JP2023502137A - プラズマチャンバの低温焼結コーティング - Google Patents

Abstract

【解決手段】基板処理システムの構成要素にコーティングを形成する方法は、構成要素を処理チャンバ内に配置すること、およびセラミック材料を塗布して構成要素の１つ以上の面にコーティングを形成することを含む。セラミック材料は、希土類酸化物を含んでいる粒子サイズが１５０ｎｍ未満の混合物からなり、処理チャンバ内の温度が４００℃未満であるうちに塗布される。コーティングの厚みは３０μｍ未満である。熱処理プロセスは、熱処理チャンバ内でコーティング済みの構成要素に対して実施される。熱処理プロセスは、熱処理チャンバの温度を第１の期間にわたって、第１の温度から混合物の溶融温度を超えない第２の温度まで上昇させること、および第２の温度を第２の期間にわたって維持することを含む。【選択図】図３

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１９年１１月２２日に出願された米国仮出願第６２／９３９，３５３号の利益を主張するものである。上記出願の開示全体を参照して本願に援用する。

本開示は、プラズマ基板処理チャンバ内の構成要素に対する保護コーティングに関する。

本明細書に記載する背景技術の説明は、本開示の背景を全般的に紹介することを目的としている。この背景技術の段落に記載されている範囲で本出願に明記されている発明者らの作業のほか、出願時に先行技術とみなしてはならない説明文の態様は、明示的にも黙示的にも本開示に対する先行技術としては認められない。

半導体ウエハなどの基板を処理するために基板処理システムを用いてよい。基板上で実施してよい例示的なプロセスとして、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、導体エッチング、および／またはその他のエッチング、堆積、または洗浄プロセスがあるが、これに限定されない。基板は、基板処理システムの処理チャンバ内のペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体に配置されてよい。エッチング過程では、１つ以上の前駆体を含むガス混合物を処理チャンバに導入してよく、プラズマを使用して化学反応を開始してよい。

基板処理システムの構成要素にコーティングを形成する方法は、構成要素を処理チャンバ内に配置すること、およびセラミック材料を塗布して構成要素の１つ以上の面にコーティングを形成することを含む。セラミック材料は、希土類酸化物を含む混合物からなり、混合物の粒子サイズは１５０ｎｍ未満で、処理チャンバ内の温度が４００℃未満であるうちに塗布される。コーティングの厚みは３０μｍ未満である。本方法は、熱処理チャンバに構成要素を配置すること、およびコーティングを有する構成要素に熱処理プロセスを実施することをさらに含む。熱処理プロセスは、熱処理チャンバの温度を第１の期間にわたって第１の温度から第２の温度まで上昇させること、および熱処理チャンバを第２の期間にわたって第２の温度に維持することを含む。第２の温度は、混合物の溶融温度を超えない。

他の特徴では、処理チャンバは、プラズマエッチングを実施するように構成される。構成要素は誘電体窓である。セラミック材料の塗布は、エアロゾル堆積を用いてセラミック材料を塗布することを含む。セラミック材料の塗布は、物理蒸着、化学蒸着、および溶射のうちの少なくとも１つを用いてセラミック材料を塗布することを含む。混合物は酸化イットリウムを含む。第２の温度は１４００℃未満である。第２の温度は１３００℃未満である。

他の特徴では、混合物は、イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ガドリニウム、ツリウム、およびアルミニウムのうちの少なくとも１つを含む。粒子サイズは１００ｎｍ未満である。コーティングの厚みは３～２０μｍである。第１の期間は５～３０時間であり、第２の期間は８～１４４時間である。熱処理チャンバの温度は、第１の期間に所定のランプ速度で上昇する。ランプ速度は毎時３０～１００℃である。

他の特徴では、本方法は、第３の期間にわたって第２の温度を第３の温度まで上昇させること、および熱処理チャンバを第４の期間にわたって第３の温度に維持することを含む。第３の温度は、混合物の溶融温度を超えない。熱処理プロセスの後、コーティングの多孔度は２０％未満である。熱処理プロセスの後、コーティングの平均粒子サイズは２００～７００ｎｍである。熱処理プロセスの後、コーティングの表面粗さは０．１Ｓａ未満である。熱処理プロセスの後、コーティングは、５％の塩化水素溶液に１時間酸浸漬させる試験で生じる３０ｎｍ未満の浸食を受ける。

本開示のさらに他の適用可能分野は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および具体的な例は、単なる例示を意図しており、本開示の範囲を限定する意図はない。

本開示は、詳細な説明および添付の図面からさらに完全に理解されるであろう。

本開示による基板処理システムの一例の機能ブロック図である。

本開示によるコーティングと焼結のプロセスを示す図である。 本開示によるコーティングと焼結のプロセスを示す図である。 本開示によるコーティングと焼結のプロセスを示す図である。 本開示によるコーティングと焼結のプロセスを示す図である。 本開示によるコーティングと焼結のプロセスを示す図である。

本開示による基板処理チャンバの構成要素のコーティングに対して熱処理を適用し実施するための例示的な方法の工程を示す図である。

図面では、同様の要素および／または同一の要素を識別するために符号を再度使用していることがある。

基板処理システムの処理チャンバ内の構成要素（例えば誘電体窓または天板／蓋、エッジリングなどのプラズマに面する構成要素）は、処理チャンバ内部でラジカル、イオン、反応種などをはじめとするプラズマに曝露されてよい。プラズマに曝露されると、フッ化物添加、イオン衝撃などだがこれに限定されない処理機構が原因で構成要素のセラミック層などの構成要素の一部が時間の経過とともに浸食される（すなわち摩耗する）可能性がある。このような摩耗により、構成要素の材料が処理チャンバの反応空間に移動してしまうことがあり、これは基板処理に悪影響を与えることがあり、これを粒子生成と呼んでよい。例えば、構成要素から除去された直接の分子および／または粒子材料は、プラズマ内に懸濁されることがあり、エッジリングまたは他の処理チャンバの構成要素上に堆積することがある。この材料は、後続の処理過程で基板の表面に再度堆積する可能性がある。換言すると、プラズマへの曝露による構成要素の摩耗は、粒子生成および処理チャンバの汚染を引き起こし、基板に欠陥が生じる可能性がある。構成要素の摩耗は、構成要素の耐用年数も短くする。

いくつかの例では、摩耗を減らし、安定性および寿命を強化し、構成要素の構造特性および／または電気特性を維持するために構成要素にコーティングを塗布する。しかしながら、多くのコーティングでは、強力な電力および／または温度ならびに様々な腐食性材料を使用するプロセスで、摩耗および粒子生成を十分に減らすことができないでいる。一部のコーティングには、材料および／またはコーティングプロセスに固有の構造上の弱点があることがある。例えば、プラズマ噴霧プロセスでは、溶融していない粒子がコーティングの中に埋没することがあり、この粒子はコーティングが浸食されたときに後で処理チャンバの中に放出される。物理蒸着（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）などだがこれに限定されない様々な他のプロセスも、コーティングの浸食および粒子生成を引き起こすことがある。

本開示の原理によるコーティングのシステムおよび方法は、基板処理システムの処理チャンバの構成要素に進化したコーティングを塗布するものである。例えば、構成要素の基板表面にセラミックコーティングを塗布する。構成要素の基板は、コーティングプロセスに関わる温度に耐え得る任意の適切な材料を含んでいてよく、アルミニウム、シリコン、アルミナなどだがこれに限定されない。コーティングは、低温（例えば４００℃未満、またはいくつかの例では３００℃未満）で、低多孔性エアロゾル堆積、ＰＶＤ、ＣＶＤ、溶射などを用いて塗布されてよい。

コーティングは、希土類酸化物（例えば酸化イットリウム、すなわちＹ₂Ｏ₃）などの耐プラズマ性セラミック材料を含む。本明細書では酸化イットリウムを考察するが、コーティング材料は、その他の希土類酸化物および／または混合物（例えばアルミニウムとの混合物）を含んでいてよく、イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ガドリニウム、ツリウム、および酸化アルミニウムなどだがこれに限定されないものを使用してよい。別の例示的な材料は、イットリウムアルミニウム単斜晶系酸化物（Ｙ₄Ａｌ₂Ｏ₉）である。堆積したコーティング中の材料の粒子サイズは１５０ｎｍ未満であり、いくつかの例では１００ｎｍ未満である。コーティングの厚みは３０ミクロン（μｍ）未満であり、好ましくは３～２０ミクロンの厚みである。

次に、セラミックコーティングを含む構成要素を、高温オーブン（例えば炉または窯）などの熱処理チャンバに挿入する。オーブンの温度は、以下でさらに詳細に説明するパラメータに従ってコーティングを焼結するのに十分な温度まで上昇し、その後低下させられる。一部のセラミック材料（例えば酸化イットリウムなどの希土類酸化物）の焼結には通常、１４００℃を超える温度が必要になることがある。例えば、焼結温度は、それぞれの材料の粒子を溶融するのに必要な温度に相当するとしてよい。しかしながら、本開示による材料の焼結は、通常の焼結温度よりも低い温度で実施されてよい。換言すると、本開示の焼結は、コーティングの材料の溶融温度よりも低い温度で実施される。

例えば、本開示による焼結は、１３００℃未満、いくつかの例では１２００℃未満の温度で酸化イットリウムに対して実施されてよい。このようにして、材料の粒子は、拡散と粒子成長を経てバルクセラミックと同様の構造特性をもたらし、溶融によって引き起こされる材料の多孔性と応力が増大することはない。例えば、本開示の原理によるコーティング材料は、化学エッチングに対する耐性が増す可能性があり、これは、５％の塩化水素（ＨＣｌ）溶液に１時間酸浸漬させる試験で生じる浸食が３００ｎｍ未満であることによって実証されている。

次に図１を参照すると、処理チャンバ１０２を含む基板処理システム１００の一例が示されている。処理チャンバ１０２の例示的な構成要素を説明するために特定の基板処理システム１００が簡単に示されているが、本開示の原理は、その他の種類の基板処理システムおよび処理チャンバに適用されてよい。基板処理システム１００または別の種類の基板処理システムは、堆積プロセス（例えばエアロゾル堆積プロセス）を実施して本開示の原理によるコーティングを塗布するために使用されてよい。

基板処理システム１００は、コイル駆動回路１０４を含む。ＲＦ電力のオンとオフをパルス状にするか、ＲＦ電力の振幅またはレベルを変化させるために、パルス回路１０８を使用してよい。調整回路１１２を１つ以上の誘導コイル１１６に直接接続してよい。調整回路１１２は、ＲＦ源１２０の出力を所望の周波数および／または所望の位相に調整し、コイル１１６のインピーダンスを整合し、コイル１１６どうしの間で電力を分割する。いくつかの例では、コイル駆動回路１０４は、ＲＦバイアスの制御と併せて以下にさらに説明するように、駆動回路に置き換えられてよい。

いくつかの例では、コイル１１６と誘電体窓１２４との間にプレナム１２２を配置して、誘電体窓１２４の温度を熱風および／または冷風の流れで制御してよい。誘電体窓１２４は、処理チャンバ１０２の片側に沿って配置される。処理チャンバ１０２は、基板支持体（またはペデスタル）１３２をさらに有する。基板支持体１３２は、静電チャック（ＥＳＣ）、または機械的チャックまたはその他の種類のチャックを含んでいてよい。処理チャンバ１０２には処理ガスが供給され、処理チャンバ１０２の内部にはプラズマ１４０が発生する。プラズマ１４０は、基板１４４の曝露面をエッチングする。動作中に基板支持体１３２の電極にＲＦバイアスをもたらすために、駆動回路１５２（以下に説明する駆動回路の１つなど）を使用してよい。

処理ガス混合物を処理チャンバ１０２に供給するためにガス送給システム１５６を使用してよい。ガス送給システム１５６は、処理用で不活性のガス源１６０と、バルブおよびマスフローコントローラ、およびマニホルド１６４などのガス計量システム１６２を含んでいてよい。ガス１７０をバルブ１７２経由でプレナム１２２に送給するためにガス送給システム１６８を使用してよい。ガスは、コイル１１６および誘電体窓１２４を冷却するために使用される冷却ガス（空気）を含んでいてよい。基板支持体１３２を所定温度まで加熱／冷却するために、加熱器／冷却器１７６を使用してよい。排出システム１８０は、パージまたは排出によって処理チャンバ１０２から反応物を除去するためのバルブ１８２およびポンプ１８４を含む。

エッチングプロセスを制御するためにコントローラ１８８を使用してよい。コントローラ１８８は、システムのパラメータを監視し、ガス混合物の送給、プラズマの打撃、維持および消滅、反応物の除去、冷却ガスの供給などを制御する。さらに、以下に詳述するように、コントローラ１８８は、コイル駆動回路１０４および駆動回路１５２の様々な局面を制御してよい。プラズマの処理中、エッジリング１９２が基板１３４の径方向外側に位置していてよい。

次に図２Ａ～図２Ｅを参照すると、本開示によるコーティングおよび焼結プロセスが示されている。図２Ａに示したように、処理チャンバ２０４の中に構成要素２００が配置されている。例えば、構成要素２００は誘電体窓に相当し、処理チャンバ２０４はプラズマエッチングチャンバに相当する。構成要素２００は、コーティングプロセスに関わる温度に耐え得る材料を含んでいてよく、アルミニウム、シリコン、アルミナなどだがこれに限定されない。単なる例として、誘電体窓は、セラミック材料を含んでいてよい。処理チャンバ２０４は、シャワーヘッド、ノズルなどのガス分配装置２０８を含んでいてよい。単なる例として、ガス分配装置２０８はノズルとして示されている。

図２Ｂおよび図２Ｃに示したように、構成要素２００にコーティング２１２を塗布するために、処理チャンバ２０４内ではエアロゾル堆積プロセスが実施される。例えば、ガス分配装置２０８は、エアロゾル化された材料２１６を処理チャンバ２０４に供給して、エアロゾル堆積プロセスを実施するように構成される。コーティング２１２は、処理チャンバ２０４内の温度が４００℃未満（例えば０～４００℃）に維持されている間に塗布される。エアロゾル化された材料２１６は、希土類酸化物（例えば、酸化イットリウム、すなわちＹ₂Ｏ₃）などの耐プラズマ性セラミック材料を含む。材料の粒子サイズは１５０ｎｍ未満であり、いくつかの例では１００ｎｍ未満である。塗布されたコーティング２１２の厚みは、３０ミクロン未満である（例えば３～２０ミクロンの厚み）。

図２Ｄに示したように、コーティング２１２を有する構成要素２００は、熱処理プロセスのためにオーブンまたは窯２２０に移される。熱処理プロセスの過程では、オーブン２２０内の温度は、コーティング２１２の材料の拡散および粒子成長を引き起こすのに十分な温度まで上昇し、その結果、バルクセラミックと同様の構造特性をもたらし、溶融によって引き起こされるコーティング２１２の材料の多孔性および応力が増大することはない。例えば、酸化イットリウムの焼結には通常、１４００℃を超える温度が必要になることがある。逆に、本開示による熱処理プロセスでは、オーブン２２０の温度は、粒子成長を最大にしつつコーティング２１２の多孔性を最小にするために、１４００℃未満の温度までしか上昇しない。

例えば、オーブン２２０の温度は、初期温度から、所定期間にわたって１４００℃未満である最高温度まで上昇する（例えばランプアップ）としてよい。１つの例では、温度は、初期温度の５００℃から最高温度の１３００℃まで上昇する。単なる例として、温度は、第１の期間（例えば５～３０時間）にわたって初期温度から最高温度まで上昇し、第２の期間（例えば８～１４４時間）にわたって最高温度に維持される（「均熱される」）としてよい。温度は、構成要素２００および／またはコーティング２１２の材料の特性に応じて、所定のランプ速度で上昇してよい。いくつかの例では、ランプ速度は毎時３０℃である。他の例では、ランプ速度は毎時１００℃である。温度は、第２の期間の後に構成要素２００を冷却できるように第３の期間で低下（すなわちランプダウン）するとしてよい。

別の例では、熱処理プロセスは、複数のランプ期間および／または均熱期間を含んでいてよい。例えば、熱処理プロセスは、第１の期間にわたって初期温度（例えば５００℃）から中間温度（例えば９００℃）まで温度を上昇させ、中間温度を第２の期間にわたって維持することを含んでいてよい。第２の期間の後、温度は、第３の期間にわたって中間温度から最高温度（例えば１３００℃）まで上昇し、第４の期間にわたって最高温度に維持されるとしてよい。温度は、構成要素２００を第４の期間の後に冷却できるように第５の期間で低下するとしてよい。

図２Ｅは、熱処理プロセス後のコーティング２１２を示している。図２Ａ～図２Ｃで前述した特徴を有する材料に対して熱処理プロセスを実施した結果、コーティング２１２は、多孔度が２０％未満、平均粒子サイズが２００～７００ｎｍ、表面粗さが０．１Ｓａ未満である。さらに、本開示の原理による熱処理プロセス後のコーティング２１２は、化学エッチングに対する耐性が増し、これは、５％の塩化水素（ＨＣｌ）溶液に１時間酸浸漬させる試験で生じる浸食が３００ｎｍ未満であることによって実証されている。

次に図３を参照すると、本開示による基板処理チャンバの構成要素のコーティングに熱処理を適用し実施するための例示的な方法３００は、３０４から始まる。３０８で本方法３００（例えばユーザ）は、コーティング工程で処理チャンバの構成要素に塗布する材料の１つ以上のパラメータを規定する。例えば、材料の粒子サイズを規定してよい。粒子サイズは、１５０ｎｍ未満に規定してよく、いくつかの例では１００ｎｍ未満に規定してよい。別の例示的なパラメータは、処理チャンバ内の他の化学混合物によって引き起こされるプラズマエッチングおよび／または浸食に対する耐性である。

３１２で、本方法３００（例えばユーザ）は、規定したパラメータを満たす利用可能な材料から材料を選択する。例示的な材料として、希土類酸化物の混合物があってよく、イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ガドリニウム、ツリウム、および酸化アルミニウムの混合物などだがこれに限定されない。１つの例では、材料は、粒子サイズが１５０ｎｍ未満で厚みが３～２０ミクロンのコーティングに塗布可能な酸化イットリウムの混合物に相当する。

３１６で、プラズマエッチングチャンバなどの適切な処理チャンバ内に構成要素を配置する。３２０で、処理チャンバ内でエアロゾル堆積プロセスを実施して、選択した材料のコーティングを塗布する。例えば、選択した材料は、処理チャンバ内の温度が４００℃未満（例えば０～４００℃）に維持されているうちに、前述したようにエアロゾル化した形で処理チャンバに供給される。コーティングの厚みは３～２０ミクロンである。

３２４で、コーティングを有する構成要素を熱処理プロセスのためにオーブンまたは窯に移す。３２８で、図２Ｄおよび図２Ｅで前述したように構成要素に熱処理プロセスを実施する。例えば、オーブン内の温度は、コーティングの材料の拡散および粒子成長を引き起こすのに十分な温度まで上昇し、その結果、バルクセラミックと同様の構造特性をもたらし、溶融によって引き起こされるコーティングの材料の多孔性および応力が増大することはない。例えば、酸化イットリウム混合物の場合、オーブンの温度は、初期温度の５００℃から最高温度の１３００℃まで上昇する。熱処理プロセスは、前述したように、複数のランプ期間および／または均熱期間および１回の冷却期間を含んでいてよい。方法３００は３３２で終了する。前述したように、熱処理プロセスはエアロゾル堆積プロセスとは異なるチャンバで実施されるが、いくつかの例ではコーティングの塗布と熱処理プロセスの両方を同じチャンバで実施してよい。

以上の説明は、単に例示的なものであり、本開示、その応用または使用を何ら限定する意図はない。本開示の幅広い教示は、多様な形態で実施できる。したがって、本開示は特定の実施例を含んでいるが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討することでその他の修正が明らかになるため、本開示の実際の範囲がそのように限定されるべきではない。１つの方法の中の１つ以上の工程は、本開示の原理を変更することなく異なる順序で（または同時に）実行されてよいことを理解すべきである。さらに、各々の実施形態を特定の特徴を有するものとして前述したが、本開示のいずれかの実施形態に関して記載したそのような特徴のいずれか１つ以上を、任意の他の実施形態で実施でき、かつ／または任意の他の実施形態の特徴と組み合わせることができ、その組み合わせが明示的に記載されていなくてもよい。換言すると、記載した実施形態は、相互に排除し合うものではなく、１つ以上の実施形態を互いに入れ替えたものも依然として本開示の範囲内である。

要素間（例えばモジュール間、回路要素間、半導体層間など）の空間的および機能的関係は、「接続され（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「係合され（ｅｎｇａｇｅｄ）」、「結合され（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」、「～の隣（ｎｅｘｔ ｔｏ）」、「～の上に（ｏｎ ｔｏｐ ｏｆ）」、「～の上方に（ａｂｏｖｅ）」、「～の下に（ｂｅｌｏｗ）」、および「配置され（ｄｉｓｐｏｓｅｄ）」などの様々な用語を用いて記載されている。「直接」と明示的に記載されていなければ、第１の要素と第２の要素との関係が上記の開示に記載されているとき、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介入要素がない直接の関係であり得るが、第１の要素と第２の要素との間に（空間的または機能的に）１つ以上の介入要素がある間接の関係でもあり得る。本明細書で使用したように、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つという句は、非排他的論理ＯＲを使用して、論理の（ＡまたはＢまたはＣ）という意味に解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つと、Ｂの少なくとも１つと、Ｃの少なくとも１つ」という意味に解釈してはならない。

いくつかの実施態様では、コントローラはシステムの一部であり、システムは、上記の実施例の一部としてよい。このようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、処理用の１つまたは複数のプラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板を処理する前、その間、およびその後にシステムの動作を制御する電子機器と一体化していてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてよく、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素またはサブパーツを制御してよい。コントローラは、システムの処理要件および／または種類に応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生ツールの設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給の設定、電位および動作の設定、ツールおよびその他の移送ツールの中へおよびそこからのウエハ移送および／または特定のシステムに接続されているか、特定のシステムのインターフェースとなっているロードロックなど、本明細書に開示したいずれかの処理を制御するようにプログラムされてよい。

概して、コントローラは、命令を受け、命令を発し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどを行う、様々な集積回路、論理回路、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器であると定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を保存するファームウェア形態のチップ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と定義されるチップ、および／または１つ以上のマイクロプロセッサ、またはプログラム命令（例えばソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを備えていてよい。プログラム命令は、半導体ウエハ上で、もしくは半導体ウエハ用に、またはシステムに対して、特定の処理を実行する動作パラメータを定義する様々な個別の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラへと伝達される命令としてよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはウエハのダイを製造する過程で１つ以上の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されたレシピの一部としてよい。

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと一体化し、システムと接続している、あるいはシステムとネットワーク接続されている、またはこれらを組み合わせた状態であるコンピュータの一部であってもよいし、このコンピュータに接続していてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」にあってもよいし、あるいはウエハ処理の遠隔アクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全体または一部であってもよい。コンピュータは、製造動作の現在の進捗を監視し、過去の製造動作の履歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能メトリックを調査し、現在の処理のパラメータを変更し、処理ステップを設定して現在の処理に従い、または新しい処理を始めるために、システムへの遠隔アクセスを可能にしてよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えばサーバ）は、ネットワークを介してシステムに処理レシピを提供でき、このネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでいてよく、それらのパラメータおよび設定はその後、リモートコンピュータからシステムへ伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実行される各々の処理工程に対するパラメータを指定するデータ形態の命令を受け取る。パラメータは、実行される処理の種類、およびコントローラがインターフェースするか制御するように構成されるツールの種類に対して固有のものとしてよいと理解すべきである。そのため、前述したように、一緒にネットワーク化され、本明細書に記載した処理および制御などの共通の目的に向かって機能する１つ以上の別個のコントローラを備えることなどによってコントローラを分散してよい。このようにするために分散したコントローラの例が、（例えばプラットホームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔地に位置する１つ以上の集積回路と通信するチャンバ上にあって、組み合わさってこのチャンバ上の処理を制御する１つ以上の集積回路であろう。

非限定的に、例としてのシステムには、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、析出チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの製造および／または生産に関連するか使用されてよい任意のその他の半導体処理システムがあってよい。

上記のように、ツールによって実行される１つまたは複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近隣のツール、工場全体に位置するツール、主コンピュータ、別のコントローラ、または、ウエハの容器を、半導体製造工場内のツール位置および／または搭載ポートへ運び、そこから運び出す材料輸送に使用されるツールのうちの１つ以上のツールと通信することがあってよい。

Claims (19)

1. 基板処理システムの構成要素にコーティングを形成する方法であって、前記方法は、
   前記構成要素を処理チャンバ内に配置することと、
   セラミック材料を塗布して前記構成要素の１つ以上の面に前記コーティングを形成することであって、前記セラミック材料は、希土類酸化物を含む混合物からなり、前記混合物の粒子サイズは１５０ｎｍ未満であり、前記セラミック材料は、前記処理チャンバ内の温度が４００℃未満であるうちに塗布され、前記コーティングの厚みは３０μｍ未満であることと、
   前記構成要素を熱処理チャンバに配置することと、
   前記コーティングを有する前記構成要素に熱処理プロセスを実施することであって、前記熱処理プロセスは、前記熱処理チャンバの温度を第１の期間にわたって第１の温度から第２の温度まで上昇させること、および前記熱処理チャンバを第２の期間にわたって前記第２の温度に維持することを含み、前記第２の温度は、前記混合物の溶融温度を超えないことと、
   を含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記処理チャンバは、プラズマエッチングを実施するように構成される、方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記構成要素は誘電体窓である、方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記セラミック材料の塗布は、エアロゾル堆積を用いて前記セラミック材料を塗布することを含む、方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、前記セラミック材料の塗布は、物理蒸着、化学蒸着、および溶射のうちの少なくとも１つを用いて前記セラミック材料を塗布することを含む、方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、前記混合物は酸化イットリウムを含む、方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、前記第２の温度は１４００℃未満である、方法。
8. 請求項６に記載の方法であって、前記第２の温度は１３００℃未満である、方法。
9. 請求項１に記載の方法であって、前記混合物は、イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ガドリニウム、ツリウム、およびアルミニウムのうちの少なくとも１つを含む、方法。
10. 請求項１に記載の方法であって、前記粒子サイズは１００ｎｍ未満である、方法。
11. 請求項１に記載の方法であって、前記コーティングの厚みは３～２０μｍである、方法。
12. 請求項１に記載の方法であって、前記第１の期間は５～３０時間であり、前記第２の期間は８～１４４時間である、方法。
13. 請求項１に記載の方法であって、前記熱処理チャンバの温度は、前記第１の期間に所定のランプ速度で上昇する、方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、前記ランプ速度は毎時３０～１００℃である、方法。
15. 請求項１に記載の方法であって、第３の期間にわたって前記第２の温度を第３の温度まで上昇させること、および前記熱処理チャンバを第４の期間にわたって前記第３の温度に維持することをさらに含み、前記第３の温度は、前記混合物の前記溶融温度を超えない、方法。
16. 請求項１に記載の方法であって、前記熱処理プロセスの後、前記コーティングの多孔度は２０％未満である、方法。
17. 請求項１に記載の方法であって、前記熱処理プロセスの後、前記コーティングの平均粒子サイズは２００～７００ｎｍである、方法。
18. 請求項１に記載の方法であって、前記熱処理プロセスの後、前記コーティングの表面粗さは０．１Ｓａ未満である、方法。
19. 請求項１に記載の方法であって、前記熱処理プロセスの後、前記コーティングは、５％の塩化水素溶液に１時間酸浸漬させる試験で生じる３０ｎｍ未満の浸食を受ける、方法。

Images