特許 5710591 プロセスチャンバ壁上にシリコンコーティングを使用した残留フッ素ラジカルの除去の促進

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5710591

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年4月30日

(54)【発明の名称】プロセスチャンバ壁上にシリコンコーティングを使用した残留フッ素ラジカルの除去の促進

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/265 20060101AFI20150409BHJP

   H01L 21/22 20060101ALI20150409BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20150409BHJP

   C23C 16/42 20060101ALI20150409BHJP

   C23C 16/50 20060101ALI20150409BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20150409BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/265 F

   H01L21/22 E

   C23C16/44 Z

   C23C16/42

   C23C16/50

   !H05H1/46 L

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-506092(P2012-506092)

(86)(22)【出願日】2010年4月12日

(65)【公表番号】特表2012-524410(P2012-524410A)

(43)【公表日】2012年10月11日

(86)【国際出願番号】US2010030700

(87)【国際公開番号】WO2010123707

(87)【国際公開日】20101028

【審査請求日】2013年4月9日

(31)【優先権主張番号】61/170,879

(32)【優先日】2009年4月20日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/758,167

(32)【優先日】2010年4月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】チェ， ドンウォン

(72)【発明者】

【氏名】リー， ドン ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】プーン， ツェ

(72)【発明者】

【氏名】ヴェライカル， マーノィ

(72)【発明者】

【氏名】ポルシュネフ， ピーター

(72)【発明者】

【氏名】フォード， マジード

【審査官】 柴山 将隆

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００７−５３８４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２５５６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１４６５１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６１−０３４９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８６７７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２６５

Ｃ２３Ｃ １６／４２

Ｃ２３Ｃ １６／４４

Ｃ２３Ｃ １６／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／２２

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理するための装置であって、
内部容積を画定するチャンバ本体を有するプロセスチャンバであり、前記内部容積の内部でフッ素系のプラズマ処理をするように構成されている、前記プロセスチャンバと、
前記チャンバ本体の内表面上に配置されたシリコン含有コーティングであり、シリコンおよび酸素を含む第１の層と、前記第１の層を覆って配置された第２の層とを備え、前記第２の層が少なくとも３５原子パーセントのシリコン（Ｓｉ）であるシリコン含有コーティングとを備え、
前記第２の層が、前記第２の層の外側表面近くの前記第２の層中の酸素の第２の濃度よりも高い前記第１の層と前記第２の層との界面近傍の酸素の第１の濃度をさらに含む、装置。

【請求項2】

前記シリコン含有コーティングが、前記内部容積を画定する前記チャンバ本体の表面を実質的に覆っている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記シリコン含有コーティングの少なくとも外側部分が基本的にシリコンから成る、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記シリコン含有コーティングが、
前記第１の層と前記第２の層との間に配置され、シリコンを含む第３の層と、
前記第３の層と前記第２の層との間に配置され、シリコンおよび酸素を含む第４の層と
をさらに備えている、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記第２の層の前記外側表面近くの酸素の前記濃度が実質的にゼロである、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記シリコン含有コーティングが、ホウ素、ヒ素、ゲルマニウム、炭素、窒素、およびリンのうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

プロセスチャンバ内でシリコン含有コーティングを形成するための方法であって、
前記プロセスチャンバの内部容積へシリコン含有ガスおよび酸素含有ガスを含む第１のプロセスガスを供給することであり、前記プロセスチャンバが前記内部容積の内部でフッ素系のプラズマ処理をするように構成されている、前記供給することと、
第１の層および第２の層を備えるシリコン含有コーティングを形成することであり、前記第１の層がシリコンおよび酸素を含み、前記第１の層が少なくとも部分的に前記第１のプロセスガスから前記プロセスチャンバの内表面上の少なくとも一部の上に形成され、前記第２の層が前記第１の層を覆って形成され、前記第２の層が少なくとも３５原子パーセントのシリコンである、前記形成することと、
を含む方法。

【請求項8】

前記シリコン含有コーティングが、シリコンを含む第３の層と、シリコンおよび酸素を含む第４の層とをさらに含み、
前記方法が、
前記第１の層と前記第２の層との間に前記第３の層を形成することと、
前記第３の層と前記第２の層との間に前記第４の層を形成することと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第２の層が酸素をさらに含み、前記第１の層と前記第２の層との界面近傍の前記第２の層中の酸素の第１の濃度が、前記第２の層の外側表面近くの前記第２の層中の酸素の第２の濃度よりも高い、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記プロセスチャンバ内に基板を設置することと、
前記プロセスチャンバへフッ素含有ガスプラズマ前駆物質を供給することと、
前記フッ素含有ガスから前記プロセスチャンバ内にプラズマを形成することと、
前記プラズマを用いて前記基板を処理することと
をさらに含む、請求項７ないし９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記第１のプロセスガスが、ホウ素、ヒ素、ゲルマニウム、炭素、窒素、およびリンのうちの少なくとも１つをさらに含み、かつ前記フッ素含有ガスが、ホウ素、ヒ素、ゲルマニウム、炭素、窒素、およびリンのうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一般に半導体基板処理に関する。

【背景技術】

【0002】

相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術が、集積回路において広く使用されている。ＣＭＯＳデバイス製造中に通常使用される基板処理方法は、例えば、プラズマドーピングプロセスにおいて、フッ素系プラズマ前駆物質の使用を必要とする。しかしながら、プラズマドーピングプロセス中に分解した過剰なフッ素ラジカルは、下地基板の上の、下部ＣＭＯＳ構造を激しく腐食し、重大なプロセスインテグレーション問題やデバイス性能劣化などをもたらす。

【0003】

したがって、フッ素系プラズマ基板プロセスにおいて過剰なフッ素ラジカルを減少させるための方法および装置の改良が求められている。

【発明の概要】

【0004】

本明細書では、基板を処理するための方法および装置が提供される。いくつかの実施形態では、基板処理のための装置は、内部容積を画定するチャンバ本体を有するプロセスチャンバと、チャンバ本体の内表面上に配置されたシリコン含有コーティングであって、外側表面が少なくとも３５原子パーセントのシリコン（Ｓｉ）であるシリコン含有コーティングとを含む。プロセスチャンバは、基板処理用の任意の適切なプロセスチャンバとすることができる。本装置は、プラズマを形成するように構成されたプロセスチャンバを含むことができる。形成されるプラズマはフッ素系でよい。

【0005】

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ内にシリコン含有コーティングを形成するための方法は、プロセスチャンバの内部容積へシリコン含有ガスを含む第１のプロセスガスを供給することと、プロセスチャンバの内表面上に、外側表面が少なくとも３５パーセントのシリコンであるシリコン含有コーティングを形成することとを含む。

【0006】

いくつかの実施形態では、シリコン含有コーティングは、シリコンから成るか、または基本的にシリコンから成る。いくつかの実施形態では、シリコン含有コーティングは、シリコンおよび酸素（Ｏ_２）の層と、シリコンの層とを交互に含むことができる。いくつかの実施形態では、コーティングは、一方の表面上に配置されたシリコンおよび酸素表面を有することができ、酸素濃度がコーティング全体にわたって徐々に減少させることにより、本質的にシリコンの、またはシリコンリッチの反対側表面が得られる。

【0007】

したがって、本発明の上記フィーチャを詳細に理解することができるように、添付図面に一部が示されている実施形態を参照することにより、上記に要約されている本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を示しているにすぎず、本発明の範囲を限定するものではないので、本発明には他の同様に有効な実施形態が可能であることに注意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明のいくつかの実施形態による、半導体基板を処理するのに適した装置の図である。

【図2】Ａ〜Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、プロセスチャンバの内表面上に配置されたシリコン含有コーティングの実施形態の図である。

【図3】本発明のいくつかの実施形態によって基板を処理するための方法の図である。

【図4】本発明のいくつかの実施形態によってプロセスチャンバの内表面上にシリコン含有コーティング形成するための方法の図である。

【図5】本発明のいくつかの実施形態によってプロセスチャンバの内表面上にシリコン含有コーティング形成するための方法の図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

理解を容易にするために、可能である場合には、複数の図に共通な同一の要素を示すために、同一の参照番号を使用している。図は、原寸に比例して示されておらず、見やすくするために簡潔化する場合がある。一実施形態の要素および特徴は、さらなる説明なしに別の実施形態に有利に組み込むことができることが意図されている。

【0010】

本発明の実施形態は、一般に、フッ素系プラズマ基板処理のための装置および方法に関する。いくつかの実施形態では、チャンバ内に存在する残留フッ素ラジカルを有利に減少させるために、シリコンコーティングまたはシリコンリッチコーティングを有するプロセスチャンバを設ける。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバの内表面上にコーティングを形成するための方法が提供される。いくつかの実施形態では、プラズマドーピングのための方法が本明細書において提供される。本発明は、プロセスチャンバ内の残留フッ素ラジカルを除くことで基板の腐食を軽減することによって、基板処理を有利に改善することができる。

【0011】

本発明の実施形態は、プロセスチャンバ内に過剰な望ましくないフッ素ラジカルをもたらすプラズマドーピングプロセス、または他の何らかのそのようなプロセス用に構成されたプロセスチャンバのような、任意の適切なプロセスチャンバ内に組み込むことができる。非限定的な実施例として、そのような適切な１のシステムは、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＰ３ｉ反応装置である。そのような適切な反応装置およびその動作の方法は、本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書中に組み込まれている米国特許第７１６６５２４号に公表されている。

【実施例】

【0012】

本発明のいくつかの実施形態による基板を修正および処理するのに適したシステムの一実施例を、トロイダル源プラズマ浸漬型イオン注入装置１００を図示する図１に関連して下記に説明する。図１を参照すると、トロイダル源プラズマ浸漬型イオン注入装置１００は、円柱状側壁１０４および円盤形状をした天井１０６によって画定される円柱状プロセスチャンバ１０２を有する。プロセスチャンバの床面の位置にある基板支持部１０８は、処理される基板１１０を支持する。天井１０６上のガス分配プレートまたはシャワーヘッド１１２は、ガス分配パネル１１６からそのガスマニホールド１１４内にプロセスガスを受け取り、ガス分配パネルのガス出力は、１または複数の個々のガス供給部１１８からのガスのうちの任意の１つまたは混合物とすることができる。真空ポンプ１２０は、基板支持部１０８と側壁１０４との間に画定されたポンピングアニュラス１２２に連結される。処理領域１２４が、基板１１０とガス分配プレート１１２との間に画定される。

【0013】

本発明によって、円柱状側壁１０４の内表面１５６をシリコン含有コーティング１５４でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、シリコン含有コーティングは、チャンバ本体の内表面１５６（例えば、内部容積を画定するチャンバ本体の表面）を実質的に覆う。いくつかの実施形態では、下記に説明するように、シリコン含有コーティング１５４を、プラズマドーピングプロセス中に、またはこのようなプロセスの直前に堆積することができる。シリコン含有コーティング１５４は、１または複数の層を含むことができ、完全にシリコンであるか、基本的にシリコン（例えば、約９５パーセント以上のシリコン）から構成されるか、またはシリコンリッチ（例えば、約３５パーセント原子以上のシリコン）である（例えば、プロセスチャンバの室内に面し露出した）外側表面または部分を有する。（従来の酸化シリコンコーティングと比較して）約３５パーセント以上のシリコンであるコーティングを設けることは、フッ素除去の促進を容易にすることができ、これによって処理中に下にあるシリコンデバイス構造の腐食を減少させることができる。

【0014】

いくつかの実施形態では、図２Ａに図示したように、シリコン含有コーティング１５４は、シリコンからなるか、基本的にシリコンからなるか、またはシリコンリッチの組成を有する単一層とすることができる。例えば、シリコン含有コーティング１５４は、約３５パーセント以上のシリコン組成を有することができる。

【0015】

いくつかの実施形態では、図２Ｂに図示したように、シリコン含有コーティング１５４は、シリコンか、基本的にシリコンか、または上に論じたような（例えば、約３５パーセント以上のシリコン組成を有する）シリコンリッチである外側表面２０４または部分と、シリコンおよび酸素（例えば、ＳｉＯ_Ｘ）を含む内側表面２０２または部分とを有する単一層とすることができる。内側表面２０２は、円柱状側壁１０４の内表面１５６（または、例えば、図２Ｃに関連して下記に論じるような、円柱状側壁１０４の内表面１５６上に形成した層）に隣接して配置する。外側表面２０４に向かってコーティング全体にわたって酸素濃度を徐々に減少させることにより、約３５パーセント以上のシリコン組成を有する反対側の外側表面２０４が得られる。酸化シリコン（ＳｉＯ_Ｘ）であるシリコン含有コーティング１５４の内側表面を設けることにより、円柱状側壁１０４の内表面１５６へのシリコン含有コーティング１５４の付着力を容易に増大させることができ、これによって、処理中の微粒子形成が低減される。シリコン含有層１５４内のシリコンの濃度の変化率は、直線的、曲線的、連続的、不連続的、またはこれらの組み合わせとすることができる。

【0016】

いくつかの実施形態では、図２Ｃに図示したように、シリコン含有コーティング１５４は、円柱状側壁１０４の内表面１５６上に配置されたシリコンおよび酸素からなる第１の層２０６と、第１の層の最上部に配置されたシリコンの第２の層２０８とを含む２層以上の層とすることができる。シリコンからなる第２の層２０８は、単一層のシリコン含有コーティング１５４に関して上に論じた実施形態のいずれか（例えば、段階的な組成、純粋なシリコン組成、シリコンリッチ組成、基本的にシリコン組成、または一般に約３５パーセント以上のシリコン組成）とすることができる。いくつかの実施形態では、シリコン含有コーティング１５４は、（層２１０により破線で図示されたように）３層以上の層を含むことができ、交互の層は、シリコンおよび酸素の層とシリコンの層とを含み、少なくとも最外層（例えば、処理領域１２４に露出した層）が、単一層のシリコン含有コーティング１５４に関して上に論じた実施形態のうちのいずれかである。

【0017】

上に論じた実施形態のうちのいずれかを含むいくつかの実施形態では、少なくとも最も外側のシリコン含有層は、少なくとも１つのドーパントを含有することができる。このようなドーパントは、ホウ素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、またはその他を含むことができる。シリコン含有コーティング１５４の最外表面（または部分）へのドーパントの添加は、処理中のフッ素の除去をさらに容易にすることができる。いくつかの実施形態では、シリコン含有コーティング１５４中に与えられたドーパントを、下記により詳細に論じるように、処理中にフッ素前駆物質ガス中で利用する同じ元素とすることができる。

【0018】

再度図１を参照する。１対の外部凹形導管１２６、１２８が、処理領域１２４を通過するプラズマ電流用の凹形トロイダル経路を作っており、トロイダル経路が処理領域１２４内で交差している。導管１２６、１２８の各々は、プロセスチャンバの両側に連結された１対の端部１３０を有する。各導管１２６、１２８は中空の導電性管である。各導管１２６、１２８は、導管の２つの端部間の閉ループ導電性経路の形成を防止するＤＣ絶縁リング１３２を有している。

【0019】

各導管１２６、１２８の環状部分は、環状磁気コア１３４によって囲まれる。コア１３４を囲む励起コイル１３６は、インピーダンス整合デバイス１４０を介してＲＦ電源１３８に接続される。環状磁気コア１３４のうちのそれぞれ１つに接続された２つのＲＦ電源１３８は、２つのわずかに異なる周波数のものとすることができる。ＲＦ電源１３８から接続されたＲＦ電力は、それぞれの導管１２６、１２８を通り処理領域１２４を通って延びる閉トロイダル経路内に、プラズマイオン電流を生成する。これらのイオン電流は、それぞれのＲＦ電源１３８の周波数で振動する。電力は、インピーダンス整合回路１４４またはＤＣ電源１５０を介して、ＲＦバイアス発電装置１４２によって基板支持部１０８に印加される。

【0020】

プラズマ形成と、それに続く基板処理は、ガス分配プレート１１２を介してプロセスチャンバ３２４中へとあるプロセスガスまたはプロセスガスの混合物を導入し、導管内および処理領域１２４内にトロイダルプラズマ電流を作り出すために十分な電源電力を発電装置１３８から凹形導管１２６、１２８に与えることによって実行される。ＲＦバイアス発電装置１４２によって印加される基板バイアス電圧によって、基板表面近くのプラズマフラックスが決定される。ＲＦ電源発電装置１３８によって与えられるＲＦ電力のレベルによって制御されるプラズマ密度によって、プラズマ速度またはフラックス（毎秒１平方ｃｍ当たりの基板表面に接触するイオンの数）が決定される。基板１１０の位置での累積イオンドーズ量（イオン／平方ｃｍ）は、フラックスおよびフラックスを維持する全時間の両者によって決定される。

【0021】

基板支持部１０８が静電チャックである場合には、基板支持部の絶縁プレート１４８内部に埋込み電極１４６を設け、埋込み電極１４６を、インピーダンス整合回路１４４またはＤＣ電源１５０を介してＲＦバイアス発電装置１４２に接続する。

【0022】

動作中には、基板１１０を処理するために、反応装置１００内部のプロセスガスからプラズマを発生させることができる。上に説明したように導管１２６、１２８内におよび処理領域１２４内にプラズマイオン電流を作り出すために、発電装置１３８から凹形導管１２６、１２８に十分な電源電力を与えることによって、処理領域１２４内にプラズマが形成される。いくつかの実施形態では、基板表面へのイオンのフラックスを制御するために、ＲＦバイアス発電装置１４２によって送達される基板バイアス電圧を調節することができる。いくつかの実施形態では、バイアス電力を与えない。

【0023】

図３は、本発明のいくつかの実施形態によって基板を処理するための方法を図示する。図３の方法は、図１に説明した装置を参照して理解することができる。方法３００は、一般に、３０２において、シリコン系コーティング１５４をプロセスチャンバの内表面１５６上に形成することにより開始される。シリコン系コーティング１５４は、上に説明した実施形態のうちのいずれかとすることができ、様々な方法で形成することができる。

【0024】

例えば、図４に図示したように、シリコン系コーティングを形成するための方法４００が提供され、この方法は、４０２において、シリコン含有ガスを含む第１のプロセスガスをプロセスチャンバ１０２に供給することにより開始される。いくつかの実施形態では、シリコン含有ガスは、シラン（ＳｉＨ_４）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ガス流を強めプラズマ着火を容易にするために、第１のプロセスガスは、アルゴン、ヘリウム、またはその他の不活性ガスをさらに含むことができる。第１のプロセスガスは、約１０から約５００ｓｃｃｍの流量でチャンバ１０２に供給することができる。

【0025】

次いで、４０４では、シリコン含有コーティング１５４を、プロセスチャンバ１０２の内表面１５６上に形成する。シリコン含有コーティングは、４０２において、プロセスチャンバ１０２の内表面１５６上に供給されるシリコン含有ガスの化学気相堆積によって形成することができる。いくつかの実施形態では、例えば、シリコン含有ガスを供給しながら、プロセスチャンバ１０２を、約５〜約３００ｍＴｏｒｒの間の圧力で摂氏約０〜約６５度の間の温度に維持することができる。いくつかの実施形態では、プロセスガスからのプラズマの着火を容易にするために、およびコーティングの緻密化のために、ＲＦ電力を与えることができる。例えば、約２００から約１０００Ｗの間のＲＦ電源電力および、任意選択で、約５００ＷまでのＲＦバイアス電力を与えることができる。このプロセスによって形成されるシリコン含有コーティング１５４は、少なくとも約３５パーセントシリコンの組成を有することができる。約５００オングストロームから約１０μｍの間の厚さにシリコン含有コーティング１５４を堆積させるために十分な時間にわたって、第１のプロセスガスを供給することができ、堆積プロセスを継続することができる。

【0026】

いくつかの実施形態では、図５に図示したように、シリコン含有コーティング１５４が、シリコンおよび酸素を含む第１の層（または部分）と、第１の層よりも高いシリコン組成を有する第２の層（または部分）とを含む、シリコン系コーティングを形成するための方法５００が提供される。方法５００は、一般に、５０２において、シリコン含有ガスと酸素含有ガスとを含む第１のプロセスガスをプロセスチャンバ１０２に供給することにより開始される。シリコン含有ガスは、図４に関連して上に論じたガスのうちのいずれかとすることができる。例えば、適切な酸素含有ガスは酸素（Ｏ_２）である。いくつかの実施形態では、シリコン含有ガスはシラン（ＳｉＨ_４）を含むことができ、酸素含有ガスは酸素（Ｏ_２）を含むことができる。第１のプロセスガスは、約１０から約５００ｓｃｃｍの間の全流量でチャンバ１０２に供給することができる。シリコン含有ガスが酸素含有ガスとは異なる実施形態では、シリコン含有ガスと酸素含有ガスとは、約１０：１から約１：１０の間のシリコン含有ガス対酸素含有ガスの流量比で供給することができる。いくつかの実施形態では、シリコン含有ガスおよび酸素含有ガスの各々の流量を、約３０から約３００ｓｃｃｍの間とすることができる。

【0027】

次に、５０４において、シリコンおよび酸素を含むシリコン含有コーティング１５４の第１の部分を、プロセスチャンバ１０２の内表面１５６上に形成する。第１の部分は、５０２において、プロセスチャンバ１０２の内表面１５６上に供給されるシリコン含有ガスの化学気相堆積によって形成することができる。いくつかの実施形態では、例えば、第１のプロセスガスを供給しながら、プロセスチャンバ１０２を、約５〜約３００ｍＴｏｒｒの間の圧力で摂氏約０〜約６５度の間の温度に維持することができる。いくつかの実施形態では、プロセスガスからのプラズマの着火を容易にするために、およびＳｉコーティングの緻密化のために、ＲＦ電力を与えることができる。例えば、約２００から約１０００Ｗの間のＲＦ電源電力と、任意選択で、約５００ＷまでのＲＦバイアス電力を与えることができる。このプロセスによって形成したシリコン含有コーティング１５４の第１の部分は、酸化シリコン（ＳｉＯ_Ｘ）の組成を有することができる。シリコンおよび酸素を含むシリコン含有コーティング１５４の第１の部分または層を約５００オングストロームから約１０μｍの間の厚さに堆積させるために、十分な時間にわたり、第１のプロセスガスを供給することができ、堆積プロセスを継続することができる。

【0028】

次に、５０６では、プロセスチャンバ１０２への酸素含有ガスの流れを減少させることができる（酸素含有ガスの流れを終わらせることによることを含む）。いくつかの実施形態では、第１のプロセスガス中のシリコン含有ガスの流れを維持したままで、酸素含有ガスの流れを減少させることができる。いくつかの実施形態では、第１のプロセスガスの流れを停止することができ、（上に論じたものと同様な）シリコン含有ガスを含む第２のプロセスガスを、プロセスチャンバ１０２へ供給することができる。第２のプロセスガス中のシリコン含有ガスは、第１のプロセスガス中のシリコン含有ガスと同じことも異なることもある。いくつかの実施形態では、第２のプロセスガス中のシリコン含有ガスは、第１のプロセスガス中のシリコン含有ガスと同じである。

【0029】

酸素含有ガスの流れは、（所望の減少率でなど）徐々にまたは周期的に減少させることができ、結果として酸素含有ガスの流れを完全に終結させることがある。いくつかの実施形態では、シリコン含有ガス対酸素含有ガスの流量比を、約３：２と約６：１の間の初期流量比から、約１０：１からほぼ純シリコン含有ガスの間の終了流量比へと減少させることができる。いくつかの実施形態では、シリコン含有ガス対酸素含有ガスについての（実際のｓｃｃｍでの）初期流量比を、約３００：２００と約３００：５０の間から、約３００：３０から約３００：０の間の終了流量比までとすることができる。

【0030】

次に、５０８では、シリコン系コーティング（例えば、外側部分２０４または第２の層２０８）を、例えば、上に論じたものと同じ温度および圧力条件で化学気相堆積によってシリコンおよび酸素系コーティング（例えば、内側部分２０２または第１の層２０６）の最上部に形成することができる。酸素含有ガスの流量の減少により、シリコン含有コーティング１５４のシリコン含有量が容易に増加し、その結果、少なくとも約３５パーセントシリコンの組成を有するシリコン含有コーティング１５４の第２の部分（または層）を堆積させることができる。シリコンを含むシリコン含有コーティング１５４の第２の部分または層を約５００オングストロームから約１０μｍの間の厚さに堆積させるために十分な時間にわたり、第２のプロセスガスを供給することができ、堆積プロセスを継続することができる。

【0031】

いくつかの実施形態では、シリコンおよび酸素を含む第１の部分と、さらに高いシリコン濃度を有する第２の部分とが、シリコン含有コーティング１５４を一緒に形成する（例えば、図２Ｂ参照）。いくつかの実施形態では、シリコンおよび酸素を含む第１の層と、さらに高いシリコン濃度を有する第２の層とが、シリコン含有コーティング１５４を一緒に形成する（例えば、図２Ｃ参照）。いくつかの実施形態では、シリコン含有コーティング１５４を形成する任意の所望の量の交互層を形成するために、上記のプロセスを要望通りに繰り返すことができる。例えば、シリコン含有コーティング１５４は、第１の層（または部分）と第２の層（または部分）との間に配置することが可能な１または複数の中間層（または部分）を含むことができる。いくつかの実施形態では、シリコンを含む第３の層を、シリコンおよび酸素を含む第１の層の最上部（例えば、第１の層と第２の層との間）に配置することができ、シリコンおよび酸素を含む第４の層を、第３の層の最上部（例えば、第３の層と第２の層との間）に配置することができる。このようなシリコン含有コーティング１５４は、プロセスチャンバの内表面上に配置されたシリコンおよび酸素を含む第１の層、第１の層の最上部に配置されたシリコンを含む第３の層、第３の層の最上部に配置されたシリコンおよび酸素を含む第４の層、ならびに第４の層の最上部に配置された少なくとも約３５パーセントのシリコンを含む第２の層を含む。上記の層（例えば、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層）を形成することができ、本明細書において論じた同様の層のように任意の組成を有することができる。

【0032】

上に論じたいずれかの実施形態などのいくつかの実施形態では、第１のプロセスガスまたは第２のプロセスガスは、ホウ素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、またはその他のドーパントを与えるためにドーパント含有ガスをやはり含むことができる。ドーパント含有ガスは、シリコン含有ガスと同じでも異なってもよい。適切なドーパント含有ガスの例は、ＢＦ_３、Ｂ_２Ｈ_６、ＡｓＨ_３、ＰＨ_３、ＰＦ_３、ＧｅＨ_４、ＣＦ_４、またはその他とすることができる。シリコン含有ガスがドーパント含有ガスとは別であるいくつかの実施形態では、シリコン含有ガスおよびドーパント含有ガスは、約１０：１から約１：１０の間のシリコン含有ガス対ドーパント含有ガスの流量比で供給することができるか、または、いくつかの実施形態では、ｓｃｃｍで、約３００：３０から約３０：３００までのシリコン含有ガス対ドーパント含有ガスの流量比で供給することができる。いくつかの実施形態では、この方法によって形成したシリコン含有コーティング１５４（または、シリコン含有コーティングの少なくとも外側部分もしくは第２の層）は、１または複数の上記のドーパントの少なくとも１パーセントの組成を有することができる。

【0033】

上に論じたいずれかの実施形態などのいくつかの実施形態では、シリコン含有コーティング１５４を、プラズマエンハンス型ＣＶＤプロセスを用いて形成することができる。上記の化学気相堆積プロセスのうちのいずれかでは、約１０ｍＴｏｒｒから約１００ｍＴｏｒｒの間のプロセスチャンバ圧力を維持しながら、プラズマを形成することができる。いくつかの実施形態では、約１１から約１４ＭＨｚの間の周波数で約１００から約１５００Ｗの間の電源ＲＦ電力を与えることで、プラズマを形成する。

【0034】

前述のものに加えて、シリコン含有コーティング１５４を所望の厚さまで堆積させながら、追加のプロセスパラメータを調整することができる。例えば、いくつかの実施形態では、化学気相堆積プロセスを実行する時間の長さを、所定の処理期間でまたは所望の厚さのシリコン含有コーティング１５４（またはシリコン含有コーティングの一部もしくは層）を堆積した後で、設定することができる。

【0035】

再度図３を参照する。次に、３０４では、基板１１０を処理するためのプラズマ前駆物質として、フッ素含有ガスをプロセスチャンバ１０２へ供給する。いくつかの実施形態では、フッ素含有ガスは、ホウ素、ヒ素、リン、ゲルマニウム、炭素、窒素、またはその他のドーパントを含有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、フッ素含有ガスは、三フッ化ホウ素（ＢＦ_３）、三フッ化リン（ＰＦ_３）、五フッ化リン（ＰＦ_５）、三フッ化ヒ素（ＡｓＦ_３）、五フッ化ヒ素（ＡｓＦ_５）、またはその他を含むことができる。フッ素含有ガスを、約５から約３５０ｓｃｃｍの流量でプロセスチャンバ１０２へ供給することができる。

【0036】

次に、３０６では、基板１１０の処理を容易にするために、プラズマをフッ素含有ガスから形成する。いくつかの実施形態では、約５から約１００ｍＴｏｒｒの間の圧力でプロセスチャンバ１０２を維持しながら、プラズマを形成する。いくつかの実施形態では、約４０ｋＨｚから約１４ＭＨｚの間の周波数で約１００から約３０００ＷのＲＦ電源電力を与えてプラズマを形成する。方法３００は、一般に、基板１１０のプラズマドーピングの終了によって終わり、必要に応じて基板１１０をさらに処理することができる。

【0037】

このように、本明細書では、フッ素系プラズマ基板処理のための装置および方法が提供されている。いくつかの実施形態では、チャンバ内に存在する残留フッ素ラジカルを有利に減少させるために、シリコンコーティングまたはシリコンリッチコーティングを有するプロセスチャンバが提供される。本発明は、プロセスチャンバ内の残留フッ素ラジカルを除いて基板の腐食を軽減することによって、基板処理を有利に改善することができる。

【0038】

上記は本発明の実施形態に向けられているが、本発明の別の実施形態およびさらなる実施形態を、本発明の基本的な範囲から乖離せずに考案することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】