JP2023515304A - Ａｌｄ生産性のための調整処置 - Google Patents

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Abstract

プロセスキットの寿命を延ばすためにプロセスキットを調整するための堆積方法および装置が説明される。プロセスキット上に形成された窒化膜を、窒素ラジカルおよび水素ラジカルを含む調整プロセスに曝露して、プロセスキットからの粒子汚染が低減するように窒化膜を調整する。

Description

本開示の実施形態は、一般に、プロセスチャンバ部品を調整するための装置および方法に関する。特に、本開示の実施形態は、生産性が改善された窒化物堆積のための方法および装置に関する。
いくつかのタイプの窒化膜を堆積させるために使用される原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスチャンバは、頻繁な洗浄および保守を必要とする。プロセスキット（例えば、堆積チャンバで使用される消耗部品）上の堆積材料の特性に起因して洗浄間の平均ウエハ数（ＭＷＢＣ）が少ない。プロセスキットは、限定はしないが、処理中に反応性化学物質に接触する取り外し可能な部品である堆積チャンバの要素を含む。例えば、チャンバシャワーヘッド、ポンピングライナ、ポンプシールドなどである。
処理中に、ＡＬＤ窒化タンタル（ＴａＮ）が、ウエハならびにプロセスキット上に堆積される。ウエハ温度とプロセスキット温度とは異なり、ウエハ温度はプロセスキットよりも高い。この温度差に少なくとも部分的に起因して、プロセスキット上に堆積されるＴａＮは、ウエハ上に堆積される膜とは異なる。プロセスキット上のＴａＮは、密度が低く、不純物のレベルが高い。形成されたＴａＮは粉末状であり、粒子問題を引き起こす。プロセスキットからＡＬＤ ＴａＮを洗浄することができる既知のインシトゥ洗浄プロセスは存在せず、洗浄および保守には長い機器休止時間を必要とする。
追加として、プラズマベースプロセスは、チャンバ本体へのプラズマ誘起応力蓄積に起因して粒子汚染が増加する傾向がある。プラズマプロセスにおけるプロセスキットの粒子寿命は、熱プロセスチャンバのプロセスキットの粒子寿命の約２０％である。
したがって、窒化物堆積プロセスの洗浄間の平均ウエハ数（ＭＷＢＣ）を拡大するための方法および装置が必要である。
本開示の１つまたは複数の実施形態は、上に窒化膜を有するプロセスチャンバのプロセスキットを、窒素ラジカルおよび水素ラジカルを含む調整プロセスに曝露して、調整された窒化膜を形成することを含む堆積方法に関する。窒化物層が、プロセスチャンバ内の複数のウエハ上に堆積される。
本開示の追加の実施形態は、プロセスチャンバ内の複数のウエハを処理して、ウエハ上に窒化タンタル（ＴａＮ）を堆積させ、プロセスチャンバ内のプロセスキット上に窒化膜を堆積させることを含む堆積方法に関する。窒化膜は、９ｇ／ｃｍ3未満の密度を有する。プロセスキットは、複数のウエハを処理した後、調整プロセスを使用して調整される。調整プロセスは、プロセスキットを窒素ラジカルおよび水素ラジカルに曝露して、窒化膜の密度を９ｇ／ｃｍ3超に増加させ、圧縮応力をもつ窒化膜を生成する。
本開示のさらなる実施形態は、処理チャンバのコントローラによって実行されたとき、処理チャンバに、窒化膜を堆積させるために堆積プロセス条件に基板を曝露する操作と、プロセスチャンバのプロセスキットを調整プロセスに曝露する操作とを実行させる命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体に関する。
本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上述で簡潔に要約した本開示のより詳細な説明が実施形態を参照して得られ、実施形態のうちのいくつかは添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、本開示は他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本開示の範囲を限定すると考えられるべきでないことに留意されたい。
本開示の１つまたは複数の実施形態によるプロセスチャンバの概略図である。 本開示の１つまたは複数の実施形態によるプロセス方法の流れ図である。 本開示の１つまたは複数の実施形態による調整プロセスの前の図１の領域１５５の拡大図である。 本開示の１つまたは複数の実施形態による調整プロセスの後の図３Ａの図である。
本開示のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示は以下の説明に記載される構成またはプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践および実行することができる。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「基板」という用語は、プロセスが作用する表面または表面の一部を指す。基板への言及は、文脈が明確にそうでないことを示さない限り、基板の一部のみを指すこともできることも当業者によって理解されるであろう。追加として、基板上に堆積することへの言及は、ベア基板と、上に１つまたは複数の薄膜または特徴部が堆積または形成された基板の両方を意味することができる。
本明細書で使用される「基板」は、製造プロセス中に膜処理が実行される基板または基板に形成された材料表面を指す。例えば、処理を実行することができる基板表面は、用途に応じて、シリコン、酸化シリコン、ストレインドシリコン、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素ドープ酸化シリコン、アモルファスシリコン、ドープシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガラス、サファイア、ならびに金属、金属窒化物、合金、および他の導電性材料などの任意の他の材料を含む。基板は、限定はしないが、半導体ウエハを含む。基板は、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、電子ビーム硬化、および／または基板表面のベークを行うために、前処置プロセスに曝露されてもよい。基板自体の表面に直接膜処理を行うことに加えて、本開示では、開示される膜処理ステップのいずれかは、さらに、以下でより詳細に開示するように、基板に形成された下層に実行されてもよく、「基板表面」という用語は、文脈が示すように、下層を含むように意図される。したがって、例えば、膜／層または部分的な膜／層が基板表面上に堆積された場合、新たに堆積された膜／層の露出表面が基板表面になる。
本開示の実施形態は、プロセスキットに形成される膜の膜特性を改善するために調整処置を使用する方法に関する。本開示のいくつかの実施形態は、チャンバシャワーヘッド、ポンピングライナ、チャンバアイソレータ、またはエッジリングのうちの１つまたは複数に調整処置を行う。本開示のいくつかの実施形態は、有利には、堆積中にプロセスキットへの膜の接着を改善する方法を提供する。１つまたは複数の実施形態は、有利には、プロセスキットに形成された膜からの粒子汚染を低減する方法を提供する。いくつかの実施形態は、有利には、窒化物堆積プロセスのために洗浄間の平均ウエハ数（ＭＷＢＣ）を拡大する方法を提供する。
本開示のいくつかの実施形態は、混合されたアンモニア、水素、およびアルゴンのプラズマ処置を使用してチャンバ本体を調整して、膜組成を変化させることによってプロセスキットに堆積された膜の密度を高める。いくつかの実施形態では、プロセスキットに堆積された膜は、膜の密度を増加させるために処置される。いくつかの実施形態では、処置プロセスにより、膜材料は、より中立の膜応力を有するようになる。いくつかの実施形態は、プロセスキットに堆積された材料の膜特性を改善し、その結果、プロセスキットへの接着がある期間にわたって改善される。いくつかの実施形態では、接着は、層剥離、応力膜からの亀裂、および／またはシャワーヘッドのはがれに起因する経時的なチャンバ内の粒子形成を低減することによって改善される。いくつかの実施形態では、プロセス粒子性能は、プロセスキットの粒子寿命を延ばすように改善される。いくつかの実施形態では、粒子性能は、３２ｎｍより大きい粒子付加物（ｐａｒｔｉｃｌｅ ａｄｄｅｒ）によって規定される。いくつかの実施形態では、粒子性能は、サイズが３２ｎｍより大きい５個未満の粒子付加物（プロセスがウエハ上に付加する粒子）の範囲にある。いくつかの実施形態では、粒子は、例えば、光散乱を使用する表面検査システムを使用して測定される。いくつかの実施形態では、粒子は、画像解析に基づいて粒子サイズを決定するために走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して測定される。いくつかの実施形態では、粒子マップおよびビンサイズは、ウエハ表面の欠陥を示す表面トポグラフィ収差（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）を光学的に測定することによって決定される。より小さい粒子サイズでは、測定された粒子は、プロセスによって付加された粒子ではなくウエハ欠陥である可能性があり、別の技法からの欠陥マップを受け取る前またはそれを受け取った後、ウエハの頂部を観察するためにＳＥＭを使用することができる。いくつかの実施形態では、ＳＥＭ画像は、１つまたは複数の倍率で欠陥マップ上の場所で撮影され、粒子の存在、正しいビンサイズ、粒子形態、および／または粒子組成を精査される。
いくつかの実施形態では、様々な電力、プロセスガス流比、および／または処置時間でのアンモニア（ＮＨ3）／水素（Ｈ2）／アルゴン（Ａｒ）プラズマ処置は、膜密度および／または粒子性能を改善する。プロセスキットに堆積されたＡＬＤ窒化膜（例えば、ＴａＮ）の窒化は、張力があり低密度で緩い膜を高密度でより応力中立の膜に変える。特に指示がない限り、当業者は、「窒化タンタル」のような用語または「ＴａＮ」のような化学式の使用は、提示された材料の元素成分を識別し、成分の特定の化学量論的関係を意味しないことを認識されよう。例えば、ＴａＮは、特に指示がない限り、タンタル原子および窒素原子を有する膜を指す。特定の化学量論値を使用する例では、ＴａＮを含む低密度で張力のある膜は、より高い密度で、より応力中立のＴａ3Ｎ5に改質される。
堆積中にプロセスキットに堆積された膜は、一般に、高い不純物を有し、粉末状材料を形成し、粉末状材料は、粒子問題を引き起こし、生産中のチャンバのＭＷＢＣを減少させる可能性がある。本開示のいくつかの実施形態は、キット寿命中にプロセスキットに堆積された膜の特性を定期的に改質して、膜をプロセスキットに付着させたままにするのを支援し、膜をより高密度で、および／またはより応力中立にし、その結果、粒子問題を引き起こす欠陥が生じる可能性が低くなる。
図１は、プロセスチャンバ１００を示し、図２は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセス方法２００を示す。図１に示されるプロセスチャンバ１００は、チャンバ本体１１０、シャワーヘッド１２０（または他のガス分配プレート）、閉じ込めリング１２５（省略されてもよい）、ペデスタル１３０（または他の基板支持体）、およびウエハ１４０を含む。図１のプロセスキット１５０は、ペデスタル１３０および閉じ込めリング１２５を含む。上に窒化膜１６０があるプロセスキット１５０が、調整プロセス２１０に曝露されて、調整された窒化膜１６５が形成される。いくつかの実施形態の調整プロセスは、窒素ラジカルおよび水素ラジカルを含む。方法２００は、窒化物層１７０がプロセスチャンバ１００内の複数のウエハ１４０に堆積される堆積プロセス２２０をさらに含む。いくつかの実施形態の複数のウエハ１４０は個々に処理される。いくつかの実施形態では、堆積は、一度に２つ以上のウエハに行われる。
窒化物層１７０がウエハ１４０表面に形成される堆積プロセス２２０中に、一部の材料が、窒化膜１６０としてプロセスキット１５０（例えばシャワーヘッド１２０および／または閉じ込めリング１２５）上に堆積する。プロセスキット１５０に生じる窒化膜１６０は、ウエハ１４０に形成される窒化物層１７０と異なる特性を有する。いかなる特定の動作理論にも拘束されることなく、窒化膜１６０と窒化層１７０との間の特性の差は、とりわけ、ウエハ１４０とプロセスキット１５０との間の温度差に起因するものである。
図３Ａは、調整プロセス２１０の前の領域１５５の拡大図を示し、図３Ｂは、調整プロセス２１０の後の図３Ａの図を示す。図３Ａにおいて、プロセスキット１５０に形成された窒化膜１６０は、密度が比較的低く、引張応力下にある。いくつかの実施形態では、調整プロセス２１０は、窒化膜１６０の密度を増加させて、図３Ｂに示すような調整された窒化膜１６５を形成する。調整された窒化膜１６５は、高密度化窒化膜と呼ぶこともできる。
いくつかの実施形態では、窒化膜１６０は、１つまたは複数のウエハ上に窒化物層を形成するための窒化物堆積プロセス中にプロセスキット１５０に形成される。いくつかの実施形態では、窒化物層は、化学気相堆積（ＣＶＤ）または原子層堆積のうちの１つまたは複数によって堆積される。いくつかの実施形態では、窒化物層および窒化膜は、原子層堆積によって堆積される。いくつかの実施形態では、窒化物層は、同時にまたは連続して複数のウエハ上に堆積される。
いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０に堆積される窒化膜１６０は、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化マンガン（ＭｎＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化ルテニウムタンタル（ＲｕＴａＮ）、または窒化ニオブ（ＮｂＮ）のうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０に堆積される窒化膜１６０は、窒化タンタル（ＴａＮ）を含むか、または窒化タンタル（ＴａＮ）から本質的になる。このように使用される「から本質的になる」という用語は、膜の組成が、原子ベースで、記載された元素の合計の９０％、９２．５％、９５％、９８％、９９％以上、または９９％であることを意味する。いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０に堆積される窒化膜１６０は、窒化チタンを含むか、または窒化チタンから本質的になる。いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０に堆積される窒化膜１６０は、窒化ニオブを含むか、または窒化ニオブから本質的になる。
いくつかの実施形態では、窒化膜１６０は、引張応力下で比較的低い密度の窒化タンタルを含む。このように使用される「比較的低い密度」という用語は、調整プロセスの前の窒化タンタル膜の密度が、８ｇ／ｃｍ3、７．５ｇ／ｃｍ3、７ｇ／ｃｍ3、６．５ｇ／ｃｍ3、６ｇ／ｃｍ3、５．５ｇ／ｃｍ3、または５ｇ／ｃｍ3以下であることを意味する。
いくつかの実施形態では、プロセスキットに形成される窒化タンタル膜は、調整プロセスの前に、５ｇ／ｃｍ3～６．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有する。いくつかの実施形態では、調整プロセスの前にプロセスキットに形成された窒化膜１６０は、引張応力をもつ窒化タンタルを含む。いくつかの実施形態では、エリプソメトリを使用して、既知の厚さ（ＸＲＦによって測定された）をもつ堆積膜の差応力を測定する。処置の前のＡＬＤ ＴａＮ膜は、引張応力が１００ＭＰａ～１５００ＭＰａの範囲にある高い張力のものである。いくつかの実施形態では、処置の後、ＡＬＤ Ｔａ3Ｎ5膜は、より応力中立／圧縮性である。いくつかの実施形態では、処置された膜の応力は、０～－５００ＭＰａの範囲にある。いくつかの実施形態では、エリプソメトリを使用して、膜堆積の前後にウエハの曲率半径を測定する。曲率デルタは、膜厚が既知の状態で、膜応力を計算するために使用される。
調整プロセス２１０は、窒化膜１６０を、調整された窒化膜１６５に変える。いくつかの実施形態の調整された窒化膜１６５は、９ｇ／ｃｍ3、９．５ｇ／ｃｍ3、または１０ｇ／ｃｍ3以上の密度を有する。いくつかの実施形態では、調整された窒化膜１６５は、９ｇ／ｃｍ3～１０．５ｇ／ｃｍ3または９．５ｇ／ｃｍ3～１０ｇ／ｃｍ3の範囲の密度をもつ窒化タンタルを含む。
いくつかの実施形態では、調整された窒化膜は圧縮応力を有する。いくつかの実施形態では、圧縮応力は、エリプソメトリで測定されたとき、約０～約－５００ＭＰａの範囲にある。
いくつかの実施形態の調整プロセスは、窒素ラジカルおよび水素ラジカルを含む。いくつかの実施形態では、窒素ラジカルおよび水素ラジカルは、調整ガスがホットワイヤを通されることによって形成される。いくつかの実施形態では、窒素ラジカルおよび水素ラジカルは、調整ガスから生成されたプラズマ内で形成される。いくつかの実施形態では、プラズマは直接プラズマである。いくつかの実施形態では、プラズマは遠隔プラズマである。
いくつかの実施形態の調整ガスは、アンモニア（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）、窒素（Ｎ2）、水素（Ｈ2）、またはアルゴン（Ａｒ）のうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態の調整ガスは、アンモニア（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）、窒素（Ｎ2）、水素（Ｈ2）、またはアルゴン（Ａｒ）のうちの１つまたは複数を含むが、但し、窒素（Ｎ2）、水素（Ｈ2）、またはアルゴン（Ａｒ）の各々が、窒素ラジカルおよび水素ラジカルを供給するために少なくとも１つの追加のガス核種とともに使用されることが条件になる。いくつかの実施形態では、調整ガスは、アンモニア水素化合物（アザン）を含む。いくつかの実施形態では、調整ガスは、ジアザン（ヒドラジン）、トリアザン（Ｎ3Ｈ5）、ジアゼン（Ｎ2Ｈ2）、またはトリアゼン（Ｎ3Ｈ3）のうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、調整ガスは、窒素原子と水素原子の両方を有する少なくとも１つの核種を含む。いくつかの実施形態では、調整ガスは、アンモニア（ＮＨ3）を含むか、またはアンモニア（ＮＨ3）から本質的になる。このように使用される「から本質的になる」という用語は、調整ガス内の活性核種が、不活性核種または希釈剤核種を数えることなしに、分子ベースで、記載された核種の、または記載された核種の合計の９５％、９８％、９９％、９９．５％以上であることを意味する。いくつかの実施形態では、調整ガスは、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）を含むか、またはヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）から本質的になる。いくつかの実施形態では、調整ガスは、アンモニアおよび水素（Ｈ2）を含むか、またはアンモニアおよび水素（Ｈ2）から本質的になる。いくつかの実施形態では、調整ガスは、水素（Ｈ2）および窒素（Ｎ2）を含むか、または水素（Ｈ2）および窒素（Ｎ2）から本質的になる。
いくつかの実施形態では、調整ガスは、アンモニア（ＮＨ3）、水素（Ｈ2）、およびアルゴン（Ａｒ）を含む。いくつかの実施形態では、調整ガスは、アンモニア（ＮＨ3）、水素（Ｈ2）、およびアルゴン（Ａｒ）から本質的になる。いくつかの実施形態のアンモニア：水素、アルゴン（ＮＨ3：Ｈ2：Ａｒ）の比率は、０．９～１．１ＮＨ3：０．９～１．１Ｈ2：０．９～１．１Ａｒの範囲にある。いくつかの実施形態では、アンモニア：水素：アルゴン（ＮＨ3：Ｈ2：Ａｒ）の比率は、約１：１：１である。いくつかの実施形態では、アンモニア：水素：アルゴン（ＮＨ3：Ｈ2：Ａｒ）の比率は、１～２０ＮＨ3：１～２０Ｈ2：１Ａｒの範囲に、または１～１０：１～１０：１の範囲に、または１０：１０：０．１～１０の範囲にある。いくつかの実施形態では、アンモニア（ＮＨ3）および水素（Ｈ2）の量は、相対的に±１０％以内にあり、アルゴン（Ａｒ）は、プロセスチャンバに十分な反応性核種を供給するのに適切な任意の量の希釈剤である。
いくつかの実施形態では、調整ガスは、約２ＭＨｚ～１００ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ～６０ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ～４０ＭＨｚの範囲の周波数をもつプラズマを含む。いくつかの実施形態では、調整ガスは、約０．５トール～約２５トールの範囲、または約１トール～の１５トール範囲、または約１．５トール～１０トールの範囲の圧力をもつプラズマを含む。いくつかの実施形態では、調整ガスはプラズマを含み、調整プロセスは５分以内で実行される。
図２を参照すると、調整プロセス２１０の後、窒化物層が、１つまたは複数のウエハ（基板）上に堆積される２２０。プロセスキット１５０を再調整する前に堆積されるウエハの数は、例えば、使用される調整プロセスパラメータ、堆積パラメータ、および窒化物層組成に依存する。いくつかの実施形態の調整プロセス２１０を使用して再調整する間のウエハの数は、５～５０個のウエハの範囲にある。いくつかの実施形態では、方法２００に従うと、調整プロセス２１０が実行されないプロセスキットと比較してプロセスキット１５０の寿命が少なくとも５倍延びる。いくつかの実施形態では、プロセスキットの寿命は、洗浄または予防的保守間に処理することができるウエハの数として定義される。所与のプロセスでは、典型的な基準寿命は、＜１Ｋ～１０Ｋの範囲にある。
この方法のいくつかの実施形態は、プロセスキット１５０をシーズニングするためのシーズニングプロセス２０５から始まる。いくつかの実施形態のシーズニングプロセス２０５は、堆積プロセス２２０とそれに続く調整プロセス２１０を使用して、使用のためにプロセスキット１５０を準備する。いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０は、堆積チャンバに設置される前にシーズニングプロセス２０５を受ける。いくつかの実施形態では、シーズニングプロセス２０５は、堆積プロセスの形態とそれに続く調整プロセスの形態を含む。いくつかの実施形態では、シーズニングプロセスは、堆積プロセスの形態を含み、方法２００は、シーズニングプロセスを調整および完了するために、次の手順として調整プロセス２１０に移る。シーズニングプロセスが調整プロセスの形態を含むいくつかの実施形態では、シーズニングプロセス２０５の後、方法２００は、オプションの経路２２２に従って、堆積プロセス２２０に進む。
図１を参照すると、本開示の追加の実施形態は、本明細書で説明される方法を実行するためのプロセスチャンバ１００に関する。図１は、本開示の１つまたは複数の実施形態に従って基板を処理するために使用することができるチャンバ１００を示す。プロセスチャンバ１００は、チャンバ１００の様々な部品を制御するように構成された少なくとも１つのコントローラ１９０を含む。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ１００に接続された複数のプロセッサがあり、一次制御プロセッサが、チャンバ１００を制御するために別個のプロセッサの各々に結合される。コントローラ１９０は、様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するために産業設定で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどのうちの１つとすることができる。
いくつかの実施形態では、コントローラ１９０は、プロセッサ１９２（ＣＰＵとも呼ばれる）と、プロセッサ１９２に結合されたメモリ１９４と、プロセッサ１９２に結合された入力／出力デバイス１９６と、様々な電子構成要素間の通信のためのサポート回路１９８とを有する。いくつかの実施形態では、メモリ１９４は、一時的メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ）または非一時的メモリ（例えば、ストレージ）のうちの１つまたは複数を含む。
プロセッサのメモリ１９４またはコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、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リモートのデジタルストレージなどの容易に利用可能なメモリのうちの１つまたは複数とすることができる。メモリ１９４は、システムのパラメータおよび構成要素を制御するためにプロセッサ１９２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。サポート回路１９８は、従来の方法でプロセッサをサポートするためにプロセッサ１９２に結合される。回路は、例えば、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを含むことができる。
プロセスは、一般に、プロセッサによって実行されたとき、プロセスチャンバに本開示のプロセスを実行させるソフトウェアルーチンとしてメモリに格納することができる。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ているハードウェアから遠隔に配置された第２のプロセッサ（図示せず）によって格納および／または実行されてもよい。本開示の方法の一部またはすべては、ハードウェアで実行することもできる。そのため、プロセスは、ソフトウェアで実装され、コンピュータシステムを使用して実行されてもよく、例えば特定用途向け集積回路もしくは他のタイプのハードウェア実施態様としてのハードウェアで実装されてもよく、またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして実装されてもよい。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用途コンピュータ（コントローラ）に変換する。
いくつかの実施形態では、コントローラ１９０は、方法を実行するために個々のプロセスまたはサブプロセスを実行するための１つまたは複数の構成を有する。いくつかの実施形態では、コントローラ１９０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、それを操作するように構成される。例えば、いくつかの実施形態のコントローラ１９０は、ガスバルブ、アクチュエータ、モータ、スリットバルブ、真空制御部などのうちの１つまたは複数に接続され、それを制御するよう構成される。
いくつかの実施形態のコントローラ１９０は、窒化膜を堆積させるために堆積プロセス条件に基板を曝露するための構成、およびプロセスチャンバのプロセスキットを調整プロセスに曝露するための構成から選択された１つまたは複数の構成を有する。処理チャンバのコントローラによって実行されたとき、処理チャンバに、窒化膜を堆積させるために堆積プロセス条件に基板を曝露する操作と、プロセスチャンバのプロセスキットを調整プロセスに曝露する操作とを実行させる命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体。
本明細書の全体を通して「１つの実施形態」、「ある実施形態」、「１つまたは複数の実施形態」、または「一実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、または特性が、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、本明細書の全体にわたる様々な場所における「１つまたは複数の実施形態において」、「ある実施形態において」、「１つの実施形態において」、または「一実施形態において」などの語句の出現は、必ずしも本開示の同じ実施形態を指していない。その上、特定の特徴、構造、材料、または特性は、１つまたは複数の実施形態において適切な方法で組み合わされてもよい。
本明細書の本開示が特定の実施形態を参照して説明されたが、当業者は、記載された実施形態が本開示の原理および用途の単なる例示であることを理解するであろう。本開示の趣旨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様々な変形および変更を行うことができ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およびその均等物の範囲内にある変形および変更を含むことができる。

Claims (20)

  1. 上に窒化膜を有するプロセスチャンバのプロセスキットを、窒素ラジカルおよび水素ラジカルを含む調整プロセスに曝露して、調整された窒化膜を形成することと、
    前記プロセスチャンバ内の複数のウエハ上に窒化物層を堆積させることと
    を含む堆積方法。
  2. 前記調整プロセスが、前記プロセスキット上の前記窒化膜の密度を増加させる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記調整された窒化膜が、９．５ｇ／ｃｍ3～１０ｇ／ｃｍ3の範囲の密度をもつ窒化タンタル（ＴａＮ）を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記調整された窒化膜が、圧縮応力を有する、請求項２に記載の方法。
  5. 前記複数のウエハ上の前記窒化物層が、原子層堆積によって堆積される、請求項１に記載の方法。
  6. 前記プロセスキット上の前記窒化膜が、ウエハ上の前記窒化物層の堆積中に形成される、請求項５に記載の方法。
  7. 前記窒化膜が、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ルテニウムタンタル（ＲｕＴａＮ）、窒化マンガン（ＭｎＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、または窒化ニオブ（ＮｂＮ）のうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記調整プロセスが、調整ガスから形成されたプラズマを含み、前記調整ガスが、窒素原子および水素原子を有する少なくとも１つのプラズマ核種を含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記調整ガスが、アンモニア（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）、窒素（Ｎ2）、水素（Ｈ2）、またはアルゴン（Ａｒ）のうちの１つまたは複数を含む、請求項８に記載の方法。
  10. 前記調整ガスが、アンモニア、水素、およびアルゴンから本質的になる、請求項９に記載の方法。
  11. 前記アンモニア、水素、およびアルゴン（ＮＨ3：Ｈ2：Ａｒ）の比率が、０．９～１．１：０．９～１．１：０．９～１．１の範囲にある、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記プラズマが、１３．５６～４０ＭＨｚの範囲の周波数を有する、請求項８に記載の方法。
  13. 前記プラズマが、１．５～１０トールの範囲の圧力を有する、請求項８に記載の方法。
  14. 前記調整プロセスが、５分以内で実行される、請求項８に記載の方法。
  15. 前記調整プロセスへの追加の曝露の前に、前記複数のウエハが５～５０個の範囲にある、請求項１に記載の方法。
  16. 前記プロセスキットの寿命が、前記調整プロセスなしのプロセスと比較して少なくとも５倍延びる、請求項１に記載の方法。
  17. 前記プロセスキットが、シャワーヘッド、ポンピングライナ、またはエッジリングのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
  18. プロセスチャンバ内の複数のウエハを処理して、前記ウエハ上に窒化タンタル（ＴａＮ）を堆積させ、前記プロセスチャンバ内のプロセスキット上に窒化膜を堆積させることであり、前記窒化膜が９ｇ／ｃｍ3未満の密度を有する、堆積させることと、
    前記複数のウエハを処理した後、調整プロセスを使用して前記プロセスキットを調整することであり、前記調整プロセスが、前記プロセスキットを窒素ラジカルおよび水素ラジカルに曝露して、前記窒化膜の前記密度を９ｇ／ｃｍ3超に増加させ、圧縮応力をもつ窒化膜を生成する、調整することと
    を含む堆積方法。
  19. 前記複数のウエハが５～５０個の範囲にある、請求項１８に記載の方法。
  20. 処理チャンバのコントローラによって実行されたとき、前記処理チャンバに、
    窒化膜を堆積させるために堆積プロセス条件に基板を曝露する操作と、
    前記プロセスチャンバのプロセスキットを調整プロセスに曝露する操作と
    を実行させる命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体。
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