(57)【要約】  ドープされた窒化シリコン膜の低温堆積のための方法及び装置が開示される。改善には、低温処理のための均一な熱分配とプロセス化学薬品の均一な分配を与えるＣＶＤチャンバの機械的設計と、基板を加熱し、シリコン含有前駆物質を混合領域がアダプタリングと一つ以上のブロッカープレートによって画成された処理チャンバと排気システムへ流し、該アダプタリングと該排気システムの一部を加熱し、水素、ゲルマニウム、ホウ素、又は炭素含有前駆物質の一つ以上を該処理チャンバへ流すことによって、更に、所望により、窒素含有前駆物質を該処理チャンバへ流してもよいことによって、基板上にシリコンと窒素を含む少なくとも一つの層を堆積させる方法が含まれる。【選択図】  図１
2009512188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にシリコンと窒素を含む層を堆積させる方法であって：
シリコン含有化合物を蒸発させるステップと；
該シリコン含有化合物を処理チャンバの混合領域へ流すステップであって、該混合領域が加熱されたアダプタリングと少なくとも一つのブロッカープレートによって画成されている、前記ステップと；
該シリコン含有化合物をガス分配プレートを通って加熱された壁、基板支持体、該ガス分配プレートによって画成された処理領域へ流すステップと；その後、
残留ガスを加熱された排気システムを通って排気するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項２】
シリコンと窒素を含む該層を約４７５℃〜約８００℃の基板支持温度で堆積させるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該チャンバの該処理領域が、堆積の間、約１０〜約３５０トールの圧力である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
該チャンバの該処理領域が、約１００〜約７００ミリトールの圧力である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該排気システムの一部が、約５０℃〜約１６０℃に加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該シリコン含有前駆物質が、該混合領域に入る前にアンモニアと組み合わせられる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該シリコン含有前駆物質が、ジクロロシラン、ヘキサクロロジシラン、ビス(ターシャリ-ブチルアミノ)シラン、シラン、及びジシランからなる群より選ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
窒素含有化合物を該混合領域へ流すステップであって、該窒素含有化合物がアンモニア及びヒドラジンからなる群より選ばれる、前記ステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
希釈ガスを該混合領域へ流すステップであって、該希釈ガスが窒素、水素、ヘリウム、及びアルゴンからなる群より選ばれる、前記ステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ゲルマニウム含有化合物を該混合領域へ流すステップであって、該ゲルマニウム含有化合物がゲルマン及びジゲルマンからなる群より選ばれる、前記ステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも一つのドーパントを該混合領域へ流すステップであって、該少なくとも一つのドーパントが炭素含有化合物及びホウ素含有化合物からなる群より選ばれる、前記ステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
該炭素含有化合物が、ビスターシャリーブチルアミノシランである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
該ホウ素含有化合物が、ボラン、ジボラン、及び三塩化ホウ素からなる群より選ばれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
基板上にシリコンと窒素を含む少なくとも一つの層を堆積させる方法であって：
シリコン含有化合物を混合領域がアダプタリングと少なくとも一つのブロッカープレートによって画成された処理チャンバへ流すステップと；
該処理チャンバの該アダプタリングと排気システムの一部を加熱するステップと；
ボロン含有化合物を該処理チャンバへ流すステップと；
窒素含有化合物を該処理チャンバへ流すステップと；
を含む、前記方法。
【請求項１５】
該シリコン含有化合物が、炭素含有化合物を有する該処理チャンバへ流す、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
該炭素含有化合物が、ビスターシャリーブチルアミノシランである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
該ホウ素含有化合物が、ボラン、ジボラン、及び三塩化ホウ素からなる群より選ばれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
該シリコン含有化合物が、ジクロロシラン、ヘキサクロロシラン、ビスターシャリーブチルアミノシラン、シラン、及びジシランからなる群より選ばれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
ホウ素窒素水素膜を堆積させるステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
追加の窒化シリコン膜を堆積させるステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的には、基板処理に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、化学気相堆積チャンバ及びプロセスに関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]化学気相堆積（ＣＶＤ）膜は、集積回路内に物質の層を形成するために用いられる。ＣＶＤ膜は、特に、誘電体、拡散源、拡散マスクや注入マスク、スペーサ、最終不動態化膜として用いられる。膜は、比熱特性や物質移動特性を有するチャンバ内でしばしば堆積され、シリコンウエハ、ガラスパネル等の基板の表面全体に物理的に且つ化学的に均一な膜の堆積を最適化する。
【０００３】
[0003]ＣＶＤ膜を堆積させるための化学薬品は、低温で急速に反応する能力について選択され、より均一な結晶構造、低誘電率（ｋ）、且つ改善された応力プロファイルを有する膜を与える。低誘電率膜は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）のような多くの用途に望ましい。堆積された膜の応力制御を改善すると、Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）の得られた駆動電流の制御が改善される。
【０００４】
[0004]ＣＭＯＳトランジスタは、半導体基板内に画成されたソース領域とドレイン領域の間にあるゲート構造を含む。ゲート構造は、一般的には、ゲート誘電物質上に形成されるゲート電極である。ゲート電極は、トランジスタをオン又はオフに変えるためにドレイン領域とソース領域の間にあるチャネル領域内のゲート誘電体の下の電荷キャリヤの流れを制御する。スペーサ層がゲートスタックに隣接して配置され、ゲートスタックの両側の側壁を形成する。側壁スペーサは、ソースとドレインのコンタクト又は相互接続部からゲート電極を電気的に絶縁すること、ホウ素のようなドーパント又は水素のような不純物の拡散のバリヤとして作用すること、続いての処理ステップの間、ゲートスタックを物理的劣化から保護すること、また、ゲート金属を保護するために酸素と水分のバリヤを与えることを含む幾つかの機能に利用できる。
【０００５】
[0005]スペーサスタックにおける低誘電率膜は、ＣＭＯＳの改善された駆動電流のミラー容量を改善した。側壁スペーサが比較的高誘電率膜、例えば、７を超える誘電率を有する物質から製造される場合には、完成したゲート電極を含有するデバイスの使用の間に、隣接した相互接続ライン間の過度のシグナルクロストークが起こり得る。低誘電率物質、例えば、誘電率が３未満の物質をスペーサ層として使うことができるが、それらの物質は、続いての処理ステップ又はホウ素のようなドーパントや腐食からゲート金属を保護する酸素や水分に必要とされる不浸透性を存続させるのに必要な構造の完全さをしばしば欠いている。
【０００６】
[0006]堆積チャンバは、しばしば、基板表面上に複数の要素を製造するより大きい統合ツールの一部である。チャンバは、一度に一枚の基板を処理するか又は複数の基板を処理するように設計される。歴史的には、熱ＣＶＤは、基板支持部材を７００℃を超える温度に加熱することにより基板を加熱することによって行われた。ＣＶＤを高温で行った場合、熱のチャンバへの流入は基本的な設計パラメータである。現在のＣＶＤプロセスは、より低い温度で作動させて、基板に加えられる熱エネルギーを制限し、望ましくない結果を避ける。ＣＶＤのより低い温度動作には、より低い温度での熱分配を改善すること、また、ＣＶＤチャンバ内により効率的な熱と化学的分配を与えることが必要である。
【０００７】
[0007]更に、熱分配の改善は、チャンバ表面上に凝縮された前駆物質の堆積物と堆積された膜の蓄積を防止するためにより低い基板支持温度が必要とされる。チャンバ表面上の物質の蓄積は、それが砕けやすくなり、基板表面上に堆積し、また、基板膜特性を低下させてしまうことから望ましくない。また、物質の蓄積は、堆積ステップ間に必要とされる洗浄を増加させてしまい、システムを洗浄する休止時間を増加させてしまう。
【０００８】
[0008]それ故、改善されたシリコン含有膜を形成するために、より低温で所望の膜特性を達成する化学薬品を調整する方法及び急速熱化学気相堆積（ＲＴＣＶＤ）や低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）のための装置が求められている。
【発明の概要】
【０００９】
[0009]本発明は、ドープされた窒化シリコン薄膜の低温堆積のための方法及び装置を提供する。本発明は、低温処理のための均一な熱分配とプロセス化学薬品の均一な分配を与えるＣＶＤチャンバを提供する。更に、改善には、基板を加熱し、シリコン含有化合物をアダプタリングと少なくとも一つのブロッカープレートによって画成された混合領域と排出システムを有する処理チャンバへ流し、アダプタリングと排出システムの一部を加熱し、水素、ゲルマニウム、ホウ素又は炭素含有化合物を処理チャンバへ流し、更に、所望により窒素含有層を処理チャンバへ流してもよいことにより、基板上にシリコンと窒素を含む少なくとも一つの層を堆積させるための方法が含まれる。
【００１０】
[0010]本発明の上記特徴が、詳細に理解され得るように、上で簡単にまとめた本発明のより具体的な説明は、実施形態によって参照することができ、その一部が添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を示しているだけであり、それ故、本発明の範囲を限定するとみなされず、本発明が他の同等に有効な実施形態を許容することができることは留意すべきである。
【詳細な説明】
【００１１】
[0023]本発明の実施形態は、基板上に層を堆積させるための方法及び装置を提供する。実施形態の説明的図面を含むハードウエアの検討がはじめに示される。ハードウエアの検討の後に、プロセス変更と試験結果の説明が続く。化学気相堆積（ＣＶＤ）、大気圧未満化学気相堆積（ＳＡＣＶＤ）、急速熱化学気相堆積（ＲＴＣＶＤ）、低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）は、以下の装置及びプロセス変更から利益を得ることができる全ての堆積法である。本装置及びプロセスの実施形態の一部を用いることができるＣＶＤ処理チャンバの例としては、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社から市販されているＳｉＮｇｅｎＴＭ、ＳｉＮｇｅｎ−ＰｌｕｓＴＭ、ＦｌｅｘＳｔａｒＴＭチャンバが挙げられる。
【００１２】
装置
[0024]図１は、リッド１１０によって上端で閉じられたほぼ円筒状の壁１０６を持つ単一ウエハＣＶＤ処理チャンバの実施形態の断面図である。リッド１１０は、更に、以下に記載されるガス供給入口と、ガスミキサと、プラズマ源と、一つ以上のガス分配プレートとを含むことができる。壁１０６の部分は、加熱されてもよい。スリットバルブ開口１１４は、基板が入るための壁１０６に位置決めされている。
【００１３】
[0025]基板支持アセンブリ１１１は、基板を支持し、熱をチャンバに供給することができる。基板支持アセンブリに加えて、チャンバの底には、反射板、又は熱移動を促進させるために調整された他の機構と、チャンバの状態を測定するプローブと、排気アセンブリと、基板を支持するとともにチャンバ環境を制御する他の装置を含む、更に以下に記載される追加の装置を含有することができる。
【００１４】
[0026]供給ガスは、リッド１１０内のミキサ１１３と第一ブロッカープレート１０４内の穴（図示せず）を通過する前に、ガス分配システムを通ってチャンバに入ることができる。その後、供給ガスは、第一ブロッカープレート１０４と第二ブロッカープレート１０５の間に作られた混合領域を通って進む。第二ブロッカープレート１０５は、アダプタリング１０５によって構造的に支持されている。供給ガスが第二ブロッカープレート１０５内の穴（図示せず）を通過した後、供給ガスは、フェイスプレート１０８の穴（図示せず）を通って流れ、チャンバ壁１０６、フェイスプレート１０８、基板支持体１１１によって画成された主処理領域に入る。その後、排気ガスは、排気ポンピングプレート１０７を通ってチャンバの底でチャンバから出る。所望により、チャンバは、アダプタリング１０３を加熱して混合領域１０２を加熱するチャンバ壁１０６とリッド１１０の間に挿入ピース１０１を含んでいてもよい。図１によって示される他のハードウエアオプションは、排気ポンピングプレート１０９の最上部に載せられている、排気プレートカバー１０２である。最後に、所望のスリットバルブライナ１１５は、スリットバルブ開口１１４を通る熱損失を減少させるために用いることができる。
【００１５】
[0027]図２は、リッドアセンブリの代替的実施形態の拡大図である。リッド２０９は、熱絶縁素子２１２によってチャンバの残りから分離することができる。分解素子２１２は、ヒータジャケット２０３の上面と下面にある。ヒータジャケット２０３は、また、ブロッカープレート２０５とフェイスプレート２０８に接続することができる。所望により、リッド又はリッド要素の部品が加熱されてもよい。
【００１６】
[0028]リッドアセンブリは、リッド２０９、熱絶縁素子２１２、ヒータジャケット２０３、ブロッカープレート２０４と２０５によって画成されたスペース２０２に入る前に予め混合する最初のガス注入口２１３を含む。スペース２０２は、チャンバの基板処理部分に入る前に反応種ガスが混合する滞留時間を増加させる。スペース２０２を画成する表面にヒータ２１０によって加熱することができる熱は、表面のスペースに沿って原材料の蓄積を防止するのを援助する。ガスがフェイスプレート２０８を出てチャンバの基板処理領域へ入るとより良好な加熱と物質移動が促進させるように加熱された表面が反応種ガスも予熱する。
【００１７】
[0029]図２は、また、チャンバへビス(ターシャリ-ブチルアミノ)シラン（ＢＴＢＡＳ）のようなシリコン含有化合物を加えるためのガス供給システムの要素の例示である。ＢＴＢＡＳは、バルクアンプル４０１に保存される。ＢＴＢＡＳは、バルクアンプル４０１からプロセスアンプル４０２に流れ、その後、液体フローメータ４０３へ流れる。定量ＢＴＢＡＳは、蒸発器４０４、例えば、圧電制御直接液体インゼクタへ流れる。所望により、ＢＴＢＡＳは、蒸発器４０４内でガス源４０５からの窒素のようなキャリヤガスと混合されてもよい。更に、キャリヤガスは、蒸発器に加える前に予熱されてもよい。その後、得られたガスは、ＣＶＤチャンバのリッド２０９内のガス注入口２１３に導入される。所望により、パイピングコネクション蒸発器４０４を接続するパイプとミキサ１１３が加熱されてもよい。
【００１８】
[0030]図３は、ガス分配システムの実施形態の三次元図である。前駆物質ガスは、ライン１１０３を通ってシステムに分配される。清浄な通気ライン１１０１は、前駆ガスを加熱された迂回ライン１１０２から分ける。加熱された迂回ライン１１０２を通って流れるガスと流体混合物の部分は、コンベクションゲージ１１０４と排気部１１０５を通って流れる。
【００１９】
[0031]図４は、図１に示したガス供給システムの実施形態の分解図である。図４は、リッド１１０、一つの以上のブロッカープレート１０４、１０５、アダプタリング１０３、フェイスプレート１０８が、チャンバの処理領域に入る前にガスを加熱し混合するために表面が加熱されたスペースを備えるのにどのように構成されることができるかを示す図である。
【００２０】
[0032]図５は、図１のフェイスプレート１０８の実施形態を示す図である。フェイスプレート１０８は、アダプタリング１０３によって支持されている。フェイスプレート１０８は、ネジによってアダプタリング１０３に接続され、チャンバのプロセス領域内で望ましいガス注入分配を生じるように穴１１６が配置されて構成されている。
【００２１】
[0033]図６は、排気システムの実施形態の断面図である。コンジット９０１は、減少システムに入るにつれて最後の排気ガスを希釈するように清浄な乾いた空気を供給する。前駆ガスラインは、清浄なライン又は通気ライン９０２と迂回ライン９０３を持つ。コンベクションゲージ９０４は、迂回ライン９０３とボールバルブ９０５と連通している。ボールバルブ９０５は、スロットルバルブ９０６とスプールピース９０７と連通している。ボールバルブ９０５は、ボール型ＩＳＯバルブ又はＪＡＬＡＰＥNＯＴＭバルブであってもよい。ＪＡＬＡＰＥNＯＴＭバルブは、小型の加熱された真空バルブであり、マサチューセッツ州ウィルミントンのＨＰＳＰｒｏｄｕｃｔｓから市販されている。バルブヒータは、ボールバルブ９０５へ熱を供給する。
【００２２】
[0034]図７は、スロットルバルブ１０００の実施形態の断面図を示す図である。クランプ１００１は、バルブ１０００の周りに伸びている。スロットルバルブヒータジャケット１００２は、バルブ１０００の外側に加熱し、バルブ１００２のキャビティ１００３を間接的に加熱する。
【００２３】
[0035]図８は、チャンバのプロセス領域からの排気フローを制御するために排気ポンピングプレート１０９の一実施形態の三次元概略図である。一連のスリット形の穴として示される、囲いからなる排気ポンピングプレート１０９の部分は、スリットバルブ領域で熱損失を補償するのを援助する。
【００２４】
[0036]図９は、排気プレート１０９のための排気プレートカバー１１２の三次元概略図である。一様なガス分配を与えるか或いは意図的に一様でないガス分配を与えて熱損失の不均衡を補償するように不均一な穴が最適化されたカバー１１２が設計される。
【００２５】
[0037]図１０は、図１のスリットバルブライナ１１５の一実施形態の三次元図である。スリットバルブライナ１１５は、プロセスガスフローを送り且つスリットバルブを通る熱移動を減少させることによってスリットバルブ開口１１４を通る熱移動を減少させる。
【００２６】
構造
[0038]図１２は、本発明の一実施形態に従って形成されたゲート構造を持つトランジスタを示す図である。複数の電界分離領域１２２は、基板１００内に形成される。複数の電界分離領域１２２は、一方のタイプの導電性（例えば、ｐ形）のウエル１２３を他方のタイプの導電性（例えば、ｎ形）の隣接したウエル（図示せず）から分離する。ゲート誘電体層１５０は、基板１００上とウエル１２３上に形成される。典型的には、ゲート誘電体層１５０は、約５.０未満の誘電率を有する、酸化シリコン（ＳｉＯｎ）及び／又は酸窒化シリコンのような物質の層を堆積させるか又は成長させることによって形成することができる。ゲート絶縁技術の最近の進歩は、より高い誘電率物質（Ｋ＞１０）がゲート誘電体層を形成するために望ましいことを示している。それ故、使われる適切な物質の例としては、金属酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３）、強誘電体（チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ））、アモルファス金属ケイ酸塩（ＨｆＳｉｘＯｙ、ＺｒＳｉｘＯｙ）、アモルファスシリケイ酸塩酸化物（ＨｆＯ２、ＺｒＯ２）、常誘電体（ＢａｘＳｒ１-ｘＴｉＯ３、ＰｂＺｒｘＴｉ１-ｘＯ３）が挙げられるが、これらに限定されない。これらの物質を含有する高ｋ層は、種々の堆積プロセスによって形成することができる。
【００２７】
[0039]更に、導電性ゲート電極層１３６は、ゲート誘電体層１５０の上に堆積されたブランケットである。一般的には、ゲート電極層１３６は、ドープされた多結晶、ドープされていない多結晶、炭化シリコン、又はシリコン・ゲルマニウム化合物のような物質を含むことができる。しかしながら、企図された実施形態は、金属、金属合金、金属酸化物、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、シリサイド、又はゲート電極を形成する当該技術において周知の他の物質を含有するゲート電極層１３６を包含することができる。
【００２８】
[0040]ハードマスク層、例えば、窒化物層（図示せず）は、導電層１３６上にＣＶＤプロセスによって堆積される。その後、フォトレジストマスク（図示せず）を形成するために、フォトレジスト層をマスキングするステップと、さらすステップと、現像するステップとを含むフォトリソグラフィプロセスが行われる。フォトレジストマスクのパターンは、エッチングを整列するためにフォトレジストマスクを用いて、ゲート電極層１３６の最上部にハードマスク層をエッチングすることによってハードマスク層に転写されるので、ゲート電極層１３６上にハードマスク（図示せず）が得られる。
【００２９】
[0041]構造は、更に、エッチングを整列するためにハードマスクを用いて、フォトレジストマスクを除去するとともにゲート電極層１５０の最上部までゲート電極層１３６のエッチングすることによって変更されるので、ハードマスクの下にゲート電極層１３６の残りの物質を含む導電性構造が作成される。この構造は、ゲート電極層１３６をエッチングすることから得られるが、ハードマスク又はゲート誘電体層から得られない。処理順序を続けると、ゲート誘電体層１５０は、基板１００の最上部まで、また、分離領域１２２の最上部までエッチングされる。ゲート電極１３６とゲート誘電体はともに、トランジスタのような集積デバイスのゲートスタック、又はゲートとしてしばしば知られる、複合構造１２４を画成する。
【００３０】
[0042]ゲートスタックの処理において、更に、注入プロセスを用いることによってソース／ドレインの浅い拡張１４０が形成される。ゲート電極１３６は、ゲート誘電体の下の基板領域がイオンで注入されることから保護する。その後、急速熱プロセス（ＲＴＰ）アニールは、部分的にゲート誘電体の下にある先端１４０を動かすように行うことができる。
【００３１】
[0043]次に、等角の薄い酸化物層１２５は、基板表面全体の上に堆積される。この酸化物層は、典型的には窒化シリコン層であるスペーサ層１２６からシリコン表面を保護するために用いられる。等角の薄い酸化物層は、典型的には、高温（＞６００℃）の低圧化学気相堆積チャンバ内で堆積される。薄い酸化物層は、シリコン基板と窒化物スペーサの間の応力を緩和し、また、他の物質層を与えることによって窒化シリコンスペーサからゲートコーナーを保護する。低ｋの非窒化シリコン物質が側壁スペーサとして用いられる場合には、この等角の薄い酸化物層１２５は、おそらく排除され得るか又は他の低ｋ物質で置換され得る。
【００３２】
[0044]本発明の一実施形態において、約２００オングストローム〜約１０００オングストローム、好ましくは約４００オングストローム〜約８００オングストロームの範囲の厚さのスペーサ１２６は、複合構造１２４の最上部の上にゲート電極１３６とゲート誘電体の側壁の全長を含むゲートスタック１２４の側面の全長に沿って堆積されたブランケットである。同時に、スペーサ層１２６は、基板１００又は分離領域１２２のさらされたあらゆる部分の最上部上に堆積される。従来のスペーサ１２６は、熱ＣＶＤによって堆積された窒化シリコン層である。最新型デバイス製造の場合、スペーサ層１２６又は酸化物層１２５の誘電率が高すぎる場合には、得られた構造は、過度のシグナルクロストークがしばしば生じる。更に、窒化シリコンの堆積するために用いられる熱ＣＶＤプロセスは、高堆積温度をしばしば必要とする。高堆積温度によって、高熱サイクルと先端１４０のドーパントプロファイルの変化がしばしば生じる。それ故、より低い堆積温度による低誘電率スペーサ層堆積プロセスを有することが望ましい。
【００３３】
窒化シリコン膜
[0045]窒化シリコン膜は、シリコン前駆物質と窒素前駆物質との反応により本明細書に記載されるチャンバ内で化学気相堆積することができる。より低温での堆積には、チャンバ表面に沿った凝縮の可能性が低く且つ基板表面上に膜を形成する他の前駆物質と反応する確率の高いガスを選ぶために前駆物質ガスのより緊密な精査が必要である。用いることができるシリコン前駆物質は、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、ビス(ターシャリ-ブチルアミノ)シラン（ＢＴＢＡＳ）、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）等が挙げられる。用いることができる窒素前駆物質としては、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等が挙げられる。例えば、ＳｉＨ４やＮＨ３の化学を用いることができる。
【００３４】
[0046]処理中、ＳｉＨ４は、主にＳｉＨ３、ＳｉＨ２、おそらくはＳｉＨに解離する。ＮＨ３は、ＮＨ２、ＮＨ、Ｈ２に解離する。これらの中間体は反応して、ＳｉＨ２ＮＨ２又はＳｉＨ３ＮＨ２又はガス境界層を通って拡散する同様のアミノ・シラン前駆物質を形成するとともに基板表面に又は基板表面に非常に近くで反応して窒化シリコン層を形成する。
【００３５】
[0047]種々のＮＨ３流速の試験は、その他の前駆物質の流量に相対してＮＨ３流量を増加すると膜の堆積が増強されたことを示す。例えば、従来のシステムは、ＮＨ３：ＳｉＨ４の流量が６０：１で作動させることができる。試験結果は、リッドと最後のガス分配プレートの間の間隔が増加した場合に、６０：１〜１０００：１の従来の比が均一な膜を与えることを示す。最後のガス分配プレートと基板の間の間隔８５０-１０００ミルを用いると、６５０ミルで堆積される膜と比較して膜の均一性が強化されることが更にわかった。
【００３６】
[0048]また、前駆物質としてのジシランとアンモニアの受容性を求める試験を行った。５２５℃における窒化シリコンの堆積は、膜内パーティクル加算と誘電率測定の許容され得るレベルを有した。この膜は、また、スペーサ又は酸化物全体にホウ素拡散からの保護を示した。
【００３７】
[0049]更に、試験は、シリコン含有前駆物質としてシラザン（ＳｉＮ(Ｈ２））を用いて行った。前駆物質としてシラザンを用いて形成された膜は、より低い熱量を必要とし、ジシラン又は他のシリコン含有前駆物質を用いて堆積された膜に匹敵する膜特性を有した。
【００３８】
窒化シリコンゲルマニウム膜
[0050]水素含量が減少した膜を堆積することは望ましいことである。膜内の水素の存在は、ホウ素の拡散を増加させ、膜の導電性を調整する能力を低下させる。水素含量が減少した膜を堆積するために、シラン又はジシラン以外のシリコン含有前駆物質を用いることが必要とされるのがよい。また、ゲルマン（ＧｅＨ４）又はジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）を追加することは有益なことである。ゲルマニウムは、表面水素の脱着を高め、膜内の水素含量を減少させる。水素とシリコンの化学結合が水素・ゲルマニウムの化学結合より強いことから、水素の脱着は、ゲルマニウムの存在によって促進される。シリコン原子からゲルマニウム原子への水素の移動は、高速移動である。ゲルマニウムは、シリコンより表面エネルギーが小さいので、ゲルマニウムは表面へ移動する。従って、ゲルマニウムは、水素分子の形で表面から水素を熱脱着させるための低エネルギーバリヤ路を水素に与える。更に、ゲルマニウムは、膜の成長速度を高めるので、堆積のためにより低い温度を容易にし、全体のシステム熱量を減少させる。このプロセスは、窒素含有前駆物質としてアンモニアを必要としないという利点を持つ。
【００３９】
[0051]二つの堆積技術は、堆積プロセスにおいてゲルマニウムを用いるように選択することができる。シリコン含有ガス、窒素含有ガス、ゲルマニウム含有ガスは、同時にシステムに導入することができる。或いは、ガスは、同時に導入される二つのガスの制限された簡単な重複によって個々に導入することができる。例えば、ゲルマニウム含有ガスは、ゲルマニウム含有ガスがさらされる終わりにシリコン含有ガスの簡単な重複によってチャンバに導入される。その後、シリコン含有ガスは、他の前駆物質を含まずに導入される。シリコン含有前駆物質がさらされる時間の終わりに向かって、窒素含有前駆物質がチャンバに導入され、シリコン含有前駆物質がもはやチャンバへ流れなくなった後にチャンバに流れ続ける。従って、堆積ステップの第一部分で堆積されたゲルマニウムは、シリコン原子と窒素原子が堆積されるにつれて表面に移動する。従って、窒化シリコン膜に組み込まれたままであるゲルマニウムは少なくなる。更に、亜酸化窒素又は酸素のような酸化ガスは、揮発性である酸化ゲルマニウムを形成するために基板に適用することができる。従って、交互のガス導入法でゲルマニウムと酸化ガスの導入を組み合わせた場合、得られた膜は、ゲルマニウムの導入からより低い水素含量と酸化ガスの導入からより低いゲルマニウム含量を持つことになる。
【００４０】
ホウ素ドープされた窒化シリコン膜
[0052]一実施形態において、ホウ素ドープされた窒化シリコン膜を堆積させることができる。ドーパントとしてホウ素の使用は、低温堆積が望ましい。ホウ素ドープされた層を膜の積み重ねに加えると、全体の誘電率が低くなることがある。例えば、窒化シリコン膜の典型的な誘電率は、７.１であり、シリコン窒素炭素水素膜にＢＴＢＡＳを用いると、膜の誘電率が５.５未満に下がる。ホウ素シリコン窒素水素層を積み重ねに加えると、全体の誘電率が４.５未満に低下する。
【００４１】
[0053]ＢＴＢＡＳ又は他のシリコン含有前駆物質、アンモニア、又は他の窒素含有前駆物質と、ＢＣｌ３、ジボラン、又は他のホウ素含有前駆物質は、ホウ素ドープされた窒化シリコン膜を堆積するために用いることができる。アンモニア又は他の窒素含有前駆物質は、ＵＶランプを用いることによって励起することができる。
【００４２】
[0054]ホウ素ドープされた膜を用いることにより、Ｎチャネルにおける歪みを誘発させることによって堆積された積み重ねの応力を制御してＮＭＯＳの駆動電流を改善する方法が提供される。誘電率がより低く且つ引張応力の増加した膜を得るために、四つの方法が利用できる。
１．ジランと、ＵＶ励起アンモニアと、ジボランをＲＴＣＶＤを用いて単一基板チャンバへ流す。
２．ＲＴＣＶＤを行ってシリコン窒素水素膜を堆積させ、その後、ＲＴＣＶＤを行ってホウ素窒素水素膜を堆積させる。
３．ジシランと、ＵＶ励起アンモニアと、ジボランをＬＰＣＶＤを用いて流す。
４．ＬＰＣＶＤを行ってシリコン窒素水素膜を堆積させ、その後、ＬＰＣＶＤを行ってホウ素窒素水素膜を堆積させる。
【００４３】
[0055]誘電率が低いことから、ホウ素ドープされたシリコン膜が、６３０℃を超える堆積温度で、後半工程（ＢＥＯＬ）の層間絶縁と前半工程のゲートスペーサに用いられてきた。しかしながら、チャンバ表面が加熱される場合、例えば、上記図１〜図１０に記載されたチャンバ表面加熱システムを用いることによって、ホウ素ドープされたシリコン膜が、前駆ガスとしてジシランと、アンモニアと、ジボランを用いて約４５０℃で巧く堆積され得る。
【００４４】
[0056]更に、ホウ素ドープされた窒化シリコンが５５０℃でジシランを用いて堆積された場合、ジシランを用いてより高い温度で堆積した膜と比較して応力は変化せず、堆積速度は１４２〜２６５オングストローム／分であり、屈折率は１.９８〜２.０４であった。
【００４５】
炭素ドープされた窒化シリコン膜
[0057]一実施形態において、ＢＴＢＡＳは、本明細書に記載されるチャンバ内で炭素ドープされた窒化シリコン膜の堆積にシリコン含有前駆物質として用いることができる。下記は、ｔ-ブチルアミン副生成物とともに炭素ドープされた窒化シリコン膜を得るように行われる一機構である。ＢＴＢＡＳは、イソブチレンを形成するためにｔ-ブチルアミンと反応させることができる。
【００４６】
【化１】
2009512188.tif 000003
【００４７】
[0059]炭素ドープされた窒化シリコン膜を形成するＢＴＢＡＳ反応は、反応速度が制限され、物質移動が制限されないものである。パターン形成基板上に形成された膜は、パターン形成基板のさらされた表面を均一に被覆することができる。ＢＴＢＡＳは、従来のシリコン前駆物質よりパターンローディング効果が低いものである。ＢＴＢＡＳ以外のシリコン含有前駆物質によって受けるパターンローディング効果は、それらの前駆物質の物質移動の制限によることが考えられる。
【００４８】
[0060]反応種ガスとしてＢＴＢＡＳを用いると、炭素含量の調整も可能になる。即ち、圧力や前駆物質ガス濃度のような作動パラメータの選択によって、得られた膜の炭素含量は、基板の直径全体に均一な炭素濃度を有する膜を得るように変更することができる。ＢＴＢＡＳは、０.０５〜２.０ｇｍ／分の速度でシステムに添加することができ、典型的なシステムは、０.３-０.６ｇ／分を用いることができる。
【００４９】
[0061]表１は、異なるプロセス条件について基板全体に種々の点から採取した試料の元素組成による元素を示す。試料の元素組成を、核反応分析とラザフォート後方散乱分光法によって測定した。図１１は、試料を基板の表面全体に集めた場所を示す基板の図である。例えば、位置１のデータは、基板の中央の情報を示した。位置９のデータは、基板の周囲で集めたデータを示し、位置４は、基板の半径の中間点全体に集められたデータを示す。
【００５０】
【表１】
2009512188.tif 000004
【００５１】
[0063]表１は、基板表面全体の炭素含量の変化がＸＰＳ試験結果に基づいて３.４％であることを示している。２〜１８原子パーセントの炭素を持つ炭素ドープされた窒化シリコン膜が本明細書に記載されたチャンバ内で高められた速度で堆積されることがわかった。
【００５２】
[0064]シリコン含有前駆物質としてＢＴＢＡＳを用いると、幾つかの膜特性の利点が得られる。膜の炭素含量が増加すると、ドーパント保持と接合プロファイルを改善することができ、デバイスの正のチャネル金属酸化物半導体（ＰＭＯＳ）部分における性能の改善が得られる。プロセスパラメータは、改善された応力プロファイルを促進するためのＢＴＢＡＳの使用と組み合わせた場合にも調整することができる。増強された膜応力は、デバイスの負のチャネル金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）部分に対するデバイス性能を改善する。膜応力特性は、チャンバ圧、全供給ガスフロー、ＮＨ３とＢＴＢＡＳとの供給ガス比、また、ＢＴＢＡＳの体積分率を調整することによって影響される。
【００５３】
[0065]実験結果は、更に、６７５℃での膜の不均一性の標準偏差が１.５パーセント未満であること示している。６４５〜６７５℃の温度範囲にわたって膜不均一性の組成物の標準偏差は、１パーセント未満であった。パーティクル汚染は、０.１２μｍ以下で３０パーティクル未満であった。
【００５４】
[0066]ウエットエッチング比は、低濃度ＮＨ３と低圧力が選ばれた場合により小さい。試験された圧力の範囲は、５０〜２７５トールであった。ウエットエッチング比は、０.３未満として測定された。膜のウエットエッチング比は、０.２５ｎｍと等しい４００オングストロームにおいて１００：１ＨＦＲＭＳ粗さを有する熱酸化物に対して膜エッチングを比較することにより算出した。
【００５５】
[0067]６２５〜６７５℃にわたる膜堆積速度は、１２５〜４２５オングストロームであった。より高濃度のＢＴＢＡＳ、より低いＮＨ３濃度、また、より高い圧力と温度が選ばれた場合に、堆積速度はより高くなった。
【００５６】
[0068]膜の水素濃度は、１５パーセント未満であった。水素はＮ-Ｈとして膜内にほとんど結合されていると推測される。膜内の炭素濃度は、２〜１８パーセントであった。
【００５７】
[0069]観測された応力は、増強されたＮＭＯＳ １ドライブについて１Ｅ９〜２Ｅ１０ダイン／ｃｍ２（０.３〜１.７ＧＰａ）であった。応力は、高濃度のＮＨ３、低濃度のＢＴＢＡＳ、また、低圧においてより高くなった。
【００５８】
[0070]同じ温度の範囲にわたって測定された屈折率は、１.８〜２.１であった。屈折率は、システムがより低い圧力とより低いＢＴＢＡＳ濃度で動作させた場合により高くなった。
【００５９】
[0071]また、観測された又は推定された炭素濃度は、３〜１６パーセントの範囲であった。ＮＨ３濃度が低く且つＢＴＢＡＳ濃度が高い場合に最高であった。
【００６０】
[0072]最後に、三つのＢＴＢＡＳの形態を用いて追加の解析を行った。表２は、三つの構成について流量、濃度、得られた膜特性を示すものである。
【００６１】
【表２】
2009512188.tif 000005
【００６２】
[0073]Ｃ５-６％とＣ１２-１３パーセントの構成は、予測値である。Ｃ８-９％値は、実験的結果である。ＶＲは、基板ヒータの二つのゾーンに印加した電圧比を示している。ＲＩは、屈折率を示している。ＷＥＲＲは、ウエットエッチング速度比を示している。
【００６３】
[0074]四つの例を試験した。圧力、温度、間隔、流量、他の条件を表３に示す。配合１は、他の例より低いＢＴＢＡＳ濃度における一組の動作条件を示している。配合２は、低温での動作を示している。配合３は、最低堆積速度、最低ウエットエッチング比、温度を与える条件を示し、配合４は、最低圧力についての動作パラメータを示している。実施例において、基板ヒータ温度は、６７５℃〜７００℃であり、チャンバ圧は５０〜２７５トールであった。
【００６４】
【表３】
2009512188.tif 000006
【００６５】
[0075]ＣＶＤ反応の追加の成分として水素を用いると、より低温で堆積速度が高められる。例えば、堆積速度の７０％までの増加は、水素を取り込むプロセスと水素を取り込まないプロセスにおいて得ることができる。水素を取り込むプロセスの一例は、ＢＴＢＡＳとアンモニアと水素のＣＶＤ反応であり得る。
【００６６】
[0076]ＢＴＢＡＳと組合わせた水素含有触媒の追加の試験は、水素含有触媒を含む場合に、窒化シリコン堆積速度が３０〜７０パーセント増加することを示している。この改善された堆積速度は、ウエットエッチング速度又は屈折率がほとんど変化せずに膜を生じた。膜は、また、膜の組成がほとんど変化しなかった。
【００６７】
ゲルマニウムと炭素でドープされた窒化シリコン膜
[0077]ジシラン又はシランと比較してＢＴＢＡＳ又は他のより大きな分子シリコン含有前駆物質を用いると、より低温度での堆積が可能になる。ゲルマニウム含有前駆物質とシリコン含有前駆物質とを含むことは、低温窒化シリコン膜堆積に望ましい。窒化シリコンゲルマニウム膜を、その特性を求めるために試験した。
【００６８】
【表４】
2009512188.tif 000007
【００６９】
[0078]表４のＢＴＢＡＳ流量は、３００ｍｍの基板において３０５ｍｇ／分である。厚さと屈折率、Ｒ.Ｉを、カリフォルニア州サンジョーズのＫＬＡ−Ｔｅｎｏｒから市販されているＫＬＡ−ＴｅｎｏｒＦ-５エリプソメータを用いて測定した。堆積速度は、３００ｍｍの基板の膜堆積速度である。
【００７０】
【表５】
2009512188.tif 000008
【００７１】
[0079]表５のＢＴＢＡＳ流量は、３００ｍｍの基板について３０５ｍｇ／分である。厚さを、ＫＬＡ-ＴｅｎｏｒＦ-５エリプソメータを用いて測定する。膜の応力を、ＦＳ５応力測定ツールを用いて測定した。
【００７２】
[0080]前駆物質としてゲルマンと、ＢＴＢＡＳと、アンモニアを用いて約５００℃〜約６７５℃の温度で堆積した場合に、膜は、１.７〜１.９の許容され得る屈折率と１００オングストローム／分を超える堆積速度を有したが、１０,０００を超える膜内パーティクル加算器が見られた。プロセスをアンモニアを含めずに（窒素源としてＢＴＢＡＳのアミノ基を用いて）繰り返した場合、１００未満の膜内パーティクル加算器が見られた。屈折率を約１.８〜約２.０で測定し、約１００オングストローム／分の堆積速度が見られた。ＨＦにおけるウエットエッチング速度は、２００：１であった。５０ｓｃｃｍのゲルマンによって５５０℃で堆積された膜は、ＲＢＳ分析を用いてＳｉ：Ｇｅ：Ｎ：Ｃ：Ｈの１：１：１：１：１含有比を有した。膜の応力は、５０ＭＰａの圧縮応力に対して約５０ＭＰａの引張応力であった。
【００７３】
[0081]ゲルマンをより高い量、例えば、１５０ｓｃｃｍと３００ｓｃｃｍでシステムに導入すると、１５０ｓｃｃｍゲルマンについて５５０℃で約７００オングストローム／分、３００ｓｃｃｍゲルマンについて５２０℃で約１０００オングストローム／分の堆積速度を得た。屈折率は、三つのゲルマン濃度すべてにおいて１.８〜２.０で見られた。
【００７４】
[0082]炭素とゲルマニウムでドープされた窒化シリコン膜は、約４００℃〜約６７５℃と約２２５トール〜約２３５トールで堆積させることができる。ＢＴＢＡＳの流量は、約１５５〜６１０ｍｇ／分であるのがよく、ゲルマニウム流量は、約０〜約２５０ｓｃｃｍであるのがよい。アンモニア流量は、約０〜約５００ｓｃｃｍであるのがよい。システムの最上部の全流量は５ｓｌｍである。
【００７５】
[0083]更に、窒化シリコンの堆積について前駆物質としてゲルマンを含みアンモニアを含まないＢＴＢＡＳを用いることにより、許容され得る屈折率と高ウエットエッチング速度結果を持つ膜が得られた。５００℃で堆積された場合、膜は１.６５〜１.８５の屈折率と、８０〜１４０オングストローム／分の堆積速度を有した。５５０℃で堆積された場合、堆積速度は、３００オングストローム／分を超え、熱酸化物に対するウエットエッチング速度は、約０オングストローム／分である。
【００７６】
炭素とホウ素でドープされた窒化シリコン膜
[0084]炭素とホウ素でドープされた膜を用いると、注入拡散の改善された制御を可能にすることができるとともに低温膜堆積のための基板におけるドーパントの非活性化を減少させることができる。得られた膜の積み重ねの誘電率と応力は、複数の膜の薄膜層を堆積させることによって調整することができる。例えば、炭素源とホウ素源は、炭素とホウ素でドープされた窒化シリコン膜を堆積させるために用いることができる。また、前駆物質を代わりに堆積させることができ、窒化シリコン水素炭素膜が堆積されるか又は窒化シリコン水素膜と窒化ホウ素水素膜が代わりに堆積される。従って、窒化シリコン窒化ホウ素水素膜又は窒化シリコン水素ホウ素膜が堆積される。膜層が代わりに堆積される場合には、窒化シリコン水素炭素／ホウ素窒素水素の積み重ね又はシリコン窒素水素／ホウ素窒素水素の積み重ねが形成される。シリコン源とホウ素源のパルスが、複数の積み重ねを形成するために使用し得る。
【００７７】
[0085]誘電率がより低く引張応力が増加した膜を得るために、四つの方法が推奨される。１．ＲＴＣＶＤを用いてＢＴＢＡＳ、ＵＶ励起アンモニア、ジボランを単一基板チャンバに流す。２．シリコン窒素炭素水素膜を堆積するためにＲＴＣＶＤを行い、その後、ホウ素窒素水素膜を堆積するためにＲＴＣＶＤを行い、代わりにシリコン含有前駆物質をパルスする。３．ＬＰＣＶＤを用いてＢＴＢＡＳ、ＵＶ励起アンモニア、ジボランを流す。４．ＬＰＣＶＤを行ってシリコン窒素炭素水素膜を堆積させる、その後、ＬＰＣＶＤを行ってホウ素窒素水素膜を堆積させる。
【００７８】
[0086]ＲＴＣＶＤを行う場合、前駆物質は、得られた膜厚が１０００オングストローム以下については約２〜約５分間堆積されなければならない。チャンバの圧力は、約１０〜約３５０トールの範囲で選択されなければならず、全ガスフローは、約１〜約１０ｓｌｍの範囲で選択されなければならない。得られた膜を低誘電率に調整する場合、温度は約５５０℃未満に制御されなければならない。得られた膜を高引張応力に調整する場合、温度は約４７５℃未満に制御されなければならない。シリコン含有前駆物質は、好ましくはジシラン又はＢＴＢＡＳであり、窒素含有前駆物質は、好ましくはアンモニア又はＵＶ励起（間接的又は直接的）アンモニアであり、ホウ素源は、好ましくはジボランである。ジボランは、窒素、水素、アルゴン、又はヘリウムによって希釈されてもよい。希釈ガスは、窒素、アルゴン又はヘリウムであるのがよい。
【００７９】
[0087]ＬＰＣＶＤを行う場合、ＲＴＣＶＤに選ばれたものと同様のプロセス条件と化学薬品を用いることができる。前駆物質は、得られた膜厚が１０００オングストローム以下については約２〜約５時間堆積させなければならない。チャンバの圧力は、約１００〜約７００ミリトールの範囲に選択されなければならず、全ガスフローは、約１〜約１０ｓｌｍの範囲で選択されなければならない。得られた膜を低誘電率に調整する場合、温度は約５００℃未満に制御されなければならない。得られた膜を高引張応力に調整する場合、温度は約４２５℃未満に制御されなければならない。シリコン含有前駆物質は、好ましくはジシラン又はＢＴＢＡＳであり、窒素含有前駆物質は、好ましくはアンモニア又はＵＶ励起（間接的）アンモニアであり、ホウ素源は、好ましくはジボランである。ジボランは、窒素、水素、アルゴン、又はヘリウムによって希釈されてもよい。
【００８０】
[0088]実験において、窒化シリコン膜をドープするためにホウ素と炭素を用いると、引張応力が２０パーセントだけ増加した。また、膜が５５０℃〜６７５℃と３０５ｍｇ／ｍのＢＴＢＡＳに対して５０〜３００ｓｃｃｍのジボランと４０ｓｃｃｍのアンモニアによって２７５トールで堆積された場合、膜の堆積速度は、６７５℃と１５０ｓｃｃｍのジボランで４３５オングストローム／分、５５０℃と３００ｓｃｃｍのジボランで２１１オングストローム／分であった。従って、膜堆積速度は、ジボランフローが増加するにつれて増加する。また、屈折率と膜応力は、ジボラン流量が増加するにつれて有益な傾向を持つ。５５０℃で３００ｓｃｃｍのジボランと３０５ｍｇ／ｍのＢＴＢＡＳで堆積された膜についてプローブ電圧の関数として容量をプロットすることから、測定された誘電率は４.５である。堆積速度は、１４２〜２６５オングストローム／分であり、２００：１のＨＦにおけるウエットエッチング速度は、１オングストローム／分であり、これは、匹敵するより高い温度のＢＴＢＡＳプロセスより小さい。屈折率は、１.９８〜２.０４である。膜の誘電値は、膜におけるホウ素含量によって調整されなければならない。
【００８１】
[0089]ＢＴＢＡＳ、アンモニア、ジボランが５２５℃のシステム内の前駆物質である場合、堆積された膜は、膜内パーティクル加算器の許容され得るレベルを有した。誘電率も許容され得るものであった。
【００８２】
【表６】
2009512188.tif 000009
【００８３】
[0090]表６は、ＢＴＢＡＳ、ジシラン、又はアンモニアと組合わせた、また、所望によりジボランと組合わせてもよい、シリコン含有前駆物質の一つを用いて堆積された膜について応力と堆積温度を比較するものである。１５０ｓｃｃｍのジボランと組合わせた低温（５５０℃）のジシランによって、最低応力を有する膜が得られた。追加の試験は、ジボランの流量が増加するにつれて膜堆積速度が増加することを示している。ジボランの流量が増加するにつれて屈折率と膜応力もまたより望ましい結果を有する。
【００８４】
[0091]ＲＢＳ／ＨＦＳ試験とＦＴＩＲ分析もまた、同様の膜について行った。ＲＢＳ／ＨＦＳ試験は、測定された膜が理論的な結果に匹敵する実験結果を有したことを示している。膜の組成は、１５原子パーセントの水素と、３４.６原子パーセントの炭素と、２５.９原子パーセントのシリコンと、１７.０原子パーセントのホウ素と、５.２原子パーセントの炭素と、２.３原子パーセントの酸素であった。６７５℃と５５０℃におけるＢＴＢＡＳと、アンモニアと、ジボランによって堆積された膜を比較したＦＴＩＲ分析は、より少ないシリコン・窒素とより多いホウ素・水素結合が５５０℃において堆積された膜で形成されたことを示している。
【００８５】
酸化シリコンと酸窒化シリコン膜
[0092]ＢＴＢＡＳは、また、ある化学可撓性のプロセスを与える。ＢＴＢＡＳに基づく酸化物プロセスについて、ＮＨ３はＮ２Ｏのような酸化剤によって置換され得る。
【００８６】
[0093]シリコン酸化窒化膜を製造するために、ＢＴＢＡＳはＮＨ３とＮ２Ｏのような酸化剤とともに用いることができる。更に、ジシランは５００℃程度の低い温度でＮ２Ｏと用いることができる。ジシランとＮ２Ｏ前駆物質膜は、２００オングストローム／分より大きい堆積速度と２パーセント未満の均一性を持つ。
【００８７】
[0094]上記異なる膜のそれぞれについて、最適特性を有する膜を得る方法の組合わせを用いることができる。即ち、ドーパント又はドーパント含有前駆物質の一つ以上を用いずに組合わせたチャンバ表面の全部ではなく一部を加熱すると、最低誘電率を有する膜と少なくともパーティクル形成を有するチャンバ表面を得ることができる。
【００８８】
[0095]上記は本発明の実施形態に関するが、本発明の他の多くの実施形態が本発明の基本的範囲から逸脱することなく構成されてもよく、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、チャンバの一実施形態の断面図である。
【図２】図２は、単一ウエハ熱ＣＶＤプロセスチャンバのためのプロセスキットとチャンバへのプロセスガス分配のための液体分配システムの代替的実施形態の透視概略図である。
【図３】図３は、ガス分配システムの実施形態の透視図である。
【図４】図４は、プロセスキットの種々の成分の分解図である。
【図５】図５は、本発明のフェイスプレートの平面図である。
【図６】図６は、排気システムの一実施形態の断面図である。
【図７】図７は、スロットルバルブヒータの一実施形態の断面図である。
【図８】図８は、排気ポンピングプレートの透視図である。
【図９】図９は、排気ポンピングプレート用のカバーの透視図である。
【図１０】図１０は、スリットバルブライナの透視図である。
【図１１】図１１は、試料が基板の表面全体に集められた場所を示す基板の表面の概略図である。
【図１２】図１２は、形成された特徴部の実施形態の概略図である。
【符号の説明】
【００９０】
１００…基板、１０１…挿入ピース、１０２…混合領域、１０３…アダプタリング、１０４…第一ブロッカープレート、１０５…第二ブロッカープレート、１０６…壁、１０７…排気ポンピングプレート、１０８…フェイスプレート、１０９…排気ポンピングプレート、１１０…リッド、１１１…基板支持アセンブリ、１１２…排気プレートカバー、１１３…ミキサ、１１４…スリットバルブ開口、１１５…スリットバルブライナ、１１６…穴、１２２…電界分離領域、１２３…ウェル、１２４…ゲートスタック、１２５…酸化物層、１２６…スペーサ層、１３６…導電性ゲート電極層、１４０…先端、１５０…ゲート誘電体層、２０２…スペース、２０３…ヒータジャケット、２０４…ブロッカープレート、２０５…ブロッカープレート、２０９…リッド、２１０…ヒータ、２１２…熱絶縁素子、２１３…ガス注入口、４０１…バルクアンプル、４０２…プロセスアンプル、４０３…液体フローメータ、４０４…蒸発器、４０５…ガス源、９０１…コンジット、９０２…通気ライン、９０３…迂回ライン、９０５…ボールバルブ、９０７…スプールピース、１０００…スロットルバルブ、１００１…クランプ、１００２…ヒータジャケット、１１０１…通気ライン、１１０２…迂回ライン、１１０３…ライン、１１０４…コンベクションゲージ、１１０５…排気部。
【図１】
2009512188.tif 000010
【図２】
2009512188.tif 000011
【図３】
2009512188.tif 000012
【図４】
2009512188.tif 000013
【図５】
2009512188.tif 000014
【図６】
2009512188.tif 000015
【図７】
2009512188.tif 000016
【図８】
2009512188.tif 000017
【図９】
2009512188.tif 000018
【図１０】
2009512188.tif 000019
【図１１】
2009512188.tif 000020
【図１２】
2009512188.tif 000021
【国際調査報告】
2009512188.tif 000022