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Description
基板1204は、上記で論じたような任意の適した基板とすることができる。いくつかの実施形態では、たとえば論理デバイスの製造では、基板1204は、ケイ素(Si)または二酸化ケイ素(SiO2)を含むことができる。いくつかの実施形態では、たとえばハードマスク構造の製造では、基板1204は、ハードマスクによってパターニングすべきケイ素を含まない層1210上に堆積させた層1208(図11A〜Cに点線で示す)を含むことができる。層1208は、Siを含まない層1210をエッチングするときに第2のハードマスクとして機能することができる。層1208は、低い温度で堆積させた二酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(SiN)、酸化アルミニウム(Al2O3)、もしくは他の材料、またはシリコンオンインシュレータ(SOI)の製造中に形成されて埋設された酸化物の1つまたは複数を含むことができる。ケイ素を含まない層1210は、タングステン(W)、窒化チタン(TiN)などの1つまたは複数などの金属、ならびに/あるいはSiO2、高誘電率の2元酸化物、3元酸化物、相変化材料(酸化ニッケル、テルル化ゲルマニウムアンチモンなど)、ならびに/または第IV族材料(たとえば、Ge、SiGe)および/もしくは第III−V材料(たとえば、GaAs、GaN、InPなど)の代替チャネル材料などの誘電体材料、ならびに/あるいは有機物(たとえば、ペンタセン、フラーレンなど)を含むことができる。一部の材料は、摂氏約100度を上回る温度で劣化することがあるが、デバイス性能を向上させるように本発明の方法によってアクセス可能になるサブリソグラフィパターニングからの利益を得ることができる。
図21に示すRTPチャンバ2100はまた、冷却ブロック2180を含み、冷却ブロック2180は、頂部2112に隣接し、頂部2112に結合され、または頂部2112内に形成される。通常、冷却ブロック2180は、放射熱源2106の反対側に隔置される。冷却ブロック2180は、入り口2181Aおよび出口2181Bに結合された1つまたは複数の冷却剤チャネル2184を備える。冷却ブロック2180は、ステンレス鋼、アルミニウム、ポリマー、またはセラミック材料などの、処理に耐える材料から作ることができる。冷却剤チャネル2184は、螺旋形パターン、方形パターン、円形パターン、またはこれらの組合せを構成することができ、チャネル2184は、たとえば冷却ブロック2180を鋳造すること、および/または2つ以上の部品から冷却ブロック2180を製造してこれらの部品を接合することによって、冷却ブロック2180内に一体形成することができる。追加または別法として、冷却剤チャネル2184は、冷却ブロック2180内へドリル加工することができる。
入り口2181Aおよび出口2181Bは、バルブおよび適した配管によって冷却剤源2182に結合することができ、冷却剤源2182は、中に配置された流体の圧力および/または流れの制御を容易にするように、システムコントローラ2124と連通する。流体は、水、エチレングリコール、窒素(N2)、ヘリウム(He)、または熱交換媒体として使用される他の流体とすることができる。
材料層に周期的な酸化およびエッチングのプロセスを実行する装置のさらなる実施形態は、内部に処理領域を画定する複数の壁を有し、処理領域内に材料層を有する基板を保持する基板支持体を含む処理チャンバと;処理チャンバと流体を連通させて、酸素含有ガス、不活性ガス、およびエッチングガスを処理チャンバ内へ供給する酸素含有ガス供給、不活性ガス供給、およびエッチングガス供給と;処理チャンバおよびエッチングガスと流体を連通させて、チャンバおよび導管から遠隔でエッチングプラズマを形成し、エッチングプラズマをチャンバ内へ送達する遠隔プラズマ源と;チャンバ内の基板を約100℃を上回る第1の温度まで加熱する加熱システムと;チャンバ内の基板を第1の温度未満の第2の温度まで冷却する冷却システムと;第1の温度と第2の温度との間でチャンバ内の基板を循環させる制御システムとを備える。
Claims (15)
- 材料層上で周期的な酸化およびエッチングのプロセスを実行する装置であって、
内部に処理領域を画定する複数の壁を有し、前記処理領域内に材料層を有する基板を保持する基板支持体を含む処理チャンバと、
前記処理チャンバと流体を連通させて、酸素含有ガス、不活性ガス、およびエッチングガスを前記処理チャンバ内へ供給する酸素含有ガス供給、不活性ガス供給、およびエッチングガス供給と、
前記チャンバ内部のプラズマ生成領域内のプラズマならびに前記酸素含有ガスおよびエッチングガスの少なくとも1つを形成して前記ガスを付勢し、前記材料層に接触する酸素プラズマおよびエッチングプラズマの少なくとも1つを形成するプラズマ源と、
前記チャンバ内の前記基板を約100℃を上回る第1の温度まで加熱する加熱システムと、
前記チャンバ内の前記基板を前記第1の温度未満の第2の温度まで冷却する冷却システムと、
前記第1の温度と前記第2の温度との間で前記チャンバ内の前記基板を循環させる制御システムと
を備える装置。 - 前記制御システム、前記加熱システム、および前記冷却システムが、約3分未満の期間内に前記第1の温度と第2の温度との間を循環し、前記第2の温度が約200℃〜1000℃の範囲内である、請求項1に記載の装置。
- 前記冷却システムが、冷却媒体を流すための通路を含む基板支持体を備えている、請求項1に記載の装置。
- 前記冷却システムが、前記チャンバ内で前記基板支持体に隣接して配置されたシャワーヘッドを備え、前記シャワーヘッドが冷却流体と連通している、請求項1に記載の装置。
- 前記加熱システムが、光源および抵抗加熱器の少なくとも1つを備えている、請求項4に記載の装置。
- 前記抵抗加熱器が、前記基板支持体または前記シャワーヘッド内に配置されている、請求項5に記載の装置。
- 前記加熱システムが光源を含み、前記光源は、前記光源によって放出される光エネルギーが、処理されている前記材料による吸収を最適化する入射角で前記材料表面に接触するように配置されており、前記入射角が、処理されている前記材料層に対するブルースター角である、請求項1に記載の装置。
- 前記処理チャンバが、天井を覆って配置されたコイルを含む電力アプリケータを備える天井プラズマ源を有し、前記コイルが、インピーダンス整合ネットワークを通じて電源に結合されて、前記プラズマ生成領域内にプラズマを生成する、請求項1に記載の装置。
- 前記エッチングガスがフッ素含有ガスを含み、前記チャンバが、プラズマ源と連通する窒素ガス源をさらに備えている、請求項8に記載の装置。
- 前記チャンバが、前記基板上の材料層上でエッチングプロセスを実行し、前記エッチングプロセスの少なくとも一部分が、前記第1の温度で実行される、請求項2に記載の装置。
- 前記エッチングプロセスが乾式エッチングプロセスを含み、前記エッチングガスが、プラズマ源と連通する窒素ガスおよびフッ素含有ガスを含む、請求項10に記載の装置。
- 前記エッチングガスが、前記プラズマ源と流体を連通させてエッチングプラズマを形成する、請求項10に記載の装置。
- 前記温度制御システムが、約50℃未満、具体的には約25℃〜約35℃の温度で前記エッチングプロセスの少なくとも一部分を実行する冷却システムを含んでいる、請求項2に記載の装置。
- 約3分未満で前記第1の温度と第2の温度との間を循環し、請求項13に記載の装置。
- 前記基板上に材料層を成形し、前記材料層の所望の形状においては、基部近傍の第1の幅が頂部近傍の第2の幅と実質的に同等であり、前記所望の形状の前記第1の幅および前記第2の幅が約1〜約30ナノメートルである、請求項1に記載の装置。
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