JP2016216817A5

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Publication number: JP2016216817A5
Application number: JP2016054587A
Authority: JP
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2019-05-30
Anticipated expiration: 2036-03-18

Description

本開示の主題は、様々なプロセス、システム、および構成の全ての新規であり自明でない組合せおよび部分的組合せ、ならびに、本明細書で開示される他の特徴、機能、作用、および／または特性、ならびにそれらの全ての均等形態を含む。例えば、本開示は、以下の適用例として実施可能である。
［適用例１］遠隔プラズマ加工を行うために使用される反応チャンバを調整する方法であって、
前記反応チャンバ内に基板が存在しない状態で、原子層堆積プロセスによって前記反応チャンバ内部の露出された表面上に低再結合材料コーティングを形成するステップと、
１つまたは複数の基板に対して遠隔プラズマ操作を実施した後に、前記反応チャンバを酸化プラズマに露出させて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面を再調整し、それにより前記低再結合材料コーティングを再形成するステップと
を含む方法。
［適用例２］前記低再結合材料コーティングを形成した後に、前記遠隔プラズマ操作を行って、前記反応チャンバ内で１枚または数枚の基板を加工するステップをさらに含み、前記遠隔プラズマ操作が、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面の少なくとも一部への第２のコーティングの形成をもたらし、前記第２のコーティングが、前記遠隔プラズマ操作中に、前記低再結合材料コーティングよりも高い割合のラジカル再結合をもたらす適用例１に記載の方法。
［適用例３］前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させるステップが、前記第２のコーティングを改質して、前記低再結合材料コーティングを再形成する適用例２に記載の方法。
［適用例４］前記反応チャンバが、約０．０５〜５秒の期間にわたって前記酸化プラズマに露出される適用例１から適用例３のいずれか一項に記載の方法。
［適用例５］前記期間が約０．１〜１秒の間である適用例４に記載の方法。
［適用例６］前記反応チャンバ内部の露出された表面上に前記低再結合材料コーティングを形成するための前記原子層堆積プロセスが、
（ａ）第１の反応物を前記反応チャンバ内に流し、前記第１の反応物を、前記反応チャンバ内部の露出された表面上に吸着させるステップと、
（ｂ）前記第１の反応物を前記反応チャンバからパージするステップと、
（ｃ）第２の反応物を前記反応チャンバ内に流すステップと、
（ｄ）前記反応チャンバ内部の前記露出された表面をプラズマに露出させて、前記第１の反応物と前記第２の反応物との表面反応を推し進めて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上に低再結合材料コーティングを形成するステップと、
（ｅ）前記低再結合材料コーティングが最終的なコーティング厚さに達するまで、ステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返すステップと
を含む適用例１から適用例５のいずれか一項に記載の方法。
［適用例７］前記低再結合材料コーティングの前記最終的なコーティング厚さが、前記反応チャンバ内部の基板支持体上での前記低再結合材料コーティングの平均厚さによって測定されたときに、少なくとも約５０Åである適用例６に記載の方法。
［適用例８］前記低再結合材料コーティングが酸化ケイ素を含む適用例１から適用例７のいずれか一項に記載の方法。
［適用例９］前記低再結合材料コーティングが酸化ケイ素を含み、前記遠隔プラズマ操作を実施するステップが、前記１枚または数枚の基板上にケイ素含有被膜を堆積するステップを含み、前記第２のコーティングがケイ素含有材料を含む適用例２または適用例３に記載の方法。
［適用例１０］前記第１と第２の反応物の少なくとも一方が、遠隔プラズマチャンバから前記反応チャンバ内に流れ、前記遠隔プラズマチャンバが、前記加工チャンバの近位に位置され、シャワーヘッドによって前記加工チャンバから離隔される適用例６または適用例７に記載の方法。
［適用例１１］前記第１と第２の反応物の両方が、前記遠隔プラズマチャンバから前記反応チャンバ内に流れ、前記酸化プラズマが、前記遠隔プラズマチャンバ内で発生され、前記シャワーヘッドを通って前記加工チャンバ内に流れる適用例１０に記載の方法。
［適用例１２］前記酸化プラズマが、前記反応チャンバ内でインサイチュで発生される適用例１から適用例１１のいずれか一項に記載の方法。
［適用例１３］前記遠隔プラズマ操作を実施するステップが、
前記１枚または数枚の基板のうちの１枚を前記反応チャンバ内に提供するステップと、
ケイ素含有反応物をインサイチュプラズマに露出させずに、前記ケイ素含有反応物を前記反応チャンバ内に流すステップと、
前記反応チャンバの近位に位置決めされ、シャワーヘッドによって前記反応チャンバから離隔された遠隔プラズマチャンバ内で水素プラズマを発生し、前記水素プラズマを、前記シャワーヘッドを通して前記反応チャンバ内に流し、その一方で、前記ケイ素含有反応物が前記反応チャンバ内に流されるステップと、
前記基板を前記ケイ素含有反応物と前記水素プラズマとに同時に露出させて、前記基板上にケイ素含有被膜を堆積するステップと
を含む適用例２または適用例３に記載の方法。
［適用例１４］前記反応チャンバが前記酸化プラズマに露出されるときに、１枚または数枚の基板が前記反応チャンバ内に存在する適用例２、適用例３、または適用例９のいずれか一項に記載の方法。
［適用例１５］前記基板が前記反応チャンバ内にある状態で前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させた後、第２の遠隔プラズマ操作を実施して、前記反応チャンバ内で前記基板をさらに加工するステップであって、前記第２の遠隔プラズマ操作が、再び前記第２のコーティングの形成をもたらすステップと、
前記第２の遠隔プラズマ操作を実施した後、前記基板が前記反応チャンバ内に存在する状態で前記反応チャンバを第２の酸化プラズマに露出させて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面を再び再調整して、前記第２のコーティングを改質して、前記低再結合材料コーティングを再形成するステップと
をさらに含む適用例１４に記載の方法。
［適用例１６］（ａ）１枚または数枚の基板に対して遠隔プラズマ操作を実施するステップと、（ｂ）前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面を再調整するステップとを循環して繰り返すことをさらに含み、ステップ（ｂ）の各繰返しの合間に、ステップ（ａ）において約１〜５０枚の基板が加工される適用例１から適用例１５のいずれか一項に記載の方法。
［適用例１７］前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上に存在する低再結合材料コーティングおよび第２のコーティングを除去するために、前記反応チャンバを洗浄するステップであって、前記反応チャンバをフッ素含有プラズマに露出させるステップと、
前記反応チャンバを洗浄した後、適用例１に記載の方法を繰り返すステップと
をさらに含む適用例２、３、または９のいずれか一項に記載の方法。
［適用例１８］基板を加工するための遠隔プラズマ加工装置であって、
反応チャンバを備え、前記反応チャンバが、
チャンバ内面と、
前記反応チャンバ内で前記基板を支持するための基板支持体と、
前記反応チャンバから材料を除去するための排出口と
を備え、
遠隔プラズマ加工装置がさらに、
遠隔プラズマチャンバを備え、前記遠隔プラズマチャンバが、
前記遠隔プラズマチャンバ内部でプラズマを発生するためのプラズマ発生器と、
前記遠隔プラズマチャンバにガスを送給するための入口と、
前記遠隔プラズマチャンバ内で発生されたプラズマを前記反応チャンバに提供するための出口と
を備え、
遠隔プラズマ加工装置がさらに、
制御装置を備え、前記制御装置が、
前記反応チャンバ内に基板が存在しない状態で、原子層堆積プロセスによって前記反応チャンバのチャンバ内面上に低再結合材料コーティングを形成するための命令と、
前記基板に対して遠隔プラズマ操作を実施した後に、前記反応チャンバを酸化プラズマに露出させて、前記チャンバ内面を再調整し、それにより前記低再結合材料コーティングを再形成するための命令と
を有する遠隔プラズマ加工装置。
［適用例１９］前記制御装置が、
前記低再結合材料コーティングを形成した後に、前記反応チャンバ内に前記基板を提供するための命令と、
前記遠隔プラズマチャンバ内でプラズマを発生し、前記プラズマを前記反応チャンバに提供して、遠隔プラズマ操作を実施するための命令と
をさらに有し、
前記遠隔プラズマ操作が、前記チャンバ内面の少なくとも一部への第２のコーティングの形成をもたらし、前記第２のコーティングが、前記遠隔プラズマ操作中に、前記低再結合材料コーティングよりも高い割合のラジカル再結合をもたらし、
前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させることが、前記第２のコーティングを改質して、前記低再結合材料コーティングを再形成する
適用例１８に記載の装置。
［適用例２０］前記遠隔プラズマチャンバの前記出口が、前記遠隔プラズマチャンバを前記反応チャンバから離隔するシャワーヘッドである適用例１８または適用例１９に記載の装置。
［適用例２１］前記反応チャンバを酸化プラズマに露出させるための前記命令が、約０．０５〜５秒の間の期間にわたって前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させるための命令を含む適用例１８から適用例２０のいずれか一項に記載の装置。
［適用例２２］原子層堆積プロセスによって前記反応チャンバのチャンバ内面上に前記低再結合材料コーティングを形成するための前記命令が、
（ａ）第１の反応物を前記反応チャンバ内に流し、前記第１の反応物を、前記反応チャンバ内部の露出された表面上に吸着させるための命令と、
（ｂ）前記第１の反応物を前記反応チャンバからパージするための命令と、
（ｃ）第２の反応物を前記反応チャンバ内に流すための命令と、
（ｄ）前記反応チャンバ内部の前記露出された表面をプラズマに露出させて、前記第１の反応物と前記第２の反応物との表面反応を推し進めて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上に低再結合材料コーティングを形成するための命令と、
（ｅ）前記低再結合材料コーティングが最終的なコーティング厚さに達するまで、ステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返すための命令と
を含む適用例１８から適用例２１のいずれか一項に記載の装置。
［適用例２３］前記最終的なコーティング厚さが、前記基板支持体上に堆積された平均厚さに基づいて測定されたときに、少なくとも約５０Åである適用例２２に記載の装置。

Claims

遠隔プラズマ加工を行うために使用される反応チャンバを調整する方法であって、
前記反応チャンバ内に基板が存在しない状態で、原子層堆積プロセスによって前記反応チャンバ内部の露出された表面上に低再結合材料コーティングを形成するステップと、
１つまたは複数の基板に対して遠隔プラズマ操作を実施した後に、前記反応チャンバを酸化プラズマに露出させて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面を再調整し、それにより前記低再結合材料コーティングを再形成するステップと
を含む方法。
前記低再結合材料コーティングを形成した後に、前記遠隔プラズマ操作を行って、前記反応チャンバ内で１枚または数枚の基板を加工するステップをさらに含み、前記遠隔プラズマ操作が、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面の少なくとも一部への第２のコーティングの形成をもたらし、前記第２のコーティングが、前記遠隔プラズマ操作中に、前記低再結合材料コーティングよりも高い割合のラジカル再結合をもたらす請求項１に記載の方法。
前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させるステップが、前記第２のコーティングを改質して、前記低再結合材料コーティングを再形成する請求項２に記載の方法。
前記反応チャンバが、約０．０５〜５秒の期間にわたって前記酸化プラズマに露出される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
前記期間が約０．１〜１秒の間である請求項４に記載の方法。
前記反応チャンバ内部の露出された表面上に前記低再結合材料コーティングを形成するための前記原子層堆積プロセスが、
（ａ）第１の反応物を前記反応チャンバ内に流し、前記第１の反応物を、前記反応チャンバ内部の露出された表面上に吸着させるステップと、
（ｂ）前記第１の反応物を前記反応チャンバからパージするステップと、
（ｃ）第２の反応物を前記反応チャンバ内に流すステップと、
（ｄ）前記反応チャンバ内部の前記露出された表面をプラズマに露出させて、前記第１の反応物と前記第２の反応物との表面反応を推し進めて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上に低再結合材料コーティングを形成するステップと、
（ｅ）前記低再結合材料コーティングが最終的なコーティング厚さに達するまで、ステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返すステップと
を含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
前記低再結合材料コーティングの前記最終的なコーティング厚さが、前記反応チャンバ内部の基板支持体上での前記低再結合材料コーティングの平均厚さによって測定されたときに、少なくとも約５０Åである請求項６に記載の方法。
前記低再結合材料コーティングが酸化ケイ素を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
前記低再結合材料コーティングが酸化ケイ素を含み、前記遠隔プラズマ操作を実施するステップが、前記１枚または数枚の基板上にケイ素含有被膜を堆積するステップを含み、前記第２のコーティングがケイ素含有材料を含む請求項２または請求項３に記載の方法。
前記第１の反応物と前記第２の反応物の少なくとも一方が、遠隔プラズマチャンバから前記反応チャンバ内に流れ、前記遠隔プラズマチャンバが、前記反応チャンバの近位に位置され、シャワーヘッドによって前記反応チャンバから離隔される請求項６または請求項７に記載の方法。
前記第１反応物と前記第２の反応物の両方が、前記遠隔プラズマチャンバから前記反応チャンバ内に流れ、前記酸化プラズマが、前記遠隔プラズマチャンバ内で発生され、前記シャワーヘッドを通って前記反応チャンバ内に流れる請求項１０に記載の方法。
前記酸化プラズマが、前記反応チャンバ内でインサイチュで発生される請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
前記遠隔プラズマ操作を実施するステップが、
前記１枚または数枚の基板のうちの１枚を前記反応チャンバ内に提供するステップと、
ケイ素含有反応物をインサイチュプラズマに露出させずに、前記ケイ素含有反応物を前記反応チャンバ内に流すステップと、
前記反応チャンバの近位に位置決めされ、シャワーヘッドによって前記反応チャンバから離隔された遠隔プラズマチャンバ内で水素プラズマを発生し、前記水素プラズマを、前記シャワーヘッドを通して前記反応チャンバ内に流し、その一方で、前記ケイ素含有反応物が前記反応チャンバ内に流されるステップと、
前記基板を前記ケイ素含有反応物と前記水素プラズマとに同時に露出させて、前記基板上にケイ素含有被膜を堆積するステップと
を含む請求項２または請求項３に記載の方法。
前記反応チャンバが前記酸化プラズマに露出されるときに、１枚または数枚の基板が前記反応チャンバ内に存在する請求項２、請求項３、または請求項９のいずれか一項に記載の方法。
前記基板が前記反応チャンバ内にある状態で前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させた後、第２の遠隔プラズマ操作を実施して、前記反応チャンバ内で前記基板をさらに加工するステップであって、前記第２の遠隔プラズマ操作が、再び前記第２のコーティングの形成をもたらすステップと、
前記第２の遠隔プラズマ操作を実施した後、前記基板が前記反応チャンバ内に存在する状態で前記反応チャンバを第２の酸化プラズマに露出させて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面を再び再調整して、前記第２のコーティングを改質して、前記低再結合材料コーティングを再形成するステップと
をさらに含む請求項１４に記載の方法。
（ａ）１枚または数枚の基板に対して遠隔プラズマ操作を実施するステップと、（ｂ）前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させて、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面を再調整するステップとを循環して繰り返すことをさらに含み、ステップ（ｂ）の各繰返しの合間に、ステップ（ａ）において約１〜５０枚の基板が加工される請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上に存在する低再結合材料コーティングおよび第２のコーティングを除去するために、前記反応チャンバを洗浄するステップであって、前記反応チャンバをフッ素含有プラズマに露出させるステップと、
前記反応チャンバを洗浄した後、請求項１に記載の方法を繰り返すステップと
をさらに含む
請求項２、３、または９のいずれか一項に記載の方法。
１枚または数枚の基板に対して前記遠隔プラズマ操作を実施するステップであって、前記遠隔プラズマ操作が、
前記１枚または数枚の基板のうちの１枚を前記反応チャンバ内に提供するステップと、
ケイ素含有反応物をインサイチュプラズマに露出させずに、前記ケイ素含有反応物を前記反応チャンバ内に流すステップと、
前記反応チャンバの近位に位置決めされ、シャワーヘッドによって前記反応チャンバから離隔された遠隔プラズマチャンバ内で水素プラズマを発生し、前記水素プラズマを、前記シャワーヘッドを通して前記反応チャンバ内に流し、その一方で、前記ケイ素含有反応物が前記反応チャンバ内に流されるステップと、
前記基板を前記ケイ素含有反応物と前記水素プラズマとに同時に露出させて、前記基板上にケイ素含有被膜を堆積するステップと
をさらに含む請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の方法。
前記低再結合材料コーティングが、前記反応チャンバ内部の基板支持体上での前記低再結合材料コーティングの平均厚さによって測定されたときに、約５０〜５００Åの間の厚さに形成される請求項１ないし１８のいずれか一項に記載の方法。
前記低再結合材料コーティングが、酸化ケイ素を含み、
前記方法が、１枚または数枚の基板を遠隔プラズマに露出させることによって前記１枚または数枚の基板上で前記遠隔プラズマ操作を実施し、それにより前記１枚または数枚の基板上に炭化ケイ素、炭窒化ケイ素、または酸炭化ケイ素を堆積することをさらに含み、
前記遠隔プラズマ操作を実施するステップが、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上に炭化ケイ素、炭窒化ケイ素、または酸炭化ケイ素を形成し、
前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させるステップが、前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上の前記炭化ケイ素、炭窒化ケイ素、または酸炭化ケイ素を酸化させることによって前記低再結合材料コーティングを再形成し、それにより前記反応チャンバ内部の前記露出された表面上の酸化ケイ素を再形成する請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の方法。
基板を加工するための遠隔プラズマ加工装置であって、
反応チャンバと遠隔プラズマチャンバと制御装置とを備え、
前記反応チャンバが、
チャンバ内面と、
前記反応チャンバ内部で前記基板を支持するための基板支持体と、
前記反応チャンバから材料を除去するための排出口と
を備え、
前記遠隔プラズマチャンバが、
前記遠隔プラズマチャンバ内部でプラズマを発生するためのプラズマ発生器と、
前記遠隔プラズマチャンバにガスを送給するための入口と、
前記遠隔プラズマチャンバ内で発生されたプラズマを前記反応チャンバに提供するための出口と
を備え、
前記制御装置が、
記反応チャンバ内に基板が存在しない状態で、原子層堆積プロセスによって前記反応チャンバの前記チャンバ内面上に低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成され、
前記基板に対して遠隔プラズマ操作を実施した後に、前記反応チャンバを酸化プラズマに露出させて、前記チャンバ内面を再調整し、それにより前記低再結合材料コーティングの再形成をもたらすように構成される
遠隔プラズマ加工装置。
前記制御装置が、
前記低再結合材料コーティングを形成した後に、前記反応チャンバ内に前記基板の提供をもたらすように構成され、
前記遠隔プラズマチャンバ内でプラズマを発生し、前記プラズマを前記反応チャンバに提供して、前記基板に対する前記遠隔プラズマ操作の実施をもたらすように構成される、請求項２１に記載の装置。
前記制御装置が、前記基板に対する前記遠隔プラズマ操作中に、前記チャンバ内面の少なくとも一部への第２のコーティングの形成をもたらすように構成され、前記第２のコーティングが、前記遠隔プラズマ操作中に、前記低再結合材料コーティングよりも高い割合のラジカル再結合をもたらす請求項２２に記載の装置。
前記制御装置が、前記第２のコーティングを改質して、前記低再結合材料コーティングの再形成をもたらすように構成される請求項２３に記載の装置。
前記遠隔プラズマチャンバの前記出口が、前記遠隔プラズマチャンバを前記反応チャンバから離隔するシャワーヘッドである請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の装置。
前記制御装置が、約０．０５〜５秒の間の期間にわたって前記反応チャンバを前記酸化プラズマに露出させるように構成される請求項２１ないし２５のいずれか一項に記載の装置。
前記制御装置が、
（ａ）第１の反応物を前記反応チャンバ内に提供し、前記第１の反応物を、前記反応チャンバ内部の前記チャンバ内面上に吸着させ、
（ｂ）前記第１の反応物を前記反応チャンバからパージさせ、
（ｃ）第２の反応物を前記反応チャンバ内に流入させ、
（ｄ）前記反応チャンバを堆積プラズマに露出させて、前記第１の反応物と前記第２の反応物との表面反応を推し進めて、前記反応チャンバ内部の前記チャンバ内面上に前記低再結合材料コーティングを形成させ、
（ｅ）前記低再結合材料コーティングが最終的なコーティング厚さに達するまで、ステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返させることによって、
前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２１ないし２６のいずれか一項に記載の装置。
前記制御装置が、前記反応チャンバのフッ素含有プラズマへの露出をもたらすように構成される請求項２１ないし２７のいずれか一項に記載の装置。
前記制御装置が、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、イットリア安定化ジルコニア、およびそれらの組合せからなる群より選択された材料を含むような前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２１ないし２８のいずれか一項に記載の装置。
前記制御装置が、酸化ケイ素を含むような前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２９に記載の装置。
前記制御装置が、酸化ジルコニウムを含むような前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２９に記載の装置。
前記制御装置が、酸化アルミニウムを含むような前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２９に記載の装置。
前記制御装置が、酸化ハフニウムを含むような前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２９に記載の装置。
前記制御装置が、酸化イットリウムを含むような前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２９に記載の装置。
前記制御装置が、イットリア安定化ジルコニアを含むような前記低再結合材料コーティングの形成をもたらすように構成される請求項２９に記載の装置。