▶ エーエスエム・アイピー・ホールディング・ベー・フェーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024161008
(43)【公開日】2024-11-15
(54)【発明の名称】表面改質のための方法、システム、および装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20241108BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 102
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024074823
(22)【出願日】2024-05-02
(31)【優先権主張番号】63/464,485
(32)【優先日】2023-05-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】519237203
【氏名又は名称】エーエスエム・アイピー・ホールディング・ベー・フェー
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ラージクマール・ジャッカラジュ
(72)【発明者】
【氏名】ポール・マ
(72)【発明者】
【氏名】イ・ジャン
(72)【発明者】
【氏名】ドン・リ
【テーマコード（参考）】
5F004
【Ｆターム（参考）】
5F004AA14
5F004BA03
5F004BB13
5F004BB18
5F004BC03
5F004CA01
5F004CB09
5F004CB12
5F004DA04
5F004DA22
5F004DA23
5F004DA24
5F004DA25
5F004DA26
5F004DB01
5F004DB03
(57)【要約】
【課題】表面改質のための方法、システム、および装置を提供する。
【解決手段】本明細書では、チャンバ内で基板を支持する工程であって、基板が表面を備える、工程と、チャンバ内で、基板の表面を励起種と接触させる工程と、チャンバ内で、基板の表面をエッチャント種と接触させる工程と、上記の工程を実行することに応答して、有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを、基板の表面から除去する工程と、のための、例、方法、システム、および装置が説明される。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】本明細書では、チャンバ内で基板を支持する工程であって、基板が表面を備える、工程と、チャンバ内で、基板の表面を励起種と接触させる工程と、チャンバ内で、基板の表面をエッチャント種と接触させる工程と、上記の工程を実行することに応答して、有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを、基板の表面から除去する工程と、のための、例、方法、システム、および装置が説明される。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、
ａ）チャンバ内で基板を支持する工程であって、前記基板が表面を備える、工程と、
ｂ）前記チャンバ内で、前記基板の前記表面を励起種と接触させる工程と、
ｃ）前記チャンバ内で、前記基板の前記表面をエッチャント種と接触させる工程と、
工程ｂおよびｃを実行することに応答して、有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを、前記基板の前記表面から除去する工程と、を含む、方法。
ａ）チャンバ内で基板を支持する工程であって、前記基板が表面を備える、工程と、
ｂ）前記チャンバ内で、前記基板の前記表面を励起種と接触させる工程と、
ｃ）前記チャンバ内で、前記基板の前記表面をエッチャント種と接触させる工程と、
工程ｂおよびｃを実行することに応答して、有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを、前記基板の前記表面から除去する工程と、を含む、方法。
【請求項2】
前記エッチャント種が、還元種、酸化種、ハロゲン化物、アルコール含有種、酸素含有種、カルコゲン、ホルムアルデヒド、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記励起種が、水素、アルゴン、窒素、フッ素、塩素、もしくは酸素、またはそれらの組み合わせを含むラジカルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記励起種が、水素、アルゴン、ネオン、クリプトン、窒素、ヘリウム、キセノン、ラドン、塩素、フッ素、もしくは酸素、またはそれらの組み合わせを含むイオンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
ｄ）前記チャンバをパージする工程を、さらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
工程ｂを含む第一のサイクルが、第一の期間Ｔ１にわたって実施され、工程ｃを含む第二のサイクルが、第二の期間Ｔ２にわたって実施される、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
Ｔ１がＴ２よりも長い、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記励起種が、前記チャンバと流体連通する遠隔プラズマユニットによって生成される、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
Ｔ２の間、前記遠隔プラズマユニットから前記チャンバ内に正圧で不活性ガスを流すことをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記不活性ガスが、Ｔ２の間、前記第二の期間全体よりも短い時間、前記チャンバ内に流れる、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記不活性ガスのカーテンが、前記第二の期間全体にわたってＴ２の間に前記チャンバ内に流れる、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
基板処理システムであって、
第一の基板を支持するための第一の基板支持体を含む第一の反応チャンバと、
前記第一の反応チャンバと流体連通する第一のプラズマ源と、
前記第一の反応チャンバと流体連通する第一の送達容器と、を備える、基板処理システム。
第一の基板を支持するための第一の基板支持体を含む第一の反応チャンバと、
前記第一の反応チャンバと流体連通する第一のプラズマ源と、
前記第一の反応チャンバと流体連通する第一の送達容器と、を備える、基板処理システム。
【請求項13】
第二の基板を支持するための第二の基板支持体を含む第二の反応チャンバと、
前記第二の反応チャンバと流体連通する第二のプラズマ源と、
前記第二の反応チャンバと流体連通する前記第一の送達容器と、
前記第一の反応チャンバおよび前記第二の反応チャンバと流体連通する第二の送達容器と、をさらに備える、請求項１２に記載の基板処理システム。
前記第二の反応チャンバと流体連通する第二のプラズマ源と、
前記第二の反応チャンバと流体連通する前記第一の送達容器と、
前記第一の反応チャンバおよび前記第二の反応チャンバと流体連通する第二の送達容器と、をさらに備える、請求項１２に記載の基板処理システム。
【請求項14】
前記第一のプラズマ源および前記第二のプラズマ源が、それぞれ第一の遠隔プラズマユニットおよび第二の遠隔プラズマユニットを備え、前記第一の遠隔プラズマユニットおよび前記第二の遠隔プラズマユニットが、前記第一の基板および前記第二の基板と接触するためのラジカルを生成するように構成されている、請求項１３に記載の基板処理システム。
【請求項15】
前記第一の遠隔プラズマユニットと前記第一の反応チャンバとの間に連結された第一の搬送管と、
前記第二の遠隔プラズマユニットと前記第二の反応チャンバとの間に連結された第二の搬送管と、
前記第一の送達容器、前記第一の搬送管および前記第二の搬送管に連結された第一の化学ガスラインと、
前記第二の送達容器、前記第一の搬送管、および前記第二の搬送管に連結された第二の化学ガスラインと、をさらに備える、請求項１４に記載の基板処理システム。
前記第二の遠隔プラズマユニットと前記第二の反応チャンバとの間に連結された第二の搬送管と、
前記第一の送達容器、前記第一の搬送管および前記第二の搬送管に連結された第一の化学ガスラインと、
前記第二の送達容器、前記第一の搬送管、および前記第二の搬送管に連結された第二の化学ガスラインと、をさらに備える、請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項16】
第二の基板支持体を含む第二の反応チャンバと、
前記第二の反応チャンバと流体連通する第一の遠隔プラズマユニットと、
前記第二の反応チャンバと流体連通する前記第一の送達容器と、
前記第一の反応チャンバおよび前記第二の反応チャンバと流体連通する第二の送達容器と、をさらに備える、請求項１２に記載の基板処理システム。
前記第二の反応チャンバと流体連通する第一の遠隔プラズマユニットと、
前記第二の反応チャンバと流体連通する前記第一の送達容器と、
前記第一の反応チャンバおよび前記第二の反応チャンバと流体連通する第二の送達容器と、をさらに備える、請求項１２に記載の基板処理システム。
【請求項17】
前記第一の送達容器が、第一の化学ガスラインを介して前記第一の反応チャンバと流体連通しており、
前記第二の送達容器が、第二の化学ガスラインを介して前記第二の反応チャンバと流体連通している、請求項１６に記載の基板処理システム。
前記第二の送達容器が、第二の化学ガスラインを介して前記第二の反応チャンバと流体連通している、請求項１６に記載の基板処理システム。
【請求項18】
前記第一のプラズマ源が、前記第一の反応チャンバ内にイオンを生成するように構成され、ガス分配装置または前記第一の基板支持体が、前記反応チャンバ内の前記第一の基板の直接プラズマ表面処理のために前記イオンを形成するための電極を備える、請求項１６に記載の基板処理システム。
【請求項19】
基板処理システムであって、
基板を支持するための基板支持体を含む反応チャンバであって、前記基板が表面を備える、反応チャンバと、
前記基板の前記表面を前記チャンバ内の励起種と接触させるように構成された前記反応チャンバと流体連通するプラズマ源と、
前記基板の前記表面を前記チャンバ内のエッチャント種と接触させるように構成された前記反応チャンバと流体連通する送達容器と、
前記基板の前記表面から有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを除去することを制御するために、前記プラズマ源および前記送達容器を制御するように構成されている、前記反応チャンバ、前記プラズマ源、および前記送達容器に連結されたコントローラと、を備える、基板処理システム。
基板を支持するための基板支持体を含む反応チャンバであって、前記基板が表面を備える、反応チャンバと、
前記基板の前記表面を前記チャンバ内の励起種と接触させるように構成された前記反応チャンバと流体連通するプラズマ源と、
前記基板の前記表面を前記チャンバ内のエッチャント種と接触させるように構成された前記反応チャンバと流体連通する送達容器と、
前記基板の前記表面から有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを除去することを制御するために、前記プラズマ源および前記送達容器を制御するように構成されている、前記反応チャンバ、前記プラズマ源、および前記送達容器に連結されたコントローラと、を備える、基板処理システム。
【請求項20】
複数のセンサをさらに備え、前記コントローラが、前記複数のセンサの各々からのデータに基づいて、前記基板の前記表面から前記有機残留物もしくは前記非有機残留物、またはそれらの組み合わせを前記除去することを制御するように構成されている、請求項１９に記載の基板処理システム。
【請求項21】
前記励起種が前記基板の前記表面に接触することに続いて、または前記エッチャント種が前記基板の前記表面に接触することに続いて、またはそれらの組み合わせで、前記反応チャンバをパージするように構成された真空ポンプをさらに備え、
前記コントローラが、前記真空ポンプに連結し、前記有機残留物もしくは前記非有機残留物、またはそれらの組み合わせを前記基板の前記表面から除去することを制御するように、前記チャンバの前記パージを制御するようにさらに構成されている、請求項１９に記載の基板処理システム。
前記コントローラが、前記真空ポンプに連結し、前記有機残留物もしくは前記非有機残留物、またはそれらの組み合わせを前記基板の前記表面から除去することを制御するように、前記チャンバの前記パージを制御するようにさらに構成されている、請求項１９に記載の基板処理システム。
【請求項22】
前記基板の前記表面から有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを前記除去することが、前記コントローラによって、少なくとも、第一の期間Ｔ１で前記励起種を前記プラズマ源から前記基板の前記表面に流すことを含む第一のサイクル、および第二の期間Ｔ２で前記エッチャント種を前記送達容器から前記基板の前記表面に流すことを含む第二のサイクルで実行される、請求項１９に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集積回路の製造に関し、特に基板表面を前洗浄するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路の製造は多くの場合、基板表面上に１つ以上の材料層を形成することを伴い得る。これらの材料層は、例えば、単結晶、多結晶、および/または非晶質材料層を含み得る。材料層の形成は、様々な物理的（例えば、物理的スパッタリング）および/または化学的（例えば、化学蒸着、原子層堆積、および/またはエピタキシャル堆積）堆積技術を含む、様々な薄膜堆積技術を使用して達成し得る。例えば、基板表面上の単結晶材料形成は、単結晶半導体材料（例えば、単結晶シリコン）の形成などのためのエピタキシャル堆積プロセスを使用して実施し得る。
【0003】
基板表面上に望ましくない材料（例えば、自然酸化物層、上流処理からの残留物、および/または他の汚染物質）が存在すると、その基板表面上の所望の材料層の形成に干渉し得る。例えば、介在する材料は、所望の材料層の構造により多くの欠陥の導入を引き起こす可能性があり、および/または所望の材料層の電気的性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【0004】
いくつかの実施形態では、自然酸化物材料などの介在材料は、集積回路製造プロセス中に基板が酸素に曝露されること（例えば、製造システム間の基板の搬送中の周囲空気への曝露、および/または製造システム内の残留酸化剤への曝露）に起因して、基板表面上に形成され得る。このような望ましくない材料の除去には時間がかかる場合があり、スループットに悪影響を及ぼし得る。
【0005】
したがって、スループットへの悪影響を最小化または低減する、基板表面から望ましくない材料を除去するための方法、システムに対する継続的なニーズがある。本開示は、このニーズに対する解決策を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
一態様では、例示的な方法が提供され、この方法は、チャンバ内で基板を支持する工程であって、基板が表面を備える、工程と、チャンバ内で、基板の表面を励起種と接触させる工程と、チャンバ内で、基板の表面をエッチャント種と接触させる工程と、チャンバ内で基板の表面を励起種と接触させ、チャンバ内で基板の表面をエッチャント種と接触させる上記の工程を実行することに応答して、有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを、基板の表面から除去する工程と、を含む。
【0007】
様々な実施例では、エッチャント種は、還元種、酸化種、ハロゲン化物、アルコール含有種、酸素含有種、カルコゲン、ホルムアルデヒド、またはそれらの組み合わせであってもよい。様々な実施例では、励起種は、水素、アルゴン、窒素、フッ素、塩素、もしくは酸素、またはそれらの組み合わせを含むラジカルを含む。様々な実施例では、励起種は、水素、アルゴン、ネオン、クリプトン、窒素、ヘリウム、キセノン、ラドン、塩素、フッ素、もしくは酸素、またはそれらの組み合わせを含むイオンを含む。
【0008】
本方法は、チャンバをパージすることを含み得る。一実施例では、チャンバ内で基板の表面を励起種と接触させ、チャンバをパージし、およびチャンバ内で基板の表面をエッチャント種と接触させる上述の工程は、任意の順序で実施されてもよい。一実施例では、特定の工程は任意選択であり、または任意の順序で繰り返されてもよい。工程はサイクルで繰り返されてもよい。一実施例では、基板の表面を励起種と接触させることを含む第一のサイクルは、第一の期間Ｔ１にわたって実施してもよく、基板の表面をエッチャント種と接触させることを含む第二のサイクルは、第二の期間Ｔ２にわたって実施してもよい。一実施例では、Ｔ１は、Ｔ２よりも長くてもよい。励起種は、チャンバと流体連通する遠隔プラズマユニットによって生成されてもよい。一実施例では、不活性ガスは、Ｔ２中に遠隔プラズマユニットからチャンバの中へと正圧で流されてもよく、場合により、不活性ガスは、第二の期間Ｔ２全体よりも短い時間、Ｔ２中にチャンバの中へと流されてもよい。一実施例では、不活性ガスカーテンは、第二の期間Ｔ２全体にわたってチャンバの中に流されてもよい。
【0009】
一態様では、第一の基板を支持するための第一の基板支持体を含む第一の反応チャンバ、第一の反応チャンバと流体連通する第一のプラズマ源、および第一の反応チャンバと流体連通する第一の送達容器を備える、例示的な基板処理システムが提供される。一実施例では、基板処理システムは、第二の基板を支持するための第二の基板支持体を含む第二の反応チャンバ、第二の反応チャンバと流体連通する第二のプラズマ源、第二の反応チャンバと流体連通する第一の送達容器、ならびに第一の反応チャンバおよび第二の反応チャンバと流体連通する第二の送達容器をさらに備えてもよい。一実施例では、第一のプラズマ源および第二のプラズマ源は、それぞれ第一の遠隔プラズマユニットおよび第二の遠隔プラズマユニットを備えてもよい。一実施例では、第一の遠隔プラズマユニットおよび第二の遠隔プラズマユニットは、第一の基板および第二の基板と接触するためのラジカルを生成するように構成されていてもよい。
【0010】
一実施例では、基板処理システムは、第一の遠隔プラズマユニットと第一の反応チャンバとの間に連結された第一の搬送管、第二の遠隔プラズマユニットと第二の反応チャンバとの間に連結された第二の搬送管、第一の送達容器、第一の搬送管、および第二の搬送管に連結された第一の化学ガスライン、ならびに/または第二の送達容器、第一の搬送管、および第二の搬送管に連結された第二の化学ガスライン、を備えてもよい。別の実施例では、基板処理システムは、第二の基板支持体を含む第二の反応チャンバ、第二の反応チャンバと流体連通された第一の遠隔プラズマユニット、第二の反応チャンバと流体連通された第一の送達容器、ならびに/または第一の反応チャンバおよび第二の反応チャンバと流体連通された第二の送達容器、を備えてもよい。別の実施例では、第一の送達容器は、第一の化学ガスラインを介して第一の反応チャンバと流体連通されていてもよく、および／または第二の送達容器は、第二の化学ガスラインを介して第二の反応チャンバと流体連通されていてもよい。一実施例では、第一のプラズマ源は、第一の反応チャンバ内にイオンを生成するように構成されていてもよい。一部の実施例では、ガス分配装置または第一の基板支持体は、反応チャンバ内の第一の基板の直接プラズマ表面処理のためにイオンを形成するための電極を備えてもよい。
【0011】
一態様では、例示的な基板処理システムは、基板を支持するための基板支持体を含む反応チャンバであって、基板が表面を備える、反応チャンバと、基板の表面をチャンバ内の励起種と接触させるように構成された反応チャンバと流体連通するプラズマ源と、基板の表面をチャンバ内のエッチャント種と接触させるように構成された反応チャンバと流体連通する送達容器と、基板の表面から有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを除去することを制御するために、プラズマ源および送達容器を制御するように構成されている、反応チャンバ、プラズマ源、および送達容器に連結されたコントローラと、を備えてもよい。
【0012】
一実施例では、基板処理システムは、複数のセンサを備えてもよく、コントローラは、複数のセンサの各々からのデータに基づいて、基板の表面から有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを除去することを制御するように構成されていてもよい。一実施例では、基板処理システムは、励起種が基板の表面に接触することに続いて、またはエッチャント種が基板の表面に接触することに続いて、またはそれらの組み合わせで、反応チャンバをパージするように構成された真空ポンプを備えてもよい。一実施例では、コントローラは、真空ポンプに連結され、有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを基板の表面から除去することを制御するように、チャンバのパージを制御するように構成されていてもよい。
【0013】
一実施例では、基板の表面から有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせを除去することが、コントローラによって、少なくとも、第一の期間Ｔ１で励起種をプラズマ源から基板の表面に流すことを含む第一のサイクル、および第二の期間Ｔ２でエッチャント種を送達容器から基板の表面に流すことを含む第二のサイクルで実行され得る。一実施例では、Ｔ１はＴ２よりも長い。励起種はラジカルもしくはイオンであってもよく、またはラジカルおよびイオンを含んでいてもよい。一実施例では、基板処理システムは、プラズマ源が遠隔プラズマユニットであることを含み得る。一実施例では、プラズマ源は、直接プラズマ源であり、直接プラズマを生成するように構成された反応チャンバ内に電極を含み得る。
【0014】
本明細書で開示される本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、本発明を例示することを意図し、本発明を限定することを意図しない、特定の実施形態の図面を参照しながら以下で記述される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
当然のことながら、図内の要素は、簡潔かつ明瞭のために図示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていない。例えば、図内の要素のうちの一部の相対サイズは、本開示の図示された実施形態の理解の向上を助けるために、他の要素に対して相対的に誇張されている場合がある。
【0017】
ある特定の実施形態および実施例を以下に開示するが、本発明の具体的に開示された実施形態および／または使用、ならびにその明白な修正および均等物を超えて本発明が延長することは、当業者によって理解されるであろう。それ故に、開示された本発明の範囲は、以下に記載の特定の開示された実施形態によって限定されるべきではないことが意図されている。
【0018】
本明細書で使用される場合、用語「基板」は、修飾されてもよい、またはデバイス、回路、もしくは膜がその上に形成されてもよい、任意の下地材料（複数可）を含む、任意の下地材料（複数可）を指してもよい。「基板」は、連続的または非連続的、剛性または可撓性、中実または多孔質、およびそれらの組合せであってもよい。基板は、粉末、プレート、またはワークピースなどの、任意の形態であってもよい。プレートの形態の基板は、様々な形状、およびサイズのウエハを含んでもよい。基板は、例えば、ケイ素、シリコンゲルマニウム、酸化ケイ素、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、および炭化ケイ素を含む半導体材料から作製されてもよい。
【0019】
連続基板は、堆積プロセスが生じるプロセスチャンバの境界を越えて、延在してもよい。一部のプロセスでは、連続基板は、プロセスが基板の端部に達するまで継続されるように、プロセスチャンバを通して移動してもよい。連続基板は、任意の適切な形態で、連続基板の製造および生産を可能にするために、連続基板供給システムから供給されてもよい。
【0020】
連続基板の非限定的な例としては、シート、不織布膜、ロール、箔、ウェブ、可撓性材料、連続フィラメントまたは繊維（例えば、セラミック繊維、もしくはポリマー繊維）の束を含んでもよい。連続基板はまた、非連続基板がその上へと取り付けられる、キャリアまたはシートを備えてもよい。
【0021】
本明細書に提示された例示は、任意の特定の材料、構造、または装置の実際の外観であることを意味せず、本開示の実施形態を記述するために使用される、単に理想化された表現にすぎない。
【0022】
示された、かつ記載された特定の実装は、本発明のおよびその最良の形態の例示であり、態様および実装の範囲を、いかなる方法でも、他に限定することを意図していない。実際に、簡潔のために、従来の製造、接続、調製、およびシステムの他の機能的態様を詳細に記述していない場合がある。さらに、様々な図に示された接続線は、様々な要素間の、例示的な機能的関係、および／または物理的連結を表すことが、意図されている。多くの代替的または追加的な機能的関係または物理的接続が実際のシステムに存在してもよく、かつ／またはいくつかの実施形態では存在しなくてもよい。
【0023】
図１Ａは、１つ以上の基板洗浄操作を実施するように構成された例示的な基板処理システム１００を示す概略図である。基板処理システム１００は、２つの反応チャンバを有するデュアルチャンバモジュールを含む。他の実施例では、基板処理システム１００は、単一のチャンバまたは任意の他の数のチャンバを備えてもよく、特許請求される主題は、これに関して限定されない。例えば、基板処理システム１００は、４つの反応チャンバを含むクアッドチャンバモジュールであってもよい。
【0024】
一実施例では、反応チャンバ１０２および１０４は、表面洗浄、処理操作、および／または他の操作中にそれぞれの基板１１４および１１６を支持するためのそれぞれのサセプタ１１０および１１２を備えてもよい。反応チャンバ１０２は、搬送管１２４を介して遠隔プラズマユニット１０６に連結されていてもよく、反応チャンバ１０２を遠隔プラズマユニット１０６と流体連通させてもよい。反応チャンバ１０４は、搬送管１２６を介して遠隔プラズマユニット１０８に連結されてもよく、反応チャンバ１０４を遠隔プラズマユニット１０８と流体連通させてもよい。
【0025】
遠隔プラズマユニット１０６および１０８は、それぞれの化学物質送達ライン１４８および１５０を介して気相反応物質を供給する、それぞれの化学物質供給源容器１９０および／または１９２に連結されていてもよい。気相反応物質は、遠隔プラズマユニット１０６および／または遠隔プラズマユニット１０８によって活性化されて、１つ以上の基板洗浄操作（例えば、基板１１４または１１６の表面を洗浄すること）において使用される水素、アルゴン、窒素、フッ素、酸素、三フッ化窒素、塩素などのラジカル、またはそれらの組み合わせなどの励起種を生成してもよい。他のラジカル種を使用してもよく、特許請求される主題はこれに関して限定されない。簡略化のために、本明細書で使用される「励起種」という用語は、例えば、プラズマによって生成され得る電子、イオン、ラジカル、原子、または他の励起種を包含すると理解され得る。典型的には、励起種はプラズマ放電で形成され、基板が支持される反応空間にそれらが供給される方法に応じて、励起種は電子、イオン、ラジカルおよび/または原子、例えば酸素、水素もしくは窒素プラズマ、イオン、ラジカル、原子状酸素/水素/窒素、または例えばプラズマによって生成され得る他の励起種を含み得る。様々な実施形態では、励起種は、ＲＦ交番電界、マイクロ波定在波、紫外線光、または他の形態のエネルギーなどによる電力を、それぞれの化学物質送達ライン１４８および１５０を介して遠隔プラズマユニット１０６および／または遠隔プラズマユニット１０８に供給され得る供給源容器１９０および／または１９２から流れる気相反応物質に結合することによって生成され得る。
【0026】
基板処理システム１００は、基板１１４および１１６のそれぞれの表面に物質（例えば、１種以上の反応物質、エッチャントおよび／または励起種）を分配するためのガス分配システム１１８および１２０を備える。一実施例では、遠隔プラズマユニット１０６および１０８のいずれかにおいてプラズマ段階中に生成される励起種は、それぞれの搬送管１２４および／または１２６を介して、それぞれの反応チャンバ１０２および／または１０４に送達されてもよい。励起種は、反応空間１５２内の基板１１４の表面および／または反応空間１５４内の基板１１６の表面と接触してもよい。
【0027】
基板処理システム１００は、反応チャンバ１０２および１０４のうちの１つ以上における真空圧力を制御するための真空源１２２を備えてもよい。別の実施例では、各チャンバは、共有真空源１２２ではなく真空源を備えてもよい。表面洗浄操作サイクルの後、またはその一部として、励起種を反応チャンバ１０２および／または１０４から除去してもよい。こうした除去は、例えば、励起種を生成する電力をオフにすることによって、および/または励起種の物理的除去によって（例えば、パージ、ポンプダウン、励起種が供給されるゾーンから基板を移動させること、またはそれらの組み合わせによって）、様々な方法で達成し得る。真空源１２２は、反応チャンバ１０２および／または１０４から励起種を除去するために、ポンプダウンまたは他のパージを行ってもよい。
【0028】
一実施例では、基板処理システム１００は、送達容器１２８および１３０を備え得る。送達容器１２８および／または１３０は、それぞれの化学種１３６および／または１３８を貯蔵し、それぞれの化学物質送達ライン１３２および／または１３４を介して反応チャンバ１０２および１０４の一方または両方に送達するように構成されていてもよい。
【0029】
化学種１３６および／または１３８は、基板表面洗浄操作中に、基板１１４および／または１１６から望ましくない残留物を除去するように構成されていてもよい。化学種１３６および／または１３８は、例えば、ハロゲン化物、フッ化物、アルコール、アミン、ホスフィン、アルケン、アルキン、一酸化炭素、β－ジケトン（例えば、アセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、および／またはテトラメチルヘプタンジオン）、アルコール含有種、酸素含有種、カルコゲン、またはこれに類するものもしくはそれらの組み合わせ、または基板１１４および／または１１６表面から材料を除去するように構成された他の化学反応物質を含む還元種および／または酸化種などのエッチャントを含んでいてもよい。
【0030】
送達容器１２８は、化学物質送達ライン１８２に連結された化学物質送達ライン１３２を介して搬送管１２４および／または１２６に連結されていてもよい。これにより、送達容器１２８が反応チャンバ１０２および／または反応チャンバ１０４と流体連通する。場合により、化学物質送達ライン１３２は、化学物質送達ライン１５８に連結されてもよい（搬送管１２４に直接接続する）。化学種１３８は、それぞれのガス分配システム１１８および１２０を介して、基板１１４および１１６のうちの１つ以上に分配されてもよい。別の方法として、または追加の方法として、化学種１３８は、チャンバ１０２の内部容積１４２の中に開口するように構成された化学物質送達ライン１４０を介して、基板１１４のうちの１つ以上に分配されてもよい。化学種１３８の基板１１４への分配は、化学種１３８がチャンバ１０２の内部容積１４２内の基板１１４の上を流れるクロスフロー反応を通してもよい。
【0031】
同様に、一実施例では、送達容器１３０は、化学種１３６を貯蔵し、反応チャンバ１０２および１０４の一方または両方に送達するように構成されていてもよい。化学種１３６は、基板１１４および／または１１６から望ましくない残留物を除去するように構成されていてもよい。化学種１３６は、ハロゲン化物、フッ化物、アルコール、アミン、ホスフィン、アルケン、アルキン、一酸化炭素、β－ジケトン（例えば、アセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、および／またはテトラメチルヘプタンジオン）、ホルムアルデヒド）、アルコール含有種、酸素含有種、カルコゲンなど、またはそれらの組み合わせを含む還元種および／または酸化種などの基板表面から材料を除去するように構成されたエッチャントまたは他の化学反応物質を含んでいてもよい。送達容器１３０は、化学物質送達ライン１８２に連結された化学物質送達ライン１３４を介して搬送管１２４および／または１２６に連結されていてもよい。これにより、送達容器１３０が反応チャンバ１０２および／または反応チャンバ１０４と流体連通している。場合により、化学物質送達ライン１３４は、化学物質送達ライン１８０に連結されていてもよい（搬送管１２６に直接接続している）。化学種１３６は、それぞれのガス分配システム１１８および１２０を介して、基板１１４および１１６のうちの１つ以上に分配されていてもよい。別の方法として、または追加の方法として、化学種１３６は、チャンバ１０４の内部容積１４４の中に開口するように構成された化学物質送達ライン１４６を介して基板１１６に分配されてもよい。化学種１３６の基板１１６への分配は、化学種１３６がチャンバ１０４の内部容積１４４内の基板１１６の上を流れるクロスフロー反応を通してもよい。
【0032】
図１Ｂは、上面１６７、側面１７１、および底面１７３を有する基板１１４の図である。上面１６７、側面１７１、および底面１７３は、望ましくない材料が配置され得る、またはその上に配置され得る様々なテクスチャおよび／または表面特徴を有し得る。こうした望ましくない材料は、本明細書に記載の方法、システム、および装置に従って、上面１６７、側面１７１、および底面１７３から除去することができる。
【0033】
ここで、図１Ｃを参照すると、一例のコントローラ１５６は、デバイスインターフェース１６２、プロセッサ１６４、ユーザインターフェース１６６、およびメモリ１６８を備える。デバイスインターフェース１６２は、プロセッサ１６４を有線または無線リンク１７０に接続する。プロセッサ１６４は、（例えば、ユーザー入力を受信し、および／またはそれを通してユーザー出力を提供するために）ユーザインターフェース１６６に動作可能に接続され、メモリ１６８と通信するように配設してもよい。メモリ１６８は、プロセッサ１６４によって読み取られると、プロセッサ１６４に特定の動作を実行させる命令を含む、その上に記録された複数のプログラムモジュール１７２を有する非一時的機械可読媒体を含む。動作の中でも、説明されるように、基板表面洗浄プロセス（図２および図４に示す）の動作がある。
【0034】
一実施例では、コントローラ１５６は、反応チャンバ（例えば、反応チャンバ１０２および／または１０４）、プラズマ源（例えば、遠隔プラズマユニット１０６および／または遠隔プラズマユニット１０８）、および／または送達容器（例えば、送達容器１２８および／または１３０）を含む基板処理システム１００内で様々なデバイスと通信可能に連結されていてもよく、基板表面洗浄操作中に基板（例えば、基板１１４および／または１１６）の表面から有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組合せを除去することを制御するように、反応チャンバ、プラズマ源および送達容器を制御するように構成されていてもよい。
【0035】
一実施例では、コントローラ１５６は、バルブ１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、および／または１９９、ならびに／またはセンサ１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、および／または１９８にさらに通信可能に結合され得る。コントローラ１５６は、バルブ１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、および／または１９９を介して、それぞれの反応チャンバ、送達容器、および／または遠隔プラズマユニット内外への様々な化学物質、励起種、エッチャント、および／または他の物質の流れを選択的に制御するように構成され得る。例えば、バルブ１８３および１８４は、化学種１３６および／または１３８のそれぞれ１つのそれぞれの反応チャンバ１０２および／または１０４への流れを制御するために使用することができ、バルブ１８９および／または１９９は、それぞれの搬送管１２４および／または１２６への化学種１３６および／または１３８の流れを制御し得る。バルブ１８７および／または１８８は、それぞれの遠隔プラズマユニット１０６および／または１０８からそれぞれの反応チャンバ１０２および／または１０４への化学種１３６および／または１３８および／または励起種１０および／または１２の流れを制御するために使用され得る。バルブ１８５および／または１８６は、真空ポンプ／パージ操作を制御して、反応チャンバから材料を除去し得る。
【0036】
一実施例では、コントローラ１５６は、真空ポンプ（図示せず）を介して、（遠隔プラズマユニット１０６および／または遠隔プラズマユニット１０８からの）励起種１０および／または１２の流れ（流量および／または流れの持続時間を含む）、（送達容器１２８および／または１３０からの）それぞれの化学種１３６および／または１３８の流れ（流量および／または流れの持続時間を含む）、ならびに／または反応チャンバ（例えば、反応チャンバ１０２および／または１０４）からの１種以上の化学物質および／または励起種の除去を制御し得る。
【0037】
一実施例では、コントローラ１５６は、センサ１９３および／または１９４（それぞれの遠隔プラズマユニット１０６および／または１０８内に配置される）、センサ１９５および／または１９６（それぞれの反応チャンバ１０２および／または１０４内に配置される）、ならびに／またはセンサ１９７および／または１９８（それぞれの送達容器１２８および／または１３０内に配置される）などの基板処理システム１００全体にわたって配置されるセンサから入力信号を受信するように構成されていてもよい。こうしたセンサは、フィードバックデータに応答してコントローラ１５６に通信可能に結合されるデバイスの様々なデバイスパラメータを調整することができる、コントローラ１５６にフィードバックデータを提供し得る。一部の実施例では、センサ１９３、１９４、１９５、１９６、１９７および／または１９８は、圧力センサ、光センサ、温度センサ、流量センサおよび／または組成物センサ、またはこれに類するもの、またはそれらの組み合わせを備え得る。
【0038】
操作中、コントローラ１５６は、センサ（例えば、センサ１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、および／または１９８）のうちの１つ以上からフィードバックデータを受信し、フィードバックデータを使用して、図２および図４に記載の基板表面洗浄プロセスを制御するためにデバイスパラメータを調整する方法を決定する。一実施例では、コントローラ１５６は、一連の所定の命令に基づいて、またはセンサ１９３、１９４、１９５、１９６、１９７および／または１９８からのリアルタイムフィードバックに基づいて、デバイスパラメータを調整し得る。本開示を考慮して当業者によって理解されるように、コントローラ１５６は、他の例において異なる配設を有し本開示の範囲内に留まり得る。
【0039】
図２は、基板（例えば、基板１１４および／または基板１１６）の表面から有機残留物および／または非有機残留物を除去するための例示的な基板表面洗浄プロセス２００を示すフローチャートである。一例では、プロセス２００について、図１を参照して説明する。
【0040】
プロセス２００は、基板が表面を備える、反応チャンバ（例えば、反応チャンバ１０２および／または反応チャンバ１０４）内のサセプタ（例えば、サセプタ１１０および／またはサセプタ１１２）によって基板が支持され得る、ブロック２０２で開始してもよい。
【0041】
プロセス２００は、励起種がプラズマ内で生成され得るブロック２０４で継続し得る。一実施例では、励起種はラジカルを含む。こうしたラジカルは、水素、アルゴン、窒素、フッ素、塩素、もしくは酸素、またはそれらの組み合わせを含み得る。励起種は、チャンバと流体連通する遠隔プラズマユニット（例えば、遠隔プラズマユニット１０６および／または遠隔プラズマユニット１０８）によって生成されてもよい。別の実施例では、励起種は、直接プラズマで生成されてもよく、以下で図３Ａに関して記載するようにイオンを含んでもよい。こうしたイオンは、水素、アルゴン、ネオン、クリプトン、窒素、ヘリウム、キセノン、ラドン、塩素、フッ素、酸素など、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0042】
ブロック２０６で、基板の表面は、チャンバ内の励起種と接触してもよい。ブロック２０８で、反応チャンバをパージして、過剰な励起種および／または残留物除去の副生成物を除去してもよい。
【0043】
ブロック２１０では、遠隔プラズマユニット（例えば、遠隔プラズマユニット１０６および／または遠隔プラズマユニット１０８）からの正圧流を含む不活性ガスカーテンは、エッチャントおよび／または残留物除去副生成物による遠隔プラズマユニット内の汚染を防止するために、チャンバ内に流されてもよい。
【0044】
ブロック２１２では、基板の表面を、チャンバ内のエッチャント種と接触させてもよい。こうしたエッチャントは、還元種、酸化種、ハロゲン化物、フッ化物、アルコール、アミン、ホスフィン、アルケン、アルキン、一酸化炭素、β－ジケトン（例えば、アセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、および／またはテトラメチルヘプタンジオン）、酸素含有種、カルコゲン、またはこれに類するもの、またはそれらの組み合わせのうちの１つ以上を含み得る。ブロック２１４では、反応チャンバをパージして、残留物除去の過剰なエッチャントおよび／または副生成物を除去し得る。
【0045】
ブロック２１６では、有機残留物または非有機残留物を除去するためのプロセス２００が完了したかどうかが判定され得る。プロセス２００が完了していない場合、プロセス２００は、ブロック２０４で操作に戻り、ブロック２０４～２１４で操作を循環し得る。
【0046】
一実施例では、ブロック２０４～２１４に記載される操作は、任意の順序で実施されてもよく、および／または繰り返されてもよい。したがって、ブロック２１２で実施される操作は、ブロック２０４～２０６で実施される操作の前または後に実施され得る。ブロック２０８および２１４におけるパージ工程は任意である。さらにはブロック２１０でガスカーテンを流すこともである。
【0047】
ブロック２１６に戻ると、プロセス２００が完了した場合、プロセス２００は、プロセスが終了するブロック２１８に進み得る。
【0048】
従来の方法と比較して、エッチャントを使用して基板１１４および／または１１６の表面から残留物材料を除去するための残留物除去サイクルを追加することで、励起種を使用して残留物材料の一部分が除去されるときのスループットが改善され得る。一実施例では、第一のサイクルが、第一の期間Ｔ１にわたってブロック２０４～２０８における操作のうちの１つ以上を繰り返して、基板１１４および／または基板１１６の表面から有機材料および／または非有機材料を除去することを含むサイクルで、プロセス２００は実行され得る。この段階では、残留する有機材料および/または非有機材料を除去するために、第二のサイクルよりも時間が長くかかる可能性がある。第二のサイクルは、第二の期間Ｔ２にわたって実施されるブロック２１０～２１２における操作のうちの１つ以上を含む。一実施例では、Ｔ１は、Ｔ２よりも長くてもよい。ブロック２１０での動作は、全期間Ｔ２の間、または第二の期間Ｔ２全体よりも短い時間の間実行され得る。
【0049】
図３Ａは、１つ以上の基板洗浄操作を実施するように構成された例示的な基板処理システム３００を示す概略図である。基板処理システム３００は、２つの反応チャンバを有するデュアルチャンバモジュールを含む。他の実施例では、基板処理システム３００は、単一のチャンバまたは任意の他の数のチャンバを備えてもよく、特許請求される主題は、これに関して限定されない。例えば、基板処理システム３００は、４つの反応チャンバを含むクアッドチャンバモジュールであってもよい。
【0050】
一実施例では、反応チャンバ３０２および３０４は、表面洗浄、処理操作、および／または他の操作中にそれぞれの基板３１４および３１６を支持するためのそれぞれのサセプタ３１０および３１２を含み得る。反応チャンバ３０２および／または反応チャンバ３０４は、搬送管３２４および化学物質送達ライン３８２を介して遠隔プラズマユニット３０６に連結されていてもよく、反応チャンバ３０２および／または反応チャンバ３０４を遠隔プラズマユニット３０６と流体連通させる。
【0051】
遠隔プラズマユニット３０６は、気相反応物質３９２を、化学物質送達ライン３４８を介して遠隔プラズマユニット３０６に供給するように構成された１つ以上の化学物質供給源容器３９０に連結されていてもよい。ガス分配システム３１８および３２０は、物質（例えば、気相反応物質３９２、１つ以上の他の反応物質、エッチャントおよび／または励起種）を基板３１４および３１６のそれぞれの表面へ分配するように構成されている。気相反応物質３９２は、１つ以上の基板洗浄操作（例えば、基板３１４および／または３１６の表面の洗浄）で使用される水素、アルゴン、ネオン、クリプトン、窒素、ヘリウム、キセノン、ラドン、塩素、フッ素、酸素などのイオン、またはそれらの組み合わせなどの励起種を生成するために活性化され得る。当業者は、他のイオン種が使用されてもよく、特許請求される主題はこれに関して限定されないことを認識するであろう。
【0052】
反応チャンバ３０２および３０４は、直接プラズマ反応チャンバであってもよい。プラズマ３２９および／または３３１は、反応空間３５２および／または３５４内のそれぞれの基板３１４および／または３１６の上に直接形成されてもよい。
【0053】
プラズマ３２９および／または３３１を形成するために、例えば、２つの電極にわたる電位差が無線周波数（ＲＦ）で交番して、それぞれの反応空間３５２および／または３５４に交番場を生成する。これにより、遠隔プラズマユニット３０６から反応チャンバ３０２および／または３０４に供給される気相反応物質３９２からプラズマ放電が生成される。
【0054】
図示した実施例では、それぞれの接地電極３１５および３１７は、それぞれのサセプタ３１０および／または３１２内に備えられており、一方、電力電極３１９および３２１は、それぞれの基板３１４および／または３１６の上方に離間し、それぞれのＲＦ電源３２３および３２５に接続されている。様々な配置では、電力電極３１９および３２１は、それぞれのサセプタ３１４、３１６、それぞれのガス分配システム３１８および／または３２０、チャンバ壁、ならびに／または内部容積３４２および／または３４４内の他の場所に配置され得る。当業者であれば、例えば、チャンバの外側のコイルからの誘導結合などによる他の方法で、気相反応物質３９２に電力を結合して、反応空間内に励起種を生成してもよいことを理解するであろう。直接プラズマ反応器用の反応物質は、任意の好適な方法で供給することができ、特許請求される主題は、これに関して限定されない。
【0055】
一実施例では、プラズマ段階中に生成される励起種は、反応空間３５２内の基板３１４の表面および／または反応空間３５４内の基板３１６の表面と接触する可能性がある。
【0056】
基板処理システム３００は、反応チャンバ３０２および３０４のうちの１つ以上の真空圧力を制御するための真空源３２２を備えてもよい。別の実施例では、各チャンバは、共有の真空源３２２を共有するのではなく、真空源を有してもよい。表面洗浄操作サイクルの後、またはその一部として、励起種を反応チャンバ３０２および／または３０４から除去してもよい。こうした除去は、例えば、励起種を生成する電力をオフにすることによって、および/または励起種の物理的除去によって（例えば、パージ、ポンプダウン、励起種が供給されるゾーンから基板を移動させること、またはそれらの組み合わせによって）、様々な方法で達成し得る。真空源３２２は、反応チャンバ３０２および／または３０４から励起種を除去するために、ポンプダウンまたは他のパージを行ってもよい。
【0057】
一実施例では、基板処理システム３００は、送達容器３２８および３３０を備えてもよい。送達容器３２８および／または３３０は、それぞれの化学種３３６および／または３３８を、それぞれの化学物質送達ライン３３２および／または３３４を介して、反応チャンバ３０２および３０４の一方または両方に貯蔵および送達するように構成されてもよい。送達ライン３３２および／または３３４は、搬送管３２４に連結されていてもよく、化学物質送達ライン３８２を介してそれぞれの反応チャンバ３０２および／または３０４に入っていてもよい。これにより、送達容器３２８および／または３３０が反応チャンバ３０２および／または３０４と流体連通する。化学種３３６および／または３３８は、それぞれのガス分配システム３１８および３２０を介して、基板３１４および３１６のうちの１つ以上に分配されていてもよい。
【0058】
化学種３３６および／または３３８は、基板表面洗浄操作中に、基板３１４および／または３１６のそれぞれの表面から材料（例えば、望ましくない有機または無機の残留物）を除去するように構成されてもよい。化学種３３６および／または３３８は、エッチャント（例えば、還元剤、酸化剤、ハロゲン化物、フッ化物、またはこれに類するもの、またはそれらの組み合わせ）、または基板３１４および／または３１６の表面から材料を除去するように構成された他の化学反応物質（例えば、アルコール含有種、酸素含有種、カルコゲン、またはこれに類するもの、またはそれらの組み合わせ）を含んでいてもよい。
【0059】
図３Ｂは、上面３６７、側面３７１および底面３７３を備える基板３１４を示す図である。上面３６７、側面３７１、および底面３７３は、望ましくない材料が中に、またはその上に配置され得る、様々なテクスチャおよび/または表面特徴を有し得る。こうした望ましくない材料は、本明細書に記載の方法、システム、および装置に従って、上面３６７、側面３７１、および底面３７３から除去され得る。
【0060】
ここで、図３Ｃを参照すると、例示的なコントローラ３５６は、デバイスインターフェース３６２、プロセッサ３６４、ユーザインターフェース３６６、およびメモリ３６８を含む。デバイスインターフェース３６２は、プロセッサ３６４を有線または無線リンク３７０に接続する。プロセッサ３６４は、（例えば、ユーザー入力を受信し、および／またはそれを通してユーザー出力を提供するために）ユーザインターフェース３６６に動作可能に接続され、メモリ３６８と通信するように配設されていてもよい。メモリ３６８は、プロセッサ３６４によって読み取られると、プロセッサ３６４に特定の操作を実行させる命令を含む、その上に記録された複数のプログラムモジュール３７２を有する非一時的機械可読媒体を含む。操作の中には、基板表面洗浄プロセス（図２および図４に示す）の操作がある。
【0061】
一実施例では、コントローラ３５６は、反応チャンバ（例えば、反応チャンバ３０２および／または３０４）、プラズマ源（例えば、遠隔プラズマユニット１０６）および／または送達容器（例えば、送達容器３２８および／または３３０）を含む基板処理システム３００内で様々なデバイスと通信可能に連結されていてもよく、基板表面洗浄プロセス中における基板（例えば、基板１１４および／または１１６）の表面からの有機残留物もしくは非有機残留物、またはそれらの組み合わせの除去を制御するように、反応チャンバ、プラズマ源、プラズマ生成および送達容器を制御するように構成されていてもよい。
【0062】
一実施例では、コントローラ３５６は、バルブ３８３、３８４、３８５、３８６、３８７、３８８、３８９、および／または３９９、ならびに／またはセンサ３９３、３９４、３９５、３９６、３９７、および／または３９８にさらに通信可能に連結されていてもよい。コントローラ３５６は、バルブ３８３、３８４、３８５、３８６、３８７、３８８、３８９、および／または３９９を介して、それぞれの反応チャンバ、送達容器、および／または遠隔プラズマユニット内外への様々な化学物質、励起種、エッチャント、および／または他の物質の流れを選択的に制御するように構成されていてもよい。例えば、バルブ３８３および３８４は、化学種３３６および／または３３８のそれぞれ１つのそれぞれの反応チャンバ３０２および／または３０４への流れを制御するために使用されてもよく、バルブ３８９および／または３９９は、搬送管３２４への化学種３３６および／または３３８の流れを制御してもよい。バルブ３８７および／または３８８は、気相反応物質３９２、ならびに／または化学種３３６および／もしくは３３８のそれぞれの反応チャンバ３０２および／または３０４への流れを制御するために使用され得る。バルブ３８５および/または３８６は、真空ポンプ／パージ操作を制御して、反応チャンバ３０２および／または３０４から材料を除去し得る。
【0063】
一実施例では、 コントローラ３５６は、遠隔プラズマユニット３０６への気相反応物質３９２の流れ（流量および／または流れの持続時間を含む）、反応チャンバ３０２および／または３０４内のプラズマの形成、送達容器（例えば、送達容器３２８および／または３３０）からのエッチャントの流れ（流量および／または流れの持続時間を含む）、および／または真空ポンプ（図示せず）を介した反応チャンバ（例えば、反応チャンバ１０２および／または１０４）からの１種以上の化学物質および／または励起種の除去を制御し得る。
【0064】
一実施例では、コントローラ３５６は、センサ３９３（遠隔プラズマユニット３０６内に配置される）、センサ３９４（供給源容器３９０内に配置される）、センサ３９５および／または３９６（それぞれの反応チャンバ３０２および／または３０４内に配置される）、ならびに／またはセンサ３９７および／もしくは３９８（それぞれの送達容器３２８および／または３３０内に配置される）などの基板処理システム３００全体にわたって配置されるセンサから入力信号を受信するように構成されていてもよい。こうしたセンサは、フィードバックデータに応答してコントローラ３５６に通信可能に結合されたデバイスの様々なデバイスパラメータを調整し得る、コントローラ３５６にフィードバックデータを提供し得る。一部の実施例では、センサ３９３、３９４、３９５、３９６、３９７および／または３９８は、圧力センサ、光センサ、温度センサ、流量センサおよび／または組成物センサ、またはこれに類するもの、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0065】
操作中、コントローラ３５６は、センサ（例えば、センサ３９３、３９４、３９５、３９６、３９７および／または３９８）のうちの１つ以上からフィードバックデータを受信する。一実施例では、コントローラ３５６は、それぞれのＲＦ源３２３および／または３２５、電力電極３１９および／または３２１、接地電極３１５および／または３１７に動作可能に連結されていてもよい。操作中、コントローラ３５６は、センサからフィードバックデータを受信し、ＲＦ電源３２３および／または３２５、電力電極３１９および／または３１２、ならびに接地電極３１５および／または３１７を、フィードバックデータに応答して調整して、プラズマ生成を制御する。コントローラ３５６は、一連の所定の命令に基づいて、またはセンサからのリアルタイムフィードバックに基づいて、プラズマ生成を制御し得る。コントローラ３５６は、フィードバックデータを使用して、デバイスパラメータを調整して、図２および図４に記載の基板表面洗浄プロセスをさらに制御する方法を決定し得る。一実施例では、コントローラは、一連の所定の命令に基づいて、またはセンサ３９３、３９４、３９５、３９６、３９７および／または３９８からのリアルタイムフィードバックに基づいて、デバイスパラメータを調整し得る。本開示を考慮して当業者によって理解されるように、コントローラ３５６は、他の実施例において異なる配置を有していてもよく、本開示の範囲内に留まってもよい。
【0066】
図４は、基板（例えば、基板３１４および／または基板３１６）の表面（例えば、上面３６７）から有機残留物および／または非有機残留物を除去するための例示的な基板表面洗浄プロセス４００を示すフローチャートである。一実施例では、プロセス４００について、図３Ａ～３Ｃを参照して説明する。
【0067】
プロセス４００は、基板３１４が反応チャンバ（例えば、反応チャンバ３０２および／または反応チャンバ３０４）内のサセプタ（例えば、サセプタ３１０および／またはサセプタ３１２）によって支持されていてもよく、基板３１４が表面を備える、ブロック４０２で開始してもよい。
【0068】
プロセス４００は、励起種がプラズマ内で生成され得るブロック４０４で継続し得る。一実施例では、励起種はイオンを含む。こうしたイオンは、水素、アルゴン、ネオン、クリプトン、窒素、ヘリウム、キセノン、ラドン、塩素、フッ素、酸素など、またはそれらの組み合わせを含み得る。励起種は、反応チャンバ３０２および３０４が直接プラズマ反応チャンバであり得、プラズマ３２９および／または３３１が反応空間３５２および／または３５４内のそれぞれの基板３１４および／または３１６上に直接形成され得る、図３Ａを参照して説明されるような直接プラズマシステムによって生成され得る。あるいは、励起種は、図１Ａに関して上述したように、例えば、遠隔プラズマユニット１０６および／または１０８内のプラズマ内で生成される場合があり、励起種は、水素、アルゴン、窒素、塩素、フッ素、塩素、もしくは酸素のラジカルまたはそれらの組み合わせなどのラジカルを含んでいてもよい。
【0069】
ブロック４０６において、基板の上面は、反応チャンバ内の励起種と接触してもよい。ブロック４０８において、反応チャンバをパージして、過剰な励起種および／または残留物除去の副生成物を除去してもよい。
【0070】
ブロック４１０において、励起種で有機残留物または非有機残留物を除去するためのプロセス４００が完了したかどうかが判定され得る。プロセス４００が完了していない場合、プロセス４００は、ブロック４０６で操作に戻り、ブロック４０６～４１０で操作を循環し得る。プロセス４００が完了した場合、プロセス４００は、ブロック４１２で操作に進み得る。
【0071】
ブロック４１２において、基板の上面は、チャンバ内のエッチャント種と接触してもよい。こうしたエッチャントは、ハロゲン化物、アルコール、アミン、ホスフィン、アルケン、アルキン、一酸化炭素、β-ジケトン（例えば、アセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、および/またはテトラメチルヘプタンジオン）、またはこれに類するもの、またはそれらの組み合わせを含む還元種および/または酸化種を含み得る。当業者であれば、エッチャントの適合性は、還元または酸化された材料の同一性、存在する他の材料の同一性、エッチング条件（例えば、温度、圧力、時間、活性化）などを含む、当技術分野で既知の要因に依存することを理解するであろう。
【0072】
ブロック４１４において、反応チャンバをパージして、残留物除去の過剰なエッチャントおよび／または副生成物を除去し得る。
【0073】
ブロック４１６において、有機残留物または非有機残留物を除去するためのプロセス４００が完了したかどうかが判定され得る。プロセス４００が完了していない場合、プロセス４００は、ブロック４１２で動作に戻り、ブロック４１２～４１６で動作を循環し得る。
【0074】
一実施例では、ブロック４０４～４１６に記載される操作は、任意の順序で実施されてもよく、および／または繰り返されてもよい。したがって、ブロック４１２において実施される操作は、ブロック４０４～４０８で実施される操作の前または後に実施され得る。ブロック４０８および４１４でのパージ工程は任意である。
【0075】
ブロック４１６に戻ると、プロセス４００が完了した場合、プロセス４００は、プロセスが終了するブロック４１８に進み得る。
【0076】
従来の方法と比較して、エッチャントを使用して基板３１４および／または３１６の表面から残留物材料を除去するための残留物除去サイクルを追加することにより、励起種を使用して残留物材料の一部分が除去されるときのスループットが改善され得る。一実施例では、第一のサイクルが、第一の期間Ｔ１にわたってブロック４０４～４１０における操作のうちの１つ以上を繰り返して、基板３１４および／または基板３１６の表面から有機材料および／または非有機材料を除去することを含むサイクルで、プロセス４００は実行され得る。この段階では、残留する有機材料および/または非有機材料を除去するために、第二のサイクルよりも時間が長くかかる可能性がある。第二のサイクルは、第二の期間Ｔ２にわたって実施されるブロック４１２～４１６における操作のうちの１つ以上を含む。一実施例では、Ｔ１は、Ｔ２よりも長くてもよい。
【0077】
図５は、基板５１２の表面から残留物を除去するための例示的なプロセス５００を示す概略図である。プロセス５００について、図２および４を参照して説明する。プロセス５００の間、金属層５２４（例えば、タングステンおよび／またはモリブデン）が誘電材料上に堆積される。残留物層５１６は、基板５１２表面上にフィーチャ５３０をコーティングし得る。操作５０２において、基板５１２は、反応チャンバ内に支持されていてもよい。操作５０４において、残留物層５１６は、例えば、プロセス２００のブロック２０４～２０８におけるプロセス工程、および／またはプロセス４００のブロック４０４～４１０におけるプロセス工程によって除去され得る。操作５０６において、金属酸化物層５１８（例えば、酸化タングステンおよび／または酸化モリブデン）などの残留する残留物または望ましくない材料は、例えば、プロセス２００のブロック２１０～２１４のプロセス工程および／またはブロック４１２～４１６のプロセス工程によって除去され得る。操作５０８において、基板５１２は、金属層５２４上に阻害剤５２２を堆積させることなどの、さらなる処理工程に進み得る。
【0078】
図６は、基板６１２の表面から残留物を除去するための例示的なプロセス６００を示す概略図である。プロセス６００について、図２～４を参照して説明する。プロセス６００の間、金属層６２４（例えば、酸化タングステンおよび／または酸化モリブデン）が誘電材料上に堆積される。残留物層６１６は、基板６１２の表面上にフィーチャ６３０をコーティングし得る。操作６０２において、基板６１２は、反応チャンバ内に支持されていてもよい。操作６０４において、残留物層６１６は、例えば、プロセス２００のブロック２０４～２０８におけるプロセス工程、および／またはプロセス４００のブロック４０４～４１０におけるプロセス工程によって除去され得る。操作６０６において、酸化物層６１８などの残りの残留物または望ましくない材料は、例えば、プロセス２００のブロック２１０～２１４におけるプロセス工程、および／またはプロセス工程４１２～４１６によって除去され得る。操作６０８において、基板６１２は、金属層６２２（例えば、タングステンおよび／またはモリブデン）が金属層６２４上に堆積される、ビアまたはギャップ充填操作などのさらなる処理工程に進み得る。一実施例では、金属層６２２は、金属層６２４とは異なる材料を含んでいてもよい。
【0079】
図７は、基板７１２の表面から残留物を除去するための例示的なプロセス７００を示す概略図である。プロセス７００について、図２および４を参照して説明する。プロセス７００の間、金属層７２４（例えば、銅）が基板７１２上の誘電材料上に堆積される。残留物層７１６は、フィーチャ７３０および基板７１２の表面の一部分をコーティングし得る。操作７０２において、基板７１２は、反応チャンバ内に支持されていてもよい。操作７０４において、残留物層７１６は、例えば、プロセス２００のブロック２０４～２０８におけるプロセス工程、および／またはプロセス４００のブロック４０４～４１０におけるプロセス工程によって除去され得る。操作７０６において、酸化物層７１８は、例えば、プロセス２００のブロック２１０～２１４におけるプロセス工程、および／またはプロセス４００のプロセス工程４１２～４１６によって低減され得る。操作７０８において、層７２０などの残りの残留物または望ましくない材料は、プロセス２００のブロック２０４～２０８におけるプロセス工程、および／またはプロセス４００のブロック４０４～４１０におけるプロセス工程によって除去され得る。操作７１０において、基板７１２は、キャップ７２６が金属層７２４上に堆積される選択的キャッピング動作などのさらなる処理工程に進み得る。
【0080】
図８は、基板８１２の表面から残留物を除去するための例示的なプロセス８００を示す概略図である。プロセス８００について、図２および４を参照して説明する。プロセス８００の間、金属層８２４（モリブデンおよび／またはタングステンなど）は、基板８１２の誘電材料上に堆積される。残留物層８１６は、基板８１２の表面上にフィーチャ８３０をコーティングし得る。操作８０２において、基板８１２は、反応チャンバ内に支持されていてもよい。操作８０４において、残留物層８１６は、例えば、プロセス２００のブロック２０４～２０８のプロセス工程、および／またはプロセス４００のブロック４０４～４１０のプロセス工程によって除去され得る。操作８０６において、酸化物層８１８などの残りの残留物または望ましくない材料は、例えば、プロセス２００のブロック２１０～２１４におけるプロセス工程、および／またはプロセス工程４１２～４１６によって除去され得る。操作８０８において、基板８１２は、金属層８２２が金属層８２４（例えば、タングステンおよび／またはモリブデン）上に堆積される、ビアまたは接触充填操作などのさらなる処理工程に進み得る。一実施例では、金属層８２２は、金属層８２４とは異なる材料を含み得る。
【0081】
図９は、基板９１２の表面から残留物を除去するための例示的なプロセス９００を示す概略図である。プロセス９００について、図２および４を参照して説明する。操作９０２において、基板９１２は、反応チャンバ内に支持されていてもよい。基板９１２は、フィーチャ９２０内に堆積された金属層９１６を含み得る。操作９０４において、金属層９１６は、プロセス２００のブロック２０４～２０８におけるプロセス工程、および／または基板９１２表面上にフィーチャ９２０の上部をコーティングする金属酸化物層９１８を残すプロセス４００のブロック４０４～４１０におけるプロセス工程によって、Ｏ＋またはＯ３で処理される。操作９０６において、金属酸化物層９１８は、例えば、プロセス２００のブロック２１０～２１４におけるプロセス工程、および／またはブロック４１２～４１６におけるプロセス工程によって除去され得る。操作９０８において、基板９１２は、金属層９２２がフィーチャ９２０内に堆積される、ビアまたはギャップ充填操作などのさらなる処理工程に進み得る。
【0082】
数多くの変形が可能であるため、本明細書に記載の構成、および／または手法は本質的に例示的であること、ならびにこれらの特定の実施形態または実施例は、限定的な意味で考慮されるべきではないことが、理解されるべきである。本明細書に記載の特定のルーチンまたは方法は、任意の数の処理方策のうちの１つ以上を、代表してもよい。それ故に、例示された様々な動作は、例示される順序で実施されてもよく、他の順序で実施されてもよく、または一部の事例では省略されてもよい。
【0083】
本明細書で提供される見出しがある場合、見出しは便宜上のものにすぎず、必ずしも本明細書で開示される装置および方法の範囲または意味に影響を与えない。
【符号の説明】
【0084】
１００ 基板処理システム
１０２、１０４ 反応チャンバ
１０６、１０８ 遠隔プラズマユニット
１１０、１１２ サセプタ
１１４、１１６ 基板
１１８、１２０ ガス分配システム
１２２ 真空源
１２４、１２６ 搬送管
１２８、１３０ 送達容器
１３２、１３４、１４０、１４６、１４８、１５０、１５８、１８０、１８２ 化学物質送達ライン
１３６、１３８ 化学種
１４２、１４４ 内部容積
１５２、１５４ 反応空間
１９０、１９２ 化学物質供給源容器
１６７ 上面
１７１ 側面
１７３ 底面
１５６ コントローラ
１６２ デバイスインターフェース
１６４ プロセッサ
１６６ ユーザインターフェース
１６８ メモリ
１７０ 無線リンク
１７２ プログラムモジュール
１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９９ バルブ
１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８ センサ
１０、１２ 励起種
１０２、１０４ 反応チャンバ
１０６、１０８ 遠隔プラズマユニット
１１０、１１２ サセプタ
１１４、１１６ 基板
１１８、１２０ ガス分配システム
１２２ 真空源
１２４、１２６ 搬送管
１２８、１３０ 送達容器
１３２、１３４、１４０、１４６、１４８、１５０、１５８、１８０、１８２ 化学物質送達ライン
１３６、１３８ 化学種
１４２、１４４ 内部容積
１５２、１５４ 反応空間
１９０、１９２ 化学物質供給源容器
１６７ 上面
１７１ 側面
１７３ 底面
１５６ コントローラ
１６２ デバイスインターフェース
１６４ プロセッサ
１６６ ユーザインターフェース
１６８ メモリ
１７０ 無線リンク
１７２ プログラムモジュール
１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９９ バルブ
１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８ センサ
１０、１２ 励起種
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【外国語明細書】