特表 2024-510611 物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子を低減する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-08

(54)【発明の名称】物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子を低減する方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/00 20060101AFI20240301BHJP

   C23C 14/06 20060101ALI20240301BHJP

【ＦＩ】

C23C14/00 B

C23C14/06 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023556495

(86)(22)【出願日】2022-03-15

(85)【翻訳文提出日】2023-11-10

(86)【国際出願番号】 US2022020412

(87)【国際公開番号】W WO2022197723

(87)【国際公開日】2022-09-22

(31)【優先権主張番号】17/203,786

(32)【優先日】2021-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】トウ， ウェイ

(72)【発明者】

【氏名】カオ， ヨン

(72)【発明者】

【氏名】リー， ミントン

(72)【発明者】

【氏名】ラヴァン， シェーン

(72)【発明者】

【氏名】ラマリンガム， ジョーティーリンガム

(72)【発明者】

【氏名】リュウ， チョンユイ

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029AA24

4K029BA35

4K029BA58

4K029BB02

4K029BB10

4K029CA05

4K029DA01

4K029DA04

4K029DA10

4K029DA12

4K029DC34

4K029DC35

4K029DC45

4K029EA01

4K029EA03

4K029EA09

4K029JA01

4K029KA01

(57)【要約】

物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減するための方法および装置の実施形態が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、ＰＶＤチャンバにおける粒子形成を低減する方法は、ＰＶＤチャンバにおける基板支持体上に配置された対応する一連の基板上で複数の第１の堆積プロセスを行うことであって、ＰＶＤチャンバは、基板支持体の周りに配置されかつテクスチャ加工外面を有するカバーリングを含み、第１の厚さを有する窒化ケイ素（ＳｉＮ）層は、複数の第１の堆積プロセスのそれぞれの間にテクスチャ加工外面上に堆積する、複数の第１の堆積プロセスを行うことと、第２の厚さを有するアモルファスシリコン層を下地の窒化ケイ素（ＳｉＮ）層上に堆積させるために複数の第１の堆積プロセスのサブセット間においてカバーリング上で第２の堆積プロセスを行うこととを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減する方法であって、
前記ＰＶＤチャンバにおける基板支持体上に配置された対応する一連の基板上で複数の第１の堆積プロセスを行うことであって、前記ＰＶＤチャンバは、前記基板支持体の周りに配置されかつテクスチャ加工外面を有するプロセスキットを含み、第１の厚さ以下である厚さを有する窒化ケイ素層は、前記複数の第１の堆積プロセスのそれぞれの間に前記テクスチャ加工外面上に堆積する、複数の第１の堆積プロセスを行うことと、
前記複数の第１の堆積プロセスのサブセット間において前記プロセスキット上で第２の堆積プロセスを行い、第２の厚さを有するアモルファスシリコン層を、前記複数の第１の堆積プロセス中に堆積した前記窒化ケイ素層の最後の窒化ケイ素層上に堆積させることとを含む、方法。

【請求項2】

前記複数の第１の堆積プロセスの前記サブセットは、約１０個の基板～約２０個の基板を処理することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２の堆積プロセス中、前記ＰＶＤチャンバの内部容積を約１０ミリトル～約２０ミリトルの圧力に加圧することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の厚さは、約１００ナノメートル～約３００ナノメートルである、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第２の厚さは、約１マイクロメートル～約４マイクロメートルである、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記複数の第１の堆積プロセスの第２のサブセット間において前記プロセスキット上で第３の堆積プロセスを行い、前記第２の厚さを上回る第３の厚さを有するアモルファスシリコン層を堆積させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第２のサブセットは約９００個～約１５００個の基板を含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第３の厚さは約３～約６マイクロメートルである、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記第３の堆積プロセスは、約２５０キロワットアワー～３５０キロワットアワーごとに行われる、請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記窒化ケイ素（ＳｉＮ）層は圧縮応力層であり、前記アモルファスシリコン層は引張り応力層である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記第２の堆積プロセスは、プロセスガスとしてアルゴンを使用することを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記複数の第１の堆積プロセスは、窒素およびアルゴンを含むプロセスガスを使用することを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記第２の堆積プロセス中に前記基板支持体上にシャッタディスクを設置することをさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記テクスチャ加工外面は、約０．５ミリメートル～約４．５ミリメートルの間隔を有する複数の突出部を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記テクスチャ加工外面は、約０．２ミリメートル～約１．５ミリメートルの高さを有する複数の突出部を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記第２の厚さは前記第１の厚さを上回る、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記第２の堆積プロセスは、約２０キロワットアワー～６０キロワットアワーごとに行われる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記プロセスキットはカバーリングである、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

コントローラを使用し、前記方法を行うことをさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

前記複数の第１の堆積プロセスは、前記第２の堆積プロセスと同じチャンバにおいて行われる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、一般的に、基板処理装置に関し、より具体的には、基板処理装置における粒子形成を低減することに関する。

【背景技術】

【0002】

物理気相堆積（ＰＶＤ）としても知られているスパッタリングは、集積回路における特徴を形成する方法である。スパッタリングによって、材料の層が基板上に堆積する。ターゲットなどのソース材料は、ターゲットから材料を排出するためにイオンによって衝撃を与えられる。材料は次いで基板上に堆積する。本発明者は、堆積プロセス中、材料または汚染物質がチャンバ構成要素上に堆積し得ることを観測した。チャンバ構成要素上に堆積した材料は、それぞれの連続した堆積プロセス中に一連の堆積層を形成し得る。堆積層は、特に、ＰＶＤチャンバでプロセス中およびその間に熱サイクルが行われる時にフレーキングを起こしやすく、これによって、ＰＶＤチャンバ内に不要な粒子および汚染物質が生成される場合がある。

【発明の概要】

【0003】

従って、本発明者は、改善されたＰＶＤ処理チャンバ、および該チャンバにおける不要な粒子を低減するための使用方法を提供している。

【0004】

物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減するための方法および装置の実施形態が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、ＰＶＤチャンバにおける粒子形成を低減する方法は、ＰＶＤチャンバにおける基板支持体上に配置された対応する一連の基板上で複数の第１の堆積プロセスを行うことであって、ＰＶＤチャンバは、基板支持体の周りに配置され、かつテクスチャ加工外面を有するプロセスキットを含み、第１の厚さを有する窒化ケイ素（ＳｉＮ）層は、複数の第１の堆積プロセスのそれぞれの間にテクスチャ加工外面上に堆積する、複数の第１の堆積プロセスを行うことと、第２の厚さを有するアモルファスシリコン層を下地の窒化ケイ素（ＳｉＮ）層上に堆積させるために複数の第１の堆積プロセスのサブセット間においてプロセスキット上で第２の堆積プロセスを行うこととを含む。

【0005】

いくつかの実施形態では、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減する方法は、ＰＶＤチャンバにおける基板支持体上に配置された対応する一連の基板上で複数の第１の堆積プロセスを行うことであって、ＰＶＤチャンバは、基板支持体の周りに配置され、かつテクスチャ加工外面を有するカバーリングを含み、第１の厚さを有する窒化ケイ素（ＳｉＮ）層は、複数の第１の堆積プロセスのそれぞれの間にテクスチャ加工外面上に堆積する、複数の第１の堆積プロセスを行うことと、第２の厚さを有するアモルファスシリコン層を下地の窒化ケイ素（ＳｉＮ）層上に堆積させるために複数の第１の堆積プロセスのサブセット間においてカバーリング上で第２の堆積プロセスを行うことであって、第２の厚さは第１の厚さを上回る、第２の堆積プロセスを行うことと、第２の厚さを上回る第３の厚さを有するアモルファスシリコン層を堆積させるために複数の第１の堆積プロセスの第２のサブセット間においてカバーリング上で第３の堆積プロセスを行うこととを含む。

【0006】

いくつかの実施形態では、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減する方法は、ＰＶＤチャンバにおける基板支持体上に配置された基板上で第１の堆積プロセスを行うことであって、ＰＶＤチャンバは、基板支持体の周りに配置され、かつテクスチャ加工外面を有するカバーリングを含み、第１の厚さを有する窒化ケイ素（ＳｉＮ）層は、第１の堆積プロセス中にテクスチャ加工外面上に堆積する、第１の堆積プロセスを行うことと、ＰＶＤチャンバにおける約１０～約２０の後続の対応する基板上で第１の堆積プロセスを繰り返すことと、第２の厚さを有するアモルファスシリコン層を下地の窒化ケイ素（ＳｉＮ）層上に堆積させるためにＰＶＤチャンバにおけるカバーリング上で第２の堆積プロセスを行うこととを含む。

【0007】

本開示の他のおよびさらなる実施形態については、以下に記載する。

【0008】

上記に簡潔に要約され、かつ以下により詳細に論じられる本開示の実施形態は、添付の図面に示される本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解可能である。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみ例示しているため、範囲を限定するものとみなされるべきではなく、本開示では、他の等しく効果的な実施形態が認められ得る。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の少なくともいくつかの実施形態による物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減する方法のフローチャートである。

【図2】本開示の少なくともいくつかの実施形態によるＰＶＤチャンバの概略的な断面図である。

【図3】本開示のいくつかの実施形態によるプロセスキットの一部の詳細な等角図である。

【図4】本開示のいくつかの実施形態によるプロセスキットの一部の概略的な側面図である。

【図5】本開示の少なくともいくつかの実施形態による複数の堆積プロセスのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

理解を容易にするように、図に共通する同一の要素を指定するために、可能な限り同一の参照記号が使用されている。図は正確な比率で描かれておらず、明確にするために簡略化され得る。１つの実施形態の要素および特徴は、有益には、さらに詳述することなく他の実施形態に組み込まれる場合がある。

【0011】

本明細書において、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減するための方法および装置の実施形態が提供される。ＰＶＤチャンバに配置された基板上の堆積プロセスを行う間、材料は、プロセスキットなどのチャンバ構成要素上に堆積する。チャンバ構成要素上に堆積した材料は、それぞれの連続した堆積プロセス中に一連の圧縮層を形成し得る。圧縮層は、特に、ＰＶＤチャンバにおいて熱サイクルが行われる時にフレーキングを起こしやすいと思われる。本明細書に提供される方法は、例えばフレーキングによる、ＰＶＤチャンバにおける不要な粒子生成を防止するために、１つまたは複数の圧縮材料層上に材料の引張り層を追加することを容易にする。

【0012】

図１は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバにおける粒子形成を低減する方法１００のフローチャートを示す。１０２において、方法１００は、図２に関して以下に論じられるプロセスチャンバ２００などのＰＶＤチャンバにおいて、該ＰＶＤチャンバにおける基板支持体（例えば、基板支持体２３０）上に配置された対応する一連の基板（例えば、基板２０４）上で複数の第１の堆積プロセスを行うことを含む。ＰＶＤチャンバは、基板支持体の周りに配置され、かつテクスチャ加工外面を有するプロセスキット（例えば、プロセスキット２５０）を含む。プロセスキットは、カバーリング（例えば、カバーリング２５５）、堆積リング（例えば、堆積リング２５４）、下部シールド（例えば、下部シールド２５２）、または上部シールド（例えば、上部シールド２５１）のうちの１つまたは複数を含み得る。テクスチャ加工外面は、例えば、ビードブラスト加工、アーク溶射、または３次元印刷などの付加製造による任意の適した方法によってテクスチャ加工され得る。いくつかの実施形態において、テクスチャ加工外面は、間に約０．５ミリメートル～約４．５ミリメートルの間隔を有する複数の突出部を含む。いくつかの実施形態において、テクスチャ加工外面は、約０．２ミリメートル～約１．５ミリメートルの高さを有する複数の突出部を含む。

【0013】

いくつかの実施形態において、複数の第１の堆積プロセスは、窒素、または窒素およびアルゴンの組み合わせを含むプロセスガスを使用すること、およびガス供給部（例えば、ガス供給部２６６）を介してプロセスガスを供給することを含む。使用中、いくつかの実施形態において、第１の厚さを有する窒化ケイ素（ＳｉＮ）層は、複数の第１の堆積プロセスのそれぞれの間にプロセスキットのテクスチャ加工外面上に堆積する。いくつかの実施形態において、第１の厚さは約１００ナノメートル～約３００ナノメートルである。いくつかの実施形態において、ＳｉＮ層は圧縮応力層である。例えば、ＳｉＮ層は、約－２．０ＧＰａ～約－１．０ＧＰａの圧縮応力を有し得る。複数の第１の堆積プロセス中、複数のＳｉＮ層はプロセスキット上に堆積する。連続した第１の堆積プロセス間で、プロセスチャンバ２００において熱サイクルが行われることで、複数のＳｉＮ層が割れかつ剥離する場合がある。

【0014】

１０４において、方法１００は、複数の第１の堆積プロセスのサブセット間においてプロセスキット上で第２の堆積プロセスを行うことを含む。いくつかの実施形態において、図４に示されるように、第２の厚さを有するアモルファスシリコン層（例えば、アモルファスシリコン層４０４）は、下地の窒化ケイ素（ＳｉＮ）層（例えば、窒化ケイ素層４０２）上に堆積する。アモルファスシリコン層は、有利には、ＳｉＮ層を覆い、かつＳｉＮ層の圧縮応力を打ち消すことができるため、プロセスチャンバを汚染する可能性があるＳｉＮの割れおよび剥離が低減または軽減される。いくつかの実施形態において、アモルファスシリコン層は引張り応力層である。いくつかの実施形態において、方法１００は、第２の堆積プロセス中、ＰＶＤチャンバの内部容積を約１０ミリトル～約２０ミリトルの圧力に加圧することをさらに含み、この圧力において、堆積したアモルファスシリコン層は、有利には、より高い引張り応力を有する。例えば、アモルファスシリコン層は、約０．０５ＧＰａ～約０．３ＧＰａの引張り応力を有し得る。

【0015】

いくつかの実施形態において、複数の第１の堆積プロセスのサブセットは、処理される基板の数、または使用時のキロワットアワーなどに基づいてもよい。例えば、複数の第１の堆積プロセスのサブセットは、約１０個の基板～約２０個の基板を処理することを含んでもよい。いくつかの実施形態において、複数の第１の堆積プロセスのサブセットは、約１２個の基板～約１５個の基板を処理することを含む。いくつかの実施形態において、第２の堆積プロセスは、約２０キロワットアワー～６０キロワットアワーごとに行われる。いくつかの実施形態において、第２の厚さは、それぞれのサブセットにおける複数の第１の堆積プロセスの組み合わせられた厚さを上回る。いくつかの実施形態において、第２の厚さは、約１マイクロメートル～約４マイクロメートルである。いくつかの実施形態において、第２の堆積プロセスは、プロセスガスとしてアルゴンを使用して行われる。いくつかの実施形態において、基板の代わりに、第２の堆積プロセス中に基板支持体上にシャッタディスクが設置される。複数の第１の堆積プロセスおよび第２の堆積プロセスは、プロセスキットの寿命の終わりまで繰り返されてもよい。

【0016】

オプションとして、１０６において、第２の厚さを上回る第３の厚さを有するアモルファスシリコン層を堆積させるために、複数の第１の堆積プロセスの第２のサブセット間においてプロセスキット上で第３の堆積プロセスが行われる。いくつかの実施形態において、第３の厚さは約３～約６マイクロメートルである。いくつかの実施形態において、第２のサブセットは約９００個～約１５００個の基板を含む。いくつかの実施形態において、第２のサブセットは約１０００個～約１２００個の基板を含む。第３の堆積プロセスは、プロセスキットの寿命の終わりまで第２のサブセットごとに繰り返されてもよい。

【0017】

図２は、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるＰＶＤチャンバ（例えば、プロセスチャンバ２００）の概略的な断面図を示す。しかしながら、他の処理チャンバも、本明細書に開示される本発明の装置から利益が得られ得る。プロセスチャンバ２００は、処理容積２０８および非処理容積２０９を有する内部容積を囲むチャンバ壁２０６を含む。チャンバ壁２０６は、側壁２１６、底壁２２０、および天井２２４を含む。天井２２４は、内部容積を密封するためのチャンバリッドまたは同様のカバーを含んでもよい。プロセスチャンバ２００は、独立型チャンバ、またはさまざまなチャンバの間で基板２０４を移送する基板移送機構（例えば、基板移送ロボット）によって接続される相互接続されたチャンバ群を有するマルチチャンバプラットフォーム（図示せず）の一部とすることができる。プロセスチャンバ２００は、基板２０４上に材料をスパッタ堆積させることができるＰＶＤチャンバであり得る。スパッタ堆積に適した材料の非限定的な例には、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、アモルファスＳｉ、オキシ炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）が含まれる。

【0018】

プロセスチャンバ２００は、基板２０４を支持するためのペデスタル２３４を含む基板支持体２３０を含む。ペデスタル２３４は、プロセスチャンバ２００の上部分に配置されたスパッタリングターゲット２４０のスパッタリング表面２３９に実質的に平行な平面を有する基板支持面２３８を有する。ペデスタル２３４の基板支持面２３８は、処理中に基板２０４を受け取りかつ支持する。ペデスタル２３４は、静電チャックまたはヒータ（抵抗加熱ヒータ、熱交換器、または他の適切な加熱装置など）を含んでもよい。動作中、基板２０４は、プロセスチャンバ２００の側壁２１６における基板投入口２４２を通してプロセスチャンバ２００の非処理容積２０９に導入され、かつ基板２０４の積載中に非処理位置にある基板支持体２３０上に設置される。支持リフト機構によって基板支持体２３０を上昇または下降させることができ、リフトフィンガアセンブリを使用して、ロボットアームによって基板２０４を基板支持体２３０上に設置する間に基板支持体２３０上へと基板２０４を上昇または下降させることができる。ペデスタル２３４は、プラズマ動作中、電気的浮遊電位で維持可能である、または接地可能である。

【0019】

プロセスチャンバ２００は、基板支持体２３０に結合され得るベースプレート２８９を介してペデスタル２３４に結合される密封装置２９０を含み得る。密封装置１９０は、基板２０４の処理中に非処理容積２０９から処理容積２０８を流体的に隔離するように構成されることで、処理容積２０８において、プロセス圧力およびプロセスガス供給までのポンプダウンのみが生じる。その結果、処理容積２０８へのポンプダウンおよびガスの供給に必要とされる時間が低減される。

【0020】

プロセスチャンバ２００は、プロセスキット２５０も含有し、プロセスキット２５０は、例えば、構成要素表面からスパッタリング堆積物を除くために、腐食した構成要素を取り替えるもしくは修理するために、またはプロセスチャンバ２００を他のプロセスに適応させるために、プロセスチャンバ２００から容易に取り外し可能であるさまざまな構成要素を含む。プロセスキット２５０は、アルミニウム、ステンレス鋼、またはセラミック材料などの任意の適した材料から作られ得る。ガス供給部２６６は、処理中に１または複数のプロセスガスを処理容積２０８に供給するように構成される。ガス供給部２６６は、処理容積２０８への１または複数のプロセスガスの供給を容易にするガス供給チャネル２８１に結合されてもよい。さらに、プロセスチャンバ２００は、処理容積２０８に流体的に結合されるポンピングプレナム２８０を含むことができる。ポンピングプレナム２８０は、処理容積１０８を空にするためにポンプ２８５に結合される。

【0021】

いくつかの実施形態において、プロセスキット２５０は、上部シールド２５１および下部シールド２５２を含む。上部シールドは、スパッタリングターゲット２４０のスパッタリング表面２３９および基板支持体２３０を囲うような大きさである直径（例えば、スパッタリング表面２３９より大きくかつ基板支持体２３０の支持表面より大きい直径）を有する。上部シールドは、下部シールド２５２の上に配置された上部２５７、および上部２５７から下方に延在し、かつ下部シールド２５２の半径方向内面に対して間隔をあけて下部シールド２５２の少なくとも一部を垂直方向に重なる（例えば、下部２５８と下部シールド２５２との間の間隙を画定する）下部２５８を有し得る。

【0022】

下部シールド２５２は、円筒部２６７と、円筒部２６７の底部から半径方向内方に延在するレッジ２６８と、レッジ２６８の半径方向最内部から上方に延在し、かつ基板支持体２３０を取り囲むリップ２６９とを含む。上部シールド２５１および下部シールド２５２は別個の要素であるとして図示されているが、いくつかの実施形態では、上部シールド２５１および下部シールド２５２は一体構造として形成されてもよい。上部シールド２５１および下部シールド２５２は、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、またはセラミックなどの同じ材料または異なる材料から形成されてもよい。いくつかの実施形態において、上部シールド２５１の上部２５７および円筒部２６７の上部は、両方が処理容積２０８に流体的に結合されるポンピングプレナム１８０およびガス供給チャネル２８１を形成するために、環状アダプタ２５９と整合する。いくつかの実施形態では、環状アダプタ２５９およびチャンバ壁をバッキング板２６１から電気的に絶縁するために、環状アダプタ２５９とバッキング板２６１との間にインシュレータリング２６３が配置されてもよい。

【0023】

プロセスキット２５０は、リップ２６９の上に配置されるカバーリング２５５と、カバーリング２５５の下に配置される堆積リング２５４とを含み得る。カバーリング２５５の底面は堆積リング２５４と整合する。カバーリング２５５は、堆積リング２５４を少なくとも部分的に覆う。堆積リング２５４およびカバーリング２５５は互いに協働して、基板支持体２３０の周壁、および基板２０４の張り出し縁部２５３上のスパッタ堆積物の形成を低減する。

【0024】

プロセスチャンバ２００は、ペデスタル１３４が処理位置にある時、処理容積１０８を非処理容積１０９から密封するためにペデスタル１３４に結合される密封装置１９０をさらに含む。密封装置１９０は、ペデスタル１３４が処理位置にある時、処理容積１０８を非処理容積１０９から選択的に密封するように構成されて、ペデスタル１３４が非処理位置にある時、例えば、より低い投入位置にある時、処理容積１０８および非処理容積１０９が流体的に結合できるようにする。

【0025】

スパッタリングターゲット２４０は、ＤＣ電源２４６およびＲＦ電源２４８のうちの１つまたはこの両方に接続される。ＤＣ電源２４６は、スパッタリングプロセス中に電気的に浮遊し得るバイアス電圧を、上部シールド２５１に対してスパッタリングターゲット２４０に加えることができる。ＤＣ電源２４６がスパッタリングターゲット２４０、上部シールド２５１、ペデスタル２３４、およびＤＣ電源２４６に接続される他のチャンバ構成要素に電力を供給する間、ＲＦ電源２４８は、スパッタリングガスを活性化して、スパッタリングガスのプラズマを形成する。形成されたプラズマは、スパッタリングターゲット２４０のスパッタリング表面２３９に衝突してこれに衝撃を与えて、スパッタリング表面１３９からの材料を基板２０４上にスパッタする。いくつかの実施形態では、ＲＦ電源２４８によって供給されたＲＦエネルギーは、周波数の範囲が約２ＭＨｚ～約６０ＭＨｚであり得る、または例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、または６０ＭＨｚなどの非限定的な周波数が使用可能である。いくつかの実施形態において、複数の上記の周波数でＲＦエネルギーを提供するために、複数の（すなわち、２またはそれ以上の）ＲＦ電源が提供され得る。

【0026】

いくつかの実施形態において、プロセスチャンバ２００は、スパッタリングターゲット２４０のスパッタリングを改善するようにスパッタリングターゲット２４０の周りに磁界を成形するためにスパッタリングターゲット２４０の上に配置された磁界発生器２６４を含んでもよい。容量的に生成されたプラズマは、磁界発生器２６４によって強化され得、磁界発生器２６４では、例えば、永久磁石または電磁石コイルが、基板２０４の平面に垂直である回転軸を有する回転磁界を有する磁界をプロセスチャンバ２００において提供し得る。プロセスチャンバ２００は、さらにまたは代替的に、磁界発生器２６４を含み、磁界発生器２６４は、プロセスチャンバ２００のスパッタリングターゲット２４０の近くに磁界を生成して、スパッタリングターゲット２４０に隣接する高密度プラズマ領域のイオン密度を増大させることで、ターゲット材料のスパッタリングを改善する。いくつかの実施形態において、スパッタリングターゲット２４０は、スパッタリングターゲット２４０と磁界発生器２６４との間に配置されるバッキング板２４６に結合される。

【0027】

いくつかの実施形態において、プロセスチャンバ２００は排気部２７０をさらに含んでもよい。排気部２７０は、一部使用済みプロセスガスを受け得る排気口２７１を含み、その使用済みガスを、スロットルバルブ２７９を有する排気コンジット２７２まで通して、プロセスチャンバ２００におけるガスの圧力を制御する。排気コンジット２７２は１つまたは複数の排気ポンプ２７３に接続される。

【0028】

プロセスチャンバ２００のさまざまな構成要素は、コントローラ２７４によって制御されてもよい。コントローラ２７４は、本明細書に説明される方法を実行するように構成要素を動作させるための命令セットを有するプログラムコードを含む。例えば、コントローラ２７４は、ペデスタル２３４および基板移送機構を動作させるための基板位置付け命令セット、処理される基板の数に基づいて第２の堆積プロセスまたは第３の堆積プロセスを行うための命令、プロセスチャンバ２００へのスパッタリングガスの流量を設定するためにガス流量制御バルブを動作させるためのガス流量制御命令セット、プロセスチャンバ２００内の圧力を維持するように動作させるためのガス圧力制御命令セット、ガス活性化電力レベルを設定するためにＲＦ電源２４８を動作させるためのガスエナジャイザ制御命令セット、ペデスタル２３４における温度制御システムを制御するための温度制御命令セット、およびプロセスチャンバ２００におけるプロセスをモニタするためのプロセスモニタリング命令セットを含むがこれらに限定されないプログラムコードを含むことができる。

【0029】

図３は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスキット１５０の一部の詳細な等角図を示す。プロセスキット１５０の外面３００は、有利には、堆積した材料の接着を促進するためにテクスチャ加工される。例えば、図３は、付加製造技術によってテクスチャ加工される外面３００であって、外面３００から延在し、かつ間に複数の谷間３０６を形成する複数の突出部３０２を含む外面３００を示す。付加製造は、一般的に、材料の連続した薄層を敷設することによって３次元構成要素を製造する技術である。複数の突出部３０２は、約０．６ミリメートル～約１．４ミリメートルの直径３１２を有する上面３０８を有し得る。複数の突出部３２０は、第１の距離３１４によって分離され得る。いくつかの実施形態において、第１の距離３１４は約０．５ミリメートル～約４．５ミリメートルである。いくつかの実施形態において、第１の距離３１４は、複数の突出部３０２の各々の突出部の上面から測定されてもよい。いくつかの実施形態において、複数の突出部３０２は、プロセスキット２５０の外面３００から複数の突出部３０２の上面３０８までの約０．２ミリメートル～約１．５ミリメートルの高さ３１６を有する。

【0030】

図４は、複数の第１の堆積プロセスおよび第２の堆積プロセスの後の、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスキットの概略的な断面図を示す。図４に示されるように、プロセスキット２５０は複数のＳｉＮ層４０２を有し、この場合、ＳｉＮ層のそれぞれ（例えば、４０２ａ、４０２ｂ、…４０２ｎ）は第１の堆積プロセスに対応する。いくつかの実施形態において、複数のＳｉＮ層４０２は約１０～約２０の層を含む。いくつかの実施形態において、複数のＳｉＮ層４０２のそれぞれのＳｉＮ層の第１の厚さ４０６は、約１００ナノメートル～約３００ナノメートルの第１の厚さである。アモルファスシリコン層４０４は複数のＳｉＮ層４０２上に配置される。いくつかの実施形態において、アモルファスシリコン層４０４は、約１マイクロメートル～約４マイクロメートルの第２の厚さ４１０を有する。

【0031】

図５は、本開示のいくつかの実施形態による複数の堆積プロセス５００のブロック図を示す。いくつかの実施形態において、複数の堆積プロセス５００は複数のサブセット５０２（例えば、サブセット５０２ａ～５０２ｎ）を含む。複数のサブセット５０２のそれぞれは複数の第１の堆積プロセス５０４（例えば、第１の堆積プロセス５０４ａ～５０４ｎ）を含み、この場合、ＳｉＮ層はプロセスキット２５０上に堆積する。いくつかの実施形態において、第１の堆積プロセス５０４ｎは、複数のサブセット５０２のうちの各々のサブセットにおける１０番目～約２０番目の第１の堆積プロセスに対応する。それぞれのサブセットの第１の堆積プロセス５０４ｎの後、アモルファスシリコン堆積を含む第２の堆積プロセス５１０がプロセスキット２５０上で行われる。

【0032】

いくつかの実施形態において、複数の堆積プロセス５００は複数の第２のサブセット５０６を含む（明確にするために、図５には１つのみが示されている）。複数の第２のサブセット５０６のそれぞれは、複数のサブセットの複数の第１の堆積プロセス５０４を含む。例えば、第２のサブセット５０６ａは、サブセット５０２ａ～５０２ｎに対して複数の第１の堆積プロセス５０４ａ～５０４ｎを含む。アモルファスシリコン堆積を含む第３の堆積プロセス５２０は、複数の第２のサブセット５０６のそれぞれの後にプロセスキット２５０上で行われてもよい。いくつかの実施形態において、第３の堆積プロセス５２０は、約９００個～約１５００個の基板の処理後に行われてもよい。それ故に、第２の堆積プロセス５１０および第３の堆積プロセス５２０は、プロセスキット２５０の寿命の終わりまで繰り返されてもよい。いくつかの実施形態において、プロセスキット２５０の寿命の終わりは、約２０００個～約４０００個の基板を処理することに対応する。

【0033】

前述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態は、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】