特許 7335243 ＡＬＤ膜特性の補正および可調節性のためのマルチゾーン台座

(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】

(24)【登録日】2023-08-21

(45)【発行日】2023-08-29

(54)【発明の名称】ＡＬＤ膜特性の補正および可調節性のためのマルチゾーン台座

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20230822BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230822BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20230822BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20230822BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20230822BHJP

   C23C 14/54 20060101ALI20230822BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

H01L21/68 R

C23C16/46

C23C16/52

C23C14/50 E

C23C14/54 D

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020527046

(86)(22)【出願日】2018-11-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-12

(86)【国際出願番号】 US2018061542

(87)【国際公開番号】W WO2019099843

(87)【国際公開日】2019-05-23

【審査請求日】2021-11-08

(31)【優先権主張番号】62/587,943

(32)【優先日】2017-11-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/609,077

(32)【優先日】2017-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/192,425

(32)【優先日】2018-11-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ロバーツ・マイケル・フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】チャンドラセカーラン・ラメシュ

(72)【発明者】

【氏名】アガワル・プルキット

(72)【発明者】

【氏名】ビンガム・アーロン

(72)【発明者】

【氏名】サウラブ・アシシュ

(72)【発明者】

【氏名】クマール・ラヴィ

(72)【発明者】

【氏名】ペトラグリア・ジェニファー・レイ

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３４５３８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－００１６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９２５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７６６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１４０９５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２８０５０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３０９５１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０２９８７６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １６／４６

Ｃ２３Ｃ １６／５２

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｃ２３Ｃ １４／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムであって、
基板支持体であって、
ベースプレートと、
複数の区域と、
前記複数の区域全体に配置された複数の抵抗発熱体であって、前記複数の区域のそれぞれの区域に配置された別々に制御可能な抵抗発熱体を含む複数の抵抗発熱体と、
前記ベースプレートの段差部分であって前記基板の縁の外側の段差部分に設けられた発熱体区域と、
を含む基板支持体と、
前記堆積プロセスの間、前記複数の区域内の温度を選択的に調節するよう前記複数の抵抗発熱体を制御するように構成された制御装置と、
を備える、基板処理システム。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記堆積プロセスは、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスであり、前記基板支持体は、ＡＬＤ台座である、基板処理システム。

【請求項3】

請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記複数の区域は、中央区域と、前記中央区域の径方向外側の少なくとも１つの中間区域と、前記少なくとも１つの中間区域の径方向外側の少なくとも１つの外縁区域とを含む、基板処理システム。

【請求項4】

請求項３に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記少なくとも１つの中間区域に隣接する第１の外縁区域と、前記第１の外縁区域の径方向外側の第２の外縁区域とを含む、基板処理システム。

【請求項5】

請求項３に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記基板の外縁の径方向外側に延びる、基板処理システム。

【請求項6】

請求項３に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの中間区域は、第１の複数の方位角区画を含む、基板処理システム。

【請求項7】

請求項６に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記第１の複数の方位角区画から方位角方向にオフセットされた第２の複数の方位角区画を含む、基板処理システム。

【請求項8】

請求項７に記載の基板処理システムであって、
前記第２の複数の方位角区画は、前記第１の複数の方位角区画から４５度だけオフセットされている、基板処理システム。

【請求項9】

請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記基板支持体は、発熱体層を含み、前記複数の抵抗発熱体は、前記基板支持体の上層の下方の前記発熱体層に埋設されている、基板処理システム。

【請求項10】

請求項９に記載の基板処理システムであって、
前記発熱体層の少なくとも一部は、前記基板の縁の径方向外側に設けられている、基板処理システム。

【請求項11】

基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムのための基板支持体であって、
ベースプレートと、
複数の区域と、
前記ベースプレート上に設けられた発熱体層であって、前記発熱体層は、前記複数の区域全体に配置された複数の抵抗発熱体を含み、前記複数の抵抗発熱体は、前記複数の区域のそれぞれの区域に配置された別々に制御可能な抵抗発熱体を含む、発熱体層と、を備え、
前記複数の区域は、中央区域と、前記中央区域の径方向外側の少なくとも１つの中間区域と、前記少なくとも１つの中間区域の径方向外側の少なくとも１つの外縁区域とを含み、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記基板の外縁の径方向外側に延び、
前記発熱体層の少なくとも一部は、前記ベースプレートの段差部分に設けられている、基板支持体。

【請求項12】

請求項１１に記載の基板支持体であって、
前記堆積プロセスは、原子層堆積（ＡＬＤ）であり、前記基板支持体は、ＡＬＤ台座である、基板支持体。

【請求項13】

請求項１１に記載の基板支持体であって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記少なくとも１つの中間区域に隣接する第１の外縁区域と、前記第１の外縁区域の径方向外側の第２の外縁区域とを含む、基板支持体。

【請求項14】

請求項１１に記載の基板支持体であって、
前記少なくとも１つの中間区域は、第１の複数の方位角区画を含む、基板支持体。

【請求項15】

請求項１４に記載の基板支持体であって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記第１の複数の方位角区画から方位角方向にオフセットされた第２の複数の方位角区画を含む、基板支持体。

【請求項16】

請求項１５に記載の基板支持体であって、
前記第２の複数の方位角区画は、前記第１の複数の方位角区画から４５度だけオフセットされている、基板支持体。

【請求項17】

請求項１１に記載の基板支持体であって、
（ｉ）前記基板の外縁のみが前記基板支持体の上面に接触している、および、
（ｉｉ）前記基板は、前記基板支持体の最小接触領域特徴に配置されている、
のうちの少なくともいずれかである、基板支持体。

【請求項18】

基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムのための基板支持体を製作する方法であって、
上板内にポケットを形成するように前記上板を加工することと、
前記ポケット内に発熱体層を形成することであって、前記発熱体層を形成することは、前記ポケットの上壁に前記発熱体層を接着することを含み、前記発熱体層は、別々に制御可能な抵抗発熱体を各々が含む複数の区域を備えることと、
前記ポケット内にベースプレートを配置することであって、前記ベースプレートは、接着剤を用いて前記ポケット内に接着され、前記上板は、前記発熱体層および前記接着剤をファラデーケージに閉じ込めることと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１８年１１月１５日出願の米国実用特許出願第１６／１９２，４２５号の優先権を主張し、２０１７年１１月１７日出願の米国仮出願第６２／５８７，９４３号および２０１７年１２月２１日出願の米国仮出願第６２／６０９，０７７号の利益を主張する。上記出願の全ての開示は、参照により本明細書に援用される。

【0002】

本開示は、ＡＬＤ基板処理チャンバ用の温度調節可能な台座に関する。

【背景技術】

【0003】

ここで提供される背景技術の説明は、本開示の内容を一般的に提示するためである。現在名前が挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄だけでなく、出願時における先行技術に該当しないだろう記載の態様において説明される範囲において、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。

【0004】

基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板を処理するために用いられてよい。基板処理の例は、エッチング、堆積、フォトレジスト除去などを含む。処理の間、基板は静電チャックなどの基板支持体の上に配置され、１つ以上のプロセスガスが処理チャンバ内に導入されてよい。

【0005】

１つ以上のプロセスガスは、ガス配送システムによって処理チャンバに配送されてよい。いくつかのシステムでは、ガス配送システムは、処理チャンバに設置されているシャワーヘッドに１つ以上の導管によって接続されたマニホルドを含む。いくつかの例では、プロセスは、基板上に薄膜を堆積させるために原子層堆積（ＡＬＤ）を用いる。

【発明の概要】

【0006】

基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムは、複数の区域と、複数の区域全体に配置された複数の抵抗発熱体とを含む、基板支持体を備える。複数の抵抗発熱体は、複数の区域のそれぞれの区域に配置された、別々に制御可能な抵抗発熱体を含む。制御装置は、堆積プロセスの間、複数の区域内の温度が選択的に調節されるよう複数の抵抗発熱体を制御するように構成されている。

【0007】

他の特徴では、堆積プロセスは原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスであり、基板支持体はＡＬＤ台座である。複数の区域は、中央区域と、中央区域の径方向外側の少なくとも１つの中間区域と、少なくとも１つの中間区域の径方向外側の少なくとも１つの外縁区域とを含む。少なくとも１つの外縁区域は、少なくとも１つの中間区域に隣接する第１の外縁区域と、第１の外縁区域の径方向外側の第２の外縁区域とを含む。少なくとも１つの外縁区域は、基板の外縁の径方向外側に延びる。

【0008】

他の特徴では、少なくとも１つの中間区域は、第１の複数の方位角区画を含む。少なくとも１つの外縁区域は、第１の複数区画分から方位角方向にオフセットされた第２の複数の区画を含む。第２の複数の区画は、第１の複数の区画から４５度だけオフセットされている。基板支持体は発熱体層を含み、複数の抵抗発熱体は、基板支持体の上層の下方の加熱層に埋設されている。発熱体層の少なくとも一部は、基板外縁の径方向外側に設けられている。

【0009】

基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムのための基板支持体は、ベースプレート、複数の区域、およびベースプレート上に設けられた発熱体層を備える。発熱体層は、複数の区域全体に配置された複数の抵抗発熱体を含む。複数の抵抗発熱体は、複数の区域のそれぞれの区域に配置された、別々に制御可能な抵抗発熱体を含む。複数の区域は、中央区域と、中央区域の径方向外側の少なくとも１つの中間区域と、少なくとも１つの中間区域の径方向外側の少なくとも１つの外縁区域とを含む。少なくとも１つの外縁区域は、基板外縁の径方向外側に延びる。

【0010】

他の特徴では、堆積プロセスは原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスであり、基板支持体はＡＬＤ台座である。少なくとも１つの外縁区域は、少なくとも１つの中間区域に隣接する第１の外縁区域と、第１の外縁区域の径方向外側の第２の外縁区域とを含む。少なくとも１つの中間区域は、第１の複数の方位角区画を含む。少なくとも１つの外縁区域は、第１の複数の方位角区画から方位角方向にオフセットされた第２の複数の方位角区画を含む。第２の複数の方位角区画は、第１の複数の方位角区画から４５度だけオフセットされている。発熱体層の少なくとも一部は、ベースプレートの段差部分に設けられている。基板の外縁のみが基板支持体の上面に接触している。基板は、基板支持体の最小接触領域特徴の上に配置されている。

【0011】

基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムのための基板支持体を製作する方法は、上板内にポケットを形成するように上板を加工することと、ポケット内に発熱体層を形成することとを含む。発熱体層を形成することは、発熱体層をポケットの上壁に接着することを含み、発熱体層は、別々に制御可能な抵抗発熱体を各々が含む複数の区域を備える。この方法は、さらに、ベースプレートをポケット内に配置することを含む。ベースプレートは、接着剤を用いてポケット内に接着され、上板は、ファラデーケージ内に発熱体層および接着剤を閉じ込める。

【0012】

本開示のさらなる適用範囲は、発明を実施するための形態、請求項、および図面から明らかになるだろう。発明を実施するための形態および特定の例は、例示のみを目的とすることを意図し、本開示の範囲を限定する意図はない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

本開示は、発明を実施するための形態および付随の図面からより深く理解されるだろう。

【0014】

【図1A】本開示によるマルチインジェクタシャワーヘッドを備える基板処理システムの例を示す機能ブロック図。

【0015】

【図1B】本開示による基板支持体の発熱体区域。

【0016】

【図2A】本開示による堆積厚さの不均一性プロファイルの例。

【図2B】本開示による堆積厚さの不均一性プロファイルの例。

【図2C】本開示による堆積厚さの不均一性プロファイルの例。

【0017】

【図2D】本開示による他の発熱体区域の配置例。

【図2E】本開示による他の発熱体区域の配置例。

【図2F】本開示による他の発熱体区域の配置例。

【0018】

【図3A】本開示による発熱体区域の構成例。

【図3B】本開示による発熱体区域の構成例。

【図3C】本開示による発熱体区域の構成例。

【図3D】本開示による発熱体区域の構成例。

【0019】

【図4A】本開示による基板支持体の構造例。

【図4B】本開示による基板支持体の構造例。

【図4C】本開示による基板支持体の構造例。

【図4D】本開示による基板支持体の構造例。

【0020】

【図5A】本開示による他の基板支持体の構造例。

【図5B】本開示による他の基板支持体の構造例。

【図5C】本開示による他の基板支持体の構造例。

【図5D】本開示による他の基板支持体の構造例。

【0021】

図面では、参照番号は、類似および／または同一の要素を特定するために何度も用いられてよい。

【発明を実施するための形態】

【0022】

原子層堆積（ＡＬＤ）などの成膜プロセスでは、堆積した膜の様々な特性は、空間分布（すなわち、水平面のｘ－ｙ座標）にわたって変化する。例えば、基板処理ツールは、膜厚の不均一性（ＮＵ）に関してそれぞれの仕様を有してよく、ＮＵは、半導体基板の表面上の所定位置で行われた測定セットの全範囲の、半分の範囲の、および／または標準の偏差として測定されてよい。いくつかの例では、ＮＵは、例えば、ＮＵの直接の原因に対処することによって、および／または、相殺的なＮＵを導入して既存のＮＵを補正および相殺することによって低減されてよい。他の例では、プロセスの他の（例えば、以前のまたは後続の）工程で既知の不均一性を補正するために、材料が意図的に堆積されてよい、および／または、不均一に除去されてよい。これらの例では、所定の不均一な堆積／除去プロファイルが計算され用いられてよい。

【0023】

堆積されたＡＬＤ膜の様々な特性は、堆積中の基板温度に影響されうる。本開示の原理によるシステムおよび方法は、厚さのＮＵを低減するために温度分布を調節するように構成されている。例えば、温度分布は、特定のプロセスの間に用いられる所定のＮＵプロファイルを生成する（プロファイル調節と呼ばれてよい）ために、特定の基板処理ツールの既知のＮＵを補正する（プロファイル補正と呼ばれてよい）ように調節されてよい。

【0024】

例えば、ＡＬＤプロセス（例えば、酸化物膜の堆積）の間、基板は、ＡＬＤ台座などの基板支持体の上に配置される。通常、ＡＬＤ台座は、１つの区域を備える。本開示の原理によるＡＬＤ台座は、複数区域（例えば、２から２０以上の区域）の発熱体層を備える。発熱体層は、台座の上層に埋設されてよい。例えば、発熱体層は、アルミニウム上層（例えば、基板支持体上に配置された基板を支持する／基板に接触するように構成された上層）に少なくとも部分的に囲まれているポリイミドシリコーン発熱体層を含んでよい。この例では、アルミニウム上層の配置は、ファラデーケージとして機能してよい。他の例では、上層は、セラミック層（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡＩＮなど）であってよい。発熱体層の各区域は、台座のそれぞれの区域の温度を制御する。上層は、台座のベース（例えば、ベースプレート）上に配置され、熱は、上層から冷却可能なベースプレートに伝達されてよい。

【0025】

区域の配置（例えば、数量、形状など）は、ＡＬＤプロセスから生じた既知の膜厚のＮＵを補正するように構成されている。区域は、異なる幅を有する２つ以上の径方向（すなわち、環状）区域と、２つ以上の分割された径方向区域（すなわち、複数の区画／方位角区域を含む径方向区域）と、基板の縁に隣接する、および／または、重なり合う外側径方向区域と、（例えば、縁取りの間、堆積および／または除去の径方向プロファイルを制御／補正するため）キャリアリングの温度を調節するように配置された外側径方向区域とを含むが、それらに限定されない。一例では、区域は、中央区域、内側中間径方向区域、４つの外側中間径方向区域（すなわち、４つの区画を含む外側中間径方向区域）、および４つの外縁区域（すなわち、４つの区画を含む外縁区域）を含む、１０の区域を含む。いくつかの例では、径方向区域は、４つ以上（例えば、８つ以上）の区画を含んでよい。さらに、隣接する径方向区域の方位角区域は、一直線でなくてよい。代わりに、１つの径方向区域の方位角区域は、隣接する径方向区域に対して異なる回転方向（すなわち、クロッキング）を有してよい。

【0026】

ここで図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、本開示による基板支持体（例えば、ＡＬＤ台座）１０４を備える基板処理システム１００の例が示されている。基板支持体１０４は、処理チャンバ１０８の内部に配置されている。基板１１２は、処理の間、基板支持体１０４の上に配置される。いくつかの例では、基板支持体１０４は、基板１１２との接触を最小限にするように構成されてよい（例えば、基板１１２の外縁のみが基板支持体１０４の上面に接触してよい、最小接触領域（ＭＣＡ）特徴上に基板１１２が配置されてよい、など）。他の例では、基板支持体１０４は、裏面ガスクランプを提供するように構成されてよい。

【0027】

ガス配送システム１２０は、弁１２４－１、弁１２４－２、・・・、および弁１２４－Ｎ（総称して、弁１２４）、ならびに、マスフローコントローラ１２６－１、マスフローコントローラ１２６－２、・・・、およびマスフローコントローラ１２６－Ｎ（総称して、ＭＦＣ１２６）に接続されているガス源１２２－１、ガス源１２２－２、・・・、およびガス源１２２－Ｎ（総称して、ガス源１２２）を備える。ＭＦＣ１２６は、ガス源１２２から、ガスを混合するマニホルド１２８までのガスの流れを制御する。マニホルド１２８の出力は、任意の整圧器１３２を介してマニホルド１３６に供給される。マニホルド１３６の出力は、マルチインジェクタシャワーヘッド１４０への入力である。マニホルド１２８およびマニホルド１３６が図示されているが、単一のマニホルドも用いられうる。

【0028】

基板支持体１０４は、複数の区域を有する。図のように、基板支持体１０４は、中央区域１４４、内側中間径方向区域１４８、４つの外側中間径方向区域（すなわち、４つの区画１５２－１、区画１５２－２、区画１５２－３、および区画１５２－４を含む外側中間径方向区域１５２）、ならびに４つの外縁区域（すなわち、４つの区画１５６－１、区画１５６－２、区画１５６－３、および区画１５６－４を含む外縁区域１５６）を備える。外縁区域１５６の区画は、外側中間径方向区域１５２の区画からオフセット（すなわち、区画に対して回転）されている（例えば、４５度）。いくつかの例では、基板支持体１０４は、外縁区域１５６の径方向外側に第２の外縁区域１５８を備えてよい。例えば、第２の外縁区域１５８の内径は、基板１１２の直径より大きくてよい。基板支持体１０４の温度は、以下により詳細に説明されるように、それぞれの区域に配置された、別々に制御可能な抵抗発熱体１６０を用いることによって制御されてよい。

【0029】

いくつかの例では、外縁区域１５６は、基板１１２の外縁に重なり合う、および／または、基板１１２の外縁を超えて（すなわち、径方向に）延びる。例えば、３００ｍｍの基板に関して、外縁区域１５６の半径は、３００ｍｍより大きくてよい。さらに、外縁区域１５６の幅（すなわち、内径から外径の距離）は、内側中間径方向区域１４８および外側中間径方向区域１５２の幅より小さい。例えば、外縁区域１５６の幅は、約１０ｍｍ（例えば、＋／－２ｍｍ）であってよいが、内側中間径方向区域１４８および外側中間径方向区域１５２のそれぞれの幅は、約４０ｍｍ（例えば、＋／－２ｍｍ）であってよい。比較的狭い幅の外縁区域１５６は、基板１１２の外縁における微調整を容易にする。

【0030】

いくつかの例では、基板支持体１０４は、冷媒流路１６４を備えてよい。冷却流体は、流体貯蔵槽１６８およびポンプ１７０から冷媒流路１６４に供給される。圧力センサ１７２および圧力センサ１７４は、圧力を測定するために、それぞれマニホルド１２８またはマニホルド１３６に配置されてよい。弁１７８およびポンプ１８０は、反応剤を処理チャンバ１０８から排出するために、および／または、処理チャンバ１０８内の圧力を制御するために用いられてよい。

【0031】

制御装置１８２は、マルチインジェクタシャワーヘッド１４０によって提供される投与を制御する投与量制御装置１８４を備える。制御装置１８２は、ガス配送システム１２０からのガスの配送も制御する。制御装置１８２は、弁１７８およびポンプ１８０を用いて、処理チャンバの圧力および／または反応剤の排出を制御する。制御装置１８２は、温度フィードバック（例えば、基板支持体のセンサ（図示せず）および／または冷媒温度を測定するセンサ（図示せず）からの）に基づいて、基板支持体１０４および基板１１２の温度を制御する。

【0032】

次に図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃを参照すると、異なるプロセスに関して堆積厚さのＮＵプロファイルの例が示されている。例えば、図２Ａに示されるように、厚さのＮＵは、一般に径方向である（例えば、ＮＵは、一般に、基板の中心からの距離に依存し、従って、領域２００、領域２０２、領域２０４、領域２０６、領域２０８、および領域２１０で異なる）。他の例では、ＮＵは、径方向および方位角方向（例えば、回転方向）の両方であってよい。例えば、図２Ｂに示されるように、領域２１２、領域２１４、領域２１６、および領域２１８の各々は、異なる範囲のＮＵを有してよい。さらに他の例では、ＮＵは、いくつかの方向のみに径方向であってよい。例えば、図２Ｃに示されるように、領域２２０、領域２２２、領域２２４、領域２２６、および領域２２８の各々は、異なる範囲のＮＵを有してよい。さらに、ＮＵが径方向である例では、ＮＵは、基板外縁の狭い領域では著しく増加しうる。従って、２つ、３つ、または４つの均一な径方向発熱体区域は、全ての可能性のあるＮＵパターンを補正することができないだろう。

【0033】

区域の配置は、径方向厚さのＮＵおよび方位角厚さのＮＵ両方の補正だけでなく、基板の狭い外縁領域におけるＮＵの補正も可能にする。例えのみで、図２Ｄ、図２Ｅ、および図２Ｆは、他の区域配置の例を示す。他の例では、基板支持体１０４は、他の配置および他の組み合わせの径方向区域および方位角区域を備えてよい。例えば、基板支持体１０４は、より少ない（例えば、２つ）またはより多い（例えば、２０以上）区域を備え、各径方向区域は、可調節性を増加させるために、２つから８つ以上の別々に制御可能な方位角区域に分割されてよい。

【0034】

区域の温度は、既知のＮＵプロファイルの所定温度制御プロファイルに従って制御されてよい。例えば、１つ以上の温度制御プロファイルは、格納される（例えば、コントローラ１８２に、および／または、コントローラ１８２がアクセス可能なメモリに）、ユーザによって入力されるなどしてよい。各温度制御プロファイルは、所定のＮＵプロファイル（例えば、既定のプロセスまたはレシピ、処理チャンバなどに関する）に関連してよい。それに応じて、ＡＬＤプロセスの間、発熱体区域は、堆積のＮＵを補正するために個々に制御され調節されてよい。温度制御プロファイルは、基板支持体の各区域の目標温度に対応し、既定の基板支持体の予測される区域温度出力に従って較正されてよい。いくつかの例では、温度制御プロファイルは、膜特性（例えば、厚さ、堆積速度など）および／または区域温度を１つ以上の発熱体区域の制御パラメータ（例えば、デューティサイクル、パーセント出力など）に関連付ける。従って、所定の温度制御プロファイルは、所望の温度分布、膜厚、および／または他の膜特性に従って検索されてよく、発熱体区域は、検索された温度制御プロファイルにおける発熱体区域の制御パラメータに基づいて制御される。

【0035】

それぞれの発熱体区域の温度は、１種類以上のフィードバックによって制御されてよい。一例では、各区域は、それぞれの温度センサを備えてよい。別の例では、各区域の温度は、計算されてよい。例えば、抵抗発熱体の電圧および電流は、抵抗発熱体の抵抗を決定するために（例えば、電圧センサおよび電流センサを用いて）測定されてよい。抵抗発熱体の抵抗特性は既知であるため、それぞれの区域の温度は、関連する温度変化によって引き起こされる抵抗変化に基づいて計算されうる。いくつかの例では、フィードバックは、温度センサと、電圧および電流などの他の検知されたまたは測定されたパラメータを用いる計算との組み合わせを用いて提供されてよい。

【0036】

次に図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、および図３Ｄを参照すると、異なる外縁発熱体区域の位置を示す基板支持体３００の発熱体区域構成の例が示されている。基板支持体３００は、埋設された発熱体層３０８を有するベースプレート３０４を備える。図３Ａでは、発熱体層３０８は、ベースプレート３０４の外縁に延びる。図３Ｂでは、円柱状の垂直向きの発熱体区域３１２が、ベースプレート３０４の外縁を取り囲む。例えば、発熱体区域３１２は、シリコーンボンド３１６、または、ベースプレート３０４の上部を取り囲む別の材料の中に埋設されてよい。図３Ｃでは、発熱体区域３２０は、基板支持体３００の上に配置された基板の縁の外側のベースプレート３０４の段差部分に設けられる。例えば、発熱体区域３２０は、基板を取り囲むために基板支持体３００の上に配置されたフォーカスリングまたはエッジリング３２２の下方に設けられてよい。図３Ｄでは、外縁発熱体区域３２４は、ベースプレート３０４の外側に配置されている。

【0037】

次に図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄを参照すると、基板支持体４００の構造の一例が示されている。図４Ａでは、基板支持体４００の上板４０４（例えば、アルミニウム拡散板）は、ポケット４０８を備えるように加工されている。図４Ｂでは、発熱体層４１２は、ポケット４０８の中に形成されている。例えば、発熱体層４１２は、ポケット４０８の上壁に積層される。図４Ｃでは、ベースプレート４１６（例えば、冷却板）は、ポケット４０８の中に配置されている。例えば、ベースプレート４１６は、シリコーンボンド４２０などの接着剤を用いてポケット４０８の中に接着される。図４Ｄでは、上板４０４は、上板４０４の一部を除去して所望の形状の上面４２４を形成するように加工されている。このようにして、シリコーンボンド４２０およびベースプレート４１６は、上板４０４の大気ＲＦ遮蔽された側に設置される。従って、シリコーンボンド４２０、ベースプレート４１６、発熱体層４１２などは、フッ素および処理チャンバで用いられる他の材料と適合しない材料を含んでよい。さらに、この例では、上面４２４および上板４０４は、発熱体層４１２およびシリコーンボンド４２０の両方を閉じ込めるファラデーケージとして機能する。

【0038】

次に図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および図５Ｄを参照すると、基板支持体５００の構造の他の例が示されている。図５Ａでは、発熱体層５０４が下板５０８と上板５１２との間に配置されている。シールドリング５１６は発熱体層５０４を取り囲み、保護Ｏリング５２０はシールドリング５１６を取り囲む。図５Ｂでは、保護テープ５２４または他の材料がシールドリング５１６を取り囲む。図５Ｃおよび図５Ｄでは、下板５０８および上板５１２は、それぞれ、５２８および５３２において溶接されている。

【0039】

いくつかの例では、上述のマルチゾーン発熱体層を備える基板支持体は、マンドレルパターンおよび関連するスペーサ層のエッチングおよび堆積を調節するために用いられてよい。例えば、マンドレルおよびスペーサ層は、通常、極めて薄い形状を有する。従って、臨界寸法は制御することがより難しく、比較的小さいプロセスＮＵが、スペーサ厚さのＮＵなどの著しい臨界寸法のＮＵを生じさせる可能性がある。従って、本開示の原理によるマルチゾーン発熱体層は、スペーサ厚さの不均一性を改善するように様々なプロセスのＮＵを補正するために用いられることができ、温度は、基板の表面全体にわたる特徴の臨界寸法を調節するように制御されてよい（すなわち、プロセスのＮＵの有無に関わらず）。例えば、基板の異なる部分が異なる堆積厚さを要求する場合は、それぞれの発熱体区域の温度は、基板全体で異なる堆積厚さを実現するように別々に制御されうる。

【0040】

前述の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その適用、または使用を限定する意図はない。本開示の広範囲の教示は、様々な形態で実施されうる。よって、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、および以下の請求項を検討すると他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲はそれほど限定されるべきでない。方法内の１つ以上の工程は、本開示の原理を変更することなく異なる順序で（または、同時に）実行されてよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は特定の特徴を有するように上述されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して記載された１つ以上のこれらの特徴は、他の実施形態において、および／または、他の実施形態の特徴と組み合わせて（その組み合わせが明記されていないとしても）実施されうる。つまり、記載の実施形態は相互に排他的ではなく、１つ以上の実施形態を互いに並べ替えることは、本開示の範囲内にある。

【0041】

要素間（例えば、モジュール間、回路素子間、半導体層間など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「近接する」、「上に」、「上方」、「下方」、および「配置された」を含む様々な用語を用いて説明される。第１の要素と第２の要素との関係が上記の開示で説明されるときは、「直接的」であると明記されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的関係でありうるが、第１の要素と第２の要素との間に１つ以上の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的関係でもありうる。本明細書では、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つという表現は、非排他的論理、または、を用いる論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、およびＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。

【0042】

いくつかの実施形態では、コントローラは、上述の例の一部でありうるシステムの一部である。そのようなシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および／または、特定の処理部品（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のそれらの動作を制御するための電子機器と統合されてよい。電子機器は、システムの様々な部品または副部品を制御しうる「コントローラ」を意味してよい。コントローラは、処理条件および／またはシステムの種類に応じて、プロセスガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）生成器の設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置動作設定、ツールおよび他の搬送ツール、および／または、特定のシステムに接続もしくは結合されたロードロックに対するウエハ搬送を含む、本明細書に開示のプロセスを制御するようにプログラムされてよい。

【0043】

概して、コントローラは、命令を受け取り、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェア形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサ、もしくは、マイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（または、プログラムファイル）の形式でコントローラに伝達される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上でもしくは半導体ウエハ向けに、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であって、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ウエハダイの製作中における１つ以上の処理工程を実現してよい。

【0044】

いくつかの実施形態では、コントローラは、システムと統合または結合された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、もしくはこれらが組み合わされたコンピュータの一部であってよく、またはそのコンピュータに結合されてよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってよい、または、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にするファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部であってよい。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の進捗状況を監視し、過去の製作動作の経歴を調査し、複数の製作動作から傾向または性能の基準を調査し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理工程を設定し、または、新しいプロセスを開始してよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含みうるネットワークを通じて、プロセスレシピをシステムに提供できる。リモートコンピュータは、次にリモートコンピュータからシステムに伝達されるパラメータおよび／もしくは設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含んでよい。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実施される各処理工程のためのパラメータを特定するデータ形式の命令を受け取る。パラメータは、実施されるプロセスの種類、および、コントローラが接続するまたは制御するように構成されたツールの種類に固有であってよいことを理解されたい。よって、上述のように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続される１つ以上の個別のコントローラを含むことや、本明細書に記載のプロセスや制御などの共通の目的に向かって協働することによって分散されてよい。そのような目的で分散されたコントローラの例は、遠隔に（例えば、プラットフォームレベルで、または、リモートコンピュータの一部として）位置し、協働してチャンバにおけるプロセスを制御する１つ以上の集積回路と連通する、チャンバ上の１つ以上の集積回路であろう。

【0045】

制限するのではなく、例示のシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはプラズマエッチングモジュール、堆積チャンバまたは堆積モジュール、スピンリンスチャンバまたはスピンリンスモジュール、金属めっきチャンバまたは金属めっきモジュール、洗浄チャンバまたは洗浄モジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはベベルエッジエッチングモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはＰＶＤモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはＣＶＤモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはＡＬＤモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはＡＬＥモジュール、イオン注入チャンバまたはイオン注入モジュール、トラックチャンバまたはトラックモジュール、ならびに、半導体ウエハの製作および／もしくは製造において関連もしくは使用しうる他の半導体処理システムを含んでよい。

【0046】

上述のように、ツールによって実施されるプロセス工程に応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはツールモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および／もしくはロードポートに対してウエハ容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの１つ以上と連通してよい。本開示は、以下の形態によって実現されてもよい。
［形態１］
基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムであって、
基板支持体であって、
複数の区域と、
前記複数の区域全体に配置された複数の抵抗発熱体であって、前記複数の区域のそれぞれの区域に配置された別々に制御可能な抵抗発熱体を含む複数の抵抗発熱体と、
を含む基板支持体と、
前記堆積プロセスの間、前記複数の区域内の温度を選択的に調節するよう前記複数の抵抗発熱体を制御するように構成された制御装置と、
を備える、基板処理システム。
［形態２］
形態１に記載の基板処理システムであって、
前記堆積プロセスは、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスであり、前記基板支持体は、ＡＬＤ台座である、基板処理システム。
［形態３］
形態１に記載の基板処理システムであって、
前記複数の区域は、中央区域と、前記中央区域の径方向外側の少なくとも１つの中間区域と、前記少なくとも１つの中間区域の径方向外側の少なくとも１つの外縁区域とを含む、基板処理システム。
［形態４］
形態３に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記少なくとも１つの中間区域に隣接する第１の外縁区域と、前記第１の外縁区域の径方向外側の第２の外縁区域とを含む、基板処理システム。
［形態５］
形態３に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記基板の外縁の径方向外側に延びる、基板処理システム。
［形態６］
形態３に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの中間区域は、第１の複数の方位角区画を含む、基板処理システム。
［形態７］
形態６に記載の基板処理システムであって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記第１の複数の区画から方位角方向にオフセットされた第２の複数の区画を含む、基板処理システム。
［形態８］
形態７に記載の基板処理システムであって、
前記第２の複数の区画は、前記第１の複数の区画から４５度だけオフセットされている、基板処理システム。
［形態９］
形態１に記載の基板処理システムであって、
前記基板支持体は、発熱体層を含み、前記複数の抵抗発熱体は、前記基板支持体の上層の下方の前記加熱層に埋設されている、基板処理システム。
［形態１０］
形態９に記載の基板処理システムであって、
前記発熱体層の少なくとも一部は、前記基板の縁の径方向外側に設けられている、基板処理システム。
［形態１１］
基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムのための基板支持体であって、
ベースプレートと、
複数の区域と、
前記ベースプレート上に設けられた発熱体層であって、前記発熱体層は、前記複数の区域全体に配置された複数の抵抗発熱体を含み、前記複数の抵抗発熱体は、前記複数の区域のそれぞれの区域に配置された別々に制御可能な抵抗発熱体を含む、発熱体層と、を備え、
前記複数の区域は、中央区域と、前記中央区域の径方向外側の少なくとも１つの中間区域と、前記少なくとも１つの中間区域の径方向外側の少なくとも１つの外縁区域とを含み、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記基板の外縁の径方向外側に延びる、基板支持体。
［形態１２］
形態１１に記載の基板支持体であって、
前記堆積プロセスは、原子層堆積（ＡＬＤ）であり、前記基板支持体は、ＡＬＤ台座である、基板支持体。
［形態１３］
形態１１に記載の基板支持体であって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記少なくとも１つの中間区域に隣接する第１の外縁区域と、前記第１の外縁区域の径方向外側の第２の外縁区域とを含む、基板支持体。
［形態１４］
形態１１に記載の基板支持体であって、
前記少なくとも１つの中間区域は、第１の複数の方位角区画を含む、基板支持体。
［形態１５］
形態１４に記載の基板支持体であって、
前記少なくとも１つの外縁区域は、前記第１の複数の方位角区画から方位角方向にオフセットされた第２の複数の方位角区画を含む、基板支持体。
［形態１６］
形態１５に記載の基板支持体であって、
前記第２の複数の方位角区画は、前記第１の複数の方位角区画から４５度だけオフセットされている、基板支持体。
［形態１７］
形態１１に記載の基板支持体であって、
前記発熱体層の少なくとも一部は、前記ベースプレートの段差部分に設けられている、基板支持体。
［形態１８］
形態１１に記載の基板支持体であって、
（ｉ）前記基板の外縁のみが前記基板支持体の上面に接触している、および、
（ｉｉ）前記基板は、前記基板支持体の最小接触領域特徴に配置されている、
のうちの少なくともいずれかである、基板支持体。
［形態１９］
基板上で堆積プロセスを実施するように構成された基板処理システムのための基板支持体を製作する方法であって、
上板内にポケットを形成するように前記上板を加工することと、
前記ポケット内に発熱体層を形成することであって、前記発熱体層を形成することは、前記ポケットの上壁に前記発熱体層を接着することを含み、前記発熱体層は、別々に制御可能な抵抗発熱体を各々が含む複数の区域を備えることと、
前記ポケット内にベースプレートを配置することであって、前記ベースプレートは、接着剤を用いて前記ポケット内に接着され、前記上板は、前記発熱体層および前記接着剤をファラデーケージに閉じ込めることと、
を含む、方法。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】