JP2020526669A - タングステン核形成層を堆積させるための方法及び装置 - Google Patents

タングステン核形成層を堆積させるための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

アルキルボラン還元剤を使用して、低抵抗のタングステン核形成層を堆積させる方法が記載されている。利用されるアルキルボラン還元剤は、ＲがＣ１〜Ｃ６のアルキル基である一般式ＢＲ３を有する化合物を含む。アルキルボラン還元剤を使用して、タングステン核形成層の原子層堆積を実施するための装置も記載されている。
【選択図】図５

Description

［０００１］本開示の実施形態は、低抵抗のタングステン核形成層を堆積させるための方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、アルキルボラン還元剤を使用してタングステン核形成層を堆積させる方法を対象とする。本開示の付加的実施形態は、アルキルボラン還元剤を使用してタングステン核形成層の原子層堆積を実施するための装置に関する。
［０００２］過去２０年間に、複数レベルのロジック及びメモリデバイスにおいてタングステン（Ｗ）が広く使用されてきた。通常、化学気相堆積（ＣＶＤ）を通してタングステンを堆積させる処理により、基板上に共形Ｗ膜を成長させることができ、ここで核形成が開始されうる。この核形成層は、ＷＦ６とＳｉＨ４、又はＷＦ６とＢ２Ｈ６との間のＣＶＤ又は原子層堆積（ＡＬＤ）反応から形成される。核形成膜内部の不純物（例：ケイ素及びホウ素）の割合が高いため、これらの核形成層の抵抗は、ＷＦ６／Ｈ２の反応によって形成されたＷ膜の抵抗よりも高くなる。
［０００３］良好なタングステンの間隙充填性能を得るためには、通常、最先端技術のノードに対して核形成層の厚さを２０Åよりも厚くしなければならない。しかしながら、デバイスのスケーリングが継続し、構造ＣＤがより小型化するにつれ、接触抵抗又はライン抵抗に対する核形成層の寄与が増していき、高Ｒｃの問題、したがってデバイス性能の低下が起こる。さらに、従来のＢ２Ｈ６核形成処理の結果、核形成膜に高い割合でホウ素が残留（２０原子％超）し、化学機械平坦化（ＣＭＰ）インテグレーションの間の剥離問題、又はトランジスタのゲートを通してホウ素が拡散してしまうことによるデバイスの性能劣化が生じる。
［０００４］したがって、当技術分野において低いライン抵抗を有し、残留ホウ素の少ないタングステン核形成層を形成する必要がある。
［０００５］本開示の一又は複数の実施形態は、タングステン核形成層を堆積させる方法に関し、本方法は、基板をタングステン前駆体及びアルキルボラン還元剤に順次暴露することを含み、タングステン前駆体は、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である一又は複数のＷＸａを含み、アルキルボラン還元剤は、ＲがＣ１〜Ｃ６のアルキル基である一般式ＢＲ３を有する少なくとも１つの化合物を含む。
［０００６］本開示の付加的実施形態は、タングステン核形成層を堆積させる方法に関し、本方法は、基板をタングステン前駆体、及びトリメチルボラン又はトリエチルボランの一又は複数から主に構成されるアルキルボラン還元剤に順次暴露することを含み、タングステン前駆体は、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である一般式ＷＸａを有する化合物を含む。
［０００７］本開示のさらなる実施形態は、処理チャンバに関するものである。処理チャンバは、複数の基板を支持して、複数の基板を中心軸の周りで回転させるサセプタアセンブリを備える。サセプタアセンブリは、基板を保持するように寸法決めされた複数の凹部を有する上面を有する。処理チャンバは、サセプタアセンブリの上面から間隔を置いて配置され、間隙を形成する表側面を有するガス分配アセンブリを含む。ガス分配アセンブリは、複数のガス流を間隙へ送り、複数の真空流を送って間隙からガスを除去する複数のガスポート及び真空ポートとを含む。複数のガスポート及び真空ポートは、複数の処理領域を形成するように配置される。各処理領域は、ガスカーテンによって隣接する処理領域から分離されている。コントローラが、サセプタアセンブリ及びガス分配アセンブリに接続される。コントローラは、一又は複数の構成を有する。これらの構成は、サセプタアセンブリを中心軸の周りで回転させる第１の構成、タングステン前駆体の流れを送る第２の構成、アルキルボラン還元剤の流れを送る第３の構成、又はサセプタアセンブリの温度を約２００℃〜約５００℃の範囲内に制御する第４の構成を含みうる。タングステン前駆体は、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である一般式ＷＸａを有する化合物を含む。アルキルボラン還元剤は、ＲがＣ１〜Ｃ６のアルキル基である一般式ＢＲ３を有する少なくとも１つの化合物を含む。
［０００８］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、上記に要約した本開示を、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、より具体的に説明する。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。
本開示の一又は複数の実施形態に係る処理プラットフォームを示す概略図である。 本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す断面図である。 本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す部分斜視図である。 本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す概略図である。 本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバにおいて使用するための、くさび形ガス分配アセンブリの一部を示す概略図である。 本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す概略図である。
［００１５］添付の図面では、類似の部品及び／又は特徴は、同じ参照符号を有し得る。更に、同じ種類の様々な部品は、参照符号の後にダッシュを付けること、及び、類似の部品同士を区別する第２の符号によって、区別されうる。本明細書において第１の参照符号のみが使用される場合、その説明は、第２の参照符号に関わりなく、同じ第１の参照符号を有する類似の部品のうちの任意の１つに適用可能である。
［００１６］本開示の実施形態は、タングステン核形成層を堆積させるための方法を提示する。様々な実施形態の処理では、タングステン核形成層を形成するために原子層堆積（ＡＬＤ）技法が使用される。
［００１７］本書で使用する「基板表面」とは、膜処理が実施されるいずれかの基板の一部又は基板上に形成された材料表面の一部を指す。例えば、処理が実施できる基板表面は、用途次第で、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ドープされたケイ素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイア、並びに金属、窒化金属、金属合金及び他の導電性材料などの他の任意の材料などの材料を含む。基板は、半導体ウエハを含むが、それに限定されるわけではない。基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール、ＵＶ硬化、電子ビーム（ｅビーム）硬化、且つ／又はベークするために、基板を前処理プロセスに曝すことができる。基板自体の表面上で直接膜処理することに加えて、本開示では、開示された任意の膜処理ステップは、以下でより詳細に開示される基板上に形成された下層にも実施され得る。「基板表面」という用語は、文脈が示すように、このような下層を含むことが意図されている。ゆえに、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が基板表面上に堆積されている場合、新たに堆積された膜／層の曝露面が基板表面となる。基板は、直径２００ｍｍ又は３００ｍｍのウエハ、並びに長方形又は正方形などの、様々な寸法を有しうる。ある実施形態では、基板は、剛性でディスクリート（discrete）な材料を含む。
［００１８］本書で使用する「原子層堆積」又は「周期的堆積」とは、基板表面に材料層を堆積させるために２つ以上の反応性化合物に順次暴露することを含む処理を指す。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する「反応性化合物」、「反応性ガス」、「反応性核種」、「前駆体」、「処理ガス」等の語は言い換え可能に使用され、表面反応（例：化学吸着、酸化、還元、環状付加）において基板表面又は基板表面上の材料と反応することができる核種を有する物質を意味する。基板又は基板の一部が、処理チャンバの反応ゾーンに導入される２つ以上の反応性化合物に順次暴露される。
［００１９］ある実施形態では、タングステン堆積処理により、低抵抗の薄膜が有利に達成される。ある実施形態は、ＤＲＡＭのＤ１ｙ用の埋込ワード線、及び９６ペア ３Ｄ ＮＡＮＤ用のワード線向けの間隙充填膜を有利に提供する。ある実施形態は、少量のホウ素組成物を有する核形成層を有利に提供する。ある実施形態は、層剥離又は剥がれを起こしにくい核形成層を有利に提供する。
［００２０］ある実施形態では、ＷＦ６との反応において、従来の還元前駆体Ｂ２Ｈ６又はＳｉＨ４の代わりに、炭化水素ホウ素化合物（例：トリエチルボラン（ＴＥＢ）、トリメチルボラン（ＴＭＢ）等のアルキルボラン）が使用される。ある実施形態では、処理温度は２００℃と５００℃の間であり、圧力は２トールと１００トールの間である。この反応から堆積した膜は、非常に少量のホウ素及びフッ素を含有する。
［００２１］本開示の一又は複数の実施形態は、タングステン核形成層を堆積させる方法を対象とする。本方法は、基板をタングステン前駆体とアルキルボラン還元剤に順次暴露することを含む。
［００２２］タングステン前駆体は、アルキルボラン還元剤と反応可能な、いずれかの好適なタングステン核種であってよい。ある実施形態では、タングステン前駆体は、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である、一又は複数のＷＸａを含む。ある実施形態では、タングステン前駆体は、一又は複数のＷ２Ｃｌ１０、ＷＣｌ６、ＷＣＩ５、ＷＦ６、又はＷＣｌ４を含む。当業者は、塩化タングステン（Ｖ）が単量体（ＷＣｌ５）及び二量体（Ｗ２Ｃｌ１０）形態の両方で存在できることを認識するだろう。本開示及び添付の特許請求の範囲の目的において、ＷＣｌ５は、塩化タングステン（Ｖ）の単量体及び二量体形態の両方を指す。ある実施形態では、タングステン前駆体は、主にＷＣｌ５から構成される。ある実施形態では、タングステン前駆体は、主にＷＦ６から構成される。これに関して使用する「主に〜で構成される」という表現は、タングステン前駆体の核種の約９５％、９８％、又は９９％以上が記載された核種であることを意味する。ある実施形態では、タングステン前駆体は、不活性、希釈又はキャリアガスと共に流れる。好適な不活性、希釈、又はキャリアガスは、非限定的に、アルゴン、ヘリウム及び窒素を含む。
［００２３］ある実施形態では、アルキルボラン還元剤は、Ｒが独立してＣ１〜Ｃ６のアルキル基である一般式ＢＲ３を有する少なくとも１つの化合物を含む。このように使用する場合、文字「Ｃ」の後に数字（例：「Ｃ４」）があるのは、置換基が指定数の炭素原子（例：Ｃ４は４つの炭素原子を含む）を含むことを意味する。置換アルキル基は、直鎖基（例：ｎ−ブチル）、分岐基（例：ｔ−ブチル）又は環式基（例：シクロヘキシル）であってよい。
［００２４］ある実施形態では、アルキルボラン還元剤は実質的に、Ｂ−Ｈ結合を含まない。ある実施形態では、アルキルボラン還元剤は、トリメチルボラン、トリエチルボラン、トリイソプロピルボラン、トリｔｅｒｔブチルボラン、トリイソブチルボラン又はアルキル基と混合したボラン（例：ジメチルエチルボラン）の一又は複数を含む。
［００２５］ある実施形態では、アルキルボラン還元剤は主に、トリメチルボラン又はトリエチルボランの一又は複数から構成される。ある実施形態では、アルキルボラン還元剤は主に、トリメチルボランから構成される。ある実施形態では、アルキルボラン還元剤は主に、トリエチルボランから構成される。これに関して使用する「主に〜で構成される」という表現は、タングステン前駆体の核種の約９５％、９８％、又は９９％以上が記載された核種であることを意味する。ある実施形態では、タングステン前駆体は不活性、希釈、又はキャリアガスと共に流れる。好適な不活性、希釈、又はキャリアガスは、非限定的に、アルゴン、ヘリウム及び窒素を含む。
［００２６］ある実施形態では、基板はジボラン（Ｂ２Ｈ６）又はシラン（ＳｉＨ４）には暴露されない。
［００２７］本方法の一又は複数の実施形態は、原子層堆積（ＡＬＤ）処理を使用してタングステン核形成層を提供する。タイムドメインＡＬＤ処理では、各反応性化合物への暴露は時間遅延によって分離され、各化合物が基板表面に付着及び／又は反応した後に、処理チャンバからパージすることが可能になる。反応性ガスは、後に続く暴露との間に処理チャンバをパージすることによって、混合が防止される。
［００２８］空間的ＡＬＤ処理では、反応性ガスが、処理チャンバ内の異なる処理領域へ流入する。異なる処理領域は、隣接する処理領域から分離され、これにより、反応性ガスは混合しない。基板は、基板が処理ガスに別々に暴露されるように、処理領域間で移動される。基板が移動している間、基板表面、又は基板表面上の材料の異なる部分が、２つ以上の反応性化合物に暴露され、これにより、基板の任意の所定箇所が実質的に、１を超える反応性化合物に同時に暴露されない。処理チャンバ内のガスの拡散に起因して、基板のわずかな部分が同時に複数の反応性ガスに暴露されうる可能性があり、また、別段の定めがない限り、同時の暴露は意図的なものではないことが、当業者によって理解されるだろう。
［００２９］タイムドメインＡＬＤ処理の一態様では、パルス状の第１の反応性ガス（すなわち、第１の前駆体又は化合物Ａ）が反応ゾーンへ送られ、その後第１の時間遅延が続く。パルス状の第２の前駆体又は化合物Ｂが反応ゾーンへ送られ、その後第２の遅延が続く。各時間遅延の間、アルゴン等のパージガスが処理チャンバの中へ導入され、反応ゾーンをパージする、又は、他の方法で全ての残留反応性化合物若しくは反応生成物又は副産物が反応ゾーンから除去される。代替方法として、反応性化合物のパルス間の時間遅延の間にパージガスのみが流れるように、パージガスを堆積処理の間中、連続的に流してもよい。代替的に、反応性化合物は、規定の膜又は膜の厚さが基板表面に形成されるまで、パルス化される。いずれの場合であっても、パルス状の化合物Ａ、パージガス、化合物Ｂ及びパージガスのＡＬＤ処理はサイクルである。サイクルは、化合物Ａ又は化合物Ｂのいずれかで開始し、規定の厚さを有する膜に達するまで、それぞれのサイクル順序が継続される。
［００３０］空間的ＡＬＤ処理の一態様では、第１の反応性ガス及び第２の反応性ガスが同時に反応ゾーンへ分配されるが、不活性ガスカーテン及び／又は真空カーテンによって分離される。ガスカーテンは、処理チャンバへ流入する不活性ガスと、処理チャンバから流出する真空流の組み合わせであってよい。基板はガス分配装置に対して移動し、これにより、基板上の任意の所定箇所が第１の反応性ガスと第２の反応性ガスに暴露される。
［００３１］本書で使用する「パルス」又は「１回量（ｄｏｓｅ）」は、処理チャンバへ断続的に又は非連続的に導入される種ガスの量を指すものである。各パルス内の特定の化合物の量は、パルスの持続に応じて時間と共に変化しうる。特定の処理ガスは、単一の化合物、又は２つ以上の化合物の混合／組み合わせを含みうる。
［００３２］各パルス／１回量の持続は可変であり、例えば処理チャンバの容積容量、及びそれに連結された真空システムの能力に適応するように調節されうる。更に、処理ガスの１回量の時間は、処理ガスの流量、処理ガスの温度、制御バルブの種類、採用される処理チャンバの種類、及び処理ガス成分が基板表面上に吸着する能力にしたがって変更することができる。１回量の時間は、形成される層の種類、及び形成されるデバイスの形状寸法に基づいて変更することも可能である。１回量の時間は、実質的に基板の全面上に吸着／化学吸着させ、その上に処理ガス成分の層を形成するのに十分な容積の成分を送るのに十分な長さであるべきである。
［００３３］各処理ガスは、他の処理ガスとは異なるパラメータ下で供給されうる。処理ガスは、一又は複数のパルスで送られうる、又は連続的に送られうる。処理ガスの流量は、非限定的に、約１〜約５０００ｓｃｃｍの範囲、又は約２〜約４０００ｓｃｃｍの範囲、又は約３〜約３０００ｓｃｃｍの範囲、又は約５〜約２０００ｓｃｃｍの範囲を含む任意の好適な流量であってよい。ある実施形態では、１００〜１０００ｓｃｃｍの範囲の流量の処理ガスが供給される。
［００３４］処理ガスは、任意の好適な圧力で送られうる。ある実施形態では、処理圧力は、約５ミリトール〜約５０トールの範囲、又は約１００ミリトール〜約４０トールの範囲、又は約１トール〜約３５トールの範囲、又は約２トール〜約３０トールの範囲である。
［００３５］基板が処理ガスに暴露される期間は、十分な核形成層の形成、あるいは基板表面上での反応を可能にするのに必要な、任意の好適な長さの時間であってよい。例えば、処理ガスは、約０．１秒〜約９０秒の間、処理チャンバへ流入されうる。あるタイムドメインＡＬＤ処理では、基板表面は、約０．１秒〜約９０秒の範囲、又は約０．５秒〜約６０秒の範囲、又は約１秒〜約３０秒の範囲、又は約２秒〜約２５秒の範囲、又は約３秒〜約２０秒の範囲、又は約４秒〜約１５秒の範囲、又は約５秒〜約１０秒の範囲の時間、処理ガスに暴露される。
［００３６］ある実施形態では、不活性ガスは、付加的に処理ガスと同時に処理チャンバへ送られうる。不活性ガスは、処理ガス（例えば、希釈ガス）と混合されうる、又は別々に送られ、パルス化されうる、又は一定流量でありうる。ある実施形態では、不活性ガスは、約１〜約１００００ｓｃｃｍの範囲の一定流量で処理チャンバへ流入される。不活性ガスは、いかなる不活性ガス、例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン、それらの組み合わせ等であってもよい。
［００３７］堆積中の基板の温度は、例えば、基板支持体又はサセプタの温度を設定することによって制御されうる。ある実施形態では、基板は、約１００℃〜約６００℃の範囲、又は約１５０℃〜約５５０℃の範囲、又は約２００℃〜約５００℃の範囲、又は約２５０℃〜約４５０℃の範囲、又は約３００℃〜約４００℃の範囲の温度に保持される。
［００３８］１つの処理ガスに基板を暴露した後に、不活性ガスを使用して処理チャンバ（特にタイムドメインＡＬＤの処理チャンバ）をパージすることができる。（これは、空間的ＡＬＤ処理においては、反応性ガスを分離するガスカーテンがあるため、必要ではない場合がある。）不活性ガスは、いかなる不活性ガス、例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン等であってもよい。ある実施形態では、不活性ガスは、基板を第１の処理ガスに暴露している間に処理チャンバに送られる不活性ガスと同じ、又は代替的に異なるものであってよい。不活性ガスが同じである実施形態では、パージは、処理チャンバから第１の処理ガスを分岐させて、不活性ガスが処理チャンバを通って流れることを可能にし、処理チャンバの全ての過剰な第１の処理ガス成分又は反応副生成物をパージすることによって実施されうる。ある実施形態では、不活性ガスは、上述した第１の処理ガスと合わせて使用されるのと同じ流量が送られうる、又はある実施形態では、流量を増やす又は減らすことができる。例えば、ある実施形態では、処理チャンバをパージするために、０〜約１００００ｓｃｃｍを超える流量の不活性ガスが処理チャンバへ送られうる。ある実施形態では、パージガスは約５秒間流される。空間的ＡＬＤでは、反応性ガスの流れの間にパージガスカーテンが維持され、処理チャンバのパージは必要ない場合がある。空間的ＡＬＤ処理の一部の実施形態では、不活性ガスを用いて処理チャンバ又は処理チャンバの領域をパージすることができる。
［００３９］次に、基板は第２の処理ガス（例：アルキルボラン）に第２の期間、暴露される。第２の処理ガスは、基板表面の核種と反応して、堆積膜を形成しうる。第１の処理ガスを超える流量の第２の処理ガスが、基板表面に供給されうる。一又は複数の実施形態では、流量は第１の処理ガスの流量の約１倍を超える、又は第１の処理ガスの流量の約１００倍を超える、又は第１の処理ガスの流量の約３０００倍〜５０００倍の範囲である。第２の処理ガスは、タイムドメインＡＬＤにおいて、約１秒〜約３０秒の範囲、約５秒〜約２０秒の範囲、又は約１０秒〜約１５秒の範囲の時間、供給されうる。処理ガスは、任意の好適な圧力で送られうる。ある実施形態では、処理圧力は、約５ミリトール〜約５０トールの範囲、又は約１００ミリトール〜約４０トールの範囲、又は約１トール〜約３５トールの範囲、又は約２トール〜約３０トールの範囲である。
［００４０］処理チャンバは、不活性ガスを使用して再びパージされうる。不活性ガスは、例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン等のいずれかの不活性ガスであってよい。ある実施形態では、不活性ガスは、前の処理ステップの間に処理チャンバへ送られた不活性ガスと同じ、又は代替的に異なるものであってよい。不活性ガスが同じである実施形態では、パージは、処理チャンバから第２の処理ガスを分岐させて、不活性ガスが処理チャンバを通って流れることを可能にし、処理チャンバの全ての過剰な第２の処理ガス成分又は反応副生成物をパージすることによって実施されうる。ある実施形態では、不活性ガスは、上述した第２の処理ガスと合わせて使用されるのと同じ流量が送られうる、又はある実施形態では、流量を増やす又は減らすことができる。例えば、ある実施形態では、処理チャンバをパージするために、０〜約１００００ｓｃｃｍを超える流量の不活性ガスが処理チャンバへ送られうる。ある実施形態では、パージガスは約５秒間流される。
［００４１］上述した処理方法の実施形態は２パルスの反応性ガスのみを含むが、これは単なる例であり、更なるパルスの処理ガスを使用することができることを理解すべきである。パルスは完全に、あるいは部分的に繰り返すことが可能である。サイクルを繰り返して、規定の厚さのタングステン核形成層を形成することができる。ある実施形態では、サイクルを繰り返して、約５Å〜約４０Åの範囲、又は約１０Å〜約３０Åの範囲、又は約１５Å〜約２０Åの範囲の厚さを有するタングステン核形成層を形成する。
［００４２］規定の厚さに達したら、本方法は、オプションとして、更なる処理（例：タングステン金属膜のバルク堆積）を含みうる。ある実施形態では、更なる処理は、ＣＶＤ処理であり得る。例えば、ある実施形態では、ＣＶＤ処理では、ターゲット厚さのタングステン金属層のバルク堆積が実施されうる。
［００４３］ある実施形態では、タングステン核形成層は、約９５原子％以上のタングステンを含む。一又は複数の実施形態では、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｂ及びハロゲン原子の合計は、タングステン核形成層の約５原子％以下である。
［００４４］ある実施形態では、タングステン核形成層は、実質的にケイ素原子を含まない。ある実施形態では、タングステン核形成層は、実質的にホウ素原子を含まない。ある実施形態では、タングステン核形成層は、ｃｍ３当たり約１０２２、１０２１、１０２０、１０１９、又は約１０１８以下のホウ素原子を含む。ある実施形態では、タングステン核形成層は、実質的にハロゲンを含まない。ある実施形態では、タングステン前駆体はフッ化物であり、タングステン核形成層は、実質的にフッ素を含まない。ある実施形態では、タングステン前駆体はフッ素を含み、タングステン核形成層は、ｃｍ３当たり約１０２０、１０１９、又は約１０１８以下のフッ素原子を含む。
［００４５］形成されたタングステン核形成層は、低い抵抗を有する。ある実施形態では、タングステン核形成層は、約２５Åの厚さを有するタングステン核形成層において、約１４０、１３０、１２５、１２０、１１０、１００、９０、８０又は７０μΩ＊ｃｍ以下の抵抗を有する。
［００４６］図面を参照すると、空間的ＡＬＤ処理における本方法の一又は複数の実施形態が示されている。図１は、本開示の一又は複数の実施形態に係る処理プラットフォーム１００を示す。図１に示す実施形態は、単に１つの可能な構成を表すものであり、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではない。例えば、ある実施形態では、処理プラットフォーム１００は、異なる数の処理チャンバ、バッファチャンバ及びロボット構成を有する。
［００４７］処理プラットフォーム１００は、複数の側面１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６を有する中央移送ステーション１１０を含む。図示した移送ステーション１１０は、第１の側面１１１、第２の側面１１２、第３の側面１１３、第４の側面１１４、第５の側面１１５、第６の側面１１６を有する。６つの側面を図示したが、当業者は、例えば処理プラットフォーム１００の全体的な構成に応じて、移送ステーション１１０に任意の好適な数の側面がありうることを理解するだろう。
［００４８］移送ステーション１１０は、その中に位置づけされたロボット１１７を有する。ロボット１１７は、処理中にウエハを移動させることができる、いずれかの好適なロボットであってよい。ある実施形態では、ロボット１１７は第１のアーム１１８と第２のアーム１１９とを有する。第１のアーム１１８と第２のアーム１１９は、他のアームとは独立して移動することができる。第１のアーム１１８と第２のアーム１１９は、ｘ−ｙ平面において移動しうる、及び／又はｚ軸に沿って移動しうる。ある実施形態では、ロボット１１７は、第３のアーム又は第４のアーム（図示せず）を含む。各アームは、他のアームとは独立して移動しうる。
［００４９］１つのバッチ処理チャンバ１２０が、中央移送ステーション１１０の第１の側面１１１に接続されうる。バッチ処理チャンバ１２０は、あるバッチ時間において１度にｘウエハを処理するように構成されうる。ある実施形態では、バッチ処理チャンバ１２０は、同時に約４つ（ｘ＝４）から約１２（ｘ＝１２）のウエハの範囲で処理を行うように構成されうる。ある実施形態では、バッチ処理チャンバ１２０は、同時に６つ（ｘ＝６）のウエハを処理するように構成される。技能工によって理解されるように、バッチ処理チャンバ１２０は、個々のウエハのローディング（取り付け）／アンローディング（取り外し）の間に複数のウエハを処理することができるが、各ウエハには、いつでも異なる処理条件が課されうる。例えば、図２〜図６に示すような空間的原子層堆積チャンバは、ウエハを異なる処理領域において異なる処理条件に暴露し、これにより、ウエハが各領域を通って移動すると、処理が完了する。
［００５０］図２は、ガス分配アセンブリ２２０（インジェクタ又はインジェクタアセンブリとも呼ばれる）、及びサセプタアセンブリ２４０を含む、処理チャンバ２００の断面を示す。ガス分配アセンブリ２２０は、処理チャンバで使用される、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２２０は、サセプタアセンブリ２４０に対面する表側面２２１を含む。表側面２２１は、サセプタアセンブリ２４０に向けてガスの流れを供給するための、任意の数の開口又は様々な開口を有しうる。ガス分配アセンブリ２２０は、図示した実施形態では実質的に円形である、外部エッジ２２４も含む。
［００５１］使用されるガス分配アセンブリ２２０の特定の種類は、使用される特定の処理に応じて変わりうる。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使用することができる。様々な種類のガス分配アセンブリ（シャワーヘッドなど）が採用されうるが、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ガス分配アセンブリを用いれば特に有用となりうる。本明細書及び付随する特許請求の範囲で使用する「実質的に平行（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｐａｒａｌｌｅｌ）」という文言は、ガスチャネルの細長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、若干の不完全性があってよい。二元反応では、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。ガス流のうちの一部は、ウエハの表面をわたって水平に移動し、パージガスＰのチャネル（複数可）を通って処理領域の外へ移動する。基板は、ガス分配アセンブリの一方の端部から他方の端部まで移動することで、各処理ガスに順に曝露され、基板表面に層が形成されることになる。
［００５２］ある実施形態では、ガス分配アセンブリ２２０は、単一のインジェクタユニットで作ら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２２０は、図３に示すように、複数の個別のセクタ（例えば、インジェクタユニット２２２）で構成されている。一体型本体又は複数のセクタ体のいずれであっても、記載された本開示の様々な実施形態と共に使用することができる。
［００５３］１つのサセプタアセンブリ２４０は、ガス分配アセンブリ２２０の下方に位置付けされる。サセプタアセンブリ２４０は、上面２４１を含み、上面２４１において少なくとも１つの凹部２４２を含む。サセプタアセンブリ２４０は、底面２４３及び端部２４４も有する。凹部２４２は、処理される基板６０の形状とサイズに応じて、任意の適切な形状とサイズであってもよい。図２に示す実施形態では、凹部２４２は、ウエハの底を支持する平らな底部を有しているが、凹部の底部は変動しうる。ある実施形態では、凹部の外周エッジの周りには、ウエハの外周エッジを支持するよう寸法決めされた段差領域がある。この段差によって支持されるウエハの外周エッジの面積は、例えば、ウエハの厚さ、及びウエハの背面に既にある特徴の存在に応じて変動し得る。
［００５４］ある実施形態では、図２に示すように、サセプタアセンブリ２４０の上面２４１の凹部２４２は、凹部２４２で支持される基板６０が、サセプタ２４０の上面２４１と実質的に同一平面の上面６１を有するように、寸法決めされる。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する「ほぼ同一平面」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以内の同一平面にあることを意味する。ある実施形態では、上面は±０．５ｍｍ、±０．４ｍｍ、±０．３５ｍｍ、±０．３０ｍｍ、±０．２５ｍｍ、±０．２０ｍｍ、±０．１５ｍｍ、±０．１０ｍｍまたは±０．０５ｍｍ以内の同一平面にある。
［００５５］図２のサセプタアセンブリ２４０は、サセプタアセンブリ２４０を上昇、下降、且つ回転させることが可能な支持ポスト２６０を含む。サセプタアセンブリは、支持ポスト２６０の中央内部にヒータ、又はガスライン、又は電子部品を含み得る。支持ポスト２６０は、サセプタアセンブリ２４０とガス分配アセンブリ２２０との間の間隙を広げたり狭めたりして、サセプタアセンブリ２４０を適切な位置へと移動させる、主たる手段であり得る。サセプタアセンブリ２４０は、サセプタアセンブリ２４０とガス分配アセンブリ２２０との間に規定の間隙２７０が生じるように、サセプタアセンブリ２４０に対して微調整を行うことができる微調整アクチュエータ２６２も含み得る。
［００５６］ある実施形態では、間隙２７０の距離は、約０．１ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲、若しくは約０．１ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲、若しくは約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲、若しくは約０．２ｍｍ〜約１．８ｍｍの範囲、若しくは約０．３ｍｍ〜約１．７ｍｍの範囲、若しくは約０．４ｍｍ〜約１．６ｍｍの範囲、若しくは約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲、若しくは約０．６ｍｍ〜約１．４ｍｍの範囲、若しくは約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍの範囲、若しくは約０．８ｍｍ〜約１．２ｍｍの範囲、若しくは約０．９ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲であるか、又は、約１ｍｍである。
［００５７］図に示す処理チャンバ２００は、サセプタアセンブリ２４０が複数の基板６０を保持することができるカルーセル型チャンバである。図３に示すように、ガス分配アセンブリ２２０は、複数の個別のインジェクタユニット２２２を含み得る。各インジェクタユニット２２２は、ウエハがインジェクタユニットの下方に移動したときに、ウエハ上に膜を堆積させることが可能である。２つのパイ形状のインジェクタユニット２２２が、サセプタアセンブリ２４０のほぼ両側で、サセプタアセンブリ２４０の上に位置付けされているのが示されている。このインジェクタユニット２２２の数は、例示目的のためにのみ示されている。より多くの、あるいはより少ないインジェクタユニット２２２の数も含まれうることを理解されたい。ある実施形態では、サセプタアセンブリ２４０の形状に適合する形状を形成するのに十分な数のパイ形状のインジェクタユニット２２２が存在する。ある実施形態では、個々のパイ形状のインジェクタユニット２２２は、それぞれ、他のインジェクタユニット２２２のいずれにも影響を与えることなく、個別に移動しうる、取り外されうる、且つ／又は交換されうる。例えば、１つのセグメントを上昇させることにより、ロボットがサセプタアセンブリ２４０とガス分配アセンブリ２２０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ことができる。
［００５８］複数のウエハを同時に処理するために、複数のガスインジェクタを有する処理チャンバを使用することができ、それにより、複数のウエハが同じ処理の流れを経る。例えば、図４に示すように、処理チャンバ２００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。処理開始の際、基板６０は、ガス分配アセンブリ２２０の間に位置づけすることができる。サセプタアセンブリ２４０を４５°回転させること１７により、ガス分配アセンブリ２２０の間にある各基板６０が、膜堆積のために、（ガス分配アセンブリ２２０の下方の点線円で示されているように）ガス分配アセンブリ２２０の方に移動することになる。さらに４５°回転させることによって、基板６０は、ガス分配アセンブリ２２０から離れる方向に移動する。基板６０とガス分配アセンブリ２２０の数は、同じであっても、異なっていてもよい。ある実施形態では、処理されるウエハの数は、存在するガス分配アセンブリと同じ数である。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。例示的な一実施形態では、ガス分配アセンブリ２２０は、ガスカーテンによって切り離された８つの処理領域を含み、サセプタアセンブリ２４０は６つのウエハを保持しうる。
［００５９］図４に示す処理チャンバ２００は、実行可能な一構成を表しているに過ぎず、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではない。ここでは、処理チャンバ２００は複数のガス分配アセンブリ２２０を含む。図示した実施形態では、処理チャンバ２００の周りに均等に離間した４つのガス分配アセンブリ２２０（インジェクタアセンブリとも言われる）が存在する。図示した処理チャンバ２００は八角形であるが、これは可能な形状の１つであり、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではないことは、当業者には理解されよう。図示したガス分配アセンブリ２２０は台形であるが、ガス分配アセンブリ１２０は、単一の円形の部品であってよく、あるいは、図３に示すように、複数のパイ形状のセグメントから構成されていてもよい。
［００６０］図４に示す実施形態は、ロードロックチャンバ２８０、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。ロードロックチャンバ２８０は、例えば基板（基板６０とも称される）をチャンバ２００にローディング／チャンバ２００から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２００の一側面に接続される。サセプタ上に基板を移動させるために、ロードロックチャンバ２８０にウエハロボットが位置づけされうる。
［００６１］カルーセル（例えば、サセプタアセンブリ２４０）の回転は、連続的であっても、断続的（非連続的）であってもよい。連続処理において、ウエハは、各インジェクタに順に曝露されるように常に回転している。非連続処理において、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横切って移動し（又は、インジェクタに隣接して停止し）、カルーセルが再度一時停止しうる次のインジェクタ間領域へと続いて移動するように、回転しうる。インジェクタ間で一時停止することで、各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）のための時間が得られうる。
［００６２］図５は、ガス分配アセンブリ２２０のセクタ又は一部を示し、これは、インジェクタユニットと称され得る。インジェクタユニット２２２は、個別に使用してもよく、又は他のインジェクタユニットと組み合わせて使用してもよい。例えば、図６に示すように、図５の４つのインジェクタユニット２２２が組み合わされて、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示していない。）図５のインジェクタユニット２２２は、パージガスポート２５５及び真空ポート２４５に加えて、第１反応性ガスポート２２５と第２ガスポート２３５の両方を有しているが、インジェクタユニット２２２に、これらの構成要素の全てが必要なわけではない。
［００６３］図５と図６の両方を参照するに、一又は複数の実施形態に係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２２２）を備えてよく、各セクタは同一であるか、又は異なっている。ガス分配アセンブリ２２０は、処理チャンバ内に位置付けされ、且つ、ガス分配アセンブリ２２０の表側面２２１において複数の細長いガスポート２２５、２３５、２５５と、真空ポート２４５とを備える。複数の細長いガスポート２２５、２３５、２５５、及び真空ポート２４５は、内周エッジ２２３に隣接したエリアから、ガス分配アセンブリ２２０の外周エッジ２２４に隣接したエリアの方へ延在する。図示した複数のガスポートは、第１の反応性ガスポート２２５と、第２のガスポート２３５と、第１の反応性ガスポートと第２の反応性ガスポートの各々を取り囲む真空ポート２４５と、パージガスポート２５５とを含む。
［００６４］図５又は図６に示す実施形態を参照した場合、ポートが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述べたとしても、ポートは、単に内側領域から外側領域まで径方向に延在するだけではないことがある。真空ポート２４５が反応性ガスポート２２５及び反応性ガスポート２３５を取り囲むので、ポートは、接線方向に延在し得る。図５及び図６に示す実施形態では、くさび型の反応性ガスポート２２５、２３５は、内周領域及び外周領域に隣接するエッジを含むすべてのエッジが、真空ポート２４５によって取り囲まれている。
［００６５］図５を参照する。基板が経路２２７に沿って移動すると、基板表面の各部分が様々な反応性ガスに曝露される。経路２２７を辿ると、基板は、パージガスポート２５５、真空ポート２４５、第１の反応性ガスポート２２５、真空ポート２４５、パージガスポート２５５、真空ポート２４５、第２のガスポート２３５、そして真空ポート２４５に曝露される、すなわちそれらに「遭遇する（ｓｅｅ）」ことになる。ゆえに、図５に示す経路２２７の終わりでは、基板は第１の反応性ガス２２５及び第２の反応性ガス２３５に曝露されて、層が形成されている。図示したインジェクタユニット２２２は四分円をなしているが、より大きい又はより小さいものである可能性もある。図６に示すガス分配アセンブリ２２０は、直列に接続された、図３のインジェクタユニット２２２を４つ組み合わせたものと見なされうる。
［００６６］図５のインジェクタユニット２２２は、複数の反応性ガスを分離するガスカーテン２５０を示す。「ガスカーテン」という用語は、反応性ガスが混合しないように分離す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る。図５に示すガスカーテン２５０は、真空ポート２４５の第１の反応性ガスポート２２５と隣接する部分、中間のパージガスポート２５５、及び、真空ポート２４５の第２のガスポート２３５と隣接する部分を含む。ガス流と真空とのこの組み合わせは、第１の反応性ガスと第２の反応性ガスとの気相反応を防止する、又は最小限に抑えるために、使用されうる。
［００６７］図６を参照すると、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は、複数の処理領域３５０への分離をもたらす。処理領域は、３５０の間のガスカーテン２５０を用いて、個々のガスポート２２５、２３５の周りに大まかに画定されている。図６に示す実施形態により、８つの別個のガスカーテン２５０を間に有する、８つの別個の処理領域３５０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得る。ある実施形態では、少なくとも３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２個の処理領域が存在する。
［００６８］処理中、基板はいつでも、１を超える処理領域３５０に曝露され得る。しかし、異なる処理領域に曝露される部分は、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のガスポート２３５を含む処理領域に入る場合、基板の中央部はガスカーテン２５０の下にあり、かつ、基板の後続エッジは第１の反応性ガスポート２２５を含む処理領域にあることになる。
［００６９］処理チャンバ２００に接続された、例えばロードロックチャンバでありうるファクトリインターフェース（図４にロードロックチャンバ２８０として示す）が、図示されている。基準のフレームを提示するために、基板６０は、ガス分配アセンブリ２２０の上に重ね合わされて図示されている。基板６０は多くの場合、ガス分配プレート２２０の表側面２２１の近くに保持されるよう、サセプタアセンブリ上に置かれうる。基板６０は、ファクトリインターフェース（例：ロードロックチャンバ２８０）を介して、処理チャンバ２００の中へとローディングされ、基板支持体又はサセプタアセンブリ上に置かれる（図４参照）。処理領域内に位置づけされた基板６０が図示されうるが、それは、この基板が、第１の反応性ガスポート２２５に隣接し、かつ、２つのガスカーテン２５０ａ、２５０ｂの間に位置しているからである。基板６０を経路２２７に沿って回転させることにより、基板は、処理チャンバ２００の周りを反時計回りに移動することになる。ゆえに、基板６０は、第１の処理領域３５０ａから第８の処理領域３５０ｈ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）。
［００７０］本開示のある実施形態は、複数の処理領域３５０ａ〜３５０ｈを有し、各処理領域がガスカーテン２５０によって隣接する領域から分離されている処理チャンバ２００を対象としている。例えば、図６に処理チャンバを示す。処理チャンバ内のガスカーテンと処理領域の数は、ガス流の構成に応じた任意の適切な数であってよい。図６に示す実施形態は、８つのガスカーテン２５０と８つの処理領域３５０ａ〜３５０ｈとを有している。
［００７１］図１を再び参照すると、処理プラットフォーム１００は、中央移送ステーション１１０の第２の側面１１２に接続されたトリートメントチャンバ１４０を含む。ある実施形態のトリートメントチャンバ１４０は、第１のバッチ処理チャンバ１２０における処理前及び／又は処理後にウエハを処理するために、１つの処理にウエハを暴露するように構成される。ある実施形態のトリートメントチャンバ１４０は、アニーリングチャンバを含む。アニーリングチャンバは、炉アニーリングチャンバ又は高速熱アニーリングチャンバ、あるいは規定の温度及び圧力でウエハを保持し、チャンバへガス流を送るように構成された種々のチャンバであってよい。
［００７２］ある実施形態では、処理プラットフォームは更に、中央移送ステーション１１０の第３の側面１１３に接続された第２のバッチ処理チャンバ１３０を備える。第２のバッチ処理チャンバ１３０は、バッチ処理チャンバ１２０と同様に構成されうる、あるいは、異なる処理を実施する、又は種々の数の基板を処理するように構成されうる。
［００７３］第２のバッチ処理チャンバ１３０は、第１のバッチ処理チャンバ１２０と同じであってよい、又は異なっていてよい。ある実施形態では、第１のバッチ処理チャンバ１２０と第２のバッチ処理チャンバ１３０は、同じバッチ時間において同じ数のウエハに同じ処理を実施するように構成され、これにより、ｘ（第１のバッチ処理チャンバ１２０のウエハの数）とｙ（第２のバッチ処理チャンバ１３０のウエハの数）は同じとなり、（第２のバッチ処理チャンバ１３０の）第１のバッチ時間と第２のバッチ時間は同じとなる。ある実施形態では、第１のバッチ処理チャンバ１２０と第２のバッチ処理チャンバ１３０は、異なる数のウエハ（ｘはｙと等しくない）、異なるバッチ時間の一又は複数、あるいはこの両方を有するように構成される。
［００７４］図１に示す実施形態では、処理プラットフォーム１００は、中央移送ステーション１１０の第４の側面１１４に接続された第２のトリートメントチャンバ１５０を含む。第２のトリートメントチャンバ１５０は、トリートメントチャンバ１４０と同じであってよい、あるいは異なっていてよい。
［００７５］処理プラットフォーム１００は、ロボット１１７に接続されたコントローラ１９５を含みうる（接続部は図示せず）。コントローラ１９５は、ロボット１１７の第１のアーム１１８を用いて、トリートメントチャンバ１４０と第１のバッチ処理チャンバ１２０との間でウエハを移動させるように構成されうる。ある実施形態では、コントローラ１９５は、ロボット１１７の第２のアーム１１９を用いて、第２のトリートメントチャンバ１５０と第２のバッチ処理チャンバ１３０との間でウエハを移動させるようにも構成されうる。
［００７６］ある実施形態では、コントローラ２９５は、バッチ処理チャンバ２００に接続される。コントローラ１９５（図１）は、処理プラットフォーム１００において使用されるのと同じコントローラであってよい、あるいは、コントローラ１９５と連動している別のコントローラ２９５（図２）であってよい。例えば、第２のコントローラ２９５は、バッチ処理チャンバ２００においてＡＬＤ処理を制御するために含まれうる。
［００７７］処理プラットフォーム１００は、中央移送ステーション１１０の第５の側面１１５に接続された第１のバッファステーション１５１、及び／又は中央移送ステーション１１０の第６の側面１１６に接続された第２のバッファステーション１５２も含みうる。第１のバッファステーション１５１及び第２のバッファステーション１５２は、同じ機能又は異なる機能を実施しうる。例えば、バッファステーションは、処理されて元のカセットに戻されたウエハのカセットを保持しうる、又は第１のバッファステーション１５１は、処理後に第２のバッファステーション１５２に移動した未処理のウエハを保持しうる。ある実施形態では、一又は複数のバッファステーションは、処理前及び／又は処理後にウエハを前処理する、予熱する、又は洗浄するように構成される。
［００７８］ある実施形態では、コントローラ１９５は、ロボット１１７の第１のアーム１１８を使用して、第１のバッファステーション１５１と、トリートメントチャンバ１４０及び第１のバッチ処理チャンバ１２０の一又は複数との間でウエハを移動させるように構成される。ある実施形態では、コントローラ１９５は、ロボット１１７の第２のアーム１１９を使用して、第２のバッファステーション１５２と、第２のトリートメントチャンバ１５０又は第２のバッチ処理チャンバ１３０の一又は複数との間でウエハを移動させるように構成される。
［００７９］処理プラットフォーム１００は、中央移送ステーション１１０と、処理チャンバのいずれかとの間に一又は複数のスリットバルブ１６０も含みうる。図示した実施形態では、各処理チャンバ１２０、１３０、１４０、１５０と中央移送ステーション１１０との間にスリットバルブ１６０がある。スリットバルブ１６０は、中央移送ステーション１１０内の環境から処理チャンバ内の環境を分離させるために開閉しうる。例えば、処理チャンバが処理中にプラズマを生成する場合、その処理チャンバのスリットバルブを閉じることは、脇にそれたプラズマが移送ステーションのロボットに損傷を与えるのを防止するのに役立ちうる。
［００８０］ある実施形態では、処理チャンバは、中央移送ステーション１１０から簡単には取り外しできない。任意の処理チャンバへの整備の実施を可能にするために、各処理チャンバは更に、処理チャンバの側面に複数のアクセスドア１７０を含みうる。アクセスドア１７０により、中央移送ステーション１１０から処理チャンバを取り外さずに処理チャンバに手動でアクセスすることが可能になる。図示した実施形態では、移送ステーションに接続された側面以外の各処理チャンバの各側面は、アクセスドア１７０を有する。非常に多くのアクセスドア１７０を含むことは、チャンバ内のハードウェアがドアを通してアクセス可能に構成される必要があるため、採用される処理チャンバの構築を複雑にしうる。
［００８１］ある実施形態の処理プラットフォームは、移送ステーション１１０に接続された水室１８０を含む。水室１８０は、任意の、又は全ての処理チャンバに冷却剤を送るように構成されうる。「水」室と呼ばれるが、当業者は任意の冷却剤を使用可能であることを理解するだろう。
［００８２］ある実施形態では、処理プラットフォーム１００のサイズにより、単一の電力コネクタを介した自家電力（house power）への接続が可能になる。単一の電力コネクタ１９０は処理プラットフォーム１００に取り付けられ、各処理チャンバ及び中央移送ステーション１１０へ電力を送る。
［００８３］処理プラットフォーム１００をファクトリインターフェース１０２に接続して、ウエハ又はウエハのカセットを処理プラットフォーム１００の中へロードすることを可能にすることができる。ファクトリインターフェース１０２内のロボット１０３は、バッファステーション１５１、１５２の内外へウエハ又はカセットを移動させることができる。ウエハ又はカセットは、中央移送ステーション１１０のロボット１１７によって、処理プラットフォーム１００内で移動されうる。ある実施形態では、ファクトリインターフェース１０２は、別のクラスタツールの移送ステーションである。
［００８４］ある実施形態では、処理プラットフォーム１００又はバッチ処理チャンバ１２０はコントローラに接続される。コントローラは、同じコントローラ１９５又は（図２に示すような）異なるコントローラ２９５であってよい。コントローラ２９５は、中央処理装置（ＣＰＵ）２９６、メモリ２９７、及びサポート回路２９８を含む。中央処理ユニット２９６は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するために工業環境で使用されうる任意の形態のコンピュータプロセッサのうちの１つでありうる。メモリ２９７は、ＣＰＵ２９６に接続されていてよく、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、コンパクトディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、または任意の他の形態のローカルもしくは遠隔のデジタルストレージなど、容易に利用可能なメモリの一または複数とすることができる。サポート回路２９８は、従来の方法でＣＰＵ２９６をサポートするために、ＣＰＵ２９６に接続される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、サブシステムなどを含みうる。
［００８５］ある実施形態では、コントローラ２９５は、一又は複数のコンピュータプロセッサの動作によって実行されたときに、チャンバの堆積処理を制御するための動作を実施するコンピュータコードを含有する非一過性コンピュータ可読媒体を含む。コンピュータコードは、プロセッサによる、特に、ヒータ（例：電力、温度及び位置）、耐熱シールド、サセプタアセンブリの回転及び／又は上昇、バルブ、モータ、アクチュエータ及び／又はガス流を含むガス分配アセンブリの制御を可能にする、プロセッサ向けの命令セットを含みうる。
［００８６］ある実施形態のコンピュータプログラムコードは、複数のガスタイプの各々のチャンバ内の許容レベルを定義するデータモデルを含む。コンピュータプログラムコードは、温度制御のためのヒータ電力設定を決定するモデル又はルックアップテーブルを含みうる。ある実施形態では、コンピュータプログラムコードは、温度フィードバック回路に基づいて一又は複数の耐熱シールドの位置を決定するモデルを含む。
［００８７］処理は、概して、ソフトウェアルーチンとしてメモリに記憶され得る。ソフトウェアルーチン１５８は、プロセッサによって実行されると、処理チャンバに本開示の処理を実施させる。ソフトウェアルーチンはまた、プロセッサによって制御されるハードウェアから遠隔に位置する第２のプロセッサ（図示せず）によって記憶および／または実行することもできる。本開示の方法の幾つか又はすべてをハードウェアで実行することもできる。したがって処理は、ソフトウェアに実装され、ハードウェアにおいて、コンピュータシステムを例えば特定用途向け集積回路又は他の種類のハードウェア実装態様等として、又はソフトウェア及びハードウェアの組み合わせとして使用して、実行可能である。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、処理が実施されるようにチャンバ動作を制御する特定用途コンピュータ（コントローラ）に変換する。
［００８８］コントローラ２９５は、サセプタアセンブリ２４０とバッチ処理チャンバ２００のガス分配アセンブリ２２０に接続され、一又は複数の構成を有しうる。構成は、非限定的に、サセプタアセンブリを中心軸の周りで回転させる第１の構成、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である一般式ＷＸａを有する化合物を含むタングステン前駆体の流れを提供する第２の構成、ＲがＣ１〜Ｃ６のアルキル基である一般式ＢＲ３を有する少なくとも１つの化合物を含むアルキルボラン還元剤の流れを提供する第３の構成、又はサセプタアセンブリの温度を約２００℃〜約５００℃の範囲内に制御する第４の構成を含みうる。
［００８９］本明細書の開示は特定の実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態は、本開示の原理及び用途の例示にすぎないことを理解されたい。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対して様々な改変及び変形を行い得ることが、当業者には明らかになろう。ゆえに、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内である改変例及び変形例を含むことが意図されている。

Claims (15)

  1. タングステン核形成層を堆積させる方法であって、
    基板をタングステン前駆体及びアルキルボラン還元剤に順次暴露することであって、前記タングステン前駆体は、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である一又は複数のＷＸａを含み、前記アルキルボラン還元剤は、ＲがＣ１〜Ｃ６のアルキル基である一般式ＢＲ３を有する少なくとも１つの化合物を含む、基板をタングステン前駆体及びアルキルボラン還元剤に順次暴露すること
    を含む方法。
  2. 前記基板は、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）又はシラン（ＳｉＨ４）には暴露されない、請求項１に記載の方法。
  3. 前記基板が、約２００℃〜約５００℃の範囲の温度に維持される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記基板が、約２トール〜約３０トールの範囲の圧力で前記タングステン前駆体及びアルキルボラン還元剤に曝露される、請求項１に記載の方法。
  5. 前記タングステン核形成層は実質的にＢを含まない、請求項１に記載の方法。
  6. Ｘはフッ素を含み、前記タングステン核形成層は実質的にＦを含まない、請求項１に記載の方法。
  7. 前記タングステン核形成層が約１００μΩ＊ｃｍ以下の抵抗を有する、請求項１に記載の方法。
  8. 前記タングステン核形成層が、約１５Å〜約２０Åの範囲の厚さに堆積される、請求項１に記載の方法。
  9. タングステン核形成層を堆積させる方法であって、
    基板をタングステン前駆体、及びトリメチルボラン又はトリエチルボランの一又は複数から主に構成されるアルキルボラン還元剤に順次暴露することであって、前記タングステン前駆体は、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である一般式ＷＸａを有する化合物を含む、アルキルボラン還元剤に順次暴露すること
    を含む方法。
  10. 前記タングステン前駆体はＷＣｌ５を含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記タングステン前駆体はＷＦ６を含む、請求項９に記載の方法。
  12. 前記基板が、約２００℃〜約５００℃の範囲の温度に維持される、請求項９に記載の方法。
  13. 前記タングステン核形成層が、約１５Å〜約２０Åの範囲の厚さに堆積される、請求項９に記載の方法。
  14. 前記タングステン核形成層は実質的にＳｉ、Ｆ又はＢを含まず、約１００μΩ＊ｃｍ以下の抵抗を有する、請求項１３に記載の方法。
  15. 処理チャンバであって、
    複数の基板を支持して、前記複数の基板を中心軸の周りで回転させるサセプタアセンブリであって、前記基板を保持するように寸法決めされた複数の凹部を有する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から間隔を置いて配置され間隙を形成する表側面を有するガス分配アセンブリであって、複数のガス流を前記間隙へ送り、複数の真空流を送って前記間隙からガスを除去する複数のガスポート及び真空ポートとを含み、前記複数のガスポート及び真空ポートは複数の処理領域を形成するように配置され、各処理領域はガスカーテンによって隣接する処理領域から分離されている、ガス分配アセンブリと、
    前記サセプタアセンブリ及び前記ガス分配アセンブリに接続されたコントローラであって、前記サセプタアセンブリを前記中心軸の周りで回転させる第１の構成、Ｘがハロゲンであり、ａが４〜６である一般式ＷＸａを有する化合物を含むタングステン前駆体の流れを提供する第２の構成、ＲがＣ１〜Ｃ６のアルキル基である一般式ＢＲ３を有する少なくとも１つの化合物を含むアルキルボラン還元剤の流れを提供する第３の構成、又は前記サセプタアセンブリの温度を約２００℃〜約５００℃の範囲内に制御する第４の構成から選択される一又は複数の構成を有する、コントローラと
    を備える、処理チャンバ。
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