JP7358301B2

JP7358301B2 - ウエハガス放出のためのプラズマエンハンストアニールチャンバ

Info

Publication number: JP7358301B2
Application number: JP2020117373A
Authority: JP
Inventors: ララハウリルチャック，; マシューディー．スコットニー－キャッスル，; ノーマンエル．タム，; マシュースピューラー，; コンランサミュエルチャン，; トンミンイウ，; スティーヴンモファット，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2023-10-10
Anticipated expiration: 2037-04-10
Also published as: US10770272B2; JP2020184639A; JP2019516242A; US20170294292A1; US11348769B2; US20200402780A1; JP6734393B2; CN115206765B; CN115206765A; TWI757969B; KR20200123281A; CN109075106B; CN109075106A; KR102216500B1; WO2017180511A1; KR102170618B1; TW201802990A; KR20180123587A; TW202125677A; TWI721149B

Description

［０００１］本開示の実装は概して、半導体処理チャンバに関する。より具体的には、本書に開示の実装は、基板ガス放出のためのプラズマエンハンストアニールチャンバに関する。

関連技術の説明
［０００２］半導体基板の熱処理は一般的に、様々な目的の半導体製造で利用されている。種々のタイプの熱処理には、急速熱処理、レーザー処理、ソークアニーリングなどが含まれる。熱処理中に利用される温度は、基板及びその上に堆積される材料の様々な特性を変化させるように構成されうる。例えば、ドーパント拡散、結晶材料変形、及び表面変形は、熱処理によって実現されうる処理のタイプの一部にすぎない。

［０００３］ある種の熱処理では、材料は、熱処理される基板からガス放出されることがある。ガス放出された材料は一般的に、熱処理チャンバの処理空間（ｐｒｏｃｅｓｓｖｏｌｕｍｅ）から排気されるが、ガス放出された材料はまた、チャンバ壁並びにチャンバ内に配置された構成要素の上に堆積しうる。堆積した材料はチャンバ内に粒子を生成し、基板上に再堆積させるため、基板上に最終的に形成されるマイクロエレクトロニクスデバイスの故障を引き起こしうる。チャンバの洗浄は多くの場合、予防的なメンテナンスの間に相当なダウンタイムを要求するため、熱処理の効率を低下させる。

［０００４］したがって、当技術分野で必要とされるのは、熱処理チャンバの改良である。

［０００５］一実装では、基板処理装置が提供される。装置は、第１の処理空間を画定する第１の熱処理チャンバを含む。第１の基板支持体は第１の処理空間内に配置され、第１の遠隔プラズマ源は第１の処理空間と流体連結され、第１のガス源は第１の遠隔プラズマ源と流体連結されうる。装置はまた、第２の処理空間を画定する第２の熱処理チャンバを含む。第２の熱処理チャンバは、第１の熱処理チャンバと壁を共有する。第２の基板支持体は第２の処理空間内に配置され、第２の遠隔プラズマ源は第２の処理空間に流体連結され、第２のガス源は第２の遠隔プラズマ源に流体連結されうる。排気装置（ｅｘｈａｕｓｔ）はまた、第１の処理空間及び第２の処理空間に流体連結されうる。

［０００６］本開示の上述の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実装を参照することによって得られ、一部の実装は、付随する図面に例示されている。しかし、付随する図面は、例示的な実施形態のみを示しており、従ってその範囲を限定すると見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態を許容しうることに、留意されたい。

本書に記載の一実装による遠隔プラズマ源を有するデュアルチャンバ熱処理装置の概略図である。本書に記載の一実装による遠隔プラズマ源を有するデュアルチャンバ熱処理装置の概略図である。本書に記載の一実装による遠隔プラズマ源を有するデュアルチャンバ熱処理装置の概略図である。本書に記載の一実装による遠隔プラズマ源を有するデュアルチャンバ熱処理装置の概略図である。本書に記載の一実装による遠隔プラズマ源を有するデュアルチャンバ熱処理装置の概略図である。本書に記載の一実装による遠隔プラズマ源を有するデュアルチャンバ熱処理装置の概略図である。本書に記載の一実装による遠隔プラズマ源を有するデュアルチャンバ熱処理装置の概略図である。

［００１３］理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。１つの実装の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実装に有益に組み込まれることがあると想定されている。

［００１４］本書に記載の実装は、熱基板処理装置にインシトゥ洗浄能力をもたらす。本書に記載の装置は、処理空間を画定する熱処理チャンバを含んでもよく、基板支持体は処理空間内に配設されうる。一又は複数の遠隔プラズマ源は処理空間と流体連通してもよく、遠隔プラズマ源は処理空間に洗浄プラズマを供給するように構成されうる。

［００１５］図１は、本書に記載の一実装にしたがって、遠隔プラズマ源１２６、１３２を有するデュアルチャンバ熱処理装置１００を概略的に示している。装置１００は、第１の処理空間１１０を画定する第１の熱処理チャンバ１０２を含む。第１の側壁１２０及び第１の天井１１８など、第１のチャンバ１０２の壁は、更に第１の処理空間１１０を画定する。壁１２０と天井１１８は、高い処理温度に耐えるのに適した材料から形成されうる。例えば、第１のチャンバ１０２は、ステンレス鋼、アルミニウム又は他の適切な金属材料から形成されうる。処理空間１１０を画定する第１のチャンバ１０２の表面は、ある実装でその表面の上への堆積を増進するため、又は防止するため、様々な材料で被覆されうる。図には示されていないが、粒子管理及び基板の熱処理を更に改善するため、第１の処理空間１１０内に様々な処理キット、シールドなどが配置されうると考えられている。

［００１６］第１の処理空間１１０は、約４００°Ｃを超える温度まで、例えば、約７００°Ｃから約１２００°Ｃの間まで、例えば、約８５０°Ｃから約１１００°Ｃの間まで基板を加熱することによって、処理空間内部に配置された基板に熱処理を実施するように構成されうる。第１の基板支持体１０６は、第１の処理空間１１０内に配置される。第１の基板支持体１０６は、真空チャック又は静電チャックなどの様々な方法によって、熱処理中に基板支持体の上に基板を保持するように構成されうる。リングやピンなどの他の様々な装置によって、基板は第１の基板支持体１０６の上に配置及び／又は保持されうるとも考えられている。第１の基板支持体１０６はまた、基板支持体の上に配置された基板の加熱を促進するため、コイルなどの抵抗加熱装置を含みうる。基板を加熱するため、ランプからの電磁エネルギーなど、他の加熱方法が抵抗加熱装置と組み合わせて使用されうる。

［００１７］第１の遠隔プラズマ源１２６は、第１の処理空間１１０に連結され、第１の処理空間１１０と流体連通しうる。第１の遠隔プラズマ源１２６は、第１の処理空間１１０から遠隔的にプラズマを生成し、プラズマ生成物を第１の処理空間１１０に供給するように構成されうる。図には示されていないが、第１の遠隔プラズマ源１２６はＲＦ電源に連結されうる。第１の遠隔プラズマ源１２６は、所望のプラズマ特性及びチャンバ構造に応じて、容量結合プラズマ生成器、又は誘導結合プラズマ生成器であってもよいと考えられている。例示した実装を分かりにくくしないよう、ＲＦチョーク又は接地装置など、他の様々なプラズマ生成装置は描かれていない。

［００１８］プラズマ生成物は、第１の遠隔プラズマ源１２６及び第１の処理空間１１０に流体連結されている第１の導管１３０を経由して、第１の処理空間１１０に提供されうる。一実装では、第１の導管１３０は、第１の遠隔プラズマ源１２６から第１のチャンバ１０２の第１の天井まで延在しうる。第１の導管１３０は、任意の適切な形状の導管であってよく、第１の遠隔プラズマ源１２６によって生成されるプラズマ生成物に対して主として不活性な材料から形成されうる。一実装では、第１の導管１３０は石英材料、セラミック材料、又は金属材料から形成されうる。プラズマ生成物に曝露された第１の導管１３０の表面は、第１の導管１３０の損傷、エッチング、又は堆積を低減或いは防止するため、プラズマ生成物に対して不活性な、又は実質的に不活性な様々な材料で被覆されてもよい。

［００１９］第１の遠隔プラズマ源１２６はまた、第１のガス源１２８と流体連通しうる。第１のガス源１２８は、第１の遠隔プラズマ源１２６に一又は複数の前駆体ガスを供給する。第１のガス源１２８は、アルゴン、酸素、窒素、ヘリウム、及び三フッ化窒素などのフッ素含有ガスなどの前駆体ガスを供給しうる。前駆体ガスは、第１の遠隔プラズマ源１２６に対して、順次個別的に、及び／又は、同時併給的に供給されてもよい。

［００２０］動作中には、材料は熱処理された基板からガス放出されることがあり、材料は最終的に第１のチャンバ１０２の表面に堆積して蓄積されうる。幾つかの実装では、堆積物を取り除くことが望ましい場合、並びに、第１のガス源１２８から第１の遠隔プラズマ源１２６へ供給される適切な前駆体ガスを選択すべき場合がある。第１の遠隔プラズマ源１２６はプラズマを生成し、第１の導管１３０を経由して、プラズマ／プラズマ生成物を第１の処理空間１１０へ供給しうる。第１のシャワーヘッド７６２は、プラズマ／プラズマ生成物を受容し、第１の処理空間１１０の洗浄を促進するため、第１の処理空間１１０の周囲にプラズマ／プラズマ生成物を分散してもよい。

［００２１］熱処理された基板からガス放出された材料、並びに、プラズマを介して第１のチャンバ１０２の表面から取り除かれた材料は、排気導管１１４によって、第１の処理空間１１０から排気装置１１６へ排出されうる。排気装置１１６は、第１の処理空間１１０内に低い圧力環境を作り出し、第１の処理空間１１０からガス及び他の材料を取り除くように構成されたターボポンプなどのポンプであってよい。

［００２２］装置１００はまた、第１の処理チャンバ１０２と実質的に同じ第２の処理チャンバ１０４を含みうる。第２の処理チャンバ１０４は第２の処理空間１１２を画定し、第２の側壁１２４と第２の天井１２２を有し、内部に配置される第２の基板支持体１０８を有しうる。第２の処理チャンバ１０４の材料及び構成は、第１の処理チャンバ１０２の材料及び構成と同一か、実質的に同じになりうる。

［００２３］一実施形態では、第１の処理チャンバ１０２と第２の処理チャンバ１０４は壁を供給する。このような実施形態では、第１の処理チャンバ１０２の側壁１２０Ａと第２の処理チャンバ１０４の側壁１２４Ａは接合されているか、同一の壁である。

［００２４］第２の遠隔プラズマ源１３２は、第２の処理空間１１２に連結され、第２の処理空間１１２と流体連通しうる。第２の遠隔プラズマ源１３２は、第２の処理空間１１２から遠隔的にプラズマを生成し、プラズマ生成物を第２の処理空間１１２に供給するように形成されうる。プラズマ生成物は、第２の遠隔プラズマ源１３２及び第２の処理空間１１２に流体連結されている第２の導管１３６を経由して、第２の処理空間１１２に提供されうる。一実施形態では、第２の導管１３６は、第２の遠隔プラズマ源１３２から第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２まで延在しうる。第２の導管１３６は、任意の適切な形状の導管であってよく、第２の遠隔プラズマ源１３２によって生成されるプラズマ生成物に対して主として不活性な材料から形成されうる。一実装では、第２の導管１３６は石英材料、セラミック材料、又は金属材料から形成されうる。プラズマ生成物に曝露された第２の導管１３６の表面は、第２の導管１３６の損傷、エッチング、又は堆積を低減或いは防止するため、プラズマ生成物に対して不活性な、又は実質的に不活性な様々な材料で被覆されてもよい。

［００２５］第２のプラズマ源１３２はまた、第２のガス源１３４と流体連通しうる。第２のガス源１３４は、第２の遠隔プラズマ源１３２に一又は複数の前駆体ガスを供給する。一実装では、第１のガス源１２８と第２のガス源１３４とは別々のガス源である。別の実装では、第１のガス源１２８と第２のガス源１３４とは同じガス源である。どちらかの実装では、第１のガス源１２８と第２のガス源１３４は、前駆体ガスの任意の所望の組み合わせを供給するように構成されうる。一実装では、第２のガス源１３４は、アルゴン、酸素、窒素、ヘリウム、及び三フッ化窒素などのフッ素含有ガスなどの前駆体ガスを供給しうる。前駆体ガスは、第２の遠隔プラズマ源１３２に対して、順次個別的に、及び／又は、同時併給的に供給されてもよい。

［００２６］動作中には、材料は熱処理された基板からガス放出されることがあり、材料は最終的に第２のチャンバ１０４の表面に堆積して蓄積されうる。既に説明したように、堆積物を取り除くことが望ましい場合、並びに、第２のガス源１３４から第２の遠隔プラズマ源１３２へ供給される適切な前駆体ガスを選択すべき場合がある。第２の遠隔プラズマ源１３２はプラズマを生成し、第２の導管１３６を経由して、プラズマ／プラズマ生成物を第２の処理空間１１２へ供給しうる。第２のシャワーヘッド７６４は、プラズマ／プラズマ生成物を受容し、第２の処理空間１１２の洗浄を促進するため、第２の処理空間１１２の周囲にプラズマ／プラズマ生成物を分散してもよい。

［００２７］第２の処理空間１１２はまた、排気導管１１４を経由して、排気装置１１６に接続されている。したがって、第１の処理空間１１０と第２の処理空間１１２は排気装置１１６で一緒に吸い出される。排気装置１１６は、第１の処理空間１１０の低い圧力環境と同様な又は同じ低い圧力環境を、第２の処理空間１１２内に生成しうる、と考えられている。排気装置１１６は第１の処理空間１１０及び第２の処理空間１１２に流体連通しているため、排気導管１１４は処理空間１１０、１１２を共に排気装置１１６に連結する。排気導管１１４は、側壁１２０、１２４又は、シーリング１１８、１２２に向かい合って配置されるチャンバ１０２、１０４の底部を経由して、第１及び第２のチャンバ１０２、１０４に連結されうる。

［００２８］図２は、本書に記載の一実装にしたがって、遠隔プラズマ源２０２を有するデュアルチャンバ熱処理装置２００を概略的に示している。例示された実装では、遠隔プラズマ源２０２は、第１の処理空間１１０及び第２の処理空間１１２と流体連通している。遠隔プラズマ源２０２は、第１の導管２０８を経由して第１の処理空間１１０に流体連結されてもよく、また、第２の導管２０６を経由して第２の処理空間１１２に流体連結されてもよい。一実装では、第１の導管２０８は遠隔プラズマ源２０２から第１のチャンバ１０２の第１のシーリング１１８まで延在し、第２の導管２０６は遠隔プラズマ源２０２から第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２まで延在しうる。ガス源２０４は遠隔プラズマ源２０２に流体連通し、様々な前駆体を遠隔プラズマ源２０２に供給しうる。ガス源２０４は単一のガス源であってよく、或いは、複数の異なるガスを供給するように構成されてもよい。

［００２９］遠隔プラズマ源２０２は、第１及び第２の処理空間１１０、１１２に供給するのに適した量のプラズマ／プラズマ生成物を生成しうる。一実装では、１つの前駆体がガス源２０４から遠隔プラズマ源２０２に供給されてもよく、また、プラズマは順次生成され、処理空間１１０、１１２に供給されてもよい。別の実装では、複数の前駆体がガス源から遠隔プラズマ源２０２へ同時に供給されてもよく、前駆体のプラズマは生成され、処理空間１１０、１１２に供給されてもよい。

［００３０］更に別の実装では、第１の前駆体は遠隔プラズマ源２０２へ供給されてもよく、その結果得られるプラズマは処理空間１１０、１１２に供給されてもよい。その後、第１の前駆体とは異なる第２の前駆体がガス源２０４から遠隔プラズマ源２０２へ供給されてもよく、その結果得られるプラズマは処理空間１１０、１１２に順次供給されてもよい。任意の順番で（すなわち、順次、又は同時に）、任意の組み合わせの前駆体が、ガス源２０４から遠隔プラズマ源２０２に供給されうる、と考えられている。遠隔プラズマ源２０２によって生成されるプラズマ及びプラズマ生成物は、連続的に、又はパルス状に処理空間１１０、１１２に供給されうる。

［００３１］遠隔プラズマ源２０２は、図１に関して説明されている第１のプラズマ源１２６又は第２のプラズマ源１３２と同様になりうる。同様に、第１の導管２０８と第２の導管２０６は、第１の導管１３０又は第２の導管１３６と同じ、又は同様の材料から形成されうる。動作中には、第１のチャンバ１０２と第２のチャンバ１０４は基板を熱的に処理しうる。熱処理が実施された後、遠隔プラズマ源２０２は洗浄プラズマを生成し、プラズマとプラズマ生成物を、第１のチャンバ１０２及び第２のチャンバ１０４のそれぞれの処理空間１１０、１１２に供給する。プラズマ生成物及びその他の廃水は、排気装置１１６を経由して、処理空間１１０、１１２から排出されうる。

［００３２］図３は、本書に記載の一実装にしたがって、遠隔プラズマ源３０２、３１０を有するデュアルチャンバ熱処理装置３００を概略的に示している。例示した実施形態では、第１のプラズマ源３０２は、第１の導管３０６を経由して第１のチャンバ１０２と、また、第２の導管３０８を経由して第２のチャンバ１０４と流体連通しうる。一実装では、第１の導管３０６は、第１の遠隔プラズマ源３０２及び第１のチャンバ１０２の第１のシーリングから延在し、第２の導管３０８は、第１の遠隔プラズマ源３０２及び第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２から延在しうる。第１の遠隔プラズマ源３０２はまた、第１のガス源３０４と流体連通している。

［００３３］第２の遠隔プラズマ源３１０は、第３の導管３１４を経由して第２のチャンバ１０４と、また、第４の導管３１６を経由して第１のチャンバ１０２と流体連通しうる。一実装では、第３の導管３１４は、第２の遠隔プラズマ源３１０から第２のチャンバ１０４の第２のシーリングまで延在し、第４の導管３１６は、第２の遠隔プラズマ源３１０から第１のチャンバ１０２の第１のシーリング１１８まで延在しうる。第２のガス源３１２は、第２の遠隔プラズマ源３１２と流体連通している。第２のガス源３１２は、前述の前駆体のいずれかを第２の遠隔プラズマ源３１０に供給するように構成されうる。第２の遠隔プラズマ源３１０はプラズマを生成し、プラズマ生成物を第２のチャンバ１０４及び第１のチャンバ１０２の両方に供給しうる。

［００３４］同様に、第１のガス源は、前述の前駆体のいずれかを第１の遠隔プラズマ源３０２に供給するように構成されうる。第１の遠隔プラズマ源３０２はプラズマを生成し、プラズマ生成物を第１のチャンバ１０２及び第２のチャンバ１０４の両方に供給しうる。第１及び第２の遠隔プラズマ源３０２、３１０は、任意のタイプ又は組み合わせの洗浄プラズマを生成し、プラズマ生成物を任意の望ましい方法で、例えば、パルス式の供給方法、プラズマタイプを交互に変える供給方法、或いは一又は複数のプラズマタイプを連続して供給する方法で供給してもよい。一実装では、第１の遠隔プラズマ源３０２は第１のプラズマタイプを生成し、プラズマ生成物をチャンバ１０２、１０４に供給しうる。第２の遠隔プラズマ源３１０は、第１のプラズマタイプとは異なる第２のプラズマタイプを生成し、プラズマ生成物をチャンバ１０２、１０４に供給しうる。

［００３５］図４は、本書に記載の一実装にしたがって、遠隔プラズマ源４０２、４０８、４１４、４２０を有するデュアルチャンバ熱処理装置４００を概略的に示している。例示した実装では、第１の遠隔プラズマ源４０２は、第１の導管４０６を経由して第１のチャンバ１０２の第１の処理空間１１０と流体連通しうる。一実装では、第１の導管４０６は、遠隔プラズマ源４０２から第１のチャンバ１０２の第１のシーリング１１８まで延在しうる。第１の遠隔プラズマ源４０２はまた、第１のガス源４０４と流体連通している。第２の遠隔プラズマ源４０８はまた、第２の導管４１２を経由して第１の処理空間１１０と流体連通しうる。一実装では、第２の導管４１２は、第２の遠隔プラズマ源４０８から第１のチャンバ１０２の第１のシーリング１８まで延在しうる。第２の遠隔プラズマ源４０８はまた、第２のガス源４１０と流体連通している。

［００３６］ガス源４０４、４１０は、前述の前駆体のいずれかを任意に組み合わせて、遠隔プラズマ源４０２、４０８に供給しうる。一実装では、第１のガス源４０４は第１の遠隔プラズマ源４０２に第１の前駆体を供給し、第１のプラズマは生成され、第１の処理空間１１０に供給されうる。第２のガス源４１０は、第１の前駆体とは異なる第２の前駆体を第２の遠隔プラズマ源４０８に供給し、第２のプラズマは生成され、第１の処理空間１１０に供給されうる。

［００３７］例えば、第１のガス源４０４は、アルゴン、ヘリウム、或いはこれらの組み合わせを第１の遠隔プラズマ源４０２に供給しうる。第１の遠隔プラズマ源４０２は、第１の処理空間１１０から第１のプラズマを遠隔的に生成し、プラズマ生成物（すなわち、ラジカル及び／又はイオン）を第１の導管４０６を経由して第１の処理空間１１０に供給しうる。第２のガス源４１０は、酸素、ＮＦ３、或いはこれらの組み合わせを第２の遠隔プラズマ源４０８に供給しうる。第２の遠隔プラズマ源４０８は、第１の処理空間１１０から第２のプラズマを遠隔的に生成し、プラズマ生成物を第２の導管１１２を経由して第１の処理空間１１０に供給しうる。代替的な方法では、第１及び第２のプラズマは同時に、或いは、第１のチャンバ１０２及びその内部に配置された用品を洗浄するように構成された任意の所望の順番で、第１の処理空間１１０に供給される。

［００３８］同様に、第３の遠隔プラズマ源４１４は、第３の導管４１８を経由して、第２のチャンバ１０４の第２の処理空間１１２と流体連通しうる。一実装では、第３の導管４１８は、第３の遠隔プラズマ源４１４から第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２まで延在しうる。第３の遠隔プラズマ源４１４もまた、第３のガス源４１６と流体連通している。一実装では、第３のガス源４１６は第１のガス源４０４と同様になりうる。第４の遠隔プラズマ源４２０もまた、第４の導管４２４を経由して、第２のチャンバ１０４の第２の処理空間１１２と流体連通してもよい。一実装では、第４の導管４２４は、第４の遠隔プラズマ源４２０から第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２まで延在しうる。第４の遠隔プラズマ源４２０もまた、第４のガス源４２２と流体連通している。一実装では、第４のガス源４２２は第２のガス源４１０と同様になりうる。第３及び第４の遠隔プラズマ源４１４、４２０並びに第３及び第４のガス源４１６、４２２は、第１及び第２の遠隔プラズマ源４０２、４０８並びに第１及び第２のガス源４０４、４１０と同様に実装され、動作されると考えられている。

［００３９］図５は、本書に記載の一実装にしたがって、遠隔プラズマ源５０２、５０８、５１４を有するデュアルチャンバ熱処理装置５００を概略的に示している。例示した実装では、第１の遠隔プラズマ源５０２は、第１の導管５０６を経由して、第１のチャンバ１０２の第１の処理空間１１０と流体連通してもよい。一実装では、第１の導管５０６は、第１のプラズマ源５０２及び第１のチャンバ１０２の第１のシーリング１１８から延在する。第１のガス源５０４もまた、第１の遠隔プラズマ源５０２と流体連通している。第１のガス源５０４は、第１の前駆体タイプを第１の遠隔プラズマ源５０２に供給してもよく、また、第１の遠隔プラズマ源５０２はプラズマ生成物を生成し、第１の処理空間１１０に供給してもよい。

［００４０］同様に、第２の遠隔プラズマ源５０８は、第２の導管５１２を経由して、第２のチャンバ１０４の第２の処理空間１１２と流体連通しうる。一実装では、第２の導管５１２は、第２のプラズマ源５０８及び第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２から延在しうる。第２のガス源５１０もまた、第２の遠隔プラズマ源５０８と流体連通している。第２のガス源５１０は、第２の前駆体タイプを第２の遠隔プラズマ源５０８に供給してもよく、また、第２の遠隔プラズマ源５０８はプラズマ生成物を生成し、第２の処理空間１１２に供給してもよい。一実装では、第２の前駆体タイプは第１の前駆体タイプと同じであってよい。別の実装では、第２の前駆体タイプは第１の前駆体タイプとは異なりうる。

［００４１］第３の遠隔プラズマ源５１４は、第３の導管５１８を経由して、第１のチャンバ１０２の第１の処理空間１１０、及び第２のチャンバ１０４の第２の処理空間１１２にそれぞれ流体連通している。したがって、第３の導管５１８は、第１の処理空間１１０及び第２の処理空間１１２を第３の遠隔プラズマ源５１４に流体連結する。例示した実装では、第３の導管５１８は、第３の遠隔プラズマ源５１４と、第１のチャンバ１０２の第１の側壁１２０及び第２のチャンバ１０４の第２の側壁１２４との間に延在する。第３の導管５１８が側壁１２０、１２４に連結する位置は、スリットバルブ（図示せず）によって占められる平面の上方の（すなわち、第１のシーリング１１８に近い）平面になりうる。別の実装では、第３の導管５１８は、第３の遠隔プラズマ源５１４と第１のチャンバ１０２の第１のシーリング１１８との間に、並びに、第３の遠隔プラズマ源５１４と第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２との間にそれぞれ延在しうる。

［００４２］第３のガス源５１６もまた、第３の遠隔プラズマ源５１４と流体連通していてよい。第３のガス源５１６は、任意の望ましい前駆体タイプを第３の遠隔プラズマ源５１４に供給しうる。一実装では、第３のガス源５１６は、第１及び第２のガス源５０４、５１０によって供給される第１及び第２の前駆体タイプと同様の第３の前駆体タイプを供給しうる。別の実装では、第３のガス源５１６は、第１及び第２の前駆体タイプとは異なる第３の前駆体タイプを供給しうる。

［００４３］遠隔プラズマを処理チャンバ１０２、１０４の側壁１２０及び１２４に注入することによって、遠隔プラズマ源５１４を基板支持体１０６及び１０８の下にそれぞれ供給することができる。遠隔プラズマ源５１４が洗浄ガスを供給している場合には、基板支持体１０６及び１０８は軸方向に作動され、基板支持体の支持領域が遠隔プラズマユニット５１４からのガスの注入口の上方にあって、処理チャンバ１０２及び１０４の下方領域が洗浄ガスに曝露されるように、基板支持体１０６及び１０８は延在されうる。このように、処理チャンバ１０２及び１０４の一方又は両方は、チャンバの下方領域内で洗浄を受けうる。

［００４４］図６は、本書に記載の一実装にしたがって、遠隔プラズマ源６０２、６０８、６１４、６２０を有するデュアルチャンバ熱処理装置６００を概略的に示している。例示した実装では、第１の遠隔プラズマ源６０２は、第１の導管６０６を経由して、第１のチャンバ１０２の第１の処理空間１１０と流体連通してもよい。一実装では、第１の導管６０６は、第１のプラズマ源６０２及び第１のチャンバ１０２の第１のシーリング１１８から延在しうる。第１のガス源６０４もまた、第１の遠隔プラズマ源６０２と流体連通している。第１のガス源６０４は、第１の前駆体タイプを第１の遠隔プラズマ源６０２に供給してもよく、また、第１の遠隔プラズマ源６０２はプラズマ生成物を生成し、第１の処理空間１１０に供給してもよい。

［００４５］同様に、第２の遠隔プラズマ源６０８は、第２の導管６１２を経由して、第２のチャンバ１０４の第２の処理空間１１２と流体連通しうる。一実装では、第２の導管６１２は、第２の遠隔プラズマ源６０８及び第２のチャンバ１０４の第２のシーリング１２２から延在しうる。第２のガス源６１０もまた、第２の遠隔プラズマ源６０８と流体連通している。第２のガス源６１０は、第２の前駆体タイプを第２の遠隔プラズマ源６０８に供給してもよく、また、第２の遠隔プラズマ源６０８はプラズマ生成物を生成し、第２の処理空間１１２に供給してもよい。一実装では、第２の前駆体タイプは第１の前駆体タイプと同じであってよい。別の実装では、第２の前駆体タイプは第１の前駆体タイプとは異なりうる。

［００４６］第３の遠隔プラズマ源６１４は、第３の導管６１８を経由して、第１の処理空間１１０に流体連結している。例示した実装では、第３の導管６１８は、第３の遠隔プラズマ源６１４と第１のチャンバ１０２の第１の側壁１２０との間に延在する。第３の導管６１８が第１の側壁１２０に連結する位置は、スリットバルブ（図示せず）によって占められる平面の上方の（すなわち、第１のシーリング１１８に近い）平面になりうる。

［００４７］第３のガス源６１６もまた、第３の遠隔プラズマ源６１４と流体連通していてよい。第３のガス源６１６は、任意の望ましい前駆体タイプを第３の遠隔プラズマ源６１４に供給しうる。一実装では、第３のガス源６１６は、第１及び第２のガス源６０４、６１０によって供給される第１及び第２の前駆体タイプと同様の第３の前駆体タイプを供給しうる。別の実装では、第３のガス源６１６は、第１及び第２の前駆体タイプとは異なる第３の前駆体タイプを供給しうる。

［００４８］第４の遠隔プラズマ源６２０は、第４の導管６２４を経由して、第２の処理空間１１２と流体連通している。例示した実装では、第４の導管６２４は、第４の遠隔プラズマ源６２０と第２のチャンバ１０４の第２の側壁１２４との間に延在する。第４の導管６２４が第２の側壁１２４に連結する位置は、スリットバルブ（図示せず）によって占められる平面の上方の（すなわち、第１のシーリング１２２に近い）平面になりうる。

［００４９］第４のガス源６２２もまた、第４の遠隔プラズマ源６２０と流体連通していてよい。第４のガス源６２２は、任意の望ましい前駆体タイプを第４の遠隔プラズマ源６２０に供給しうる。一実装では、第４のガス源６２２は、第１、第２及び第３のガス源６０４、６１０、６１６によって供給される第１、第２及び第３の前駆体タイプと同様の第４の前駆体タイプを供給しうる。別の実装では、第４のガス源６２２は、第１、第２及び第３の前駆体タイプとは異なる第４の前駆体タイプを供給しうる。一実装では、第１及び第２のガス源６０４、６１０は、第１の前駆体タイプを供給し、第３及び第４のガス源６１６、６２２は、第１の前駆体タイプとは異なる第２の前駆体タイプを供給しうる。

［００５０］本書に記載の実装は、プラズマ洗浄機能と当該処理の実行に適した関連装置を一体化した、改良された熱処理チャンバを提供する。このようにして、非プラズマ処理熱チャンバのインシトゥプラズマ洗浄が実現されうる。様々な実装は互いに組み合わせて利用されてもよく、ある種の実装のある種の態様は、他の実装のうちのある種の実装と組み合わされてもよく、これらはすべて、本開示で期待される実装である。

［００５１］以上の記述は本開示の実装を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく本開示の他の実装及び更なる実装が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。

Claims

第１の処理空間を画定する第１の熱処理チャンバと、
第２の処理空間を画定する第２の熱処理チャンバと、
第１の遠隔プラズマ源から前記第１の処理空間に配置された第１のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第１のプラズマ導管によって前記第１の熱処理チャンバに連結された第１の遠隔プラズマ源と、
前記第１の遠隔プラズマ源と前記第２の熱処理チャンバとの間に連結された第２のプラズマ導管であって、前記第１の遠隔プラズマ源から前記第２の処理空間に配置された第２のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第２のプラズマ導管と、
第２の遠隔プラズマ源から前記第２のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第３のプラズマ導管によって前記第２の熱処理チャンバに連結された第２の遠隔プラズマ源と、
第１の排気導管によって前記第１の熱処理チャンバに、また、第２の排気導管によって前記第２の熱処理チャンバに連結された排気装置と、
前記第１の排気導管と前記第２の排気導管を前記排気装置に連結する共通の排気導管と、
前記共通の排気導管に配置された総排気フローコントローラと、
前記第１の排気導管に配置されたチャンバ排気フローコントローラと、
を備える、半導体基板の熱処理に用いられる基板処理装置。
前記第２のプラズマ導管に配置されたプラズマフローコントローラを更に備える、請求項１に記載の装置。
前記第１の熱処理チャンバに配置された第１の圧力センサと、前記第２の熱処理チャンバに配置された第２の圧力センサと、を更に備える、請求項２に記載の装置。
前記第１及び第２の圧力センサと、前記総排気フローコントローラと、前記チャンバ排気フローコントローラと、に連結されたコントローラを更に備える、請求項３に記載の装置。
前記第１の熱処理チャンバに配置された第１の組成物センサと、前記第２の熱処理チャンバに配置された第２の組成物センサとを更に備え、第１のガス源は第１の供給源導管によって前記第１の遠隔プラズマ源に連結され、第２のガス源は第２の供給源導管によって前記第２の遠隔プラズマ源に連結され、第１の供給源フローコントローラは前記第１の供給源導管に配置され、第２の供給源フローコントローラは前記第２の供給源導管に配置される、請求項４に記載の装置。
前記コントローラはまた、前記プラズマフローコントローラと、前記第１の供給源フローコントローラと、前記第２の供給源フローコントローラと、前記第１の組成物センサと、前記第２の組成物センサとに連結される、請求項５に記載の装置。
第１の処理空間を画定する第１の熱処理チャンバと、
第２の処理空間を画定する第２の熱処理チャンバと、
第１の遠隔プラズマ源から前記第１の処理空間に配置された第１のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第１のプラズマ導管によって前記第１の熱処理チャンバに連結された第１の遠隔プラズマ源と、
前記第１の遠隔プラズマ源と前記第２の熱処理チャンバとの間に連結された第２のプラズマ導管であって、前記第１の遠隔プラズマ源から前記第２の処理空間に配置された第２のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第２のプラズマ導管と、
第２の遠隔プラズマ源から前記第２のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第３のプラズマ導管によって前記第２の熱処理チャンバに連結された第２の遠隔プラズマ源と、
第１のキャリアガス導管によって前記第１の熱処理チャンバに、また、第２のキャリアガス導管によって前記第２の熱処理チャンバに連結されたキャリアガス源と、
第１の排気導管によって前記第１の熱処理チャンバに、また、第２の排気導管によって前記第２の熱処理チャンバに連結された排気装置と、
前記第１の排気導管と前記第２の排気導管を前記排気装置に連結する共通の排気導管と、
前記共通の排気導管に配置された総排気フローコントローラと、
前記第１の排気導管に配置されたチャンバ排気フローコントローラと、
前記第１の熱処理チャンバに配置された第１の圧力センサと、
前記第２の熱処理チャンバに配置された第２の圧力センサと、
を備える、半導体基板の熱処理に用いられる基板処理装置。
前記第２のプラズマ導管に配置されたプラズマフローコントローラを更に備える、請求項７に記載の装置。
第１の供給源導管によって前記第１の遠隔プラズマ源に連結された第１のガス源と、第２の供給源導管によって前記第２の遠隔プラズマ源に連結された第２のガス源とを更に備え、前記キャリアガス源はまた、前記第１の供給源導管と前記第２の供給源導管に連結される、請求項８に記載の装置。
前記キャリアガス源は、第１のキャリアガスフローコントローラによって前記第１の供給源導管に連結され、前記キャリアガス源は、第２のキャリアガスフローコントローラによって前記第２の供給源導管に連結される、請求項９に記載の装置。
前記第１の熱処理チャンバに連結された第３の遠隔プラズマ源と、前記第２の熱処理チャンバに連結された第４の遠隔プラズマ源と、第３の供給源導管によって前記第３の遠隔プラズマ源に連結された第３のガス源と、第４の供給源導管によって前記第４の遠隔プラズマ源に連結された第４のガス源とを更に備え、前記キャリアガス源はまた、前記第１のキャリアガスフローコントローラによって、前記第３の供給源導管に連結され、前記キャリアガス源はまた、前記第２のキャリアガスフローコントローラによって、前記第４の供給源導管に連結される、請求項１０に記載の装置。
前記総排気フローコントローラと、前記チャンバ排気フローコントローラと、前記第１の圧力センサと、前記第２の圧力センサと、前記プラズマフローコントローラ、前記第１のキャリアガスフローコントローラと、前記第２のキャリアガスフローコントローラと、に連結されたコントローラを更に備え、前記第１のキャリアガスフローコントローラはスリーウェイバルブであり、前記第２のキャリアガスフローコントローラはスリーウェイバルブである、請求項１１に記載の装置。
第１の処理空間を画定する第１の熱処理チャンバと、
第２の処理空間を画定する第２の熱処理チャンバと、
第１の遠隔プラズマ源から前記第１の処理空間に配置された第１のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第１のプラズマ導管によって前記第１の熱処理チャンバに連結された第１の遠隔プラズマ源と、
前記第１の遠隔プラズマ源と前記第２の熱処理チャンバとの間に連結された第２のプラズマ導管であって、前記第１の遠隔プラズマ源から前記第２の処理空間に配置された第２のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第２のプラズマ導管と、
第２の遠隔プラズマ源から前記第２のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第３のプラズマ導管によって前記第２の熱処理チャンバに連結された第２の遠隔プラズマ源と、
前記第２の遠隔プラズマ源と前記第１の熱処理チャンバとの間に連結された第４のプラズマ導管であって、前記第２の遠隔プラズマ源から前記第１のシャワーヘッドに洗浄プラズマを供給するように構成された第４のプラズマ導管と、
第１の排気導管によって前記第１の熱処理チャンバに、また、第２の排気導管によって前記第２の熱処理チャンバに連結された排気装置と、
前記第１の排気導管と前記第２の排気導管を前記排気装置に連結する共通の排気導管と、
前記共通の排気導管に配置された総排気フローコントローラと、
前記第１の排気導管に配置されたチャンバ排気フローコントローラと、
前記第１の熱処理チャンバに配置された第１の圧力センサと、
前記第２の熱処理チャンバに配置された第２の圧力センサと、
を備える、半導体基板の熱処理に用いられる基板処理装置。
前記総排気フローコントローラと、前記チャンバ排気フローコントローラと、前記第１の圧力センサと、前記第２の圧力センサと、に連結されたコントローラを更に備える、請求項１３に記載の装置。
前記第２のプラズマ導管に配置されたプラズマフローコントローラと、
前記第１の熱処理チャンバに配置された第１の組成物センサ、及び、前記第２の熱処理チャンバに配置された第２の組成物センサであって、前記コントローラが連結されている前記第１の組成物センサ及び第２の組成物センサと、
を更に備える、請求項１４に記載の装置。