JP4960598B2 - 基板表面から未変性酸化物を除去する方法及び装置 - Google Patents

基板表面から未変性酸化物を除去する方法及び装置 Download PDF

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Description

発明の背景
本発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的には、半導体処理装置に関する。更に詳細には、本発明の実施形態は、半導体製造のための化学気相堆積（ＣＶＤ）システム及びそれを用いたインサイチュドライクリーニング法に関する。
関連技術の説明
[0002]基板表面が酸素に晒される時に、典型的には未変性酸化物が形成する。基板が大気状態で処理チャンバ間を移動する時に、又は真空チャンバ内の少量の残留酸素が基板表面と接触した時に、酸素に晒されることが生じる。基板表面がエッチングの間汚染される場合には、未変性酸化物も結果として生じてしまう。未変性酸化物は、典型的には、基板表面上に望ましくない膜を形成する。未変性酸化物膜は、５〜２０オングストロームのように通常はとても薄いが、後の製造プロセスにおいて困難を引き起こすのに十分厚いものである。
[0003]そのような困難は、通常、基板上に形成される半導体デバイスの電気的性質に影響する。例えば、未変性酸化シリコン膜が露出したシリコン含有層上に形成される場合、特に金属酸化物シリコン電界効果トランジスタ（“ＭＯＳＦＥＴ”）構造の処理中にパーティクル問題が生じる。酸化シリコン膜は、電気的に絶縁し、高い電気接触抵抗を引き起こすことから、接触電極又は相互接続電気経路との界面には望ましくない。ＭＯＳＦＥＴ構造において、電極や相互接続経路は、ベアシリコン上に高融点金属を堆積させるとともに層をアニールして金属シリサイド層を与えることにより形成されたシリサイド層を含んでいる。基板と金属間の界面における未変性酸化シリコン膜は、金属シリサイドを形成する拡散化学反応を妨害することによりシリサイド層の組成均一性を減少させる。そのことにより基板歩留まりが低くなり、また電気的接触部での過熱のために欠陥割合が増加する。未変性酸化シリコン膜は、また、基板上に連続して堆積される他のＣＶＤ又はスパッタ付着層の接着を妨げ得る。
[0004]スパッタエッチングプロセスは、大特徴部又はアスペクト比が約４：１より小さい小特徴部において汚染物質を減少させるために試みられてきた。しかしながら、スパッタエッチングプロセスは、物理的衝撃によって繊細なシリコン層を損傷させ得る。応答して、例えば、フッ化水素（ＨＦ）酸と脱イオン水を用いたウェットエッチングプロセスも試みられてきた。しかしながら、このようなウェットエッチングプロセスは、アスペクト比が４：１を超える、特にアスペクト比１０：１を超える今日のより小型デバイスには不利である。特に、ウェット溶液は、バイア、コンタクト、又は基板表面内に形成される他の特徴部へ浸透させることができない。結果として、未変性酸化物膜の除去は不完全である。同様に、そのサイズの特徴部に浸透させることが成功しても、ウェットエッチング溶液は一旦エッチングが完了した特徴部から取り除くことは更に困難である。
[0005]未変性酸化物膜を除去する他の方法は、フッ素含有ガスを用いるもののようなドライエッチングプロセスである。しかしながら、フッ素含有ガスを用いる一つの欠点は、フッ素が典型的には基板表面上に残留することである。基板表面上に残留したフッ素原子又はフッ素基は有害となることがある。例えば、残留したフッ素原子が基板をエッチングし続けてボイドを生じることがある。
[0006]未変性酸化物膜を除去する最近の方法は、基板表面上にフッ素/シリコン含有塩を形成し、続いて熱アニールによって除去する方法である。この方法においては、フッ素含有ガスと酸化シリコン表面とを反応させることにより塩の薄層が形成される。その後、塩は、揮発性副生成物へ塩を解離させるのに十分な高温に加熱されてから、処理チャンバから除去される。反応性フッ素含有ガスの形成は、通常は加熱又はプラズマエネルギーによって援助される。塩は、通常は基板表面の冷却に必要とされる低温で形成される。加熱後のこの冷却シーケンスは、通常は基板が別個のアニールチャンバ又は基板が加熱される炉に冷却される冷却チャンバから基板を搬送することにより達成される。
[0007]様々な理由のために、この反応性フッ素処理シーケンスは望ましくない。即ち、ウエハを搬送するために必要とされる時間があることから、ウエハ処理量が著しく減少する。また、搬送中、ウエハは他の酸化又は他の汚染を非常に受けやすい。更に、２つの個別チャンバが酸化物除去プロセスを完了するために必要となることから、所有者のコストは２倍となる。
[0008]それ故、リモートプラズマ生成、加熱、冷却が可能な、よって単一チャンバ（即ち、インサイチュ）において単一ドライエッチングプロセスを行うことができる処理チャンバが求められている。
発明の概要
[0009]基板表面から未変性酸化物を除去するための処理チャンバが提供される。一態様においては、チャンバは、チャンバ本体と少なくとも一部はチャンバ本体内に配置され且つその上に基板を支持するよう適合された支持アセンブリを備えている。支持アセンブリは、基板を冷却する流体を供給することができる少なくとも一部がその中に形成された１つ以上の流体チャネルを含んでいる。チャンバは、更にチャンバ本体の上面上に配置されたリッドアセンブリを備えている。リッドアッセンブリは第一電極とその間でのプラズマキャビティを画成する第二電極とを含み、ここで、第二電極は加熱され、基板を連結的に加熱するように適合されている。
[0010]未変性酸化物を基板表面からエッチングするための方法もまた提供される。一態様においては、本方法は、チャンバ本体と少なくとも一部がチャンバ本体内に配置され且つその上で基板を支持するように適合された支持アセンブリを備えた処理チャンバ内で処理されるべき基板を装填するステップを含んでいる。支持アセンブリは、基板を冷却する流体を供給することができる少なくとも一部がその中に形成された１つ以上の流体チャネルを含んでいる。チャンバは、更に、チャンバ本体の上表面上に配置されたリッドアセンブリを備えている。リッドアセンブリは、第一電極とその間でプラズマキャビティを画成する第二電極とを含み、ここで第二電極は連動して基板を加熱するように適合されている。
[0011]本方法は、更に、プラズマキャビティ内の反応性ガスのプラズマを生成するステップと、支持アセンブリ内の１つ以上の流体チャネルを通って熱伝達媒体を流すことによって基板を冷却するステップと、第二電極を通って基板表面に反応ガスを流すステップと、反応ガスで基板表面をエッチングするステップと、コンタクトの加熱素子に電力を加えることにより第二電極を加熱するステップと、加熱された電極に密接に接近して支持アセンブリを設置することにより加熱された第二電極を用いて基板を加熱するステップとを含んでいる。
[0012]本発明の上記特徴を詳細に理解することができるように、上で簡単に纏めた本発明は実施形態によって更に具体的に説明されるものであり、その一部は添付された図面において図示されている。しかしながら、添付された図面は本発明の典型的な実施形態だけを示しているので、本発明の範囲を制限するものとみなされるべきでなく、本発明が他の等しく効果的な実施形態を許容するものであることは、留意すべきである。
詳細な説明
[0024]いくつかの基板処理技術のための処理チャンバが提供される。そのチャンバは、真空をこわさずに基板表面を加熱、冷却の両方が必要とするプラズマ援助ドライエッチングプロセスを行うのに特に有効である。例えば、本明細書に記載される処理チャンバは、酸化物及び他の汚染物質を基板表面から取り除くためにラインのフロントエンド（ＦＥＯＬ）洗浄チャンバに最も適していることが予想される。
[0025]本明細書に用いられる“基板表面”は、処理が行われるあらゆる基板表面を意味する。例えば、基板表面は、シリコン、酸化シリコン、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガラス、サファイア、他のあらゆる材料、例えば、金属、窒化金属、金属合金、又は他の導電材料を含むことができ、適用に左右される。基板表面は、また、誘電材料、例えば、二酸化シリコン、有機ケイ酸塩、又は炭素ドープされた酸化シリコンを含むことができる。基板自体は、いかなる具体的なサイズ又は形にも制限されない。一態様においては、“基板”という用語は、直径が２００ｍｍ又は直径が３００ｍｍの円形ウエハを意味する。他の態様においては、“基板”という用語は、任意の多角形、四角形、矩形、曲がった、さもなければ非円形加工物、例えば、平坦なパネルディスプレイの製造において用いられるガラス基板を意味する。
[0026]図１Ａは、処理チャンバ１００を示す部分断面図である。一実施形態においては、処理チャンバ１００は、チャンバ本体１１２と、リッドアセンブリ２００と、支持アセンブリ３００とを含んでいる。リッドアセンブリ２００はチャンバ本体１１２の上端に配置され、支持アセンブリ３００はチャンバ本体１１２内に少なくとも一部が配置されている。処理チャンバ１００と関連づけられたハードウェアは、１種以上のプロセスに互換性のある物質、例えば、アルミニウム、陽極処理されたアルミニウム、ニッケルめっきしたアルミニウム、ニッケルめっきしたアルミニウム６０６１‐Ｔ６、ステンレス鋼、並びにその組合わせ及び合金から形成されることが好ましい。
[0027]チャンバ本体１１２は、処理チャンバ１００の内部への出入りを設けるためにその側壁に形成されたスリットバルブ開口部１６０を含んでいる。スリットバルブ開口部１６０は、ウエハ処理ロボット（図示せず）によってチャンバ本体１１２の内部への出入りを可能にするために選択的に開閉される。ウエハ処理ロボットは、当業者に周知であり、適したいかなるロボットも用いることができる。例えば、例示的なロボット搬送アセンブリは、１９９０年８月２８日に発行された“マルチチャンバ集積処理システム”と称する共同譲渡された米国特許第４,９５１,６０１号に記載されており、この全ての開示内容は本明細書に援用されている。一実施形態においては、ウエハを処理チャンバ１００内で、また、処理チャンバ１００からスリットバルブ開口部１６０を通って隣接した搬送チャンバ及び/又はロードロックチャンバ、又は他のクラスタツール内のチャンバへ搬送することができる。処理チャンバ１００に結合することができるタイプのクラスタツールは、１９９３年２月１６日に発行された“段階的真空ウエハ処理システム及び方法”と称する共同譲渡された米国特許第５,１８６,７１８号に記載されており、本明細書に援用されている。
[0028]一つ以上の実施形態においては、チャンバ本体１１２は、それを通って熱伝達流体を流すためにその中に形成されるチャネル１１３を含んでいる。熱伝達流体は、加熱流体又は冷却剤であり、処理と基板搬送の間、チャンバ本体１１２の温度を制御するために用いられる。チャンバ本体１１２の温度は、ガスの望ましくない凝結又はチャンバ壁上の副生成物を防止するために重要である。例示的な熱伝達流体は、水、エチレングリコール、又はその混合物を含んでいる。例示的な熱伝達流体は窒素ガスを含むこともできる。
[0029]チャンバ本体１１２は、更に、支持アセンブリ３００を囲むライナ１３３を含むことができる。ライナ１３３は、点検や洗浄のために取り外し可能であることが好ましい。ライナ１３３は、アルミニウム、又はセラミック材料のような金属から製造し得る。しかしながら、ライナ１３３は、あらゆるプロセス互換性のある材料であり得る。ライナ１３３は、その上に堆積されたあらゆる物質の接着を高めるためにビードブラスト処理され、よって処理チャンバ１００の汚染を生じる物質のフレーキングが防止される。一つ以上の実施形態においては、ライナ１３３は、１つ以上のアパーチャ１３５とその中に形成される、真空システムと流体で連通しているポンプチャネル１２９を含んでいる。アパーチャ１３５によって、ポンプチャネル１２９へのガスの流路が設けられ、処理チャンバ１００内にガスの出口が設けられる。
[0030]真空システムは、真空ポンプ１２５と、処理チャンバ１００を通るガスの流量を調節するスロットルバルブ１２７を含むことができる。真空ポンプ１２５は、チャンバ本体１１２上に配置された真空ポート１３１と結合され、それ故、ライナ１３３内に形成されたポンプチャネル１２９と流体で連通している。“１種ガス”や“複数のガス”という用語は、特にことわらない限り同じ意味で用いられ、１種以上の前駆物質、反応種、触媒、キャリア、パージ、洗浄、その組合わせ、チャンバ本体１１２へ導入される他のあらゆる流体を意味する。
[0031]より詳細にライナ１３３を検討すると、図１Ｂはライナ１３３の一実施形態を示す拡大概略図である。この実施形態においては、ライナ１３３は、上の部分１３３Ａと下の部１３３Ｂを含んでいる。チャンバ本体１１２の側壁上に配置されたスリットバルブ開口部１６０に整列しているアパーチャ１３３Ｃは、基板をチャンバ本体１１２に入れたり、チャンバ本体から出すためにライナ１３３内に形成される。典型的には、ポンプチャネル１２９は、上の部分１３３Ａ内に形成される。上の部分１３３Ａは、また、ポンプチャネル１２９へのガスの通路又は流路を設けるためにそこを通って形成された１つ以上のアパーチャ１３５を含んでいる。
[0032]図１Ａと図１Ｂを参照すると、アパーチャ１３５によって、ポンプチャネル１２９がチャンバ本体１１２内の処理ゾーン１４０と流体で連通していることが可能である。処理ゾーン１４０は、リッドアセンブリ２００の下面と支持アセンブリ３００の上面によって画成され、ライナ１３３に囲まれている。アパーチャ１３５は均一なサイズをし、ライナ１３３の周りに一様に隔置されている。しかしながら、アパーチャのいかなる数、位置、サイズ又は形も用いることができ、設計パラメータの各々は下で更に詳細に述べられるように基板を受け取る表面を横切ってガスの所望されるフローパターンに依存して変動させることができる。更に、アパーチャ１３５のサイズ、数、位置は、処理チャンバ１００から出るガスの一様なフローを得るように形成される。更に、アパーチャサイズや位置は、チャンバ１００からガスの急速な排気を促進させるために急速な又は高容量ポンピングを与えるように形成することができる。例えば、真空ポート１３１に密接に接近したアパーチャ１３５の数とサイズは、真空ポート１３１から離れて位置するアパーチャ１３５のサイズより小さくてもよい。
[0033]なお図１Ａと図１Ｂを参照すると、ライナ１３３の下の部分１３３Ｂは、その中に配置された流路又は真空チャネル１２９Ａを含んでいる。真空チャネル１２９Ａは、上記真空システムと流体で連通している。真空チャネル１２９Ａは、また、ライナ１３３の外径内に形成された溝又はポート１２９Ｂを経てポンプチャネル１２９と流体で連通している。一般的には、二つのガスポート１２９Ｂ（この図には１つだけ示されている）は、上の部分１３３Ａと下の部分１３３Ｂ間のライナ１３３の外径内に形成されている。ガスポート１２９Ｂは、ポンプチャネル１２９と真空チャネル１２９Ａ間の流路を与える。各ポート１２９Ｂのサイズと位置は、設計の問題であり、所望される膜の化学量論、形成されるデバイスの形、処理チャンバ１００の容積容量、それと結合した真空システムの能力によって求められる。典型的には、ポート１２９Ｂは相互に対向して又はライナ１３３の外径の周りに１８０度離して配置される。
[0034]動作中、処理チャンバ１００から出る１種以上のガスは、ポンプチャネル１２９へライナ１３３の上の部分１３３Ａを通って形成されたアパーチャ１３５に流れ込む。その後、ガスはポンプチャネル１２９内でポート１２９Ｂを通って真空チャネル１２９Ａへ流れる。ガスは、真空チャネル１２９Ａから真空ポート１３１を通って真空ポンプ１２５へ出る。
[0035]さらに詳細にリッドアセンブリ２００を検討すると、図２Ａは図１Ａに示されるチャンバ本体１１２の上端に配置され得るリッドアセンブリ２００を示す拡大された断面図である。図１Ａと図２Ａを参照すると、リッドアセンブリ２００は、図１Ａに示されるように、相互に上面に積み重ねられた多くのコンポーネントを含んでいる。一つ以上の実施形態においては、リッドアセンブリ２００は、リッドリム２１０と、ガス分配アセンブリ２２０と、最上部プレート２５０とを含んでいる。ガス分配アセンブリ２２０は、リッドリム２１０の上面に結合され、最小限熱接触にするように配置されている。リッドアセンブリ２００のコンポーネントは、熱導電性が高く且つと熱抵抗が低い物質、例えば、高度に仕上げられた表面を持ったアルミニウム合金から構成されることが好ましい。好ましくは、コンポーネントの熱抵抗は５×１０−4ｍ2Ｋ/Ｗ未満である。リッドリム２１０は、リッドアセンブリ２００を作るコンポーネントの重量を保つように設計され、ヒンジアセンブリ（この図に示されていない）を経てチャンバ本体１１２の上面と結合して、例えば、支持アセンブリ３００のような内部チャンバコンポーネントへの出入りが設けられる。
[0036]図２Ｂと図２Ｃを参照すると、ガス分配アセンブリ２２０は、分配プレート又はシャワヘッド２２５を含むことができる。図２Ｂは、ガス分配プレート２２５を示す一実施形態である拡大概略図であり、図２Ｃは、部分断面図である。一つ以上の実施形態においては、分配プレート２２５はほぼ円板形であり、ガスの流れを全体に分布させるための複数のアパーチャ２２５Ａ又は通路を含んでいる。分配プレート２２５のアパーチャ２２５Ａは、流れているガスの速度プロファイルを遅くし再び送ることによりリッドアセンブリ２００を通るガスの流れが下の基板表面上に直接当たることを防止する。分配プレート２２５のアパーチャ２２５Ａは、また、リッドアセンブリ２００を出るガスの流量を一様に分布させ、よって基板の表面全体にガスを一様に分布させる。
[0037]図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを参照すると、分配プレート２２５は、周辺に形成される環状取付フランジ２２２を更に含み、それはリッドリム２１０上に置かれるような大きさである。従って、分配プレート２２５は、リッドアセンブリ２００との接触を最小限にする。好ましくは、弾性ＯリングのようなＯリング型のシール２２４は、リッドリム２１０との流体密封の接触を確実にするために環状取付フランジ２２２内に少なくとも一部が配置される。
[0038]ガス分配アセンブリ２２０は、更に、分配プレート２２５に隣接して配置されたブロッカーアセンブリ２３０を含むことができる。ブロッカーアセンブリ２３０は、分配プレート２２５の裏側にガスを一様に分布させる。好ましくは、ブロッカーアセンブリ２３０はアルミニウム合金で作られ、取外し可能に分配プレート２２５に結合して良好な熱接触を確実にする。例えば、ブロッカーアセンブリ２３０は、ボルト２２１又は類似した留め具を用いて分配プレート２２５に結合し得る。好ましくは、ブロッカーアセンブリ２３０は、図２Ａに示されるようにリッドリム２１０と熱接触しない。
[0039]一つ以上の実施形態においては、ブロッカーアセンブリ２３０は、第二ブロッカープレート２３５に取り付けられた第一ブロッカーアセンブリ２３３を含んでいる。第二ブロッカープレート２３５は、貫通して形成された通路２５９を含む。通路２５９は第二ブロッカープレート２３５の中央に位置し、通路２５９は最上部プレート２５０の下面と第二ブロッカープレート２３５の上面によって画成された第一キャビティ又は容積２６１と流体で連通している。通路２５９は、また、第二ブロッカー２３５の下面と第一ブロッカープレート２３３の上面によって画成された第二キャビティ又は容積２６２と流体で連通している。通路２５９は、また、第一ブロッカープレート２３３の下面と分配プレート２２５の上面によって画成された第三キャビティ又は容積２６３と流体で連通している。通路２５９はガス流入口２２３に結合される。ガス流入口２２３は、その第一端で最上部プレート２５０に結合されている。図示されていないが、ガス流入口２２３は第二端で１つ以上の上流ガス供給源及び/又は他のガス分配コンポーネント、例えば、ガスミキサに結合されている。
[0040]第一ブロッカープレート２３３は、通路２５９からガス分配プレート２２５に流れるガスを分散させるように適合されたその中に形成された複数の通路２３３Ａを含んでいる。通路２３３Ａは円形又は丸いように示されているが、通路２３３Ａは正方形、矩形、又は他のいかなる形であり得る。通路２３３Ａは、基板の表面全体に制御された一様な流量分布を与えるためにブロッカープレート２３３の周りに位置する。上記のように、第一ブロッカープレート２３３は、洗浄又はそれらコンポーネントの取替えを容易にするために第二ブロッカープレート２３５と分配プレート２２５から簡単に取り出すことができる。
[0041]使用中、１種以上のプロセスガスはガス流入口２２３を経てガス分配アセンブリ２２０へ導入される。プロセスガスは第一容積２６１へ、また、第二ブロッカープレート２３５の通路２５９を通って第二容積２６２へ流れる。その後、プロセスガスは、第一ブロッカープレート２３３のホール２３３Ａを通って第三容積２６３へ分布され、ガスがチャンバ本体１１２内に配置された露出した基板表面に触れるまで、分配プレート２２５のホール２２５Ａを通って更に分布される。
[0042]ガス供給パネル（図示せず）は、典型的には、１種以上のガスを処理チャンバ１００に供給するために用いられる。用いられる具体的な１種のガス又は複数のガスは、チャンバ１００内で行われるべき１種のプロセス又は複数のプロセスに左右される。説明的ガスは、１種以上の前駆物質、還元剤、触媒、キャリア、パージ、洗浄、又はそのあらゆる混合物又は組合わせを含むことができるがこれらに限定されない。典型的には、処理チャンバ１００に導入された１種以上のガスは、流入口２２３を通ってリッドアセンブリ２００へ、次にガス分配アセンブリ２２０を通ってチャンバ本体１１２へ流れる。電気的に作動するバルブ及び/又はフローコントロールメカニズム（図示せず）は、ガス供給部から処理チャンバ１００へガス流量を制御するために用いることができる。プロセスによっては、いかなるガスも処理チャンバ１００に分配することができ、処理チャンバ１００中か又はガスが処理チャンバ、例えば、ガス混合物(図示せず)内のように処理チャンバ１００に分配される前に混合することができる。
[0043]なお図１Ａと図２Ａを参照すると、リッドアセンブリ２００は、リッドアセンブリ２００内で反応性化学種のプラズマを生成する電極２４０を更に含むことができる。一実施形態においては、電極２４０は、最上部プレート２５０上に支持され、電気的にそこから絶縁される。例えば、イソレータフィルターリング２４１は、図２Ａに示されるように最上部プレート２５０から電極２４０を分離した電極２４０の下の部分近くに配置することができる。環状イソレータ２４２は、イソレータフィルターリング２４１の外面近くに配置することもできる。その後、環状絶縁体２４３は、電極２４０の上の部分近くに配置することができ、電極２４０は最上部プレート２５０とリッドアセンブリ２００の他の全てのコンポーネントから電気的に絶縁される。これらリング２４１、２４２、２４３の各々は、酸化アルミニウム又は他のあらゆるプロセス互換性のある絶縁物質から作ることができる。
[0044]一つ以上の実施形態においては、電極２４０は電源（図示せず）と結合され、ガス分配アセンブリ２２０は接地するために接続される（即ち、ガス分配アセンブリ２２０は電極として働く）。従って、１種以上のプロセスガスのプラズマは、電極２４０（“第一電極”）とガス分配アセンブリ２２０（“第二電極”）間に容積２６１、２６２及び/又は２６３で生成され得る。例えば、プラズマは、電極２４０とブロッカーアセンブリ２３０間で衝突し含有することができる。或いは、プラズマは、ブロッカーアセンブリ２３０が存在しないときに電極２４０と分配プレート２２５との間で衝突し含有することができる。いずれの実施形態においても、プラズマはリッドアセンブリ２００内にうまく閉じ込められ又は含有する。従って、活性プラズマがチャンバ本体１１２内に配置された基板と直接接触しないので、プラズマは“リモートプラズマ”である。結果として、プラズマは十分に基板表面から離れていることから、基板に対するプラズマ損傷が避けられる。
[0045]ガスを反応性化学種へ活性化させるとともに反応性化学種のプラズマを維持することができるいかなる電源も用いることができる。例えば、放電技術に基づいた高周波（ＲＦ）、直流（ＤＣ）、又はマイクロ波（ＭＷ）を用いることができる。活性化は、また、熱に基づく技術、ガス分解技術、高密度光源（例えばＵＶエネルギー）、又はＸ線源に対する暴露によって起こすことができる。或いは、リモート活性化源、例えば、リモートプラズマ発生器を反応化学種のプラズマを生成させ、次にチャンバ１００へ分配するために用いることができる。例示的なリモートプラズマ発生器は、ＭＫＳインスツルメント社やアドバンスドエナジーインダストリー社のようなベンダーから入手できる。好ましくは、ＲＦ電源は電極２４０に結合される。
[0046]図２Ａを参照すると、ガス分配アセンブリ２２０は、プロセスガスと処理チャンバ１００内で行われる動作によっては加熱することができる。一実施形態においては、加熱素子２７０、例えば、抵抗ヒータは、分配プレート２２５に結合することができる。一実施形態においては、加熱素子２７０は管状部材であり、図２Ｂと図２Ｃに詳細に示されるように分配プレート２２５の上面へ押圧される。
[0047]図２Ｂと図２Ｃを参照すると、発熱体２７０は締まりばめを用いて溝の中に保持されるので、分配プレート２２５の上面は、幅が加熱素子２７０の外径よりわずかに小さいグルーブ又は溝のチャネルを含んでいる。分配プレート２２５とブロッカーアセンブリ２３０を含む分配アセンブリ２２０のコンポーネントが相互に各々導電的に結合されるので、加熱素子２７０はガス分配アセンブリ２２０の温度を調節する。温度の調整は、分配プレート２２５に結合された熱電対２７２によって容易に行うことができる。熱電対２７２は、電源から加熱素子２７０に印加された電流を制御するためにフィードバックループで用いることができ、ガス分配アセンブリ２２０の温度は所望される温度で又は所望される温度範囲内で維持又は制御し得る。上記のように、ガス分配アセンブリ２２０がリッドアセンブリ２００の他のコンポーネントと最小限に熱接触させ、それだけで熱導電性が制限されることから、ガス分配アセンブリ２２０温度の制御は容易に行われる。
[0048]一つ以上の実施形態において、リッドアセンブリ２００は、ガス分配アセンブリ２２０の温度制御を与える熱伝達媒体を流すためにその中に形成された一つ以上の流体チャネル２０２を含むことができる。一実施形態においては、流体チャネル２０２は、図２Ａに示されるようにリッドリム２１０内に形成することができる。或いは、ガス分配アセンブリ２２０に一様な熱伝達を与えるためにリッドアセンブリ２００のあらゆるコンポーネント内に流体チャネル２０２を形成することができる。流体チャネル２０２は、チャンバ１００内のプロセス要求によっては、ガス分配アセンブリ２２０の温度を制御するために加熱媒体か又は冷却媒体を含むことができる。あらゆる熱伝達媒体は、例えば、窒素、水、エチレングリコール、又はその混合物を用いることができる。
[0049]一つ以上の実施形態においては、ガス分配アセンブリ２２０は、１つ以上の加熱ランプ（図示せず）を用いて加熱することができる。典型的には、加熱ランプは、放射によって分配プレート２２５を加熱するために分配プレート２２５の上面の近くに配置される。
[0050]図３Ａは、支持アセンブリ３００を示す部分断面図である。支持アセンブリ３００は、チャンバ本体１１２内に少なくとも一部配置されることができる。支持アセンブリ３００は、チャンバ本体１１２内で処理するために、基板（この図には示されていない）を支持するために支持部材３１０を含むことができる。支持部材３１０は、チャンバ本体１１２の底面に形成された中央に位置した開口部１１４を通って伸びるシャフト３１４によってリフトメカニズム３３０に結合し得る。リフトメカニズム３３０は、シャフト３１４の周りからの真空漏出を防止するベローズ３３３によってチャンバ本体１１２を可撓性に密封することができる。リフトメカニズム３３０は、支持部材３１０をチャンバ本体１１２内のプロセス位置と下の伝達位置との間を垂直に移動させることができる。伝達位置は、チャンバ本体１１２の側壁に形成されたスリットバルブ１６０の開口部のわずかに下ある。
[0051]図３Ｂは、図３Ａに示された支持アセンブリ３００を示す拡大部分断面図である。一つ以上の実施形態においては、支持部材３１０は、その上で処理されるべき基板を支持するための平坦で円形の表面又はほぼ平坦で円形の表面を持っている。支持部材３１０は、アルミニウムで構成されることが好ましい。支持部材３１０は、基板の裏面汚染を減少させるために、例えば、シリコン又はセラミック材料のようないくつかの他の物質で作られた取り外し可能な上プレート３１１を含むことができる。
[0052]一つ以上の実施形態においては、支持部材３１０又は上プレート３１１は、上面上に配置された複数の拡張部又はディンプル３１１Ａを含むことができる。図３Ｂにおいては、ディンプル３１１Ａは上プレート３１１の上面上に示されている。ディンプル３１１Ａは、上プレート３１１が所望されない場合には支持部材３１０の上面上に配置し得ることが予想され得る。ディンプル３１１Ａは、基板の下面と支持アセンブリ３００の支持表面（即ち、支持部材３１０か又は上プレート３１１）間の接触を最少にする。
[0053]一つ以上の実施形態においては、真空チャックを用いて支持アセンブリ３００に基板（図示せず）を固定することができる。上プレート３１１は、支持部材３１０に形成された１つ以上のグルーブ３１６と流体で連通している複数のホール３１２を含むことができる。グルーブ３１６は、シャフト３１４と支持部材３１０内に配置された真空コンジット３１３を経て真空ポンプ（図示せず）と流体で連通している。ある条件下、真空基板が支持部材３１０上に配置されないときの堆積を防ぐために、支持部材３１０の表面にパージガスを供給するためにコンジット３１３を用いることができる。真空コンジット３１３は、反応性ガス又は副生成物が基板の裏面に接触することを防止するために処理の間、パージガスを送ることもできる。
[0054]一つ以上の実施形態においては、基板（図示せず）は、静電チャックを用いて支持部材３１０に固定することができる。一つ以上の実施形態においては、基板を従来のクランプリングのようなメカニカルクランプ（図示せず）によって支持部材３１０上の定位置に保持することができる。
[0055]好ましくは、基板は静電チャックを用いて固定される。静電チャックは、典型的には、電極（図示せず）を囲む誘電材料を少なくとも含み、支持部材３１０の上面に位置するか又は支持部材３１０の不可欠な部分として形成することができる。チャックの誘電部分は、基板から、また、支持アセンブリ３００の残りの部分からチャック電極を電気的に絶縁させる。
[0056]一つ以上の実施形態においては、チャック誘電体は基板の周囲よりわずかに小さくすることができる。言い換えれば、基板がチャック上に置かれるときに中心からずれたとしてもチャック誘電体が基板で完全に覆われたままであるように、基板はチャック誘電体の周囲をわずかに突き出る。基板が完全に覆われていると想定すると、チャック誘電体は、基板がチャンバ本体１１２内の基板を潜在的に腐食に晒されること又は損傷を与えることからチャックを保護することを確実にする。
[0057]静電チャックを作動させるための電圧は、別個の“チャック”電源（図示せず）によって供給することができる。チャック電源の一出力端子は、チャック電極に接続されている。他の出力端子は、典型的には、電気的接地に接続されるが、代わりに支持アセンブリ３００の金属本体部分に接続することもできる。動作中、基板は絶縁部分と接触して配置され、支持部材３１０の上面上に基板を付着させる静電引力又はバイアスを作り出すために電極上に直流電圧がかけられる。
[0058]なお図３Ａと図３Ｂを参照すると、支持部材３１０は、リフトピン３２５を収容するために形成された１つ以上のボア３２３を含むことができる。各リフトピン３２５は、典型的には，セラミック又はセラミック含有物質から構成され、基板処理と搬送のために用いられる。各リフトピン３２５は、ボア３２３内にスライドできるように取り付けられている。一態様においては、ボア３２３は、リフトピン３２５を自由にスライドさせるためにセラミックスリーブで裏打ちされる。リフトピン３２５は、チャンバ本体１１２内に配置された環状リフトリング３２０と契合することによりそれぞれのボア３２３内で移動できる。リフトリング３２０が上の位置にある時、リフトピン３２５の上面は支持部材３１０の基板支持表面上に位置することができるようにリフトリング３２０は移動することができる。反対に、リフトリング３２０が下の位置にある時、リフトピン３２５の上面は支持部材３１０の基板支持表面の下にある。従って、各リフトピン３２５の部分は、リフトリング３２０が下の位置か上の位置から移動する時、支持部材３１０のそれぞれのボア３２３を通過する。
[0059]活性化される場合、リフトピン３２５は基板の下面に対して押され、基板を支持部材３１０から持ち上げる。反対に、リフトピン３２５は基板を下げるように脱活性化することができ、よって支持部材３１０上に基板が置かれる。リフトピン３２５は、ピン３２５が支持部材３１０から落ちることを防止するために引き伸ばされた上端又は円錐形ヘッドを含むことができる。他のピン設計も用いることができ、当業者に周知である。
[0060]一実施形態においては、１つ以上のリフトピン３２５は、その上で支持された時に基板がスライドすることを防止するために滑り止め又は高摩擦材料でできたその上に配置されるコーティング又はアタッチメントを含んでいる。好ましい材料は、処理チャンバ１００内で汚染物質を生成する基板の裏面を引っ掻かない、さもなければ損傷させない高温高分子材料である。好ましくは、コーティング又はアタッチメントは、デュポン社から入手できるＫＡＬＲＥＺ(登録商標)コーティングである。
[0061]リフトリング３２０を駆動させるために、従来の空気圧シリンダー又はステッパモータ（図示せず）のようなアクチュエータが通常用いられる。ステッパモータ又はシリンダーは、上下位置にリフトリング３２０を駆動させ、基板を上下にさせるリフトピン３２５を駆動させる。個々の実施形態においては、基板（図示せず）は、約１２０度間隔で配置するとともにリフトリング３２０から突き出した三つのリフトピン３２５（この図では示されていない）によって支持部材３１０上で支持される。
[0062]図３Ａを再び参照すると、支持アセンブリ３００は支持部材３１０の周りに配置されるエッジリング３０５を含むことができる。エッジリング３０５は、特にセラミック、水晶、アルミニウム、鋼のような様々な物質で作ることができる。一つ以上の実施形態においては、エッジリング３０５は、支持部材３１０の外周を覆うとともに堆積から支持部材３１０を保護するように適合されている環状部材である。エッジリング３０５は、支持部材３１０の外径とエッジリング３０５の内径の間に環状パージガスチャネル３３４を形成するために支持部材上又は支持部材３１０に隣接して位置し得る。環状パージガスチャネル３３４は、支持部材３１０とシャフト３１４を通って形成されるパージガスコンジット３３５と流体で連通し得る。好ましくは、パージガスコンジット３３５は、パージガスをパージガスチャンネル３３４に供給するパージガス供給部（図示せず）と流体で連通している。窒素、アルゴン、又はヘリウムのようなあらゆる適したパージガスを単独又は組合わせて用いることができる。動作中、パージガスはコンジット３３５を通ってパージガスチャネル３３４へ、また、支持部材３１０上に配置された基板のエッジの周りに流れる。従って、エッジリング３０５と共に作用するパージガスは、基板のエッジ及び/又は裏面の堆積を防止する。
[0063]再び図３Ａと図３Ｂを参照すると、支持アセンブリ３００の温度は、支持部材３１０の本体に埋め込まれた流体チャネル３６０を通って循環した流体によって制御される。一つ以上の実施形態においては、流体チャネル３６０は、支持アセンブリ３００のシャフト３１４を通って配置された熱伝達コンジット３６１と流体で連通している。好ましくは、流体チャネル３６０は支持部材３１０の周りに配置されて支持部材３１０の基板受容面に一様な熱伝達を与える。流体チャネル３６０と熱伝達コンジット３６１は、支持部材３１０を加熱又は冷却するために熱伝達流体を流すことができる。あらゆる適した熱伝達流体、例えば、水、窒素、エチレングリコール又はその混合物を用いることができる。支持アセンブリ３００は、支持部材３１０の支持表面の温度を監視するための埋め込み熱電対（図示せず）を更に含むことができる。例えば、熱電対からの信号は、流体チャネル３６０を通って循環した流体の温度又は流量を制御するためにフィードバックループにおいて用いることができる。
[0064]図３Ａに戻ると、支持部材３１０は、支持部材３１０とリッドアセンブリ２００間の距離を制御し得るようにチャンバ本体１１２内を垂直に移動し得る。センサー（図示せず）は、チャンバ１００内の支持部材３１０の位置に関する情報を与えることができる。支持部材３１０のリフトメカニズムの例は、Ｓelyutinらの“自動整列リフトメカニズム”と称する１９９９年９月１４日発行の米国特許第５,９５１,７７６号に詳述されており、この開示内容は本明細書に全体で援用されている。
[0065]動作中、処理される基板の温度を制御するためにリッドアセンブリ２００に密接に接近して支持部材３１０を上げることができる。そういうものとして、加熱素子２７０によって制御される分配プレート２２５から放出される放射によって基板を加熱することができる。或いは、基板はリフトリング３２０によって活性化されるリフトピン３２５を用いて、加熱されたリッドアセンブリ２００に密接に接近して支持部材３１０を持ち上げることができる。
[0066]使用期間の延長後又は予定されたメンテナンスの指定時間に、上記のものを含む処理チャンバ１００のある種のコンポーネントは、定期的に検査され、取り替えられ又は洗浄することができる。これらのコンポーネントは、典型的には、集団的に“プロセスキット”として知られる部品である。プロセスキットの説明的コンポーネントは、例えばシャワヘッド２２５、上プレート３１１、エッジリング３０５、ライナ１３３、リフトピン３２５を含むがこれらに限定されない。これらのコンポーネントのいずれか１つ以上は、典型的には、チャンバ１００から取り出され、一定間隔又は必要に応じて洗浄又は取り替えられる。
[0067]図４Ａは、他のリッドアセンブリ４００を示す部分断面図である。リッドアセンブリ４００は、その間でプラズマ容積又はキャビティを形成するように構成される少なくとも二つの積み重ねコンポーネントを含んでいる。一つ以上の実施形態においては、リッドアセンブリ４００は、その間のプラズマ容積又はキャビティ４２５を閉じ込めている第二電極４５０（“下部電極”）上に垂直に配置された第一電極４１０（“上部電極”）を含んでいる。第一電極４１０は、ＲＦ電源のような電源４１５に接続され、第二電極４５０は接地に接続され、二つの電極４１０、４５０間にキャパシタンスを形成する。
[0068]一つ以上の実施形態においては、リッドアセンブリ４００は、第一電極４１０の上の部分内に少なくとも一部形成される、１つ以上のガス流入口４１２（１つだけ図示されている）を含んでいる。１種以上のプロセスガスは、１つ以上のガス流入口４１２を経てリッドアセンブリ４００に入る。１つ以上のガス注入口４１２は、第一端でプラズマキャビティ４２５と流体で連通し、第二端で１つ以上の上流ガス供給源及び/又は他のガス分配コンポーネント、例えば、ガスミキサに結合される。１つ以上のガス流入口４１２の第一端は、図４Ａに示されるように拡張部分４２０の内径４３０の最上限でプラズマキャビティ４２５へ開放し得る。同様に、１つ以上のガス流入口４１２の第一端は、拡張部分４２０の内径４３０に沿って任意の高さの間隔でプラズマキャビティ４２５へ開放し得る。図示されていないが、プラズマキャビティ４２５内でガスの混合を援助する拡張部分４２０へ渦流パターン又は“渦巻”流を作るために二つのガス注入口４１２が拡張部分４２０の反対側に配置され得る。そのようなフローパターンとガス注入口配置の詳細な説明は、２００１年１２月２１日出願の米国特許出願第２００３００７９６８６号に示され、この開示内容は本明細書に援用されている。
[0069]一つ以上の実施形態においては、第一電極４１０はプラズマキャビティ４２５を入れる拡張部分４２０を持っている。図４Ａに示されるように、拡張部分４２０は上記のようにガス注入口４１２と流体で連通している。一つ以上の実施形態においては、拡張部分４２０は、上の部分４２０Ａから下の部分４２０Ｂまで徐々に増大する内部表面又は直径４３０を持つ環状部材である。そのようなものとして、第一電極４１０と第二電極４５０の間の距離は可変である。その種々の距離は、プラズマキャビティ４２５内に生成されたプラズマの形成と安定性の制御を援助する。
[0070]一つ以上の実施形態においては、拡張部分４２０は、図４Ａと図４Ｂに示されるように円錐又は“漏斗”に似ている。図４Ｂは、図４Ａの上部電極を示す拡大された概略部分断面図である。一つ以上の実施形態においては、拡張部分４２０の内面４３０は、拡張部分４２０の上の部分４２０Ａから下の部分４２０Ｂに徐々に傾斜している。内径４３０の傾斜又は角度は、プロセスの要求及び/又はプロセスの制限によっては変化させることができる。拡張部分４２０の長さ又は高さは、また、個々の処理要求及び/又は制限によっては変化させることができる。一つ以上の実施形態においては、内径４３０の傾斜、拡張部分４２０の高さ、又はその両方は、処理に必要とされるプラズマ容積によっては変化させることができる。例えば、内径４３０の傾斜は少なくとも１：１、又は少なくとも１.５：１、又は少なくとも２：１又は少なくとも３：１又は少なくとも４；１又は少なくとも５：１又は少なくとも１０：１であり得る。一つ以上の実施形態においては、内径４３０の傾斜は、低い２：１から高い２０：１の範囲にあり得る。
[0071]一つ以上の実施形態においては、拡張部分４２０は、図面に示されていないが湾曲状又は弧状であり得る。例えば、拡張部分４２０の内面４３０は、凸状か又は凹状であるように湾曲状又は弧状であり得る。一つ以上の実施形態においては、拡張部分４２０の内面４３０は、各々傾斜、先細、凹状、又は凸状である複数の部分を持つことができる。
[0072]上記のように、第一電極４１０の拡張部分４２０は、第一電極４１０の内面４３０が徐々に徐々に大きくなることから第一電極４１０と第二電極４５０間の垂直の距離が変化する。その可変距離は、プラズマキャビティ４２５内の電力レベルに直接関係している。理論で縛られることを望まないが、二つの電極４１０、４５０間の距離の変化により、プラズマキャビティ４２５全体ではない場合にはプラズマキャビティ４２５のある部分内でプラズマ自体を維持するのに必要な電力レベルが分かる。それ故、プラズマキャビティ４２５内のプラズマは圧力にほとんど左右されず、プラズマはより広い作動窓内で生成され維持されることができる。そのようなものとして、より再現性や信頼性のあるプラズマをリッドアセンブリ４００内で形成することができる。
[0073]第一電極４１０は、プロセス互換性のあるあらゆる物質、例えば、アルミニウム、陽極処理されたアルミニウム、ニッケルめっきアルミニウム、ニッケルめっきアルミニウム６０６１−Ｔ６、ステンレス鋼、又はその組合わせ又は合金から構成することができる。一つ以上の実施形態においては、第一電極４１０又はその一部は、望ましくないパーティクル形成を減少させるためにニッケルコーティングされる。好ましくは、少なくとも拡張部分４２０の内面４３０は、ニッケルコーティングされる。
[0074]第二電極４５０は、１つ以上の積み重ねられたプレートを含むことができる。二つ以上のプレートが所望される場合、プレートは相互に電気的に連通しているべきである。プレートの各々は、プラズマキャビティ４２５からの１種以上のガスを流すことができる複数のアパーチャ又はガス通路を含むべきである。
[0075]図４Ｂを参照すると、リッドアセンブリ４００は、第二電極４５０から第一電極４１０を電気的に絶縁させるイソレータリング４４０を更に含むことができる。イソレータリング４４０は、酸化アルミニウム又はあらゆる処理互換性のある絶縁物質から作ることができる。好ましくは、イソレータリング４４０は図４Ｂに示されるように少なくとも拡張部分４２０を包囲又はほぼ包囲している。
[0076]再び図４Ａに示される個々の実施形態を参照すると、第二電極４５０は、上プレート４５０と、分配プレート４７０と、ブロッカープレート４８０とを含んでいる。最上部プレート４６０、分配プレート４７０、ブロッカープレート４８０は、図４Ｂに示されるようにチャンバ本体１１２に接続されるリッドリム４９０上に積み重ねられ配置される。当該技術分野において既知であるように、ヒンジアセンブリ（図示せず）は、リッドリム４９０をチャンバ本体１１２に結合するように用いることができる。リッドリム４９０は、熱伝達媒体を収容するために埋め込まれたチャネル又は通路４９２を含むことができる。熱伝達媒体は、プロセスの要求によっては、加熱、冷却、又はその双方で用いることができる。説明的熱伝達媒体は上で挙げられている。
[0077]一つ以上の実施形態においては、最上部プレート４６０は、ガスをプラズマキャビティ４２５から全体に流すために、プラズマキャビティ４２５の下に形成される複数のガス通路又はアパーチャ４６５を含んでいる。一つ以上の実施形態においては、最上部プレート４６０は、第一電極４１０の少なくとも一部を収容するように適合されている溝部分４６２を含むことができる。一つ以上の実施形態においては、アパーチャ４６５は溝部分４６２の下の最上部プレート４６０の交差部分を通っている。最上部プレート４６０の溝部分４６２は、図４Ａに示されるように、その間に良好に密封適合されるように階段状にすることができる。更に、最上部プレート４６０の外径は、図４Ａに示されるように分配プレート４７０の外径上に取り付け又は置かれるように設計することができる。Ｏリング型シール、例えば、弾性Ｏリング４６３は、第一電極４１０との流体密封の接触を確実にするために最上部プレート４６０の溝部分４６２内に少なくとも一部配置することができる。同様に、Ｏリング型シール４６６を、最上部プレート４６０の外径と分配プレート４７０間の流体密封の接触を与えるように用いることができる。
[0078]一つ以上の実施形態においては、分配プレート４７０は、図２Ａ−図２Ｃによって示され説明された分配プレート２２５と同一のものである。特に、分配プレート４７０は、ほぼ円形であり、ガスフローを分布させる複数のアパーチャ４７５又は通路を含んでいる。アパーチャ４７５は、処理すべき基板が位置しているチャンバ本体１１２に制御された一様な流量分布を与える大きさで且つ分配プレート４７０の周りに配置することができる。更に、アパーチャ４７５は、流れているガスの速度プロファイルを遅くし再び送り、且つガスフローを一様に分布させて基板の表面全体に一様なガス分布を与えることによりガスが基板表面上に直接衝突することから防止する。
[0079]分配プレート４７０は、また、その外径に形成された環状取り付けフランジ４７２を含むことができる。取り付けフランジ４７２は、リッドリム４９０の上面上に置くことができる大きさである。Ｏリング型シール、例えば、弾性Ｏリングは、リッドリム４９０との流体密封接触を確実にするために環状取り付けフランジ４７２内に少なくとも一部配置することができる。
[0080]一つ以上の実施形態においては、分配プレート４７０は、リッドアセンブリ４００の温度制御を与えるためにヒータ又は加熱流体を収容するための１つ以上の埋め込まれたチャネル又は通路４７４を含んでいる。上記のリッドアセンブリ３００と同様に、分配プレート４７０を加熱するために抵抗加熱素子を通路４７４内に挿入することができる。熱電対は、その温度を調節するために分配プレート４７０に接続することができる。熱電対は、上記のように、加熱素子に印加された電流を制御するためにフィードバックループにおいて用いることができる。
[0081]或いは、熱伝達媒体は通路４７４を通過することができる。１つ以上の通路４７４は、必要であれば、チャンバ本体１１２内のプロセス要求によっては分配プレート４７０の温度をより良好に制御する冷却媒体を含むことができる。上記のように、あらゆる熱伝達媒体、例えば、窒素、水、エチレングリコール、又はその混合物を用いることができる。
[0082]一つ以上の実施形態においては、リッドアセンブリ４００は、１つ以上の加熱ランプ（図示せず）を用いて加熱することができる。典型的には、加熱ランプは、分配プレート４７０の上面の近くに配置されて放射による分配プレート４７０を含むリッドアセンブリ４００のコンポーネントを加熱する。
[0083]ブロッカープレート４８０は任意であり、最上部プレート４６０と分配プレート４７０間に配置される。好ましくは、ブロッカープレート４８０は、最上部プレート４６０の下面に取り外し可能に取り付けられる。ブロッカープレート４８０は、最上部プレート４６０と良好に熱接触と電気接触しなければならない。一つ以上の実施形態においては、ブロッカープレート４８０は、ボルト又は類似した留め具を用いて最上部プレート４６０に結合することができる。ブロッカープレート４８０は、また、最上部プレート４６０の外径にねじで締め付けることができる。
[0084]ブロッカープレート４８０は、最上部プレート４６０から分配プレート４７０に複数のガス通路を設けるために複数のアパーチャ４８５を含んでいる。アパーチャ４８５は、制御された一様な流量分布を分配プレート４７０に与える大きさで且つブロッカープレート４８０の近くに配置することができる。
[0085]図４Ｃは、リッドアセンブリ４００がその上に配置されたチャンバ本体１１２を示す部分断面図である。好ましくは、拡張部分４２０は、図４Ｃに示されるように支持アセンブリ３００上に中心がある。プラズマキャビティ４２５内のプラズマの閉じ込めと閉じ込められたプラズマの中心位置は、チャンバ本体１１２へ解離ガスの一様で反復性の分布を可能にする。特に、プラズマ容積４２５を出るガスは、最上部プレート４６０のアパーチャ４６５からブロッカープレート４８０の上面を通って流れる。ブロッカープレート４８０のアパーチャ４８５は分配プレート４７０の裏面にガスを分布させ、チャンバ本体１１２内の基板（図示せず）と接触する前にガスを分配プレート４７０のアパーチャ４７５を通って更に分布させる。
[0086]中央に位置したプラズマキャビティ４２５内のプラズマの閉じ込めと第一電極４１０と第二電極４５０間の可変距離によって、リッドアセンブリ４００内に安定で信頼できるプラズマを生成すると考えられる。
[0087]説明を簡単に且つ容易にするために、処理チャンバ１００内で行われるアンモニア（ＮＨ3）と三フッ化窒素（ＮＦ3）ガス混合物を用いて酸化シリコンを除去するための例示的ドライエッチングプロセスをここに記載する。処理チャンバ１００は、アニールプロセスを含むすべて単一処理環境内で基板の加熱と冷却双方に加えてプラズマ処理から有益であるあらゆるドライエッチングプロセスに有利であると考えられる。
[0088]図１を参照すると、ドライエッチングプロセスは、基板（図示せず）、例えば、半導体基板を処理チャンバ１００へ入れることにより開始する。基板は、典型的には、スリットバルブ開口部１６０を通ってチャンバ本体１１２へ入り、支持部材３１０の上面上に配置される。基板は支持部材３１０の上面にチャックされ、エッジパージがチャネル３３４を通過する。好ましくは、コンジット３１３を経て真空ポンプと流体が連通しているホール３１２とグルーブ３１６を通って真空を引くことにより基板が支持部材３１０の上面にチャックされる。その後、処理位置に既にない場合には、支持部材３１０はチャンバ本体１１２内の処理位置に持ち上げられる。チャンバ本体１１２は、好ましくは５０℃〜８０℃、更に好ましくは約６５℃の温度で維持される。チャンバ本体１１２のこの温度は、熱伝達媒体を流体チャネル１１３に通過させることにより維持される。
[0089]基板は、熱伝達媒体又は冷却剤を支持アセンブリ３００内に形成された流体チャネル３６０に通過させることにより６５℃より低い１５℃〜５０℃に冷却される。一実施形態においては、基板は室温より低い温度に維持される。他の実施形態においては、基板は２２℃〜４０℃の温度に維持される。典型的には、支持部材は、上記で指定された所望される基板温度に達するように約２２℃より低い温度に維持される。支持部材３１０を冷却するために、冷却剤を流体チャネル３６０に通過させる。支持部材３１０の温度をより良く制御するために冷却剤の連続した流れが好ましい。冷却剤は、好ましくは５０容量％のエチレングリコールと５０容量％の水である。もちろん、水とエチレングリコールのあらゆる比率が所望される基板の温度が維持される限り使用し得ることは当然のことである。
[0090]次に、アンモニア及び三フッ化窒素ガスをチャンバ１００へ導入して洗浄ガス混合物を形成する。チャンバへ導入された各ガス量は、例えば、除去すべき酸化物層の厚さ、洗浄される基板の形、プラズマの容積容量、チャンバ本体１１２の容積容量、チャンバ本体１１２に結合された真空システムの能力を適合させるために調整することができる。一態様においては、アンモニアと三フッ化窒素のモル比が少なくとも１：１であるガス混合物を供給するようにガスが添加される。他の態様においては、ガス混合物のモル比は、少なくとも約３：１（アンモニア：三フッ化窒素）である。好ましくは、ガスは、モル比５：１（アンモニア：三フッ化窒素）〜３０：１でチャンバ１００に導入される。更に好ましくは、ガス混合物のモル比は約５：１（アンモニア：三フッ化窒素）〜約１０：１のモル比である。ガス混合物のモル比は、また、約１０：１（アンモニア：三フッ化窒素）〜約２０：１の間に包含することができる。
[0091]パージガス又はキャリアガスも、ガス混合物に添加することができる。あらゆる適切なパージ/キャリアガス、例えば、アルゴン、ヘリウム、水素、窒素、又はその混合物を用いることができる。典型的には、全体のガス混合物は、約０.０５体積％〜約２０体積％のアンモニアと三フッ化窒素である。残りはキャリアガスである。一実施形態においては、チャンバ本体１１２内の圧力を安定させるために反応性ガスの前にパージ又はキャリアガスが最初にチャンバ本体１１２へ導入される。
[0092]チャンバ本体１１２内の作動圧力は可変であり得る。典型的には、圧力は約５００ｍＴｏｒｒ〜約３０Ｔｏｒｒで維持される。好ましくは、圧力は約１Ｔｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒに維持される。更に好ましくは、チャンバ本体１１２内の作動圧力は約３Ｔｏｒｒ〜約６Ｔｏｒｒに維持される。
[0093]約５〜約６００ワットのＲＦ電力を電極２４０に印加してガス分配アセンブリ３３０に含有した容積２６１、２６２，２６３内のガス混合物のプラズマを発火させる。好ましくは、ＲＦ電力は１００ワット未満である。電力が印加される周波数が非常に低い、例えば、１００ｋＨｚ未満であることが更に好ましい。好ましくは、周波数は約５０ｋＨｚ〜約９０ｋＨｚの範囲である。
[0094]プラズマエネルギーは、アンモニアと三フッ化窒素ガスを混合している反応化学種へ解離させてガス相において高反応性フッ化アンモニア（ＮＨ4Ｆ）化合物及び/又はフッ化水素アンモニウム（ＮＨ4Ｆ・ＨＦ）を形成する。その後、これらの分子が分配プレート２２５のホール２２５Ａを経てガス分配アセンブリ２２０に流れ込み洗浄すべき基板表面と反応する。一実施形態においては、キャリアガスが最初にチャンバ１００へ導入され、キャリアガスのプラズマが生成され、その後反応ガス、アンモニア、三フッ化窒素がプラズマに添加される。
[0095]理論で縛られることを望まないが、ＮＨ4Ｆ及び/又はＮＨ4Ｆ・ＨＦのエッチングガスが酸化シリコン表面と反応してヘキサフルオロケイ酸アンモニウム(ＮＨ4)2ＳiＦ6、ＮＨ3、Ｈ2Ｏ生成物を形成すると考えられる。ＮＨ3とＨ2Ｏは、処理条件で蒸発し、真空ポンプ１２５でチャンバ１００から除去される。特に、揮発性ガスは、ガスが真空ポンプ１２５へ真空ポート１３１を通ってチャンバ１００を出る前にポンプチャネル１２９へライナ１３３に形成されたアパーチャ１３５に流れ込む。(ＮＨ4)2ＳiＦ6の薄膜は基板表面上に残留する。この反応機構は次のように纏めることができる。
[0096]ＮＦ3＋ＮＨ3 → ＮＨ4Ｆ＋ＮＨ4Ｆ・ＨＦ＋Ｎ2
[0097]６ＮＨ4Ｆ＋ＳiＯ2 → (ＮＨ4)2ＳiＦ6＋Ｈ2Ｏ
[0098](ＮＨ4)2ＳiＦ6＋熱 → ＮＨ3＋ＨＦ＋ＳiＦ4
[0099]基板表面上に薄膜が形成された後、その上に基板が支持された支持部材３１０を加熱された分配プレート２２５の密接に近接してアニール位置に上げられる。分配プレート２２５から放射された熱は、(ＮＨ4)2ＳiＦ6の薄膜を揮発性ＳiＦ4、ＮＨ3、ＨＦ生成物へ十分に解離又は昇華させるのに十分でなければならない。その後、これらの揮発性生成物は、上記のように真空ポンプ１２５によってチャンバ１００から除去される。典型的には、７５℃以上の温度を用いて効果的に昇華させるとともに基板から薄膜を除去する。好ましくは、１００℃以上の温度、例えば、約１１５℃〜約２００℃が用いられる。
[00100](ＮＨ4)2ＳiＦ6の薄膜をその揮発性コンポーネントへ解離させる熱エネルギーは、分配プレート２２５によって対流又は放射される。上記のように、加熱素子２７０は直接分配プレート２２５に結合され、分配プレート２２５とコンポーネントを約７５℃〜２５０℃の温度に熱接触させて加熱するように活性化する。一態様においては、分配プレート２２５は、１００℃〜１５０℃、例えば、１２０℃の温度に加熱される。
[00101]この上昇変化は、様々な方法で行うことができる。例えば、リフトメカニズム３３０は、分配プレート２２５の下面に向かって支持部材３１０を上昇させることができる。このリフトステップの間、基板は上記真空チャック又は静電チャックのような支持部材３１０に固定される。或いは、基板は、支持部材３１０から持ち上げられ、リフトリング３２０を経てリフトピン３２５を上昇させることによって加熱された分配プレート２２５に密接に接近して配置され得る。
[00102]薄膜を持つ基板の上面と分配プレート２２５の間の距離は重要ではなく、通常実験の問題である。当業者は、下にある基板に損傷を与えることなく薄膜を能率よく効果的に揮発させるのに必要とした間隔を容易に求めることができる。しかしながら、約０.２５４ｍｍ（１０ミル）〜５.０８（２００ミル）の間隔が効果的であると考えられる。
[00103]基板から膜が除去されるとすぐに、チャンバがパージされ、排気される。その後、洗浄された基板は、搬送位置に基板を下げ、基板を脱チャックさせ、スリットバルブ開口部１６０を通って基板を搬送することによってチャンバ本体１１２から取り出される。
[00104]システムコントローラ（図示せず）は、処理チャンバ１００の動作を調節するために用いることができる。システムコントローラは、コンピュータのハードディスクドライブに記憶されたコンピュータプログラムの制御下で動作させ得る。模範的には、コンピュータプログラムは、プロセスシーケンスとタイミング、ガスの混合、チャンバ圧、ＲＦ電力レベル、サセプタの位置、スリットバルブの開閉、ウエハ冷却、具体的なプロセスの他のパラメータを決定し得る。ユーザとシステムコントローラ間のインタフェイスは、ＣＲＴモニタとライトペン(図示せず)によって行うことができる。好適実施形態においては、二つのモニタが用いられ、一方のモニタはオペレータのためにクリーンルームの壁に取り付けられ、もう一方のモニタは保守技術者のために壁の後ろ側に取り付けられる。また、双方のモニタは同じ情報を同時に表示することが好ましいが、１つのライトペンだけが可能である。ライトペンは、ペンの先端の光センサによりＣＲＴディスプレイで放出された光を検出する。具体的なスクリーン又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示された領域をタッチするとともにペンでボタンを押すことができる。ディスプレイスクリーンは、通常は、ライトペンとタッチ領域間の通信を外観、即ち、ハイライト又は色を変えることにより、又は新しいメニュー又はスクリーンを表示することにより確認する。
[00105]多様なプロセスが、例えば、システムコントローラについて行うコンピュータプログラム製品を用いて実行することができる。コンピュータプログラムのコードは、例えば、６８０００アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、又はパスカルのような、あらゆる慣用のコンピュータ読み取り可能なプログラミング言語で書き込むことができる。適したプログラムコードは、慣用のテキストエディタを用いて単一のファイル、又は複数のファイルへ入力され、且つコンピュータユーザブルメディウム、例えば、コンピュータのメモリシステムに記憶又はコンピュータ使用可能媒体に記憶又は表現することができる。入力されたコードテキストが高い水準の言語である場合には、コードはコンパイルされ、次に、得られたコンパイラコードがプレコンパイルされたライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクする。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に、システムユーザは、オブジェクトコードを呼び出し、コンピュータシステムがメモリのコードをロードさせ、ＣＰＵがプログラムで識別されたタスクを行うためにコードを読み込み実行させる。
[00106]図５Ａ-図５Ｈは、本明細書に記載されるドライエッチングプロセスと処理チャンバ１００を用いて、ＭＯＳＦＥＴ構造５００のような例示的な能動電子デバイスを形成するための例示的な製造シーケンスの概略断面図である。図５Ａ-図５Ｈを参照すると、例示的なＭＯＳＦＥＴ構造は、半導体材料、例えば、シリコン又はガリウムヒ素基板５２５上に形成することができる。好ましくは、基板５２５は、結晶配向が＜１００＞、直径が１５０ｍｍ（６インチ）、２００ｍｍ（８インチ）又は３００ｍｍ（１２インチ）であるシリコンウエハである。典型的には、ＭＯＳＦＥＴ構造は、次の組合わせ、（ｉ）誘電層、例えば、酸化シリコン、有機ケイ酸塩、炭素ドープされた酸化シリコン、リンケイ酸塩ガラス（ＰＳＧ）、ホウリンケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）、窒化シリコン、又はその組合わせ；（ii）半導体層、例えば、ドープされたポリシリコン、ｎ型又はｐ型ドープされた単結晶シリコン；（iii）金属又は金属シリサイド層から形成された電気的接触部や相互接続部、例えば、タングステン、タングステンシリサイド、チタン、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド、又はその組合わせを含んでいる。
[00107]図５Ａを参照すると、能動電子デバイスの製造は、能動電子デバイスを他のデバイスから電気的に絶縁させる電気的絶縁構造を形成することにより開始する。Ｓ.Ｍ.Ｓze,ＭcＧraw-Ｈill出版社（１９８８）からＶＬＳＩ技術、第二版、１１章に一般的に記載されているようにいくつかのタイプの電気的絶縁構造があり、この開示内容は本明細書に援用されている。一変形例においては、厚さが約２,０００オングストロームであるフィールド酸化物層（図示せず）が、最初に基板５２５全体に成長し、酸化物層の一部が除去されてフィールド酸化物バリヤ５４５Ａ、Ｂを形成し、それがデバイスの電気的に活性な素子が形成される露出した領域を囲んでいる。露出した領域を熱的に酸化して厚さが約５０〜３００オングストロームであるゲート酸化物薄層５５０を形成する。その後、ポリシリコン層が堆積され、パターン形成され、エッチングしてゲート電極５５５を作成する。ポリシリコンゲート電極５５５の表面は、絶縁誘電体層５６０を形成するために再酸化することができ、図５Ａに示されるような構造が得られる。
[00108]図５Ｂを参照すると、次に適切なドーパント原子で適切な領域をドープすることによりソースとドレイン５７０Ａ、Ｂが形成される。例えば、ｐ型基板５２５ついては、ヒ素又はリンを含むｎ型ドーパント化学種が用いられる。典型的には、ドーピングはイオンインプランタによって行われ、例えば、リン（31Ｐ）を濃度が約１０13ａｔｏｍｓ/ｃｍ2、エネルギーレベルが約３０〜８０ＫeＶで、又はヒ素（75Ａs）を用量が約１０15〜１０17ａｔｏｍｓ/ｃｍ2、エネルギーが１０〜１００ＫeＶで含むことができる。注入プロセスの後、ドーパントは、例えば、急速熱処理（ＲＴＰ）装置で基板を加熱することにより基板５２５へ動かされる。その後、ソースとドレイン領域５７０Ａ、Ｂを覆う酸化物層５５０は、酸化物層に捕捉される注入プロセスに起因するあらゆる不純物を除去する従来の除去プロセスで取り除かれ、図８Ｂに示される構造が得られる。
[00109]図５Ｃと図５Ｄを参照すると、窒化シリコン層５７５は、ＳiＨ2、Ｃl2、ＮＨ3のガス混合物を用いて低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）によってゲート電極５５５と基板５２５上の表面上に堆積される。その後、窒化シリコン層５７５は、図５Ｄに示されるように、ゲート電極５５５の側壁上に窒化物スペーサ５８０を形成するために反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）技術を用いてエッチングされる。スペーサ５８０は、ソース５７０Ａとドレイン５７０Ｂ上に堆積した他のシリサイド層からゲート５５５の上面上に形成されたシリサイド層を電気的に絶縁する。電気的絶縁側壁スペーサ５８０と上の層は、酸化シリコンのような他の物質から製造することができることは留意すべきである。側壁スペーサ５８０を形成するために用いられる酸化シリコン層は、典型的には、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）のフィードガスからＣＶＤ又はＰＥＣＶＤによって約６００℃〜約１,０００℃の範囲の温度で堆積される。
[00110]図５Ｅを参照すると、未変性酸化シリコン層５８５は、プロセス前後に大気に晒されることにより露出したシリコン表面上に形成される。未変性酸化シリコン層５８５は、形成された金属シリサイドの合金反応や導電性を改善するためにゲート５５５、ソース５７０Ａ、ドレイン５７０Ｂ上に導電性金属シリサイドコンタクトを形成する前に除去されなければならない。未変性酸化シリコン層５８５は、半導体材料の電気抵抗を増大させ、且つ続いて堆積されるシリコンと金属層のシリサイド化反応に悪影響を及ぼすことがある。それ故、能動電子デバイスに相互接続するための金属シリサイドコンタクト又はコンダクタを形成する前に、記載されたドライエッチングプロセスを用いてこの未変性二酸化シリコン層５８５を除去することが必要である。ドライエッチングプロセスは、図５Ｆに示されるようにソース５７０Ａ、ドレイン５７０Ｂ、ゲート電極５５５の上面を露出させるために未変性酸化シリコン層５８５を除去する。
[00111]その後、図５Ｇに示されるように、金属５９０の層を堆積させるためにＰＶＤスパッタプロセスが用いられる。その後、従来の炉アニーリングを用いて金属とシリコン層をアニールして金属層５９０がシリコンと接触している領域に金属シリサイドを形成する。アニールは、典型的には、別個の処理システムで行われる。従って、金属５９０上に保護キャップ層（図示せず）を堆積することができる。キャップ層は、典型的には、窒化物質であり、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、及び窒化シリコンからなる群より選ばれた１種以上の物質を含むことができる。キャップ層は、あらゆる堆積プロセス、好ましくはＰＶＤで堆積させることができる。
[00112]アニーリングは、典型的には、基板５００を窒素雰囲気中で６００℃〜８００℃の温度に約３０分間加熱することを含む。或いは、金属シリサイド５９５は、基板５００を約１０００℃に約３０秒間高速熱アニールプロセスを用いて形成することができる。適切な導電性金属には、コバルト、チタン、ニッケル、タングステン、プラチナ、接触抵抗が低く且つポリシリコンと単結晶シリコン上に信頼できる金属シリサイドコンタクトを形成することができるあらゆる他の物質が含まれる。
[00113]金属層５９０の未反応部分は、金属シリサイド５９５、スペーサ５８０、又はフィールド酸化物５４５Ａ、Ｂを侵食せずに金属を除去する王水（ＨＣlやＨＮＯ3）を用いてウェットエッチングによって除去することができるので、図５Ｈに示されるように、ゲート５５５、ソース５７０Ａ、ドレイン５７０Ｂ上に自己整列金属シリサイドコンタクト５９５が残る。その後、例えば、酸化シリコン、ＢＰＳＧ、又はＰＳＧを含む絶縁カバー層が、電極構造上に堆積され得る。絶縁カバー層は、物質が低圧又は大気圧でフィードガスにより凝縮するＣＶＤチャンバ内で化学気相堆積によって堆積させる。これは、例えば、１９９６年４月１９日発行の共同譲渡された米国特許第５,５００,２４９号に記載されており、この開示内容は本明細書に援用されている。その後、構造５００をガラス転移温度でアニールして平滑な平坦化表面を形成する。
[00114]一つ以上の実施形態においては、処理チャンバ１００は、マルチ処理プラットフォーム、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から入手できるＥndura(登録商標)プラットフォームへ集積することができる。そのような処理プラットフォームは、真空を破壊せずにいくつかの処理動作を行うことができる。Ｅndura(登録商標)プラットフォームの詳細は、１９９９年１１月３０日出願の“集積モジュラ処理プラットフォーム”と称する共同譲渡された米国特許出願第０９/４５１,６２８号に記載されており、この開示内容は本明細書に援用されている。
[00115]図６は、マルチチャンバ処理システム６００を示す概略平面図である。システム６００は、システム６００へ、また、システム６００から基板の搬送する１つ以上のロードロックチャンバ６０２、６０４を含むことができる。典型的には、システム６００は減圧下であるので、ロードロックチャンバ６０２、６０４はシステム６００へ導入される基板を“ポンプダウン”させることができる。第一ロボット６１０は、ロードロックチャンバ６０２、６０４と１つ以上の基板処理チャンバ６１２、６１４、６１６、６１８（四つは示されている）の第一セット間の基板を搬送させることができる。各処理チャンバ６１２、６１４、６１６、６１８は、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、予備洗浄、脱ガス、配向、多野基板処理に加えて本明細書に記載されるドライエッチングプロセスを含む多くの基板処理動作を行うために供給することができる。
[00116]第一ロボット６１０は、また、１つ以上の搬送チャンバ６２２、６２４へ/から基板を搬送させることができる。搬送チャンバ６２２、６２４は、基板をシステム６００内に搬送させつつ超高真空条件を維持するために使用し得る。第二ロボット６３０は、搬送チャンバ６２２、６２４と１つ以上の処理チャンバ６３２、６３４、６３６、６３８の第二セット間に基板を搬送させることができる。処理チャンバ６１２、６１４、６１６、６１８と同様に、処理チャンバ６３２、６３４、６３６、６３８は、例えば、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、予備洗浄、脱ガス、配向、多野基板処理に加えて本明細書に記載されるドライエッチングプロセスを含む多くの基板処理動作を行うために供給することができる。基板処理チャンバ６１２、６１４、６１６、６１８、６３２、６３４、６３６、６３８のいずれも、システム６００によって行われるべき具体的なプロセスに必要がない場合には、システム６００から除去することができる。
[00117]図５Ａ-図５ＨのＭＯＳＦＥＴ構造を形成するための説明的マルチ処理システム６００は、上記の２つの処理チャンバと、金属５００を堆積する２つの物理気相堆積チャンバと、任意のキャップ層（図示せず）を堆積させる２つの物理気相堆積チャンバとを含むことができる。図６に示される基板処理チャンバ６１２、６１４、６１６、６１８、６３２、６３４、６３６、６３８のいずれか１つは、ＰＶＤチャンバ及び/又は処理チャンバ１００である。
[00118]上記のプロセスシーケンスはＭＯＳＦＥＴデバイス製造に関して説明してきたが、本明細書に記載されるドライエッチングプロセスも、他の金属シリサイド層、例えば、タングステン、タンタル、モリブデンのシリサイドを持つ他の半導体構造及びデバイスを形成するため用いることができる。洗浄プロセスは、例えば、アルミニウム、銅、コバルト、ニッケル、シリコン、チタン、パラジウム、ハフニウム、ボロン、タングステン、タンタル、又はその混合物を含む異なる金属の層を堆積する前に用いることもできる。
[00119]前述の考察をより良く理解するために、次に限定しない実施例を示す。実施例は個々の実施形態に関するものであるが、実施例はある個々の点で本発明を制限するものとして解釈されるべきでない。
実施例：
[00120]エッチング中、２ｓｃｃｍのＮＦ3、１０ｓｃｃｍのＮＨ3、２,５００ｓｃｃｍのアルゴンのガス混合物をチャンバへ導入した。ガス混合物のプラズマを１００ワットの電力を用いて点火した。底面のパージは１,５００ｓｃｃｍのアルゴン、エッジのパージは５０ｓｃｃｍのアルゴンであった。チャンバ圧を約６Ｔｏｒｒで維持し、基板温度は約２２℃であった。基板を１２０秒間エッチングした。
[00121]次のアニール処理中、間隔は７５０ミルであり、リッド温度は１２０℃であった。基板を約６０秒間アニールした。約５０オングストロームの物質を基板表面から除去した。アニール効果は観察されなかった。エッチング速度は、約０.４６オングストローム/秒（２８オングストローム/分）であった。観察されたエッチングの均一性は、５０オングストロームエッチングに対して約５％であった。
[00122]特にことわらない限り、明細書と特許請求の範囲に用いられる成分、性質、反応条件などの量を表す数字は全て近似値として理解されるべきである。これらの近似値は、本発明によって得られるよう探求された所望の性質と、測定誤差に基づき、少なくとも報告された有効数字の数や通常の丸める手法を適用することにより解釈されなければならない。更に、温度、圧力、間隔、モル比、流量などを含む本明細書に表された量のいずれもが、所望されるエッチング選択性とパーティクル性能を達成させるために更に最適化され得る。
[00123]前述は本発明の実施形態に関するが、本発明の更に多くの実施形態を基本的な範囲から逸脱することなく講じることができ、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によって決定される。
図１Ａは、加熱、冷却、エッチングのための処理チャンバを示す部分断面図である。 図１Ｂは、図１Ａの処理チャンバ内に配置されたライナを示す拡大概略図である。 図２Ａは、図１Ａに示されたチャンバ本体の上端に配置され得るリッドアセンブリを示す拡大断面図である。 図２Ｂは、図２Ａのガス分配プレートを示す拡大概略図である。 図２Ｃは、図２Ａのガス分配プレートを示す拡大概略図である。 図３Ａは、図１Ａのチャンバ本体１１２内に少なくとも一部が配置されている支持アセンブリを示す部分断面図である。 図３Ｂは、図３Ａの支持部材３００を示す拡大された部分断面図である。 図４Ａは、他のリッドアセンブリ４００を示す概略断面図である。 図４Ｂは、図４Ａの上部電極の拡大部分概略断面図である。 図４Ｃは、図４Ａのリッドアセンブリ４００を用いた処理チャンバ１００を示す部分断面図である。 図５Ａは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 図５Ｂは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 図５Ｃは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 図５Ｄは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 図５Ｅは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 図５Ｆは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 図５Ｇは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 図５Ｈは、ＭＯＳＦＥＴ構造のような活性電子デバイスを形成するための製造シーケンスを示す概略断面図を示す。 複数の処理動作を行うように適合された例示的なマルチチャンバ処理システムの概略図である。
符号の説明
１００…処理チャンバ、１１２…チャンバ本体、１１３…チャネル、１２５…真空ポンプ、１２７…スロットルバルブ、１２９…ポンプチャネル、１３１…真空ポート、１３３…ライナ、１３５…アパーチャ、１４０…処理ゾーン、１６０…スリットバルブ開口部、２００…リッドアセンブリ、２０２…流体チャネル、２１０…リッドリム、２２０…ガス分配アセンブリ、２２１…ボルト、２２２…環状取り付けフランジ、２２３…ガス注入口、２２４…Ｏリング型シール、２２５…分配プレート、２３０…ブロッカーアセンブリ、２３３…第一ブロッカープレート、２３３Ａ…経路、２３５…第二ブロッカープレート、２４０…電極、２４１…イソレータフィラーリング、２４３…環状絶縁体２５０…上プレート、２７０…加熱素子、２７２…熱電対、３００…支持アセンブリ、３０５…エッジリング、３１０…支持部材、３１１…取外し可能な上プレート、３１２…ホール、３１３…真空コンジット、３１４…シャフト、３１６…グルーブ、３２３…ボア、３２５…リフトピン、３３０…リフトメカニズム、３３４…パージガスチャネル、３３５…コンジット、３６０…流体チャネル、３６１…熱伝達コンジット、４００…リッドアセンブリ、４１０…第一電極、４１２…ガス注入口、４１５…電源、４２０…拡張部分、４２５…プラズマキャビティ、４３０…内径、４４０…イソレータリング、４５０…第二電極、４６０…上プレート、４６２…溝部分、４６３…Ｏリング、４６５…アパーチャ、４７０…分配プレート、４７２…取り付けフランジ、４７４…経路、４８０…ブロッカープレート、４８５…アパーチャ、４９０…リッドリム、５２５…基板、５４５…フィールドオキシドバリヤ、５５０…ゲートオキシド薄層、５５５…ポリシリコンゲート電極、５７０Ａ…ソース、５７０Ｂ…ドレイン、５７５…窒化シリコン層、５８０…スペーサ、５９０…金属層、５９５…コンタクト、６００…マルチチャンバ処理システム、６０２…ロードロックチャンバ、６０４…ロードロックチャンバ、６１０…ロボット、６１２、６１４、６１６、６１８…処理チャンバ、６２２、６２４…トランスファチャンバ、６３０…ロボット、６３２、６３４、６３６、６３８…処理チャンバ。

Claims (17)

  1. 基板表面から未変性酸化物を除去するための処理チャンバであって、
    チャンバ本体と、
    該チャンバ本体内に少なくとも一部が配置され且つその上に基板を支持するように適合された支持アセンブリであって、該支持アセンブリが、その中に少なくとも一部が形成され且つ該基板を冷却することができる１つ以上の流体チャネルを含んでいる、前記支持アセンブリと、
    該チャンバ本体の上面上に配置されたリッドアセンブリであって、該リッドアセンブリが、その間にプラズマキャビティを画成している第一電極と第二電極を備え、前記該第一電極が電源に接続されており、前記第二電極が接地されており、該第二電極が、該第二電極の温度を制御するための電源に結合した加熱素子を含み、該基板を対流的に加熱するように適合されている、前記リッドアセンブリと、
    を備えている、前記チャンバ。
  2. 該支持アセンブリが、該基板本体内で垂直に移動して該基板を該第二電極に接近した加熱位置に置き且つ該基板を該第二電極から取り出されたエッチング位置に置くように適合されている、請求項１記載のチャンバ。
  3. 該支持アセンブリが、その上に該基板を支持するように適合された受容面を備え、該受容面がリフトメカニズムに結合したシャフトの上に配置されている、請求項１記載のチャンバ。
  4. 該リフトメカニズムが、該チャンバ本体内に垂直に該受容面を移動させて該基板を該第二電極に近接した加熱位置に置き且つ該基板を第二電極から取り出されたエッチング位置に置くように適用されている、請求項３記載のチャンバ。
  5. 該支持アセンブリが、その第一端に該受容面と流体で連通している１つ以上のガス通路と、その第二端にパージガス供給源又は真空供給源とを備えている、請求項３記載のチャンバ。
  6. 該シャフトが、１種以上の流体を該ガス通路に分配するように適合された１つ以上の埋め込みガスコンジットを備えている、請求項５記載のチャンバ。
  7. １つ以上の該流体チャネルが、該受容面の下の該支持アセンブリ内に配置されている、請求項１記載のチャンバ。
  8. １つ以上の該流体チャネルが該受容面の下の該支持アセンブリ内に配置され、該シャフトが該流体チャネルと流体で連通している１つ以上の埋め込みコンジットを備えている、請求項３記載のチャンバ。
  9. １つ以上の該埋め込みコンジットが加熱媒体を１つ以上の該流体チャネルに分配するように適合されている、請求項８記載のチャンバ。
  10. １つ以上の該埋め込みコンジットが、冷却剤を１つ以上の該流体チャネルに分配するように適合されている、請求項８記載のチャンバ。
  11. 該第二電極がシャワヘッドに結合したブロッカーアセンブリを備えている、請求項１記載のチャンバ。
  12. 該ブロッカーアセンブリと該シャワヘッド各々が、複数のアパーチャを備え、ガスを該チャンバ本体へ一様に分布させるように協働する請求項１１記載のチャンバ。
  13. 該プラズマキャビティが、該リッドアセンブリ内に反応性ガスのプラズマを含有するように適合されている、請求項１記載のチャンバ。
  14. 該電源が、高周波源、マイクロ波源、又は直流源である、請求項１記載のチャンバ。
  15. 基板表面から未変性酸化物をエッチングする方法であって、
    処理チャンバ内に処理すべき基板を装填するステップであって、該チャンバが
    チャンバ本体と、
    該チャンバ本体内に少なくとも一部が配置され且つその上に基板を支持するように適合された支持アセンブリであって、該支持アセンブリが、該基板を冷却することができるその中に少なくとも一部が形成された１つ以上の流体チャネルを含んでいる、前記支持アセンブリと、
    該チャンバ本体の上面上に配置されたリッドアセンブリであって、該リッドアセンブリが、その間にプラズマキャビティを画成している第一電極と第二電極を備え、前記第一電極が電源に接続されており、前記第二電極が接地されており、該第二電極が、該第二電極の温度を制御するための電源に結合した加熱素子を含み、該基板を対流的に加熱するように適合されている、前記リッドアセンブリと、
    を備えている、前記ステップと、
    該プラズマキャビティ内で反応性ガスプラズマを生成させるステップと、
    該支持アセンブリの１つ以上の該流体チャネルを通って熱伝達媒体を流すことにより該基板を冷却させるステップと、
    該第二電極を通って該基板表面に該反応性ガスを流すステップと、
    該反応性ガスで該基板表面をエッチングさせるステップと、
    加熱素子にそれと接触させて電力を加えることにより該第二電極を加熱するステップと、
    加熱した該第二電極に密接に近接して該支持アセンブリを配置することにより加熱した該第二電極を用いて該基板を加熱するステップと、
    を含む、前記方法。
  16. 該基板を冷却するステップが、基板温度を室温より低い温度に維持する工程を含んでいる、請求項１５記載の方法。
  17. 該基板を加熱するステップが、該基板温度を７５℃より高い温度に維持する工程を含んでいる、請求項１５記載の方法。
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