JP7538794B2 - How to operate the Spatial Deposition Tool - Google Patents
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- H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
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Description
本開示は概して、薄膜を堆積させるための装置及びウエハを処理するための方法に関する。特に、本開示は、複数の可動加熱ウエハ支持体及び空間的に分離された処理ステーション、並びに空間的に分離され隔離された処理ステーションを有する処理チャンバに関する。 The present disclosure relates generally to an apparatus for depositing thin films and a method for processing wafers. In particular, the present disclosure relates to a processing chamber having multiple movable heated wafer supports and spatially separated processing stations, as well as spatially separated and isolated processing stations.
現在の原子層堆積(ALD)プロセスは、多くの潜在的な問題及び困難を有する。多くのALD化学物質(例えば、前駆体及び反応物質)は「非相溶性」であり、これは、化学物質が一緒に混合できないことを意味する。非相溶性の化学物質が混合すると、ALDプロセスではなく化学気相堆積(CVD)プロセスが生じる可能性がある。CVDプロセスは概して、ALDプロセスよりも厚さの制御が少なく、及び/又は気相粒子の生成を引き起こす可能性があり、結果として得られるデバイスに欠陥を引き起こす可能性がある。一度に単一の反応性ガスが処理チャンバに流入する従来の時間領域ALDプロセスでは、長いパージ/ポンプアウト時間が発生するため、化学物質は気相で混合されない。空間ALDチャンバは、一つ又は複数のウエハを一つの環境から第2の環境に、時間領域のALDチャンバがポンプ/パージするよりも速く移動できるため、スループットが向上する。 Current atomic layer deposition (ALD) processes have many potential problems and difficulties. Many ALD chemicals (e.g., precursors and reactants) are "incompatible," meaning that the chemicals cannot be mixed together. Mixing of incompatible chemicals can result in a chemical vapor deposition (CVD) process rather than an ALD process. CVD processes generally have less thickness control than ALD processes and/or can cause gas phase particle generation, which can cause defects in the resulting device. In traditional time-domain ALD processes, where a single reactive gas flows into the processing chamber at a time, chemicals do not mix in the gas phase, resulting in long purge/pump-out times. Spatial ALD chambers can move one or more wafers from one environment to a second environment faster than a time-domain ALD chamber can pump/purge, thus increasing throughput.
半導体産業は、より低い温度(例えば、350℃未満)で堆積できる高品質の膜を必要としている。熱のみのプロセスで膜が堆積される温度よりも低い温度で高品質の膜を堆積するには、代替エネルギー源が必要である。ソリューションプラズマは、ALD膜にイオン及びラジカルの形で追加のエネルギーを提供するのに使用することができる。課題は、垂直側壁ALD膜に十分なエネルギーを与えることである。イオンは通常、ウエハ表面に垂直な方向にウエハ表面の上方のシースを通して加速される。したがって、イオンは水平ALD膜表面にエネルギーを提供するが、イオンは垂直面に平行に移動するため、垂直面に十分な量のエネルギーを提供しない。 The semiconductor industry needs high quality films that can be deposited at lower temperatures (e.g., below 350°C). Alternative energy sources are needed to deposit high quality films at temperatures lower than those at which films are deposited by thermal-only processes. Solution plasmas can be used to provide additional energy in the form of ions and radicals to ALD films. The challenge is to provide enough energy for vertical sidewall ALD films. Ions are typically accelerated through a sheath above the wafer surface in a direction perpendicular to the wafer surface. Thus, while the ions provide energy to the horizontal ALD film surfaces, they do not provide a sufficient amount of energy to the vertical surfaces because the ions travel parallel to the vertical surfaces.
いくつかの処理チャンバは、容量結合プラズマ(CCP)を包含する。CCPは上部電極とウエハとの間に作成され、これは一般的にCCP平行プレートプラズマとして知られている。CCP平行プレートプラズマは、二つのシース(sheeths)にわたって非常に高いイオンエネルギーを生成するため、垂直な側壁表面上では非常に働きが悪い。より低いエネルギーとより広い角度分布を有する高ラジカルフラックス及びイオンフラックスを作成するために最適化された環境にウエハを空間的に移動することにより、より優れた垂直ALD膜特性が達成され得る。そのようなプラズマ源には、マイクロ波、誘導結合プラズマ(ICP)、又は第3の電極を有するより高周波のCCPソリューションが含まれる(すなわち、プラズマは、ウエハの上方の二つの電極間で、ウエハを主電極として使用せずに作成される)。 Some processing chambers include a capacitively coupled plasma (CCP). The CCP is created between the top electrode and the wafer, commonly known as a CCP parallel plate plasma. CCP parallel plate plasma works very poorly on vertical sidewall surfaces because it produces very high ion energies across two sheaths. Better vertical ALD film properties can be achieved by spatially moving the wafer into an environment optimized to create high radical and ion fluxes with lower energy and wider angular distribution. Such plasma sources include microwave, inductively coupled plasma (ICP), or higher frequency CCP solutions with a third electrode (i.e., the plasma is created between two electrodes above the wafer, without using the wafer as the primary electrode).
現在の空間ALD処理チャンバは、加熱された円形プラテン上で複数のウエハを一定速度で回転させ、ウエハを一つの処理環境から隣接する環境に移動させる。異なる処理環境は、非相溶性の気体を分離させる。ただし、現在の空間ALD処理チャンバでは、プラズマ環境をプラズマ曝露用に最適化することができないため、不均一性、プラズマ損傷及び/又は処理の柔軟性の問題が生じる。 Current spatial ALD process chambers rotate multiple wafers at a constant speed on a heated circular platen and move the wafers from one process environment to an adjacent environment. The different process environments separate incompatible gases. However, current spatial ALD process chambers do not allow the plasma environment to be optimized for plasma exposure, resulting in problems of non-uniformity, plasma damage, and/or process flexibility.
例えば、処理ガスはウエハ表面全体に流れる。ウエハはオフセット軸を中心に回転しているため、ウエハの前縁と後縁の流れの流線は異なる。さらに、ウエハの内径エッジと外径エッジとの間にも、内縁での速度が遅く、外縁での速度が速いことによる流れの差がある。これらの流れの不均一性は最適化することができるが、排除することはできない。ウエハを不均一なプラズマに曝露すると、プラズマによる損傷が生じる可能性がある。これらの空間処理チャンバの一定速度の回転は、ウエハがプラズマに出入りすることを必要とするため、ウエハの一部はプラズマに曝露されるのに対して他の領域はプラズマの外側にある。さらに、一定の回転速度により、空間処理チャンバでの曝露時間を変更することは困難である可能性がある。一例として、処理にはガスAへの0.5秒間の曝露と、それに続く1.5秒間のプラズマ処理が使用される。ツールは一定の回転速度で動作するため、これを行う唯一の方法は、プラズマ環境をガスA投与環境の3倍にすることである。ガスAの時間とプラズマの時間が等しい別のプロセスを実行する場合は、ハードウェアを変更する必要がある。現在の空間ALDチャンバは、回転速度を遅くするか又は速くすることしかできないが、より小さな領域又はより大きな領域のチャンバハードウェアを変更せずに、工程間の時間差を調整することはできない。 For example, process gas flows across the entire wafer surface. Because the wafer is rotating about an offset axis, the flow streamlines at the leading and trailing edges of the wafer are different. Additionally, there are flow differences between the inner and outer diameter edges of the wafer due to slower velocities at the inner edge and faster velocities at the outer edge. These flow non-uniformities can be optimized but not eliminated. Exposing the wafer to a non-uniform plasma can result in plasma damage. The constant speed rotation of these spatial processing chambers requires the wafer to move in and out of the plasma, so that some areas of the wafer are exposed to the plasma while other areas are outside of the plasma. Additionally, the constant rotation speed can make it difficult to change the exposure time in the spatial processing chamber. As an example, a process uses a 0.5 second exposure to Gas A followed by a 1.5 second plasma treatment. Because the tool operates at a constant rotation speed, the only way to do this is to make the plasma environment three times the Gas A dose environment. If another process is to be run with equal Gas A time and plasma time, the hardware must be modified. Current spatial ALD chambers can only rotate slower or faster, but cannot adjust the time difference between steps without changing the chamber hardware for smaller or larger areas.
単一のウエハチャンバをシミュレートする処理ステーション中でウエハが静止しているときに一次堆積工程が発生する現在の空間ALD堆積ツール(又は他の空間処理チャンバ)では、動作方法は、多くの場合、ウエハを同じステーションタイプの複数に移動させることを含み、ウエハの異なる部分がさまざまな環境に曝露されるため、ウエハの前縁と後縁に違いをもたらす。したがって、この技術分野では、堆積装置及び方法の改善が必要とされている。 In current spatial ALD deposition tools (or other spatial processing chambers), where the primary deposition step occurs while the wafer is stationary in a processing station simulating a single wafer chamber, the method of operation often involves moving the wafer to multiple of the same station type, resulting in differences in the leading and trailing edges of the wafer as different portions of the wafer are exposed to different environments. Thus, there is a need in the art for improved deposition apparatus and methods.
本開示の一又は複数の実施態様は、処理チャンバを操作する方法に関する。一又は複数の実施態様では、方法は、xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションを含む処理チャンバを提供することであって、処理チャンバが処理チャンバ温度を有し、各処理ステーションが独立して処理ステーション温度を有し、処理チャンバ温度が処理ステーション温度とは異なる、xの数の空間的に分離された処理ステーションを提供することと;xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションに位置合わせされた複数の基板支持表面を有する基板支持アセンブリを、各基板支持表面が隣接する基板支持表面へ第1の方向に(360/x)度回転するよう、(rx-1)回回転させることであって、rが1以上の整数である、基板支持アセンブリを回転させることと;基板支持アセンブリを、各基板支持表面が隣接する基板支持表面へ第2の方向に(360/x)度回転するよう、(rx-1)回回転させることと;を含む。 One or more embodiments of the present disclosure relate to a method of operating a processing chamber. In one or more embodiments, the method includes providing a processing chamber including x number of spatially separated and isolated processing stations, where the processing chamber has a processing chamber temperature, each processing station independently having a processing station temperature, and the processing chamber temperature is different from the processing station temperature; rotating a substrate support assembly having a plurality of substrate support surfaces aligned with the x number of spatially separated and isolated processing stations (rx-1) times such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees to an adjacent substrate support surface in a first direction, where r is an integer greater than or equal to 1; rotating the substrate support assembly (rx-1) times such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees to an adjacent substrate support surface in a second direction.
一又は複数の実施態様では、少なくとも二つの異なる処理ステーションを有する処理チャンバ、第1の基板支持表面、第2の基板支持表面、第3の基板支持表面、及び第4の基板支持表面を含む基板支持アセンブリを提供することであって、各基板支持表面が処理ステーションに位置合わせされた初期位置にある、少なくとも二つの異なる処理ステーションを有する処理チャンバ、基板支持アセンブリを提供することと;第1の基板支持表面上の第1のウエハを第1の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリを第1の方向に回転させて、第1のウエハを第2の基板支持表面の初期位置に移動させることと;第1のウエハを第2の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリを第1の方向に回転させて、第1のウエハを第3の基板支持表面の初期位置に移動させることと;第1のウエハを第3の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリを第1の方向に回転させて、第1のウエハを第4の基板支持表面の初期位置に移動させることと;第1のウエハを第4の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリを第2の方向に回転させて、第1のウエハを第3の基板支持表面の初期位置に移動させることと;第1のウエハを第3の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリを第2の方向に回転させて、第1のウエハを第2の基板支持表面の初期位置に移動させることと;第1のウエハを第2の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリを第2の方向に回転させて、第1のウエハを第1の基板支持表面の初期位置に移動させることと;第1のウエハを第1の処理条件に曝露することと;を含む。 In one or more embodiments, a process chamber having at least two distinct processing stations, a substrate support assembly including a first substrate support surface, a second substrate support surface, a third substrate support surface, and a fourth substrate support surface, each substrate support surface being in an initial position aligned with a processing station, is provided; exposing a first wafer on the first substrate support surface to a first processing condition; rotating the substrate support assembly in a first direction to move the first wafer to an initial position on the second substrate support surface; exposing the first wafer to a second processing condition; rotating the substrate support assembly in a first direction to move the first wafer to an initial position on the third substrate support surface. exposing the first wafer to a third processing condition; rotating the substrate support assembly in a first direction to move the first wafer to an initial position on a fourth substrate support surface; exposing the first wafer to the fourth processing condition; rotating the substrate support assembly in a second direction to move the first wafer to an initial position on a third substrate support surface; exposing the first wafer to the third processing condition; rotating the substrate support assembly in a second direction to move the first wafer to an initial position on a second substrate support surface; exposing the first wafer to a second processing condition; rotating the substrate support assembly in a second direction to move the first wafer to an initial position on a first substrate support surface; exposing the first wafer to the first processing condition.
本開示の追加的な実施態様は、膜を形成する方法に関する。一又は複数の実施態様では、膜を形成する方法は、少なくとも一つのウエハを基板支持アセンブリ中のxの数の基板支持表面上にロードすることであって、基板支持表面のそれぞれが空間的に分離され隔離された処理ステーションに位置合わせされた、少なくとも一つのウエハを基板支持アセンブリ中のxの数の基板支持表面上にロードすることと;各基板支持表面が隣接する基板支持表面へ(360/x)度回転するよう、基板支持アセンブリを第1の方向に(rx-1)回回転させることであって、rが1以上の整数である、基板支持アセンブリを第1の方向に(rx-1)回回転させることと;各基板支持表面が隣接する基板支持表面へ(360/x)度回転するよう、基板支持アセンブリを第2の方向に(rx-1)回回転させることと;各処理ステーションで、少なくとも一つのウエハの上面を処理条件に曝露して、実質的に均一な厚さを有する膜を形成することと;を含む。 Additional embodiments of the present disclosure relate to a method of forming a film. In one or more embodiments, the method of forming a film includes: loading at least one wafer onto x number of substrate support surfaces in a substrate support assembly, each of the substrate support surfaces aligned with a spatially separated and isolated processing station; rotating the substrate support assembly (rx-1) times in a first direction such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees to an adjacent substrate support surface, where r is an integer greater than or equal to 1; rotating the substrate support assembly (rx-1) times in the first direction such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees to an adjacent substrate support surface; rotating the substrate support assembly (rx-1) times in a second direction such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees to an adjacent substrate support surface; exposing a top surface of at least one wafer to processing conditions at each processing station to form a film having a substantially uniform thickness.
本開示の一又は複数の実施態様は、処理チャンバを操作する方法に関する。一又は複数の実施態様では、方法は、xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションを含む処理チャンバを提供することであって、処理チャンバが処理チャンバ温度を有し、各処理ステーションが独立して処理ステーション温度を有し、処理チャンバ温度が処理ステーション温度とは異なる、xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションを提供することと;xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションに位置合わせされた複数の基板支持表面を有する基板支持アセンブリを、各基板支持表面が隣接する基板支持表面へ第1の方向に(360/x)度回転するよう、rx回回転させることであって、rが1以上の整数である、基板支持アセンブリを回転させることと;基板支持アセンブリを、各基板支持表面が隣接する基板支持表面へ第2の方向に(360/x)度回転するよう、rx回回転させることと;を含む。 One or more embodiments of the present disclosure relate to a method of operating a processing chamber. In one or more embodiments, the method includes providing a processing chamber including x number of spatially separated and isolated processing stations, where the processing chamber has a processing chamber temperature, each processing station independently having a processing station temperature, and the processing chamber temperature is different from the processing station temperature; rotating a substrate support assembly having a plurality of substrate support surfaces aligned with the x number of spatially separated and isolated processing stations rx times such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees in a first direction to an adjacent substrate support surface, where r is an integer greater than or equal to 1; rotating the substrate support assembly rx times such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees in a second direction to an adjacent substrate support surface.
本開示の追加的な実施態様は、処理チャンバを操作する方法に関する。一又は複数の実施態様では、方法は、xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションを含む処理チャンバであって、処理チャンバが処理チャンバ温度を有し、各処理ステーションが独立して処理ステーション温度を有し、処理チャンバ温度が処理ステーション温度とは異なる、処理チャンバを提供することと;xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションに位置合わせされた複数の基板支持表面を有する基板支持アセンブリを隣接する基板支持表面へ第1の方向に(360/x)度回転させることと;基板支持アセンブリを隣接する基板表面へ第2の方向に(360/x)度回転させることであって、第1の方向及び第2の方向における回転がn回繰り返され、nが1以上の整数である、基板支持アセンブリを隣接する基板表面へ第2の方向に(360/x)度回転させることと;基板支持アセンブリを第1の方向に(360/x)度2回回転させることと;基板支持アセンブリを第1の方向に(360/x)度回転させ、その後基板支持アセンブリを第2の方向に(360/x)度回転させることであって、第1の方向及び第2の方向における回転がm回繰り返され、mが1以上の整数である、基板支持アセンブリを第1の方向に(360/x)度回転させ、その後基板支持アセンブリを第2の方向に(360/x)度回転させることと;基板支持アセンブリを第2の方向に(360/x)度回転させることと;を含む。 An additional embodiment of the present disclosure relates to a method of operating a processing chamber. In one or more embodiments, the method includes providing a processing chamber including x number of spatially separated and isolated processing stations, the processing chamber having a processing chamber temperature, each processing station independently having a processing station temperature, the processing chamber temperature being different from the processing station temperature; rotating a substrate support assembly having a plurality of substrate support surfaces aligned with the x number of spatially separated and isolated processing stations by (360/x) degrees in a first direction to an adjacent substrate support surface; and rotating the substrate support assembly by (360/x) degrees in a second direction to an adjacent substrate surface, the rotation in the first direction and the second direction being repeated n times. rotating the substrate support assembly (360/x) degrees in a second direction to an adjacent substrate surface, where n is an integer greater than or equal to 1; rotating the substrate support assembly (360/x) degrees twice in the first direction; rotating the substrate support assembly (360/x) degrees in the first direction and then rotating the substrate support assembly (360/x) degrees in the second direction, where the rotations in the first and second directions are repeated m times, where m is an integer greater than or equal to 1; rotating the substrate support assembly (360/x) degrees in the first direction and then rotating the substrate support assembly (360/x) degrees in the second direction; rotating the substrate support assembly (360/x) degrees in the second direction;
本開示の上述の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施態様を参照することによって得られ、一部の実施態様は、添付の図面に例示されている。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施態様のみを示すものであり、従って、本開示の範囲を限定するものと見做されず、本開示が他の等しく有効な実施態様も許容し得ることに留意されたい。 In order that the above-mentioned features of the present disclosure may be understood in detail, a more particular description of the present disclosure briefly summarized above may be obtained by reference to embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be noted, however, that the accompanying drawings depict only typical embodiments of the present disclosure and therefore should not be considered as limiting the scope of the present disclosure, which may admit of other equally effective embodiments.
本開示のいくつかの例示的な実施態様を説明する前に、本開示が以下の説明で提示される構成又は処理工程の詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施態様も可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。 Before describing some example embodiments of the present disclosure, it should be understood that the present disclosure is not limited to the details of construction or process steps set forth in the following description. The present disclosure is capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways.
本書で使用する「基板」とは、製造プロセス中に膜処理が実行される任意の基板又は基板上に形成された材料表面のことを指す。例えば、処理が実行され得る基板表面には、用途に応じて、シリコン、酸化シリコン、ストレインドシリコン、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)、炭素がドープされた酸化シリコン、アモルファスシリコン、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、サファイアなどの材料、並びに金属、金属窒化物、金属合金、及びその他の導電材料などの任意の他の材料が含まれる。基板は、半導体ウエハを含むが、それに限定されるわけではない。基板表面を研磨し、エッチングし、還元し、酸化させ、ヒドロキシル化し、アニールし、かつ/又はベイクするために、基板は前処理プロセスに曝露されることがある。本開示では、基板自体の表面に直接的に膜処理を行うことに加えて、開示されている膜処理ステップのうちの任意のものが、より詳細に後述するように、基板に形成された下部層に実施されることもある。「基板表面(substrate surface)」という語は、文脈に示唆されるこのような下部層を含むことを意図している。従って、例えば、膜/層又は部分的な膜/層が基板表面に堆積している場合には、新たに堆積した膜/層の露出面が基板表面となる。 As used herein, "substrate" refers to any substrate or material surface formed on a substrate on which a film treatment is performed during a manufacturing process. For example, substrate surfaces on which treatment may be performed include materials such as silicon, silicon oxide, strained silicon, silicon-on-insulator (SOI), carbon-doped silicon oxide, amorphous silicon, doped silicon, germanium, gallium arsenide, glass, sapphire, and any other materials such as metals, metal nitrides, metal alloys, and other conductive materials, depending on the application. Substrates include, but are not limited to, semiconductor wafers. Substrates may be exposed to pretreatment processes to polish, etch, reduce, oxidize, hydroxylate, anneal, and/or bake the substrate surface. In addition to performing film treatments directly on the surface of the substrate itself, in this disclosure, any of the disclosed film treatment steps may also be performed on an underlying layer formed on the substrate, as described in more detail below. The term "substrate surface" is intended to include such underlying layers as the context suggests. Thus, for example, if a film/layer or partial film/layer is being deposited on a substrate surface, the exposed surface of the newly deposited film/layer becomes the substrate surface.
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する「前駆体」、「反応物質」、「反応性ガス」などの用語は、交換可能に使用され、基板表面と、又は基板表面上に形成された膜と反応し得る任意のガス種を指す。 As used herein and in the appended claims, the terms "precursor," "reactant," "reactive gas," and the like are used interchangeably and refer to any gas species that can react with the substrate surface or with the film formed on the substrate surface.
本開示の一又は複数の実施態様は、2以上の処理環境間で空間分離を使用する。いくつかの実施態様は、非相溶性の気体の分離を維持するための装置及び方法を有利に提供する。いくつかの実施態様は、最適化可能なプラズマ処理を含む装置及び方法を有利に提供する。いくつかの実施態様は、差別化された熱投与環境、差別化されたプラズマ処理環境及びその他の環境を可能にする装置及び方法を有利に提供する。 One or more embodiments of the present disclosure use spatial separation between two or more processing environments. Some embodiments advantageously provide apparatus and methods for maintaining separation of incompatible gases. Some embodiments advantageously provide apparatus and methods that include optimizable plasma processing. Some embodiments advantageously provide apparatus and methods that enable differentiated thermal administration environments, differentiated plasma processing environments, and other environments.
本開示の一又は複数の実施態様は、処理ステーションとも呼ばれる四つの空間的に分離された処理環境を有する処理チャンバに関する。ある実施態様は4を超える処理ステーションを有し、またある実施態様は4未満の処理ステーションを有する。処理環境は、水平面内を移動するウエハと同一平面上に取り付けることができる。処理環境は円形に配置されている。上に1から4(又はそれ以上)の個別のウエハヒータが取り付けられている回転可能な構造体は、処理環境に類似する直径を有する円形経路でウエハを移動させる。各ヒータは、温度制御される場合があり、一又は複数の同心円帯を有する場合がある。ウエハのローディングについて、回転可能な構造体は引き下げられ得るため、真空ロボットは、完成したウエハを拾い上げ、未処理のウエハを各ウエハヒータ上(低いZ位置)に位置するリフトピンに配置することが可能である。操作中、各ウエハは、処理が完了するまで独立した環境下にあることができ、その後、回転可能な構造体は、ヒータ上のウエハを処理のために次の環境(4つのステーションの場合は90°回転、3つのステーションの場合は120°回転)へ移動させるよう回転することができる。 One or more embodiments of the present disclosure relate to a processing chamber having four spatially separated processing environments, also referred to as processing stations. Some embodiments have more than four processing stations and some have less than four processing stations. The processing environments can be mounted coplanar with the wafer moving in a horizontal plane. The processing environments are arranged in a circle. A rotatable structure on which one to four (or more) individual wafer heaters are mounted moves the wafer in a circular path with a diameter similar to the processing environments. Each heater may be temperature controlled and may have one or more concentric zones. For wafer loading, the rotatable structure can be lowered so that a vacuum robot can pick up a completed wafer and place an unprocessed wafer on lift pins located on each wafer heater (low Z position). In operation, each wafer can be in an independent environment until processing is complete, after which the rotatable structure can rotate to move the wafer on the heater to the next environment (90° rotation for four stations, 120° rotation for three stations) for processing.
本開示のいくつかの実施態様は、非相溶性のガスでのALDの空間分離を有利に提供する。いくつかの実施態様は、従来の時間領域又は空間処理チャンバよりも高いスループット及びツール資源利用を可能にする。各処理環境は異なる圧力で動作し得る。ヒータ回転はZ方向の動きを有し、各ヒータはチャンバ中に密閉され得る。 Some embodiments of the present disclosure advantageously provide spatial separation of ALD with incompatible gases. Some embodiments enable higher throughput and tool resource utilization than traditional time-domain or spatial processing chambers. Each processing environment can operate at a different pressure. The heater rotation has a Z-direction motion and each heater can be enclosed in a chamber.
いくつかの実施態様は、マイクロ波、ICP、平行プレートCCP又は3電極CCPのうちの一又は複数を含むことができるプラズマ環境を有利に提供する。ウエハ全体をプラズマに浸漬することができ、ウエハ全体の不均一なプラズマによるプラズマ損傷を排除する。 Some implementations advantageously provide a plasma environment that can include one or more of microwave, ICP, parallel plate CCP, or three-electrode CCP. The entire wafer can be immersed in the plasma, eliminating plasma damage from non-uniform plasma across the wafer.
いくつかの実施態様では、シャワーヘッドとウエハとの間の小さな間隙を使用して、投与ガスの利用率及びサイクル時間の速度を上げることができる。正確なシャワーヘッド温度制御及び高い動作範囲(最大230℃)。理論に縛られることを意図するものではないが、シャワーヘッド温度がウエハ温度に近いほど、ウエハ温度の均一性は良好である。 In some implementations, a small gap between the showerhead and the wafer can be used to increase dosing gas utilization and cycle time speed. Precise showerhead temperature control and high operating range (up to 230°C). Without intending to be bound by theory, the closer the showerhead temperature is to the wafer temperature, the better the wafer temperature uniformity.
シャワーヘッドは、小さなガス孔(<200μm)、多数のガス孔(数千から1,000万を超える)、及び速度を上げるために少ない分布量を使用してシャワーヘッド内部に再帰的に供給されるガス分布を含み得る。サイズが小さく数の多いガス孔がレーザードリル又はドライエッチングにより作成され得る。ウエハがシャワーヘッドに近いとき、垂直孔を通ってウエハへ向かうガスから発生する乱流がある。いくつかの実施態様は、互いに近接して配置された多数の孔を使用して、低速のガスがシャワーヘッドを通ることを可能にし、ウエハ表面への均一な分布を実現する。 The showerhead may include small gas holes (<200 μm), a large number of gas holes (thousands to over 10 million), and gas distribution that is recursively delivered inside the showerhead using a small distribution volume to increase velocity. The small size and large number of gas holes may be created by laser drilling or dry etching. When the wafer is close to the showerhead, there is turbulence resulting from gas passing through the vertical holes toward the wafer. Some embodiments use a large number of holes spaced close together to allow low velocity gas to pass through the showerhead and achieve uniform distribution to the wafer surface.
いくつかの実施態様は、単一ツールで複数の空間的に分離された処理ステーション(チャンバ)を使用する集積処理プラットフォームに関する。処理プラットフォームは、異なる処理を実施することができるさまざまなチャンバを有し得る。 Some embodiments relate to an integrated processing platform that uses multiple spatially separated processing stations (chambers) in a single tool. The processing platform may have various chambers capable of performing different processes.
本開示のいくつかの実施態様は、ウエハヒータに取り付けられたウエハを一つの環境から別の環境へ移動させるための装置及び方法に関する。高速移動は、ウエハをヒータへ静電チャック(又はクランプ)することにより可能にされ得る。ウエハの移動は、直線的又は円形の動きであり得る。 Some embodiments of the present disclosure relate to an apparatus and method for moving a wafer attached to a wafer heater from one environment to another. High speed movement may be enabled by electrostatically chucking (or clamping) the wafer to the heater. Wafer movement may be linear or circular motion.
本開示の一部の実施態様は、一又は複数の基板を処理する方法に関する。例には、限定されないが、1つのヒータ上の1つのウエハを、空間的に分離された複数の異なる連続環境へ動かすことと;2つのウエハヒータ上の2つのウエハを3つの環境(同じ2つの環境と2つの類似した環境間の1つの異なる環境)へ動かすことと;ウエハ1が環境Aに、その後Bに遭遇し、繰り返し、その一方で、ウエハ2がBに、その後Aに遭遇し、繰り返すことと;2つのウエハを2つの第1の環境及び2つの第2の環境へ動かし、ここで両方のウエハが同時に同じ環境に遭遇する(すなわち、両方のウエハがAにあり、その後両方がBへ移る)ことと;4つのウエハを2つのA環境及び二つのB環境で処理することと;2つのウエハをA環境で処理する一方で他の2つのウエハをB環境で処理することと;が含まれる。いくつかの実施態様では、ウエハは環境A及び環境Bに繰り返し曝露され、その後、同じチャンバ中に位置する第3の環境に曝露される。
Some embodiments of the present disclosure relate to methods of processing one or more substrates. Examples include, but are not limited to, moving one wafer on one heater to multiple distinct, spatially separated, sequential environments; moving two wafers on two wafer heaters to three environments (the same two environments and one different environment between two similar environments);
いくつかの実施態様では、ウエハは複数の処理チャンバを通過する。そこでは、チャンバの少なくとも一つが同じチャンバ内の複数の空間的に分離された環境を用いて連続処理を行う。 In some embodiments, the wafer passes through multiple processing chambers, where at least one of the chambers performs sequential processing using multiple spatially separated environments within the same chamber.
いくつかの実施態様は、環境の圧力が著しく異なる(例えば、一つが<100mTで別のものが>3T)、同じチャンバ内の空間的に分離された処理環境を有する装置に関する。いくつかの実施態様では、ヒータ回転ロボットはz軸中を移動して、各ウエハ/ヒータを空間的に分離された環境中に密閉する。 Some embodiments relate to an apparatus having spatially separated processing environments in the same chamber where the pressures of the environments are significantly different (e.g., one <100 mT and another >3 T). In some embodiments, a heater rotation robot moves in the z-axis to encapsulate each wafer/heater in a spatially separated environment.
いくつかの実施態様は、チャンバリッドの中央に上向きに力を加える垂直構造部材を有するチャンバの上部に構築された構造を含み、上面の大気圧と反対側の真空によって引き起こされる偏向を排除する。上記の構造の力の大きさは、上部プレートの偏向に基づいて機械的に調整することができる。力の調整は、フィードバック回路及び力トランスデューサを使用して自動的に、又は、例えば、オペレータが回すことのできるねじを使用して手動で行うことができる。 Some embodiments include a structure constructed on top of the chamber having a vertical structural member that exerts a force upwards on the center of the chamber lid, eliminating deflection caused by atmospheric pressure on the top surface and vacuum on the opposite side. The magnitude of the force of the structure can be mechanically adjusted based on the deflection of the top plate. The adjustment of the force can be done automatically using a feedback circuit and a force transducer, or manually, for example, using a screw that an operator can turn.
本開示の一又は複数の実施態様は、処理ステーションとも呼ばれる少なくとも二つの空間的に分離された処理環境を有する処理チャンバに関する。ある実施態様は2を超える処理ステーションを有し、またある実施態様は4を超える処理ステーションを有する。処理環境は、水平面内を移動するウエハと同一平面上に取り付けることができる。処理環境は円形に配置されている。上に1から4(又はそれ以上)の個別のウエハヒータが取り付けられている回転可能な構造体は、処理環境に類似する直径を有する円形経路でウエハを移動させる。各ヒータは、温度制御される場合があり、一又は複数の同心円帯を有する場合がある。ウエハのローディングについて、回転可能な構造体は引き下げられ得るため、真空ロボットは、完成したウエハを拾い上げ、未処理のウエハを各ウエハヒータ上(低いZ位置)に位置するリフトピンに配置することが可能である。操作中、各ウエハは、処理が完了するまで独立した環境下にあることができ、その後、回転可能な構造体は、ヒータ上のウエハを処理のために次の環境(4つのステーションの場合は90°回転、3つのステーションの場合は120°回転)へ移動させるよう回転することができる。一又は複数の実施態様では、単一ウエハチャンバをシミュレーションする処理ステーション中でウエハが静止しているときに一次堆積工程が生じる。 One or more embodiments of the present disclosure relate to a processing chamber having at least two spatially separated processing environments, also referred to as processing stations. Some embodiments have more than two processing stations, and some have more than four processing stations. The processing environments can be mounted coplanar with the wafer moving in a horizontal plane. The processing environments are arranged in a circle. A rotatable structure on which one to four (or more) individual wafer heaters are mounted moves the wafer in a circular path with a diameter similar to the processing environments. Each heater may be temperature controlled and may have one or more concentric zones. For wafer loading, the rotatable structure can be lowered so that a vacuum robot can pick up a completed wafer and place an unprocessed wafer on lift pins located on each wafer heater (low Z position). In operation, each wafer can be in an independent environment until processing is completed, after which the rotatable structure can rotate to move the wafer on the heater to the next environment (90° rotation for four stations, 120° rotation for three stations) for processing. In one or more embodiments, the primary deposition step occurs while the wafer is stationary in a processing station that simulates a single wafer chamber.
空間ALD堆積ツール(又はその他の空間処理チャンバ)では、ウエハは第1の処理ステーションへ移動し、続いて第2の処理ステーションへ移動する。いくつかの場合、第1の処理ステーションと第2の処理ステーションは同じ(すなわち同一)であり、これにより、膜厚の均一性が欠如し、膜の堆積特性(屈折率、ウェットエッチング速度、面内変位など)の均一性が欠如する。さらに、一つの処理ステーションから次の処理ステーションへ移動する順序は、ウエハの異なる部分がステーションのさまざまな環境に曝露されるため、ウエハの前縁と後縁の差をもたらす。 In a spatial ALD deposition tool (or other spatial processing chamber), the wafer is moved to a first processing station and then to a second processing station. In some cases, the first and second processing stations are the same (i.e., identical), which results in a lack of uniformity in film thickness and in the film deposition properties (refractive index, wet etch rate, in-plane displacement, etc.). Furthermore, the sequence of moving from one processing station to the next results in differences in the leading and trailing edges of the wafer as different portions of the wafer are exposed to the various environments of the stations.
二つの別個の処理ステーション間を単に往復させることは、空間堆積ツールを操作するための最も分かりやすいやり方である。しかしながら、2を超える処理ステーション間で移動させることにより、電気、水及びガスの接続を回転させ、各ウエハ/基板支持面を各処理ステーションに位置合わせするといった課題(それらを任意の位置から整列させるための許容誤差は、単に各ペデスタルを2つの処理ステーションに整列させるよりも困難である)が生じる。 Simply shuttling between two separate processing stations is the most straightforward way to operate a spatial deposition tool. However, moving between more than two processing stations introduces challenges such as rotating electrical, water and gas connections and aligning each wafer/substrate support surface to each processing station (the tolerances for aligning them from any position are more difficult than simply aligning each pedestal to two processing stations).
さらに、従来の操作中、ウエハが基板支持体上にロードされ、第1の処理ステーションから第2の処理ステーションへ移動し、その後、第1の処理ステーションへ戻るとき、基板支持体上のウエハのすべての部分が同時に同じ環境にあるわけではないため、前縁と後縁の差が生じる。 Furthermore, during conventional operation, when a wafer is loaded onto a substrate support, moved from a first processing station to a second processing station, and then returned to the first processing station, not all portions of the wafer on the substrate support are in the same environment at the same time, resulting in leading and trailing edge differences.
一又は複数の実施態様では、ウエハは基板支持体上にロードされ、2つのタイプの処理ステーション間で費やされた時間を平均するため、第1の処理ステーションから第2の処理ステーションへ、第1の方向に第1の処理ステーションへ、その後第2の処理ステーションへ戻り、その後第2の方向に第1の処理ステーションへと移動する。このような移動中に、二つのウエハの平均化は他の二つのウエハの平均化とは異なることが観察された(例えば、高温/低温が存在する場合、二つのウエハはエッジで高温で中心で低いのに対して、他の二つのウエハはエッジで低温で中心で高温である)。一又は複数の実施態様では、驚くべきことに、(少なくとも)四つの処理ステーション間の平均化のみが、すべてのウエハについて同様のプロファイルで妥当な平均化を達成することがわかった。したがって、一又は複数の実施態様では、処理ステーション間の移動の順序は有利に最適化されて、処理ステーション間の移動中にウエハのすべての部分が同時に環境(例えば、温度、圧力、反応性ガス等)にあるわけではないことの影響が最小限に抑えられる。 In one or more embodiments, the wafer is loaded onto a substrate support and moved from a first processing station to a second processing station, in a first direction to the first processing station, then back to the second processing station, and then in a second direction to the first processing station in order to average the time spent between the two types of processing stations. During such movements, it has been observed that the averaging of two wafers differs from the averaging of the other two wafers (e.g., when hot/cold temperatures are present, two wafers are hot at the edges and cold in the center, whereas the other two wafers are cold at the edges and hot in the center). In one or more embodiments, it has been surprisingly found that only averaging between (at least) four processing stations achieves reasonable averaging with a similar profile for all wafers. Thus, in one or more embodiments, the sequence of movements between processing stations is advantageously optimized to minimize the effect of not all parts of the wafer being in the environment (e.g., temperature, pressure, reactive gases, etc.) at the same time during the movement between processing stations.
図1及び2は、本開示の一又は複数の実施態様による処理チャンバ100を示している。図1は、本開示の一又は複数の実施態様による、断面等角図として図示された処理チャンバ100を示す。図2は、本開示の一又は複数の実施態様による断面での処理チャンバ100を示す。したがって、本開示のいくつかの実施態様は、支持アセンブリ200及び上部プレート300を包含する処理チャンバ100に関する。
Figures 1 and 2 show a
処理チャンバ100は、壁104及び底部106を有するハウジング102を有する。ハウジング102は、上部プレート300と共に、処理空間とも呼ばれる内部空間109を画定する。
The
処理チャンバ100には複数の処理ステーション110が含まれる。処理ステーション110は、ハウジング102の内部空間109に位置し、支持アセンブリ200の回転軸211の周りに円形配置で配置されている。各処理ステーション110は、前面114を有するガスインジェクタ112を含む。いくつかの実施態様では、ガスインジェクタ112のそれぞれの前面114は実質的に同一平面にある。処理ステーション110は、処理が生じ得る領域として画定される。例えば、処理ステーション110は、以下に記載されるようなヒータ230の基板支持表面231と、ガスインジェクタ112の前面114とにより画定され得る。
The
処理ステーション110は、任意の適切なプロセスを実施し、任意の適切なプロセス条件を提供するよう、構成され得る。使用されるガスインジェクタ112のタイプは、例えば、実施されているプロセスのタイプ及びシャワーヘッド又はガスインジェクタのタイプに依拠することになる。例えば、原子層堆積装置として動作するよう構成されている処理ステーション110は、シャワーヘッド又は渦のタイプのガスインジェクタを有し得る。それに対し、プラズマステーションとして動作するよう構成されている処理ステーション110は、一又は複数の電極及び/又はプラズマガスがウエハへ向かって流れること可能にしながらプラズマを生成する接地プレート構成を有し得る。図2に示される実施態様は、図の左側に、図の右側(処理ステーション110b)とは異なるタイプの処理ステーション110(処理ステーション110a)を有する。適切な処理ステーション110には、限定されないが、熱処理ステーション、マイクロ波プラズマ、三電極CCP、ICP、平行プレートCCP、UV曝露、レーザー処理、ポンプチャンバ、アニーリングステーション及び計測ステーションが含まれる。
The
図3から6は、本開示の一又は複数の実施態様による支持アセンブリ200を示している。支持アセンブリ200は、回転可能なセンターベース210を含む。回転可能なセンターベース210は、対称又は非対称の形状を有することができ、回転軸211を画定する。回転軸211は、図6で見られるように、第1の方向に延在する。第1の方向は、垂直方向又はz軸に沿っているとも言われる場合があるが、「垂直」という用語のこのような使用は重力に垂直な方向に限定されない。
Figures 3-6 show a
支持アセンブリ200は、センターベース210に接続されておりそこから延在する少なくとも二つの支持アーム220を含む。支持アーム220は、内端221と外端222とを有する。内端221はセンターベース210と接触しているため、センターベース210が回転軸211の周りを回転するとき、支持アーム220も同様に回転する。支持アーム220は、ファスナ(例えば、ボルト)により又はセンターベース210と一体的に形成されることにより、内端221でセンターベース210と接続され得る。
The
いくつかの実施態様では、支持アーム220は回転軸211に直角に延在するため、内端221又は外端222のうちの一方は、同じ支持アーム220上の内端221及び外端222の他方よりも回転軸211から離れている。いくつかの実施態様では、支持アーム220の内端221は、同じ支持アーム220の外端222よりも回転軸211に近い。
In some embodiments, the
支持アセンブリ200中の支持アーム220の数はさまざまであり得る。いくつかの実施態様では、少なくとも2本の支持アーム220、少なくとも3本の支持アーム220、少なくとも4本の支持アーム220、又は少なくとも5本の支持アーム220が存在する。いくつかの実施態様では、3本の支持アーム220が存在する。いくつかの実施態様では、4本の支持アーム220が存在する。いくつかの実施態様では、5本の支持アーム220が存在する。いくつかの実施態様では、6本の支持アーム220が存在する。
The number of
支持アーム220は、センターベース210の周りに対称的に配置され得る。例えば、4本の支持アーム220を有する支持アセンブリ200では、支持アーム220のそれぞれは、センターベース210の周りに90°の間隔で位置付けされる。3本の支持アーム220を有する支持アセンブリ200では、支持アーム220は、センターベース210の周りに120°の間隔で位置付けされる。つまり、4本の支持アーム220を有する実施態様では、支持アームは回転軸211の周りに4重の対称を提供するよう配置される。いくつかの実施態様では、支持アセンブリ200はnの数の支持アーム220を有し、nの数の支持アーム220は、回転軸211の周りにn重の対称を提供するよう配置される。
The
ヒータ230は支持アーム220の外端222に位置付けされる。いくつかの実施態様では、各支持アーム220はヒータ230を有する。ヒータ230の中心は回転軸211から距離をおいて位置しているため、センターベース210の回転時にヒータ230は円形経路を移動する。
The
ヒータ230は、ウエハを支持することができる支持表面231を有する。いくつかの実施態様では、ヒータ230と支持表面231は同一平面にある。このように使用される場合、「実質的に同一平面にある」とは、個別の支持表面231により形成された平面が、他の支持表面231により形成された平面の±5°、±4°、±3°、±2°、又は±1°内にあることを意味する。
The
いくつかの実施態様では、ヒータ230は支持アーム220の外端222上に直接位置付けされる。いくつかの実施態様では、図面で示すように、ヒータ230は、ヒータスタンドオフ234により、支持アーム220の外端222の上方に上昇する。ヒータスタンドオフ234は、ヒータ230の高さを上昇させるのに任意のサイズ及び長さであり得る。
In some implementations, the
いくつかの実施態様では、チャネル236は、センターベース210、支持アーム220及び/又はヒータスタンドオフ234のうちの一又は複数で形成される。チャネル236は、電気接続をルーティングするか又はガス流を提供するのに使用することができる。
In some implementations, the
ヒータは、当業者に知られる任意の適切なタイプのヒータであり得る。いくつかの実施態様では、ヒータは、ヒータ本体内に一又は複数の加熱素子を有する抵抗加熱器である。 The heater can be any suitable type of heater known to one of skill in the art. In some embodiments, the heater is a resistive heater having one or more heating elements within a heater body.
ある実施態様のヒータ230には追加の構成要素が含まれる。例えば、ヒータは静電チャックを含む場合がある。静電チャックはさまざまなワイヤ及び電極を含むことができるため、ヒータ支持表面231上に位置決めされたウエハは、ヒータが移動する間に定位置に保持され得る。これは、ウエハが、処理の初めにヒータ上にチャックされ、異なる処理領域に移動する間に同じヒータの同じ位置に留まることを可能にする。いくつかの実施態様では、ワイヤ及び電極は支持アーム220中のチャネル236を通じてルーティングされる。図7は、支持アセンブリ200の部分拡大図を示しており、チャネル236が示されている。チャネル236は支持アーム220及びヒータスタンドオフ234に沿って延在する。第1の電極251a及び第2の電極251bは、ヒータ230と、又はヒータ230内部の構成要素(例えば、抵抗ワイヤ)と電気通信する。第1のワイヤ253aは、第1のコネクタ252aで第1の電極251aに接続する。第2のワイヤ253bは、第2のコネクタ252bで第2の電極251bに接続する。
In some embodiments, the
いくつかの実施態様では、温度測定デバイス(例えば、高温計、サーミスタ、熱電対)は、チャネル236内に位置決めされて、ヒータ230の温度又はヒータ230上の基板の温度の一又は複数が測定される。いくつかの実施態様では、温度測定デバイス用の制御及び/又は測定ワイヤは、チャネル236を通じてルーティングされる。いくつかの実施態様では、一又は複数の温度測定デバイスは処理チャンバ100内に位置決めされて、ヒータ230及び/又はヒータ230上のウエハの温度が測定される。適切な温度測定デバイスは当業者に知られており、限定されないが、光学高温計及び接触式熱電対が含まれる。
In some embodiments, a temperature measurement device (e.g., a pyrometer, thermistor, thermocouple) is positioned in the
ワイヤは、支持アーム220及び支持アセンブリ200を通じてルーティングされ、電源(図示せず)と接続されることがある。いくつかの実施態様では、電源への接続は、ワイヤ253a、253bが絡まったり切れたりすることなく、支持アセンブリ200の継続的な回転を可能にする。いくつかの実施態様では、図7に示すように、第1のワイヤ253a及び第2のワイヤ253bは、支持アーム220のチャネル236に沿ってセンターベース210へ延在する。センターベース210では、第1のワイヤ253aは第1のコネクタ254aと接続し、第2のワイヤ253bは中央の第2のコネクタ254bと接続する。中央コネクタ254a、254bは、接続プレート258の一部であり得るため、電力又は電子シグナルは中央コネクタ254a、254bを通過することができる。示されている実施態様では、ワイヤはセンターベース210で終端されているため、支持アセンブリ200は、ワイヤをねじったり切断したりすることなく継続的に回転することができる。第2の接続は、接続プレート258の反対側(処理チャンバの外側)にある。
Wires may be routed through the
いくつかの実施態様では、ワイヤは、チャネル236を通じて処理チャンバ外部の電源又は電気部品に直接接続される。この種の実施態様では、ワイヤは、支持アセンブリ200がワイヤをねじったり切断したりすることなく限定された量回転することを可能にするのに十分なゆるみを有する。いくつかの実施態様では、支持アセンブリ200は、回転方向が逆になる前に、約1080°、990°、720°、630°、360°、又は270°以下回転する。これは、ヒータがワイヤを切断することなくステーションのそれぞれを通って回転することを可能にする。
In some implementations, the wires are directly connected to a power source or electrical component outside the processing chamber through the
図3から6を再度参照すると、ヒータ230及び支持表面231は、裏側のガスの流れを提供する一又は複数のガス出口を含み得る。これは、支持表面231からのウエハの除去に役立つ場合がある。図4及び5に示しているように、支持表面231は複数の開口部237及びガスチャネル238を含む。開口部237及び/又はガスチャネル238は、真空源又はガス源(例えばパージガス)と流体連結している可能性がある。この種の実施態様では、ガス源と開口部237及び/又はガスチャネル238の流体連結を可能にするために中空管が含まれ得る。
Referring again to FIGS. 3-6, the
いくつかの実施態様では、ヒータ230及び/又は支持表面231は、静電チャックとして構成されている。この種の実施態様では、電極251a、251b(図7を参照)は静電チャックの制御ラインを含み得る。
In some implementations, the
支持アセンブリ200のいくつかの実施態様は、密閉プラットフォーム240を含む。密閉プラットフォームは、上面241、底面及び厚さを有する。密閉プラットフォーム240は、ヒータ230の周りに位置決めされて、シール又はバリアを提供して支持アセンブリ200より下の領域へガスが流れるのを最小限に抑えるのに役立つ。
Some embodiments of the
いくつかの実施態様では、図4に示しているように、密閉プラットフォーム240はリングの形状であり、各ヒータ230の周りに位置決めされている。示されている実施態様では、密閉プラットフォーム240はヒータ230の下方に位置しているため、密閉プラットフォーム240の上面241は、ヒータの支持表面231の下方にある。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the
密閉プラットフォーム240は多くの目的を有し得る。例えば、密閉プラットフォーム240は、熱質量を増加させることによりヒータ230の温度均一性を増加させるのに使用することができる。いくつかの実施態様では、密閉プラットフォーム240は、ヒータ230と一体的に形成されている(例えば図6を参照)。いくつかの実施態様では、密閉プラットフォーム240はヒータ230から分離されている。例えば、図8に示されている実施態様は、ヒータスタンドオフ234に接続された別個の構成要素として密閉プラットフォーム240を有するため、密閉プラットフォーム240の上面241はヒータ230の支持表面231のレベルの下方にある。
The
いくつかの実施態様では、密閉プラットフォーム240は、支持プレート245のホルダとして機能する。いくつかの実施態様では、図5に示しているように、支持プレート245は、複数の開口部242を有するヒータ230のすべてを囲み、ヒータ230の支持表面231へのアクセスを可能にする単一の構成要素である。開口部242は、ヒータ230が支持プレート245を通過するのを可能にし得る。いくつかの実施態様では、支持プレート245は固定されているため、支持プレート245は垂直に移動し、ヒータ230と共に回転する。
In some implementations, the
一又は複数の実施態様では、支持アセンブリ200はドラム型の構成要素である。例えば、図20に示しているように、複数のウエハを支持するように構成された上面246を有する円筒状の本体である。支持アセンブリ200の上面246は、処理中に一又は複数のウエハを支持する大きさである複数の凹部(ポケット257)を有する。いくつかの実施態様では、ポケット257は、処理されるウエハとほぼ等しい深さを有するため、ウエハの上面は円筒状の本体の上面246と実質的に同一平面にある。そのような支持アセンブリ200の例は、支持アーム220が存在しない図5の修正として想定され得る。図20は、円筒状の本体を使用する支持アセンブリ200の実施態様の断面図を示す。支持アセンブリ200は、処理のためにウエハを支持する大きさである複数のポケット257を含む。示している実施態様では、ポケット257の底部はヒータ230の支持表面231である。ヒータ230の電源接続は、支持ポスト227及び支持プレート245を通じてルーティングされ得る。ヒータ230は、独立して電力供給されて、個々のポケット257及びウエハの温度が制御され得る。
In one or more embodiments, the
図9を参照すると、いくつかの実施態様では、支持プレート245は、ヒータ230の支持表面231によって形成された主要平面247と実質的に平行である主要平面248を形成する上面246を有する。いくつかの実施態様では、支持プレート245は、支持表面231の主要平面247の上方で距離Dである主要平面248を形成する上面246を有する。いくつかの実施態様では、距離Dは、処理されるウエハ260の厚さと実質的に等しいため、ウエハ260の表面261は、図6に示しているように、支持プレート245の上面246と同一平面にある。このように使用される場合、用語「実質的に同一平面にある」とは、ウエハ260の表面261により形成された主要平面が、±1mm、±0.5mm、±0.4mm、±0.3mm、±0.2mm又は±0.1mm以内で同一平面にあることを意味する。
9, in some embodiments, the
図9を参照すると、本開示のいくつかの実施態様は、処理のための支持表面を構成する別個の構成要素を有する。ここでは、密閉プラットフォーム240は、ヒータ230とは別個の構成要素であり、密閉プラットフォーム240の上面241がヒータ230の支持表面231の下方にあるように位置決めされる。密閉プラットフォーム240の上面241とヒータ230の支持表面231との間の距離は、支持プレート245が密閉プラットフォーム240上に位置決めされるのを可能にするのに十分である。支持プレート245の厚さ及び/又は密閉プラットフォーム240の位置は、支持プレート245の上面246の間の距離Dが十分でウエハ260の上面261(図6を参照)が支持プレート245の上面246と実質的に同一平面にあるように、制御され得る。
9, some embodiments of the present disclosure have a separate component that constitutes a support surface for processing. Here, the confining
いくつかの実施態様では、図9に示しているように、支持プレート245は支持ポスト227によって支持されている。支持ポスト227は、単一構成要素のプラットフォームが使用されるときに、支持プレート245の中心のたるみを防ぐのに有用性を有し得る。いくつかの実施態様では、密閉プラットフォーム240は存在せず、支持ポスト227は支持プレート245の主要支持体である。
In some embodiments, as shown in FIG. 9, the
支持プレート245はさまざまな構造を有し、さまざまな構造のヒータ230及び密閉プラットフォーム240と相互作用することができる。図10Aは、本開示の一又は複数の実施態様による支持プレート245の上部等角図を示している。図10Bは、10B-10B’のラインに沿って取られた図10Aの支持プレート245の断面図を示している。この実施態様では、支持プレート245は平面構成要素であり、そこで、上面246及び底面249は実質的に平坦であり、かつ/又は実質的に同一平面にある。密閉プラットフォーム240が、図9に示しているように、支持プレート245を支持するのに使用されるときに、示している実施態様は特に有用であり得る。
The
図11Aは、本開示の一又は複数の実施態様による支持プレート245の別の実施態様の底面等角図を示している。図11Bは、11B-11B’のラインに沿って取られた図11Aの支持プレート245の断面図を示している。この実施態様では、開口部242のそれぞれは、支持プレート245の底面249上の開口部242の外周の周りに突出リング270を有する。
Figure 11A shows a bottom isometric view of another embodiment of a
図12Aは、本開示の一又は複数の実施態様による支持プレート245の別の実施態様の底面等角図を示している。図12Bは、12B-12B’のラインに沿って取られた図12Aの支持プレート245の断面図を示している。この実施態様では、開口部242のそれぞれは、開口部242の外周の周りの支持プレート245の底面249に凹型リング272を有する。凹型リング272は、凹型底面273を作成する。密閉プラットフォーム240が存在しないか又はヒータ230の支持表面231と実質的に同一平面にある場合に、この種の実施態様は有用であり得る。凹型底面273はヒータ230の支持表面231上に位置決めされ得るため、支持プレート245の底部はヒータ230の側面の周りのヒータ230の支持表面231の下方に延在する。
12A shows a bottom isometric view of another embodiment of a
本開示のいくつかの実施態様は、マルチステーション処理チャンバの上部プレート300に関する。図1及び13を参照すると、上部プレート300は、リッドの厚さを画定する上面301及び底面302と、一又は複数のエッジとを有する。上部プレート300は、その厚さを通って延在する少なくとも一つの開口部310を含む。開口部310は、処理ステーション110を形成し得るガスインジェクタ112の追加が許容されるサイズである。
Some embodiments of the present disclosure relate to a
図14は、本開示の一又は複数の実施態様による処理ステーション110の分解図を示している。示されている処理ステーション110は、三つの主要な構成要素:上部プレート(リッドとも呼ばれる)、ポンプ/パージインサート330及びガスインジェクタ112を含む。図14に示されるガスインジェクタ112は、シャワーヘッドタイプのガスインジェクタである。いくつかの実施態様では、インサートは、真空空間(排気孔)に接続しているか又はそれと流体連結している。いくつかの実施態様では、インサートは、パージガス源に接続しているか又はそれと流体連結している。
Figure 14 illustrates an exploded view of a
上部プレート300中の開口部310のサイズは、均一であっても異なっていてもよい。異なるサイズ/形状のガスインジェクタ112は、開口部310からガスインジェクタ112への移送に適切に成形されたポンプ/パージインサート330と共に使用することができる。例えば、示されているように、ポンプ/パージインサート330には、側壁335と共に上部331及び底部333が含まれる。上部プレート300中の開口部310中に挿入されたとき、底部333に隣接するレッジ334は開口部310中に形成された棚315上に配置され得る。いくつかの実施態様では、開口部中に棚315は存在せず、ポンプ/パージインサート330のフランジ部分317が、上部プレート300の頂部にある。示されている実施態様では、レッジ334は、気体密閉を形成するのに役立つように間に配置されたOリング314を有する棚315上にある。
The size of the
いくつかの実施態様では、上部プレート300中に一又は複数のパージリング309(図9を参照)がある。パージリング309はパージガスプレナム(図示せず)又はパージガス源(図示せず)と流体連結し、パージガスの正の流れを提供して処理チャンバからの処理ガスの漏出を防ぐことができる。
In some embodiments, there are one or more purge rings 309 (see FIG. 9) in the
いくつかの実施態様のポンプ/パージインサート330には、ポンプ/パージインサート330の底部333に少なくとも一つの開口部338を有するガスプレナム336が含まれる。ガスプレナム336は、通常、ポンプ/パージインサート330の上部331又は側壁335の近くに入口(図示せず)を有する。
In some embodiments, the pump/
いくつかの実施態様では、プレナム336には、ポンプ/パージインサート330の底部333にある開口部338を通過することができるパージガス又は不活性ガスが充填される可能性がある。開口部338を通るガス流は、ガスカーテンタイプのバリアを作成して処理チャンバの内部からの処理ガスの漏れを防ぐことに役立つ可能性がある。
In some embodiments, the
いくつかの実施態様では、プレナム336は真空源に接続しているか又はそれと流体連結している。そのような実施態様では、ガスは、ポンプ/パージインサート330の底部333にある開口部338を通ってプレナム336へ流れる。ガスはプレナムから排気孔へ排気することができる。そのような配置は、使用中に処理ステーション110からガスを排気するのに使用することができる。
In some embodiments, the
ポンプ/パージインサート330には、ガスインジェクタ112が挿入され得る開口部339が含まれる。示されているガスインジェクタ112は、ポンプ/パージインサート330の上部331に隣接するレッジ332と接触することができるフランジ342を有する。ガスインジェクタ112の直径又は幅は、ポンプ/パージインサート330の開口部339内に収まることができる任意の適切なサイズであり得る。これは、さまざまなタイプのガスインジェクタ112が上部プレート300の同じ開口部310内で使用されることを可能にする。
The pump/
図2及び15を参照すると、上部プレート300のいくつかの実施態様は、上部プレート300の中心部を通過するバー360を含む。バー360は、コネクタ367を使用して中心近くの上部プレート300に接続され得る。コネクタ367は、上部プレート300の上部331又は底部333に直角な力を加えて、圧力差の結果としての又は上部プレート300の重量による上部プレート300中の反りを相殺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、バー360及びコネクタ367は、約1.5mの幅及び最大約100mmの厚さを有する上部プレートの中心で最大約1.5mmの偏向を相殺することができる。いくつかの実施態様では、モータ365又はアクチュエータは、コネクタ367に接続され、上部プレート300に加えられた方向性のある力の変化を引き起こす可能性がある。モータ365又はアクチュエータは、バー360上に支持され得る。示されているバー360は、二か所の位置で上部プレート300のエッジと接触している。しかしながら、当業者は、一つの接続位置又は二を超える接続位置があり得ることを認識するであろう。
2 and 15, some embodiments of the
いくつかの実施態様では、図2に示しているように、支持アセンブリ200は少なくとも一つのモータ250を含む。少なくとも一つのモータ250は、センターベース210に接続されており、回転軸211の周りで支持アセンブリ200を回転させるよう構成されている。いくつかの実施態様では、少なくとも一つのモータは、センターベース210を回転軸211に沿った方向に移動させるよう構成されている。例えば、図2では、モータ255は、モータ250に接続されており、支持アセンブリ200を回転軸211に沿って移動させることができる。つまり、示されているモータ255は、支持アセンブリ200を、z軸に沿って、モータ250によって引き起こされる動きに垂直に又は直角に移動させることができる。いくつかの実施態様では、示されているように、回転軸211の周りで支持アセンブリ200を回転させるための第1のモータ250と、回転軸211に沿って(すなわち、z軸に沿って、又は垂直に)支持アセンブリ200を移動させるための第2のモータ255とが存在する。
In some embodiments, as shown in FIG. 2, the
図2及び16を参照すると、一又は複数の真空流及び/又はパージガス流は、一つの処理ステーション110aを隣接する処理ステーション110bから分離するのを助けるのに使用され得る。パージガスプレナム370は、処理ステーション110の外側境界でパージガスポート371と流体連結し得る。図16に示している実施態様では、パージガスプレナム370及びパージガスポート371は上部プレート300中に位置している。ポンプ/パージインサート330の一部として示されているプレナム336は、ポンプ/パージガスポートとして機能する開口部338と流体連結している。図13に示されているパージガスポート371及びパージガスプレナム370、並びに真空ポート(開口部338)は、処理ステーション110の外周の周りに延在し得る。ガスカーテンは、処理チャンバの内部空間109中への処理ガスの漏れを最小限に抑えるか又は排除するのに役立つ可能性がある。
2 and 16, one or more vacuum and/or purge gas flows may be used to help isolate one
図16に示している実施態様では、処理ステーション110を分離するのに役立つよう、差動ポンプを使用することができる。ポンプ/パージインサート330は、ヒータ230及び支持プレート245とoリング329を伴って接触している。oリング329は、プレナム336と流体連結している開口部338のいずれかの側面に位置決めされている。一方のoリング329は開口部338の外周内に位置決めされており、他方のoリング329は開口部338の外周の外側に位置決めされている。Oリング329と、開口部338を有するポンプ/パージプレナム336との組み合わせは、十分な差圧を提供して、処理チャンバ100の内部空間109からの処理ステーション110の気体密閉を維持することができる。いくつかの実施態様では、開口部338の外周の内側又は外側に位置決めされた一つのoリング329が存在する。いくつかの実施態様では、プレナム370と流体連結しているパージガスポート371の外周の内側に一つが、外側に一つが位置決めされた二つのoリング329が存在する。いくつかの実施態様では、プレナム370と流体連結しているパージガスポート371の外周の内側又は外側のいずれかに位置決めされた一つのoリング329が存在する。
In the embodiment shown in FIG. 16, differential pumping can be used to help isolate the
処理ステーション110の境界は、処理ガスが中でポンプ/パージインサート330により分離されている領域と考えられ得る。いくつかの実施態様では、処理ステーション110の外側境界は、図14及び16に示されているように、ポンプ/パージインサート330のプレナム336と流体連結している開口部338の最も外側のエッジである。
The boundary of the
処理ステーション110の数は、ヒータ230及び支持アーム220の数と共に変動し得る。いくつかの実施態様では、等しい数のヒータ230、支持アーム220及び処理ステーション110が存在する。いくつかの実施態様では、ヒータ230、支持アーム220及び処理ステーション110は、ヒータ230の支持表面231のそれぞれが同時に異なる処理ステーション110の前面214に隣接して位置し得るように構成されている。つまり、ヒータのそれぞれは同時に処理ステーションに位置決めされている。
The number of
処理チャンバ100の周りの処理ステーション110の間隔はさまざまであり得る。いくつかの実施態様では、処理ステーション110は、ステーション間の間隔を最小限に抑えるのに十分近いため、基板は、最小限の時間及びステーションのうちの一つの外側の移動距離を費やしながら処理ステーション110間を迅速に移動することができる。いくつかの実施態様では、処理ステーション110は、ヒータ230の支持表面231上に移送されているウエハが常に処理ステーション110の一つの中にあるのに十分近く位置決めされている。
Spacing of the
図17は、本開示の一又は複数の実施態様による処理プラットフォーム400を示す。図17に示す実施態様は、1つの可能な構成を単に表すものであり、本開示の範囲を限定するものとして解釈するべきではない。例えば、ある実施態様では、処理プラットフォーム400は、示されている実施態様とは異なる数の、処理チャンバ100、バッファステーション420、及び/又はロボット430構成のうちの一又は複数を有する。
17 illustrates a
例示の処理プラットフォームには、複数の側面411、412、413、414を有する中央移送ステーション410が含まれる。示されている移送ステーション410は、第1の側面411、第2の側面412、第3の側面413及び第4の側面414を有する。ここでは4つの側面が示されているが、当業者であれば、例えば、処理プラットフォーム400の全体的な構成に応じて、移送ステーション410に任意の適切な数の側面があってもよいことを理解するであろう。いくつかの実施態様では、移送ステーション410は、3つの側面、4つの側面、5つの側面、6つの側面、7つの側面又は8つの側面を有する。
The exemplary processing platform includes a
移送ステーション410は、その中に位置するロボット430を有する。ロボット430は、処理中にウエハを移動させることが可能な任意の適切なロボットであり得る。いくつかの実施態様では、ロボット430は、第1のアーム431及び第2のアーム432を有する。第1のアーム431及び第2のアーム432は、他方のアームから独立して移動することができる。第1のアーム431及び第2のアーム432は、x-y面において及び/又はz軸に沿って移動することができる。いくつかの実施態様では、ロボット430は、第3のアーム(図示せず)又は第4のアーム(図示せず)を含む。各アームは、他方のアームから独立して移動することができる。
The
示されている実施態様には、6つの処理チャンバ100が含まれており、2つは中央移送ステーション410の第2の側面412、第3の側面413及び第4の側面414のそれぞれに接続している。処理チャンバ100のそれぞれは、異なるプロセスを実施するよう構成され得る。
The embodiment shown includes six processing
処理プラットフォーム400には、中央移送ステーション410の第1の側面411に接続した一又は複数のバッファステーション420も含まれ得る。バッファステーション420は同じ又は異なる機能を実施することができる。例えば、バッファステーションは、ウエハのカセットを保持し得る。このウエハのカセットは、処理されて元のカセットに戻される。又は、バッファステーションの一つは、未処理のウエハを保持し得る。このウエハは、処理された後に他のバッファステーションに移動する。いくつかの実施態様では、バッファステーションのうちの一又は複数は、処理の前及び/又は後にウエハを前処理、予加熱、又は洗浄するように構成されている。
The
処理プラットフォーム400は、中央移送ステーション410と任意の処理チャンバ100との間に一又は複数のスリット弁418をさらに含み得る。スリット弁418は、開閉して、中央移送ステーション410内の環境から処理チャンバ100内の内部空間を隔離することができる。例えば、処理チャンバが処理中にプラズマを生成する場合、浮遊プラズマが移送ステーション内のロボットを損傷することを防止するために、その処理チャンバのスリット弁を閉じることが役立つ場合がある。
The
処理プラットフォーム400をファクトリインターフェース450に接続することができ、それにより、処理プラットフォーム400にウエハ又はウエハのカセットをロードすることが可能になる。ファクトリインターフェース450内のロボット455は、ウエハ又はカセットをバッファステーションに出入りするように使用することができる。中央移送ステーション410内のロボット430によって、ウエハ又はカセットを処理プラットフォーム400内で移動させることができる。いくつかの実施態様では、ファクトリインターフェース450は、別のクラスタツールの移送ステーション(すなわち、別の複数のチャンバ処理プラットフォーム)である。
The
コントローラ495を処理プラットフォーム400のさまざまな構成要素に提供及び連結させて、それらの動作を制御することができる。コントローラ495は、処理プラットフォーム400全体を制御する単一のコントローラ、又は、処理プラットフォーム400の個々の部分を制御する複数のコントローラであり得る。例えば、処理プラットフォーム400には、個々の処理チャンバ100、中央移送ステーション410、ファクトリインターフェース450及びロボット430のそれぞれ用の別個のコントローラが含まれ得る。
A
いくつかの実施態様では、コントローラ495は、中央処理装置(CPU)496、メモリ497、及びサポート回路498を含む。コントローラ495は、直接的に、又は、特定の処理チャンバ及び/若しくは支援システムの構成要素と関連づけられたコンピュータ(若しくはコントローラ)を介して、処理プラットフォーム400を制御し得る。
In some embodiments, the
コントローラ495は、さまざまなチャンバ及びサブプロセッサを制御するための工業環境で使用され得る任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの一つであり得る。コントローラ495のメモリ又はコンピュータ可読媒体497は、ランダムアクセスメモリ(RAM:random access memory)、読取り専用メモリ(ROM:read only memory)、フロッピーディスク、ハードディスク、光記憶媒体(例えば、コンパクトディスク若しくはデジタルビデオディスク)、フラッシュドライブ、又はローカル若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一又は複数であり得る。メモリ497は、処理プラットフォーム400のパラメータ及び構成要素を制御するためにプロセッサ(CPU496)によって動作可能な命令セットを保持し得る。
The
支援回路498は、従来の様態でプロセッサを支持するためにCPU496に連結される。これらの回路は、キャッシュ、電力供給部、クロック回路、入出力回路、及びサブシステムなどを含む。一又は複数の処理は、プロセッサにより実行され又は呼び出されるときに、プロセッサに本明細書に記載されるやり方で処理プラットフォーム400又は個別の処理チャンバの動作を制御させるソフトウェアルーチンとしてメモリ498に記憶され得る。ソフトウェアルーチンは、CPU496によって制御されるハードウェアから遠隔に位置付けられた第2のCPU(図示せず)によっても、格納及び/又は実行され得る。
本開示の処理及び方法の一部又はすべてをハードウェアで実行することもできる。したがって、処理は、ソフトウェア内に実装され、コンピュータシステムを使用して、例えば、特定用途向け集積回路若しくは他の種類のハードウェア実装形態としての、又はソフトウェアとハードウェアとの組合せとしてのハードウェア内で実行され得る。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、処理が実行されるようにチャンバの動作を制御する特定用途コンピュータ(コントローラ)に変換する。 Some or all of the processes and methods of the present disclosure may also be performed in hardware. Thus, the processes may be implemented in software and executed in hardware using a computer system, for example, as an application specific integrated circuit or other type of hardware implementation, or as a combination of software and hardware. The software routines, when executed by a processor, transform the general-purpose computer into a special-purpose computer (controller) that controls the operation of the chamber so that the processes are performed.
いくつかの実施態様では、コントローラ495は、個々の処理又は二次処理を実行して当該方法を実行するための一又は複数の構成を有する。コントローラ495は、中間構成要素に接続され、中間構成要素を作動させて方法の機能を実行するように構成され得る。例えば、コントローラ495は、ガス弁、アクチュエータ、モータ、スリット弁、真空制御又は他の構成要素などの一又は複数に接続され、これらを制御するように構成され得る。
In some embodiments, the
図18Aから18Iは、異なる処理ステーション110を有する処理チャンバ100のさまざまな構成を示している。文字を付した円は、異なる処理ステーション110及び処理条件を表す。例えば、図18Aでは、それぞれ異なる文字の4つの処理ステーション110が存在する。これは、それぞれが他のステーションとは異なる条件を有する4つの処理ステーション110を表す。矢印で示しているように、ウエハを有するヒータをステーションAからDへ移動させることにより処理が生じ得る。Dへの曝露後、サイクルは継続するか又は反転する。
Figures 18A through 18I show various configurations of the
図18Bでは、2から4のウエハが同時に処理され得る。ウエハは、ヒータ上でAの位置とBの位置との間を往復する。2つのウエハはAの位置で開始し、また2つのウエハはBの位置から開始し得る。独立した処理ステーション110は、各ウエハがA曝露で開始するように、第1のサイクル中にステーションのうちの二つがオフになること可能にする。ヒータ及びウエハは、時計回り又は反時計回りのいずれかで継続して回転され得る。いくつかの実施態様では、ヒータ及びウエハは、第1の方向(例えば、AからB)に90°回転され、その後、第2の方向(例えば、BからAへ戻る)に90°回転される。この回転は繰り返されて、支持アセンブリを約90°超回転させることなく4つのウエハ/ヒータが処理され得る。
In FIG. 18B, two to four wafers can be processed simultaneously. The wafers shuttle between positions A and B on the heater. Two wafers can start at position A and two wafers can start at position B. The
図18Bで示されている実施態様はまた、4つの処理ステーション110で2つのウエハを処理するのに有用な場合がある。これは、処理の一つが非常に異なる圧力であるか、又はAとBの処理時間が非常に異なる場合に、特に有用であり得る。
The embodiment shown in FIG. 18B may also be useful for processing two wafers at four
図18Cでは、3つのウエハが、単一処理チャンバ100において及びABCプロセスにおいて処理され得る。一つのステーションは、オフにされ得るか又は異なる機能(例えば、予備加熱)を実施し得る。
In FIG. 18C, three wafers can be processed in a
図18Dでは、2つのウエハがAB処理プロセスで処理され得る。例えば、ウエハはBヒータ上にのみ置かれ得る。時計回りに1/4回転すると、1つのウエハがAステーションに置かれ、第2のウエハがTステーションに置かれる。元に戻すと、両方のウエハがBステーションに移動し、反時計回りにさらに1/4回転すると、第2番のウエハがAステーションに置かれ、第1のウエハがBステーションに置かれる。 In FIG. 18D, two wafers may be processed in an AB treatment process. For example, wafers may be placed only on the B heater. A quarter-turn clockwise places one wafer in the A station and the second wafer in the T station. A turn back moves both wafers to the B station, and another quarter-turn counterclockwise places the second wafer in the A station and the first wafer in the B station.
図18Eでは、最大4つのウエハが同時に処理され得る。例えば、AステーションがCVD又はALDプロセスを実施するよう構成されている場合、4つのウエハは同時に処理され得る。 In FIG. 18E, up to four wafers can be processed simultaneously. For example, if the A station is configured to perform a CVD or ALD process, four wafers can be processed simultaneously.
図18Fから18Iは、3つの処理ステーション110を有する処理チャンバ100の同様のタイプの構成を示している。簡潔には、図18Fでは、単一ウエハ(又は複数)はABCプロセスに供され得る。図18Gでは、2つのウエハが、一方をAの位置に、他方をBの位置に置くことにより、ABプロセスに供され得る。その後、Bの位置で開始するウエハが第1の移動でAの位置に移動し、その後同じBの位置に戻るように、ウエハは往復し得る。図18Hでは、ウエハはAB処理プロセスに供され得る。図18Iでは、3つのウエハが同時に処理され得る。
Figures 18F to 18I show a similar type of configuration of a
図19A及び19Bは、本開示の別の実施態様を示している。図19Aは、ヒータ230、及びウエハ101がガスインジェクタ112に隣接するように処理ステーション110の下の位置に回転された支持プレート245の部分図を示す。支持プレート245上、又はヒータ230の外側部分上のOリング329は、緩和状態である。
Figures 19A and 19B show another embodiment of the present disclosure. Figure 19A shows a partial view of the
図19Bは、ヒータ230の支持表面231が処理ステーション110のガスインジェクタ112の前面114と接触するか又はほぼ接触するように処理ステーション110へ向かって移動した後の、支持プレート245及びヒータ230を示す。この位置では、Oリング329は圧縮されて、支持プレート245の外縁又はヒータ230の外側部分の周りにシールが形成される。これは、ウエハ101が可能な限りガスインジェクタ112の近くに移動し、反応領域219が迅速にパージされ得るように反応領域219の空間を最小化することを可能にする。
Figure 19B shows the
反応領域219から流れ出る可能性のあるガスは、開口部338を通ってプレナム336中へ及び排気孔又はフォアライン(図示せず)へ排気される。開口部338の外側のパージガスカーテンは、パージガスプレナム370及びパージガスポート371により生成され得る。さらに、ヒータ230と支持プレート245との間の間隙137は、反応領域219をさらにカーテンで仕切り、反応性ガスが処理チャンバ100の内部空間109中へ流れることを防ぐのに役立つ可能性がある。
Gases that may flow out of the
図17に戻ると、いくつかの実施態様のコントローラ495は、複数の処理チャンバ間でロボット上の基板を移動させる構成;システムから基板をロード及び/又はアンロードする構成;スリット弁を開閉する構成;ヒータの一又は複数に電力を提供する構成;ヒータの温度を測定する構成;ヒータ上のウエハの温度を測定する構成;ヒータからウエハをロード又はアンロードする構成;温度測定とヒータ電力制御との間でフィードバックを提供する構成;回転軸を中心に支持アセンブリを回転させる構成;支持アセンブリを回転軸に沿って(すなわち、z軸に沿って)移動させる構成;支持アセンブリの回転速度を設定又は変更する構成;ガスインジェクタへのガスの流れを提供する構成;一又は複数の電極へ電力を提供してガスインジェクタ中でプラズマを生成する構成;プラズマ源の電力供給を制御する構成;プラズマ源電力供給の頻度及び/若しくは電力を制御する構成;並びに/又は熱アニール処理ステーションの制御を提供する構成から選択される一又は複数の構成を有する。
Returning to FIG. 17, the
一又は複数の実施態様は、処理チャンバ100を操作する方法に関する。一又は複数の実施態様では、該方法は、xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーション110を含む処理チャンバ100を提供することを含む。一又は複数の実施態様では、xは2から10の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは基板支持表面の数を指す。他の実施態様では、xは基板表面の数又は処理ステーションの数を指す。いくつかの実施態様では、基板支持表面の数及び処理ステーションの数は、同一であり、xに等しい。一又は複数の実施態様では、xは2から6の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10から選択される。他の実施態様では、xは、2、3、4、5、又は6から選択される。一又は複数の実施態様では、xは4である。
One or more embodiments relate to a method of operating a
いくつかの実施態様では、x’は、異なる空間的に分離され隔離された処理ステーションの数を指す。異なる空間的に分離され隔離された処理ステーションは、処理ステーションにおける異なる処理条件を指す。例えば、2つの異なる処理条件を含む4つの処理ステーションが存在するシステムでは、x’は2に等しい。この種の実施態様は、各タイプのプロセス条件を有する同数のステーションを有する。一又は複数の実施態様では、第1の処理ステーションが第1の処理条件を有し、第2の処理ステーションが第2の処理条件を有し、処理ステーションのすべての周りを回転するウエハが各処理条件に2回曝露されるように、処理チャンバは、交互する第1の処理ステーションと第2の処理ステーションとに分離される4つの処理ステーションを有する。例えば、図7は、4つの処理ステーションにおいて2つの異なるタイプの処理条件(A及びB)が存在する実施態様を説明している。この例では、x=4であり、x’=2である。 In some embodiments, x' refers to the number of different spatially separated and isolated processing stations. Different spatially separated and isolated processing stations refer to different processing conditions at the processing stations. For example, in a system where there are four processing stations with two different processing conditions, x' is equal to 2. This type of embodiment has an equal number of stations with each type of process condition. In one or more embodiments, the processing chamber has four processing stations that are separated into alternating first and second processing stations such that a first processing station has a first processing condition, a second processing station has a second processing condition, and a wafer rotating around all of the processing stations is exposed to each processing condition twice. For example, FIG. 7 illustrates an embodiment where there are two different types of processing conditions (A and B) at the four processing stations. In this example, x=4 and x'=2.
一又は複数の実施態様では、処理チャンバ100は処理チャンバ温度を有し、各処理ステーション110は、独立して処理ステーション温度を有し、処理チャンバ温度は処理ステーション温度とは異なる。一又は複数の実施態様では、xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーション110に位置合わせされた複数の基板支持表面231を有する基板支持アセンブリ200は、各基板支持表面231が隣接する基板支持表面231へ第1の方向に(360/x)度回転するよう、(rx-1)回回転する。本明細書で使用される場合、用語「(rx-1)」は、基板支持アセンブリの回数(すなわち、回転数)を指す。一又は複数の実施態様では、rは、処理サイクル(すなわち、ALDサイクル)の数を表し、1以上の整数である。いくつかの実施態様では、rは、10超、50超、又は100超である。一又は複数の実施態様では、rは、1から10の範囲、又は1から8の範囲、又は1から6の範囲、又は1から4の範囲にあるか、又は1、2、3若しくは4から選択される。他の実施態様出は、rは1である。またさらなる実施態様では、rは、2、3又は4である。
In one or more embodiments, the
一又は複数の実施態様では、基板支持アセンブリ200は、その後、各基板支持表面231が隣接する基板支持表面231へ第2の方向に(360/x)度回転するよう、(rx-1)回回転する。
In one or more embodiments, the
一又は複数の実施態様では、第1の方向と第2の方向は互いに対向している。一又は複数の実施態様では、第1の方向は、反時計回り又は時計回りから選択される。一又は複数の実施態様では、第2の方向は、反時計回り又は時計回りの他方である。 In one or more embodiments, the first direction and the second direction are opposite to each other. In one or more embodiments, the first direction is selected from counterclockwise or clockwise. In one or more embodiments, the second direction is the other of counterclockwise or clockwise.
一又は複数の実施態様では、複数の基板支持表面231は実質的に同一平面にある。このように使用される場合、「実質的に同一平面にある」とは、個別の支持表面231により形成された平面が、他の支持表面231により形成された平面の±5°、±4°、±3°、±2°、又は±1°内にあることを意味する。いくつかの実施態様では、用語「実質的に同一平面にある」とは、個別の支持表面により形成された平面が±50μm、±40μm、±30μm、±20μm又は±10μm内であることを意味する。
In one or more embodiments, the multiple substrate support surfaces 231 are substantially coplanar. When used in this manner, "substantially coplanar" means that the plane formed by an
一又は複数の実施態様では、基板支持表面は、ウエハを支持することができるヒータ230を含む。いくつかの実施態様では、基板支持表面又はヒータ230は、静電チャックを含む。
In one or more embodiments, the substrate support surface includes a
一又は複数の実施態様では、方法は、処理チャンバ温度又は処理ステーション温度の一又は複数を制御することをさらに含む。 In one or more embodiments, the method further includes controlling one or more of the process chamber temperature or the process station temperature.
一又は複数の実施態様では、方法は、複数の基板支持アセンブリ200の回転速度(rx-1)を制御することをさらに含む。
In one or more embodiments, the method further includes controlling the rotational speed (rx-1) of the multiple
本開示の一又は複数の実施態様は、処理チャンバ100を操作する方法に関する。一又は複数の実施態様では、少なくとも二つの異なる処理ステーション110、第1の基板支持表面231、第2の基板支持表面231、第3の基板支持表面231、及び第4の基板支持表面231を含む基板支持アセンブリ200であって、各基板支持表面231が処理ステーション110に位置合わせされた初期位置にある、基板支持アセンブリを有する処理チャンバ100を提供することを含む。第1の基板支持表面231上の第1のウエハは、第1の処理条件に曝露される。基板支持アセンブリ200は第1の方向に回転し、第1のウエハを第2の基板支持表面231の初期位置に移動させる。第1のウエハは第2の処理条件に曝露される。基板支持アセンブリ200は第1の方向に回転し、第1のウエハを第3の基板支持表面231の初期位置に移動させる。第1のウエハは第3の処理条件に曝露される。基板支持アセンブリ200は第1の方向に回転し、第1のウエハを第4の基板支持表面231の初期位置に移動させる。第1のウエハは第4の処理条件に曝露される。基板支持アセンブリ200は第2の方向に回転し、第1のウエハを第3の基板支持表面231の初期位置に移動させる。第1のウエハは第3の処理条件に曝露される。基板支持アセンブリ200は第2の方向に回転し、第1のウエハを第2の基板支持表面231の初期位置に移動させる。第1のウエハは第2の処理条件に曝露される。基板支持アセンブリ200は第2の方向に回転し、第1のウエハを第1の基板支持表面231の初期位置に移動させ、第1のウエハは第1の処理条件に曝露される。一又は複数の実施態様では、処理条件は、温度、圧力、反応性ガスなどのうちの一又は複数を含む。
One or more embodiments of the present disclosure relate to a method of operating a
一又は複数の実施態様では、方法は、第2の基板支持表面231上の第2のウエハを第2の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第2のウエハを第3の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第2のウエハを第3の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第2のウエハを第4の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第2のウエハを第4の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第2のウエハを第1の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第2のウエハを第1の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第2のウエハを第4の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第2のウエハを第4の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第2のウエハを第3の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第2のウエハを第3の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第2のウエハを第2の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第2のウエハを第2の処理条件に曝露することと;をさらに含む。 In one or more embodiments, the method includes exposing a second wafer on the second substrate support surface 231 to a second processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in a first direction to move the second wafer to an initial position on the third substrate support surface 231; exposing the second wafer to the third processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in the first direction to move the second wafer to an initial position on the fourth substrate support surface 231; exposing the second wafer to the fourth processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in the first direction to move the second wafer to an initial position on the first substrate support surface 231; The method further includes exposing the second wafer to a first processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in a second direction to move the second wafer to an initial position of the fourth substrate support surface 231; exposing the second wafer to a fourth processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in a second direction to move the second wafer to an initial position of the third substrate support surface 231; exposing the second wafer to a third processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in a second direction to move the second wafer to an initial position of the second substrate support surface 231; exposing the second wafer to a second processing condition.
一又は複数の実施態様では、方法は、第3の基板支持表面231上の第3のウエハを第3の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第3のウエハを第4の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第3のウエハを第4の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第3のウエハを第1の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第3のウエハを第1の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第3のウエハを第2の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第3のウエハを第2の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第3のウエハを第1の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第3のウエハを第1の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第3のウエハを第4の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第3のウエハを第4の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第3のウエハを第3の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第3のウエハを第3の処理条件に曝露することと;をさらに含む。 In one or more embodiments, the method includes exposing a third wafer on the third substrate support surface 231 to a third process condition; rotating the substrate support assembly 200 in a first direction to move the third wafer to an initial position on the fourth substrate support surface 231; exposing the third wafer to the fourth process condition; rotating the substrate support assembly 200 in the first direction to move the third wafer to an initial position on the first substrate support surface 231; exposing the third wafer to the first process condition; rotating the substrate support assembly 200 in the first direction to move the third wafer to an initial position on the second substrate support surface 231; The method further includes exposing the third wafer to a second processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in a second direction to move the third wafer to an initial position on the first substrate support surface 231; exposing the third wafer to the first processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in a second direction to move the third wafer to an initial position on the fourth substrate support surface 231; exposing the third wafer to a fourth processing condition; rotating the substrate support assembly 200 in a second direction to move the third wafer to an initial position on the third substrate support surface 231; and exposing the third wafer to a third processing condition.
他の実施態様では、方法は、第4の基板支持表面231上の第4のウエハを第4の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第4のウエハを第1の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第4のウエハを第1の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第4のウエハを第2の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第4のウエハを第2の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第1の方向に回転させて、第4のウエハを第3の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第4のウエハを第3の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第4のウエハを第2の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第4のウエハを第2の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第4のウエハを第1の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第4のウエハを第1の処理条件に曝露することと;基板支持アセンブリ200を第2の方向に回転させて、第4のウエハを第4の基板支持表面231の初期位置に移動させることと;第4のウエハを第4の処理条件に曝露することと;をさらに含む。
In another embodiment, the method includes exposing a fourth wafer on the fourth
図21は、本開示の一又は複数の実施態様による膜を堆積する方法600のフロー図を示している。図22は、本開示の一又は複数の実施態様による処理チャンバ構成を説明している。図21及び22を参照すると、方法600は動作620で開始し、ここで、少なくとも一つのウエハはxの数の基板支持表面上にロードされる。一又は複数の実施態様では、xは2から10の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは基板支持表面の数を指す。他の実施態様では、xは、基板表面の数又は処理ステーション110の数のうちの一又は複数を指す。いくつかの実施態様では、基板支持表面の数とウエハ及び/又は処理ステーションの数とは、同一であり、xに等しい。一又は複数の実施態様では、xは2から6の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10から選択される。他の実施態様では、xは、2、3、4、5、又は6から選択される。一又は複数の実施態様では、xは4である。
21 shows a flow diagram of a
動作630では、各基板支持表面が隣接する処理ステーション110へ(360/x)度回転するよう、基板支持アセンブリは第1の方向に(rx-1)回回転する。rは1以上の整数である。数rは、処理サイクル(すなわち、ALDサイクル)の数を表す。本明細書で使用される場合、用語「(rx-1)」又は「(rx’-1)」は、基板支持アセンブリの回数(すなわち、回転数)を指す。
In
いくつかの実施態様では、処理チャンバの周りを完全に回転するために複数の処理サイクル(r)が存在する。例えば、図22は方法600による処理を説明しており、この方法には、x=4の処理ステーション110が存在し、x’=2の異なるタイプの処理条件(A及びB)が存在する。この実施態様では、基板支持アセンブリは各方向に奇数回回転して、両方の処理条件への交互の曝露が提供され得る。いくつかの実施態様では、各方向における回転数は(rx’-1)回に等しい。図7に示している実施態様では、r=2であり、x’=2であるため、第1の方向に3回の回転117a、117b、117cが存在する。
In some embodiments, there are multiple process cycles (r) to complete a rotation around the process chamber. For example, FIG. 22 illustrates a process according to
動作640では、処理ステーションで、少なくとも一つのウエハの上面が処理条件に曝露されて、膜が形成される。一又は複数の実施態様では、処理条件は、温度、圧力、反応性ガスなどのうちの一又は複数を含む。一又は複数の実施態様では、形成された膜は実質的に均一な厚さを有する。本明細書で使用される場合、「実質的に均一」とは、形成された膜の±5nm、±4nm、±3nm、±2nm又は±1nm内である膜厚を指す。
In
動作650では、各基板支持表面が隣接する処理ステーション110へ(360/x)度回転するよう、基板支持アセンブリは第2の方向に(rx-1)回又は(rx’-1)回回転する。図22に示しているように、第2の方向には3回の回転118a、118b、118cが存在する。
In
決定点660では、所定の厚さの膜が基板上で形成された場合、方法は停止する。決定点660で所定の厚さの膜が基板上で得られなかった場合、所定の厚さが得られるまで処理サイクル625が繰り返される。
At
図23は、本開示の一又は複数の実施態様による膜を堆積する方法700のフロー図を示している。図24は、本開示の一又は複数の実施態様による処理チャンバ構成を説明している。図23及び24を参照すると、方法700は動作720で開始し、ここで、少なくとも一つのウエハはxの数の基板支持表面上にロードされる。一又は複数の実施態様では、xは2から10の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは基板支持表面の数を指す。他の実施態様では、xは、基板支持表面の数又は処理ステーション110の数のうちの一又は複数を指す。いくつかの実施態様では、基板支持表面の数とウエハ及び/又は処理ステーション110の数とは、同一であり、xに等しい。一又は複数の実施態様では、xは2から6の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10から選択される。他の実施態様では、xは、2、3、4、5、又は6から選択される。一又は複数の実施態様では、xは4である。
23 illustrates a flow diagram of a
動作730では、各基板支持表面が隣接する処理ステーション110へ回転するよう、基板支持アセンブリは第1の方向にrx回回転する。rは1以上の整数である。本明細書で使用される場合、用語「(rx)」は、基板支持アセンブリの回数(すなわち、回転数)を指す。例えば、図23及び24に示している実施態様では、4つの処理ステーションが存在するとき(すなわち、x=4のとき)、基板支持体は、第1の方向に少なくとも4回、及び第2の方向に少なくとも4回回転する。
In
いくつかの実施態様では、処理チャンバの周りを完全に回転するために複数の処理サイクルが存在する。例えば、図24は方法700による処理を説明しており、この方法には、x=4の処理ステーション110が存在し、x’=2の異なるタイプの処理条件(A及びB)が存在する。この実施態様では、基板支持アセンブリは各方向に回転して、両方の処理条件への交互の曝露が提供され得る。いくつかの実施態様では、各方向における回転数はrx回に等しい。図24に示している実施態様では、第1の方向における4回の回転117a、117b、117c、117dにより、二つの完全なALDサイクルがもたらされる。基板は初期処理ステーション110へ戻る。
In some embodiments, there are multiple process cycles to complete a rotation around the process chamber. For example, FIG. 24 illustrates a process according to
動作740では、処理ステーションで、少なくとも一つのウエハの上面が処理条件に曝露されて、膜が形成される。一又は複数の実施態様では、処理条件は、温度、圧力、反応性ガスなどのうちの一又は複数を含む。一又は複数の実施態様では、形成された膜は実質的に均一な厚さを有する。本明細書で使用される場合、「実質的に均一」とは、形成された膜の±5nm、±4nm、±3nm、±2nm又は±1nm内である膜厚を指す。
In
動作750では、各基板支持表面が隣接する処理ステーション110へ(360/x)度回転するよう、基板支持アセンブリは第2の方向に(rx)回回転する。図24に示しているように、第2の方向には4回の回転118a、118b、118cが存在する。
In
決定点760では、所定の厚さの膜が基板上で形成された場合、方法は停止する。決定点760で所定の厚さの膜が基板上で得られなかった場合、所定の厚さが得られるまでサイクル725が繰り返される。
At
図25は、本開示の一又は複数の実施態様による膜を堆積する方法800のフロー図を示している。図26は、本開示の一又は複数の実施態様による処理チャンバ構成を説明している。図25及び26を参照すると、方法800は動作820で開始し、ここで、少なくとも一つのウエハはxの数の基板支持表面上にロードされる。一又は複数の実施態様では、xは2から10の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは基板支持表面の数を指す。他の実施態様では、xは、基板表面の数又は処理ステーション110の数のうちの一又は複数を指す。いくつかの実施態様では、基板支持表面の数とウエハ及び/又は処理ステーションの数とは、同一であり、xに等しい。一又は複数の実施態様では、xは2から6の範囲の整数である。一又は複数の実施態様では、xは、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10から選択される。他の実施態様では、xは、2、3、4、5、又は6から選択される。一又は複数の実施態様では、xは4である。
25 illustrates a flow diagram of a
動作830では、基板支持アセンブリは、各基板支持表面が隣接する処理ステーション120へ回転するよう、第1の方向に(360/x)度回転し、続いて第2の方向に(360/x)度回転する。第1の方向及び第2の方向における回転はn回繰り返され得る。nは1以上の整数である。数nは処理サイクル(すなわちALDサイクル)の数を表す。つまり、それぞれの処理、処理に続く第1の方向における回転、及び第2の方向における回転は、基板がそれぞれ第1のステーション及び第2のステーションにおいて第1の反応性ガス及び第2の反応性ガスのそれぞれに曝露するような、処理サイクルである。
In
図26は方法800による処理を説明しており、この方法には、x=4の処理ステーション120が存在し、x’=4の異なるタイプの処理条件(A、B、C及びD)が存在する。この実施態様では、基板支持アセンブリ100は、処理ステーション120a上に置かれた基板が処理ステーション120bへ回転する117aように、第1の方向117に回転し、その後、基板支持アセンブリ100は、基板(ここでは処理ステーション120bに位置する)が処理ステーション120aへ逆回転する118aように、第2の方向118に回転する。この回転はn回繰り返され得る。nは1以上の整数である。数nは処理サイクル(すなわちALDサイクル)の数を表す。
26 illustrates a process according to
動作840では、処理ステーションで、少なくとも一つのウエハの上面が処理条件に曝露されて、膜が形成される。一又は複数の実施態様では、処理条件は、温度、圧力、反応性ガスなどのうちの一又は複数を含む。一又は複数の実施態様では、形成された膜は実質的に均一な厚さを有する。本明細書で使用される場合、「実質的に均一」とは、形成された膜の±5nm、±4nm、±3nm、±2nm又は±1nm内である膜厚を指す。
In
動作850では、その後、基板支持アセンブリは、第1の方向117に(360/x)度回転し、続いて、第1の方向117に別の(360/x)度回転する。図26を参照すると、処理ステーション120a上にある基板は処理ステーション120bへ回転し117a、その後、処理ステーション120へ回転する117b。いくつかの実施態様の動作850では、基板支持体は、基板を処理ステーションの第2のセットへ移動させるのに十分な回数回転する。例えば、基板支持体は、最初にステーションAにある基板をステーションCへ移動させるのに2回回転する。
In
いくつかの実施態様(記載せず)では、基板支持体がステーションAからステーションBへ回転するとき、少なくとも一つのウエハの上面は処理条件に曝露されて、膜が形成される。一又は複数の実施態様では、処理条件は、温度、圧力、反応性ガスなどのうちの一又は複数を含む。一又は複数の実施態様では、形成された膜は実質的に均一な厚さを有する。本明細書で使用される場合、「実質的に均一」とは、形成された膜の±5nm、±4nm、±3nm、±2nm又は±1nm内である膜厚を指す。 In some embodiments (not shown), as the substrate support rotates from station A to station B, the top surface of at least one wafer is exposed to process conditions to form a film. In one or more embodiments, the process conditions include one or more of temperature, pressure, reactive gases, and the like. In one or more embodiments, the formed film has a substantially uniform thickness. As used herein, "substantially uniform" refers to a film thickness that is within ±5 nm, ±4 nm, ±3 nm, ±2 nm, or ±1 nm of the formed film.
いくつかの実施態様(記載せず)では、基板支持体がステーションBからステーションCへ回転するとき、少なくとも一つのウエハの上面は処理条件に曝露されて、膜が形成される。一又は複数の実施態様では、処理条件は、温度、圧力、反応性ガスなどのうちの一又は複数を含む。一又は複数の実施態様では、形成された膜は実質的に均一な厚さを有する。本明細書で使用される場合、「実質的に均一」とは、形成された膜の±5nm、±4nm、±3nm、±2nm又は±1nm内である膜厚を指す。 In some embodiments (not shown), as the substrate support rotates from station B to station C, the top surface of at least one wafer is exposed to process conditions to form a film. In one or more embodiments, the process conditions include one or more of temperature, pressure, reactive gases, and the like. In one or more embodiments, the formed film has a substantially uniform thickness. As used herein, "substantially uniform" refers to a film thickness that is within ±5 nm, ±4 nm, ±3 nm, ±2 nm, or ±1 nm of the formed film.
動作860では、基板支持アセンブリ100は、各基板支持表面が隣接する処理ステーション120へ回転するよう、第1の方向117に(360/x)度回転し、続いて第2の方向118に回転する。この回転はm回繰り返され得る。mは1以上の整数である。数mは処理サイクル(すなわちALDサイクル)の数を表す。
In
この実施態様では、基板支持アセンブリ100は、ここで処理ステーション120c上に置かれた基板が処理ステーション120dへ回転する117cように、第1の方向117に回転し、その後、基板支持アセンブリ100は、基板(ここでは処理ステーション120dに位置する)が処理ステーション120cへ逆回転する118bように、第2の方向118に回転する。この回転はm回繰り返され得る。mは1以上の整数である。数mは処理サイクル(すなわちALDサイクル)の数を表す。
In this embodiment, the
動作870では、処理ステーションで、少なくとも一つのウエハの上面が処理条件に曝露されて、膜が形成される。一又は複数の実施態様では、処理条件は、温度、圧力、反応性ガスなどのうちの一又は複数を含む。一又は複数の実施態様では、形成された膜は実質的に均一な厚さを有する。本明細書で使用される場合、「実質的に均一」とは、形成された膜の±5nm、±4nm、±3nm、±2nm又は±1nm内である膜厚を指す。
In
動作880では、その後、基板支持アセンブリは第2の方向118に(360/x)度回転する。図26を参照すると、処理ステーション120c上にある基板は、処理ステーション120bへ回転する118c。
In
決定点890では、所定の厚さの膜が基板上で形成された場合、方法は停止する。決定点890で所定の厚さの膜が基板上で得られなかった場合、所定の厚さが得られるまでサイクル825が繰り返される。
At
一又は複数の実施態様では、膜が形成されるとき、少なくとも一つのウエハは静止している。 In one or more embodiments, at least one wafer is stationary when the film is formed.
一又は複数の実施態様では、基板支持表面はヒータを含む。一又は複数の実施態様では、基板支持表面又はヒータは、静電チャックを含む。 In one or more embodiments, the substrate support surface includes a heater. In one or more embodiments, the substrate support surface or the heater includes an electrostatic chuck.
この明細書全体を通じて、「一実施態様」、「特定の実施態様」、「一又は複数の実施態様」、又は「実施態様」に対する言及は、実施態様に関連して説明されている特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも一つの実施態様に含まれることを意味する。したがって、この明細書全体のさまざまな箇所での「一又は複数の実施態様で」、「特定の実施態様で」、「一実施態様で」、又は「実施態様で」などの表現は、必ずしも、本開示の同一の実施態様に言及するものではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、一又は複数の実施態様において任意の適切なやり方で組み合わせられ得る。 Throughout this specification, references to "one embodiment," "a particular embodiment," "one or more embodiments," or "an embodiment" mean that a particular feature, structure, material, or characteristic described in connection with an embodiment is included in at least one embodiment of the disclosure. Thus, the appearances of "in one or more embodiments," "in a particular embodiment," "in one embodiment," or "in an embodiment" in various places throughout this specification do not necessarily refer to the same embodiment of the disclosure. Furthermore, particular features, structures, materials, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.
本明細書の開示は特定の実施態様を参照して説明されているが、これらの実施態様は、本開示の原理及び用途の例示にすぎないことを理解されたい。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対して様々な改変及び変形を行い得ることが、当業者には明らかになろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内である改変例及び変形例を含むことが意図されている。 Although the disclosure herein has been described with reference to particular embodiments, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the disclosure. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the disclosed method and apparatus without departing from the spirit and scope of the disclosure. Thus, it is intended that the disclosure cover modifications and variations that come within the scope of the appended claims and their equivalents.
Claims (4)
少なくとも一つのウエハを処理チャンバ内で基板支持アセンブリ中のxの数の基板支持表面上にロードすることであって、前記基板支持表面のそれぞれが、前記処理チャンバ内で、xの数の空間的に分離され隔離された処理ステーションに位置合わせされ、xは2から10の範囲の整数である、基板支持表面上にロードすることと;
各基板支持表面が、隣接する基板支持表面の位置へ(360/x)度回転するよう、前記基板支持アセンブリを第1の方向に(rx-1)回回転させることであって、rが1以上の整数である、基板支持アセンブリを回転させることと;
各基板支持表面が、隣接する基板支持表面の位置へ(360/x)度回転するよう、基板支持アセンブリを前記第1の方向と反対の第2の方向に(rx-1)回回転させることと;
各処理ステーションで、前記少なくとも一つのウエハの上面を処理条件に曝露して、実質的に均一な厚さを有する膜を形成することであって、前記膜が形成されるとき、前記少なくとも一つのウエハが静止している、膜を形成することと;
を含み、
実質的に均一な厚さとは、形成された膜の膜厚が±5nm以内であることを指す、
方法。 1. A method for forming a film by atomic layer deposition (ALD), comprising:
loading at least one wafer within a processing chamber onto x number of substrate support surfaces in a substrate support assembly, each of the substrate support surfaces being aligned with x number of spatially separated and isolated processing stations within the processing chamber , where x is an integer ranging from 2 to 10 ;
rotating the substrate support assembly (rx-1) times in a first direction such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees to the position of an adjacent substrate support surface, where r is an integer greater than or equal to 1 ;
rotating the substrate support assembly (rx-1) times in a second direction opposite to the first direction such that each substrate support surface rotates (360/x) degrees to the position of an adjacent substrate support surface;
exposing, at each processing station, an upper surface of the at least one wafer to processing conditions to form a film having a substantially uniform thickness , the at least one wafer being stationary as the film is formed ;
Including,
Substantially uniform thickness means that the thickness of the formed film is within ±5 nm.
method.
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