(57)【要約】  本開示の実装は、処理チャンバ内で基板を処理するための方法を提供する。一実装では、方法は、（ａ）第１の高周波数ＲＦ電力を使用して、第１のチャンバ圧力で第１の基板上に誘電体層を堆積することと、（ｂ）第２のチャンバ圧力で、第１の基板の後にＮ個の基板上に誘電体層を順次堆積することであって、ここでＮは５〜１０の整数で、Ｎ個の基板の各基板に堆積することは、第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有する第２の高周波数ＲＦ電力を用いることを含む、堆積することと、（ｃ）基板がない状態でチャンバ洗浄処理を実施することと、（ｄ）（ａ）から（ｃ）までを反復することとを含む。【選択図】図１
2020502803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内で基板を処理するための方法であって、
（ａ）第１のＲＦ電力を使用して、第１のチャンバ圧力で第１の基板上に誘電体層を堆積することと、
（ｂ）第２のチャンバ圧力で、前記第１の基板の後にＮ個の基板上に誘電体層を順次堆積することであって、ここでＮは５〜１０の整数で、Ｎ個の基板の各基板に堆積することは、前記第１のＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有する第２のＲＦ電力を使用することを含む、堆積することと、
（ｃ）基板がない状態でチャンバ洗浄処理を実施することと、
（ｄ）（ａ）から（ｃ）までを反復することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第２のチャンバ圧力は前記第１のチャンバ圧力よりも低い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記チャンバ洗浄処理は、フッ素及び／又はフッ素ラジカル（Ｆ＊）を含む洗浄ガスを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ｃ）の後に、前記処理チャンバの処理領域に配置されたチャンバ構成要素の表面上にシーズニング層を堆積することを更に含み、前記シーズニング層は約８，０００オングストロームから約２０，０００オングストロームまでの厚みを有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記シーズニング層が二酸化ケイ素又はアモルファスシリコンである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記チャンバ洗浄処理は、約２００ミルから約８００ミルまでの第１の電極間隔で実行される第１の洗浄段階、及び、約９００ミルから約１２００ミルまでの第２の電極間隔で実行される第２の洗浄段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
基板支持体の温度は、（ａ）及び（ｂ）の間において約４００°Ｃから約６５０°Ｃまでの温度で維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記処理チャンバが、（ｃ）の間において約４００°Ｃから約５５０°Ｃまでの温度で維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
処理チャンバ内で基板を処理するための方法であって、
（ａ）第１の高周波数ＲＦ電力と第１の低周波数ＲＦ電力を使用して、第１のチャンバ圧力で第１の基板を処理して、第１の基板上に誘電体層を堆積することと、
（ｂ）第２のチャンバ圧力で、第１の基板の後にＮ個の基板を順次処理して、Ｎ個の基板上に誘電体を堆積することであって、ここでＮは５〜１０の整数で、Ｎ個の基板の各基板を処理することは、第２の高周波数ＲＦ電力と第２の低周波数ＲＦ電力を使用することを含み、第２の高周波数ＲＦ電力は、直前の基板上での前記誘電体層の堆積に使用された第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有する、堆積することと、
（ｃ）基板がない状態でチャンバ洗浄処理を実施することと、
（ｄ）基板の束のすべての基板が処理されるまで、（ａ）から（ｃ）までを反復することと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記第２の低周波数ＲＦ電力は、前記第１の低周波数ＲＦ電力と同一である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のチャンバ圧力は前記第１のチャンバ圧力よりも低い、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記チャンバ洗浄処理は、約２００ミルから約８００ミルまでの第１の電極間隔で約１０秒間継続して実行される第１の洗浄段階、及び、約９００ミルから約１２００ミルまでの第２の電極間隔で約２０秒間継続して実行される第２の洗浄段階を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
チャンバ洗浄処理の後に、前記処理チャンバの処理領域に配置されたチャンバ構成要素の表面上にシーズニング層を堆積することを更に含み、前記シーズニング層は約８，０００オングストロームから約２０，０００オングストロームの厚みを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記シーズニング層が二酸化ケイ素又はアモルファスシリコンである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記誘電体層は、シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又は酸窒化ケイ素前駆体混合物から形成されたプラズマを使用して堆積される、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
基板支持体の温度は、（ａ）及び（ｂ）の間において約４００°Ｃから約６５０°Ｃまでの温度で維持される、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記処理チャンバが、（ｃ）の間において約４００°Ｃから約５５０°Ｃまでの温度で維持される、請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
処理チャンバ内で基板を処理するための方法であって、前記方法は、
Ｎ番目の基板を処理することであって、ここでＮは１よりも大きい整数であり、
第１のチャンバ圧力で、第１の高周波数ＲＦ電力と第１の低周波数ＲＦ電力を使用して、Ｎ番目の基板上に誘電体層の第１の部分を堆積することと、
第２のチャンバ圧力で、第２の高周波数ＲＦ電力と第２の低周波数ＲＦ電力を使用して、Ｎ番目の基板上に前記誘電体層の第２の部分を堆積することであって、ここで第２の高周波数ＲＦ電力は、前記第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有し、前記第２のチャンバ圧力は前記第１のチャンバ圧力よりも低い、堆積することと、
前記処理チャンバから前記Ｎ番目の基板を取り除くことと、
を含む、Ｎ番目の基板を処理することと、
（Ｎ＋１）番目の基板を処理することであって、
第２のチャンバ圧力で、第２の高周波数ＲＦ電力と第２の低周波数ＲＦ電力を使用し、前記（Ｎ＋１）番目の基板上に誘電体層を堆積することであって、ここで第２の高周波数ＲＦ電力は、前記Ｎ番目の基板上の前記誘電体層の前記第１の部分の堆積に使用される前記第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有する、堆積することと、
前記（Ｎ＋１）番目の基板を前記処理チャンバから取り除くことと、
を含む、（Ｎ＋１）番目の基板を処理することと、
前記処理チャンバの温度を約５５０°Ｃの第１の温度に維持し、その後、洗浄ガスが前記処理チャンバに導入される前に、前記処理チャンバを約６０秒間冷却することによってチャンバ洗浄処理を実行することと、
を含む、基板を処理するための方法。
【請求項１９】
前記洗浄ガスは、フッ素及び／又はフッ素ラジカル（Ｆ＊）を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記チャンバ洗浄処理の実行後に、前記処理チャンバの処理領域に配置されたチャンバ構成要素の表面上にシーズニング層を堆積することを更に含み、前記シーズニング層は約８，０００オングストロームから約２０，０００オングストロームまでの厚みを有する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］  本開示の実装は概して、堆積の均一性を改善するための、処理チャンバの取り扱い方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］  半導体業界のプラズマリアクタは多くの場合、アルミニウム含有材料から作られる。特に、ポリシリコン、金属又は酸化物堆積チャンバでは、ＮＦ３又はＣＦ４などのフッ素含有ガスが化学物質として使用される場合に、アルミニウムの表面にフッ化アルミニウム層が形成されることがある。フッ化アルミニウムの形成は、４８０°Ｃを超えると大きな蒸気圧を有し、この温度で昇華し始めることが観測された。フッ化アルミニウムは次に、処理チャンバの面板などのチャンバ部品に運ばれる。フッ化アルミニウムは凝結して、面板上に層を形成するが、これはその後の処理中に剥がれ落ち、粒子で基板表面を汚染することがある。フッ化アルミニウムは除去が難しく、面板が汚染されると、面板及び／又は真空チャンバのインシトゥ（その場での）洗浄の方法は知られていない。その結果、真空チャンバ内での堆積速度がドリフトし、チャンバは不安定になる。
【０００３】
［０００３］  したがって、当該技術分野では、堆積速度ドリフティング及び処理中の基板表面上でのフッ化アルミニウム汚染の可能性を最小限に抑える又はなくすため、処理チャンバを洗浄する改良された工程が求められている。
【発明の概要】
【０００４】
［０００４］  本開示の実装は、処理チャンバ内で基板を処理する方法をもたらす。一実装では、方法は、（ａ）第１の高周波数ＲＦ電力を使用して、第１のチャンバ圧力で第１の基板上に誘電体層を堆積することと、（ｂ）第２のチャンバ圧力で、第１の基板の後にＮ個の基板上に誘電体層を順次堆積することであって、ここでＮは５〜１０の整数で、Ｎ個の基板の各基板に堆積することは、第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有する第２の高周波数ＲＦ電力を使用することを含む、堆積することと、（ｃ）基板がない状態でチャンバ洗浄処理を実施することと、（ｄ）（ａ）から（ｃ）までを反復することとを含む。
【０００５】
［０００５］  別の実装では、方法は、（ａ）第１の高周波数ＲＦ電力と第１の低周波数ＲＦ電力を使用して、第１のチャンバ圧力で第１の基板を処理して、第１の基板上に誘電体層を堆積することと、（ｂ）第２のチャンバ圧力で、第１の基板の後にＮ個の基板を順次処理して、Ｎ個の基板上に誘電体を堆積することであって、ここでＮは５〜１０の整数で、Ｎ個の基板の各基板を処理することは、第２の高周波数ＲＦ電力と第２の低周波数ＲＦ電力を使用することを含み、第２の高周波数ＲＦ電力は、直前の基板上での誘電体層の堆積に使用された第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有する、堆積することと、（ｃ）基板がない状態でチャンバ洗浄処理を実施することと、（ｄ）（ａ）から（ｃ）までを反復することとを含む。
【０００６】
［０００６］  更に別の実装では、方法は、Ｎ番目の基板を処理することを含み、ここでＮは１よりも大きい整数で、Ｎ番目の基板を処理することは、第１のチャンバ圧力で、第１の高周波数ＲＦ電力と第１低周波数ＲＦ電力を使用して、Ｎ番目の基板上に誘電体層の第１の部分を堆積することと、第２のチャンバ圧力で、第２の高周波数ＲＦ電力と第２の低周波数ＲＦ電力を使用して、Ｎ番目の基板上に誘電体層の第２の部分を堆積することとを含み、ここで第２の高周波数ＲＦ電力は、第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有し、第２のチャンバ圧力は第１のチャンバ圧力よりも低く、また、処理チャンバからＮ番目の基板を取り除くことを含む。Ｎ番目の基板を処理した後、（Ｎ＋１）番目の基板を処理することは、第２のチャンバ圧力で、第２の高周波数ＲＦ電力と第２の低周波数ＲＦ電力を使用して、（Ｎ＋１）番目の基板上に誘電体層を堆積することであって、ここで、第２の高周波数ＲＦ電力は、Ｎ番目の基板上の誘電体層の第１の部分の堆積に使用された第１の高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも、約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有する、堆積することと、（Ｎ＋１）番目の基板を処理チャンバから取り除くことと、処理チャンバの温度を約５５０°Ｃの第１の温度に維持することによって、チャンバ洗浄処理を実施することと、次に、処理チャンバに洗浄ガスを導入する前に約６０秒間処理チャンバを冷却することとを含む。
【０００７】
［０００７］  上記で簡潔に要約し、下記でより詳細に述べる本開示の実装は、添付する図面に示す本開示の例示的な実装を参照することにより、理解することができる。しかし、本開示は他の等しく有効な実装も許容しうることから、添付する図面は本開示の典型的な実装を示しているにすぎず、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】
【０００８】
【図１】本開示の実装に従って、基板上に誘電体層を堆積するための例示的な方法のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［０００９］  理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。図は縮尺どおりには描かれておらず、明確性のために簡略化されていることがある。一実装の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実装に有益に組み込まれることがあると想定される。
【００１０】
［００１０］  図１は、本開示の一実装による、基板を処理するための方法１００のフロー図である。方法１００は、ブロック１０２で、処理チャンバ内で第１の基板を処理することにより開始される。処理チャンバは、処理能力を高めるために熱及び／又はプラズマを使用する任意の適切な基板処理チャンバ、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ又はプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバなどであってよい。処理チャンバは、１つの処理チャンバ又は２つの反応空間を有するデュアルチャンバリアクタであってよく、デュアルチャンバリアクタは、同一のガス注入口とＲＦシステムを共有するか、異なるガス注入口と異なるＲＦシステムを備えた、２つの反応空間を有する。１つの例示的な実装では、処理チャンバは、ＲＦ電力が供給された各処理チャンバが少なくとも１つの面板、基板支持体、及び真空ポンプシステムを有するデュアルチャンバリアクタである。面板は、処理環境に露出されるチャンバリッドの表面で、基板支持体に面している。本開示の実施形態に有利となりうる１つの適切な処理チャンバはＰｒｅｃｉｓｉｏｎ（登録商標）チャンバで、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。
【００１１】
［００１１］  第１の基板の処理は概して、一又は複数の下記の手続きを含む。最初に、基板上での誘電体層の堆積に適したプロセス条件を確立するため、処理チャンバは安定化される。安定化は、堆積を実行するように処理チャンバを動作させるために必要な処理パラメータを調整することを含みうる。処理パラメータは、限定するものではないが、チャンバ圧力、電極間隔、面板温度、基板支持体温度などのプロセス条件を設定することを含みうる。例えば、処理チャンバは、所定の圧力まで処理チャンバを排気して維持すること、面板と基板との間の電極間隔を第１の電極間隔まで調整すること、基板支持体の温度を約４００°Ｃから約６５０°Ｃまでの温度、例えば、約５５０°Ｃに維持することによって安定化されうる。面板温度は約１００°Ｃから約３００°Ｃの間に維持されうる。
【００１２】
［００１２］  次に、前駆体混合ガスが、温度制御された面板を経由して処理チャンバに供給される。混合ガスは、シリコン（多結晶シリコン、ポリシリコン又はアモルファスシリコン）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又は酸窒化ケイ素の堆積に使用される任意の適切な前駆体混合物になりうる。ホウ素化合物、リン化合物、及び／又はヒ素化合物などのドーパント前駆体は、必要に応じて含まれる。以下の流量範囲は、３００ｍｍ基板用にサイズ調節したチャンバに適合する。他の基板用にサイズ調節したチャンバに対しては適切なスケーリングが使用できる。オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）は、約２０ｍｇｍから約５，０００ｍｇｍの間の流量で供給されうる。Ｎ２Ｏ、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＣＯ、又はＣＯ２などの酸素前駆体は、約１，０００ｓｃｃｍから約２０，０００ｓｃｃｍの流量で供給されうる。シリコン前駆体（シランなど）はオプションにより、約２０ｓｃｃｍから約２，０００ｓｃｃｍの流量で処理チャンバ内へ供給されうる。Ｎ２、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３、又はＨ２Ｎ２、又はこれらの置換された変種（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｖａｒｉａｎｔ）などの窒素前駆体、或いは前述の窒素種の任意の混合物などの窒素前駆体は、約２００ｓｃｃｍから約５０，０００ｓｃｃｍの流量で供給されうる。層に炭素を加えるため、炭素前駆体（炭化水素、例えばメタンなど）が含まれてもよい。オプションにより、トリメチルボラン（ＴＭＢ）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、ホスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）、及び置換されたホスフィン及びアルシン、又はこれらの混合物などのドーパント前駆体は、約２０ｓｃｃｍから約３，０００ｓｃｃｍの流量で供給されうる。これらの前駆体はキャリアガスによって運ばれ、或いは、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素、又は水素、或いはこれらの混合物などの希釈ガスで希釈され、約５００ｓｃｃｍから約３０，０００ｓｃｃｍの流量で流れる。
【００１３】
［００１３］  誘電体層が二酸化ケイ素である１つの例示的な実装では、前駆体混合ガスはＴＥＯＳ、Ｎ２Ｏ、及びアルゴンを含む。処理チャンバに前駆体ガスを供給する間、処理チャンバは、約５Ｔｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒの間、例えば、約８Ｔｏｒｒの初期動作圧力に維持される。面板と基板との間の電極間隔は、約２００ミルから２，０００ミルの間で確立される。基板支持体の温度は約４００°Ｃから約６５０°Ｃまで、例えば、約５５０°Ｃで維持される。
【００１４】
［００１４］  したがって、堆積処理を実行するため、プラズマは処理チャンバ内で前駆体混合ガスから形成される。プラズマは容量性又は誘導性の手段によって形成され、ＲＦ電力を前駆体混合ガスに結合することによって印加されうる。ＲＦ電力は、単一周波数ＲＦ電力、又は、高周波数成分と低周波数成分を有するデュアル周波数ＲＦ電力であってよい。ＲＦ電力は一般的に約５０Ｗから約１５００Ｗの間の電力レベルで印加されるが、これは、すべてが（例えば約１３．５６ＭＨｚの周波数の）高周波数ＲＦ電力であってよく、或いは、約１３．５６ＭＨｚの高周波数電力と約３５０ｋＨｚの低周波数電力の混合であってもよい。１つの例示的な実装では、ＲＦ電力は、約１３０Ｗから約２００Ｗまでのレベル、例えば、約１７０Ｗの電力レベルで印加される高周波数電力と、約８０Ｗから約１２０Ｗまでのレベル、例えば、約１００Ｗの電力レベルで印加される低周波数電力との混合である。処理チャンバは、約５Ｔｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒまで、例えば、約８Ｔｏｒｒの初期動作圧力で維持される。基板支持体の温度は約４００°Ｃから約６５０°Ｃまで、例えば、約５５０°Ｃで維持される。場合によっては、所定の厚さ（約１，５００オングストロームから１０，０００オングストローム、例えば、約２，５００オングストロームから約５，０００オングストローム）を有する誘電体層の第１の部分を堆積するため、これらの条件は所定の時間（例えば、約９０秒間から約１２５秒間までの間、例えば、１１０秒間）だけ継続しうる。本書で説明される処理パラメータは誘電体層の第１の部分を堆積するためのものであるが、これらの処理パラメータはまた、誘電体層全体を堆積するためにも使用されうる。
【００１５】
［００１５］  誘電体層の第１の部分が堆積された後、第１の基板上に誘電体層の第２の部分を堆積するために構成された第１のＲＦ補償レシピを使用するように切り替えることによって、堆積処理は継続される。第１のＲＦ補償レシピは、初期動作圧力よりも低い第１の動作圧力、並びに、約１８０Ｗから約２２０Ｗまでの、例えば、約２０３Ｗの電力レベルで印加される周波数１３．５６ＭＨｚの高周波数ＲＦ電力と、約１８０Ｗから約２２０Ｗまでの、例えば、約２００Ｗの電力レベルで印加される周波数３００ｋＨｚの低周波数ＲＦ電力との混合を使用する。第１の動作圧力は、初期動作圧力よりも少なくとも約３Ｔｏｒｒ低くなりうる。一実装では、第１の動作圧力は、約３Ｔｏｒｒから約８Ｔｏｒｒまで、例えば、約４．８Ｔｏｒｒに維持される。基板支持体の温度は、約４００°Ｃから約６５０°Ｃまで、例えば、約５５０°Ｃに維持される。処理チャンバ内のプラズマを維持するため、前駆体混合ガスの流入は継続される。誘電体層の第１の部分の堆積と第２の部分の堆積との間の移行を滑らかにするため、所望であれば、前駆体混合ガスの任意の前駆体は、所定の傾斜率で導入されうる。この条件は、誘電体層の第２の部分が所定の厚さ、約１，０００オングストロームから８，０００オングストローム、例えば、約１，２００オングストロームから約３，０００オングストロームに達するまで、所定の時間（例えば、約３５秒間から約９０秒間、例えば、６０秒間）だけ継続される。本書に記載の第１のＲＦ補償レシピは、誘電体層の第２の部分を堆積するためのものであるが、これらの処理パラメータはまた、誘電体層全体を堆積するためにも使用されうる。
【００１６】
［００１６］  ブロック１０４では、誘電体層の第２の部分が第１の基板上に堆積された後、ＴＥＯＳをオフにする一方、残りの前駆体混合ガス（例えば、Ｎ２Ｏ、及びアルゴン）の流入およびＲＦ電力を継続することによって、オプションのプラズマ処理がインシトゥ（その場）で実行されうる。プラズマ処理中の高周波数ＲＦ電力は、約１８０Ｗから約２２０Ｗまでの、例えば、約２０３Ｗの電力レベルで制御可能であり、低周波数ＲＦ電力は、約１８０Ｗから約２２０Ｗまでの、例えば、約２００Ｗの電力レベルで制御可能である。プラズマ処理は、約５秒間から約１５秒間、例えば、約１０秒間実行可能である。
【００１７】
［００１７］  ブロック１０６では、第１の基板は処理チャンバから取り除かれ、処理チャンバはパージガスを使用してパージされる。パージガスには、例えば、窒素、アルゴン、Ｎ２Ｏ、又はパージに適した他の不活性ガス、並びにこのようなガスの組み合わせが含まれる。パージ中のプロセス条件は、ＲＦ電力が使用されない（すなわち、プラズマなし）という点を除いて、直前のステップと同一或いは類似であってもよい。一実施形態では、パージはチャンバ圧力が約２０Ｔｏｒｒのときに実行される。パージ時間は、約２秒間から約２００秒間、例えば、約５秒間から約９０秒間になる。場合によっては、パージは４．８Ｔｏｒｒで５秒間行われる。場合によっては、パージはスロットルバルブを完全に開放し、１Ｔｏｒｒで約２０秒間行われる。場合によっては、パージは３Ｔｏｒｒで約４５秒間行われる。場合によっては、パージは５Ｔｏｒｒで約６０秒間以上、例えば、約９０秒間行われる。所望であれば、フッ化アルミニウム及び他の望ましくない残留物を、処理チャンバの面板及び他のチャンバ構成要素の内面から除去するのを支援するため、パージはより高いチャンバ圧力（例えば、約１０Ｔｏｒｒから約３０Ｔｏｒｒ）で実行されてもよい。このような場合、パージは２５Ｔｏｒｒで約１４０秒間実行可能である。
【００１８】
［００１８］  フッ化アルミニウムの気化が処理チャンバの面板に到達するのを防止するため、パージガスは高流量で流入されることがある。例えば、パージガスは、３００ｍｍのプラズマ処理チャンバに対して、約４，０００ｓｃｃｍから約３０，０００ｓｃｃｍまで、例えば、約８，０００ｓｃｃｍから２４，０００ｓｃｃｍまで、例えば、約１０，０００ｓｃｃｍから約２０，０００ｓｃｃｍまでの流量でプラズマ処理チャンバに導入されうる。Ｎ２Ｏとアルゴンがパージガスとして使用される実施例では、Ｎ２Ｏは第１の体積流量で処理チャンバに流し込まれ、アルゴンは第２の体積流量で処理チャンバに流し込まれ、第１の体積流量と第２の体積流量の比率は、０．５：１から約１．２：１までの間、例えば、約０．６：１から約１：１まで、例えば、約０．８：１になりうる。
【００１９】
［００１９］  その後、任意の反応残留物及び／又は不要なガスは、真空ポンプシステムによって処理チャンバから排出される。
【００２０】
［００２０］  ブロック１０８では、Ｎ個の基板の後続の各基板上に誘電体層を堆積するために第２のＲＦ補償レシピが使用される点を除いて、第１の基板の後のＮ個の基板は、ブロック１０２で上述したものと同一の処理を使用して順次処理される。一実装では、Ｎは５から１０の間、例えば６から８の間、例えば７の整数になる。様々な実施形態では、第２のＲＦ補償レシピは、第２のＲＦ補償レシピの高周波数ＲＦ電力が、直前の基板上での誘電体層の堆積に使用された高周波数ＲＦ電力の電力密度よりも約０．２１Ｗ／ｃｍ２から約０．３５Ｗ／ｃｍ２だけ低い電力密度を有するという点を除いて、第１のＲＦ補償レシピとほぼ同様である。しかしながら、第２のＲＦ補償レシピの第２の低周波数ＲＦ電力は、第１のＲＦ補償レシピの第１の低周波数ＲＦ電力と同一であるか、これよりも低くなりうる。
【００２１】
［００２１］  例えば、第１の基板が処理チャンバから取り除かれると、その上に誘電体層を堆積するため、第２の基板が処理チャンバに配置される。第２の基板は、堆積処理が第２のＲＦ補償レシピを使用する点を除いて、ブロック１０２で上述した処理と同一の処理を受け、第２の基板上に誘電体層を堆積する。この場合、誘電体層は、第１のＲＦ補償レシピの高周波数ＲＦ電力よりも約１．５Ｗから約３Ｗ少ない高周波数ＲＦ電力を使用して堆積される。
【００２２】
［００２２］  １つの例示的な実装では、第２の基板上の誘電体層の第２の部分の堆積に使用される高周波数ＲＦ電力は、約２０１．５Ｗの電力レベルで印加される。第２の基板での堆積が終了すると、第２の基板は処理チャンバから取り除かれ、誘電体層を堆積するため、第３の基板が処理チャンバに配置される。第３の基板は、堆積処理が第２のＲＦ補償レシピを使用する点を除いて、ブロック１０２で上述した処理で同一の処理を受け、第３の基板上に誘電体層を堆積する。この場合、誘電体層は、第２の基板に使用される第２のＲＦ補償レシピの高周波数ＲＦ電力よりも、約１．５Ｗから約３Ｗ低い高周波数ＲＦ電力を使用して堆積される。１つの例示的な実装では、第３の基板上に誘電体層を堆積するために使用される高周波数ＲＦ電力は、約２００．０Ｗの電力レベルで印加される。この第２のＲＦ補償レシピは、（後述される）完全なチャンバ洗浄処理が必要になるまで、基板の束の中の第４、第５、第６…の基板に続けて適用される。完全なチャンバ洗浄処理は、５枚から２０枚の基板ごとに、例えば、約７枚から約１２枚の基板ごとに実行されてよく、その数はアプリケーションに応じて変化しうる。
【００２３】
［００２３］  ブロック１１０では、所定の枚数の基板が処理されると、チャンバ壁又はチャンバ構成要素の表面に残存する望ましくない物質を除去するために完全なチャンバ洗浄処理が実行される。事前に定義される数は５から１５の間、例えば、７から１０の間となりうる。代替的に、完全なチャンバ洗浄処理は、チャンバの条件、及び／又は処理チャンバ内で処理される基板の枚数に応じて、任意の所定の間隔で実行されてもよい。完全なチャンバ洗浄処理は、堆積処理の前、堆積処理中、及び／又は堆積処理後に実行されてよく、処理チャンバ内に基板がない状態で行われる。
【００２４】
［００２４］  完全なチャンバ洗浄処理には、インシトゥ（その場での）ドライ洗浄処理又は遠隔プラズマ源洗浄が含まれうる。インシトゥドライ洗浄処理では、一又は複数の反応性ガス種（例えば、フッ素イオン、ラジカルなど）を形成するため、一又は複数のガスが処理チャンバ内で解離される（ｄｉｓｓｏｃｉａｔｅｄ）。反応種は、処理チャンバ内に存在するフッ化アルミニウム残留物の除去に効果的である。この実装で使用される遠隔プラズマ源洗浄では、下流の処理チャンバに流されてチャンバ洗浄を支援する一又は複数の反応種を形成するため、一又は複数の洗浄ガスが、別個のチャンバ（例えば、ＲＰＳチャンバ）内で解離される。
【００２５】
［００２５］  洗浄ガスはフッ素（Ｆ２及び／又はＦ）、及び／又はフッ素ラジカル（Ｆ＊）を含む。これらの種の供給源として、洗浄ガスは、ペルフルオロ化合物又はヒドロフルオロカーボン化合物、例えば、ＮＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、又はこれらの組み合わせを含みうる。オプションにより、洗浄ガスは更に、プラズマの始動を支援するため、ヘリウム、又はアルゴンなどの不活性ガスを含みうる。ＮＦ３前駆体ガスが使用される場合には、洗浄処理は、ＮＦ３前駆体を処理チャンバに、約２００ｓｃｃｍから約２０，０００ｓｃｃｍの間の流量で、かつ、約１Ｔｏｒｒから約２０Ｔｏｒｒの間、例えば、約４Ｔｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒの間の圧力で導入することによって実行されうる。ＮＦ３前駆体を活性化するためにＲＰＳチャンバに印加される電力は、約１０００Ｗから約１０，０００Ｗの間になる。電極間隔は、約２００ミルから約９００ミルまでに保たれる。完全なチャンバ洗浄処理中の処理チャンバの温度は、４００°Ｃから約５５０°Ｃまで、例えば、約４７０°Ｃから約５２０°Ｃまでに維持される。洗浄処理の継続時間は、約６０秒間から約２４０秒間まで、例えば、９０秒間から約１８０秒間までである。上記の範囲は、３００ｍｍ基板用にサイズ設定されたチャンバに適用される。他の基板用にサイズ設定されたチャンバに対しては適切な倍率が使用されうる。
【００２６】
［００２６］  幾つかの実施形態では、完全なチャンバ洗浄処理は二段階の洗浄になりうる。このような場合、第１の洗浄の実行するため、ＮＦ３前駆体などの洗浄ガス、及びアルゴンなどの他のガスが処理チャンバに導入される。第１の洗浄は、電極間隔が、約２００ミルから約８００ミルまで、例えば、約６００ミルである第１の間隔に保持される点を除いて、上述のパラメータを使用して実行可能である。第１の洗浄は、第２の洗浄が実行される前に、約１０秒間実行されうる。第２の洗浄は、電極間隔が、第１の間隔よりも大きい第２の間隔、例えば、約９００ミルから約１２００ミルまでである点を除いて、第１の洗浄と同様のパラメータで、約２０秒間実行されうる。より広い電極間隔で実行される第２の洗浄は、面板でのＡｌＦの蓄積を減らすため有利になりうる。アルゴン（及びオプションにより窒素）を使用するチャンバのパージは、処理チャンバに洗浄ガスが導入される前に約２０秒間実行されうる。
【００２７】
［００２７］  幾つかの実施形態では、完全なチャンバ洗浄処理は、チャンバ温度を約５５０°Ｃに維持することによる冷却洗浄（ｃｏｏｌ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）であり、その後、上述の洗浄を開始するため、処理チャンバに洗浄ガスが導入される前に、処理チャンバは約６０秒間冷却される。したがって、完全なチャンバ洗浄処理は、処理チャンバが冷却される間に実行される。処理チャンバは次いで、約５２０°Ｃ以下、例えば、約５００°Ｃ以下、例えば、約４８０°Ｃの温度まで冷却される。完全なチャンバ洗浄処理後、その後の処理に備えて、チャンバ温度は上昇を開始し、約５５０°Ｃまで戻る。
【００２８】
［００２８］  パージに先立って、チャンバシーズニング処理（以下でより詳細に議論される）が実行された場合には、パージガス及び／又はパージ時間は変わることがありうる。例えば、チャンバシーズニング処理前のパージ段階で使用されるパージガスは、アルゴン及び窒素ガスを含むことがあり、チャンバシーズニング処理後のパージ段階で使用されるパージガスはアルゴンのみを含みうる。このような場合、チャンバシーズニング処理前のパージ段階でのパージ時間は、約１５秒間から約３０秒間まで、例えば、約２０秒間で、一方、チャンバシーズニング処理後のパージ段階でのパージ時間は、約３秒間から約１０秒間まで、例えば、約５秒間となる。
【００２９】
［００２９］  ブロック１１２では、チャンバシーズニング処理は、ＴＥＯＳ、酸素、及びヘリウム又はアルゴンを処理チャンバへ導入することによって実行される。プラズマは、面板及び／又はチャンバ壁などのチャンバ構成要素の露出した内面に、酸化物（例えば、二酸化ケイ素）シーズニング層を形成するために導入されたガスから形成される。シーズニング層は、フッ化アルミニウムが昇華して、面板、プレート及び／又はチャンバ壁などの他のチャンバ構成要素の露出した内面に到達するのを防止するキャッピング層としての役割を果たす。二酸化ケイ素の代わりに、堆積残留物（例えば、フッ素）及び／又はＣＶＤやＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相堆積）による堆積物と化学的に反応する任意の前駆体が使用可能であることが想定されている。本書で説明されている完全なチャンバ洗浄処理の任意の実施形態は、所定のチャンバ条件が実現されるまで、必要に応じて何度も反復されうる。
【００３０】
［００３０］  一実装では、チャンバシーズニング処理は、８００ｍｇｍから約２，０００ｍｇｍまで、例えば、約１，２００ｍｇｍの流量でＴＥＯＳを処理チャンバに導入し、これを約５０ｓｃｃｍから約３，６００ｓｃｃｍの流量で導入されるヘリウム又はアルゴンのキャリアガスと組み合わせることによって、実行される。場合によっては、ＴＥＯＳの代わりにシランが使用される。酸素、Ｎ２Ｏなどが、８，０００ｓｃｃｍから約２０，０００ｓｃｃｍ、例えば、約１１，０００ｓｃｃｍの流量で処理チャンバに導入される。プラズマは、５９０Ｗで印加される高周波数成分（１３．５６ＭＨｚ）、及び２２０Ｗで印加される低周波数成分（３５０ＫＨｚ）を有する混合周波数ＲＦ電力によって形成される。チャンバシーズニング処理中の処理チャンバの温度は、約４００°Ｃから約５５０°Ｃまで、例えば、約４７０°Ｃに維持される。面板温度は、約１００°Ｃから約３００°Ｃの間、例えば、２００°Ｃに維持される。チャンバ圧力は約１Ｔｏｒｒから約２０Ｔｏｒｒまで、例えば、約４．５Ｔｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒまでに維持される。チャンバシーズニング層は、処理される基板の数に応じて、約１，５００オングストロームから約２０，０００オングストロームまで、例えば、約２，０００オングストロームから約１５，０００オングストロームまで変化する厚み、例えば、約１０，０００オングストロームの厚みを有する。チャンバシーズニング処理の前に７枚の基板が処理される幾つかの実施例では、シーズニング層は約１０，０００オングストロームの厚みを有しうる。二酸化ケイ素について説明しているが、チャンバシーズニング層は、処理チャンバ内で水素含有ガスとシリコン含有ガスとを反応させることで堆積しうるアモルファスシリコン層を含みうることが想定されている。
【００３１】
［００３１］  ブロック１１２が完了した後、方法１００は終了へ進んでもよく、或いは、基板の束のうち所定の数の基板又はすべての基板が処理されるまで、ブロック１０２からブロック１１２までのいずれかを反復してもよい。
【００３２】
［００３２］  本開示の利点には、複数の基板で一貫した膜の一様性を可能にするＲＦ補償を使用した、洗浄方法及び堆積処理の改良が含まれる。基板の束での誘電体層の堆積中に、高周波数ＲＦ電力を徐々に下げることによって、膜特性ドリフトと洗浄の頻度は最小限に抑えることができる。例えば、処理チャンバ内での（ＡｌＦの蓄積による面板の放射率変化に起因する）膜特性ドリフトは回避することができる。ガス、圧力及びＲＦ電力が管理されないまま増大することをなくし、チャンバ切替への不必要な転換をなくすことによって、処理の安定性が改善されうる。改良された洗浄処理は、所定の数の基板に行われる堆積の前、堆積中、及び／又は堆積後に実行することが可能で、面板又は処理チャンバの他のチャンバ構成要素からフッ化アルミニウム及び他の不要な残留物を取り除くのに役立つ。その結果、面板、及び／又はチャンバ構成要素の寿命は長くなる。
【００３３】
［００３３］  上記は本開示の実装を対象としているが、本開示の他の更なる実装は、その基本的な範囲から逸脱することなく考案されうる。
【図１】
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【国際調査報告】
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