(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に酸化ケイ素層を形成する方法であって、
非励起前駆体を遠隔プラズマ領域に流し込み、ラジカル前駆体を生成すること、
無プラズマ基板処理領域においてケイ素含有前駆体と前記ラジカル前駆体とを結合すること、及び
前記基板上にケイ素、窒素及び水素含有層を堆積すること
によって、前記ケイ素、窒素及び水素含有層を形成することと、
オゾン含有雰囲気内で前記ケイ素、窒素及び水素含有層を硬化させ、前記ケイ素、窒素及び水素含有層をケイ素及び酸素含有層に変換することと、
前記ケイ素及び酸素含有層を、少なくとも５０％相対湿度を有する湿潤雰囲気に暴露し、前記ケイ素及び酸素含有層を酸化ケイ素層に変換することと
を含み、前記基板の温度は、前記ケイ素及び酸素含有層を前記湿潤雰囲気に暴露する前記工程中に２５℃以上且つ１００℃未満である、方法。
【請求項２】
前記湿潤雰囲気は少なくとも７５％の相対湿度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板の温度は、前記オゾン含有雰囲気内で前記ケイ素、窒素及び水素含有層を硬化させる前記工程中に１２５℃以上且つ２２５℃以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ケイ素及び酸素含有層を前記湿潤雰囲気に暴露する前記工程を、５時間未満継続する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ケイ素及び酸素含有層を前記湿潤雰囲気に暴露する前記工程を、２時間未満継続する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記酸化ケイ素層は基本的にケイ素及び酸素からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ケイ素、窒素及び水素含有層は堆積中に流動可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板はパターニングされ、５０ｎｍ以下の幅を有するトレンチを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ケイ素含有前駆体及び前記ケイ素、窒素及び水素含有層はそれぞれ無炭素である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記非励起前駆体はＮ２Ｈ４、ＮＨ３、Ｎ２及びＨ２のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ケイ素含有前駆体はＮ（ＳｉＨ３）３を含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は２０１１年９月２０日に出願の「ＬＯＷ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＯＸＩＤＥ  ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ」と題する米国特許出願第１３／２３７，１３１号のＰＣＴ出願であり、２０１１年４月２０日に出願の「ＬＯＷ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＯＸＩＤＥ  ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６１／４７７，５１５号に関連し、その恩典を主張しており、これらは共にあらゆる点で参照によりその全体を本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス幾何形状は、数十年前に導入されて以来、劇的にサイズが縮小された。最新の半導体製造装置は、４５ｎｍ、３２ｎｍ及び２８ｎｍのフィーチャサイズを有するデバイスを当たり前のように生成し、更に小さな幾何形状を有するデバイスを形成するために、新たな装置が開発され、実現されつつある。フィーチャサイズを縮小することにより、デバイス上の構造フィーチャの空間寸法も縮小してきた。デバイス上の間隙及びトレンチの幅は、誘電体材料で間隙を満たすのを難しくするほど間隙の深さとその幅とのアスペクト比が高くなる程度まで狭くなっている。堆積する誘電体材料は、間隙を完全に充填する前に上部を塞ぐ傾向があり、それにより、間隙の中央にボイド又は継ぎ目が生成される。
【０００３】
長年にわたって、誘電体材料が間隙の上部を塞ぐのを回避するために、又は形成されたボイド又は継ぎ目を「解消する」ために、数多くの技法が開発されてきた。１つの手法は、回転する基板表面に液相で塗布することができる流動性の高い前駆体材料から開始することであった（例えば、ＳＯＧ堆積技法）。これらの流動性前駆体は、非常に小さな基板間隙内に流れ込み、ボイド又は脆い継ぎ目を形成することなく、その間隙を満たすことができる。しかしながら、これらの流動性の高い材料は、堆積した後に、固化して固体誘電体材料にしなければならない。
【０００４】
多くの場合、固化は、堆積された材料から炭素及びヒドロキシル基を除去し、酸化ケイ素など固体誘電体を残す熱処理を含む。残念なことに、脱離する炭素及びヒドロキシル化学種は固化された誘電体内にしばしば小孔を残し、それらの小孔が最終的な材料の品質を低下させる。更に、固化する誘電体の体積は縮小する傾向もあり、それにより、誘電体と包囲する基板との界面に亀裂及び空間が残る可能性がある。場合によっては、固化された誘電体の体積は４０％以上小さくなる可能性がある。
【０００５】
パターニングされた基板上のフィーチャ内に流し込むために、スピンオン誘電体（ＳＯＤ）も用いられてきた。その材料は一般的にケイ素、窒素及び水素を含むシラザンタイプ膜から酸化ケイ素に変換される。ケイ素、窒素及び水素含有膜は通常、酸素含有環境内で高温において酸化ケイ素に変換される。その環境からの酸素が窒素及び水素を置換し、酸化ケイ素膜を作り出す。回路アーキテクチャによっては、高温で酸素環境に暴露することによって下層の膜が損なわれるおそれがある。このことを考慮すると、製造プロセスフロー中に「サーマルバジェット」内にとどまる必要がある。サーマルバジェットを考慮することは、ＳＯＤを、酸化から下層のフィーチャを保護することができる下層の窒化ケイ素層を組み込むプロセスフローに大きく制限してきた（例えば、ＤＲＡＭ応用例）。
【０００６】
したがって、酸素含有環境内での高温処理を必要とすることなく、構造化された基板上に誘電体材料を形成する新たな堆積プロセス及び材料が必要とされている。この要求及び他の要求が本出願において対処される。
【発明の概要】
【０００７】
酸化ケイ素層を形成する方法が記述される。その方法は最初に、ラジカル成分化学気相堆積（ＣＶＤ）によってケイ素、窒素及び水素含有（ポリシラザン）膜を堆積することを含む。低い基板温度においてポリシラザン膜を湿気に暴露することによって、ポリシラザン膜は酸化ケイ素に変換される。また、ポリシラザン膜を、水、過酸化水素及び／又は水酸化アンモニウムなど酸素及び水素の両方を有する液体内に浸漬することもできる。これらの変換技法は別々に、又は連続して組み合わせて用いることができる。本明細書に記述される変換技法は、変換を加速し、製造するだけの価値がある膜を生成し、高温酸化処理の要件を不要にする。１つ又は複数のそれらの変換技法に先行してオゾン処理を行うことができる。
【０００８】
本発明の実施形態は、基板上に酸化ケイ素層を形成する方法を含む。その方法は、ケイ素、窒素及び水素含有層を形成することを含む。ケイ素、窒素及び水素含有層を形成することは、非励起前駆体を遠隔プラズマ領域に流し込み、ラジカル前駆体を生成することと、無プラズマ基板処理領域においてケイ素含有前駆体をラジカル前駆体と結合することと、基板上にケイ素、窒素及び水素含有層を堆積することとを含む。その方法は、オゾン含有雰囲気内でケイ素、窒素及び水素含有層を硬化させ、ケイ素、窒素及び水素含有層をケイ素及び酸素含有層に変換することを更に含む。その方法は、ケイ素及び酸素含有層を少なくとも５０％の相対湿度を有する湿潤雰囲気に暴露し、ケイ素及び酸素含有層を酸化ケイ素層に変換することを更に含む。
【０００９】
本発明の実施形態は、基板上に酸化ケイ素層を形成する方法を含む。その方法は、ケイ素、窒素及び水素含有層を形成することを含む。ケイ素、窒素及び水素含有層を形成することは、非励起前駆体を遠隔プラズマ領域に流し込み、ラジカル前駆体を生成することと、無プラズマ基板処理領域においてケイ素含有前駆体をラジカル前駆体と結合することと、基板上にケイ素、窒素及び水素含有層を堆積することとを含む。その方法は、オゾン含有雰囲気内でケイ素、窒素及び水素含有層を硬化させ、ケイ素、窒素及び水素含有層をケイ素及び酸素含有層に変換することを更に含む。その方法は、ケイ素及び酸素含有層を、酸素及び水素を含む溶液に浸漬し、ケイ素及び酸素含有層を酸化ケイ素層に変換することを更に含む。
【００１０】
更なる実施形態及び特徴の一部は以下の説明に記述されており、一部は明細書を検討すると当業者には明らかになり、又は本発明を実践することによって学習することができる。本発明の特徴及び利点は、明細書中に記述される手段、組み合わせ及び方法によって実現し、達成することができる。
【００１１】
本発明の特性及び利点の更なる理解は、明細書及び図面の残りの部分を参照することによって達成することができ、幾つかの図面を通して、類似の構成要素を参照するために類似の参照番号が用いられる。場合によっては、参照番号にサブラベルが関連付けられ、ハイフンに続き、複数の類似の構成要素のうちの１つを表す。既存のサブラベルを指定することなく参照番号が参照されるとき、全てのそのような複数の類似の構成要素を参照することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による、酸化ケイ素膜を形成するための選択されたステップを示す流れ図である。
【図２】本発明の実施形態による、基板間隙内に酸化ケイ素膜を形成するための選択されたステップを示す別の流れ図である。
【図３】本発明の実施形態による基板処理システムを示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による基板処理チャンバを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態によるガス分配シャワーヘッドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
酸化ケイ素層を形成する方法が記述される。その方法は最初に、ラジカル成分化学気相堆積（ＣＶＤ）によってケイ素、窒素及び水素含有（ポリシラザン）膜を堆積することを含む。低い基板温度においてポリシラザン膜を湿気に暴露することによって、ポリシラザン膜は酸化ケイ素に変換される。また、ポリシラザン膜は、水、過酸化水素及び／又は水酸化アンモニウムなど酸素及び水素の両方を有する液体内に浸漬することもできる。これらの変換技法は別々に、又は連続して組み合わせて用いることができる。本明細書に記述される変換技法は、変換を加速し、製造するだけの価値がある膜を生成し、高温酸化処理の要件を不要にする。１つ又は複数の変換技法に先行してオゾン処理を行うことができる。
【００１４】
ラジカル成分ＣＶＤケイ素、窒素及び水素含有層を湿潤雰囲気に暴露することによって酸化ケイ素への移行の完了が加速することが、フーリエ変換赤外線分光法（ＦＴＩＲ）によって特定され判明した。湿潤雰囲気に暴露しない場合、膜の特性及び化学量論比が経時的に変化するおそれがある。変化する膜特性は製造プロセスを複雑にする。本明細書に記述されるように膜を湿気に暴露することによって、膜特性が、基本的に窒素を含有しないことによって特徴付けられる定常状態に迅速かつ再現可能に移行することが、ＦＴＩＲによって特定され判明した。ラジカル成分ＣＶＤ以外の方法を用いて堆積されたポリシラザン膜は、定常状態酸化ケイ素膜を達成しないことが更に判明した。その観測結果は、例えば、ラジカル前駆体をケイ素含有前駆体と混合することによってケイ素窒素含有膜を堆積することにより生成される相対的に大きく開いた網状構造に由来する可能性がある。開いた網状構造によって、水分が膜内のより深くまで浸入できるようになる場合がある。これは、酸化物変換を基板の方向に延長することができる。シラザン膜を水分に暴露することによって、相対的に高い温度の酸素雰囲気処理の助けを借りることなく、酸化ケイ素が作り出されることが判明した。酸化バジェット内にとどまり、それによりデバイス歩留り及び性能を改善するために、高温酸素処理を回避することが望ましい。ケイ素、窒素及び水素含有膜を酸素及び水素含有液に暴露することによって、低温において膜が酸化ケイ素に移行することも判明した。
【００１５】
本明細書に含まれる方法に従って酸化ケイ素に変換された多くのラジカル成分ＣＶＤ膜は、基板が通常のクリーンルーム雰囲気に暴露されても変化しない特性を示すことが判明した。ここで、酸化ケイ素層を形成する方法及びシステムについての更なる詳細が記述されることになる。
【００１６】
例示的な酸化ケイ素形成プロセス
図１は、本発明の実施形態による酸化ケイ素膜を形成する方法１００における選択されたステップを示す流れ図である。方法１００は、基板処理領域１０２にケイ素含有前駆体を用意することを含む。実施形態において、ケイ素含有前駆体はプラズマ励起を通らないので、前駆体は無傷で基板処理領域内に進む。その後、短時間だけ導入されることになるラジカル前駆体によってのみ励起がもたらされる。本発明の実施形態において、ケイ素含有前駆体は或る量の炭素を含む場合があるか、又は無炭素とすることができる。ケイ素含有前駆体は、数ある種類のケイ素前駆体の中でも、例えば、ケイ素窒素含有前駆体、ケイ素水素含有前駆体、又はケイ素、窒素及び水素含有前駆体とすることができる。間もなく詳細に論じされるように、炭素がないことは、堆積される膜の収縮を小さくする。ケイ素含有前駆体は、無炭素に加えて、無酸素とすることができる。酸素がない結果として、前駆体から形成されるケイ素窒素含有層内のシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）基の濃度が低くなる。堆積された膜内に余分なシラノール成分があると、堆積された層からヒドロキシル（−ＯＨ）成分を除去する堆積後のステップ中に多孔率が高くなり、収縮量が増加する可能性がある。
【００１７】
無炭素ケイ素前駆体の具体例は、数あるシリルアミンの中でも、Ｈ２Ｎ（ＳｉＨ３）、ＨＮ（ＳｉＨ３）２、及びＮ（ＳｉＨ３）３などシリルアミンを含むことができる。シリルアミンの流量は、種々の実施形態において、約２００ｓｃｃｍ以上、約３００ｓｃｃｍ以上又は約５００ｓｃｃｍ以上とすることができる。本明細書において与えられる全ての流量は、デュアルチャンバ基板処理システムに当てはまる。シングルウエハシステムであれば、必要な流量は半分になり、他のウエハサイズであれば、流量も処理されるエリアによって増減する必要がある。これらのシリルアミンは、キャリアガス、反応性ガス、又はその両方としての役割を果たすことができる付加的なガスと混合することができる。付加的なガスの例は、数あるガスの中でも、Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈｅ及びＡｒを含む。無炭素ケイ素前駆体の更なる例は、単体の、又は他のケイ素含有ガス（例えば、Ｎ（ＳｉＨ３）３）、水素（例えば、Ｈ２）及び／又は窒素（例えば、Ｎ２、ＮＨ３）と混合されたシラン（ＳｉＨ４）も含むことができる。無炭素ケイ素前駆体は、単体の、又は互いに、若しくは上記の無炭素ケイ素前駆体と組み合わせた、ジシラン、トリシラン、更に高次のシラン及び塩素化シランも含むことができる。
【００１８】
ラジカル前駆体も基板処理領域１０４に用意される。ラジカル前駆体は、任意の安定した化学種（不活性又は反応性）から基板処理領域外でのプラズマ励起において生成されたプラズマ放出物を表す。ラジカル前駆体は窒素含有ラジカル前駆体とすることができ、本明細書ではラジカル窒素前駆体と呼ばれる。ラジカル窒素前駆体は、より安定した窒素前駆体から基板処理領域外で生成された窒素ラジカル含有前駆体である。前駆体がまだプラズマを通っていないことを示すために、本明細書において、安定した前駆体は非励起前駆体と呼ばれる場合がある。ＮＨ３、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）及び／又はＮ２を含む安定した窒素前駆体化合物を、チャンバプラズマ領域、又は処理チャンバ外の遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）において活性化して、ラジカル窒素前駆体を形成することができ、その後、基板処理領域内に移送して、ケイ素含有前駆体を励起する。安定した窒素前駆体は、種々の実施形態において、ＮＨ３＆Ｎ２、ＮＨ３＆Ｈ２、ＮＨ３＆Ｎ２＆Ｈ２及びＮ２＆Ｈ２を含む混合物とすることもできる。ＮＨ３の代わりに、又はそれと組み合わせて、及びＮ２及びＨ２を含む混合物においてヒドラジンを用いることもできる。安定した窒素前駆体の流量は、種々の実施形態において、約３００ｓｃｃｍ以上、約５００ｓｃｃｍ以上、又は約７００ｓｃｃｍ以上とすることができる。チャンバプラズマ領域内で生成されるラジカル窒素前駆体は、Ｎ、ＮＨ、ＮＨ２等のうちの１つ又は複数とすることができ、プラズマ内で形成されたイオン化された化学種も伴う場合がある。酸素源を、流動性を低減しながら酸素を有する膜を予め装填するように作用する遠隔プラズマにおいてより安定した窒素前駆体と組み合わせることもできる。酸素源は、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ及びＮＯ２のうちの１つ又は複数を含むことができる。
【００１９】
チャンバプラズマ領域を利用する複数の実施形態において、堆積領域から仕切られた基板処理領域の部分においてラジカル窒素前駆体が生成され、堆積領域において、前駆体が混合し、反応して、堆積基板（例えば、半導体ウエハ）上にケイ素窒素含有層を堆積する。ラジカル窒素前駆体は、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、ヘリウム等のキャリアガスを伴う場合もある。基板処理領域は、本明細書において、ケイ素、窒素及び水素含有層の成長中、及び低温オゾン硬化中に「無プラズマ」であると説明される場合がある。「無プラズマ」は、その領域にプラズマがないことを必ずしも意味しない。チャンバプラズマ領域内のプラズマの境界は画定するのが難しく、シャワーヘッド内の開口部を通って基板処理領域上に侵入する場合がある。例えば、誘導結合プラズマの場合、基板処理領域内で直接、少量のイオン化が開始される場合がある。更に、形成しつつある膜の流動性を失うことなく、基板処理領域内に低密度プラズマが生成される場合がある。ラジカル窒素前駆体の生成中に、プラズマがチャンバプラズマ領域よりもはるかに低いイオン密度を有する全ての原因が、本明細書に用いられるような「無プラズマ」の範囲から逸脱しない。
【００２０】
基板処理領域において、無炭素ケイ素前駆体及びラジカル窒素前駆体が混合し、反応して、堆積基板１０６上にケイ素、窒素及び水素含有膜が堆積される。実施形態において、堆積されたケイ素、窒素及び水素含有膜は、幾つかの方策を組み合わせて共形に堆積することができる。他の実施形態では、堆積されたケイ素、窒素及び水素含有膜は、従来の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）膜堆積技法とは異なり、流動性を有する。形成中に流動性であることによって、膜は固化する前に狭いフィーチャ内に流れ込むことができるようになる。
【００２１】
ケイ素、窒素及び水素含有膜内の窒素は、ラジカル前駆体又は非励起前駆体のいずれか（又は両方）から生じる場合がある。幾つかの実施形態において、無炭素ケイ素含有前駆体は基本的に無窒素とすることができる。しかしながら、実施形態によっては、無炭素ケイ素含有前駆体及びラジカル窒素前駆体はいずれも窒素を含む。第３の一連の実施形態では、ラジカル前駆体は基本的に無窒素とすることができ、ケイ素、窒素及び水素含有層のための窒素は、無炭素ケイ素含有前駆体によって供給することができる。結果として、ラジカル前駆体は本明細書において「ラジカル窒素及び／又は水素前駆体」と呼ばれる場合もあり、その前駆体が窒素及び／又は水素を含むことを意味する。同様に、プラズマ領域に流れ込み、ラジカル窒素及び／又は水素前駆体を形成する前駆体は、窒素及び／又は水素含有前駆体と呼ばれる場合がある。この用語は、本明細書に開示される各実施形態に適用することができる。実施形態において、窒素及び／又は水素含有前駆体は水素（Ｈ２）を含み、一方、ラジカル窒素及び／又は水素前駆体はＨ等を含む。
【００２２】
図１に示される具体例に戻ると、ケイ素、窒素及び水素含有膜の流動性はラジカル窒素前駆体を無炭素ケイ素含有前駆体と混合することから生じる種々の特性に起因する場合がある。これらの特性は、堆積された膜内の著しい水素成分、及び／又は短鎖ポリシラザンポリマーの存在を含むことができる。これらの短鎖は成長し、網状化して、膜の形成中及び形成後に、より高密度の誘電体材料を形成する。例えば、堆積された膜は、シラザンタイプのＳｉ−ＮＨ−Ｓｉバックボーン（すなわち、無炭素Ｓｉ−Ｎ−Ｈ膜）を有することができる。ケイ素含有前駆体及びラジカル前駆体がいずれも無炭素であるとき、堆積されたケイ素、窒素及び水素含有膜も概ね無炭素である。当然、「無炭素」は、極微量の炭素さえ存在しないことを必ずしも意味しない。前駆体材料内に、堆積されたケイ素窒素含有膜内に入り込む炭素汚染物が存在する場合もある。しかしながら、これらの炭素不純物の量は炭素成分を有するケイ素前駆体（例えば、ＴＥＯＳ、ＴＭＤＳＯ等）であれば見られることになる量よりもはるかに少ない。
【００２３】
ケイ素、窒素及び水素含有層を堆積した後に、オゾン内で堆積基板を硬化させる。硬化ステージは、ケイ素、窒素及び水素含有層をオゾン含有雰囲気に暴露することを伴う（１０８）。実施形態では、オゾンは基板処理領域外で生成され、基板処理領域に流し込まれる。本発明の種々の実施形態においてオゾン雰囲気を更に励起するために、基板処理領域にプラズマ電力を加えることもできるが、加えなくてもよい。実施形態において、プラズマが存在しない場合、酸素原子の生成が回避され、酸素原子があると、表面付近の網状構造を閉じ、表面下酸化を妨げることになる。窒素の減少及び酸素の増加は、表面付近において生じるだけでなく、相対的に安定したオゾンがケイ素、窒素及び水素含有層の開いた網状構造に侵入できることにより表面下領域においても生じる。実施形態において、その後、基板処理領域にプラズマを加えて、オゾン硬化の別のステージにおいてオゾン雰囲気を励起することができる。
【００２４】
次に、硬化工程に適用される種々のパラメータが記述される。堆積基板は硬化のために基板処理領域内にとどまる場合があるか、又は基板は、オゾン含有雰囲気が導入された異なるチャンバに移送することができる。一方／両方のステージ中の基板の硬化温度は、種々の実施形態において、約３００℃以下、約２５０℃以下、約２２５℃以下又は約２００℃以下とすることができる。基板の温度は、種々の実施形態において、室温（２５℃）以上、約５０℃以上、約１００℃以上、約１２５℃以上、約１５０℃以上とすることができる。開示される更なる実施形態によれば、上限のいずれかを下限のいずれかと組み合わせて、基板温度の更なる範囲を形成することができる。硬化工程中の基板処理領域へのオゾン（オゾン寄与だけ）の流量は、開示される実施形態において、５００ｓｃｃｍよりも大きいか、１ｓｌｍよりも大きいか、又は２ｓｌｍよりも大きくすることができる。硬化ステップ中のオゾンの分圧は、開示される実施形態において、約２０Ｔｏｒｒ以上、約３０Ｔｏｒｒ以上、約５０Ｔｏｒｒ以上、又は約１００Ｔｏｒｒ以上とすることができる。
【００２５】
硬化工程はケイ素、窒素及び水素含有層をケイ素及び酸素含有層に変更する。ケイ素及び酸素含有層を湿潤雰囲気に暴露することによって、ケイ素及び酸素含有層が酸化ケイ素に変換される（工程１１０）。開示される実施形態において、湿潤環境は硬化のために用いられるのと同じ領域内に設けられてもよく、基板を別の処理ステーションに移動してもよい。本発明の実施形態において、湿潤雰囲気は、５０％より高いか、６０％より高いか、７０％より高いか、７５％より高いか、８０％より高いか、又は８５％より高い相対湿度を有することができる。実施形態において、基板温度は、室温（２５℃）と約１００℃との間か、約４０℃と約９５℃との間か、約５０℃と約９０℃との間か、約６０℃と約９０℃との間か、又は約７０℃と約９０℃との間とすることができる。本発明の実施形態において、湿気処理の持続時間は、２分より短いか、５分より短いか、１０分より短いか、３０分より短いか、又は１時間より短くすることができる。
【００２６】
オゾン硬化工程は通常、湿気処理よりも高い基板温度において行われる。これらの低い温度は同じ領域内で正確に調整するのが幾分難しいので、実施形態において、硬化工程及び湿気処理は、別のチャンバ／ステーションにおいて実行することができる。本明細書に記述される低温湿気処理を含むことは、高温酸素雰囲気アニール（例えば、約４００℃以上）を不要にする。本発明の実施形態において、硬化工程を湿気処理と組み合わせて、酸化ケイ素変換プロセスを完了する。他の実施形態では、湿気処理のみを用いて、変換プロセスを実行する。いずれの場合でも、高温酸素処理を除外することによって、下層を酸化することなく、変換プロセスを行うことができるようになる。酸素雰囲気における高温アニールを不要にすることによって、集積回路製造業者は、酸化バジェット内にとどまることができるようになる。これらの高温酸素アニールを除外することは、集積回路デバイスの歩留り及び性能を改善する。本明細書に記述される本発明によって酸化アニールは不要にされたが、実施形態では、酸化ケイ素膜の密度を高めるために、高温不活性アニールが依然として含まれる場合がある。不活性環境における高温アニールはサーマルバジェットに加算されるが、より厳密な酸化バジェットには加算されず、バジェットはそれぞれ特定のプロセスフローに対して決定され、関連付けられる。
【００２７】
硬化工程のオゾン含有雰囲気及び湿気処理の含水量はそれぞれ、ケイ素、窒素及び水素含有膜を酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜に変換する酸素を与える。Ｓｉ−Ｏ結合、Ｓｉ−ＯＨ結合及びＳｉ−Ｎ結合の濃度は、フーリエ変換赤外線分光法（ＦＴＩＲ）を用いて解析された。ピーク及び関連の濃度は、オゾン硬化工程後のみに経時的に変化することが判明した。膜の徐々に変化する特性は製造プロセスフローを複雑にする。実施形態において、最初にオゾン硬化し、その後、湿気処理した後には、ＦＴＩＲピークは経時的に変化しない。
【００２８】
ここで図２を参照すると、本発明の実施形態による、基板間隙内に酸化ケイ素膜を形成するための方法２００において選択されたステップを示す別の流れ図が示される。基板は、基板上に形成されるデバイス構成要素（例えば、トランジスタ）の間隔及び構造に関する複数の間隙を有する場合がある。その間隙は、高さ及び幅を有することができ、高さと幅とのアスペクト比（ＡＲ）（すなわち、Ｈ／Ｗ）を定義し、アスペクト比は１：１より著しく大きい（例えば、５：１以上、６：１以上、７：１以上、８：１以上、９：１以上、１０：１以上、１１：１以上、１２：１以上等）。多くの場合、高いＡＲは、約９０ｎｍ〜約２２ｎｍ以下（例えば、９０ｎｍ未満、６５ｎｍ、５０ｎｍ、４５ｎｍ、３２ｎｍ、２２ｎｍ、１６ｎｍ等）の範囲内にある小さな間隙幅に起因する。
【００２９】
ケイ素含有前駆体が、基板処理領域においてラジカル前駆体と混合される（工程２０４）。流動性ケイ素、窒素及び水素含有層が基板上に堆積される（工程２０６）。層は流動性であるので、充填材料の中心の周囲にボイド又は弱い継ぎ目を作り出すことなく、高いアスペクト比を有する間隙を満たすことができる。例えば、堆積中の流動性材料は、完全に充填される前に間隙の上部を早期に塞いで、間隙の中央にボイドを残す可能性は小さい。
【００３０】
その後、堆積されたままのケイ素、窒素及び水素含有層を、図１の工程１０８の説明において概説されたのと同じ実施形態を有する硬化工程（２０８）において硬化することができる。このようにして、ケイ素、窒素及び水素含有層がケイ素及び酸素含有層に変換される。
【００３１】
その後、基板はオゾン含有雰囲気から外へ移送され、ケイ素及び酸素含有層が、酸素及び水素の両方を含む溶液に浸漬され（工程２１０）、酸化ケイ素層への変換を完了する。本発明の実施形態では、溶液ステップがあることにより、酸素含有環境における更なるアニールは不要である。本明細書に記述されるように、結果として形成された層をオゾン硬化し、液槽に浸漬することにより、基板上に、基板間隙を含む酸化ケイ素層が生成される（２０８）。先に言及されたように、その酸化ケイ素層は、熱処理ステップ前に層内に著しい量の炭素が存在する炭素含有前駆体を用いて形成される同様の層よりも細孔が少なく、体積縮小が小さい。多くの場合、その体積縮小は、酸化ケイ素が収縮する結果として間隙内に形成される空間を充填する、解消する、又は別の方法で除去する後熱処理ステップを回避するのに十分なほどわずかである（例えば、約１５体積％以下）。幾つかの実施形態では、トレンチ内の酸化ケイ素層は概ねボイドフリーである。
【００３２】
液槽、基板及び硬化済みの膜は、硬化済みの膜を液槽に浸漬する工程中に同じ温度に保持することができる。実施形態において、液槽は、室温（２５℃）と約１００℃との間か、約４０℃と約９５℃との間か、約５０℃と約９０℃との間か、約６０℃と約９０℃との間か、又は約７０℃と約９０℃との間とすることができる。本発明の実施形態において、液槽浸漬の持続時間は、２分より短いか、５分より短いか、１０分より短いか、３０分より短いか、１時間より短いか、２時間より短いか、又は５時間より短くすることができる。本発明の実施形態において、ケイ素、窒素及び水素含有層が本明細書に記述されるようにオゾン硬化と、その後の液槽とによって連続して処理されると、後続の高温酸素アニールが不要であることが判明した。本発明者は、場合によっては、液槽がケイ素及び酸素含有層を酸化ケイ素に移行させるのに十分な場合があることを更に見出した。酸化ケイ素を達成するのに、先行するオゾン硬化も、後続の高温酸素アニールも不要であった。この場合も、ＦＴＩＲを用いて、そのような酸化ケイ素膜が、基板処理が完了した後に経時的に徐々に変化するピーク高及び位置を示さないと判断した。ＦＴＩＲ結果は、基板処理後、及び基板及び膜が通常のクリーンルーム雰囲気に暴露されている間、大きく変化しなかった。
【００３３】
液槽及又は溶液は酸素及び水素を含み、水、過酸化水素又は水酸化アンモニウムのうちの１つ又は複数を含む場合がある。ケイ素及び酸素含有層は溶液に浸漬され、実施形態によっては、基板は、浸漬工程２１０中に溶液内に沈めることができる。実施形態において、溶液はＳＣ１又はＳＣ２槽とすることができる。溶液は脱イオン水、少なくとも１０％の水酸化アンモニウム及び少なくとも１０％過酸化水素を含むことができる。本明細書では、全てのパーセンテージが体積比で与えられる。溶液は、脱イオン水、少なくとも１０％の塩酸及び少なくとも１０％過酸化水素を含む場合がある。酸素及び水素の両方を含む他の液槽も作り出すことができる。本発明者は、ｐＨが酸性範囲に下げられるか、又は塩基性範囲に上げられるときに、酸化ケイ素への変換速度が上昇することも発見した。例示的な酸化ケイ素堆積システムの説明中に更なるパラメータが導入される場合がある。
【００３４】
例示的な酸化ケイ素堆積システム
本発明の実施形態を実施することができる堆積チャンバは、数あるタイプのチャンバの中でも、高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）チャンバ、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバ、準常圧化学気相堆積（ＳＡＣＶＤ）チャンバ、熱化学気相堆積チャンバを含むことができる。本発明の実施形態を実施することができるＣＶＤシステムの具体例は、カリフォルニア州サンタ・クララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．から市販されるＣＥＮＴＵＲＡ  ＵＬＴＩＭＡ（登録商標）ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバ／システム及びＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＰＥＣＶＤチャンバ／システムを含む。
【００３５】
本発明の例示的な方法とともに用いることができる基板処理チャンバの例は、２００６年５月３０日に出願された「ＰＲＯＣＥＳＳ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＧＡＰＦＩＬＬ」と題する、本出願人の、Ｌｕｂｏｍｉｒｓｋｙ他による米国仮特許出願第６０／８０３，４９９号において図示及び記述されるチャンバを含むことができ、その内容全体が全ての目的のために参照により本明細書に援用される。更なる例示的なシステムは、同じく全ての目的のために参照により本明細書に援用される米国特許第６，３８７，２０７号及び第６，８３０，６２４号において図示及び記述されるチャンバを含むことができる。
【００３６】
堆積システムの実施形態は、集積回路チップを作製するために更に大型の製造システム内に組み込むことができる。図３は、開示される実施形態による、堆積チャンバ、加熱乾燥チャンバ及び硬化チャンバからなる１つのそのようなシステム３００を示す。図において、一対のＦＯＵＰ（前方開口型統一ポッド）３０２が基板（例えば、３００ｍｍ径ウエハ）を供給し、その基板はロボットアーム３０４によって受け取られ、低圧保持エリア３０６に入れられ、その後、ウエハ処理チャンバ３０８ａ〜ｆに入れられる。第２のロボットアーム３１０を用いて、基板ウエハを保持エリア３０６から処理チャンバ３０８ａ〜ｆに移送し、戻すことができる。
【００３７】
処理チャンバ３０８ａ〜ｆは、基板ウエハ上に流動性誘電体膜を堆積し、アニールし、硬化させ、及び／又はエッチングするための１つ又は複数の構成要素を含むことができる。１つの構成では、２つの処理チャンバ対（例えば、３０８ｃ〜ｄ及び３０８ｅ〜ｆ）を用いて、基板上に流動性誘電体材料を堆積し、第３の処理チャンバ対（例えば、３０８ａ〜ｂ）を用いて、堆積された誘電体をアニールすることができる。別の構成では、同じ２つの処理チャンバ対（例えば、３０８ｃ〜ｄ及び３０８ｅ〜ｆ）を、基板上に流動性誘電体膜を堆積しアニールするように構成することができ、一方、第３の処理チャンバ対（例えば、３０８ａ〜ｂ）は、堆積された膜のＵＶ又はＥビーム硬化のために用いることができる。更に別の構成では、３つ全てのチャンバ対（例えば、３０８ａ〜ｆ）を、基板上に流動性誘電体膜を堆積し、硬化させるように構成することができる。更に別の構成では、２つの処理チャンバ対（例えば、３０８ｃ〜ｄ及び３０８ｅ〜ｆ）を、流動性誘電体の堆積及びＵＶ又はＥビーム硬化の両方のために用いることができ、一方、第３の処理チャンバ対（例えば、３０８ａ〜ｂ）は、誘電体膜をアニールするために用いることができる。異なる実施形態では、図示される製造システムから分離された１つ又は複数のチャンバ上で、上記の処理のうちのいずれか１つ又は複数を実行することができる。
【００３８】
更に、プロセスチャンバ３０８ａ〜ｆの１つ又は複数を湿式処理チャンバとして構成することができる。これらのプロセスチャンバは、水分を含む雰囲気内で流動性誘電体膜を加熱することを含む。したがって、システム３００の実施形態は湿式処理チャンバ３０８ａ〜ｂ及びアニール処理チャンバ３０８ｃ〜ｄを含み、堆積された誘電体膜において湿式及び乾式両方のアニールを実行することができる。
【００３９】
図４Ａは、開示される実施形態による基板処理チャンバ４００である。遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）４１０はガスを処理することができ、その後、ガスはガス入り口アセンブリ４１１を通って進む。ガス入り口アセンブリ４１１内に２つの異なるガス供給チャネルが見える。第１のチャネル４１２は遠隔プラズマシステムＲＰＳ４１０を通り抜けるガスを搬送し、一方、第２のチャネル４１３はＲＰＳ４１０を迂回する。開示される実施形態では、第１のチャネル４１２はプロセスガスのために用いることができ、第２のチャネル４１３は処理ガスのために用いることができる。蓋（又は導電性上部）４２１及び有孔仕切り（シャワーヘッド）４５３が、その間にある絶縁性リング４２４とともに示されており、絶縁性リングによって、有孔仕切り４５３に対して、蓋４２１にＡＣ電位をかけることができるようになる。プロセスガスは、第１のチャネル４１２を通ってチャンバプラズマ領域４２０内に進み、チャンバプラズマ領域４２０だけで、又はＲＰＳ４１０と組み合わせて、プラズマによって励起することができる。チャンバプラズマ領域４２０及び／又はＲＰＳ４１０の組み合わせは本明細書において遠隔プラズマシステムと呼ばれる場合がある。有孔仕切り（シャワーヘッドとも呼ばれる）４５３は、チャンバプラズマ領域４２０を、シャワーヘッド４５３下方の基板処理領域４７０から分離する。シャワーヘッド４５３によって、励起された化学種がチャンバプラズマ領域４２０から基板処理領域４７０内に依然として進むことができるようにしながら、チャンバプラズマ領域４２０内に存在するプラズマが基板処理領域４７０内のガスを直接励起するのを回避できるようにする。
【００４０】
シャワーヘッド４５３は、チャンバプラズマ領域４２０と基板処理領域４７０との間に配置され、チャンバプラズマ領域４２０内で生成されたプラズマ放出物（前駆体又は他のガスの励起された誘導体）が、板の厚みを横断する複数のスルーホール４５６を通り抜けることができるようにする。シャワーヘッド４５３は１つ又は複数の中空体積部４５１も有し、中空体積部は蒸気又はガス（ケイ素含有前駆体）の形の前駆体を充填することができ、小さな穴４５５を通り抜けて基板処理領域４７０に入るが、チャンバプラズマ領域４２０には直接入らない。シャワーヘッド４５３は、この開示される実施形態では、スルーホール４５６の最も小さな直径４５０の長さよりも厚い。チャンバプラズマ領域４２０から基板処理領域４７０に侵入する励起された化学種の高い濃度を保持するために、シャワーヘッド４５３の途中でスルーホール４５６のより大きな直径部分を形成することによって、スルーホールの最も小さな直径４５０の長さ４２６を制限することができる。スルーホール４５６の最も小さな直径４５０の長さは、開示される実施形態では、スルーホール４５６の最も小さな直径と同じ桁に、又はそれ未満にすることができる。
【００４１】
図示される実施形態では、シャワーヘッド４５３は、酸素、水素及び／又は窒素を含むプロセスガスを、及び／又はチャンバプラズマ領域４２０内のプラズマによる励起時にそのようなプロセスガスのプラズマ放出物を（スルーホール４５６を介して）分配することができる。複数の実施形態において、ＲＰＳ４１０内に、及び／又は第１のチャネル４１２を通ってチャンバプラズマ領域４２０内に導入されるプロセスガスは、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、並びにＮ２Ｈ４、シラン、ジシラン、ＴＳＡ及びＤＳＡを含むＮｘＨｙうちの１つ又は複数を含むことができる。プロセスガスはヘリウム、アルゴン、窒素（Ｎ２）等のキャリアガスを含むこともできる。第２のチャネル４１３は、プロセスガス及び／又はキャリアガス、及び／又は成長しつつある膜又は堆積されたままの膜から望ましくない成分を除去するために用いられる膜硬化ガス（例えば、Ｏ３）も供給することができる。プラズマ放出物は、プロセスガスのイオン化誘導体又は中性誘導体を含むことができ、導入されるプロセスガスの原子成分を引き合いに出して、本明細書においてラジカル酸素前駆体及び／又はラジカル窒素前駆体と呼ばれる場合もある。
【００４２】
複数の実施形態において、スルーホール４５６の数は約６０個〜約２０００個とすることができる。スルーホール４５６は、種々の形状を有することができるが、円形とするのが最も容易である。スルーホール４５６の最も小さな直径４５０は、開示される実施形態では、約０．５ｍｍ〜約２０ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約６ｍｍである。スルーホールの断面形状を選択する際に自由度もあり、円錐形、円柱形又は２つの形状の組み合わせにすることができる。種々の実施形態において、ガスを基板処理領域４７０に導入するために用いられる小孔４５５の数は、約１００個〜約５０００個、又は約５００個〜約２０００個とすることができる。小孔４５５の直径は約０．１ｍｍ〜約２ｍｍとすることができる。
【００４３】
図４Ｂは、開示される実施形態による、処理チャンバとともに用いるためのシャワーヘッド４５３の底面図である。シャワーヘッド４５３は、図４Ａに示されるシャワーヘッドに対応する。スルーホール４５６が示されており、シャワーヘッド４５３の底面において内径（ＩＤ）が大きく、上面においてＩＤは小さい。小孔４５５は、シャワーヘッドの表面にわたって概ね均等に分散配置され、更にはスルーホール４５６の間にも分散配置され、それにより、本明細書に示される他の実施形態よりも均一な混合をもたらすのを助ける。
【００４４】
シャワーヘッド４５３内のスルーホール４５６を通って到達するプラズマ放出物が、中空の体積部４５１から生じる小孔４５５を通って到達するケイ素含有前駆体と結合するとき、基板処理領域４７０内のペデスタル（図示せず）によって支持された基板上に例示的な膜が生成される。基板処理領域４７０は硬化など他のプロセスのためのプラズマに対応する設備を有することができるが、例示的な膜の成長中にプラズマは存在しない。
【００４５】
シャワーヘッド４５３上方のチャンバプラズマ領域４２０内で、又はシャワーヘッド４５３下方の基板処理領域４７０内でプラズマを点火することができる。チャンバプラズマ領域４２０内にプラズマが存在し、窒素酸素含有ガスの流入からラジカル窒素前駆体を生成する。通常無線周波数（ＲＦ）範囲内のＡＣ電圧が、処理チャンバの導電性上部（蓋）４２１とシャワーヘッド４５３との間に印加され、堆積中にチャンバプラズマ領域４２０内のプラズマを点火する。ＲＦ電源は、１３．５６ＭＨｚの高いＲＦ周波数を生成するが、単独で、又は１３．５６ＭＨｚ周波数と組み合わせて他の周波数を生成することもできる。
【００４６】
第２の硬化ステージ中に基板処理領域４７０内の底部プラズマがオンに切り替えられるか、又は基板処理領域４７０に隣接する内面を洗浄するときに、上部プラズマは低電力又は無電力のままにすることができる。基板処理領域４７０内のプラズマは、シャワーヘッド４５３と、ペデスタル又はチャンバの底部との間にＡＣ電圧を印加することによって点火される。プラズマが存在する間に、基板処理領域４７０内に洗浄ガスを導入することができる。
【００４７】
ペデスタルは、基板の温度を制御するために熱交換流体が流れる熱交換チャネルを有することができる。この構成によれば、基板温度を冷却又は加熱して、相対的に低い温度を保持できるようになる（室温から約１２０℃）。熱交換流体は、エチレングリコール及び水を含むことができる。相対的に高い温度（約１２０℃〜約１１００℃）を達成するために、平行な同心円の形で完全に２巻きするように構成される埋込単一ループ埋込ヒータ素子を用いて、ペデスタルのウエハ支持円板（アルミニウム、セラミック、又はその組み合わせであることが好ましい）を抵抗加熱することもできる。ヒータ素子の外側部分は支持円板の周辺に隣接して延在することができ、一方、内側部分は、小さな径を有する同心円の経路上に延在する。ヒータ素子への配線は、ペデスタルの心棒を通り抜ける。
【００４８】
基板処理システムはシステムコントローラによって制御される。例示的な実施形態では、システムコントローラはハードディスクドライブ、フロッピィディスクドライブ、及びプロセッサを含む。プロセッサはシングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）、アナログ及びデジタル入力／出力ボード、インターフェースボード及びステッパモータコントローラボードを含む。ＣＶＤシステムの種々の部品は、ボード、カードケージ、並びにコネクタ寸法及びタイプを規定するバーサ・モジュラ・ヨーロッパ（ＶＭＥ：Ｖｅｒｓａ  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ）標準規格に適合する。また、ＶＭＥ標準規格は、１６ビットデータバス及び２４ビットアドレスバスを有するようにバス構造を規定する。
【００４９】
システムコントローラは、堆積システムの活動の全てを制御する。システムコントローラは、システム制御ソフトウェアを実行し、そのソフトウェアはコンピュータ可読媒体に記憶されるコンピュータプログラムである。好ましくは、その媒体はハードディスクドライブであるが、媒体は他の種類のメモリとすることもできる。コンピュータプログラムは、タイミング、ガスの混合物、チャンバ圧、チャンバ温度、ＲＦ電力レベル、サセプタ位置、及び特定のプロセスの他のパラメータを指示する複数の命令セットを含む。例えば、フロッピーディスク又は別の適切なドライブを含む、他のメモリデバイス上に記憶される他のコンピュータプログラムを用いて、システムコントローラに指示することもできる。
【００５０】
システムコントローラによって実行されるコンピュータプログラム製品を用いて、基板上に膜スタックを堆積するプロセス、膜を酸化ケイ素に変換するプロセス、又はチャンバを洗浄するプロセスを実施することができる。コンピュータプログラムコードは、任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語、例えば、６８０００アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートラン等で書くことができる。従来のテキストエディタを用いて、単一のファイル又は複数のファイルに適切なプログラムコードが入力され、コンピュータのメモリシステムなど、コンピュータ使用可能媒体内に記憶される、又は含まれる。入力されたコードテキストが高級言語である場合には、そのコードはコンパイルされ、結果として生成されたコンパイラコードが、その後、予めコンパイル済みのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクされる。リンクされたコンパイル済みオブジェクトコードを実行するために、システムユーザはオブジェクトコードを呼び出し、それにより、コンピュータシステムが、そのコードをメモリにロードする。その後、ＣＰＵがそのコードを読み出し、実行して、プログラム内で特定されたタスクを実行する。
【００５１】
ユーザとコントローラとの間のインターフェースは、フラットパネルタッチセンシティブモニタによる。好ましい実施形態では、２つのモニタが用いられ、一方は作業者のためにクリーンルーム壁に取り付けられ、他方はサービス技術者のために壁の背面に取り付けられる。２つのモニタが同じ情報を同時に表示することができ、その場合でも、一度に一方のみが入力を受け取る。特定の画面又は機能を選択するために、作業者はタッチセンシティブモニタの指定されたエリアに触れる。触れられたエリアはそのハイライトされた色を変更するか、又は新たなメニュー又は画面が表示され、作業者とタッチセンシティブモニタとの間の通信を確認する。ユーザがシステムコントローラと通信できるようにするために、タッチセンシティブモニタの代わりに、又はそれ加えて、キーボード、マウス又は他のポインティング若しくは通信デバイスなど他のデバイスを用いることもできる。
【００５２】
本明細書において用いられるときに、「基板」は、その上に層が形成されるにしても、形成されないにしても、支持基板とすることができる。支持基板は、絶縁体、又は種々のドーピング濃度及びプロファイルからなる半導体とすることができ、例えば、集積回路の製造において用いられるタイプの半導体基板とすることができる。「酸化ケイ素」の層は、窒素、水素、炭素などの或る微量の濃度の他の元素成分を含む場合がある。幾つかの実施形態では、酸化ケイ素は、基本的にケイ素及び酸素からなる。用語「前駆体」は、或る表面から材料を除去するか、又は或る表面上に材料を堆積する反応に関与する任意のプロセスガスを指すために用いられる。「励起された状態」にあるガスは、ガス分子のうちの少なくとも幾つかが振動励起された状態、解離された状態及び／又はイオン化された状態にあるガスを示す。ガス（又は前駆体）は２つ以上のガス（又は前駆体）の組み合わせとすることができる。「ラジカル前駆体」は、或る表面から材料を除去するか、又は或る表面上に材料を堆積する反応に関与するプラズマ放出物（プラズマから出つつある励起状態にあるガス）を示すために用いられる。「ラジカル窒素前駆体」は窒素を含むラジカル前駆体であり、「ラジカル水素前駆体」は水素を含むラジカル前駆体である。「不活性ガス」という語句は、エッチングするとき、又は膜に組み込まれるときに、化学結合を形成しない任意のガスを指している。例示的な不活性ガスは希ガスを含むが、（通常）微量が膜内に閉じ込められるときに化学結合が形成されない限り、他のガスを含むことができる。
【００５３】
用語「トレンチ」は、本明細書全体を通して用いられるが、エッチングされた幾何形状が大きな水平アスペクト比を有することは意味しない。表面の上方から見るとき、トレンチは、円形、楕円形、多角形、長方形又は様々な他の形状に見える場合がある。用語「ビア」は、垂直な電気的接続を形成するために金属を充填されるにしても、充填されないにしても、低いアスペクト比のトレンチを指すために用いられる。本明細書において用いられるときに、共形層は、表面と同じ形状を成す、その表面上の概ね均一な材料層を指しており、すなわち、その層の表面と、覆われる表面は概ね平行である。堆積された材料が１００％共形である可能性はなく、それゆえ、用語「概ね」は許容範囲を考慮に入れていることは当業者には認識されよう。
【００５４】
幾つかの実施形態を説明してきたが、本発明の精神から逸脱することなく様々な変更形態、代替構成、又は均等形態を用いることができることは当業者には理解されよう。更に、本発明を不必要に曖昧にしないように、幾つかの周知のプロセス及び要素は記述されていない。したがって、上記の説明は、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではない。
【００５５】
或る範囲の値が与えられる場合、文脈において明確に別段の指示がない限り、その範囲の上限と下限の間にある、下限の単位の１０分の１まで具体的に開示されることを理解されたい。規定された範囲内の任意の規定された値又は介在する値と、その規定された範囲内の任意の他の規定された値又は介在する値との間の狭い方の範囲がそれぞれ包含される。これらの狭い方の範囲の上限と下限は、その範囲内に独立して含まれる場合も、除外される場合もあり、規定された範囲における任意の具体的に除外される限界値に応じて、限界値のいずれかが狭い方の範囲内に含まれる場合、限界値のいずれも狭い方の範囲内に含まれない場合、又は両方の限界値が狭い方の範囲内に含まれる場合の各範囲も本発明に包含される。規定された範囲が限界値の一方又は両方を含む場合、それらの含まれる限界値の一方又は両方を除外することも含まれる。
【００５６】
本明細書において及び添付の特許請求の範囲において用いられるとき、文脈において明確に別段の指示がない限り、単数形「１つの」（ａ、ａｎ）及び「その」（ｔｈｅ）は、複数の指示物も含む。したがって、例えば「１つのプロセス」に言及することは、複数のそのようなプロセスを含み、「その前駆体」に言及することは、１つ又は複数の前駆体、及び当業者に知られているその均等物に言及することを含み、それ以外も同様である。
【００５７】
また、用語「備える、含む」（ｃｏｍｐｓｉｒｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）及び「含む」（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ）は、本明細書において及び添付の特許請求の範囲において用いられるときに、規定される特徴、整数、構成要素、又はステップの存在を指定することを意図しているが、１つ又は複数の他の特徴、整数、構成要素、ステップ、動作又はグループの存在又は追加を除外するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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