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特表2024-526827膜弾性率を所定の弾性率範囲内に維持するための方法、装置、およびシステム
(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】2024-07-19
(54)【発明の名称】膜弾性率を所定の弾性率範囲内に維持するための方法、装置、およびシステム
(51)【国際特許分類】
C23C 16/27 20060101AFI20240711BHJP
【ＦＩ】
C23C16/27
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024502685
(86)(22)【出願日】2022-07-11
(85)【翻訳文提出日】2024-03-07
(86)【国際出願番号】 US2022036687
(87)【国際公開番号】W WO2023003716
(87)【国際公開日】2023-01-26
(31)【優先権主張番号】17/383,101
(32)【優先日】2021-07-22
(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】シュ， ジュイ－ユエン
(72)【発明者】
【氏名】マンナ， プラミット
(72)【発明者】
【氏名】ジャナキラマン， カーティック
【テーマコード（参考）】
4K030
【Ｆターム（参考）】
4K030AA09
4K030AA17
4K030AA18
4K030BA28
4K030FA03
4K030KA02
4K030KA41
(57)【要約】
本開示の実施形態は、一般に、膜弾性率を所定の弾性率範囲内に維持するための方法、装置、およびシステムに関する。一実施形態では、基板を処理する方法が、処理チャンバの処理ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することと、処理ボリューム中に配設された基板支持体上に支持された基板上に膜を堆積することとを含む。本方法は、基板支持体の１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することを含む。第１のＲＦ電力は第１のＲＦ周波数を含み、第２のＲＦ電力は、第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数を含む。膜の弾性率は所定の弾性率範囲内に維持される。
【選択図】図４
【選択図】図４
【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ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することと、
前記処理ボリューム中に配設された基板支持体上に支持された基板上にアモルファス炭素ハードマスク膜を堆積することであって、前記アモルファス炭素ハードマスク膜を堆積することが、
前記基板を１つまたは複数のプラズマのイオンで衝撃することと、
前記基板を前記１つまたは複数のプラズマと化学的に反応させることと
を含む、アモルファス炭素ハードマスク膜を堆積することと、
前記基板支持体の１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することであって、前記第１のＲＦ電力が１１ＭＨｚから１５ＭＨｚの範囲内の第１のＲＦ周波数を含み、前記第２のＲＦ電力が１．８ＭＨｚから２．２ＭＨｚの範囲内の第２のＲＦ周波数を含み、前記アモルファス炭素ハードマスク膜の弾性率が１９５ＧＰａ以上の所定の弾性率範囲内に維持される、第１のＲＦ電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することと
を含む、方法。
【請求項2】
前記第１のＲＦ電力が１．５ｋＷから１．７ｋＷの第１の電力範囲内であり、前記第２のＲＦ電力が４００Ｗから６００Ｗの第２の電力範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記１種または複数種の処理ガスがアセチレン（Ｃ２Ｈ２）およびヘリウム（Ｈｅ）を含み、前記アセチレン（Ｃ２Ｈ２）および前記ヘリウム（Ｈｅ）の各々が１４５ｓｃｃｍから１５５ｓｃｃｍの範囲内の流量で前記処理ボリュームに導入され、
前記第１のＲＦ電力が第１の電圧を含み、前記第２のＲＦ電力が、前記第１の電圧よりも小さい第２の電圧を含み、
前記アモルファス炭素ハードマスク膜が、セ氏８度からセ氏１２度の範囲内の堆積温度、および３ｍトールから５ｍトールの範囲内の堆積圧で堆積され、
前記基板支持体が、前記アモルファス炭素ハードマスク膜を前記堆積する間、および前記第１のＲＦ電力と前記第２のＲＦ電力とを同時に前記供給する間に、前記処理ボリュームのシーリングに対してある距離に配置され、前記距離が３．５インチから４．５インチの範囲内である、
請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記アセチレン（Ｃ２Ｈ２）および前記ヘリウム（Ｈｅ）の各々の前記流量が１５０ｓｃｃｍである、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記アモルファス炭素ハードマスク膜が３，０００オングストローム以上の厚さまで堆積される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第２のＲＦ周波数が、前記第２のＲＦ周波数を前記第１のＲＦ周波数で除算したある周波数比範囲内であり、前記周波数比範囲が０．１から０．２である、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記弾性率がある弾性率比に維持され、前記弾性率比が前記弾性率を前記アモルファス炭素ハードマスク膜の圧縮応力で除算した比であり、前記弾性率比が２００以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記アモルファス炭素ハードマスク膜の圧縮応力が５００ＭＰａから１５００ＭＰａの範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、実行されたときに、処理チャンバの処理ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することと、
前記処理ボリューム中に配設された基板支持体上に支持された基板上に膜を堆積することと、
前記基板支持体の１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することであって、前記第１のＲＦ電力が第１のＲＦ周波数を含み、前記第２のＲＦ電力が、前記第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数を含み、前記膜の弾性率が所定の弾性率範囲内に維持される、第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することと
をシステムに行わせる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項10】
前記膜の圧縮応力が５００ＭＰａから１５００ＭＰａの範囲内である、請求項９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項11】
前記第１のＲＦ周波数が１１ＭＨｚから１５ＭＨｚの範囲内であり、前記第２のＲＦ周波数が１．８ＭＨｚから２．２ＭＨｚの範囲内である、請求項９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項12】
前記第１のＲＦ電力が１．５ｋＷから１．７ｋＷの第１の電力範囲内であり、前記第２のＲＦ電力が４００Ｗから６００Ｗの第２の電力範囲内である、請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項13】
前記膜が３，０００オングストローム以上の厚さまで堆積される、請求項１２に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項14】
前記膜がアモルファス炭素膜である、請求項１３に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項15】
前記第２のＲＦ周波数が、前記第２のＲＦ周波数を前記第１のＲＦ周波数で除算した周波数比範囲内であり、前記周波数比範囲が０．１から０．２である、請求項９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項16】
前記弾性率がある弾性率比に維持され、前記弾性率比が、前記弾性率を前記膜の圧縮応力で除算した比であり、前記弾性率比が２００以上である、請求項９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項17】
基板処理システムであって、処理ボリュームを備える処理チャンバと、
１つまたは複数のガス源と、
前記処理ボリューム中に配設された基板支持体と、
前記基板支持体中に少なくとも部分的に配設された１つまたは複数のバイアス電極と、
前記１つまたは複数のバイアス電極に電気的に結合されたデュアル周波数無線周波数（ＲＦ）源と、
命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、実行されたときに、
前記処理チャンバの前記処理ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することと、
前記処理ボリューム中に配設された前記基板支持体上に支持された基板上に膜を堆積することと、
前記１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することであって、前記第１のＲＦ電力が第１のＲＦ周波数を含み、前記第２のＲＦ電力が、前記第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数を含み、前記膜の弾性率が所定の弾性率範囲内に維持される、第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することと
を前記基板処理システムに行わせる、非一時的コンピュータ可読媒体と
を備える、基板処理システム。
【請求項18】
前記所定の弾性率範囲が１９５ＧＰａ以上である、請求項１７に記載の基板処理システム。
【請求項19】
前記第１のＲＦ周波数が１１ＭＨｚから１５ＭＨｚの範囲内である、請求項１８に記載の基板処理システム。
【請求項20】
前記第２のＲＦ周波数が１．８ＭＨｚから２．２ＭＨｚの範囲内である、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】
本開示の実施形態は、一般に、膜弾性率（ｆｉｌｍ ｍｏｄｕｌｕｓ）を所定の弾性率範囲内に維持するための方法、装置、およびシステムに関する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、膜の弾性率が所定の範囲内に維持されつつ、膜の圧縮応力の低減が達成される。
【背景技術】
【0002】
圧縮応力の低減により、集積回路の半導体デバイスなど、半導体デバイスの膜についてデバイス性能を向上させることができる。しかしながら、圧縮応力を低減する従来の試みは膜の弾性率を意図せずに低減し、それにより、うねり（ｗｉｇｇｌｉｎｇ）が生じ得、膜が機械的に変形し得、デバイス性能が劣化し得る。うねりは、膜が波状に動くことを指す。そのような欠点は、チップ設計が常により速い回路とより高い回路密度とを伴う場合に、より一層顕著になり得る。
【0003】
したがって、うねりの低減、変形の低減、およびデバイス性能の向上を容易にするために、膜の圧縮応力を低減しながら膜弾性率を維持することを容易にする改善された方法、システム、および装置が必要である。
【発明の概要】
【0004】
本開示の実施形態は、一般に、膜弾性率を所定の弾性率範囲内に維持するための方法、装置、およびシステムに関する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、膜の弾性率が所定の範囲内に維持されつつ、膜の圧縮応力の低減が達成される。
【0005】
一実施形態では、基板を処理する方法は、処理チャンバの処理ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することと、処理ボリューム中に配設された基板支持体上に支持された基板上にアモルファス炭素ハードマスク膜を堆積することとを含む。本方法は、基板支持体の１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することを含む。第１のＲＦ電力は１１ＭＨｚ～１５ＭＨｚの範囲内の第１のＲＦ周波数を含み、第２のＲＦ電力は１．８ＭＨｚ～２．２ＭＨｚの範囲内の第２のＲＦ周波数を含む。アモルファス炭素ハードマスク膜の弾性率は１９５ＧＰａ以上の所定の弾性率範囲内に維持される。
【0006】
一実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は命令を含み、命令は、実行されたときに、処理チャンバの処理ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することと、処理ボリューム中に配設された基板支持体上に支持された基板上に膜を堆積することとをシステムに行わせる。命令は、実行されたときに、基板支持体の１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することをシステムに行わせる。第１のＲＦ電力は第１のＲＦ周波数を含み、第２のＲＦ電力は、第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数を含む。膜の弾性率は所定の弾性率範囲内に維持される。
【0007】
一実施形態では、基板処理システムは、処理ボリュームを有する処理チャンバと、１つまたは複数のガス源と、処理ボリューム中に配設された基板支持体と、基板支持体中に少なくとも部分的に配設された１つまたは複数のバイアス電極とを含む。基板処理システムは、１つまたは複数のバイアス電極に電気的に結合されたデュアル周波数無線周波数（ＲＦ）源と、命令を有する非一時的コンピュータ可読媒体とを含む。命令は、実行されたときに、処理チャンバの処理ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することと、処理ボリューム中に配設された基板支持体上に支持された基板上に膜を堆積することとを基板処理システムに行わせる。命令は、実行されたときに、１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することを基板処理システムに行わせる。第１のＲＦ電力は第１のＲＦ周波数を含み、第２のＲＦ電力は、第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数を含む。膜の弾性率は所定の弾性率範囲内に維持される。
【0008】
本開示の上述の特徴が詳細に理解され得るように、それの一部が添付の図面に示されている実施形態を参照することによって、上記で手短に要約した、本開示のより詳細な説明が得られ得る。ただし、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、本開示は他の等しく有効な実施形態を認め得るので、本開示の範囲を限定するもの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】
【0009】
【図1】一実施形態による、基板処理システムの概略図である。
【図3】一実施形態による、基板処理システムの概略図である。
【図4】一実施形態による、基板を処理する方法の概略流れ図である。
【図5】一実施形態による、グラフの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
理解を容易にするために、各図に共通である同等の要素を指定するために、可能な場合、同等の参照番号が使用されている。一実施形態の要素および特徴が、さらなる詳述なしに他の実施形態に有利に組み込まれ得ることが企図される。
【0011】
本開示の実施形態は、一般に、膜弾性率を所定の弾性率範囲内に維持するための方法、装置、およびシステムに関する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、膜の弾性率が所定の範囲内に維持されつつ、膜の圧縮応力の低減が達成される。本開示の態様は、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムなど、基板処理システムとともに使用され得る。
【0012】
【0013】
処理チャンバ１００は、基板１４５上で堆積工程を行うように構成される。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、処理チャンバ１００は、基板１４５上に、ハードマスク膜、たとえば、アモルファス炭素ハードマスク膜など、パターニング膜を堆積するように構成される。
【0014】
処理チャンバ１００は、ふたアセンブリ１０５と、チャンバ本体１９２上に配設されたスペーサ１１０と、処理ボリューム１６０中に配設された基板支持体１１５と、可変圧力システム１２０とを含む。ふたアセンブリ１０５はふたプレート１２５と熱交換器１３０とを含む。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる図示の実施形態では、ふたアセンブリ１０５はシャワーヘッド１３５をも含む。ふたアセンブリ１０５は、シャワーヘッド１３５の代わりに凹形またはドーム形のガス導入プレートを含むことができる。シャワーヘッド１３５は処理ボリューム１６０のシーリング１７３を画定する。
【0015】
（１つが図１に示されている）１つまたは複数の第１のガス源１４０が、ふたプレート１２５と、ふたアセンブリ１０５中に配設されたプレナム１９０とを通して処理ボリューム１６０に流体結合される。１つまたは複数の第１のガス源１４０は、基板支持体１１５上に支持された基板１４５上に膜を形成するための処理ガスを導入する。処理ガスは、プレナム１９０中に流れ、シャワーヘッド１３５を通って処理ボリューム１６０中に入る。１つまたは複数の第１のガス源１４０は、（炭化水素ガスなどの）炭素含有ガス、水素含有ガス、および／またはヘリウムなど、処理ガスを導入するように構成される。本開示は、他のガスが使用され得ることを企図する。他の例と組み合わせることができる一例では、処理ガスは、（エチンと呼ばれることがある）アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、プロペン（Ｃ３Ｈ６）、メタン（ＣＨ４）、ブテン（Ｃ４Ｈ８）、１、３－ジメチルアダマンタン、ビシクロ［２．２．１］ヘプタ－２、５－ジエン（２、５－ノルボナジエン）、アダマンティン（Ｃ１０Ｈ１６）、ノルボルネン（Ｃ７Ｈ１０）、それらの誘導体、および／またはそれらの異性体のうちの１つまたは複数を含む。処理ガスは、１つまたは複数の希釈ガス、１つまたは複数のキャリアガス、エッチャントガス、および／あるいは１つまたは複数のパージガスを含むことができる。他の例と組み合わせることができる一例では、処理ガスは、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、窒素（Ｎ２）、水素（Ｈ２）、塩素（Ｃｌ２）、四フッ化炭素（ＣＦ４）、および／または三フッ化窒素（ＮＦ３）のうちの１つまたは複数を含む。
【0016】
他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、１つまたは複数の第１のガス源１４０は、処理ボリューム１６０中にアセチレン（Ｃ２Ｈ２）およびヘリウム（Ｈｅ）を導入するように構成される。
【0017】
１つまたは複数の第１のガス源１４０は、（ふたプレート１２５中に形成されたチャネル１８１、および熱交換器１３０中に形成されたチャネル１８７など）ふたアセンブリ１０５中に形成された１つまたは複数のチャネルを通して、プレナム１９０中に処理ガスを導入する。ふたアセンブリ１０５中に形成された１つまたは複数のチャネル１８１、１８７は、１つまたは複数の第１のガス源１４０からの処理ガスを、シャワーヘッド１３５中に形成されたチャネル１８３を通して処理ボリューム１６０中に導く。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、（１つが図１に示されている）１つまたは複数の第２のガス源１４２が、スペーサ１１０に取り付けられたノズルをもつガスリングを通して配設された入口１４４を通して、またはチャンバ側壁を通して、処理ボリューム１６０に流体結合される。
【0018】
１つまたは複数の第２のガス源１４２は、炭素含有ガス、水素含有ガス、および／またはヘリウムなど、１種または複数種の処理ガスを導入するように構成される。本開示は、他のガスが使用され得ることを企図する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、１つまたは複数の第２のガス源１４２は、処理ボリューム１６０中にアセチレン（Ｃ２Ｈ２）およびヘリウム（Ｈｅ）を導入するように構成される。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、１つまたは複数の第１のガス源１４０からの流量と、（使用される場合）１つまたは複数の第２のガス源１４２からの流量とを含む、処理ボリューム１６０中への処理ガスの総流量は約１００ｓｃｃｍ～約２ｓｌｍである。１つまたは複数の第２のガス源１４２を使用した処理ボリューム１６０中への処理ガスの流れは処理ボリューム１６０中に均一に分配される。他の例と組み合わせることができる一例では、複数の入口１４４がスペーサ１１０の周りにまたはチャンバ側壁の周りに放射状に分配され得る。そのような例では、処理ボリューム１６０内のガスの均一性をさらに容易にするために、入口１４４の各々へのガス流が別々に制御され得る。
【0019】
デュアル周波数無線周波数（ＲＦ）電源１６１が、施設ケーブル１７８を使用して基板支持体１１５中に少なくとも部分的に配設された（１つが図２に示されている）１つまたは複数のバイアス電極２０５Ｂに電気的に結合される。デュアル周波数ＲＦ電源１６１は、それぞれ１つまたは複数のバイアス電極２０５Ｂに電気的に結合された第１のＲＦ電源１７０と第２のＲＦ電源１７１とを含む。第１のＲＦ電源１７０は、１つまたは複数のバイアス電極２０５Ｂに第１のＲＦ電力を供給するように構成され、第２のＲＦ電源１７１は、第１のＲＦ電力と同時に第２のＲＦ電力を供給するように構成される。第２のＲＦ電力は第１のＲＦ電力よりも小さい。
【0020】
（ふたプレート１２５などの）ふたアセンブリ１０５は第３のＲＦ電源１６５に結合される。第３のＲＦ電源１６５は、保守、または、清浄化ガスから生成されるプラズマなど、プラズマの生成を容易にする。第３のＲＦ電源１６５は、清浄化工程中の原位置でのプラズマ中への清浄化ガスのイオン化を容易にし得る。第３のＲＦ電源１６５は、ふたアセンブリ１０５に第３のＲＦ電力を供給するように構成され、第３のＲＦ電力は４０ＭＨｚ以上である。第３のＲＦ電源１６５は、シャワーヘッド１３５など、処理ボリューム１６０の上側部分を清浄化するために使用される。理論に縛られることなしに、シャワーヘッド１３５に近い処理ボリューム１６０の上側部分におけるプラズマは密度が低くなり得、したがって、上側部分における堆積ガス（たとえば、イオン）の品質が乏しくなり得ると考えられる。本明細書で説明するデュアル周波数ＲＦ電源１６１と動作パラメータとを使用することにより、堆積の向上、膜圧縮応力の低減、および膜弾性率の維持が容易になる。例として、第１のＲＦ電力は、反応種を生成することと、膜堆積のためのイオン密度を与えることとを容易にするために使用され、第２のＲＦ電力は、応力低減のためのイオン衝撃の向上を容易にするために使用される。
【0021】
第１のＲＦ電源１７０によって供給される第１のＲＦ電力は、１１ＭＨｚ～１５ＭＨｚの範囲内の第１の周波数を有する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１の周波数は１３ＭＨｚまたは１５ＭＨｚである。第２のＲＦ電源１７１によって供給される第２のＲＦ電力は、１．８ＭＨｚ～２．２ＭＨｚの範囲内の第２の周波数を有する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第２の周波数は２ＭＨｚである。本開示は、第１のＲＦ電源１７０および第２のＲＦ電源１７１を、第１のＲＦ電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給するように構成されたデュアル周波数ＲＦ電源１６１として混合周波数ＲＦ電源に一体化することができることを企図する。（ふたプレート１２５などの）ふたアセンブリ１０５は、図１に示された実施形態では接地される。本開示は、シャワーヘッド１３５を接地することができることを企図する。本開示は、（スペーサ１１０など）処理ボリューム１６０を囲む他の構成要素も接地することができることを企図する。本開示は、チャンバ本体１９２も接地することができることを企図する。
【0022】
デュアル周波数ＲＦ電源１６１は、他の膜に対する堆積された膜の圧縮応力を低減しながら、（基板１４５上に堆積された）堆積された膜についての弾性率を維持することを容易にする。デュアル周波数ＲＦ電源１６１は、堆積された膜中への種の注入の向上、イオン化の増加、および膜についての堆積速度の増加を容易にしながら、弾性率の維持を容易にする。
【0023】
図１に示された実施形態では、基板１４５上の膜は、５，０００オングストローム以上など、３，０００オングストローム以上の厚さまで堆積される。本開示は、膜が３，０００オングストローム未満の厚さまで堆積される実施形態において本開示の態様を使用することができることを企図する。基板１４５上の堆積された膜は、後でエッチング工程中にハードマスクとして使用され得るアモルファス炭素ハードマスク膜である。
【0024】
デュアル周波数ＲＦ電源１６１および／または第３のＲＦ電源１６５のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の第１のガス源１４０および／あるいは１つまたは複数の第２のガス源１４２を使用して１種または複数種の処理ガスが処理ボリューム１６０に供給される間に、処理ボリューム１６０中にプラズマを生成および／または維持するために使用される。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、デュアル周波数ＲＦ電源１６１は、基板１４５上に膜を堆積するために堆積工程中に使用され、第３のＲＦ電源１６５は、処理チャンバ１００の内面から汚染物質または膜を除去するために清浄化工程中に使用される。
【0025】
堆積工程では、デュアル周波数ＲＦ電源１６１は、基板支持体１１５の１つまたは複数のバイアス電極２０５Ｂに第１のＲＦ電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給する。第１のＲＦ電力は１．５ｋＷ～１．７ｋＷの第１の電力範囲内であり、第２のＲＦ電力は４００Ｗ～６００Ｗの第２の電力範囲内である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のＲＦ電力は１．６ｋＷであり、第２のＲＦ電力は５００Ｗである。第１のＲＦ電力は第１のＲＦ周波数を含み、第２のＲＦ電力は、第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数を含む。第１のＲＦ周波数は１３ＭＨｚ～１４ＭＨｚなど、１１ＭＨｚ～１５ＭＨｚの範囲内であり、第２のＲＦ周波数は１．９５ＭＨｚ～２．０５ＭＨｚなど、１．８ＭＨｚ～２．２ＭＨｚの範囲内である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のＲＦ周波数は１３ＭＨｚまたは１４ＭＨｚであり、第２のＲＦ周波数は２．０ＭＨｚである。
【0026】
堆積工程中に、第３のＲＦ電源１６５は、１００ワット（Ｗ）～約２０ｋＷの第３の電力範囲内の第３のＲＦ電力を与えることができる。第１のＲＦ電力、第２のＲＦ電力、および（第３のＲＦ電力が使用される場合）第３のＲＦ電力は１種または複数種の処理ガスのイオン化を容易にし、１種または複数種の処理ガスのイオンは、基板１４５上に膜を堆積するために基板１４５に衝突する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、１種または複数種の処理ガスはアセチレン（Ｃ２Ｈ２）およびヘリウム（Ｈｅ）を含む。他の例と組み合わせることができる一例では、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）は、１００ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍなど、１０ｓｃｃｍ～１，０００ｓｃｃｍの範囲内の流量で処理ボリューム１６０に与えられ、ヘリウム（Ｈｅ）は、１００ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍなど、５０ｓｃｃｍ～５，０００ｓｃｃｍの範囲内の流量で与えられる。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）は、１４５ｓｃｃｍ～１５５ｓｃｃｍなど、１４０ｓｃｃｍ～１６０ｓｃｃｍの範囲内の流量で処理ボリューム１６０に与えられ、ヘリウム（Ｈｅ）は、１４５ｓｃｃｍ～１５５ｓｃｃｍなど、１４０ｓｃｃｍ～１６０ｓｃｃｍの範囲内の流量で与えられる。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）は１５０ｓｃｃｍの流量で処理ボリューム１６０に与えられ、ヘリウム（Ｈｅ）は１５０ｓｃｃｍの流量で与えられる。
【0027】
基板支持体１１５は、Ｚ方向に沿って基板支持体１１５を移動させるアクチュエータ１７５（たとえば、リフトアクチュエータ）に結合される。基板支持体１１５は、フレキシブルである施設ケーブル１７８に結合され、それにより、デュアル周波数電源１６１との結合ならびに他の電力結合および流体結合を維持しながら、基板支持体１１５の垂直方向の動きが可能になる。スペーサ１１０はチャンバ本体１９２上に配設される。スペーサ１１０の高さにより、処理ボリューム１６０内で基板支持体１１５が垂直方向に動くことが可能になる。スペーサ１１０の高さは約０．５インチ～約２０インチである。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、基板支持体１１５は、シャワーヘッド１３５によって画定されたシーリング１７３に対する第１の距離１８０Ａから第２の距離１８０Ｂまで移動可能である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第２の距離１８０Ｂは第１の距離１８０Ａの約２／３である。第１の距離１８０Ａと第２の距離１８０Ｂとの間の差は約５インチ～約６インチである。図１に示されている位置から、基板支持体１１５は、シャワーヘッド１３５の下面に対して約５インチ～約６インチだけ移動可能である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、基板支持体１１５は、第１の距離１８０Ａおよび第２の距離１８０Ｂの一方に固定される。
【0028】
堆積工程中、処理ボリューム１６０および／または基板１４５は堆積温度および堆積圧に維持される。堆積温度はセ氏－５０度～セ氏６００度の範囲内である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、堆積温度はセ氏１０度など、セ氏８度～セ氏１２度の範囲内である。堆積圧は大気圧未満である。堆積圧は０．１ｍトール～５００ｍトールの範囲内である。堆積圧は、４ｍトールなど、３ｍトール～５ｍトールの範囲内である。堆積工程中、基板支持体１１５は第２の距離１８０Ｂに配設され、第２の距離は、４．０インチなど、３．５インチ～４．５インチの範囲内である。
【0029】
可変圧力システム１２０は第１のポンプ１８２と第２のポンプ１８４とを含む。第１のポンプ１８２は、清浄化工程中および／または基板移送工程中に使用され得る粗引きポンプ（ｒｏｕｇｈｉｎｇ ｐｕｍｐ）である。粗引きポンプは、一般に、より多い体積流量を移動し、および／または（依然として大気圧未満であるが）比較的高い圧力を作用させるために構成される。他の例と組み合わせることができる一例では、第１のポンプ１８２は、清浄化工程中に処理チャンバ内の圧力を５０ｍトール未満に維持する。他の例と組み合わせることができる一例では、第１のポンプ１８２は、処理チャンバ内の圧力を約０．５ｍトール～約１０トールに維持する。清浄化工程中の粗引きポンプの利用は、（堆積工程と比較して）清浄化ガスの比較的高い圧力および／または体積流を促進する。清浄化工程中の比較的高い圧力および／または体積流量は内側チャンバ表面の清浄化の改善を促進する。
【0030】
第２のポンプ１８４はターボポンプおよび／または低温ポンプ（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｐｕｍｐ）であり得る。第２のポンプ１８４は堆積工程中に利用される。第２のポンプ１８４は、一般に、比較的低い体積流量および／または圧力を作用させるように構成される。第２のポンプ１８４は、処理チャンバの処理ボリューム１６０を、約０．５ｍトール～約１０トールなど、約５０ｍトール未満の圧力に維持するように構成される。堆積中に維持される処理ボリューム１６０の圧力の低減は、炭素ベースハードマスクを堆積するときに、圧縮応力が低減した膜および／またはｓｐ２からｓｐ３への変換が向上した膜の堆積を促進する。したがって、処理チャンバ１００は、堆積の改善を促進するための比較的低い圧力と、清浄化の改善を促進するための比較的高い圧力の両方を利用するように構成される。
【0031】
第１のポンプ１８２および第２のポンプ１８４の一方または両方への伝導経路を制御するために弁１８６が使用される。弁１８６はまた、処理ボリューム１６０からの対称的なポンピングを与える。
【0032】
処理チャンバ１００はまた、基板移送ポート１８５を含む。基板移送ポート１８５は内側ドア１８６Ａと外側ドア１８６Ｂとによって選択的に密封される。ドア１８６Ａおよびドア１８６Ｂの各々はアクチュエータ１８８（たとえば、ドアアクチュエータ）に結合される。ドア１８６Ａおよびドア１８６Ｂは処理ボリューム１６０の真空密封を容易にする。ドア１８６Ａおよびドア１８６Ｂはまた、対称的なＲＦ適用および／または処理ボリューム１６０内でのプラズマ対称性を与える。一例では、少なくとも内側ドア１８６Ａは、ステンレス鋼、アルミニウム、またはそれの合金など、ＲＦ電力の伝導性を促進する材料から形成される。スペーサ１１０とチャンバ本体１９２との界面に配設される、Ｏリングなど、シール１１６は処理ボリューム１６０をさらに密封し得る。
【0033】
ふたアセンブリ１０５は、任意選択の遠隔プラズマ源１５０に結合される。遠隔プラズマ源１５０は、ふたアセンブリ１０５と基板１４５との間のスペーサ１１０の内側に形成された処理ボリューム１６０に清浄化ガスを与えるための清浄化ガス源１５５に流体結合される。他の例と組み合わせることができる一例では、清浄化ガスは、ふたアセンブリ１０５を通して軸方向に形成された中央コンジット１９１を通して与えられる。他の例と組み合わせることができる一例では、清浄化ガスは、処理ガスを１つまたは複数の第１のガス源１４０から処理ボリューム１６０に導くふたアセンブリ１０５の同じチャネルを通して与えられる。清浄化ガスの例としては、酸素および／またはオゾンなど酸素含有ガス、ＮＦ３などフッ素含有ガス、ならびに／あるいは二水素など水素含有ガスのうちの１つまたは複数がある。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、遠隔プラズマ源１５０は、処理ボリューム１６０中に、水素ラジカルおよび／または酸素ラジカルなど、ラジカルを導入するために使用される。
【0034】
チャネル１８１、１８７、中央コンジット１９１、およびチャネル１８３は、垂直方向に（たとえば、Ｚ軸に平行に）配向させることができ、および／またはＸ－Ｙ平面に対して（斜角など）ある角度に配向させることができる。
【0035】
遠隔プラズマ源１５０は、清浄化工程中に第３のＲＦ電源１６５の代わりにまたは第３のＲＦ電源１６５に加えて使用することができる。本開示は、遠隔プラズマ源１５０を省略することができ、第３のＲＦ電源１６５を使用して清浄化ガスを原位置でプラズマ中にイオン化することができることを企図する。
【0036】
基板処理システム１０１は、基板処理システム１０１の工程を制御するためのコントローラ１９４を含む。コントローラ１９４は、１つまたは複数の第１のガス源１４０、１つまたは複数の第２のガス源１４２、１つまたは複数の清浄化ガス源１５５、アクチュエータ１７５、第１のポンプ１８２、デュアル周波数ＲＦ電源１６１、第３のＲＦ電源１６５、および／またはアクチュエータ１８８に、それらの工程を制御するために結合される。コントローラ１９４は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１９５（プロセッサ）と、命令を含んでいるメモリ１９６と、ＣＰＵ１９５のためのサポート回路１９７とを含む。コントローラ１９４は、直接、または他のコンピュータ、および／もしくは処理チャンバ１００に結合されたコントローラ（図示せず）を介して基板処理システム１０１を制御する。コントローラ１９４は、様々なチャンバと機器とを制御するために工業環境において使用される任意の形態の汎用コンピュータプロセッサ、およびそれの上またはそれの中のサブプロセッサである。
【0037】
メモリ１９６（非一時的コンピュータ可読媒体）は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、フラッシュドライブ、またはローカルもしくは遠隔の任意の他の形態のデジタルストレージなど、容易に入手可能なメモリのうちの１つまたは複数である。サポート回路１９７は、ＣＰＵ１９５（プロセッサ）をサポートするためにＣＰＵ１９５に結合される。サポート回路１９７は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路およびサブシステムなどを含む。
【0038】
基板処理パラメータおよび工程は、基板処理システム１０１の工程を制御するためにコントローラ１９４を特殊目的コントローラに変えるために実行されるまたは呼び出されるソフトウェアルーチンとして、メモリ１９６に記憶される。メモリ１９６に記憶されるパラメータは、たとえば、第１のＲＦ周波数、第２のＲＦ周波数、第１の電力範囲、第２の電力範囲、周波数比範囲、第２の距離１８０Ｂ、堆積温度、および／または堆積圧を含むことができる。コントローラ１９４は、本明細書で説明する方法および工程のいずれかを行うように構成される。メモリ１９６に記憶された命令は、プロセッサ１９５によって実行されると、方法４００の工程４０２－４１０のうちの１つまたは複数が行われる。
【0039】
コントローラ１９４のメモリ１９６中の命令は、本明細書で説明する工程に加えて実行することができる１つまたは複数の機械学習アルゴリズムおよび／あるいは１つまたは複数の人工知能アルゴリズムを含むことができる。例として、コントローラ１９４によって実行される機械学習アルゴリズムまたは人工知能アルゴリズムは、堆積工程および／または清浄化工程など、工程中または工程後に取られる測定値に基づいて、メモリ１９６に記憶されたパラメータを最適化し、変更することができる。最適化されたパラメータは、たとえば、第１のＲＦ周波数、第２のＲＦ周波数、第１の電力範囲、第２の電力範囲、周波数比範囲、第２の距離１８０Ｂ、堆積温度、および／または堆積圧を含むことができる。例として、メモリ１９６に記憶され、プロセッサ１９５によって実行される機械学習アルゴリズムまたは人工知能アルゴリズムは、膜弾性率と膜圧縮応力との測定値を使用して、デュアル周波数ＲＦ電源１６１の第１のＲＦ周波数と第２のＲＦ周波数とを最適化することができる。
【0040】
スペーサ１１０は、約０．５インチ～約３インチ、約１０インチ～約２０インチ、約１４インチ～約１６インチなど、約０．５インチ～約２０インチである高さを含む。スペーサ１１０は処理ボリューム１６０の容積の一部を構成する。処理ボリューム１６０の高さは多くの利益を与える。１つの利益は、処理ボリューム１６０中で処理されている基板１４５中の応力誘導たわみを減少させる、膜応力の低減を含む。処理ボリューム１６０の高さは、処理ボリューム１６０の上部から底部へのプラズマ密度分布に影響を及ぼす。本明細書で提供される方法は、デュアル周波数ＲＦ電源１６１を使用することによって、基板支持体１１５上に配設された基板１４５上の膜堆積に適した処理ボリューム１６０の下側部分におけるプラズマ密度を維持することを容易にする。
【0041】
図２は、一実施形態による、図１に示された基板支持体１１５の概略断面図である。基板支持体１１５は静電チャック２３０を含む。静電チャック２３０はパック（ｐｕｃｋ）２００を含む。パック２００は、第１の電極２０５Ａおよび第２の電極２０５Ｂなど、それの中に埋め込まれた１つまたは複数の電極を含む。第１の電極２０５Ａは、直流（ＤＣ）電源に電気的に結合されたチャッキング電極であり、第２の電極２０５Ｂは、デュアル周波数ＲＦ電源１６１に電気的に結合されたＲＦバイアス付与電極である。第２の電極２０５Ｂに与えられる周波数はパルス化され得る。パック２００は、セラミック材料、たとえば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）など、誘電体材料から形成される。
【0042】
パックは誘電体プレート２１０とベースプレート２１５とによって支持される。誘電体プレート２１０は、石英など、電気絶縁性材料から、またはＲＥＸＯＬＩＴＥ（登録商標）という商品名で販売されている高性能プラスチックなど、熱可塑性材料から形成され得る。ベースプレート２１５は、アルミニウムなど、金属材料から製造され得る。工程中、ベースプレート２１５は、パック２００がＲＦホットである間に、接地に結合されるか、電気的に浮いている。少なくともパック２００および誘電体プレート２１０は絶縁体リング２２０によって囲まれる。絶縁体リング２２０は、石英、シリコン、またはセラミック材料など、誘電体材料から製造され得る。ベースプレート２１５、および絶縁体リング２２０の一部分は、アルミニウムから製造された接地リング２２５によって囲まれる。絶縁体リング２２０は、工程中にパック２００とベースプレート２１５との間のアーク放電を低減するか、またはなくす。施設ケーブル１７８の端部は、パック２００と誘電体プレート２１０とベースプレート２１５との中に形成された開口中に示されている。パック２００の電極２０５Ａおよび２０５Ｂのための電力、ならびにガス供給源から基板支持体１１５への流体は施設ケーブル１７８によって与えられる。
【0043】
エッジリング２３５が絶縁体リング２２０の内周に隣接して配設される。エッジリング２３５は、とりわけ、石英、シリコン、架橋ポリスチレンおよびジビニルベンゼン（たとえば、ＲＥＸＯＬＩＴＥ（登録商標））、ＰＥＥＫ、Ａｌ２Ｏ３、ＡＩＮなど、誘電体材料を含み得る。そのような誘電体材料を含むエッジリング２３５を利用することにより、プラズマ結合を調整することと、プラズマパワーを変更する必要なしに、基板支持体１１５上の電圧（Ｖｄｃ）など、プラズマ特性を調整することとを容易にし、それにより、（基板１４５など）基板上に堆積されるハードマスク膜についての特性の改善が促進される。エッジリング２３５の材料を通して基板１４５へのＲＦ結合を調整することによって、膜の弾性率を膜の応力から分離することができる。
【0044】
図３は、一実施形態による、基板処理システム３０１の概略図である。基板処理システム３０１は、図１に示された基板処理システム１０１と同様であり、それの態様、特徴、構成要素、および／または特性のうちの１つまたは複数を含む。図３に示された実施形態では、遠隔プラズマ源１５０は省略され、１つまたは複数の清浄化ガス源１５５が処理ボリューム１６０に清浄化ガスを導入する間に、処理ボリューム１６０中に清浄化プラズマを励起させるために、清浄化工程中に平面コイル３１０が（第３のＲＦ電源１６５ありまたはなしで）使用される。平面コイルは、清浄化工程中に原位置で清浄化プラズマを生成するために使用される。
【0045】
図４は、一実施形態による、基板を処理する方法４００の概略流れ図である。工程４０２は処理チャンバの処理ボリュームに１種または複数種の処理ガスを導入することを含む。１種または複数種の処理ガスはアセチレン（Ｃ２Ｈ２）およびヘリウム（Ｈｅ）を含む。
【0046】
工程４０４は、処理ボリューム中に配設された基板支持体上に支持された基板上に膜を堆積することを含む。膜を堆積することは、１種または複数種の処理ガスのイオンを生成するためにプラズマを使用して１種または複数種の処理ガスをイオン化することと、基板をイオンで衝撃することとを含み得る。膜はアモルファス炭素膜である。膜は３０００オングストローム以上の厚さまで堆積される。膜は１つまたは複数の層上に堆積することができ、１つまたは複数の層は酸化物および／または窒化物を含む。
【0047】
工程４０６は、基板支持体の１つまたは複数のバイアス電極に第１の無線周波数（ＲＦ）電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給することを含む。第１のＲＦ電力は第１のＲＦ周波数を含み、第２のＲＦ電力は、第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数を含む。第１のＲＦ周波数は１３ＭＨｚ～１４ＭＨｚなど、１１ＭＨｚ～１５ＭＨｚの範囲内であり、第２のＲＦ周波数は１．９５ＭＨｚ～２．０５ＭＨｚなど、１．８ＭＨｚ～２．２ＭＨｚの範囲内である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のＲＦ周波数は１３ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、または１４ＭＨｚであり、第２のＲＦ周波数は２．０ＭＨｚである。本開示は、第１のＲＦ周波数を２６ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、または１００ＭＨｚなど、より高くすることができることを企図する。本開示は、第２のＲＦ周波数を３５０ＫＨｚなど、より低くすることができることを企図する。
【0048】
第１のＲＦ電力および第２のＲＦ電力の各々は５００Ｗ～１０ｋＷの範囲内である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のＲＦ電力は１．５ｋＷ～１．７ｋＷの第１の電力範囲内であり、第２のＲＦ電力は４００Ｗ～６００Ｗの第２の電力範囲内である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のＲＦ電力は１．６ｋＷであり、第２のＲＦ電力は５００Ｗである。第１のＲＦ電力は、処理ボリューム中で、反応種を有するプラズマと、十分なイオン密度とを生成することを促進し、第２のＲＦ電力は、処理ボリューム中のイオンを、イオン衝撃のために、処理される基板のほうに引きつけることを促進する。第１のＲＦ電力および第２のＲＦ電力の値は処理ガスのイオンの電荷に応じて負または正になり得る。イオンが負に帯電している場合は、第１のＲＦ電力および第２のＲＦ電力の値は正である。イオンが正に帯電している場合は、第１のＲＦ電力および第２のＲＦ電力の値は負である。
【0049】
第２のＲＦ周波数は第１のＲＦ周波数に対する第２のＲＦ周波数の周波数比範囲内であり、周波数比範囲は０．１～０．２である。例として、第１のＲＦ周波数が１３ＭＨｚである一実施形態では、第２のＲＦ周波数は周波数比範囲により１．３ＭＨｚ～２．６ＭＨｚの範囲内である。（第１のＲＦ周波数と第２のＲＦ周波数とを合計することによって決定される）全体のバイアス周波数は１８ＭＨｚ以下である。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のＲＦ電力は第１の電圧を含み、第２のＲＦ電力は、第１の電圧よりも低い第２の電圧を含む。第１の電圧および第２の電圧の各々は直流（ＤＣ）電圧である。本開示は、第２の電圧が第１の電圧に等しいかまたはそれよりも大きくなり得ることを企図する。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、工程４０２、工程４０４、および工程４０６は同時に行われる。
【0050】
膜の弾性率は、工程４０４の堆積の間、ならびに工程４０６の第１のＲＦ電力と第２のＲＦ電力とを同時に供給している間、所定の弾性率範囲内に維持される。弾性率はヤング率である。所定の弾性率範囲は１９５ＧＰａ以上である。膜の圧縮応力は５００ＭＰａ～１５００ＭＰａの範囲内に維持される。圧縮応力の値は、応力が圧縮性であるので負の値と考えられ得るが、本明細書では圧縮応力の値を正の値として説明する。
【0051】
膜の弾性率はある弾性率比に維持される。弾性率比は膜の圧縮応力に対する弾性率の比である。弾性率比は、弾性率を圧縮応力で除算することによって決定される値である。例として、圧縮応力が６８７ＭＰａであり、弾性率が１９９ＧＰａである実施形態では、弾性率比は約２８９である。弾性率比は２００以上になるように維持される。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、弾性率比は１８５～３００の弾性率比範囲内である。堆積された膜はダイヤモンド状炭素膜であり得る。
【0052】
工程４０６の第１のＲＦ電力と第２のＲＦ電力とを供給することは工程４０４の堆積と同時に行われる。堆積中、１種または複数種の処理ガスは、１つまたは複数の反応種を有する１つまたは複数のプラズマを生成するために、第１のＲＦ電力を使用して生成された第１のＲＦ場によってイオン化される。１つまたは複数のプラズマは１つまたは複数の容量結合プラズマであり得る。１つまたは複数のプラズマは、１つまたは複数の電子、１つまたは複数のイオン、および／あるいは１つまたは複数のラジカルを含み得る。膜は、１つまたは複数のプラズマからのイオンのエネルギー衝撃と、１つまたは複数のプラズマと基板の表面材料との間の化学反応とを使用して、基板上に堆積される。第１のＲＦ電力は、１つまたは複数のプラズマの１つまたは複数の反応種を生成することと、１つまたは複数のプラズマのために十分なイオン密度を与えることとを促進するために使用される。第２のＲＦ電力は、堆積された膜の応力の低減のためにイオン衝撃の向上を促進する。
【0053】
任意選択の工程４１０は、処理チャンバを清浄化することを含む。清浄化することは、処理チャンバの内面から汚染物質および／または膜を除去することを含む。清浄化することは、処理チャンバのふたアセンブリに第３のＲＦ電力を供給することを含む。第３のＲＦ電力は、４０ＭＨｚ以上である第３の周波数を含む。図５は、一実施形態による、グラフ５００の概略図である。グラフ５００は、堆積試験工程中に、本明細書で開示するパラメータを使用してプロットされる、第１のプロファイル５０１を含む。第２のプロファイル５０２は他のパラメータを使用してプロットされる。第２のプロファイル５０２によれば、堆積された膜の弾性率は、膜の圧縮応力が低減されると低減される。第１のプロファイル５０１によれば、堆積された膜の弾性率は、堆積された膜の圧縮応力が低減されたときに（第２のプロファイル５０２に対して）維持される。第１のプロファイル５０１を生成するために、第１のＲＦ周波数、第２のＲＦ周波数、第１の電力範囲、第２の電力範囲、周波数比範囲、第２の距離１８０Ｂ、堆積温度、および堆積圧など、本明細書で説明するパラメータを使用した。
【0054】
例として、第１のプロファイル５０１の３つのポイント５１１－５１３を作成するために、１．６ｋＷの第１のＲＦ電力、１３ＭＨｚの第１のＲＦ周波数、２ＭＨｚの第２のＲＦ周波数、４．０インチの第２の距離１８０Ｂ、セ氏１０度の堆積温度、および４ｍトールの堆積圧を使用した。第１のポイント５１１のために０Ｗの第２のＲＦ電力を使用し、その結果、圧縮応力が１０５６ＭＰａになり、弾性率が２０２．５ＧＰａになった。第２のポイント５１２のために２００Ｗの第２のＲＦ電力を使用し、その結果、圧縮応力が８４８ＭＰａになり、弾性率が２０１．６ＧＰａになった。第３のポイント５１３のために５００Ｗの第２のＲＦ電力を使用し、その結果、圧縮応力が６８７ＭＰａになり、弾性率が１９７．３ＧＰａになった。したがって、第２のプロファイル５０２の弾性率の低減に対して弾性率を維持しながら、第１のプロファイル５０１に沿って圧縮応力を低減することができる。たとえば、６８７ＭＰａの同じ圧縮応力において、第２のプロファイル５０２により、より低い弾性率値の約１８８ＧＰａになる。
【0055】
（第２のプロファイル５０２に示されているように）膜の圧縮応力を低減することにより、膜の弾性率が実質的に低減されるであろうと以前は考えられていたので、図５の第１のプロファイル５０１に示されているように、本明細書で説明する主題により、予想外の結果が促進される。（第１のＲＦ周波数、第２のＲＦ周波数、第１の電力範囲、第２の電力範囲、周波数比範囲、第２の距離１８０Ｂ、堆積温度、および堆積圧など）本明細書で開示するパラメータにより、予想外の結果が促進される。
【0056】
本開示の利益は、堆積された膜の弾性率と、膜のうねりの低減と、膜および基板の変形の低減と、ハードマスクのためのエッチング性能の向上と、デバイス性能の向上とを維持しながら、堆積された膜の圧縮応力を低減することを含む。
【0057】
例として、（第１のＲＦ電力と第２のＲＦ電力とを使用することによってなど）本開示は、弾性率を（１９５ＧＰａ以上の範囲など）所定の範囲内に維持しながら、膜応力の３５％の低減を促進すると考えられる。別の例として、第１のＲＦ周波数よりも低い第２のＲＦ周波数をもつ、第１の電圧よりも低い第２の電圧は、堆積された膜の弾性率（たとえば、ヤング率）を維持しながら、膜の圧縮応力を低減するために、膜堆積およびイオン衝撃の向上を促進すると考えられる。
【0058】
本明細書で開示する１つまたは複数の態様が組み合わせられ得ることが企図される。例として、基板処理システム１０１、基板処理システム３０１、方法４００、および／またはグラフ５００の１つまたは複数の態様、特徴、構成要素、および／あるいは特性が組み合わせられ得る。その上、本明細書で開示する１つまたは複数の態様は上述の利益の一部または全部を含み得ることが企図される。
【0059】
上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が、それの基本範囲から逸脱することなく考案され得る。本開示はまた、本明細書で説明した実施形態の１つまたは複数の態様が、説明した他の態様のうちの１つまたは複数に置き換えられ得ることを企図する。本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】