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(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】2024-08-14
(45)【発行日】2024-08-22
(54)【発明の名称】基板処理のための斜角剥離及び欠陥の解決策
(51)【国際特許分類】
H01L 21/314 20060101AFI20240815BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20240815BHJP
H01L 21/3065 20060101ALN20240815BHJP
【ＦＩ】
H01L21/314 A
H01L21/31 C
H01L21/302 105A
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2021568266
(86)(22)【出願日】2020-04-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-21
(86)【国際出願番号】 US2020029456
(87)【国際公開番号】W WO2020231612
(87)【国際公開日】2020-11-19
【審査請求日】2023-04-21
(31)【優先権主張番号】62/848,436
(32)【優先日】2019-05-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】カジャ， アブドゥル アジズ
【審査官】長谷川 直也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２１０９３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３２１１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５４２５８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１２８５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２２７２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－００６７０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３１４
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する方法であって、処理チャンバの処理空間内に配置された基板支持アセンブリ上に基板を位置決めすることと、
前記基板を処理プラズマに曝露することであって、前記処理プラズマが、炭素、ケイ素、及び金属堆積前駆体を実質的に含まない処理ガスで形成される、前記基板を曝露することと、
前記基板を前記処理プラズマに曝露した後に、基板支持体の誘電体材料に埋め込まれた電極にチャック電圧を印加して、前記基板を前記基板支持体の表面にチャックすることと、
前記基板の表面上にアモルファスカーボン層を堆積することと、
を含み、
前記基板を前記処理プラズマに曝露することが、前記基板の周縁エッジに近接するシリコン表面を前記処理プラズマに曝露することを含む、方法。
【請求項2】
前記処理プラズマを形成することをさらに含み、当該形成することが、前記処理ガスを前記処理空間内に流すことであって、前記処理ガスが、Ｈｅ、Ａｒ、ＮＨ３、Ｎ２、Ｏ２、又はそれらの組み合わせを含む、前記処理ガスを流すことと、
前記処理空間内に配置されたシャワーヘッドに第１のＲＦ電力を印加することによって、前記処理プラズマを点火及び維持することであって、前記第１のＲＦ電力が、基板表面１ｃｍ２あたり１．４２ワット（Ｗ／ｃｍ２）以下である、前記処理プラズマを点火及び維持することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記基板の表面上に前記アモルファスカーボン層を堆積することが、前記処理空間内に１つ又は複数の堆積材料前駆体を流すことと、
前記シャワーヘッドに第２のＲＦ電力を印加することによって、前記１つ又は複数の堆積材料前駆体の堆積プラズマを点火及び維持することであって、前記第２のＲＦ電力が、基板表面１ｃｍ２あたり２．１２ワット（Ｗ／ｃｍ２）以上である、堆積プラズマを点火及び維持することと、
前記基板の表面を前記堆積プラズマに曝露することと、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記基板支持アセンブリが、基板支持部分と、前記基板支持部分から上向きに延びる環状部分とを含み、前記環状部分が前記基板支持部分の半径方向外向きに配置され、前記環状部分の半径方向内向きに面する表面が、前記基板の周縁エッジから５ｍｍ以下の距離、間隔を空けられるようにサイズ決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記環状部分の前記半径方向内向きに面する表面の少なくとも一部が、前記基板支持部分の表面に対して平行な平面から上向きに且つ離れて傾斜して、その平面と５度と６０度の間の角度を形成する、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
基板を処理する方法であって、基板支持アセンブリ上に基板を位置決めすることであって、前記基板支持アセンブリが、処理チャンバの処理空間内に配置される、基板を位置決めすることと、
前記基板を３００℃以上の温度に加熱することと、
前記基板を処理プラズマに曝露することであって、前記処理プラズマが、炭素、ケイ素、及び金属堆積前駆体を実質的に含まない処理ガスで形成される、前記基板を曝露することと、
前記基板を前記処理プラズマに曝露した後に、前記基板を少なくとも６０秒にわたって３００℃以上の温度で維持した後に、前記基板の表面上にアモルファスカーボン層を堆積することであって、
１つ又は複数の堆積材料前駆体を前記処理空間内へ流すことと、
前記処理空間内に配置されたシャワーヘッドにＲＦ電力を印加することによって、前記１つ又は複数の堆積材料前駆体の堆積プラズマを点火及び維持することであって、前記ＲＦ電力が基板表面１ｃｍ２あたり２．１２ワット（Ｗ／ｃｍ２）以上である、堆積プラズマを点火及び維持することと、
前記基板の表面を前記堆積プラズマに曝露させることと、
を含む、アモルファスカーボン層を堆積することと、
を含み、
前記基板を前記処理プラズマに曝露することが、前記基板の周縁エッジに近接するシリコン表面を前記処理プラズマに曝露することを含む、方法。
【請求項7】
前記基板支持アセンブリが、基板支持部分と、前記基板支持部分から上向きに延びる環状部分とを含み、前記環状部分が前記基板支持部分の半径方向外向きに配置され、前記環状部分の半径方向内向きに面する表面が、前記基板の周縁エッジから５ｍｍ以下の距離、間隔を空けられるようにサイズ決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記環状部分の前記半径方向内向きに面する表面の少なくとも一部が、前記基板支持部分の表面に対して平行な平面から上向きに且つ離れて傾斜して、その平面と５度と６０度の間の角度を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記基板支持アセンブリが、前記基板支持部分と前記環状部分との両方を形成する誘電体材料の一体型の本体を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項10】
処理システムであって、処理空間を画定する、チャンバリッドアセンブリと、１つ又は複数のチャンバ側壁と、チャンバベースとを含むチャンバと、
前記処理空間内に配置された基板支持アセンブリであって、前記基板支持アセンブリが、基板支持部分と、前記基板支持部分から上向きに延びる環状部分とを含み、前記環状部分が、前記基板支持部分の半径方向外向きに配置され、前記環状部分の半径方向内向きに面する表面が、処理される基板の周縁エッジから５ｍｍ以下の距離、間隔を空けられるようにサイズ決定される、基板支持アセンブリと、
材料堆積方法についての命令が記憶されているコンピュータ可読媒体であって、前記材料堆積方法が、
１つ又は複数の堆積材料前駆体を前記処理空間内へ流すことと、
前記チャンバリッドアセンブリのシャワーヘッドにＲＦ電力を印加することによって、前記１つ又は複数の堆積材料前駆体の堆積プラズマを点火及び維持することであって、前記ＲＦ電力が基板表面１ｃｍ２あたり２．１２ワット（Ｗ／ｃｍ２）以上である、堆積プラズマを点火及び維持することと、
前記基板支持アセンブリの前記基板支持部分上に位置決めされた前記基板の表面を前記堆積プラズマに曝露して、その上にアモルファスカーボン層を堆積することと、
を含む、コンピュータ可読媒体と、
を含み、
前記処理システムは、前記コンピュータ可読媒体に記憶された、プラズマ処理方法についての命令をさらに含み、前記プラズマ処理方法が、
前記基板支持アセンブリの前記基板支持部分上に前記基板を位置決めすることと、
前記基板の表面を処理プラズマに曝露することであって、前記処理プラズマが、炭素、ケイ素、及び金属堆積前駆体を実質的に含まない処理ガスで形成される、前記基板の表面を曝露することと、
前記基板を前記処理プラズマに曝露した後に、前記基板支持アセンブリの誘電体材料に埋め込まれた電極にチャック電圧を印加して、前記材料堆積方法を使用して前記基板の表面上に前記アモルファスカーボン層を堆積することと、
を含み、
前記基板を前記処理プラズマに曝露することが、前記基板の周縁エッジに近接するシリコン表面を前記処理プラズマに曝露することを含む、処理システム。
【請求項11】
前記コンピュータ可読媒体に記憶された、基板アニーリング方法についての命令をさらに含む処理システムであって、前記基板アニーリング方法が、前記基板支持アセンブリの前記基板支持部分上に前記基板を位置決めすることと、
前記基板を３００℃以上の温度に加熱することと、
前記基板を少なくとも６０秒にわたって３００℃以上の温度で維持した後に、前記材料堆積方法を使用して前記基板の表面上に前記アモルファスカーボン層を堆積することと、
を含む、請求項１０に記載の処理システム。
【請求項12】
前記環状部分の前記半径方向内向きに面する表面の少なくとも一部が、前記基板支持部分の表面に対して平行な平面から上向きに且つ離れて傾斜して、その平面と５度と６０度の間の角度を形成する、請求項１０に記載の処理システム。
【請求項13】
前記基板支持アセンブリが、前記基板支持部分と前記環状部分との両方を形成する誘電体材料の一体型の本体を含む、請求項１０に記載の処理システム。
【請求項14】
前記アモルファスカーボン層を堆積することの前に、前記基板を６０秒以上にわたって３００℃以上の温度に加熱することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項15】
前記基板支持部分が基板支持体の表面の一部を含み、前記環状部分が前記基板支持体の表面上に配置されたエッジリングを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項16】
前記基板支持アセンブリが、前記基板支持部分と前記環状部分との両方を形成する誘電体材料の一体型の本体を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項17】
前記基板支持部分が基板支持体の表面の一部を含み、前記環状部分が前記基板支持体の表面上に配置されたエッジリングを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項18】
前記基板支持部分が基板支持体の表面の一部を含み、前記環状部分が前記基板支持体の表面上に配置されたエッジリングを含む、請求項１０に記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［０００１］本明細書に記載の実施態様は、概して、半導体デバイス製造の分野に関する。
【背景技術】
【0002】
［０００２］集積回路は、単一チップ上に数百万個ものトランジスタ、コンデンサ、及び抵抗器が搭載され得る複雑なデバイスへと進化を遂げている。チップ設計の進化には、より迅速な回路及びより高い回路密度が継続的に必要とされる。より高い回路密度を有するより高速な回路に対する要求により、このような集積回路の製造に使用される材料について、相応な要求が課されている。特に、集積回路構成要素の寸法がサブミクロン単位まで縮小するにつれ、このような構成要素から適切な電気的性能を得るために、低抵抗率導電性材料や低誘電率絶縁材料が使用される。
【0003】
［０００３］より大きな集積回路密度に対する要求は、集積回路構成要素の製造に使用される処理シーケンスにも要求を課す。例えば、従来のフォトリソグラフィ技法を使用する処理シーケンスでは、基板に堆積された材料層のスタックの上方にエネルギー感応性レジストの層が形成される。このエネルギー感応性レジスト層は、パターンの画像に露光され、フォトレジストマスクが形成される。その後、エッチング処理を使用して、マスクパターンがスタックの材料層のうちの１つ又は複数に転写される。このエッチング処理で使用される化学エッチャントは、エネルギー感応性レジストのマスクに対してよりも、スタックの材料層に対してより高いエッチング選択性を有するように選択される。つまり、この化学エッチャントは、エネルギー感応性レジストよりもはるかに速い速度で材料スタックの１つ又は複数の層をエッチングする。レジスト上方のスタックの１つ又は複数の材料層に対するエッチング選択性により、パターン転写が完了する前のエネルギー感応性レジストの消耗が防止される。
【0004】
［０００４］パターン寸法が縮小するにつれて、パターン解像度を制御するために、エネルギー感応性レジストの厚さは相応に縮小する。このような薄いレジスト層は、化学エッチャントによる攻撃により、パターン転写処理中に下層の材料層をマスキングするのに不十分であり得る。多くの場合、パターン転写を促進するために、ハードマスクと称される中間層（例えば酸窒化ケイ素、シリコンカーバイン、又は炭素の膜）が、エネルギー感応性レジスト層とその下の材料層との間に使用されるが、これは、化学エッチング剤に対する中間層の耐性の方が大きいからである。
【0005】
［０００５］多くの場合、基板表面上に堆積されるハードマスク材料はまた、基板の周縁エッジ、例えば基板の周縁斜角エッジの上面又は下面上にも不必要に堆積される。堆積されたハードマスク材料が下層の基板材料に弱く接着しているとき、ハードマスク材料は、傾斜面から層剥離し、望ましくない粒子の欠陥を基板の活性表面に移動させ、最終的には形成されるデバイスの故障を引き起こす可能性がある。
【0006】
［０００６］したがって、当該技術分野では、基板の傾斜面上への材料堆積、及び基板の傾斜面からの材料層の層剥離を、減少させるか又は実質的に排除するための方法及び装置が必要である。
【発明の概要】
【0007】
［０００７］本開示の実施態様は、概して、半導体デバイス製造の分野、より具体的には、基板の傾斜面から堆積後の材料の剥離を減少させるか又は実質的に排除し、よって、それに関連する微粒子の欠陥を減少させるか又は実質的に排除するための方法及び装置に関する。
【0008】
［０００８］一実施態様では、基板を処理する方法は、処置チャンバの処理空間内に配置された基板支持アセンブリ上に基板を位置決めすることと、処理ガスで形成された処理プラズマで基板の表面をプラズマ処理することと、基板支持体に基板をチャックすることと、基板の表面上にアモルファスカーボン層を堆積させることとを含む。ここでは、処理ガスは、炭素、ケイ素、又は金属堆積前駆体を実質的に含まず、処理プラズマを形成するのに使用されるＲＦ電力は、基板表面の１ｃｍ２あたり約１．４２ワット（Ｗ／ｃｍ２）未満である。いくつかの実施態様では、基板の表面をプラズマ処理することは、基板の周縁エッジに近接するシリコン表面を処理プラズマに曝露することを含む。
【0009】
［０００９］別の実施態様では、基板を処理する方法は、処理チャンバの処理空間内に配置された基板支持アセンブリ上に基板を位置決めすることと、基板を約３００℃以上の温度に加熱することとを含む。この方法は、基板を少なくとも約６０秒間約３００℃以上で維持することと、基板の表面上にアモルファスカーボン層を堆積することとを含む。基板上にアモルファスカーボン層を堆積することは、１つ又は複数の堆積材料前駆体を処理空間内へ流すことと、処理空間内に配置されたシャワーヘッドにＲＦ電力を印加することによって、１つ又は複数の堆積材料前駆体の堆積プラズマを点火及び維持することであって、ＲＦ電力が基板表面１ｃｍ２あたり約２．１２ワット（Ｗ／ｃｍ２）以上である、堆積プラズマを点火及び維持することと、基板の表面を堆積プラズマに曝露して、その上にアモルファスカーボン層を堆積することとを含む。
【0010】
［００１０］別の実施態様では、基板処理システムが提供される。処理システムは、処理空間を画定する、チャンバリッドアセンブリと、１つ又は複数のチャンバ側壁と、チャンバベースとを有する処理チャンバ、処理空間内に配置された基板支持アセンブリ、及び材料堆積方法についての命令が記憶されているコンピュータ可読媒体を含む。基板支持アセンブリは、基板支持部分と、基板支持部分から内側に延びる環状部分とを特徴とする。環状部分は、基板支持部分の半径方向外向きに配置されており、環状部分の半径方向内向きに面する表面は、処理される基板の周縁エッジから約５ｍｍ以下の距離離間されるようにサイズ決定される。材料堆積方法は、１つ又は複数の堆積材料前駆体を処理空間内へ流すことと、チャンバリッドアセンブリのシャワーヘッドにＲＦ電力を印加することによって、１つ又は複数の堆積材料前駆体の堆積プラズマを点火及び維持することと、基板の表面を堆積プラズマに曝露して、その上にアモルファスカーボン層を堆積することとを含む。いくつかの実施態様では、ＲＦ電力は、基板表面１ｃｍ２あたり約２．１２ワット（Ｗ／ｃｍ２）以上である。
【0011】
［００１１］上述した本開示の特徴を詳しく理解し得るように、上記で簡単に要約した本開示のより詳細な説明が、実施態様を参照することによって得られる。一部の実施態様を、付随する図面に示している。しかし、本開示は他の等しく有効な実施態様も許容し得ることから、添付図面が本開示の典型的な実施態様を例示しているにすぎず、よって本開示の範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】［００１２］一実施態様による、基板の斜角エッジの概略断面図であり、これは、本明細書に記載の方法から利益を得ることができる。
【図1B】［００１３］表面上に配置された水滴の接触角の概略図である。
【図2】［００１４］一実施態様による、本明細書に記載の方法を実行するのに使用され得る例示的な処理チャンバの概略断面図である。
【図4】［００１６］一実施態様による、基板を処理する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
［００１７］理解を容易にするために、図に共通する同一の要素を指し示すために、可能な場合には、同一の参照番号を使用した。ある実装形態の要素及び特徴は、特に記載がなくとも、他の実装形態に有利に組み込み可能なことが意図されている。
【0014】
［００１８］本明細書の実施態様は、基板の斜角表面から堆積後材料の層剥離を減少させるか又は実質的に排除し（斜角剥離）、それに関連する微粒子の欠陥を減少させるか又は実質的に排除するための方法及び装置に関する。概して、この方法は、基板表面、より具体的には基板表面の斜角エッジを、続いて堆積される材料層と斜角エッジ表面との間の接着を改善するための材料堆積プロセスの前に、予備処理することを含む。いくつかの実施態様では、この方法は、基板の周縁エッジへの望ましくない材料の堆積を防止又は実質的に減少させるハードウェア構成、例えば、基板支持アセンブリを組み込む。いくつかの実施態様では、方法及びハードウェア構成は、単独で又は組み合わせて使用されて、基板の斜角エッジからのカーボンハードマスク材料の層剥離を減少させるかつ／又は実質的に排除する。例えば、いくつかの実施態様では、基板表面を予備処理して、続いて堆積されるカーボンハードマスク材料と斜角エッジの表面との間の接着を改善するために使用される。いくつかの実施態様では、方法及びハードウェア構成は、斜角エッジへのカーボンハードマスク材料の堆積を防止する及び／又は実質的に減少させるのに使用される。
【0015】
［００１９］本明細書に記載の方法を使用して処理され得る基板１００の一部の概略断面図である。基板１００は、電子デバイス製造プロセスにおける使用に適した任意の材料及び材料層、例えば、ケイ素、酸化ケイ素、ストレインドシリコン、シリコンオンインシュレータ、炭素がドープされた酸化ケイ素、ａ－Ｓｉ、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイヤ、金属、金属窒化物、金属合金、及びそれらの組み合わせから形成され得る。
【0016】
［００２０］ここでは、基板１００は、活性表面（ここでは第１の表面１０２）と、第１の表面１０２の反対側の第２の表面１０４と、斜角周縁エッジ（ここでは、第１及び第２の表面１０２、１０４に接続する斜角エッジ１０６）と、第１の表面１０２上に配置された材料層スタック１０８とを有する単結晶シリコンウエハ１０１を含む。いくつかの実施態様では、材料層スタック１０８は、３Ｄ垂直ＮＡＮＤ構造を形成するのに使用され得る複数の材料層、例えば、個別の電荷蓄積セグメントを形成するのに使用される誘電体層の交互になった対を含む。例えば、いくつかの実施態様では、材料層スタック１０８は、酸化物層／窒化物層、例えば、酸化ケイ素層／窒化ケイ素層が交互になった対を含む。いくつかの実施態様では、材料層スタック１０８は、酸化ケイ素と窒化ケイ素が交互になった対の３２以上の層、例えば、４８以上、６４以上、９６以上、又は、例えば１２８層以上を含む。他の実施態様では、材料層スタック１０８は、複数の酸化物材料と窒化物材料とが交互になったもの、１つ又は複数の酸化物材料若しくは窒化物材料、ポリシリコン材料若しくはアモルファスシリコン材料、アモルファスシリコンと交互になっている酸化物、ポリシリコンと交互になっている酸化物、ドープされたシリコンと交互になっているドープされていないシリコン、ドープされたポリシリコンと交互になっているドープされていないポリシリコン、又は、ドープされたアモルファスシリコンと交互になっているドープされていないアモルファスシリコンを含み得る。いくつかの実施態様では、材料層スタック１０８は、約１μｍ以上、例えば、約１．５μｍ以上、約２μｍ以上、約２．５μｍ以上、又は約３．０μｍ以上の組み合わされた厚さＴ１を有する。
【0017】
［００２１］いくつかの実施態様では、本明細書で提供される方法は、基板１００の表面上、ここでは材料層スタック１０８の表面上にアモルファスカーボン層を堆積し、カーボンハードマスク層１１０（ファントムで示す）を形成することを含む。いくつかの実施態様では、カーボンハードマスク層１１０は、約１ｋÅ以上、約５００ｋÅ以上、約１０００ｋÅ以上、又は、例えば、約１ｋÅから約４０ｋÅの範囲内、例えば約１０ｋÅから約４０ｋÅの範囲内の厚さＴ２まで堆積される。
【0018】
［００２２］いくつかの実施態様では、材料層スタック１０８の一部及び／又はその下に配置された１つ又は複数の材料層（図示せず）は、カーボンハードマスク層１１０が斜角エッチングプロセスを使用して基板１００上に形成される前に、斜角エッジ１０６から除去される。斜角エッチングプロセスは、典型的には、基板１００の周縁エッジから距離Ｘ内から、例えば、基板１００の周縁エッジから約０．５ｍｍ以上、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、又は約０．５ｍｍと約２ｍｍの間のうちから材料を除去して、その下の単結晶シリコンウエハ１０１の表面を露出させる。よって、カーボンハードマスク層１１０の少なくとも一部は、基板１００の周縁エッジに近接して配置された曝露された単結晶シリコン表面上に堆積され得る。
【0019】
［００２３］典型的には、使用されるとき、斜角エッチングプロセスは、ウェットエッチングプロセス又はドライエッチングプロセスのうちの一方である。ウェットプロセスでは、斜角エッジ１０６は、水溶液、例えばピラニア溶液（すなわち、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ、及びＨ２Ｏ２）又はＨＦ溶液に曝露され得る。ドライエッチングプロセスでは、斜角エッジ１０６は、フッ素含有ガス、例えば、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣｘＦｙ（例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６）又はＣｘＦｙＨ２（例えば、Ｃ３ＨＦ、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２Ｈ２Ｆ４）、又は酸素含有ガス、例えば、Ｏ２；Ｎ２Ｏ、ＣＯ、ＣＯＳ、ＣＯ２、又はそれらの組み合わせで形成されるプラズマに曝露され得る。
【0020】
［００２４］使用される斜角エッチングプロセス（もしあれば）、及び／又は斜角エッジ１０６の表面から除去される材料層の種類に応じて、得られる斜角エッジ１０６の表面は、親水性又は疎水性であり得る。例えば、ピラニア溶液を使用するウェットエッチング斜角エッチングプロセスでは、材料層のすべてが除去されてその下の単結晶シリコンウエハ１０１が曝露され、典型的には、親水性の表面を有する斜角エッジ１０６が得られる。ＨＦ溶液を使用するウェットエッチングプロセスでは、材料層のすべてが除去されてその下の単結晶シリコンウエハ１０１が曝露され、典型的には、疎水性の表面を有する斜角エッジ１０６が得られる。ここでは、「親水性の表面」は、表面上に配置された水滴の接触角が９０度未満であるものであり、「疎水性の表面」は、水滴の接触角が９０度以上であるものである。図１Ｂは、表面１２０上に配置された水滴１２２の接触角αが９０度未満である表面１２０、すなわち親水性の表面を概略的に示す。
【0021】
［００２５］概して、斜角エッジ１０６の表面の粗さ及び／又は疎水性は、その上に続いて形成されるカーボンハードマスク層１１０の接着に影響を及ぼす。例えば、カーボンハードマスク層１１０と疎水性の表面を有する斜角エッジ１０６との間の接着強度は、典型的には、親水性の表面を有する斜角エッジ１０６に対するカーボンハードマスク層１１０の接着強度よりも低い。よって、いくつかの実施態様では、本明細書の方法は、カーボンハードマスク層１１０を斜角エッジ１０６上に形成する前に斜角エッジ１０６をプラズマ処理して、その疎水性を望ましくは減少させ、よって、カーボンハードマスク層１１０と斜角エッジ１０６との間の接着強度を増加させることを含む。
【0022】
［００２６］図２は、例示的な処理チャンバ、ここでは、本明細書に記載の方法を実施するために使用され得るプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバの概略断面図である。本明細書に記載の方法を実施するために使用され得る他の例示的な堆積チャンバには、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．から市販されている、ＤＸＺ（登録商標）処理チャンバを使用し得るＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）システム、ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ５０００（登録商標）システム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）システム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＧＴＴＭシステム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＸＰ ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＴＭシステム、及びＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＳＥＴＭシステム、並びに他の製造業者による適切な堆積チャンバが含まれる。
【0023】
［００２７］処理チャンバ２００は、チャンバリッドアセンブリ２０１と、１つ又は複数のチャンバ側壁２０２と、チャンバベース２０４とを含む。チャンバリッドアセンブリ２０１は、チャンバリッド２０６と、チャンバリッド２０６内に配置されたシャワーヘッド２０７と、チャンバリッド２０６と１つ又は複数の側壁２０２との間に配置された電気絶縁リング２０８とを含む。シャワーヘッド２０７、１つ又は複数のチャンバ側壁２０２、及びチャンバベース２０４は、処理空間２０５を画定する。チャンバリッド２０６を貫通して配置されたガス入口２０９は、ガス源２１０に流体連結されている。シャワーヘッド２０７は、それを貫通して配置された複数の開口部２１１を有しており、ガス源２１０から処理空間２０５内に処理ガスを均一に分配するために使用される。シャワーヘッド２０７は、ＲＦ電源のような第１の電源２１２に電気的に接続され、第１の電源６１２は、容量結合を通して、処理ガスのプラズマ２２４を点火し維持するための電力を供給する。ここでは、ＲＦ電力は、約４００ｋＨｚと約４０ＭＨｚの間、例えば約４００ｋＨｚと約１３．５６ＭＨｚの間の周波数を有する。
【0024】
［００２８］処理空間２０５は、真空排出口２１４を介して、真空源（例えば、１つ又は複数の専用真空ポンプ）に流体連結される。真空排出口２１４は、処理空間２０５を準大気圧条件に維持し、そこから処理ガス及び他のガスを排出する。処理空間２０５内に配置された基板支持体２１５は、チャンバベース２０４の下の領域でベローズ（図示せず）によって囲まれるように、チャンバベース２０４を通って密封的に延びる可動支持シャフト２３０上に配置される。通常、処理チャンバ２００は、１つ又は複数の側壁２０２のうちの１つの側壁の開口部２１８を通して、基板１００を基板支持体２１５との間で移送することを容易にするように構成され、開口部２１８は、従来、基板処理中にドア又はバルブ（図示せず）で密封される。
【0025】
［００２９］ここで、基板支持体２１５上に配置された基板１００は、抵抗加熱素子２１９などのヒータと、基板支持体２１５内に配置された１つ又は複数の冷却チャネル２２０の一方又は両方を使用して、所望の処理温度に維持される。典型的には、１つ又は複数の冷却チャネル２２０は、比較的高い電気抵抗を有する修正された水源又は冷媒源などの冷却剤源（図示せず）に流体連結される。基板支持体２１５は、金属酸化物又は金属窒化物セラミック材料などの誘電体材料で形成されており、その中に埋め込まれた１つ又は複数のチャック電極２２１を含む。１つ又は複数のチャック電極２２１は、基板１００と１つ又は複数のチャック電極２２１との間に電位を提供することにより基板１００を基板支持体２１５に固定するために使用される。基板１００と１つ又は複数のチャック電極２２１との間の電位は、それらの間に静電チャック（ＥＳＣ）引力をもたらす。ここでは、１つ又は複数のチャック電極２２１は、約－５０００Ｖと約＋５０００Ｖの間のチャック電圧を提供するそれぞれのチャック電源２２２（ＤＣ電源など）に電気的に連結される。
【0026】
［００３０］いくつかの実施態様では、環状エッジリング２２３は、基板支持体２１５のプラズマ対向面上に円周方向に配置され、そのエッジに近接している。エッジリング２２３は、基板１００の周縁エッジの上方の処理プラズマの特性の変化に起因する、基板中心から基板エッジへの不均一な材料堆積厚さを減少させるために使用される。処理プラズマの特性は、典型的には、基板１００及びエッジリング２２３の上方のプラズマ２２４の形状と、プラズマ２２４を形成する処理ガスのイオン化の程度と、プラズマ２２４全体の処理ガスのイオン化の均一性を含む。
【0027】
［００３１］ここで、エッジリング２２３は、基板１００に外接する半径方向内向きに面する表面を有し、基板１００を基板支持体２１５の表面との間で移動させるための機械的クリアランスを提供するために、間隙によってそこから離間される。広すぎる間隙及びプラズマによって生成された種は、間隙内及び基板１００の周縁エッジの下に侵入して、その上に材料を望ましくなく堆積させる。よって、いくつかの実施態様では、エッジリング２２３の基板に面する表面、例えば、最も内側の半径方向内向きに面した表面は、約５ｍｍ未満、例えば約４ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、又は約０．５ｍｍと約５ｍｍの間、例えば約１ｍｍと約４ｍｍの間の間隙によって、基板１００の周縁エッジから離れている。基板の周縁エッジに近接するプラズマ特性を制御し、その斜角エッジへの堆積を最小限に抑えるために使用され得る基板支持体及び／又はエッジリングの代替の実施態様を、図３Ａ～３Ｃに記載する。
【0028】
［００３２］ここでは、処理チャンバ２００の動作は、システムコントローラ２２５によって容易にされる。システムコントローラ２２５は、メモリ２２７（例えば不揮発性メモリ）及びサポート回路２２８と共に動作可能な、プログラマブル中央処理装置（ＣＰＵ）２２６を含む。サポート回路２２８は、従来、ＣＰＵ２２６に連結されており、基板処理の制御を容易にするために、処理チャンバ２００のさまざまな構成要素に連結された、キャッシュ、クロック回路、入出力サブシステム、電源など、及びこれらの組み合わせを含む。例えば、いくつかの実施態様では、ＣＰＵ２２６は、さまざまな処理チャンバ構成要素及びサブプロセッサを制御するための、産業用設定で使用される、任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つ、例えばプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）である。ＣＰＵ２２６に連結されたメモリ２２７は、非一過性であり、典型的には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、又は、他の任意の形態のローカル若しくはリモートのデジタルストレージといった、容易に入手可能なメモリのうちの１つ又は複数である。
【0029】
［００３３］典型的には、メモリ２２７は、命令を包含するコンピュータ可読記憶媒体（例えば不揮発性メモリ）の形態であり、この命令は、ＣＰＵ２２６によって実行されると、処理チャンバの動作を容易にする。メモリ２２７内の命令は、本開示の方法を実装するプログラムなどのプログラム製品（例えば、ミドルウェアアプリケーション、機器ソフトウェアアプリケーションなど）の形態である。プログラムコードは、いくつかの異なるプログラミング言語のうちのいずれかに適合し得る。一例では、本開示は、コンピュータシステムと共に使用されるコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品として、実装され得る。プログラム製品のプログラム（複数可）が、（本書に記載の方法を含む）実施態様の機能を規定する。
【0030】
［００３４］例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、（ｉ）情報が永続的に記憶される書込み不能な記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意の種類のソリッドステート不揮発性半導体メモリによって読み出し可能なＣＤ－ＲＯＭディスクなどのコンピュータ内の読出し専用メモリデバイス）、及び（ｉｉ）変更可能な情報が記憶される書き込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ若しくはハードディスクドライブ内のフロッピーディスク又は任意の種類のソリッドステートランダムアクセス半導体メモリ）を含むが、これらに限定されない。このようなコンピュータ可読記憶媒体は、本書に記載の方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を実行している場合には、本開示の実施態様となる。
【0031】
［００３５］図３Ａ－３Ｂは、他の実施態様による基板支持体及び／又は基板支持アセンブリを概略的に示しており、これらは、基板１００の周縁エッジに近接する表面、例えば、斜角エッジ１０６の表面上への、材料層、例えばカーボンハードマスク層１１０の望ましくない堆積を減少させる及び／又は実質的に防止するために使用され得る。有益には、図３Ａ－３Ｃに示される基板支持体及び／又は基板支持アセンブリは、図４に記載の表面処理方法と組み合わせて使用され、斜角エッジ１０６からのその後に堆積された材料層の剥離によって生じる欠陥を防止及び／又は実質的に減少させる。
【0032】
［００３６］図３Ａは、基板支持アセンブリ３００の一部、ここでは基板支持体３０１及び環状エッジリング３０３の概略断面図であり、これらは、一実施態様によれば、図２に記載される基板支持体２１５及びエッジリング２２３の代わりに使用され得る。典型的には、基板支持体３０１は、誘電体材料で形成され、図２で記載される抵抗加熱素子２１９、冷却チャネル２２０及び／又はチャック電極２２１を含む基板支持体２１５の特徴の組み合わせのうちのいずれか一つを含み得る。基板支持体３０１のプラズマ対向面は、基板支持部分３１２と、基板支持部分３１２から半径方向外向きに配置された複数の整合タブ３０７とを特徴とする。いくつかの実施態様では、基板支持部分３１２は、複数のメサ３１４と、メサ３１４間に配置される複数の凹部３１６とを含み、これらは、基板１００の非活性表面とともに、裏側の空間を画定する。いくつかの実施態様では、不活性熱伝導ガス、例えばＨｅは、熱伝導ガス源（図示せず）から裏側の空間へ送達されて、基板と基板支持体３０１の誘電体材料との間の熱伝導を容易にする。
【0033】
［００３７］基板３０５は、半径Ｒ１で上から見たときに円形の形状を有する。整合タブ３０７の一つひとつは、基板１００が基板支持部分３１２上に位置決めされるとき、基板１００の所望の中心位置から半径Ｒ２の周りに互いに離間されている。半径Ｒ２は、基板半径Ｒ１よりも０．０１ｍｍと約５ｍｍの間大きい。整合タブ３０７のそれぞれの半径方向内向きに面する表面は、半径Ｒ２で基板支持部分３１２と接続しており、そこから上向きに及び離れて（半径方向外向きに）傾斜する。整合タブ３０７のそれぞれは、基板支持体３１０の表面から、約０．３ｍｍと約１ｍｍの間の高さＨ１突出している。
【0034】
［００３８］整合タブ３０７は、環状に成形されたエッジリング３０３の半径方向内向きに面する表面によって画定される領域内に基板１００を中央に配置するのに役立ち、よって、基板１００の斜角エッジを、基板１００の円周の周りにエッジリング３０３から均等に離間させる。概して、エッジリング３０３は、その周縁エッジに近接する基板支持体３１０のプラズマ対向面上に配置される。ここでは、エッジリング３０３の半径方向内向きに面する表面は、第１の表面３２８と第２の表面３２９とを含む。エッジリング３０３が基板支持体３０１上に配置されるとき、第１の表面３２８はその基板支持部分３１２の表面に対して直交している。第２の表面３２９は、基板支持体３０１の表面から遠位の第１の表面３２８の末端に接続し、第１の表面３２８からエッジリング３０３の第３の表面３３０に向かって及びそれに接続するように上向きに及び離れて（半径方向外向きに）傾斜する。第３の表面３３０は、基板支持体３０１の基板支持部分３１２の表面に対して実質的に平行であり、第２の表面からエッジリング３０３の周縁エッジへ半径方向外向きに延びる。
【0035】
［００３９］ここでは、第２の表面３２９と基板支持体３０１の基板支持部分３１２の表面に対して平行な面とによって形成される角度θ１は、約５°と約６０°の間、例えば約５°と約４５°の間、約５°と約３０°の間、又は約６０°以下、例えば約５０°以下、約４５°以下、約３０°以下、約２０°以下、若しくは約１５°以下である。本明細書に記載される方法では、エッジリング３０３の第１の表面３２８は、基板１００の周縁エッジから離間している。
【0036】
［００４０］第１の表面３２８に対して測定されるときのエッジリング３０３の内半径Ｒ３は、典型的には、処理される基板の半径Ｒ１よりも約１ｍｍと約５ｍｍの間大きい。例えば、いくつかの実施態様では、エッジリング３０３は、基板１００の周縁エッジから約５ｍｍ未満の距離、例えば約１ｍｍと約５ｍｍの間離間されるようにサイズ決定される。ここでは、内面は、約０．３ｍｍと約１ｍｍの高さＨ２を有し、これは、整合タブ３０７の高さＨ１と同じであっても異なっていてもよい。エッジリング３０３は、約１．２ｍｍと約２．３ｍｍの間の高さＨ３を有する。
【0037】
［００４１］図３Ｂは、基板支持アセンブリ３１０の一部の概略断面図であり、これは、一実施態様によれば、図２に記載される基板支持体２１５及びエッジリング２２３の代わりに使用され得る。ここでは、基板支持アセンブリは、基板支持部分３１２を形成する誘電体材料の一体型の本体３１１と、基板支持部分の半径方向外向きに配置され、その表面から上向きに突出する環状ショルダ３１５とを特徴とする。環状ショルダ３１５は、基板支持部分３１２から上向きに及びそれから（半径方向外向きに）離れて傾斜する半径方向内向きに面する表面３３１を有し、基板支持部分３１２の表面に対して平行な面と共に約２０°と約８０°の間の角度θ２を形成する。
【0038】
［００４２］いくつかの実施態様では、内向きに面する表面３３１と基板支持部分３１２の表面の平面との交点で測定されたショルダ３１５の内半径Ｒ４は、基板半径Ｒ１よりも約０．０１ｍｍと約５ｍｍの間大きい。いくつかの実施態様では、ショルダ３１５の第３の表面３３２は、基板支持部分３１２の表面に対して実質的に平行であり、基板支持部分３１２から遠位の、内向きに面する表面の端部から、基板半径Ｒ１よりも約１ｍｍと約２５ｍｍの間大きい半径Ｒ５へ半径方向外向きに延びる。いくつかの実施態様では、一体型の本体３１１は、その周縁エッジに近接して配置された環状レッジ３１７を特徴とする。ここでは、ショルダ３１５は、約０．５ｍｍと約２．５ｍｍの間の、基板支持部分３１２の表面の平面から第３の表面３３２まで測定された高さＨ４を有する。レッジ３１７は、約０．１ｍｍと約２ｍｍの間の、基板支持部分３１２の表面の平面から測定された高さＨ５を有する。
【0039】
［００４３］図３Ｃは、基板支持アセンブリ３２０の一部の概略断面図であり、これは、別の実施態様によれば、図２に記載される基板支持体２１５及びエッジリング２２３の代わりに使用され得る。ここでは、基板支持アセンブリ３２０は、基板支持部分３１２を形成する誘電体材料の一体型の本体３２２と、半径方向外向きに配置されそこから上向きに突出している環状の第１のショルダ３２６と、第１のショルダ３２６の円周の周りに配置されそこから上向きに突出している環状の第２のショルダ３２７とを特徴とする。
【0040】
［００４４］第１のショルダ３２６は、第１の内向きに面する表面３５２によって基板支持部分３１２に接続されている第１の上面３５０を特徴とする。第１の内向きに面する表面３５２は、基板支持部分３１２の表面から上向きに及び（半径方向外向きに）離れて傾斜して、その表面と約３０°と約９０°の間の角度θ３を形成する。ここでは、第１の内向きに面する表面３５２と基板支持部分３１２の表面との交点で測定された第１のショルダ３２６の内半径Ｒ６は、基板半径Ｒ１よりも約０．０１ｍｍと約５ｍｍの間大きい。
【0041】
［００４５］いくつかの実施態様では、第１の上面３５０は、約０．１ｍｍと約１．２ｍｍの間の、基板支持部分３１２の表面の平面から測定された高さＨ６を有する。第２のショルダ３２７は、第１の上面３５０から上向きに及び（半径方向外向きに）離れて傾斜する第２の内向きに面する表面３５３を有して、第１の上面３５０を第２の上面３５１に接続する。ここでは、第１の上面３５０及び第２の上面３５１は、それぞれ、基板支持部分３１２の表面に対して実質的に平行である。第２の内向きに面する表面３５３と第１の上面３５０との交点で測定された第２のショルダ３２７の内半径Ｒ７は、基板半径Ｒ１よりも約３ｍｍと約２０ｍｍの間大きい。第２の内向きに面する表面３５３及び環状の第１のショルダ３２６は、約５°と約６０°の間の角度θ４を形成する。第２のショルダ３２７は、約１ｍｍと約２．５ｍｍの間の、基板支持部分３１２の平面から測定された高さＨ７を有する。
【0042】
［００４６］図４は、基板１００の斜角エッジ１０６を処理して、その上への、続いて堆積される材料層、例えば、カーボンハードマスク層１１０の接着を改善する方法４００を示すフロー図である。方法４００は、任意の適切なプラズマ処理チャンバ、例えば処理チャンバ２００内で実施され得る。いくつかの実施態様では、処理チャンバ２００は、図３Ａ－３Ｃに記載される基板支持体及び基板支持アセンブリのうちの一つを含む。
【0043】
［００４７］方法４００は、作業４０１で、図１Ａに記載の基板１００などの基板を、プラズマ処理チャンバの処理空間内に配置された基板支持体アセンブリ上に位置決めすることを含む。
【0044】
［００４８］方法４００は、作業４０２で、基板１００の斜角エッジ１０６の表面からの基板汚染物質を場合によってはアニーリングすることを含む。ここで、基板１００をアニーリングすることには、約２０Ｔｏｒｒ未満、又は約１Ｔｏｒｒと約２０Ｔｏｒｒの間の圧力で処理空間を維持しながら、基板１００を約３００℃以上、４００℃以上、４５０℃以上、又は例えば約３００℃と約７００℃の間のアニーリング温度に加熱することを含む。典型的には、基板は、約６０秒以上、例えば約９０秒上、約１２０秒以上、又は例えば約１６０秒以上にわたってアニーリング温度で維持される。
【0045】
［００４９］作業４０３では、方法４００は、基板の表面をプラズマ処理することを含む。ここでは、基板１００の表面のプラズマ処理には、処理ガスを処理空間内に流すことと、処理ガスの処理プラズマを形成することと、基板１００の表面を処理プラズマに曝露することとが含まれる。典型的には、処理ガスは、材料堆積前駆体、例えば、炭素、ケイ素、及び／又は金属堆積前駆体を含まず、Ｈｅ、Ａｒ、ＮＨ３、Ｎ２、又はＯ２のうちの一つ又は組み合わせを含む。いくつかの実施態様では、処理ガスは、斜角表面の親水性を増加させるために選択されるガスの一つ又は組み合わせを含む。例えば、いくつかの実施態様では、処理ガスには、Ｈｅ単独と比較して、比較的重いプラズマ活性化種を生成する、Ａｒ、Ｎ２、又はそれらの組み合わせが含まれる。比較的重いプラズマ活性化種は、基板の斜角表面から材料を望ましくスパッタして、材料の粗さ、よって、親水性も増加させる。いくつかの実施態様では、処理ガスは、Ｏ２を含み、基板の斜角表面の酸化を容易にする。基板の斜角表面の酸化は、その親水性を望ましく増加させる。斜角表面を粗くすること及び／又はその表面の親水性を増加させることは、典型的には、続いて堆積される材料層の接着を改善し、よって、続いて堆積される材料層のそこからの剥離を望ましく減少させる。いくつかの実施態様では、処理ガスは、Ｏ２と、Ａｒ及びＮ２のうちの一方又は両方とを含む。
【0046】
［００５０］いくつかの実施態様では、処理プラズマを形成することには、処理空間を約２０Ｔｏｒｒ未満の圧力で維持しながら、処理空間内に配置されたシャワーヘッドにＲＦ電力を印加することが含まれる。ここでは、処理プラズマを形成するのに使用されるＲＦ電力は、基板表面１ｃｍ２あたり約０．１４２ワット（Ｗ／ｃｍ２）と約１．４２Ｗ／ｃｍ２の間である。例えば、３００ｍｍの直径の基板の場合、処理プラズマを形成するのに使用されるＲＦ電力は、約１００Ｗと約１０００Ｗの間である。いくつかの実施態様では、処理プラズマを形成するのに使用されるＲＦ電力は、約１．４２Ｗ／ｃｍ２未満、例えば、約０．７１Ｗ／ｃｍ２未満、約０．４２Ｗ／ｃｍ２未満、又は約０．２８Ｗ／ｃｍ２未満、又は、例えば約０．１４２Ｗ／ｃｍ２と約０．７１Ｗ／ｃｍ２の間である。いくつかの実施態様では、基板の表面は、約１秒超、例えば、約５秒超、又は約１０秒超、又は、例えば約１秒と約３０秒の間にわたって、処理プラズマに曝露される。いくつかの実施態様では、基板は、プラズマ処理の持続期間中、作業４０２のアニーリング温度以上で維持される。他の実施態様では、方法４００は、作業４０２及び４０３のうちの一方を行わずに実施される。
【0047】
［００５１］作業４０４では、方法４００は、基板を基板支持体にチャックすることを含む。いくつかの実施態様では、基板を基板支持体にチャックすることには、基板支持体内に配置されたチャック電極にチャック電圧を印加しながら、処理プラズマを維持することが含まれる。ここでは、起案を基板支持体にチャックすることは、作業４０３でのプラズマ処理の持続期間の開始時、その間、又はその終わりに行われ得る。
【0048】
［００５２］動作４０５では、方法４００には、基板の表面上に材料層を堆積することが含まれる。基板の表面上に材料層を堆積することには、１つ又は複数の材料堆積前駆体を処理空間内に流すことと、１つ又は複数の材料堆積前駆体の堆積プラズマを形成することと、基板表面を堆積プラズマに曝露して、その上に材料層を堆積することとが含まれる。ここでは、１つ又は複数の材料堆積前駆体は、炭素、ケイ素、又は金属前駆体のうちの一つ又は組み合わせを含む。いくつかの実施態様では、材料層を堆積することは、基板の表面上にアモルファスカーボン層、例えばアモカーボンハードマスクを堆積することを含む。典型的には、アモルファスカーボン層を堆積することは、炭素含有混合ガスを処理空間内に流すことと、そこから堆積プラズマを形成することとを含む。
【0049】
［００５３］ここでは、炭素含有混合ガスには、少なくとも一つの炭素前駆体が含まれる。混合ガスは、不活性ガス、希釈ガス、窒素含有ガス、又はそれらの組み合わせをさらに含み得る。
【0050】
［００５４］一実装形態では、炭素前駆体は、ガス状の炭化水素、例えば、一般式ＣｘＨｙを有する直鎖状炭化水素であり、ここで、ｘは１から２０の範囲であり、ｙは１から２０の範囲である。一実施態様では、炭化水素はアルカンである。適切な炭化水素には、例えば、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、及びブチレン（Ｃ４Ｈ８）、シクロブタン（Ｃ４Ｈ８）、及びメチルシクロプロパン（Ｃ４Ｈ８）が含まれる。適切なブチレンには、１－ブテン、２－ブテン、及びイソブチレンが含まれる。他の適切な炭素含有ガスには、二酸化炭素（ＣＯ２）及び四フッ化炭素（ＣＦ４）が含まれる。一実施態様では、炭素前駆体はＣ３Ｈ６を含む。
【0051】
［００５５］適切な希釈ガス、例えば、とりわけ、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）、又はそれらの組み合わせが、混合ガスに添加され得る。Ａｒ、Ｈｅ、及びＮ２は、アモルファスカーボン層の密度及び堆積速度を制御するのに使用される。いくつかの場合、Ｎ２及び／又はＮＨ３の添加は、後述するように、アモルファスカーボン層の水素比率を制御するのに使用することができる。いくつかの実施態様では、炭素含有混合ガスは希釈剤を含まない。
【0052】
［００５６］いくつかの実施態様では、炭素含有混合ガスは、ピリジン、脂肪族アミン、アミン、ニトリル、又はアンモニアの一つ又は組み合わせなどの窒素含有ガスをさらに含む。
【0053】
［００５７］いくつかの実施態様では、堆積プラズマを形成することには、処理空間を約２０Ｔｏｒｒ未満の圧力で維持しながら、処理空間内に配置されたシャワーヘッドにＲＦ電力を印加することが含まれる。ここでは、堆積プラズマを形成するのに使用されるＲＦ電力は、基板表面１ｃｍ２の面積あたり約２．１２ワット（Ｗ／ｃｍ２）と約４．２４Ｗ／ｃｍ２の間であり、例えば、３００ｍｍの直径の基板の場合、堆積プラズマを形成するのに使用されるＲＦ電力は、約１５００Ｗと約３０００Ｗの間である。いくつかの実施態様では、処理プラズマを形成するのに使用されるＲＦ電力は、約２．１２Ｗ／ｃｍ２超、例えば約２．８３Ｗ／ｃｍ２超、又は約２．８３Ｗ／ｃｍ２と約４．２４Ｗ／ｃｍ２の間である。
【0054】
［００５８］いくつかの実施態様では、基板上に材料層、例えばアモルファスカーボン層を堆積することには、基板を、約２００℃と約７００℃の間、例えば、約３００℃と約７００℃の間、約５００℃と約７００℃の間、又は例えば約２００℃と約７００℃の間の温度に維持することが含まれる。典型的には、処理空間は、約２０Ｔｏｒｒ未満の圧力に維持される。いくつかの実施態様では、アモルファスカーボン層は、約１０Åと約５０，０００Åの間、例えば、約３００Åと約３０，０００Åの間、例えば、約５００Åと約１，０００Åの間の厚さまで堆積される。
【0055】
［００５９］有益には、本明細書に記載の方法及び処理システムは、基板の斜角表面から堆積後材料の層剥離を実質的に排除し（斜角剥離）、よって、それに関連する微粒子の欠陥を実質的に排除するのに使用され得る。
【0056】
［００６０］上記の説明は本開示の実施態様を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱しなければ、本開示の他の実施態様及び更なる実施態様が考案されてよく、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決まる。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A-3C】
【図4】