JP4316833B2 - 減少された裏側汚染の為のインシトゥウェーハ加熱 - Google Patents

減少された裏側汚染の為のインシトゥウェーハ加熱 Download PDF

Info

Publication number
JP4316833B2
JP4316833B2 JP2001364704A JP2001364704A JP4316833B2 JP 4316833 B2 JP4316833 B2 JP 4316833B2 JP 2001364704 A JP2001364704 A JP 2001364704A JP 2001364704 A JP2001364704 A JP 2001364704A JP 4316833 B2 JP4316833 B2 JP 4316833B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
processing
chamber
plasma
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001364704A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002305236A (ja
Inventor
ロスマン ケント
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2002305236A publication Critical patent/JP2002305236A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4316833B2 publication Critical patent/JP4316833B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0209Pretreatment of the material to be coated by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/021Cleaning or etching treatments
    • C23C14/022Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0227Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
    • C23C16/0245Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02Details
    • H01J2237/022Avoiding or removing foreign or contaminating particles, debris or deposits on sample or tube

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【0001】
【発明の背景】
本発明は、基板上の集積回路の製造に関する。より詳しくは、本発明は、処理中に基板の裏側汚染を減らすための方法と装置に関する。
【0002】
最近の半導体デバイス製造における主要ステップの一つは、ガスの化学反応により半導体基板上に薄層を形成することである。この種の堆積処理は、一般に化学気相堆積法(「CVD」)と呼ばれている。従来の熱CVD処理は、加熱により誘発された化学反応が行われ所望の層を製作する基板表面に、反応性ガスを供給する。他方、プラズマ増強CVD(「PECVD」)技術は、基板表面付近の反応領域に高周波(「RF」)エネルギーを印加することによって、反応ガスの励起および/または解離を促進し、それによって、プラズマを生成する。プラズマ種の高反応性は、化学反応が生じる為に必要なエネルギーを減少させるので、従来の熱CVD処理と比べると、このようなCVD処理に必要な温度を下げている。これらの利点は高密度-プラズマ(「HDP」)CVD技術により更に利用されているが、そこでは、プラズマ種がかなり反応的であっても、高密度プラズマは低真空圧で形成される。「高密度」とは、この環境では、10 11 イオン/cm 3 を超えるか同等のイオン密度を有することを意味すると理解されている。
【0003】
これらの処理は、小規模デバイスの高精度製造において使われるので、特に、処理中は基板に対する損傷の発生を限定することが望ましい。通常、処理に使用されるシリコン基板は、処理チャンバ内部で支持体上に位置決めされ、通常はアルミナで形成されている。通常、400から800℃の温度を有するプラズマ内部で基板を加熱する処理中、当該基板は膨張を受ける。プラズマの熱はアルミナ支持体をも膨張させるが、アルミナ支持体と比較すると、シリコン基板の膨張度には、かなりの差があるかもしれない。アルミナはシリコン(または大部分の他の半導体)が有する熱膨張率より低い熱膨張率の係数を有すること、更に、アルミナ表面被膜は、65℃又はその近辺で積極的に冷却されることが、その理由である。基板と支持体の異なる膨張により、支持体と接触している基板側部にスクラッチングが生じる可能性がある。
【0004】
幾つかの事例では、アルミナ支持体が、SiO2層で覆われてもよい。プラズマ加熱から生じる温度変化により、その層に損傷が同様に生じるかもしれず、そうすると、若干のSiO2薄片が基板の裏側に付着する可能性がある。更に後の基板処理において、薄片は、他の基板の前側に落ち、それにより、全体的なデバイスの歩留りが減少する。
【0005】
【発明の概要】
本発明の実施例は、基板裏側の汚染レベルを減らす基板準備方法を目指す。基板は、基板受容部を有するチャンバ内部に置かれるが、置かれる場所は、基板受容部の上部ではない。ガス流はチャンバに提供されるが、そこから、プラズマが打たれ、基板を加熱する。基板は、加熱された後、基板受容部に処理のために移動される。一実施例において、プラズマは、高密度プラズマである。
【0006】
一定の実施例において、基板は、導電性でもよい複数のリフトピン上に置かれることにより、チャンバ内部に位置決めされる。基板は、その後、リフトピンを後退させることにより処理の準備ができたときに基板受容部に移動されてもよい。
【0007】
幾つかの実施例では、基板温度がモニタされ、温度が所定温度に達すると、基板は、基板受容部に移動される。この所定温度は、基板が処理される処理温度でもよい。基板温度を、赤外線放出を検出することによって、モニタしてもよい。他の実施例では、プラズマの打ち込みから所定時間の経過後、基板は基板受容部に移動される。
【0008】
本発明の方法は、基板処理システムのオペレーションを導くために具現化されたコンピュータ読み取り可能なプログラムを有するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に具現化されてもよい。このようなシステムには、処理チャンバ、プラズマ発生システム、基板ホルダ、ガス分配システム、システムコントローラを含んでもよい。コンピュータ読み取り可能なプログラムは、上述した実施例に従い、処理チャンバ内に配置された基板上に薄膜を形成するよう基板処理システムを操作する為のインストラクションを含む。
【0009】
本発明の性質及び利点の更なる理解は、明細書の残部および図面を参照することにより、得られる。
【0010】
【特定実施例の説明】
I.
本発明の実施例は、基板の裏側汚染の発生を減らすための方法と装置を目指す。特に、本発明の実施例は、プラズマによる基板の加熱中、基板受容部の上方に基板を保持する為、一組のリフトピンを使用する。リフトピンは、プラズマからの電荷の蓄積を緩和する為、十分な導電性を有する材料で形成されているが、プラズマからアーキングを生み出す程の導電性はない。ウェーハは、導電性リフトピンを介し、小さな熱伝導量と放射により冷却されてもよい。チャンバ圧力が高い場合、小さい対流および/または導電性熱伝達量も、プラズマを維持するガスと共に生じる可能性がある。
【0011】
II. 例示的な基板処理システム
図1Aは、本発明により基板が処理される高密度プラズマ化学気相堆積(HDP-CVD)システムの一実施例を示す。システム10は、チャンバ13、真空システム70、ソースプラズマシステム80A、バイアスプラズマシステム80B、ガス分配システム33、遠隔プラズマ洗浄システム50を含む。
【0012】
チャンバ13の上部は、ドーム14を有し、ドーム14は、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムのようなセラミック誘電材料で形成されている。ドーム14は、プラズマ処理領域16の上部境界を制限している。プラズマ処理領域16は、基板支持部材18と基板17の上面により底部が制限されている。
【0013】
加熱プレート23と、その上に置かれる冷却プレート24は、熱的にドーム14と結合される。加熱プレート23と冷却プレート24は、100℃から200℃の範囲にわたり、約±10℃以内で、ドーム温度の制御を許容する。これは、様々な処理に対するドーム温度の適性化を許容するものである。たとえば、堆積処理の為というより洗浄又はエッチング処理の為に、ドームを高温で維持することが望まれるかもしれない。ドーム温度の正確な制御は、チャンバにおける薄片や粒子の総数を減らし、堆積層と基板間の付着を改善する。
【0014】
チャンバ13の下部は、本体部材22を有し、本体部材22は、チャンバを真空システムに接合する。基板支持部材18のベース部材21は、本体部材22上に搭載され、連続した内面を本体部材22と共に形成する。基板は、チャンバ13の側部にある挿入/排除用開口(図示せず)を介して、ロボットブレード(図示せず)により、チャンバ13の内外に移送される。基板をチャンバ13内部の異なる場所に移動させるため、モータ制御の下、(図2に示される)リフトピンは持ち上げられ下降される。基板を上部ローディング位置57でロボットブレードから、更に以下に説明するように、処理の為に基板が準備される前処理位置58に移動するように、リフトピンを構成してもよい。その後、リフトピンは、基板が基板支持部材18上に置かれる下部処理位置56へと基板を移動させる。基板受容部19は、基板処理中、基板を基板支持部材18に固定する静電チャック20を含む。好適実施例では、基板支持部材18は、酸化アルミニウム又はアルミニウムセラミック材料で作られている。
【0015】
真空システム70はスロットル本体25を含み、スロットル本体25は、ツインブレードスロットルバルブ26を収容し、ゲートバルブ27とターボ分子ポンプ28に取り付けられている。スロットル本体25は、ガス流に対し最小限の障害物を提供し、対称ポンピングを許容する点に留意すべきである。ゲートバルブ27は、スロットル本体25からポンプ28を隔離することができ、スロットルバルブ26が十分に開くとき、排ガス流の容量を制限することによって、チャンバ圧力を制御できる。スロットルバルブ、ゲートバルブ、ターボ分子ポンプの配列により、正確な安定したチャンバ圧の制御が約1ミリトルから約2ミリトルの間で可能になる。
【0016】
ソースプラズマシステム80Aは、ドーム14上に搭載されたサイドコイル30とトップコイル29を含む。対称的グランドシールド(図示せず)は、コイル間の電気結合を減らす。トップコイル29は、トップソースRF(SRF)ジェネレータ31Aにより電力が供給されるが、サイドコイル30は、サイドSRFジェネレータ31Bにより電力が供給され、各コイルに対する操作の独立した電力レベルと周波数が許容される。このデュアルコイルシステムにより、チャンバ13内のラジアルイオン密度の制御が可能になり、もって、プラズマ均一性が改善される。サイドコイル30とトップコイル29は、通常、誘導的に駆動され、コンプリメンタリ電極は必要としない。特定実施例において、トップソースRFジェネレータ31Aは、名目上、2MHzで5000ワットまでのRFパワーを提供し、サイドソースRFジェネレータ31Bは、名目上2MHzで5000ワットまでのRFパワーを提供する。トップRFジェネレータとサイドRFジェネレータの操作周波数は、名目上の操作周波数(例えば、1.7-1.9 MHzに対するものと1.9-2.1 MHzに対するもの)からオフセットされ、プラズマ発生を改善してもよい。
【0017】
バイアスプラズマシステム80Bは、バイアスRF(「BRF」)ジェネレータ31Cとバイアスマッチングネットワーク32Cを含む。バイアスプラズマシステム80Bは、容量的に基板部17を本体部材22に結合し、本体部材22は、コンプリメンタリ電極として作用する。バイアスプラズマシステム80Bは、ソースプラズマシステム80Aにより生成されたプラズマ種(例えばイオン)の基板表面への移動を高める為に役立つ。特定実施例において、バイアスRFジェネレータは、13.56MHzで5000ワットまでのRFパワーを提供する。
【0018】
RFジェネレータ31A、31Bは、デジタル的に制御されたシンセサイザを含み、約1.8から約2.1MHzの周波数範囲にわたり作動する。各々のジェネレータは、RF制御回路(図示せず)を含み、RF制御回路は、当業者により理解されているように、チャンバとコイルから反射されてジェネレータに戻るパワーを測定し、操作周波数を調整して最も低い反射パワーを得る。RFジェネレータは、通常、50オームの特性インピーダンスで負荷に作動するように設計されている。ジェネレータとは異なる特性インピーダンスを有する負荷から、RFパワーが反射されてもよい。これにより、負荷に転送されるパワーを減らすことができる。さらに、負荷からジェネレータに反射されるパワーは、過負荷であり、ジェネレータを損傷するかもしれない。プラズマのインピーダンスは、プラズマイオン密度に依存し、他のファクタの中で5オーム未満から900オームを越える範囲で変動すること、更に、反射されたパワーは周波数の関数であるかもしれないことから、反射されたパワーに従いジェネレータ周波数を調整することにより、RFジェネレータからプラズマに転送されるパワーを増やし、ジェネレータを保護する。反射されたパワーを減らして効率を改善する他の方法は、マッチングネットワークを備えることである。
【0019】
マッチングネットワーク32A、32Bは、それらのコイル29、30と共にジェネレータ31A、31Bの出力インピーダンスを整合する。RF制御回路は、負荷が変動するとき、その負荷に整合するようにマッチングネットワーク内のコンデンサ値を変更することにより、両方のマッチングネットワークを調整してもよい。負荷から反射しジェネレータに戻るパワーが一定の制限値を越えるとき、RF制御回路が、マッチングネットワークを調整してもよい。一定の整合性を与え、RF制御回路がマッチングネットワークを調整することを効率的に不能にする一つの方法は、反射されたパワーの制限値を、反射されたパワーの期待値より上に設定することである。最近の条件でマッチングネットワーク定数を保持することにより、これが、若干の条件下でプラズマを安定させるのに役立つ。
【0020】
他の測定も同様に、プラズマを安定させるのに役立つ。例えば、RF制御回路は、負荷(プラズマ)に配電されるパワーを決定するために用いることができ、ジェネレータ出力パワーを増減し、層の堆積中、配電されたパワーを実質的に一定に保つことが可能である。
【0021】
ガス分配システム33は、幾つかのソース34A−34Fをチャンバに提供し、ガス分配システム38(その幾つかだけを図示)を介して基板を処理する。当業者が理解されるように、ソース34A−34Fの為に使用される実際のソースと、チャンバ13に対する分配ライン38の実際の接続は、チャンバ13内で実行される堆積処理と洗浄処理によって、変化する。ガスは、ガスリング37とトップノズル45を介してチャンバ13へと導入される。図1Bは、ガスリング37の付加詳細を示しているチャンバ13の簡略的な部分断面図である。
【0022】
一実施例において、第1ガス源34A、第2ガス源34B、第1ガス流コントローラ35A’、第2ガスコントローラ35B’は、ガス分配ライン38(一部だけ図示)を介しガスリング37内のリングプレナム36にガスを供給する。ガスリング37は、基板の上方に一様流のガスを供給する複数の原料ガスノズル39(例示の為に一つだけ図示)を有する。個々のチャンバ内部の特定処理に対し、均一プロファイル及びガスの利用効率の調整を可能にするため、ノズル長とノズル角を変更してもよい。好適実施例において、ガスリング37は、酸化アルミニウムセラミックから作られる12個の原料ガスノズルを有する。
【0023】
ガスリング37も同様に、複数の酸化剤ガスノズル40(その内、一つだけが図示)を有し、好適実施例では、原料ガスノズル39と共通平面にあり、原料ガスノズル39より短く、ある実施例では、ボディプレナム41からガスを受け取る。ある実施例では、チャンバ13にガスを噴射する前に、原料ガスと酸化剤ガスを混ぜないことが、望ましい。他の実施例では、ボディプレナム41とガスリングプレナム36との間にアパーチャ(図示せず)を備えることにより、チャンバ13にガスを噴射する前に酸化剤ガスと原料ガスを混ぜることができる。ある実施例において、第3ガス源34C、第4ガス源34D、第3ガス流コントローラ35C、第4ガス流コントローラ35D’は、ガス分配ライン38を介してボディプレナムにガスを供給する。43Bのような追加バルブ(他のバルブは図示せず)は、フローコントローラからチャンバまでのガスを遮断してもよい。
【0024】
可燃性、有毒性、腐食性ガスが使われる実施例では、堆積後、ガス分配ライン内に残っているガスを除去することが望ましいだろう。これが達成される一例は、バルブ43Bのような三方向バルブを使用し、チャンバ13を分配ライン38Aから隔離し、真空前方ライン44に対し分配ライン38Aを排気することである。図1Aに示すように、43A、43Bのような他の類似したバルブを、他のガス分配ラインに導入してもよい。このような三方向バルブは、(三方向バルブとチャンバ間の)排気されないガス分配ラインの容積を最小限にするため、実用的には、チャンバ13の近くに配置されてもよい。さらに、二方向(オン/オフ)バルブ(図示せず)は、マスフローコントローラ(「MFC」)とチャンバとの間、またはガス源とMFCとの間に配置されてもよい。
【0025】
また図1Aに関連して、チャンバ13も同様に、トップノズル45とトップベント46を有する。トップノズル45とトップベント46は、ガスの上部と側部の流れを独立に制御でき、層の均一性を改善し、層の堆積およびドーピングパラメータの微調整を許容する。トップベント46とは、トップノズル45の周囲にある環状開口部である。一実施例において、第1ガス源34Aは、原料ガスをノズル39とトップノズル45に供給する。ソースノズルMFC 35A’は、原料ガスノズル39に分配されるガス量を制御し、トップノズルMFC35Aは、トップガスノズル45に分配されるガス量を制御する。同様に、2つのMFC35B、35B’は、ソース34Bのような単一酸素源からトップベント46および酸素剤ガスノズル40への酸素流を制御する為に使用できる。トップノズル45とトップベント46に供給されたガスは、ガスをチャンバ13に流す前に分離されたまま保たれてもよいが、チャンバ13に流される前にトッププレナム内で混合されてもよい。独立した同一ガスのソースは、チャンバのさまざまな部分に供給するために用いることができる。
【0026】
遠隔マイクロ波発生プラズマ洗浄システム50は、チャンバコンポーネントから、周期的に堆積残渣を洗浄する為に備えられている。洗浄システムは、遠隔マイクロ波発生器51を含み、遠隔マイクロ波発生器51は、洗浄ガス源34E(例えば、分子状フッ素、三フッ化窒素、他のフルオロカーボンまたは等価物)からプラズマを生成する。このプラズマから生じる反応種は、アプリケータチューブ55を経てガスフィードポート54を通ってチャンバ13に運ばれる。洗浄用プラズマを含む為に用いられる材料(例えばキャビティ53、アプリケータチューブ55)は、プラズマによる攻撃に対し抵抗性がなければならない。望ましいプラズマ種の濃度は、リアクタキャビティ53からの距離により減少するので、リアクタキャビティ53とフィードポート54間の間隔は、実用的である限り短く保つべきである。遠隔キャビティ内で洗浄用プラズマを生成すれば、有効なマイクロ波発生器を使用することができ、インシトゥーで形成されたプラズマ中に存在するかもしれないグロー放電の温度、放射、衝撃に、チャンバコンポーネントを晒さない。従って、静電チャックのような比較的感度の高いコンポーネントは、インシトゥー洗浄処理で要求されるようにダミーウェーハで覆われる必要がなく、他の方法で保護される必要もない。一実施例では、この洗浄システムはエッチングガスの原子を遠隔で分離するために用いられ、原子は、その後、処理チャンバ13に供給される。他の実施例では、エッチングガスは、処理チャンバ13に直接に提供される。また、更なる実施例では、別個のチェンバ内で実行される堆積ステップとエッチングステップについて、多重処理チャンバが使われる。
【0027】
システムコントローラ60は、システム10の操作を制御する。好適実施例において、コントローラ60は、プロセッサ61に結合されたハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ(図示せず)、カードラック(図示せず)のようなメモリ62を含む。カードラックは、シングルボードコンピュータ(SBC)(図示せず)、アナログおよびデジタル入出力ボード(図示せず)、インタフェースボード(図示せず)およびステッパーモータコントローラボード(図示せず)を含んでもよい。システムコントローラは、ボード、カードケージ、コネクタの寸法や型を規定するベルサモジュラーヨーロッパ (「VME」)規格に適合している。VME規格も同様に、バス構造を、16ビットデータバス及び24ビットアドレスバスを有するものとして規定する。システムコントローラ31は、ハードディスクドライブに記録されたコンピュータプログラムの制御下で、或いはリムーバブルディスクに記録されたプログラムのような他のコンピュータプログラムを介して、動作する。コンピュータプログラムは、例えば、タイミング、ガスの混合物、RF電力レベル、特定処理の他のパラメータを、指図する。ユーザーおよびシステムコントローラ間のインタフェースは、図1Cで描かれたような陰極管(「CRT」)65、ライトペン66のようなモニタを経ている。
【0028】
図1Cは、図1Aの例示的CVD処理チャンバと共に使用される、例示的なシステムユーザインターフェースである。システムコントローラ60は、コンピュータ読み取り可能なメモリ62に結合されたプロセッサ61を含む。好ましくは、メモリ62はハードディスクドライブであるが、メモリ62は、ROM、PROM等、他の種類のメモリであってもよい。
【0029】
システムコントローラ60は、メモリ62内にコンピュータ読み取り可能なフォーマットで記録されたコンピュータプログラム63の制御下で動作する。コンピュータプログラムは、特定処理について、タイミング、温度、ガス流、RFパワーレベル、他のパラメータを指図する。ユーザーおよびシステムコントローラ間のインタフェースは、図1Cで描かれたように、CRTモニタ65とライトペン66を経ている。好適実施例において、2つのモニタ65、65A、2つのライトペン66,66Aが使用され、一つはオペレータ用にクリーンルームの壁(65)に取り付けられ、他の一つは、サービス技術者用に壁の後ろ(65A)に取り付けられている。両モニタは、同時に同一情報を表示するが、1つのライトペン(例えば66)だけが使用可能である。特定スクリーンまたは機能を選択するために、オペレータは、ディスプレイスクリーンの領域に触れ、ペンが載っているボタン(図示せず)を押す。触れられた領域は、例えば、その色を変えたり、新メニューを表示したりすることにより、ライトペンで選択されたことを確認する。
【0030】
コンピュータプログラムコードは、従来のコンピュータで読み取り可能な、いかなるプログラミング言語(例えば68000アセンブリ言語、C、C++またはPascal)でも書き込むことができる。適切なプログラムコードは、従来のテキストエディタを用いて単一ファイル又は複数ファイルに入力されるか、コンピュータのメモリシステムのようなコンピュータ使用可能媒体に記録または組み入れられる。入力されたコードテキストが高水準言語である場合、そのコードはコンパイルされ、結果として生じるコンパイラコードは、その後、コンパイル前のウィンドウズライブラリルーチンのオブジェクトコードにリンクされる。リンクされたコンパイルオブジェクトコードを実行するため、システムユーザは、コンピュータシステムをメモリにロードするオブジェクトコードを呼び出す。CPUは、メモリからコードを読み取り、プログラムで識別される作業を行うためにコードを実行する。
【0031】
図1Dは、コンピュータプログラム100の階層制御構造の例示的ブロック図を示す。ユーザーは、ライトペンインターフェースを用いることにより、CRTモニタ上に表示されたメニュー又はスクリーンに応答し、プロセスセット番号およびプロセスチャンバ番号を入力する。処理設定は、特定処理を実行する為に必要な処理パラメータの所定設定であり、予め定義された設定番号により識別される。処理セレクタサブルーチン110は、(i) 多重チャンバシステムにおける所望の処理チャンバ (ii) 所望の処理を行うように処理チャンバを操作する為に必要な望ましい一連の処理パラメータを識別する。特定処理を行う為の処理パラメータは、処理ガス組成、流速、温度、圧力、RFパワーレベル等のプラズマ条件、チャンバドーム温度に関連し、レシピの形式でユーザーに提供される。レシピにより特定されたパラメータは、ライトペン/CRTモニタインターフェースを利用して入力される。
【0032】
処理をモニタする為の信号は、システムコントローラ60のアナログ入力ボード及びデジタル入力ボードにより提供され、処理を制御する信号は、システムコントローラ60のアナログ入力ボード及びデジタル入力ボードに出力される。
【0033】
処理シーケンササブルーチン120は、処理セレクタサブルーチン110からの一連の処理パラメータおよび識別された処理チャンバを受け入れる為、さらに、様々な処理チャンバの操作を制御する為、プログラムコードを備える。複数のユーザが、処理設定ナンバーと処理チャンバナンバーを入力することができ、或いは、単一のユーザが、複数の処理設定ナンバーと処理チャンバナンバーを入力することができ、シーケンササブルーチン120は、所望のシーケンサ内の選択された処理を予定に入れる。好ましくは、シーケンササブルーチン120は、(i) チャンバが使用されているかを決定する為に処理チャンバの操作をモニタするステップと、(ii) 使用されているチャンバ内で行われているのはどんな処理かを決定するステップと、(iii) 処理チャンバの利用性、行われる処理のタイプに基づき、所望の処理を実行するステップと、を行う為のプログラムコードを含む。処理チャンバをモニタする従来の方法、例えばポーリングを使うことができる。どの処理が実行されるべきかを予定に入れるとき、シーケンササブルーチン120は、各々の特定ユーザが入力した要求の「エージ」、または、選択された処理に対する所望の処理条件と比較して使用される処理チャンバの現在の条件、或いは、システムプログラマーがスケジュールプライオリティを決定する為に含めるように要望する他のいかなる関連要因をも考慮に入れるよう、設計できる。
【0034】
シーケンササブルーチン120は、どの処理チャンバと処理設定組み合わせが次に実行されるべきかを決定した後、シーケンササブルーチン120は、特定処理設定パラメータをチャンバマネージャサブルーチン130A−Cに渡すことにより処理設定の実行を開始するが、ここで、チャンバマネージャサブルーチン130A−Cは、シーケンササブルーチン120により送られた処理設定に応じて、チャンバ13及び可能な限り他のチャンバ(図示せず)内の複数の処理タスクを制御する。
【0035】
チャンバコンポーネントサブルーチンの例は、基板位置決め用サブルーチン140、処理ガス制御用サブルーチン150、圧力制御用サブルーチン160、プラズマ制御用サブルーチン170である。チャンバ13内で行われる為にどのような処理が選択されるかにより、当業者は、他のチャンバ制御用サブルーチンが含まれることを認識するであろう。操作中、チャンバマネジャーサブルーチン130Aは、実行されている特定の処理設定に応じて、処理コンポーネント用サブルーチンを選択的に予定するか呼び出す。シーケンササブルーチン120が処理チャンバと、実行すべき処理設定を予定するのと同一方法で、チャンバマネジャー用サブルーチン130Aは、処理コンポーネント用サブルーチンを予定に入れる。通常、チャンバマネジャー用サブルーチン130Aは、様々なチャンバコンポーネントをモニタするステップ、実行されるべき処理設定に対する処理パラメータに基づき、どのコンポーネントが操作されるかを決定するステップ、上記モニタするステップと上記決定するステップに応じてチャンバコンポーネント用サブルーチンを実行させるステップを含む。
【0036】
以下、特定のチャンバコンポーネントサブルーチンを、図1Aから図1Dを参照して説明する。基板位置決め用サブルーチン140は、基板支持体ナンバ18に基板をロードする為に使用されるチャンバコンポーネントを制御する為のプログラムコードを備える。基板位置決め用サブルーチン140は、他の処理が完了された後、例えば、プラズマ増強CVD("PECVD")リアクタまたはマルチチャンバシステムにおける他のリアクタから、チャンバ13への基板移送も同様に制御してもよい。
【0037】
処理ガス制御用サブルーチン150は、処理ガス組成及び流速を制御する為のプログラムコードを有する。サブルーチン150は、安全遮断バルブの開閉位置を制御し、所望の流速を得る為にマスフローコントローラに傾斜を上下方向に付ける。処理ガス制御用サブルーチン150を含む、全チャンバコンポーネント用サブルーチンは、チャンバマネジャー用サブルーチン130Aにより呼び出される。サブルーチン150は、所望のガス流速に関連したチャンバマネジャー用サブルーチン130Aから処理パラメータを受け取る。
【0038】
通常、処理ガス制御用サブルーチン150は、ガス供給ラインを開き、何度も、 (i) 必要なマスフローコントローラを読み、(ii) その読み取りを、チャンバマネジャー用サブルーチン130Aから受け取った所望の流速と比較し、(iii) 必要に応じてガス供給ラインの流速を調整する。さらに、処理ガス制御用サブルーチン150は、安全でない速度の為にガス流速をモニタするステップと、安全でない状態が検出されるときには安全遮断バルブを作動させるステップと、を含んでもよい。
【0039】
幾つかの処理では、不活性ガス(例えばアルゴン)がチャンバに流され、反応処理ガスが導入される前にチャンバ内で圧力が安定化する。これらの処理に対し、処理ガス制御用サブルーチン150は、チャンバ内の圧力を安定化するのに必要な時間中、不活性ガスをチャンバ13に流すステップを含む。上述したステップは、それから実行されてもよい。
【0040】
さらに、液体前駆体(例えば、四エチルオルトシラン(TEOS)から処理ガスが気化される場合、処理ガス制御用サブルーチン150は、泡立て器内で液体前駆体を介してヘリウムのような分配ガスを泡立たせるステップ、または、ヘリウムを液体噴射バルブに導入するステップを含んでもよい。この種の処理のために、処理ガス制御用サブルーチン150は、分配ガスの流れ、泡立て器内の圧力、泡立て器の温度を調整し、所望の処理ガス流速を得る。上述したように、所望の処理ガス流速は、処理パラメータとして、処理ガス制御用サブルーチン150に移送される。
【0041】
さらに、所定の処理ガス流速に必要な数値を含む、記録されたテーブルにアクセスすることにより、処理ガス制御サブルーチン150は、所望の処理ガス流速に必要な分配ガス流速、泡立て器の圧力、泡立て器の温度を得るステップを含む。一旦必要な数値が得られると、分配ガス流速、泡立て器の圧力、泡立て器の温度がモニタされ、必要な数値と比較され、それに応じて調整される。
【0042】
処理ガス用制御サブルーチン150は、独立したヘリウム制御(IHC)用サブルーチン(図示せず)を用いて、ウエーハチャック内の内部通路及び外部通路を通じて、ヘリウム(He)のような熱伝達ガスの流れを制御してもよい。ガス流は、熱的に基板をチャックに結合する。通常の処理では、層を形成する化学反応及びプラズマによりウエーハが加熱され、水冷可能なチャックを介してHeが基板を冷却する。これにより、基板上の既存特徴部を損傷する可能性のある温度以下に、基板が保たれる。
【0043】
圧力制御用サブルーチン160は、チャンバ排気部内のスロットルバルブ26の開口部サイズを調整することによって、チャンバ13内の圧力を制御する為のプログラムコードを含む。スロットルバルブを備えたチャンバを制御する基本的な方法が少なくとも2つある。数ある中で、全処理ガス流、処理チャンバのサイズ、ポンピング容量に関するように、第1の方法はチャンバ圧を特徴づけることに依存する。第1の方法は、スロットルバルブ26を定位置にセットする。スロットルバルブ26を定位置にセットすることにより、最終的には定常状態の圧力を生じることができる。
【0044】
代替え的に、ガス流と排気容量により設定された境界内に制御ポイントがあると仮定すると、例えばマノメータを用いてチャンバ圧を測定し、スロットルバルブ26の位置を圧力制御用サブルーチン360に応じて調整してもよい。後の方法に関連した計算、測定、比較が呼び出されないとき、前の方法は、素早いチャンバ圧の変更が生じる。正確なチャンバ圧の制御が要求されない場合、前の方法が望ましいかもしれないが、正確で、反復可能な、安定した圧力が望まれる場合(例えば、層の堆積中)後の方法が望ましいだろう。
【0045】
圧力制御用サブルーチン160が呼び出されるとき、所望の、或いは目標の、圧力レベルが、チャンバマネジャー用サブルーチン130Aからのパラメータとして、受け取られる。圧力制御用サブルーチン160は、チャンバに接続された一つ以上の従来の圧力マノメータを読みとることによって、チャンバ13内の圧力を測定し、目標圧力と測定値とを比較し、目標圧力に対応した記録圧力テーブルから、比例、積分、微分(PID)値を得て、圧力テーブルから得られたPID値に応じて、スロットルバルブ26を調整する。また、圧力制御用サブルーチン160は、所望の圧力または圧力範囲に対しチャンバ13内の圧力を調整するために、特定の開口サイズまで、スロットルバルブ26を開閉してもよい。
【0046】
プラズマ制御用サブルーチン170は、RFジェネレータ31A、31Bのパワー出力セッティングと周波数とを制御する為の、更に、マッチングネットワーク32A、32Bを同調させる為のプログラムコードを備える。先に述べたチャンバコンポーネント用サブルーチンのように、プラズマ制御用サブルーチン370は、チャンバマネジャー用サブルーチン330Aにより、呼び出される。
【0047】
上述したサブシステム及びルーチンの幾つか又は全てを組み込むことができるシステムの例は、本発明を実施するように構成された、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社により製造されたULTIMAシステムである。この種のシステムの更なる詳細は、Fred C. Redeker, Farhad Moghadam, Hirogi Hanawa, Tetsuya Ishikawa, Dan Maydan, Shijian Li, Brian Lue, Robert Steger, Yaxin Wang, Manus Wong, Ashok Sinhaが共同発明者として列挙され、"Symmetric Tunable Inductively-Coupled HDP-CVD Reactor"という発明の名称を有し、1996年7月15日に出願され、共通に譲渡された米国出願第08/679,927に開示され、その開示内容は、参考までに本願に組み込まれている。説明されたシステムは、例示的な目的だけの為である。本発明を実施する為に適切な従来の基板処理システムとコンピュータ制御システムを選択することは、当業者にとって、決まりきった技能であろう。
【0048】
III. 基板の準備
基板の裏側に対する可能な汚染や損傷を減らす為に、処理前の基板準備が用いられる。特に、本発明の実施例は、基板が基板受容部19に接触する前に、基板をチャンバ内で、室温からほぼ処理温度まで加熱する。処理温度付近のウェーハ温度では、どのような基板の膨張も既に発生しているので、基板と基板受容部との間の一致しない膨張の可能性は本質的に排除される。その結果、処理中、基板裏側に対する損傷および/または基板裏側の汚染は大幅に減らされる。基板を基板受容部に接触する前に所望の温度まで加熱する一つの方法は、基板受容部内に後退可能なリフトピンで基板を支持することである。
【0049】
このようなリフトピンの動作を示す例は、図2に示されているが、いろいろなコンポーネントが比例尺で示されているわけではない。例において、構成されているように、リフトピン92は、基板受容部に対し3つの位置の一つで基板90を位置決めするのに適合している。リフトピン92は、チャンバ93内に存在してもよいが、基板受容部から外側あるいは基板受容部の中に、特定の距離だけリフトピン92を移動させることにより、3つの位置に到達するように、モータ(図示せず)で駆動されてもよい。第1位置では、図2(a)で示されるように、上部ローディング位置57でロボットブレードから基板90を受け取れるように、リフトピン92が位置決めされている。上部ローディング位置57は、基板90をロボットブレードから受け取るのに都合の良いように決定されている。第2位置、すなわち、図2(b)で示された前処理位置58では、リフトピン92は、更に基板受容部19内に後退しており、基板90が基板受容部19と接触しないように位置決めされている。処理位置56として図2(c)で示されている第3位置で、基板90は、基板受容部19に接触しているが、ここでは、処理の為に静電的に固定位置に基板90をチャックすることができる。
【0050】
本発明の一定の態様は、特定実施例を描写するフローチャートである図3を参照すると、より十分に理解される。ステップ204で、基板90は、リフトピン92上に置かれ、上部ローディング位置57でチャンバ13内に受容される。基板90は、リフトピンを下げることにより、ステップ208で、その後、前処理位置58まで移動される。前処理位置58における円形の200又は300ミリ基板に対し、基板90は、およそ50から150ミルだけ基板受容部19の上方にあってもよい。約150ミルより高い場合、堆積ガスがチャンバ13内に導入される前に、基板90はプラズマから電荷を得る可能性がある。下限は、静電チャックからの静電力の範囲によって、主に決まってくる。基板がチャックされず、基板90と基板受容部19が接触しないという条件で、どれだけ基板90が基板受容部19と近づけるかについての従来の限界は存在しない。
【0051】
一旦基板90が適切に位置決めされると、初期ガスはステップ208で処理チャンバ内に流される。そのような初期ガスには、例えば、アルゴンのような不活性ガスが含まれてもよいが、そこから、ステップ212でプラズマが打たれてもよい。プラズマは高密度のプラズマであってもよく、ここでは、10 11 イオン/cm 3 に等しいかそれ以上のイオン密度を有することを意味することが理解される。基板90はプラズマにより加熱され、基板90の温度はステップ216でモニタされる。少量の熱は基板90から離れて放射され、幾分かはリフトピンを介して伝導される可能性がある。より高いチャンバ圧力の場合、プラズマを支えるガスを伴う少量の対流または伝導性熱伝達が、付随的に存在する可能性がある。基板温度をモニタする方法は様々であるが、本発明は、特定の方法に制限されるものではない。たとえば、基板受容部19は、赤外線センサで構成されてもよい。基板90が十分に赤外線センサ付近にあれば、温度を基板90からの赤外線放射から測定してもよいが、この場合、基板と赤外線センサ間の一定の離隔距離に対し確立され、予め導かれた相関性を参照する。別の実施例において、基板90が所望温度に達するように固定期間が使用される。その期間が最適化されるのは、例えば、処理出力パラメータを検査することによるか、或いは、基板が処理された後で基板上の裏側汚染の発生率を検査することによる。そのような発生率は、最適時間の間、プラズマにより基板が加熱されるときに最小になる。
【0052】
リフトピン92の特定構造を決定するのに有用な、幾つかの考慮事項がある。一実施例において、それらは、導電性であるように構成されている。これは、基板90の外部表面を接地する効果を有し、もって、基板がプラズマにより直接接触している間、基板90上に電荷が蓄積することを抑制する。リフトピン92の導電性は、電荷蓄積を防止するのに十分な範囲内にあるが、プラズマを伴うアーキングの危険がある程には大きくないことが好ましい。導電率が低すぎる場合、リフトピンは、十分に基板90を接地するには電気抵抗が大きすぎるが、導電率が高すぎると、望ましくないアーキングの可能性を増やす。
【0053】
また、更なる考慮事項には、十分なサポートを基板90に与えることの他に、基板90との接触領域を最小限にするように要求を釣り合わせることを必要とする。このことは、リフトピン92の数と同様に、リフトピン92の断面領域を含む、幾つかのパラメータを変えることにより、達成可能である。接触面積を最小にする為、幾つかの実施例で、リフトピン92に、それらが基板に接触する場所に斜角が付けられてもよい。一実施例では、円形基板を支持する為、4本のリフトピンが矩形配置で使われる。名目上の300ミリ径を有する円形基板を処理するのに適した一実施例では、各リフトピンは、1cmより小さい径を有する円形断面を有する。リフトピン92を製造する為に使用される材料は、プラズマにより損傷が生じないように、かつ、プラズマを汚染しないように選択されなければならない。適切な材料は、アルミナまたはSiCを含む。一旦、ステップ220で、基板温度が所望レベル、すなわち、後に使用される概略の処理温度に達したと判断されると、基板90は、ステップ224で処理位置56に移動される。
【0054】
処理位置56において、基板90は、基板が静電チャックにより固定される基板受容部19と接触する。処理ガスは、ステップ228でチャンバ13内に流され、ステップ229で、堆積、エッチング等、所望の処理が行われる。一旦基板が処理されると、ステップ230ではプラズマを終了することなく処理ガスの流れが停止される。基板は、ステップ231で処理位置まで、その後、戻され、電荷を放出させる為にプラズマと接触したままになる。ステップ232では、プラズマが終了し、ステップ236では、静電チャック20を分離すること、更に、リフトピン92を移動することにより、基板は、その後、ローディング位置に戻される。この点で、処理基板を、チャンバ13から取り除くことができる。ステップ232とステップ236との時間間隔は短く、処理基板および基板受容部19が異なる速度で縮むには不十分な時間である。
【0055】
この処理は、特定の具体例で明らかにされるが、この具体例において、本発明の実施例は、基板90上に層を堆積する為に使用される。この種の実施例において、実質的に不活性のガス流がチャンバ13に提供されるが、ここからプラズマが形成される。基板90は、それがプラズマにより加熱される間、前処理位置58に維持される。一旦加熱されると、基板90は、基板受容部19に移動される。基板が基板受容部19に移動された後に限り、基板90上に層を形成する堆積ガスは、チャンバ13内に流される。同様の手順は、基板がプラズマにより加熱され、基板受容部19に移動された後に限り、エッチング用チャンバ13に追加ガスが提供され、基板90をエッチングする為に用いられる実施例に使用されてもよい。ここで使用されているように、「実質的に不活性なガス」とは、基板90の感知できる処理が生じない(すなわち、堆積処理においては測定可能な堆積が生じない、エッチ処理では測定可能なエッチングが生じない)ガス又はガスの組み合わせを意味する。
【0056】
ある別実施例において、基板を少なくとも3つの異なる位置に移動させるように構成されたリフトピンの単一セットを有する代わりに、各ピンが2つの位置しか持たない複数セットのリフトピンが提供されてもよい。このように、1セットのリフトピンは、基板を上部ローディング位置と基板受容部との間で移動させる為に使用され、一方、他セットのリフトピンは、基板を前処理位置と基板受容部との間で移動させる為に使用されてもよい。他の配置構成が、使われてもよい。
【0057】
いくつかの実施例を説明したが、当業者は、様々な変形、代替え構成や等価物が、本発明の精神を逸脱することなく使用されてもよいことを認識するであろう。特に、実施例は、高密度プラズマシステムのために詳述されてきたが、基板を加熱するためにプラズマを使用する、いかなる基板処理システムに対し、本発明の一般的適用を、当業者は、認識するであろう。したがって、上記説明は、請求の範囲に規定される本発明の範囲を限定するように理解されてはならない。
【図面の簡単な説明】
図において、同様の構成要素および/または特徴は、同一の参照番号を有する。特別なサブパーツを特定することなく発明の詳細な説明で図を参照する場合、その参照は、図の全てのサブパーツを集合的に参照することが意図されている。
【図1A】図1Aは、本発明による高密度プラズマ化学堆積システムの一実施例の簡略図である。
【図1B】図1Bは、図1Aの例示的CVD処理チャンバと連動して使用されてもよいガスリングの簡略断面図である。
【図1C】ニタの簡略断面図である。
【図1D】図1Dは、図1Aの例示的処理チャンバを制御する為に使用される例示的処理制御用コ
【図2】図2(a)は、ローディング位置の基板とリフトピンの位置を示す簡略図、図2(b)は、前処理位置におけるリフトピンと基板の位置を示す簡略図、図2(c)は、処理位置におけるリフトピンと基板の位置を示す簡略図である。
【図3】図3は、本発明の一実施例において、ステップを例示するフローチャートである。
10…システム、13…チャンバ、14…ドーム、16…プラズマ処理領域、17…基板、18…基板支持部材、19…基板受容部、20…静電チャック、21…ベース部材、22…本体部材、23…加熱プレート、24…冷却プレート、25…スロットル本体、26…ツインブレードスロットルバルブ、27…ゲートバルブ、28…ターボ分子ポンプ、29…トップコイル、30…サイドコイル、31A…トップソースRFジェネレータ、31B…サイドSRFジェネレータ、32A、32B…マッチングネットワーク、33…ガス分配システム、34A―34F…ソース、37…ガスリング、38…分配ライン、39…原料ガスノズル、40…酸化剤ガスノズル、41…ボディプレナム、43A、43B…バルブ、45…トップノズル、46…トップベント、50…遠隔プラズマ洗浄処理システム、51…遠隔マイクロ波発生器、53…リアクタキャビティ、54…ガスフィードポート、55…アプリケータチューブ、56…処理位置、57…上部ローディング位置、58…前処理位置、60…システムコントローラ、61…プロセッサ、62…メモリ、63…コンピュータプログラム、65…CRTモニタ、66…ライトペン、80B…バイアスプラズマシステム、90…基板、92…リフトピン、93…チャンバ。

Claims (22)

  1. 基板が基板受容部に接触する処理位置、前記基板受容部の上方に特定距離だけ離れた上部ローディング位置、前記処理位置と前記上部ローディング位置との間に位置する前処理位置を有するチャンバ内で処理の為に前記基板を準備する方法であって:
    前記上部ローディング位置または前記前処理位置で前記基板を位置決めするステップと;
    ガス状の流れを前記チャンバに提供するステップと;
    前記ガス状の流れからプラズマを打ち、前記基板を加熱するステップと;
    前記基板が処理される処理温度と実質的に等しい温度まで前記基板が前記プラズマで加熱された後、処理の為に、前記基板を前記処理位置に移動させるステップと;
    を備える方法。
  2. 基板を位置決めするステップは、前記基板を複数のリフトピン上に置くことを含む、請求項1記載の方法。
  3. 前記基板を前記処理位置に移動させるステップは、前記基板受容部内で前記リフトピンを後退させることを含む、請求項2記載の方法。
  4. リフトピンが、導電性である、請求項2記載の方法。
  5. リフトピンが、アルミナで構成されている、請求項4記載の方法。
  6. リフトピンが、AlNで構成されている、請求項4記載の方法。
  7. リフトピンが、SiCで構成されている、請求項4記載の方法。
  8. プラズマが、高密度プラズマである、請求項1記載の方法。
  9. 前記基板の温度をモニタするステップは、前記基板からの赤外線を検知することを備える、請求項1記載の方法。
  10. 前記基板を前記基板受容部に移動させるステップは、前記プラズマを打った後、所定時間だけ行われる、請求項1記載の方法。
  11. 基板が基板受容部に接触する処理位置、前記基板受容部の上方に特定距離だけ離れた上部ローディング位置、前記処理位置と前記上部ローディング位置との間に位置する前処理位置を有するチャンバ内で前記基板を処理する方法であって:
    前記上部ローディング位置または前記前処理位置で前記基板を位置決めするステップと;
    実質的に不活性なガスの流れを前記チャンバに提供するステップと;
    前記不活性なガスの流れからプラズマを形成するステップと;
    前記基板をプラズマが加熱する基板受容部以外の場所に前記基板を維持するステップと;
    前記基板が処理される処理温度と実質的に等しい温度まで前記基板が前記プラズマで加熱された後、前記基板を前記処理位置に移動させるステップと;
    その後、前記基板の処理を始める為に前記チャンバに追加ガスを流すステップと;
    を備える、方法。
  12. 前記追加ガスは、堆積ガスを備え、前記基板の処理は、前記基板上に層を堆積することを備える、請求項11記載の方法。
  13. 前記追加ガスは、エッチャントガスを含み、前記基板の処理は、前記基板のエッチングを含む、請求項11記載の方法。
  14. 前記チャンバ内部で前記基板を位置決めするステップは、前記基板を複数のリフトピン上に置くことを含む、請求項11記載の方法。
  15. 前記基板を前記処理位置に移動させるステップは、前記基板受容部内部で前記リフトピンを後退させることを含む、請求項14記載の方法。
  16. 前記基板の温度をモニタするステップを更に備え、前記基板を前記処理位置に移動させるステップは、前記基板が所定温度に達したときに行われる、請求項11記載の方法。
  17. 基板が基板受容部に接触する処理位置、前記基板受容部の上方に特定距離だけ離れた上部ローディング位置、前記処理位置と前記上部ローディング位置との間に位置する前処理位置を有するチャンバを含む基板処理システムの操作を指示する為に具現化されたコンピュータ読み取り可能プログラムを有するコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって;
    プラズマ発生システムと;
    ガスを前記チャンバに導入するように構成されたガス分配システムと;
    を備え、
    前記コンピュータ読み取り可能プログラムは、前記チャンバ内部の前記上部ローディング位置または前記前処理位置で前記基板を受け取るステップ、ガス流を前記チャンバに供給するステップ、前記ガス流からプラズマを打ち前記基板を加熱するステップ、前記基板が処理される処理温度と実質的に等しい温度まで前記プラズマにより前記基板が加熱された後、前記基板を前記処理位置に移動させるステップ、に応じて、前記チャンバ内に配置された基板を処理する為に、前記基板処理システムを操作するインストラクションを含む、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  18. 前記基板受容部は、複数の導電性後退可能なリフトピンを含み、前記チャンバ内部で前記基板を受け取るステップは、前記リフトピン上で前記基板を受け取ることを備え、前記基板を前記処理位置に移動させるステップは、前記基板受容部の内部で前記リフトピンを後退させることを備える、請求項17記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  19. 基板処理システムは、赤外線センサを更に含み、コンピュータ読み取り可能なプログラムは、前記基板の温度をモニタし、前記基板が所定温度に達したら前記基板を前記処理位置に移動させるステップを実行するように、前記赤外線センサが作動する為のインストラクションを更に含む、請求項17記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  20. 基板が基板受容部に接触する処理位置、前記基板受容部の上方に特定距離だけ離れた上部ローディング位置、前記処理位置と前記上部ローディング位置との間に位置する前処理位置を有するチャンバを含む基板処理システムであって:
    チャンバを画成するハウジング;
    前記チャンバに有効に結合されたプラズマ発生システム;
    基板処理中、基板を保持するように構成された、前記チャンバ内部の基板受容部;
    ガスを前記チャンバ内に導入するガス分配システム;
    前記チャンバ内部で選択された圧力を維持する為の圧力制御システム;
    前記プラズマ発生システム、前記ガス分配システム、前記圧力制御システムを制御する為のコントローラ;
    前記コントローラに結合されたメモリであって、前記基板処理システムの動作を指令する為に具現化されたコンピュータ読み取り可能なプログラムを有するコンピュータ読み取り可能な媒体を備え、
    前記コンピュータ読み取り可能なプログラムは、前記チャンバ内部の前記上部ローディング位置または前記前処理位置で前記基板を受け取る為のインストラクション;
    ガス流を前記チャンバに供給する為のインストラクション;
    前記ガス流からプラズマを打ち前記基板を加熱する為のインストラクション;
    前記基板が処理される処理温度と実質的に等しい温度まで前記基板が前記プラズマにより加熱された後、処理の為に、前記処理位置に前記基板を移動させる為のインストラクション;
    を含む、基板処理システム。
  21. 前記基板受容部は、複数のリフトピンを含み、前記チャンバ内部で前記基板を受け取る為のインストラクションは、前記リフトピン上で前記基板を受け取る為のインストラクションを含み、前記処理位置に前記基板を移動させる為のインストラクションは、前記基板受容部内部で前記リフトピンを後退させる為のインストラクションを含む、請求項20記載の基板処理システム。
  22. 赤外線センサを更に備え、前記コンピュータ読み取り可能なプログラムは、前記赤外線センサが前記基板の温度をモニタするように動作する為のインストラクションを更に含み、前記処理位置に前記基板を移動させる為のインストラクションは、前記基板が所定温度に達したら実行される、請求項20記載の基板処理システム。
JP2001364704A 2001-01-26 2001-11-29 減少された裏側汚染の為のインシトゥウェーハ加熱 Expired - Fee Related JP4316833B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/771085 2001-01-26
US09/771,085 US6514870B2 (en) 2001-01-26 2001-01-26 In situ wafer heat for reduced backside contamination

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002305236A JP2002305236A (ja) 2002-10-18
JP4316833B2 true JP4316833B2 (ja) 2009-08-19

Family

ID=25090651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001364704A Expired - Fee Related JP4316833B2 (ja) 2001-01-26 2001-11-29 減少された裏側汚染の為のインシトゥウェーハ加熱

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6514870B2 (ja)
EP (1) EP1227171B1 (ja)
JP (1) JP4316833B2 (ja)
KR (1) KR100870852B1 (ja)
AT (1) ATE371047T1 (ja)
DE (1) DE60130092T2 (ja)
TW (1) TW540087B (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002061179A1 (en) * 2001-01-19 2002-08-08 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for gas injection system with minimum particulate contamination
KR100897771B1 (ko) * 2001-03-13 2009-05-15 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 막형성방법 및 막형성장치
US6670071B2 (en) * 2002-01-15 2003-12-30 Quallion Llc Electric storage battery construction and method of manufacture
US7220312B2 (en) * 2002-03-13 2007-05-22 Micron Technology, Inc. Methods for treating semiconductor substrates
US6821347B2 (en) * 2002-07-08 2004-11-23 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for depositing materials onto microelectronic workpieces
US6955725B2 (en) * 2002-08-15 2005-10-18 Micron Technology, Inc. Reactors with isolated gas connectors and methods for depositing materials onto micro-device workpieces
US6884296B2 (en) * 2002-08-23 2005-04-26 Micron Technology, Inc. Reactors having gas distributors and methods for depositing materials onto micro-device workpieces
US20040231798A1 (en) * 2002-09-13 2004-11-25 Applied Materials, Inc. Gas delivery system for semiconductor processing
US7335396B2 (en) * 2003-04-24 2008-02-26 Micron Technology, Inc. Methods for controlling mass flow rates and pressures in passageways coupled to reaction chambers and systems for depositing material onto microfeature workpieces in reaction chambers
KR100749375B1 (ko) * 2003-07-01 2007-08-14 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마 화학 증착 장치
JP4330949B2 (ja) * 2003-07-01 2009-09-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマcvd成膜方法
US7235138B2 (en) * 2003-08-21 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Microfeature workpiece processing apparatus and methods for batch deposition of materials on microfeature workpieces
US7344755B2 (en) * 2003-08-21 2008-03-18 Micron Technology, Inc. Methods and apparatus for processing microfeature workpieces; methods for conditioning ALD reaction chambers
US7422635B2 (en) * 2003-08-28 2008-09-09 Micron Technology, Inc. Methods and apparatus for processing microfeature workpieces, e.g., for depositing materials on microfeature workpieces
US7056806B2 (en) * 2003-09-17 2006-06-06 Micron Technology, Inc. Microfeature workpiece processing apparatus and methods for controlling deposition of materials on microfeature workpieces
US7323231B2 (en) * 2003-10-09 2008-01-29 Micron Technology, Inc. Apparatus and methods for plasma vapor deposition processes
US7647886B2 (en) * 2003-10-15 2010-01-19 Micron Technology, Inc. Systems for depositing material onto workpieces in reaction chambers and methods for removing byproducts from reaction chambers
US7258892B2 (en) 2003-12-10 2007-08-21 Micron Technology, Inc. Methods and systems for controlling temperature during microfeature workpiece processing, e.g., CVD deposition
US7472432B2 (en) * 2003-12-30 2009-01-06 Letty Ann Owen Bathtub insert “Take-Five”
US7906393B2 (en) 2004-01-28 2011-03-15 Micron Technology, Inc. Methods for forming small-scale capacitor structures
US20050249873A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Demetrius Sarigiannis Apparatuses and methods for producing chemically reactive vapors used in manufacturing microelectronic devices
US8133554B2 (en) 2004-05-06 2012-03-13 Micron Technology, Inc. Methods for depositing material onto microfeature workpieces in reaction chambers and systems for depositing materials onto microfeature workpieces
US7699932B2 (en) * 2004-06-02 2010-04-20 Micron Technology, Inc. Reactors, systems and methods for depositing thin films onto microfeature workpieces
US20090053903A1 (en) * 2004-08-31 2009-02-26 Tokyo Electron Limited Silicon oxide film forming method, semiconductor device manufacturing method and computer storage medium
JP4718189B2 (ja) * 2005-01-07 2011-07-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
US20060165873A1 (en) * 2005-01-25 2006-07-27 Micron Technology, Inc. Plasma detection and associated systems and methods for controlling microfeature workpiece deposition processes
US20060237138A1 (en) * 2005-04-26 2006-10-26 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for supporting microelectronic devices during plasma-based fabrication processes
US7465680B2 (en) * 2005-09-07 2008-12-16 Applied Materials, Inc. Post deposition plasma treatment to increase tensile stress of HDP-CVD SIO2
CN101310040B (zh) * 2006-02-24 2011-08-17 东京毅力科创株式会社 Ti系膜的成膜方法
US20080095953A1 (en) * 2006-10-24 2008-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for depositing thin film and method of depositing the same
US8652260B2 (en) * 2008-08-08 2014-02-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus for holding semiconductor wafers
US8426763B2 (en) * 2009-04-23 2013-04-23 Micron Technology, Inc. Rapid thermal processing systems and methods for treating microelectronic substrates
JP2010251769A (ja) * 2010-05-24 2010-11-04 Olympus Corp 基板保持装置及び基板の保持方法
TWI659674B (zh) 2011-10-05 2019-05-11 應用材料股份有限公司 電漿處理設備及蓋組件
US9941100B2 (en) * 2011-12-16 2018-04-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Adjustable nozzle for plasma deposition and a method of controlling the adjustable nozzle
KR102093838B1 (ko) * 2012-12-26 2020-03-26 에스케이실트론 주식회사 에피택셜 반응기
US9240308B2 (en) * 2014-03-06 2016-01-19 Applied Materials, Inc. Hall effect enhanced capacitively coupled plasma source, an abatement system, and vacuum processing system
JP6573231B2 (ja) 2016-03-03 2019-09-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 プラズマ処理方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4269137A (en) 1979-03-19 1981-05-26 Xerox Corporation Pretreatment of substrates prior to thin film deposition
JPS62185877A (ja) 1986-02-12 1987-08-14 Toray Ind Inc 真空薄膜形成装置
JPH04257227A (ja) 1991-02-08 1992-09-11 Sony Corp 配線形成方法
CH687987A5 (de) * 1993-05-03 1997-04-15 Balzers Hochvakuum Verfahren zur Erhoehung der Beschichtungsrate in einem Plasmaentladungsraum und Plasmakammer.
US5549756A (en) 1994-02-02 1996-08-27 Applied Materials, Inc. Optical pyrometer for a thin film deposition system
US5494854A (en) 1994-08-17 1996-02-27 Texas Instruments Incorporated Enhancement in throughput and planarity during CMP using a dielectric stack containing HDP-SiO2 films
US5558717A (en) 1994-11-30 1996-09-24 Applied Materials CVD Processing chamber
WO1996033098A2 (en) 1995-04-13 1996-10-24 Xmx Corporation Gas-impermeable, chemically inert container structure and method of producingthe same
US6183565B1 (en) * 1997-07-08 2001-02-06 Asm International N.V Method and apparatus for supporting a semiconductor wafer during processing
US6209481B1 (en) 1996-08-30 2001-04-03 University Of Maryland Baltimore County Sequential ion implantation and deposition (SIID) system
JPH10135186A (ja) 1996-10-29 1998-05-22 Sumitomo Metal Ind Ltd レジストのアッシング方法
US5804259A (en) 1996-11-07 1998-09-08 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing a multilayered low dielectric constant film
US5968610A (en) 1997-04-02 1999-10-19 United Microelectronics Corp. Multi-step high density plasma chemical vapor deposition process
US5937323A (en) * 1997-06-03 1999-08-10 Applied Materials, Inc. Sequencing of the recipe steps for the optimal low-k HDP-CVD processing
AT411304B (de) * 1997-06-18 2003-11-25 Sez Ag Träger für scheibenförmige gegenstände, insbesondere silizium-wafer
JPH11145148A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Tdk Corp 熱プラズマアニール装置およびアニール方法
US6041734A (en) 1997-12-01 2000-03-28 Applied Materials, Inc. Use of an asymmetric waveform to control ion bombardment during substrate processing
US6221781B1 (en) * 1999-05-27 2001-04-24 Fsi International, Inc. Combined process chamber with multi-positionable pedestal
JP2001160558A (ja) 1999-12-02 2001-06-12 Nec Corp 半導体装置の製造方法及び製造装置
US6559026B1 (en) * 2000-05-25 2003-05-06 Applied Materials, Inc Trench fill with HDP-CVD process including coupled high power density plasma deposition

Also Published As

Publication number Publication date
DE60130092T2 (de) 2008-08-28
JP2002305236A (ja) 2002-10-18
US20020102864A1 (en) 2002-08-01
ATE371047T1 (de) 2007-09-15
DE60130092D1 (de) 2007-10-04
TW540087B (en) 2003-07-01
EP1227171A1 (en) 2002-07-31
US6514870B2 (en) 2003-02-04
KR20020063141A (ko) 2002-08-01
US20030070619A1 (en) 2003-04-17
US6704913B2 (en) 2004-03-09
EP1227171B1 (en) 2007-08-22
KR100870852B1 (ko) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4316833B2 (ja) 減少された裏側汚染の為のインシトゥウェーハ加熱
JP4237845B2 (ja) 最適なkのhdp−cvd処理のためのレシピステップのシーケンス化
KR100611610B1 (ko) Hdp-cvd시스템에서의입자성능을개선하기위한시즈닝프로세스에서의산소대실란비율조절
JP5004396B2 (ja) プラズマプロセスのプラズマ電荷ダメージを低減する方法
JP4790170B2 (ja) Hdp−cvdを用いて高いアスペクト比のギャップ充填を達成するためのガス化学サイクリング
US6194038B1 (en) Method for deposition of a conformal layer on a substrate
US7109114B2 (en) HDP-CVD seasoning process for high power HDP-CVD gapfil to improve particle performance
JP4230563B2 (ja) 低誘電率膜用高堆積率レシピ
US6294466B1 (en) HDP-CVD apparatus and process for depositing titanium films for semiconductor devices
JP2002334871A5 (ja)
KR100990086B1 (ko) 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하는 실리콘 리치산화물 증착 제어 방법
EP0870851A2 (en) Methods and apparatus for minimizing excess aluminum accumulation in CVD chambers
US6524969B2 (en) High density plasma chemical vapor deposition (HDP-CVD) processing of gallium arsenide wafers

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070703

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20071003

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20071009

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20071105

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20071108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071113

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20071113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080408

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080708

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080711

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080808

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080813

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080908

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081008

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090512

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090521

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529

Year of fee payment: 3

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130529

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130529

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees