JP2023503578A - 複数のプラズマユニットを有する処理チャンバ - Google Patents

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Abstract

チャンバの処理領域内に半導体基板を収容するように構成された処理チャンバが提供される。処理チャンバは、リモートプラズマユニットとダイレクトプラズマユニットとを含み、リモートプラズマユニット又はダイレクトプラズマユニットのうちの一方がリモートプラズマを生成し、リモートプラズマユニット又はダイレクトプラズマユニットのうちの他方がダイレクトプラズマを生成する。リモートプラズマユニットとダイレクトプラズマユニットの組み合わせを使用して、前の処理及び／又は自然酸化物形成から基板上の残留物を除去し、エッチングし、洗浄し、又は処理する。リモートプラズマユニットとダイレクトプラズマユニットの組み合わせを使用して、基板上に薄膜を堆積させる。【選択図】図２

Description

［０００１］本開示の実施形態は、広くは、半導体プロセス及び装置に関する。より具体的には、実施形態は、リモートプラズマユニットとダイレクトプラズマユニットの両方を含む処理装置及びプロセスに関する。
［０００２］集積回路は、基板上にパターニングされた材料層を作り出す処理によって可能になる。基板上にパターン形成された材料を作り出すには、露出した材料を除去するための制御された方法が必要である。化学エッチングは、多種多様な目的に使用されており、それには、フォトレジストのパターンを下層に転写すること、層を薄くすること、又は表面上にすでに存在する特徴の横寸法を細くすることが含まれる。時には、ある材料を別の材料よりも速くエッチングして、例えば、パターン転写プロセスを促進するエッチングプロセスを有することが必要である。
［０００３］入ってくる基板は、前の処理から、金属上の自然酸化物形成から、及びビアホール形成からのエッチング残留物から、それらの上に残留物を有することが多い。金属充填物のプロセス性能、例えば、低いライン抵抗、高い歩留まり、及び高い信頼性を改善するために、残留物及び／又は自然酸化物を除去しなければならない。リモートプラズマ及びダイレクトプラズマは、単独では、構造内の残留物及び自然酸化物を効果的に除去することができない。リモートプラズマラジカルは、その寿命のために構造トレンチウェルに到達せず、ダイレクトプラズマは、方向性のために構造の側壁をきれいにしない。
［０００４］したがって、半導体基板上に材料及び構造をエッチング（洗浄）するための改良型のプロセス及び装置に対する必要性が当技術分野において存在する。
［０００５］本開示の一以上の実施形態は、処理チャンバを対象とする。一以上の実施形態では、処理チャンバは、内部空間を画定するリッド及び少なくとも１つの側壁と、内部空間の中のリモートプラズマユニットと、内部空間の中のダイレクトプラズマユニットと、少なくとも１つの電極とを備え、リモートプラズマユニット又はダイレクトプラズマユニットのうちの一方がリモートプラズマを生成し、リモートプラズマユニット又はダイレクトプラズマユニットのうちの他方がダイレクトプラズマを生成する。
［０００６］本開示の追加の実施形態は、処理方法を対象とする。一以上の実施形態では、処理方法は、リモートプラズマに基板を露出すること、及びダイレクトプラズマに基板を露出することを含む。
［０００７］本開示の更なる実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体を対象とする。一以上の実施形態では、命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体は、処理チャンバのコントローラによって実行されると、処理チャンバに、リモートプラズマに基板を露出すること、及びダイレクトプラズマに基板を露出することの動作を実行させる。
［０００８］本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な記載は、実施形態を参照することによって、得ることができる。そのうちの幾つかの実施形態は添付の図面で例示されている。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されず、本開示が他の等しく有効な実施形態も許容し得ることに留意されたい。
［０００９］一以上の実施形態に係る、方法のプロセスフロー図である。 ［００１０］一以上の実施形態に係る、方法のプロセスフロー図である。 ［００１１］一以上の実施形態に係る、処理ツールの概略図である。 ［００１２］一以上の実施形態に係る、処理ツールの概略図である。
［００１３］本開示の幾つかの例示的な実施形態について記載する前に、本開示は以下の記載で明記される構造又はプロセスステップの詳細事項に限定されるわけではないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態も可能であり、様々なやり方で実施又は実行することができる。
［００１４］本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「基板」及び「ウエハ」という用語は交換可能に使用されており、いずれもプロセスが作用する表面又は表面の一部のことを指す。基板に対して言及がなされるとき、文脈上他のことが明示されない限り、基板の一部のみを指すことがあり得ることも、当業者には理解されよう。加えて、基板上への堆積に対して言及がなされるとき、それは、ベア基板と、一以上の膜又は特徴が堆積または形成された基板との両方を意味し得る。
［００１５］本明細書で使用される「基板」とは、作製プロセス中に膜処理が実行される任意の基板又は基板上に形成された材料表面のことを指す。例えば、処理が実行され得る基板表面には、用途に応じて、シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ストレインドシリコン、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素がドープされた酸化ケイ素、アモルファスシリコン、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイアなどの材料、並びに金属、金属窒化物、金属合金、及びその他の導電性材料などの任意の他の材料が含まれる。基板は半導体ウエハを含むが、こ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、及び／又はベークするために、基板を前処理プロセスに露出することができる。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行され得る。「基板表面」という用語は、文脈が示すように、かかる下層を含むことが意図される。したがって、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が基板表面上に堆積している場合、新たに堆積した膜／層の露出面が基板表面となる。
［００１６］本開示の実施形態は、半導体処理チャンバに関する処理装置及び方法に関する。一以上の実施形態では、処理チャンバは、チャンバの処理領域内に半導体基板を収容するように構成される。一以上の実施形態では、処理チャンバは、リモートプラズマユニットとダイレクトプラズマユニットとを含み、リモートプラズマユニット又はダイレクトプラズマユニットのうちの一方がリモートプラズマを生成し、リモートプラズマユニット又はダイレクトプラズマユニットのうちの他方がダイレクトプラズマを生成する。幾つかの実施形態では、リモートプラズマユニットとダイレクトプラズマユニットとの組み合わせを使用して、前の処理及び／又は自然酸化物形成から基板上の残留物を除去、処理する。
［００１７］図１Ａは、一以上の実施形態による、方法１００のプロセスフロー図を示す。動作１０２において、基板は、任意選択で処理チャンバ内に配置される。動作１０４において、基板はリモートプラズマに露出される。動作１０６において、基板はダイレクトプラズマに露出される。一以上の実施形態では、リモートプラズマに基板を露出し、ダイレクトプラズマに基板を露出することは、順次生じる。幾つかの実施形態では、基板は、最初にリモートプラズマに露出され、その後、ダイレクトプラズマに露出される。一以上の実施形態では、リモートプラズマに基板を露出し、ダイレクトプラズマに基板を露出することは、同時に生じる。
［００１８］図１Ｂは、一以上の実施形態による、方法１００のプロセスフロー図を示す。動作１０２において、基板は、任意選択で処理チャンバ内に配置される。動作１０６において、基板はダイレクトプラズマに露出される。動作１０４において、基板はリモートプラズマに露出される。一以上の実施形態では、ダイレクトプラズマに基板を露出し、リモートプラズマに基板を露出することは、順次生じる。幾つかの実施形態では、基板は、最初にダイレクトプラズマに露出され、その後、リモートプラズマに露出される。一以上の実施形態では、ダイレクトプラズマに基板を露出し、リモートプラズマに基板を露出することは、同時に生じる。
［００１９］一以上の実施形態では、リモートプラズマに基板を露出し、ダイレクトプラズマに基板を露出することは、基板を処理又は洗浄する。一以上の実施形態では、基板は、少なくとも１つの特徴（フィーチャ）を含む。少なくとも１つの特徴は、トレンチ、ビア、又はピークを含むがこれらに限定されない、当業者に知られている任意の特徴を含み得る。リモートプラズマに基板を露出し、ダイレクトプラズマが基板を処理又は洗浄する実施形態では、処理又は洗浄は、例えば、前の処理からの残留物、及び／又は自然酸化物のうちの一以上を除去する。ダイレクトプラズマに基板を露出し、リモートプラズマが基板を処理又は洗浄する実施形態では、処理又は洗浄は、例えば、前の処理からの残留物、及び／又は自然酸化物のうちの一以上を除去する。
［００２０］一以上の実施形態では、本方法は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス又はプラズマ励起原子層堆積プロセス（ＰＥＡＬＤ）に関して、少なくとも１つの前駆体に基板を露出して基板上に膜を堆積させることを更に含む。当業者に既知の任意の適切な前駆体を使用して、基板上に膜を形成することができる。
［００２１］図２は、一以上の実施形態による、処理ツール２００を示す。一以上の実施形態では、処理ツール２００は、処理チャンバ２０１を備える。処理チャンバは、リッド２０２と、少なくとも１つの側壁２０４とを備える。一以上の実施形態では、リッド２０２及び少なくとも１つの側壁２０４は、処理チャンバ２０１の内部空間２０５を画定する。一以上の実施形態では、処理ツール２００は、処理チャンバ２０１の内部空間２０５内にリモートプラズマユニット２０６を備える。一以上の実施形態では、ダイレクトプラズマユニット２０８は、処理チャンバ２０１の内部空間２０５内にある。一以上の実施形態では、リモートプラズマユニット２０６のうちの１つがリモートプラズマを生成し、ダイレクトプラズマユニット２０８がダイレクトプラズマを生成する。一以上の実施形態では、リモートプラズマの生成及びダイレクトプラズマの生成は、順次生じる。幾つかの実施形態では、リモートプラズマの生成が最初に生じ、その後、ダイレクトプラズマの生成が生じる。他の実施形態では、ダイレクトプラズマの生成が最初に生じ、その後、リモートプラズマの生成が生じる。一以上の実施形態では、リモートプラズマの生成及びダイレクトプラズマの生成は、同時に生じる。
［００２２］一以上の実施形態では、イオンフィルタ２１２は、リモートプラズマユニット２０６とダイレクトプラズマユニット２０８とを分離する。一以上の実施形態では、イオンフィルタ２１２は、リモートプラズマユニット２０６から基板処理領域２１５への移行中にプラズマ放出物からイオンをフィルタリングするために使用される。一以上の実施形態では、イオンフィルタ２１２は、リモートプラズマユニット２０６から基板２３０に移動するイオン帯電種を低減又は削除するように機能する。一以上の実施形態では、非荷電中性種及びラジカル種は、イオンフィルタ２１２内の少なくとも１つの開孔２１８を通過して、基板２３０で反応し得る。基板２３０を囲む反応領域２１５のイオン帯電種を完全に削除することが必ずしも所望の目標でないことに留意すべきである。一以上の実施形態では、エッチング及び／又は堆積プロセスを実行するためには、イオン種が基板２３０に到達することが必要とされる。このような場合、イオンフィルタ２１２は、処理／洗浄及び／又は堆積プロセスを支援するレベルで、反応領域２１５内のイオン種の濃度を制御するのに役立つ。
［００２３］一以上の実施形態では、処理ツールは、処理チャンバ内に少なくとも１つの電極を備える。一以上の実施形態では、少なくとも１つの電極は、処理チャンバ２０１の内部空間２０５内に位置する。図２に示す実施形態では、少なくとも１つの電極２１０が、リモートプラズマユニット２０６と電気通信可能に位置付けられる。
［００２４］一以上の実施形態では、処理チャンバ２０１は、ペデスタル２１４を備える。一以上の実施形態では、ペデスタル２１４は、処理領域２１５内の半導体基板２３０を支持するように構成される。一以上の実施形態では、ペデスタル２１４は、基板２３０の温度を制御するために熱交換流体が流れる熱交換チャネル（図示せず）を有することがある。一以上の実施形態では、基板２３０の温度を冷却又は加熱して、約－２０℃から約４００℃などの比較的低温を維持することができる。一以上の実施形態では、熱交換流体は、エチレングリコール又は水のうちの一以上を含む。他の実施形態では、ペデスタル２１４は、埋め込み型の抵抗加熱器要素（図示せず）を使用することによって、約１００℃から約１１００℃、又は約２００℃から約７５０℃などの比較的高温を達成するために抵抗加熱される。一以上の実施形態では、ペデスタル２１４は、回転するように構成される。一以上の実施形態では、ペデスタル２１４は、ペデスタル２１４の内部内に電極２１６を備え、ペデスタル２１４は、ＲＦ発生器２５０によって給電され、ＲＦマッチ２４０によって整合される。一以上の実施形態では、ペデスタル２１４は、金属材料から成り、それ自体が電極である。
［００２５］一以上の実施形態では、少なくとも１つの電源、例えばＲＦ発生器、２５０は、第１のＲＦマッチ２４０及び第２のＲＦマッチ２４５を介して処理チャンバ２０１に電気的に接続される。
［００２６］一以上の実施形態では、２つのＲＦ発生器２５０が処理チャンバ２０１に電気的に接続される。かかる実施形態では、第１のＲＦ発生器２５０は、ペデスタル電極２１６に電気的に接続され、第２のＲＦ発生器２５５は、上部電極２１０に電気的に接続される。
［００２７］一以上の実施形態では、高周波（ＲＦ）電力リモートプラズマユニット２０６及び／又はダイレクトプラズマユニット２０８を使用して、プラズマが生成される。一以上の実施形態では、交流（ＡＣ）電力は整流され、ＲＦ増幅器に電流を提供するように切り替えられる。ＲＦ増幅器は、基準周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）で動作し、出力マッチングネットワークを通じて電流を駆動し、次いで、電力測定回路を通じて電源の出力へと至る。出力マッチは、通常、業界で一般的に使用される同軸ケーブルと同じ特性インピーダンスを有するために、例えば５０オームなどの特定のインピーダンスを駆動するように最適化された発生器を接続するように設計される。電力は、整合したケーブル部分を流れ、マッチコントローラによって測定され、負荷マッチを通じて変換される。負荷マッチは、通常、電動式自動チューナであるため、負荷マッチ動作は、所定の時間遅延を受け、その後システムが適切に構成される。負荷マッチを通過した後、次いで電力は、排気された処理チャンバ内の２つの電極を駆動するプラズマ励起回路に導かれる。処理ガスは排気された処理チャンバの中に導入され、回路によって駆動するとプラズマが生成される。マッチネットワーク又は負荷マッチは電動式なので、マッチネットワークからの応答時間は、通常、１秒以上程度である。
［００２８］幾つかの実施形態では、プラズマ出力は、約２００Ｗから約６００Ｗを含む、約１０Ｗから約１０００Ｗの範囲内である。幾つかの実施形態では、プラズマ出力は、約１０００Ｗ以下、又は約６５００Ｗ以下である。
［００２９］プラズマ周波数は、任意の適切な周波数であり得る。幾つかの実施形態では、プラズマは、約２００ｋＨｚから約３０ＭＨｚの範囲の周波数を有する。幾つかの実施形態では、プラズマ周波数は、約２０ＭＨｚ以下、約１０ＭＨｚ以下、約５ＭＨｚ以下、約１０００ｋＨｚ以下、又は約５００ｋＨｚ以下である。幾つかの実施形態では、プラズマ周波数は、約２１０ｋＨｚ以上、約２５０ｋＨｚ以上、約６００ｋＨｚ以上、約７５０ＭＨｚ以上、約１２００ｋＨｚ以上、約２ＭＨｚ以上、約４ＭＨｚ以上、約７ＭＨｚ以上、約１２ＭＨｚ以上、約１５ＭＨｚ以上、又は約２５ＭＨｚ以上である。一以上の実施形態では、プラズマは、約１３．５６ＭＨｚ、又は約３５０ｋＨｚ、又は約４００ｋＨｚ、又は約２７ＭＨｚ、又は約４０ＭＨｚ、又は約６０ＭＨｚの周波数を有する。
［００３０］一以上の実施形態では、コントローラ２２０を処理ツール２００の様々な構成要素に提供及び連結させて、それらの動作を制御することができる。コントローラ２２０は、処理ツール２００全体を制御する単一のコントローラ、又は、処理ツール２００の個々の部分を制御する複数のコントローラであり得る。例えば、処理ツール２００は、処理チャンバ２０２、リモートプラズマユニット２０６、ダイレクトプラズマユニット２０８、及び電源２５０のそれぞれに対して別個のコントローラを含んでもよい。
［００３１］幾つかの実施形態では、処理チャンバ２０１は、コントローラ２２０を更に備える。一以上の実施形態では、コントローラ２２０は、処理チャンバ２０１内のリモートプラズマユニット２０６及び／又はダイレクトプラズマユニット２０８によってプラズマの点火を制御する。
［００３２］幾つかの実施形態では、コントローラ２２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）２２２、メモリ２２４、入出力（Ｉ／Ｏ）２２６、及び支持回路２２８を含む。コントローラ２２０は、直接、又は特定の処理チャンバ及び／若しくはサポートシステム構成要素に関連するコンピュータ（若しくはコントローラ）を介して、処理ツール２００を制御し得る。
［００３３］コントローラ２２０は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための工業環境で使用され得る任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであり得る。コントローラ２２０のメモリ２２４又はコンピュータ可読媒体は、非一時的メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光記憶媒体（例えば、コンパクトディスク又はデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、又は任意の他の形態のデジタルストレージ、ローカル又はリモートなどの、容易に利用可能なメモリのうちの一以上であり得る。メモリ２２４は、処理ツール２００のパラメータ及び構成要素を制御するためにプロセッサ（ＣＰＵ２２２）によって動作可能な命令セットを保持することができる。
［００３４］支持回路２２８は、従来の様式でプロセッサを支持するためにＣＰＵ２２２に連結される。これらの回路は、キャッシュ、電力供給部、クロック回路、入出力回路、及びサブシステムなどを含む。一以上のプロセスは、ソフトウェアルーチンとしてメモリ２２４に記憶されてもよく、ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行又は起動されると、プロセッサに、本明細書に記載の様式で処理ツール２００又は個々の処理ユニット（例えば、リモートプラズマユニット２０６及びダイレクトプラズマユニット２０８）の動作を制御させる。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ２２２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ＣＰＵ（図示せず）によって記憶及び／又は実行されてもよい。
［００３５］本開示のプロセス及び方法の幾つか又は全てはまた、ハードウェアで実行されてもよい。したがって、プロセスは、ソフトウェアに実装され、コンピュータシステムを使用して、例えば、特定用途向け集積回路又は他のタイプのハードウェア実装としてのハードウェアで、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして実行され得る。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、プロセスが実行されるようにチャンバ動作を制御する特定目的のコンピュータ（コントローラ）に変換する。
［００３６］幾つかの実施形態では、コントローラ２２０は、個々のプロセス又はサブプロセスを実行して方法を実行するための、一以上の構成を有する。コントローラ２２０は、方法の機能を実行するために中間構成要素に接続され、中間構成要素を動作させるように構成され得る。例えば、コントローラ２２０は、リモートプラズマユニット２０６、ダイレクトプラズマユニット２０８、ペデスタル２１４、少なくとも１つの電極、又は他の構成要素のうちの一以上に接続され、これらを制御するように構成され得る。
［００３７］図３は、一以上の実施形態による、処理ツール３００を示す。一以上の実施形態では、処理ツール３００は、処理チャンバ３０１を備える。処理チャンバは、リッド３０２と、少なくとも１つの側壁３０４とを備える。一以上の実施形態では、リッド３０２及び少なくとも１つの側壁３０４は、処理チャンバ３０１の内部空間３０５を画定する。一以上の実施形態では、処理ツール３００は、処理チャンバ３０１の内部空間３０５内にリモートプラズマユニット３０６を備える。一以上の実施形態では、ダイレクトプラズマユニット３０８は、処理チャンバ３０１の内部空間３０５内にある。一以上の実施形態では、リモートプラズマユニット３０６のうちの１つがリモートプラズマを生成し、ダイレクトプラズマユニット３０８がダイレクトプラズマを生成する。一以上の実施形態では、リモートプラズマの生成及びダイレクトプラズマの生成は、順次生じる。幾つかの実施形態では、リモートプラズマの生成が最初に生じ、その後、ダイレクトプラズマの生成が生じる。他の実施形態では、ダイレクトプラズマの生成が最初に生じ、その後、リモートプラズマの生成が生じる。一以上の実施形態では、リモートプラズマの生成及びダイレクトプラズマの生成は、同時に生じる。
［００３８］一以上の実施形態では、イオンフィルタ３１２は、リモートプラズマユニット３０６とダイレクトプラズマユニット３０８とを分離する。一以上の実施形態では、イオンフィルタ３１２は、リモートプラズマユニット３０６から基板処理領域３１５への移行中にプラズマ放出物からイオンをフィルタリングするために使用される。一以上の実施形態では、イオンフィルタ３１２は、リモートプラズマユニット３０６から基板３３０に移動するイオン帯電種を低減又は削除するように機能する。一以上の実施形態では、非荷電中性種及びラジカル種は、イオンフィルタ３１２内の少なくとも１つの開孔３１８を通過して、基板３３０で反応し得る。基板３３０を囲む反応領域３１５のイオン帯電種を完全に削除することが必ずしも所望の目標でないことに留意すべきである。一以上の実施形態では、エッチング及び／又は堆積プロセスを実行するためには、イオン種が基板３３０に到達することが必要とされる。このような場合、イオンフィルタ３１２は、処理／洗浄及び／又は堆積プロセスを支援するレベルで、反応領域３１５内のイオン種の濃度を制御するのに役立つ。
［００３９］一以上の実施形態では、イオンフィルタ３１２はシャワーヘッドを備える。
［００４０］一以上の実施形態では、処理ツールは、処理チャンバ内に少なくとも１つの電極を備える。一以上の実施形態では、少なくとも１つの電極は、処理チャンバ３０１の内部空間３０５内に位置する。図３に示す実施形態では、少なくとも１つの電極３１６が、ペデスタル３１４と電気通信可能に位置付けられる。
［００４１］一以上の実施形態では、処理チャンバ３０１は、ペデスタル３１４を備える。一以上の実施形態では、ペデスタル３１４は、処理領域３１５内の半導体基板３３０を支持するように構成される。一以上の実施形態では、ペデスタル３１４は、基板３３０の温度を制御するために熱交換流体が流れる熱交換チャネル（図示せず）を有することがある。一以上の実施形態では、基板３３０の温度を冷却又は加熱して、約－２０℃から約４００℃、又は約０℃から約４００℃などの比較的低温を維持することができる。一以上の実施形態では、熱交換流体は、エチレングリコール又は水のうちの一以上を含む。他の実施形態では、ペデスタル３１４は、埋め込み型の抵抗加熱器要素（図示せず）を使用することによって、約１００℃から約１１００℃、又は約２００℃から約７５０℃などの比較的高温を達成するために抵抗加熱される。一以上の実施形態では、ペデスタル３１４は、回転するように構成される。一以上の実施形態では、ペデスタル３１４は、ペデスタル３１４の内部内に電極３１６を備え、ペデスタル３１４は、ＲＦ発生器３５０によって給電され、ＲＦマッチ３４０によって整合される。一以上の実施形態では、ペデスタル３１４は、金属材料から成り、それ自体が電極である。
［００４２］一以上の実施形態では、少なくとも１つの電源、例えばＲＦ発生器、３５０は、ＲＦマッチ３４０を介して処理チャンバ３０１に電気的に接続される。
［００４３］一以上の実施形態では、２つのＲＦ発生器が処理チャンバ３０１に電気的に接続される。かかる実施形態では、第１のＲＦ発生器３５０は、ペデスタル電極３１６に電気的に接続され、第２のＲＦ発生器３５５は、誘導結合されたプラズマ（ＩＣＰ）コイル３７０に電気的に接続される。
［００４４］一以上の実施形態では、高周波（ＲＦ）電力リモートプラズマユニット３０６及びダイレクトプラズマユニット３０８を使用して、プラズマが生成される。一以上の実施形態では、交流（ＡＣ）電力は整流され、ＲＦ増幅器に電流を提供するように切り替えられる。ＲＦ増幅器は、基準周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）で動作し、出力マッチングネットワークを通じて電流を駆動し、次いで、電力測定回路を通じて電源の出力へと至る。出力マッチは、通常、業界で一般的に使用される同軸ケーブルと同じ特性インピーダンスを有するために、例えば５０オームなどの特定のインピーダンスを駆動するように最適化された発生器を接続するように設計される。電力は、整合したケーブル部分を流れ、マッチコントローラによって測定され、負荷マッチを通じて変換される。負荷マッチは、通常、電動式自動チューナであるため、負荷マッチ動作は、所定の時間遅延を受け、その後システムが適切に構成される。負荷マッチを通過した後、次いで電力は、排気された処理チャンバ内の２つの電極を駆動するプラズマ励起回路に導かれる。処理ガスは排気された処理チャンバの中に導入され、回路によって駆動するとプラズマが生成される。マッチネットワーク又は負荷マッチは電動式なので、マッチネットワークからの応答時間は、通常、１秒以上程度である。
［００４５］幾つかの実施形態では、プラズマ出力は、約２００Ｗから約６００Ｗを含む、約１０Ｗから約１０００Ｗの範囲内である。幾つかの実施形態では、プラズマ出力は、約１０００Ｗ以下、又は約６５００Ｗ以下である。
［００４６］プラズマ周波数は、任意の適切な周波数であり得る。幾つかの実施形態では、プラズマは、約２００ｋＨｚから約３０ＭＨｚの範囲の周波数を有する。幾つかの実施形態では、プラズマ周波数は、約２０ＭＨｚ以下、約１０ＭＨｚ以下、約５ＭＨｚ以下、約１０００ｋＨｚ以下、又は約５００ｋＨｚ以下である。幾つかの実施形態では、プラズマ周波数は、約２１０ｋＨｚ以上、約２５０ｋＨｚ以上、約６００ｋＨｚ以上、約７５０ＭＨｚ以上、約１２００ｋＨｚ以上、約２ＭＨｚ以上、約４ＭＨｚ以上、約７ＭＨｚ以上、約１２ＭＨｚ以上、約１５ＭＨｚ以上、又は約２５ＭＨｚ以上である。一以上の実施形態では、プラズマは、約１３．５６ＭＨｚ、又は約３５０ｋＨｚ、又は約４００ｋＨｚ、又は約２７ＭＨｚ、又は約４０ＭＨｚ、又は約６０ＭＨｚの周波数を有する。
［００４７］一以上の実施形態では、コントローラ３２０を処理ツール３００の様々な構成要素に提供及び連結させて、それらの動作を制御することができる。コントローラ３２０は、処理ツール３００全体を制御する単一のコントローラ、又は、処理ツール３００の個々の部分を制御する複数のコントローラであり得る。例えば、処理ツール３００は、処理チャンバ３０１、リモートプラズマユニット３０６、ダイレクトプラズマユニット３０８、及び電源３５０のそれぞれに対して別個のコントローラを含んでもよい。
［００４８］幾つかの実施形態では、処理チャンバ３０１は、コントローラ３２０を更に備える。一以上の実施形態では、コントローラ３２０は、処理チャンバ３０１内のリモートプラズマユニット３０６及び／又はダイレクトプラズマユニット３０８によってプラズマの点火を制御する。
［００４９］幾つかの実施形態では、コントローラ３２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）３２２、メモリ３２４、入出力（Ｉ／Ｏ）３２６、及び支持回路３２８を含む。コントローラ３２０は、直接、又は特定の処理チャンバ及び／若しくはサポートシステム構成要素に関連するコンピュータ（若しくはコントローラ）を介して、処理ツール３００を制御し得る。
［００５０］コントローラ３２０は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための工業環境で使用され得る任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであり得る。コントローラ３２０のメモリ３２４又はコンピュータ可読媒体は、非一時的メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光記憶媒体（例えば、コンパクトディスク又はデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、又は任意の他の形態のデジタルストレージ、ローカル又はリモートなどの、容易に利用可能なメモリのうちの一以上であり得る。メモリ３２４は、処理ツール３００のパラメータ及び構成要素を制御するためにプロセッサ（ＣＰＵ３２２）によって動作可能な命令セットを保持することができる。
［００５１］支持回路３２８は、従来の様式でプロセッサを支持するためにＣＰＵ３２２に連結される。これらの回路は、キャッシュ、電力供給部、クロック回路、入出力回路、及びサブシステムなどを含む。一以上のプロセスは、ソフトウェアルーチンとしてメモリ３２４に記憶されてもよく、ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行又は起動されると、プロセッサに、本明細書に記載の様式で処理ツール３００又は個々の処理ユニット（例えば、リモートプラズマユニット３０６及びダイレクトプラズマユニット３０８）の動作を制御させる。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ３２２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ＣＰＵ（図示せず）によって記憶及び／又は実行されてもよい。
［００５２］本開示のプロセス及び方法の幾つか又は全てはまた、ハードウェアで実行されてもよい。したがって、プロセスは、ソフトウェアに実装され、コンピュータシステムを使用して、例えば、特定用途向け集積回路又は他のタイプのハードウェア実装としてのハードウェアで、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして実行され得る。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、プロセスが実行されるようにチャンバ動作を制御する特定目的のコンピュータ（コントローラ）に変換する。
［００５３］幾つかの実施形態では、コントローラ３２０は、個々のプロセス又はサブプロセスを実行して方法を実行するための、一以上の構成を有する。コントローラ３２０は、方法の機能を実行するために中間構成要素に接続され、中間構成要素を動作させるように構成され得る。例えば、コントローラ３２０は、リモートプラズマユニット３０６、ダイレクトプラズマユニット３０８、ペデスタル３１４、少なくとも１つの電極３１６、ＩＣＰコイル３７０、又は他の構成要素のうちの一以上に接続され、これらを制御するように構成され得る。
［００５４］一以上の実施形態は、命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、処理チャンバのコントローラによって実行されると、処理チャンバに、リモートプラズマに基板を露出すること、及びダイレクトプラズマに基板を露出することの動作を実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体を対象とする。一以上の実施形態では、命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体は、処理チャンバのコントローラによって実行されると、処理チャンバに、少なくとも１つの前駆体に基板を露出して、基板上に膜を形成することの動作を実行させる。
［００５５］この明細書全体を通じて、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「一以上の実施形態」、又は「実施形態」に対する言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な箇所で登場する「一以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」、又は「実施形態では」などの表現は、必ずしも本開示の同一の実施形態に言及するものではない。更に、一以上の実施形態において特定の特徴、構造、材料、又は特性を任意の適切な様式で組み合わせてもよい。
［００５６］本明細書の開示は特定の実施形態を参照して記載されているが、当業者であれば、記載された実施形態は、本開示の原理及び用途の単なる例示にすぎないことが理解されよう。本開示の思想および範囲から逸脱することなく、本開示の方法および装置に対して様々な修正及び変更を行い得ることが、当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲にある修正および変更を含み得る。

Claims (20)

  1. 処理チャンバであって、
    内部空間を画定するリッド及び側壁と、
    前記内部空間の中のリモートプラズマユニットと、
    前記内部空間の中のダイレクトプラズマユニットと、
    少なくとも１つの電極と
    を備え、前記リモートプラズマユニットがリモートプラズマを生成し、前記ダイレクトプラズマユニットがダイレクトプラズマを生成する、処理チャンバ。
  2. 前記リモートプラズマユニットと前記ダイレクトプラズマユニットとを分離するイオンフィルタを更に備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
  3. 前記イオンフィルタが複数の開孔を備える、請求項２に記載の処理チャンバ。
  4. 前記イオンフィルタがシャワーヘッドである、請求項３に記載の処理チャンバ。
  5. ペデスタルを更に備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
  6. 前記ペデスタルが前記少なくとも１つの電極を含む、請求項５に記載の処理チャンバ。
  7. 前記少なくとも１つの電極が、前記リモートプラズマユニットと電気通信可能に位置付けられている、請求項５に記載の処理チャンバ。
  8. 誘導結合されたプラズマ（ＩＣＰ）コイルを更に備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
  9. 前記ＩＣＰコイルが、前記リモートプラズマユニットと電気通信可能に位置付けられている、請求項８に記載の処理チャンバ。
  10. コントローラを更に備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
  11. 前記コントローラが、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、入出力（Ｉ／Ｏ）、及び支持回路のうちの一以上を備える、請求項１０に記載の処理チャンバ。
  12. リモートプラズマに基板を露出すること、及び
    ダイレクトプラズマに前記基板を露出すること
    を含む、処理方法。
  13. 前記リモートプラズマに前記基板を露出し、前記ダイレクトプラズマに前記基板を露出することが、順次生じる、請求項１２に記載の処理方法。
  14. 前記リモートプラズマに前記基板を露出し、前記ダイレクトプラズマに前記基板を露出することが、同時に生じる、請求項１２に記載の処理方法。
  15. 前記リモートプラズマに前記基板を露出し、前記ダイレクトプラズマに前記基板を露出することが、前記基板を洗浄又は処理する、請求項１２に記載の処理方法。
  16. 少なくとも１つの前駆体に前記基板を露出して、前記基板上に膜を形成することを更に含む、請求項１２に記載の処理方法。
  17. 前記基板が、トレンチ、ビア、又はピークのうちの一以上を備える、請求項１２に記載の処理方法。
  18. 前記基板が、その上に残留物又は自然酸化物のうちの一以上を含む、請求項１７に記載の処理方法。
  19. 命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、処理チャンバのコントローラによって実行されると、前記処理チャンバに、
    リモートプラズマに基板を露出すること、及び
    ダイレクトプラズマに前記基板を露出すること
    の動作を実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体。
  20. 更に命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、処理チャンバのコントローラによって実行されると、前記処理チャンバに、
    少なくとも１つの前駆体に前記基板を露出して、前記基板上に膜を形成すること
    の動作を実行させる、請求項１９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
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