、及び圧力板４０２５の中央開孔４０２３を通過しうる。
【００７８】
入口アダプタ４０３０はまた、第１の部分４０２９ａの下から第２の端部４０２７まで、又は第２の端部４０２７を通って延在しうる、１つ以上の第２のチャネル４０３１も画成しうる。第２のチャネル４０３１は、入口アダプタ４０３０を通る中心軸に対して垂直な方向の第２の断面積によって特徴付けることができる。第２の断面積は、実施形態では第１の部分４０２９ａの断面積より小さくてよく、第２の部分４０２９ｂの断面積又は直径より大きくなりうる。第２のチャネル４０３１は、第２の端部４０２７で入口アダプタ４０３０からの出口まで延在することができ、遠隔プラズマユニット４０１０から交互に送給される第１のバイパス前駆体などの前駆体のためのアダプタ４０３０からの出口を提供することができる。例えば、第２のチャネル４０３１は、遠隔プラズマユニット４０１０を迂回することができる入口アダプタ４０３０の側面などの外面に沿って画成された第１のポート４０３２から流体的にアクセス可能でありうる。第１のポート４０３２は、入口アダプタ４０３０の長さに沿って第１の部分４０２９ａ又はその下に存在することができ、第２のチャネル４０３１への流体アクセスを提供するように構成することができる。
【００７９】
第２のチャネル４０３１は、入口アダプタ４０３０を通して前駆体を送給し、第２の端部４０２７から排出することができる。第２のチャネル４０３１は、第１の部分４０２９ａと第２の端部４０２７との間の入口アダプタ４０３０の領域に画成されうる。実施形態では、第２のチャネル４０３１は、中央チャネル４０２８からアクセス可能でなくてもよい。第２のチャネル４０３１は、遠隔プラズマユニット４０１０から中央チャネル４０２８に送給されるプラズマ放出物から流体的に隔離された前駆体を維持するように構成されうる。第１のバイパス前駆体は、第２の端部４０２７を通って入口アダプタ４０３０を出るまでプラズマ放出物と接触しない可能性がある。第２のチャネル４０３１は、アダプタ４０３０に画成された１つ以上のチャネルを含みうる。第２のチャネル４０３１は、アダプタ４０３０内の中央に位置することができ、中央チャネル４０２８に関連付けられうる。例えば、第２のチャネル４０３１は、実施形態では、中央チャネル４０２８の周りに同心円状に整列され、画成されうる。第２のチャネル４０３１は、実施形態では、入口アダプタ４０３０の長さ又は垂直断面を部分的に通って延在する環状又は円筒状のチャネルでありうる。幾つかの実施形態では、第２のチャネル４０３１は、中央チャネル４０２８の周りに放射状に延びる複数のチャネルでありうる。
【００８０】
入口アダプタ４０３０はまた、第１の部分４０２９ａの下から第２の端部４０２７まで又はそれを通って延在し、かつ、第１のポート４０３２を二分する平面の下から延在しうる、１つ以上の第３のチャネル４０３３も画成しうる。第３のチャネル４０３３は、入口アダプタ４０３０を通る中心軸に対して垂直な方向の第３の断面積によって特徴付けることができる。第３の断面積は、実施形態では第１の部分４０２９ａの断面積より小さくてよく、第２の部分４０２９ｂの断面積又は直径より大きくなりうる。第３の断面積はまた、図示されるように、第１の部分４０２９ａの断面積又は直径に等しいか又は同様でありうる。例えば、第３のチャネル４０３３の外径は、第１の部分４０２９ａの外径と同等でありうるか、又は第１の部分４０２９ａの外径より小さくなりうる。第３のチャネル４０３３は、第２の端部４０２７で入口アダプタ４０３０からの出口まで延在することができ、遠隔プラズマユニット４０１０から交互に送給される第２のバイパス前駆体などの前駆体のためのアダプタ４０３０からの出口を提供することができる。例えば、第３のチャネル４０３３は、遠隔プラズマユニット４０１０を迂回することができる入口アダプタ４０３０の側面などの外面に沿って画成された第２のポート４０３４から流体的にアクセス可能でありうる。第２のポート４０３４は、入口アダプタ４０３０の第１のポート４０３２とは反対の側又は部分に位置しうる。第２のポート４０３４は、入口アダプタ４０３０の長さに沿って第１の部分４０２９ａ又はその下に存在することができ、第３のチャネル４０３３への流体アクセスを提供するように構成することができる。第２のポート４０３４は、実施形態では、入口アダプタ４０３０の長さに沿って、第１のポート４０３２又はその下にも存在することができる。
【００８１】
第３のチャネル４０３３は、入口アダプタ４０３０を通して第２のバイパス前駆体を送給し、第２の端部４０２７から排出することができる。第３のチャネル４０３３は、第１の部分４０２９ａと第２の端部４０２７との間の入口アダプタ４０３０の領域に画成されうる。実施形態では、第３のチャネル４０３３は、中央チャネル４０２８からアクセス可能でなくてもよい。第３のチャネル４０３３は、遠隔プラズマユニット４０１０から中央チャネル４０２８内に送給されるプラズマ放出物から、及び第１のポート４０３２を通って第２のチャネル４０３１内に送給される第１のバイパス前駆体から流体的に隔離された第２のバイパス前駆体を維持するように構成されうる。第２のバイパス前駆体は、第２の端部４０２７を通って入口アダプタ４０３０を出るまで、プラズマ放出物又は第１のバイパス前駆体と接触しなくてもよい。第３のチャネル４０３３は、アダプタ４０３０に画成された１つ以上のチャネルを含みうる。第３のチャネル４０３３は、アダプタ４０３０内の中央に位置することができ、中央チャネル４０２８及び第２のチャネル４０３１に関連付けられうる。例えば、第３のチャネル４０３３は、実施形態では中央チャネル４０２８の周りに同心円状に整列して画成されてもよく、第２のチャネル４０３１の周りに同心円状に整列して画成されてもよい。第３のチャネル４０３３は、実施形態では、入口アダプタ４０３０の長さ又は垂直断面を部分的に通って延在する第２の環状又は円筒状のチャネルでありうる。幾つかの実施形態では、第３のチャネル４０３３は、中央チャネル４０２８周りに放射状に延びる複数のチャネルでありうる。
【００８２】
ディフューザー４０３５は、入口アダプタ４０３０とミキシングマニホールド４０４０との間に配置することができ、ミキシングマニホールド４０４０にアクセスするまで、入口アダプタ４０３０を通して送給される前駆体を流体的に隔離したまま維持することができる。ディフューザー４０３５は、該ディフューザー４０３５を通して画成された円筒形又は環状のチャネルなどの１１つ以上のチャネルによって特徴付けることができる。実施形態では、ディフューザー４０３５は、第１のチャネル４０３６又は中央チャネル、第２のチャネル４０３７、及び第３のチャネル４０３８を画成することができる。チャネルは、中央チャネル４０２８の第２の部分４０２９ｂ、第２のチャネル４０３１、及び入口アダプタ４０３０の第３のチャネル４０３３と同様の寸法又は直径によって特徴付けることができる。例えば、各チャネルは、入口アダプタチャネルをミキシングマニホールド４０４０まで延ばすことができる。第２のチャネル４０３７及び第３のチャネル４０３８はそれぞれ、第１のチャネル４０３６の周りに画成された環状チャネルであってよく、第１のチャネル４０３６、第２のチャネル４０３７、及び第３のチャネル４０３８は、実施形態ではディフューザー４０３５を通して同心円状に整列され、画成されうる。
【００８３】
ディフューザー４０３５は、該ディフューザー４０３５の周りに１つ以上のトレンチ４０３９を追加的に画成することができる。例えば、ディフューザー４０３５は、実施形態では、第１のトレンチ４０３９ａ、第２のトレンチ４０３９ｂ、及び第３のトレンチ４０３９ｃを画成することができ、それにより、入口アダプタ４０３０とディフューザー４０３５との間にＯリング又はエラストマ部材の着座を可能にしうる。トレンチ４０３９の各々は、実施形態では、ディフューザー４０３５を通して画成されたチャネルの１つ以上に対して半径方向外側に位置する環状トレンチでありうる。第１のトレンチ４０３９ａは、第１のチャネル４０３６の半径方向外側に位置することができ、第１のチャネル４０３６と第２のチャネル４０３７との間に位置することができる。第２のトレンチ４０３９ｂは、第２のチャネル４０３７の半径方向外側に位置することができ、第２のチャネル４０３７と第３のチャネル４０３８との間に位置することができる。第３のトレンチ４０３９ｃは、第３のチャネル４０３８の半径方向外側に位置することができる。各トレンチ４０３９の直径は、それが関連付けられ、それが半径方向外側に配置されうるチャネルよりも大きくなりうる。トレンチは、入口アダプタ４０３０とディフューザー４０３５との間の密封性の改善を可能にし、前駆体が構成要素間で流体的に隔離された状態に維持され、チャネル間の漏れが生じないようにすることができる。
【００８４】
ミキシングマニホールド４０４０は、第１の端部４０４１でディフューザー４０３５と結合することができ、また第２の端部４０４２でチャンバ４００５と結合することができる。ミキシングマニホールド４０４０は、第１の端部４０４１で入口４０４３を画成することができる。入口４０４３は、ディフューザー４０３５からの流体アクセスを提供することができ、入口４０４３は、ディフューザー４０３５を通る第３のチャネル４０３８の直径に等しいか又はほぼ同じ直径によって特徴付けることができる。入口４０４３は、ミキシングマニホールド４０４０を通るチャネル４０４４の一部を画成することができ、チャネル４０４４は、該チャネル４０４４の外形を画成する１つ以上のセクションで構成されうる。入口４０４３は、ミキシングマニホールド４０４０のチャネル４０４４を通る流れの方向の第１のセクションでありうる。入口４０４３は、ミキシングマニホールド４０４０の流れの方向の長さの半分未満でありうる長さによって特徴付けることができる。入口４０４３の長さは、ミキシングマニホールド４０４０の長さの３分の１よりも短くてもよく、実施形態ではミキシングマニホールド４０４０の長さの４分の１よりも短くなりうる。入口４０４３は、ディフューザー４０３５から各前駆体を受け取ることができ、また、前駆体の混合を可能にすることができ、該前駆体は、ミキシングマニホールド４０４０に送給されるまで、流体的に隔離されて維持されていてもよい。
【００８５】
入口４０４３は、チャネル４０４４の第２のセクションまで延在してよく、これは、テーパ状セクション４０４５であるか、又はそれを含んでもよい。テーパ状セクション４０４５は、入口４０４３の直径に等しいか又は同様の第１の直径から第１の直径未満の第２の直径まで延在することができる。幾つかの実施形態では、第２の直径は、第１の直径の約半分又はそれ未満でありうる。テーパ状セクション４０４５は、実施形態では、約１０％以上、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、約１００％以上、約１５０％以上、約２００％以上、約３００％以上、又はそれ以上のテーパのパーセンテージによって特徴付けることができる。
【００８６】
テーパ状セクション４０４５は、フレアセクション４０４６でありうるチャネル４０４４の第３の領域へと移行しうる。フレアセクション４０４６は、テーパ状セクション４０４５から第２の端部４０４２におけるミキシングマニホールド４０４０の出口まで延在しうる。フレアセクション４０４６は、テーパ状セクション４０４５の第２の直径に等しい第１の直径から該第１の直径より大きい第２の直径まで延在しうる。幾つかの実施形態では、第２の直径は、第１の直径の約２倍以上でありうる。フレアセクション４０４６は、実施形態では、約１０％以上、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、約１００％以上、約１５０％以上、約２００％以上、約３００％以上、又はそれ以上のフレアのパーセンテージによって特徴付けることができる。
【００８７】
フレアセクション４０４６は、出口４０４７を介して、ミキシングマニホールド４０４０を通って第２の端部４０４２を通じて送給される前駆体に出口を提供しうる。ミキシングマニホールド４０４０を通るチャネル４０４４のセクションは、混合前駆体をチャンバ４００５に供給する前に、ミキシングマニホールドに送給される前駆体の適切な又は徹底的な混合をもたらすように構成されうる。従来の技術とは異なり、チャンバへの送給前にエッチング液又は前駆体の混合を実行することにより、本システムは、チャンバ及び基板の周りに分配される前に均一な特性を有するエッチング液を提供することができる。このようにして、本技術で実行されるプロセスは、基板表面全体により均一な結果をもたらすことができる。
【００８８】
処理チャンバ４００５は、積み重ねられた配置で幾つかの構成要素を含むことができる。チャンバの積み重ねは、ガスボックス４０５０、遮蔽板４０６０、面板４０７０、イオン抑制素子４０８０、及び蓋スペーサ４０９０を含みうる。これらの構成要素を利用して、前駆体又は前駆体のセットをチャンバに分配して、処理用の基板へのエッチング液又は他の前駆体の均一な送給をもたらすことができる。実施形態では、これらの構成要素は、それぞれがチャンバ４００５の外部を少なくとも部分的に画成する積層板であってもよい。
【００８９】
ガスボックス４０５０は、チャンバ入口４０５２を画成しうる。前駆体をチャンバ４００５に送給するために、ガスボックス４０５０を通して中央チャネル４０５４を画成することができる。入口４０５２をミキシングマニホールド４０４０の出口４０４７と整列させることができる。入口４０５２及び／又は中央チャネル４０５４は、実施形態では、同様の直径によって特徴付けることができる。中央チャネル４０５４は、ガスボックス４０５０を通って延在してよく、ガスボックス４０５０によって上から画成された容積４０５７に１つ以上の前駆体を送給するように構成されうる。ガスボックス４０５０は、上面などの第１の表面４０５３と、ガスボックス４０５０の底面などの第１の表面４０５３と反対側の第２の表面４０５５とを含みうる。上面４０５３は、実施形態では、平坦又は実質的に平坦な表面でありうる。上面４０５３と結合されているのはヒータ４０４８でありうる。
【００９０】
ヒータ４０４８は、実施形態では、チャンバ４００５を加熱するように構成されてよく、各蓋スタック構成要素を伝導的に加熱することができる。ヒータ４０４８は、流体ヒータ、電気ヒータ、マイクロ波ヒータ、又は熱をチャンバ４４００５に伝導的に送達するように構成された他のデバイスを含む、あらゆる種類のヒータでありうる。幾つかの実施形態では、ヒータ４０４８は、ガスボックス４０５０の第１の表面４０５３の周りに環状パターンで形成された電気ヒータであるか、又はそれを含むことができる。ヒータは、ガスボックス４０５０にわたって、かつミキシングマニホールド４０４０の周りに画成されうる。ヒータは、プレートヒータ又は抵抗素子ヒータとすることができ、これは、最大約２，０００Ｗ、約２，０００Ｗ、又は約２，０００Ｗ超の熱を供給するように構成することができ、約２，５００Ｗ以上、約３，０００Ｗ以上、約３，５００Ｗ以上、約４，０００Ｗ以上、約４，５００Ｗ以上、約５，０００Ｗ以上、又はそれ以上を供給するように構成することができる。
【００９１】
ヒータ４０４８は、最大約５０℃、約５０℃、又は約５０℃を超える可変チャンバ構成要素温度を生成するように構成することができ、実施形態では、約７５℃以上、約１００℃以上、約１５０℃以上、約２００℃以上、約２５０℃以上、約３００℃以上、又はそれ以上のチャンバ構成要素温度を生成するように構成することができる。ヒータ４０４８は、イオン抑制素子４０８０などの個々の構成要素をこれらの温度のいずれかまで上昇させて、アニールなどの処理工程を促進するように構成することができる。幾つかの処理工程では、基板は、アニーリング工程のためにイオン抑制素子４０８０に向けて上昇してよく、ヒータ４０４８は、該ヒータの温度を上記の特定の温度、又は上記温度のいずれかの範囲内又は間にある任意の温度範囲まで伝導的に上昇させるように調整することができる。
【００９２】
ガスボックス４０５０の第２の表面４０５５は、遮蔽板４０６０と結合されうる。遮蔽板４０６０は、ガスボックス４０５０の直径に等しい又は同様の直径によって特徴付けることができる。遮蔽板４０６０は、そのサンプルのみが示されている、該遮蔽板４０６０を貫通する複数の開孔４０６３を画成することができ、それにより、エッチング液などの前駆体を容積４０５７から分配することを可能にし、また、基板への均一な送達のためにチャンバ４００５を通して前駆体の分配を開始することができる。幾つかの開孔４０６３のみが示されているが、遮蔽板４０６０は、構造を通して画成された任意の数の開孔４０６３を有しうることが理解されるべきである。遮蔽板４０６０は、該遮蔽板４０６０の外径にある隆起した環状セクション４０６５と、遮蔽板４０６０の外径にある下降した環状セクション４０６６とによって特徴付けることができる。隆起した環状セクション４０６５は、遮蔽板４０６０に構造的剛性をもたらすことができ、実施形態では容積４０５７の側面又は外径を画成することができる。遮蔽板４０６０はまた、下から容積４０５７の底部も画成することができる。容積４０５７は、遮蔽板４０６０の開孔４０６３を通過する前に、ガスボックス４０５０の中央チャネル４０５４からの前駆体の分配も可能にしうる。下降した環状セクション４０６６もまた、遮蔽板４０６０に構造的剛性を提供することができ、実施形態では、第２の容積４０５８の側面又は外径を画成することができる。遮蔽板４０６０はまた、上から容積４０５８の上部も画成することができ、一方、容積４０５８の底部は、下から面板４０７０によって画成することができる。
【００９３】
面板４０７０は、第１の表面４０７２と、該第１の表面４０７２とは反対側の第２の表面４０７４とを含みうる。面板４０７０は、第１の表面４０７２で遮蔽板４０６０と結合することができ、これは、遮蔽板４０６０の下降した環状セクション４０６６と係合することができる。面板４０７０は、面板４０７０内に又は面板４０７０によって少なくとも部分的に画成された第３の容積４０７５まで延びる、第２の表面４０７４の内部に出っ張り４０７３を画成することができる。例えば、面板４０７０は、第３の容積４０７５の側面又は外径並びに上から容積４０７５の上部を画成することができ、一方、イオン抑制素子４０８０は、下から第３の容積４０７５を画成することができる。面板４０７０は、図８には示されていないが、チャンバ２０００に関して前述したように、面板を通る複数のチャネルを画成することができる。
【００９４】
イオン抑制素子４０８０は、面板４０７０の第２の表面４０７４に近接して配置することができ、第２の表面４０７４で面板４０７０と結合することができる。イオン抑制素子４０８０は、上述のイオンサプレッサ２０２３と同様であってもよく、基板を収容するチャンバ４００５の処理領域内へのイオンの移動を低減するように構成することができる。イオン抑制素子４０８０は、図８には示されていないが、図６Ａに示されているように、構造を貫通する複数の開孔を画成することができる。実施形態では、ガスボックス４０５０、遮蔽板４０６０、面板４０７０、及びイオン抑制素子４０８０は、一緒に結合することができ、実施形態では、一緒に直接結合することができる。構成要素を直接結合することにより、ヒータ４０４８によって生成された熱が構成要素を通って伝導され、特定のチャンバ温度を維持することができ、それにより、構成要素間の変動をより少なく維持することができる。イオン抑制素子４０８０は、処理中に基板が維持されるプラズマ処理領域を一緒に少なくとも部分的に画成しうる蓋スペーサ４０９０とも接触しうる。
【００９５】
図９を参照すると、本技術の実施形態による入口アダプタ５０００の底部の部分平面図が示されている。入口アダプタ５０００は、実施形態では、入口アダプタ４０３０と同様でありうる。図示されるように、入口アダプタは、該入口アダプタ５０００の中心軸の周りに同心円状に整列された３つのチャネルを含みうる。他の実施形態では、入口アダプタ５０００は、図示されているよりも多い又は少ないチャネルを含みうることが理解されるべきである。入口アダプタ５０００は、前述のように遠隔プラズマユニットから流体的にアクセス可能でありうる中央チャネル５００５を含みうる。中央チャネル５００５は、入口アダプタ５０００を完全に貫通して延在しうる。第２のチャネル５０１０は、中央チャネル５００５の周りに延在することができ、中央チャネル５００５を通って前駆体のプラズマ放出物と共に追加的又は代替的に送給される第１のバイパス前駆体のための流体アクセスを提供することができる。第２のチャネル５０１０は、入口アダプタ５０００の外部に沿って画成された第１のポート５０１２からアクセスすることができる。第２のチャネル５０１０は、中央チャネル５００５と同心円状に整列されてもよく、中央チャネル５００５を通って流れるプラズマ放出物又は異なる前駆体から流体的に隔離された第１のバイパス前駆体を維持することができる。
【００９６】
第３のチャネル５０１５は、中央チャネル５００５及び第２のチャネル５０１０の周りに延在することができ、中央チャネル５００５を通じた前駆体のプラズマ放出物と共に追加的又は代替的に送給される第２のバイパス前駆体及び第２のチャネル５０１０を通じたて第１のバイパス前駆体のための流体アクセスを提供することができる。第３のチャネル５０１５は、第１のポート５０１２の反対側の入口アダプタ５０００の側面に位置しうる、入口アダプタ５０００の外側に沿って画成された第２のポート５０１７からアクセスすることができる。第２のポート５０１７並びに第３のチャネル５０１５は、第１のポート５０１２を通る水平面の下に位置しうる。第３のチャネル５０１５は、中央チャネル５００５と同心円状に整列することができ、中央チャネル５００５を通って流れるプラズマ放出物又は異なる前駆体から流体的に隔離された第２のバイパス前駆体と、第２のチャネル５０１０を介して送給される第１のバイパス前駆体とを維持することができる。
【００９７】
第２のチャネル５０１０及び第３のチャネル５０１５はいずれも、実施形態では、入口アダプタ５０００の長さを少なくとも部分的に通して画成された環状のチャネルでありうる。チャネルはまた、中央チャネル５００５の周りに画成された複数のチャネルであってもよい。前駆体に３つの別々の経路を提供することにより、前駆体の異なる体積及び／又は流量を利用して、前駆体の送給とエッチング液の生成のさらに大きい制御をもたらすことができる。各前駆体は、１つ以上のキャリアガスとともに送給することができ、発達したエッチング液は、入口アダプタ５０００と流体的に結合された処理チャンバへの送給の前に微調整することができる。
【００９８】
本発明の例となる実施形態の上記説明は、例示及び説明の目的で提示されている。網羅的であること又は本発明を記載された正確な形態に限定することは意図されておらず、上記教示に照らして多くの修正及び変形が可能である。
【００９９】
前述の記載では、説明を目的として、本技術のさまざまな実施形態の理解をもたらすために、多くの詳細が述べられてきた。しかしながら、これらの詳細の幾つかを含まずに、又はさらなる詳細と共に、ある特定の実施形態を実施しすることができることは、当業者とって明白であろう。
【０１００】
幾つかの実施形態について説明してきたが、本発明の本質から逸脱することなく、さまざまな修正、代替構造、及び等価物が使用されうることが、当業者には認識されよう。加えて、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、幾つかの周知のプロセス及び要素については説明していない。加えて、特定の実施形態の詳細は、その実施形態の変形例に常に存在しなくてもよく、又は、他の実施形態に追加されてもよい。
【０１０１】
値の範囲が与えられる場合、その範囲の上限と下限との間で、文脈が特に明確に指示しない限り、下限の単位の１０分の１までの各介在値も具体的に開示されることが理解される。規定の範囲内の規定値又は介在値と、その規定範囲内の他の規定値又は介在値との間のより小さい範囲の各々が、包含される。これらのより小さい範囲の上限及び下限は、独立して範囲に含まれるか、又は除外される場合があり、限界値のいずれかがより小さい範囲に含まれる場合、限界値のいずれもより小さい範囲に含まれない場合、又は限界値のいずれもより小さい範囲内に含まれる場合の各範囲も、記載された範囲内の具体的に除外された任意の限界値に従い、本発明に含まれる。指定された範囲に限界値の一方又は両方が含まれる場合、これらの含まれる限界値のいずれか又は両方を除外する範囲もまた含まれる。
【０１０２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別途明示しない限り複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「１つの方法」への言及は、複数のこのような方法を含み、「その層」への言及は、１つ以上の層及び当業者に知られているその等価物への言及を含む、等々である。明確さ及び理解の目的で、本発明を詳細に説明してきた。しかしながら、添付の特許請求の範囲内で、ある特定の変更及び修正を実施できることが認識されよう。
【０１０３】
本明細書に引用されるすべての刊行物、特許、及び特許出願は、それら全てがあらゆる目的のために参照により本書に組み込まれる。従来技術であると認められるものは存在しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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