(57)【要約】  ペンタハロジシランまたはペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランなどの五置換ジシランを使用する蒸着プロセスによる基体上でのケイ素含有フィルムの析出方法が開示される。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に酸化ケイ素フィルムを析出する熱ＡＬＤ法であって、
ａ）前記基体を含有する反応器を、約５００℃〜約８００℃の範囲の温度および約０．１〜約１０トル（１３Ｐａ〜１，３３３Ｐａ）の範囲の圧力に設定することと；
ｂ）前記反応チャンバー中にペンタクロロジシランの蒸気を導入して、前記基体上でケイ素含有層を形成することと；
ｃ）酸素含有反応物と、前記ケイ素含有層とを反応させて、約０．４Å（０．０４ｎｍ）〜約１．５Å（０．１５ｎｍ）の範囲のサイクルあたりの成長を有する酸化ケイ素フィルムの層を形成することと；
ｄ）ステップｂ）およびｃ）を繰り返すことと
を含んでなる、方法。
【請求項２】
前記酸素含有反応物が、オゾンおよび酸素の混合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記混合物が、少なくとも５％ｖ／ｖのオゾンを含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基体が、約１０：１〜約１００：１のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを含んでなり、前記ホールまたはトレンチ上で約８０％〜約１００％の段差被覆の前記酸化ケイ素フィルムを得ることをさらに含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記酸化ケイ素フィルムが、プラズマを使用せずに析出される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記サイクルあたりの成長が、約０．７５Å（０．０７５ｎｍ）〜約１Å（０．１ｎｍ）の範囲である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
基体上に窒化ケイ素フィルムを析出する熱ＡＬＤ法であって、
ａ）前記基体を含有する反応器を、約４５０℃〜約６５０℃の範囲の温度および約０．１〜約１００トル（１３Ｐａ〜１３，３３２Ｐａ）の範囲の圧力に設定することと；
ｂ）前記反応チャンバー中にペンタクロロジシランの蒸気を導入して、前記基体上でケイ素含有層を形成することと；
ｃ）窒素含有反応物と、前記ケイ素含有層とを反応させて、約０．３Å（０．０３ｎｍ）〜約２Å（０．２ｎｍ）の範囲のサイクルあたりの成長および約１．８〜２．１の範囲の屈折率を有する窒化ケイ素フィルムの層を形成することと；
ｄ）ステップｂ）およびｃ）を繰り返すことと
を含んでなる、方法。
【請求項８】
前記窒素含有反応物がＮＨ３である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記窒化ケイ素フィルムが、プラズマを使用せずに析出される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
基体上に非晶質または多結晶質ケイ素フィルムを析出する熱蒸着法であって、
ａ）前記基体を含有する反応器を、約５５０℃〜約８００℃の範囲の温度および約０．１〜約１００トル（１３Ｐａ〜１３，３３２Ｐａ）の範囲の圧力に設定することと；
ｂ）前記反応チャンバー中にペンタクロロジシランの蒸気を導入して、前記基体上で前記ケイ素フィルムを形成することと
を含んでなる、方法。
【請求項１１】
還元気体を導入することをさらに含んでなる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ケイ素フィルムが約０原子％〜５原子％のＣ；約０原子％〜１原子％のＮ；および約０原子％〜１原子％のＣｌを含有する、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ケイ素フィルムが非晶質ケイ素フィルムである、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ケイ素フィルムが多ケイ素フィルムである、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記基体が、約１０：１〜約１００：１のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを含んでなり、前記ホールまたはトレンチ上で約８０％〜約１００％の段差被覆の前記ケイ素フィルムを得ることをさらに含んでなる、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、全ての目的に関して、参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、２０１５年１２月２８日出願の米国特許出願第１４／９７９，８１６号明細書の利益を請求する。
【０００２】
ペンタクロロジシランまたはペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランなどの五置換ジシランを使用する蒸着プロセスによる、基体上でのケイ素含有フィルムの析出方法が開示される。
【背景技術】
【０００３】
ケイ素含有フィルムは、半導体デバイスにおいて最も重要な構成部品の１つであり、それらの種々の製作プロセスの開発が大いに調査されている。酸化ケイ素（ＳｉＯ２）フィルムは、コンデンサおよび絶縁層として使用され得る。Ｄ．Ｔａｈｉｒら，“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｎｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２  ｆｉｌｍｓ  ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  Ｓｉ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４３，２５５３０１（２０１０）。窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）フィルムは、ハードマスク、拡散バリアまたはトレンチエッチストップ層として使用され得る。Ｓｉ−Ｙｉ  Ｌｉら，“Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  Ｐｌａｓｍａ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｄｕａｌ  Ｄａｍａｓｃｅｎｅ  ｗｉｔｈ  ＯＳＧ  ｆｉｌｍｓ”，Ａｂｓｔｒａｃｔ  ＃２４２，１９９ｔｈ  ＥＣＳ  Ｍｅｅｔｉｎｇ（２００１）；Ｐｉｎｇ  Ｘｕら，“Ａ  Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ  ｉｎ  Ｌｏｗ−ｋ  Ｂａｒｒｉｅｒ／Ｅｔｃｈ  Ｓｔｏｐ  Ｆｉｌｍｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｄａｍａｓｃｅｎｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＦＡＢＴＥＣＨ，１１，２３９（２０００）；Ｙ．Ｌ．Ｗａｎｇら，“Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＳｉＣＮ  ａｓ  ａ  Ｌｏｗ  ｋ  Ｅｔｃｈ  Ｓｔｏｐ  ａｎｄ  Ｃｕ  Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｕ／Ｌｏｗ  ｋ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ”，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ５，３７７−３８４（２０１２）。
【０００４】
蒸着前駆体としてのペンタクロロジシラン（ＰＣＤＳまたはＳｉ２ＨＣｌ５）およびペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン（Ｓｉ２Ｈ（ＮＭｅ２）５）の使用が従来技術において記載されている。例えば、Ｓｉｎｇｈらへの米国特許公開第２００４／２２４０８９号明細書、Ｄｕｓｓａｒｒａｔへの国際公開第２００７／１１２７８０号パンフレットおよびＴｏｍａｓｉｎｉらへの米国特許公開第２００８／０２６１４９号明細書を参照のこと。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ケイ素含有フィルムの商業的析出に適切なケイ素含有前駆体を見い出すことが課題として残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
基体上でのケイ素含有フィルムの析出のための蒸着プロセスが開示される。Ｓｉ含有フィルム形成前駆体の蒸気は、基体を含有する反応器中に導入される。Ｓｉ含有フィルム形成組成物は、五置換ジシラン前駆体を含んでなる。五置換ジシランフィルム形成前駆体の少なくとも一部を基体上に析出させ、ケイ素含有フィルムを形成する。開示されたプロセスは、次の態様の１つまたはそれ以上をさらに含み得る。
●五置換ジシラン前駆体が、ペンタクロロジシラン（ＰＣＤＳまたはＳｉ２ＨＣｌ５）である；
●五置換ジシラン前駆体が、ペンタヨードジシラン（Ｓｉ２ＨＩ５）である；
●五置換ジシラン前駆体が、ペンタブロモジシラン（Ｓｉ２ＨＢｒ５）である；
●五置換ジシラン前駆体が、ペンタフルオロジシラン（Ｓｉ２ＨＦ５）である；
●五置換ジシラン前駆体が、ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン［Ｓｉ２Ｈ（ＮＭｅ２）５］である；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約９９％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗの五置換ジシラン前駆体を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約９５％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗの五置換ジシラン前駆体を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０％ｗ／ｗ〜約５％ｗ／ｗの不純物を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約２．０％ｗ／ｗの不純物を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの不純物を含んでなる；
●不純物が、式Ｓｉ２ＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＝０、２または３であり、かつｘ＋ｙ＝６である）を有する六、四および三置換ジシラン；式ＳｉＸ４（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、かつＲ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基である）を有する四置換シラン；式ＳｉＨＸ３（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、かつＲ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基）を有する三置換シラン；式Ｓｉ３ＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＋ｙ＝８であり、かつｘ＝１〜６である）を有する部分的に置換されたトリシラン；式ＳｉＨＸ２−Ｏ−ＳｉＸ３（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、かつＲ＝ＨまたはＣ１〜Ｃ４アルキル基である）を有するシロキサン；式ＨｘＸｙＳｉ−Ｏ−ＳｉＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＝０、２または３であり、かつｘ＋ｙ＝３である）を有するシロキサン；式ＳｉＨｘＸｙ−Ｏ−ＳｉＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基、水素であり、ｘ＋ｙ＝３であり、かつｘ＝０または１である）を有するシロキサン；式ＨｘＸｙＳｉ−Ｏ−（Ｓｉ２ＨａＸｂ）（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＋ｙ＝３であり、ａ＋ｂ＝６であり、ｘ＝１〜３であり、かつａ＝０、２または３である）を有するシロキサン；式ＨｘＸｙＳｉ−Ｏ−ＳｉＨａＸｂ−Ｏ−ＳｉＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＋ｙ＝３であり、ａ＋ｂ＝２であり、ｘ＝１〜３であり、かつａ＝０〜２である）を有するシロキサン；ヨウ素；臭素；塩素；ジメチルアミンまたはエチルアミンなどのジアルキルアミン；ＴＨＦ；エーテル；ペンタン；ヘキサン；シクロヘキサン；ヘプタン；ベンゼン；トルエン；またはその組合せを含む；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式Ｓｉ２Ｘ６（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１〜Ｃ４アルキル基である）を有する六置換ジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式Ｓｉ２Ｈ２Ｘ４（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基である）を有する四置換ジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式Ｓｉ２Ｈ３Ｘ３（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基である）を有する三置換ジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式ＳｉＸ４（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、かつＲ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基である）を有する四置換シランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式ＳｉＨＸ３（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、かつＲ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基である）を有する三置換シランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式Ｓｉ３ＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＋ｙ＝８であり、かつｘ＝１〜６である）を有する部分的に置換されたトリシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式ＳｉＨＸ２−Ｏ−ＳｉＸ３（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、かつＲ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基である）を有するシロキサンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式ＨｘＸｙＳｉ−Ｏ−ＳｉＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＝０、２または３であり、かつｘ＋ｙ＝３である）を有するシロキサンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式ＳｉＨｘＸｙ−Ｏ−ＳｉＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基、水素であり、ｘ＋ｙ＝３であり、かつｘ＝０または１である）を有するシロキサンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式ＨｘＸｙＳｉ−Ｏ−（Ｓｉ２ＨａＸｂ）（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＋ｙ＝３であり、ａ＋ｂ＝５であり、ｘ＝１〜３であり、かつａ＝０、２または３である）を有するシロキサンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、式ＨｘＸｙＳｉ−Ｏ−ＳｉＨａＸｂ−Ｏ−ＳｉＨｘＸｙ（式中、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＮＲ２であり、Ｒ＝ＨまたはＣ１−Ｃ４アルキル基であり、ｘ＋ｙ＝３であり、ａ＋ｂ＝２であり、ｘ＝１〜３であり、かつａ＝０〜２である）を有するシロキサンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの、ジメチルアミンまたはエチルアミンなどのジアルキルアミンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのＴＨＦを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのエーテルを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのペンタンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのヘキサンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのシクロヘキサンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのヘプタンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのベンゼンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗのトルエンを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０ｐｐｂｗ〜約１ｐｐｍｗの金属不純物を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０ｐｐｂｗ〜約５００ｐｐｂｗの金属不純物を含んでなる；
●蒸着プロセスが、原子層析出（ＡＬＤ）プロセスである；
●蒸着プロセスが、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスである；
●反応器中に酸素含有反応物を導入することをさらに含んでなる；
●酸素含有反応物が、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、カルボン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、その酸素含有ラジカル、またはその混合物である；
●酸素含有反応物が、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、その酸素含有ラジカル、またはその混合物である；
●酸素含有反応物が、Ｏ２、Ｏ３、その酸素含有ラジカル、またはその混合物である；
●酸素含有反応物が、Ｏ３およびＯ２の混合物である；
●混合物が、少なくとも５％ｖ／ｖのＯ３を含んでなる；
●酸素含有反応物が、Ｏ２中Ｏ３の７．２％ｖ／ｖ混合物である；
●ケイ素含有フィルムが、酸化ケイ素である；
●ケイ素含有フィルムが、希釈ＨＦ溶液（０．５〜１％のＨＦ）を使用する溶着によって析出された酸化ケイ素のウェットエッチレートの１０倍以下のウェットエッチレートを有する；
●ケイ素含有フィルムが、約４５０℃〜約８００℃の範囲の温度において析出される；
●ケイ素含有フィルムが、約５００℃〜約８００℃の範囲の温度において析出される；
●ケイ素含有フィルムが、約５００℃〜約７００℃の範囲の温度において析出される；
●ケイ素含有フィルムが、プラズマを使用することなく析出される；
●熱ＡＬＤプロセスが、約５５０℃〜約６００℃の範囲の温度において酸化ケイ素フィルムを析出する；
●熱ＡＬＤプロセスが、約１００℃〜約４００℃の範囲の温度において酸化ケイ素フィルムを析出する；
●ケイ素含有フィルムが、約０．７５トル（１００Ｐａ）〜約１．２５トル（１６７Ｐａ）の範囲の圧力において析出される；
●プラズマＡＬＤプロセスが、約室温〜約４００℃の範囲の温度において酸化ケイ素フィルムを析出する；
●ケイ素含有フィルムが、約０原子％〜約５原子％の炭素を含有する；
●ケイ素含有フィルムが、約０原子％〜約２．５原子％の炭素を含有する；
●ケイ素含有フィルムが、約０原子％〜約１原子％の炭素を含有する；
●ケイ素含有フィルムが、約０原子％〜約１原子％の窒素を含有する；
●ケイ素含有フィルムが、約０原子％〜約１原子％の塩素を含有する；
●酸化ケイ素フィルムが、１：７のアスペクト比に関して、約７０％〜約１００％の段差被覆を示す；
●酸化ケイ素フィルムが、１：２０のアスペクト比に関して、約７０％〜約１００％の段差被覆を示す；
●酸化ケイ素フィルムが、１：７のアスペクト比に関して、約９０％〜約１００％の段差被覆を示す；
●酸化ケイ素フィルムが、１：２０のアスペクト比に関して、約９０％〜約１００％の段差被覆を示す；
●基体が、約１０：１〜約１００：１の範囲のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを含んでなる；
●基体が、約１０：１〜約４０：１の範囲のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを含んでなる；
●ケイ素含有フィルムが、約８０％〜約１００％の範囲のホールまたはトレンチの段差被覆を得る；
●ケイ素含有フィルムが、約０．７５Å（０．０７５ｎｍ）〜約１Å（０．１ｎｍ）の範囲のサイクルあたりの成長を有する；
●反応器中に窒素含有反応物を導入することをさらに含んでなる；
●窒素含有反応物が、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、Ｎ（ＳｉＨ３）３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２Ｈ、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）３、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）３、（ＳｉＭｅ３）２ＮＨ、（ＣＨ３）ＨＮＮＨ２、（ＣＨ３）２ＮＮＨ２、その窒素含有ラジカル種、およびその混合物である；
●窒素含有反応物が、ＮＨ３である；
●ケイ素含有フィルムが、窒化ケイ素である；
●窒化ケイ素フィルムが、約４５０℃〜約６５０℃の範囲の温度において析出される；
●窒化ケイ素フィルムが、約０．１トル（１３Ｐａ）〜約１００トル（１３，３３２Ｐａ）の範囲の圧力において析出される；
●窒化ケイ素フィルムが、約４．７５トル（６３３Ｐａ）〜約５．２５トル（７００Ｐａ）の範囲の圧力において析出される；
●窒化ケイ素フィルムが、プラズマを使用することなく析出される；
●窒化ケイ素フィルムが、約０．３Å（０．０３ｎｍ）〜約２Å（０．２ｎｍ）の範囲のサイクルあたりの成長を有する；
●ケイ素含有フィルムが約１Å（０．１ｎｍ）〜約２Å（０．２ｎｍ）の範囲のサイクルあたりの成長を有する；
●窒化ケイ素フィルムが、約１．７〜約２．２の範囲の屈折率を有する；
●窒化ケイ素フィルムが、約１．８〜約２．１の範囲の屈折率を有する；
●窒化ケイ素フィルムが、約２．０〜約２．１の範囲の屈折率を有する；
●反応器中に、アミン、アルキルアミノシランまたはジシラザンを導入することをさらに含んでなる；
●アミンがアンモニアである；
●アルキルアミノシランが、ビス（ジエチルアミノ）シランである；
●アルキルアミノシランが、トリス（ジメチルアミノ）シランである；
●ジシラザンが、ヘキサメチルジシラザンである；
●ケイ素含有フィルムが、炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムである；
●炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムが、約５原子％〜約４０原子％の炭素濃度を有する；
●炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムが、約２０原子％〜約６０原子％の窒素濃度を有する；
●炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムが、約０原子％〜約５原子％の酸素濃度を有する；
●プロセスが、プラズマ強化原子層析出（ＰＥＡＬＤ）プロセスである；
●反応器中に窒素含有反応物を導入することをさらに含んでなる；
●窒素含有反応物が、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、Ｎ（ＳｉＨ３）３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２Ｈ、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）３、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）３、（ＳｉＭｅ３）２ＮＨ、（ＣＨ３）ＨＮＮＨ２、（ＣＨ３）２ＮＮＨ２、Ｎ２およびＨ２の混合物、その窒素含有ラジカル種、ならびにその混合物である；
●窒素含有反応物が、ＮＨ３、Ｎ２、Ｎ２およびＨ２の混合物、ならびにその混合物である；
●Ｎ２およびＨ２の混合物が、約０％ｖ／ｖ〜約７０％ｖ／ｖのＨ２を含有する；
●Ｎ２およびＨ２の混合物が、約５０％ｖ／ｖのＨ２を含有する；
●ケイ素含有フィルムが、炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムである；
●ＰＥＡＬＤプロセスが、約１００℃〜約３５０℃の範囲の温度において、炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムを析出する；
●炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムが、約１．６〜約２．１の範囲の屈折率を有する；
●炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムが、約１原子％〜約１５原子％の範囲の炭素濃度を有する；
●ケイ素含有フィルムが、非晶質または多結晶質ケイ素フィルムである；
●非晶質または多結晶質ケイ素フィルムが、約５５０℃〜約８００℃の範囲の温度において析出される；
●非晶質または多結晶質ケイ素フィルムが、約０．１トル（１３Ｐａ）〜約１００トル（１３，３３２Ｐａ）の範囲の圧力において析出される；
●反応器中に不活性気体を導入することをさらに含んでなる；
●反応器中に還元気体を導入することをさらに含んでなる；
●ケイ素フィルムが、約０原子％〜約５原子％の炭素を含有する；
●ケイ素フィルムが、約０原子％〜約１原子％の窒素を含有する；
●ケイ素フィルムが、約０原子％〜約１原子％の塩素を含有する；
●ケイ素フィルムが、非晶質ケイ素フィルムである；
●ケイ素フィルムが、多結晶質ケイ素フィルムである；
●基体が、約１：１０〜約１：１００の範囲のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを含んでなる；
●基体が、約１：１０〜約１：４０の範囲のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを含んでなる；あるいは
●ケイ素フィルムが、約８０％〜約１００％の範囲のホールまたはトレンチの段差被覆を得る。
【０００７】
また、基体上での炭化ケイ素フィルムの蒸着プロセスが開示される。ケイ素含有フィルム形成組成物含有の蒸気は、基体を含有する反応器中に導入される。ケイ素含有フィルム形成組成物は、ハロゲン化ケイ素を含んでなる。ハロゲン化ケイ素物の少なくとも一部を基体上に析出させ、炭化ケイ素フィルムを形成する。アルキル置換金属またはメタロイドが反応器に導入される。アルキル置換金属またはメタロイドの少なくとも一部を基体上に析出させ、炭化ケイ素フィルムを形成する。開示されたプロセスは、次の態様の１つまたはそれ以上をさらに含み得る。
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約９９％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗのハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約９５％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗのハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０％ｗ／ｗ〜約５％ｗ／ｗの不純物を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約２．０％ｗ／ｗの不純物を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０．０％ｗ／ｗ〜約１．０％ｗ／ｗの不純物を含んでなる；
●不純物が、六置換ジシラン；アルキルアミン；ジアルキルアミン；アルキルイミン；ヨードシラン；アミノシラン；ヨウ化リチウム，ナトリウム，またはカリウム；ヨウ素；ＴＨＦ；エーテル；ペンタン；シクロヘキサン；ヘプタン；ベンゼン；トルエン；ハロゲン化金属化合物を含む；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０ｐｐｂｗ〜約１ｐｐｍｗの金属不純物を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、約０ｐｐｂｗ〜約５００ｐｐｂｗの金属不純物を含んでなる；
●ハロゲン化ケイ素が、少なくとも１つのハロゲン原子を含有する；
●ハロゲン化ケイ素が、少なくとも１つのケイ素−ハロゲン結合を含有する；
●ハロゲン化ケイ素が、式ＳｉＸ４（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＨまたはＲであり、かつＲは脂肪族基である）を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＣｌ３Ｈである；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＨ２Ｃｌ２である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＨ３Ｃｌである；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＩ２Ｈ２である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＨＭｅＩ２である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＭｅ２Ｉ２である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＨｘＣｌ３−ｘ（ＣＨ２Ｃｌ）（式中、ｘ＝０〜３である）である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＨ３（ＣＨ２Ｃｌ）である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＨ２Ｃｌ（ＣＨ２Ｃｌ）である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＨＣｌ２（ＣＨ２Ｃｌ）である；
●ハロゲン化ケイ素が、ＳｉＣｌ３（ＣＨ２Ｃｌ）である；
●ハロゲン化ケイ素が、式Ｓｉ２Ｘ６（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである）を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、ペンタクロロジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、ペンタブロモジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、ペンタヨードジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、ペンタフルオロジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、ヘキサクロロジシラン；
●ハロゲン化ケイ素が、ヘキサヨードジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、モノクロロジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、モノブロモジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、モノヨードジシランである；
●ハロゲン化ケイ素が、１，１−ジクロロジシラン［Ｃｌ２ＨＳｉ−ＳｉＨ３］である；
●ハロゲン化ケイ素が、ジブロモジシラン［Ｈ２ＢｒＳｉ−ＳｉＢｒＨ２］である；
●ハロゲン化ケイ素が、ジヨードジシラン［Ｈ２ＩＳｉ−ＳｉＩＨ２］である；
●ハロゲン化ケイ素が、ジクロロジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＣｌ２］である；
●ハロゲン化ケイ素が、ジブロモジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＢｒ２］である；
●ハロゲン化ケイ素が、ジヨードジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＩ２］である；
●ハロゲン化ケイ素が、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＸ３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである）を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、ビス（ジクロロシリル）メタン［（ＳｉＣｌＨ２）２ＣＨ２］である；
●ハロゲン化ケイ素が、モノクロロトリシラペンタン［Ｈ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＨ２Ｃｌ］である；
●ハロゲン化ケイ素が、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＳｉＸ３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである）を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＸ２−ＣＨ２−ＳｉＸ３（式中、各Ｘは、独立して、ＣｌまたはＨであるが、ただし少なくとも１つの末端ＸはＣｌである）を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、式Ｃｌ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＣｌ２−ＣＨ２−ＳｉＣｌ３を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、式Ｈ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＨ２−ＣＨ２−ＳｉＣｌＨ２を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、式（−ＳｉＸ２−ＣＨ２−）３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、式（−ＳｉＨＸ−ＣＨ２−）３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）を有する；
●ハロゲン化ケイ素が、オクタクロロトリシラン（ＯＣＴＳ）である；
●ハロゲン化ケイ素が、デカクロロテトラシラン（Ｓｉ４Ｃｌ１０）である；
●ハロゲン化ケイ素が、ドデカクロロペンタシラン（ＤＣＰＳまたはＳｉ５Ｃｌ１２）である；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、式ＡｌＲ３（式中、各Ｒは、独立して、Ｈ、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕまたはＲ２であるが、ただしＲ３＝Ｈ３である場合、分子は、アミンまたはボロヒドリドによって付加されてもよい）を有する；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、トリエチルアルミニウムである；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、トリメチルアルミニウムである；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、ＡｌＨ３・ＮＨ３である；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、式ＢＲ３（式中、各Ｒは、独立して、アルキルまたはアリル基である）を有する；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、トリエチルホウ素である；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、トリメチルホウ素である；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、式ＡｌＣｌＲ２（式中、各Ｒは、独立して、Ｈ、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕまたはｉＢｕあるいはＮＲ２である）を有する；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、式ＢＸＲ２（式中、Ｘは、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、かつ各Ｒは、独立して、アルキルまたはアリル基である）を有する；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、式ＺｎＲ２（式中、各Ｒは、独立して、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕまたはｉＢｕである）を有する；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、式ＧａＲ３（式中、各Ｒは、独立して、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕまたはＮＲ２である）を有する；
●アルキル置換金属またはメタロイドが、トリメチルガリウムである；ならびに
●アルキル置換金属またはメタロイドが、式ＩｎＲ３（式中、各Ｒは、独立して、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕまたはＮＲ２である）を有する。
【０００８】
入口導管および出口導管を有するキャニスターを含んでなり、かつ上記で開示されたいずれかのＳｉ含有フィルム形成組成物を含有する、Ｓｉ含有フィルム形成組成物デリバリーデバイスも開示される。開示されたデバイスは、次の態様の１つまたはそれ以上を有してもよい：
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物は、１０ｐｐｍｗ未満の金属汚染物全濃度を有し；
●入口導管端部の端部は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物の表面上に配置され、かつ出口導管の端部は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物の表面下に配置され；
●入口導管端部の端部はＳｉ含有フィルム形成組成物の表面下に配置され、かつ出口導管の端部は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物上に配置され；
●入口および出口上にダイアフラムバルブをさらに含んでなり；
●キャニスターの内面上に１層またはそれ以上のバリア層をさらに含んでなり；
●キャニスターの内面上に１〜４層のバリア層をさらに含んでなり；
●キャニスターの内面上に１層または２層のバリア層をさらに含んでなり；
●各バリア層が、酸化ケイ素層、窒化ケイ素層、酸窒化ケイ素層、炭窒化ケイ素、酸炭窒化ケイ素層またはその組合せを含んでなり；
●各バリア層が、５〜１０００ｎｍの厚さであり；
●各バリア層が、５０〜５００ｎｍの厚さであり；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタクロロジシラン（ＰＣＤＳまたはＳｉ２ＨＣｌ５）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタヨードジシラン（Ｓｉ２ＨＩ５）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタブロモジシラン（Ｓｉ２ＨＢｒ５）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタフルオロジシラン（Ｓｉ２ＨＦ５）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン［Ｓｉ２Ｈ（ＮＭｅ２）５］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＣｌ３Ｈを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＨ２Ｃｌ２を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＨ３Ｃｌを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＩ２Ｈ２を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＨＭｅＩ２を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＭｅ２Ｉ２を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＨｘＣｌ３−ｘ（ＣＨ２Ｃｌ）（式中、Ｘ＝０〜３である）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＨ３（ＣＨ２Ｃｌ）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＨ２Ｃｌ（ＣＨ２Ｃｌ）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＨＣｌ２（ＣＨ２Ｃｌ）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ＳｉＣｌ３（ＣＨ２Ｃｌ）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式Ｓｉ２Ｘ６（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである）を有するハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタクロロジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタブロモジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタヨードジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ペンタフルオロジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ヘキサクロロジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ヘキサヨードジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、モノクロロジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、モノブロモジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、モノヨードジシランを含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、１，１−ジクロロジシラン［Ｃｌ２ＨＳｉ−ＳｉＨ３］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ジブロモジシラン［Ｈ２ＢｒＳｉ−ＳｉＢｒＨ２］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ジヨードジシラン［Ｈ２ＩＳｉ−ＳｉＩＨ２］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ジクロロジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＣｌ２］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ジブロモジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＢｒ２］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ジヨードジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＩ２］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＸ３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである）を有するハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ビス（ジクロロシリル）メタン［（ＳｉＣｌＨ２）２ＣＨ２］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、モノクロロトリシラペンタン［Ｈ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＨ２Ｃｌ］を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＳｉＸ３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである）を有するハロゲン化物を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＸ２−ＣＨ２−ＳｉＸ３（式中、各Ｘは、独立して、ＣｌまたはＨであるが、ただし少なくとも１つの末端Ｘは、Ｃｌを含んでなる）を有するハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式Ｃｌ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＣｌ２−ＣＨ２−ＳｉＣｌ３を有するハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式Ｈ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＨ２−ＣＨ２−ＳｉＣｌＨ２を有するハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式（−ＳｉＸ２−ＣＨ２−）３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）を有するハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、式（−ＳｉＨＸ−ＣＨ２−）３（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである）を有するハロゲン化ケイ素を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、オクタクロロトリシラン（ＯＣＴＳ）を含んでなる；
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、デカクロロテトラシラン（Ｓｉ４Ｃｌ１０）を含んでなる；ならびに
●Ｓｉ含有フィルム形成組成物が、ドデカクロロペンタシラン（ＤＣＰＳまたはＳｉ５Ｃｌ１２）を含んでなる。
【０００９】
表記法および命名法
特定の略語、記号および用語は、次の明細および請求項全体で使用され、かつ次のものを含む。
【００１０】
本明細書で使用される場合、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、１またはそれ以上を意味する。
【００１１】
本明細書で使用される場合、「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」または「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、明記された値の±１０％を意味する。
【００１２】
本明細書で使用される場合、「独立して」という用語は、Ｒ基を記載する関連で使用される場合、対象Ｒ基が、同一または異なる下付き文字または上付き文字を有する他のＲ基と比較して独立して選択されないのみならず、その同一Ｒ基のいずれの追加的種と比較しても独立して選択されることを示すと理解されるべきである。例えば、ｘが２または３である式ＭＲ１ｘ（ＮＲ２Ｒ３）（４−ｘ）において、２つまたは３つのＲ１基は、互いに、またはＲ２もしくはＲ３と同一であってもよいが、同一である必要はない。さらに、他に特記されない限り、異なる式において使用される場合、Ｒ基の値は、互いに独立していることは理解されるべきである。
【００１３】
本明細書で使用される場合、「アルキル基」という用語は、炭素および水素原子のみを含有する飽和官能基を意味する。さらに、「アルキル基」という用語は、直鎖、分枝鎖または環式アルキル基を意味する。直鎖アルキル基の例としては、限定されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが含まれる。分岐鎖アルキル基の例としては、限定されないが、ｔ−ブチルが含まれる。環式アルキル基の例としては、限定されないが、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが含まれる。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「Ｍｅ」という略語は、メチル基を意味し；「Ｅｔ」という略語は、エチル基を意味し；「Ｐｒ」という略語は、プロピル基を意味し；「ｉＰｒ」という略語は、イソプロプル基を意味し；「Ｂｕ」という略語は、ブチル基を意味し；「ｔＢｕ」という略語は、ｔｅｒｔ−ブチル基を意味し；かつ「ｓＢｕ」という略語は、ｓｅｃ−ブチル基を意味する。
【００１５】
酸化ケイ素または窒化ケイ素などの析出されたフィルムまたは層が、それらの適切な化学量論（すなわち、ＳｉＯ２、ＳｉＯ３、Ｓｉ３Ｎ４）を参照せずに、明細書および請求項全体で列挙され得ることを留意されたい。層は、かつｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏおよびｐが、包括的に１〜６の範囲である、純粋（Ｓｉ）層、炭化物（ＳｉｏＣｐ）層、窒化物（ＳｉｋＮｌ）層、酸化物（ＳｉｎＯｍ）層またその混合物を含み得る。例えば、酸化ケイ素はＳｉｎＯｍであり、ｎが０．５〜１．５の範囲であり、ｍが１．５〜３．５の範囲である。より好ましくは、酸化ケイ素層は、ＳｉＯ２またはＳｉＯ３である。酸化ケイ素層は、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．によるＢｌａｃｋ  Ｄｉａｍｏｎｄ  ＩＩまたはＩＩＩ材料などの有機ベースまたは酸化ケイ素ベースの低ｋ誘電体材料などの酸化ケイ素ベースの誘電体材料であってもよい。代わりに、いずれの参照されたケイ素含有層も、純粋なケイ素であってもよい。いずれのケイ素含有層も、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ａｓおよび／またはＧｅなどのドーパントを含んでもよい。
【００１６】
本明細書に記載されるいずれかの、および全ての範囲は、「包括的」という用語が使用されているかどうかに関係なく、それらの終点を含む（すなわち、ｘ＝１〜４またはｘは１〜４の範囲であるとは、ｘ＝１、ｘ＝４およびｘ＝その間のいずれの数も含む）。
【００１７】
本明細書中、元素の周期表からの元素の標準的な略語が使用される。元素はこれらの略語によって示されてもよいことは理解されるべきである（例えば、Ｍｎはマンガンを意味し、Ｓｉはケイ素を意味し、Ｃは炭素を意味する、など）。
【００１８】
本発明の性質および目的をさらに理解するために、添付の図面と一緒に、以下の詳細な説明が参照されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本明細書に開示されるＳｉ含有フィルム形成組成物デリバリーデバイスの一実施形態の側面図である。
【図２】本明細書に開示されるＳｉ含有フィルム形成組成物デリバリーデバイスの第２の実施形態の側面図である。
【図３】実施例１０以外の全ての実施例の試験のために使用される蒸着装置の概略図である。
【図４ａ−４ｄ】図４ａは、約４００℃におけるＰＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのエックス線光電子分光（ＸＰＳ）深さ分布である。図４ｂは、約５００℃におけるＰＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのＸＰＳ深さ分布である。図４ｃは、約６００℃におけるＰＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのＸＰＳ深さ分布である。図４ｄは、約７００℃におけるＰＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのＸＰＳ深さ分布である。
【図５ａ−５ｄ】図５ａは、約４００℃におけるＨＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのＸＰＳ深さ分布である。図５ｂは、約５００℃におけるＨＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのＸＰＳ深さ分布である。図５ｃは、約６００℃におけるＨＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのＸＰＳ深さ分布である。図５ｄは、約７００℃におけるＨＣＤＳの熱分解から得られるＳｉフィルムのＸＰＳ深さ分布である。
【図６】約５００℃〜約７００℃の範囲の温度に対するＰＣＤＳ（円形）またはＨＣＤＳ（三角形）およびオゾンを使用して析出されたＳｉＯ２フィルムのオングストローム／サイクルの平均ＡＬＤ析出レートのグラフである。
【図７】秒でのＰＣＤＳパルス持続時間に対する約６０℃（正方形）または約５５０℃（ひし形）におけるＰＣＤＳおよびオゾンを使用するＳｉＯ２フィルムのオングストローム／サイクルの平均ＡＬＤ成長のグラフである。
【図８ａ−８ｄ】図８ａは、約５００℃におけるＳｉ基体上でのＰＣＤＳおよびオゾンを使用するＡＬＤ析出から得られるＳｉＯ２フィルムのＸＰＳ深さ分布である。図８ｂは、約６００℃におけるＳｉ基体上でのＰＣＤＳおよびオゾンを使用するＡＬＤ析出から得られるＳｉＯ２フィルムのＸＰＳ深さ分布である。図８ｃは、約６５０℃におけるＳｉ基体上でのＰＣＤＳおよびオゾンを使用するＡＬＤ析出から得られるＳｉＯ２フィルムのＸＰＳ深さ分布である。図８ｄは、約７００℃におけるＳｉ基体上でのＰＣＤＳおよびオゾンを使用するＡＬＤ析出から得られるＳｉＯ２フィルムのＸＰＳ深さ分布である。
【図９】約６００℃におけるＰＣＤＳおよびオゾンを使用する３５０ＡＬＤサイクルによる、４０：１のアスペクト比を有するディープホールパターンウエハ上で析出されたＳｉＯ２フィルムの段差被覆を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図９ａ−９ｃ】図９ａは、図９の構造の上部のＳｉＯ２段差被覆を示す拡大ＳＥＭ写真である。図９ｂは、図９の構造の中央部のＳｉＯ２段差被覆を示す拡大ＳＥＭ写真である。図９ｃは、図９の構造の底部のＳｉＯ２段差被覆を示す拡大ＳＥＭ写真である。
【図１０】約５０℃〜約１００℃の範囲の温度に対するＰＣＤＳ、ウエハおよびトリエチルアミン（ＴＥＡ）を使用して析出されたＳｉＯ２フィルムのオングストローム／サイクルの平均ＡＬＤ析出レート（ひし形）および屈折率（正方形）のグラフである。
【図１１】ＰＣＤＳ、ウエハおよびＴＥＡを使用するＡＬＤ析出から得られる酸化ケイ素フィルムのＸＰＳ深さ分布である。
【図１２】約４５０℃〜約６００℃の範囲の温度に対するＰＣＤＳ（円形）およびＨＣＤＳ（正方形）およびＮＨ３を使用して析出されたＳｉＮフィルムのオングストローム／サイクルの平均ＣＶＤ析出レート（白抜き）および屈折率（黒塗り）のグラフである。
【図１３】約３５０℃〜約６００℃の範囲の温度に対するＰＣＤＳ（円形）、ＨＣＤＳ（正方形）およびオクタクロロトリシラン（三角形）およびＮＨ３を使用して析出されたＳｉＮフィルムのオングストローム／サイクルの平均ＡＬＤ析出レート（白抜き）および屈折率（黒塗り）のグラフである。
【図１４】ＰＣＤＳおよびＮＨ３を使用して、６００℃において析出されたＳｉＮフィルムのＸＰＳ深さ分布である。
【図１５】約４００℃におけるＰＣＤＳおよびトリメチルアルミニウムを使用するＡＬＤ析出から得られるＳｉＣフィルムのＸＰＳ深さ分布である。
【図１６】Ｓｉ供給源としてＰＣＤＳ（正方形）またはＨＣＤＳ（三角形）および炭素供給源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を使用するＡＬＤによって析出されたＳｉＣフィルムの測定位置に対するフィルムの厚さおよび屈折率を示すグラフである。
【図１７】実施例１０で使用されるプラズマ蒸着装置の概略図である。
【図１８】２７５℃におけるペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランおよびＮ２プラズマを使用するＡＬＤ析出から得られるＳｉ（Ｃ）ＮフィルムのＸＰＳ深さ分布である。
【図１９】秒での曝露時間に対するペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランおよびＮ２プラズマを使用して析出されたＳｉ（Ｃ）Ｎフィルムのオングストローム／サイクルの平均ＡＬＤ析出レート（正方形）および屈折率（円形）のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
基体上でのケイ素含有フィルムの析出プロセスが開示される。ケイ素含有フィルム形成組成物の蒸気は、基体を含有する反応器中に導入される。ケイ素含有フィルム形成組成物は、五置換ジシラン前駆体を含んでなる。五置換ジシラン前駆体の少なくとも一部を基体上に析出させ、ケイ素含有フィルムを形成する。
【００２１】
五置換ジシラン前駆体は、ペンタクロロジシラン（ＰＣＤＳまたはＳｉ２ＨＣｌ５）、ペンタフルオロジシラン（Ｓｉ２ＨＦ５）、ペンタブロモジシラン（Ｓｉ２ＨＢｒ５）あるいはペンタヨードジシラン（Ｓｉ２ＨＩ５）であり得る。
【００２２】
ペンタクロロジシランは現在商業的に入手可能ではない。しかしながら、ペンタクロロジシランの製造方法は当該技術において知られている。１つの好ましい方法は、参照によってその全内容が本明細書に組み込まれる、２０１４年９月２５日出願の特開２０１４−１９４７２３号公報に開示されている。より特に、ＰＣＤＳは、トリクロロシランの合成において製造されたクロロシラン副産物からの蒸留によって単離され得る。対応するペンタハロジシランは、同一方法で合成され得る。ペンタハロジシランは、約９５％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗ、好ましくは約９９％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗの範囲の純度まで、連続または分別バッチ蒸留によって精製され得る。当業者は、そのハロジシラン類似体からペンタヨードジシランを精製するために、蒸留塔が多数の理論段を必要とするであろうことを認識するであろう。
【００２３】
精製されたペンタハロジシラン中のヘキサハロジシランの濃度は、約０％ｗ／ｗ〜約５％ｗ／ｗ、好ましくは、約０％ｗ／ｗ〜約１％ｗ／ｗの範囲であり得る。精製されたペンタハロジシラン中のＯ２の濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、好ましくは、約０ｐｐｍｗ〜約４ｐｐｍｗ、より好ましくは、約０ｐｐｍｗ〜約１ｐｐｍｗの範囲であり得る。精製されたペンタハロジシランは、水を含有するべきではなく、０ｐｐｍｗであり、さもなければこの２種は反応するであろう。精製されたペンタハロジシラン中のＣｒの濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗの範囲であり得る。精製されたペンタハロジシラン中のＦｅの濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約１００ｐｐｍｗの範囲であり得る。精製されたペンタハロジシラン中のＮａの濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗの範囲であり得る。精製されたペンタハロジシラン中のＮｉの濃度は、約０ｐｐｍｗおよび約２５ｐｐｍｗの範囲であり得る。
【００２４】
あるいは、五置換ジシラン前駆体は、ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン［ＰＤＭＡＤＳ−Ｓｉ２Ｈ（ＮＭｅ２）５］であってもよい。ＰＤＭＡＤＳも現在商業的に入手可能ではない。しかしながら、それを合成する方法は、例えば、参照によってその全内容が本明細書に組み込まれる、Ｄｕｓｓａｒｒａｔへの国際公開第２００７／１１２７８０号パンフレットに開示されている。より特に、ペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランは、−３０℃〜５０℃の温度において有機溶媒中でヘキサクロロジシランを５倍より多いモルのジメチルアミン（Ｍｅ２ＮＨ）と反応させることによって製造される。ＰＤＭＡＤＳは、水素化リチウムアルミニウムまたは水素化ホウ素ナトリウムを使用して、ペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランの還元によって形成される。
【００２５】
ＰＤＭＡＤＳは、約９５％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗ、好ましくは約９９％ｗ／ｗ〜約１００％ｗ／ｗの範囲の純度まで、連続または分別バッチ蒸留によって精製され得る。当業者は、そのアミノシラン類似体からＰＤＭＡＤＳを精製するために、蒸留塔が多数の理論段を必要とするであろうことを認識するであろう。
【００２６】
精製されたＰＤＭＡＤＳ中のヘキサ（ジメチルアミノ）ジシランの濃度は、約０％ｗ／ｗ〜約５％ｗ／ｗ、好ましくは、約０％ｗ／ｗ〜約１％ｗ／ｗの範囲であり得る。精製されたＰＤＭＡＤＳ中のＯ２の濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、好ましくは、約０ｐｐｍｗ〜約４ｐｐｍｗ、より好ましくは、約０ｐｐｍｗ〜約１ｐｐｍｗの範囲であり得る。ＰＤＭＡＤＳ中に水が含まれることは不可能であり（０ｐｐｍｗ）、さもなければこの２種は反応するであろう。精製されたＰＤＭＡＤＳ中のＣｒの濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗの範囲であり得る。精製されたＰＤＭＡＤＳ中のＦｅの濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約１００ｐｐｍｗの範囲であり得る。精製されたＰＤＭＡＤＳ中のＮａの濃度は、約０ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗの範囲であり得る。精製されたＰＤＭＡＤＳ中のＮｉの濃度は、約０ｐｐｍｗおよび約２５ｐｐｍｗの範囲であり得る。
【００２７】
次の実施例で例示されるように、出願人は、驚くべきことに、ケイ素含有フィルム析出プロセスに五置換ジシランフィルム形成前駆体を使用することによって、ＨＣＤＳまたはＳｉ２（ＮＨＭｅ）６などの類似の六置換ジシランによって析出されたフィルムと比較して、より速いＡＬＤ成長速度、および高純粋で有用なフィルムが析出される合理的なＡＬＤ温度窓がもたらされることを見出した。出願人は、全ての配位子が同一である場合、六置換ジシランの１つの配位子をＨで置換することにより、より反応性の分子が生じると考える（すなわち、Ｓｉ２Ｃｌ６→Ｓｉ２ＨＣｌ５またはＳｉ２（ＮＭｅ２）６→Ｓｉ２Ｈ（ＮＭｅ２）５）。五置換ジシランフィルム形成前駆体の反応性の増加は、それぞれ、ＨＣＤＳおよびＳｉ２（ＮＭｅ２）６の場合、塩素またはジメチルアミノ配位子のより大きい原子径と比較して、水素配位子のより小さい原子径に起因し得る。より小さな径の水素配位子は、より少ない立体障害をもたらし得、したがって、基体上に、または以前に形成された層上により高い物理的または化学的吸着をもたらし、それによって、より速い成長挙動をもたらし得る。また、水素配位子は、五置換ジシランフィルム形成前駆体を、ＨＣＤＳおよびＳｉ２（ＮＭｅ２）６より酸性にさせ得、それによって、より高い反応性をもたらし得る。また、反応性の増加は、対称分子から非対称分子への変化によってケイ素−ケイ素（Ｓｉ−Ｓｉ）結合をわずかに分極化する、Ｈによる六置換ジシランの１つの配位子の置換に起因し得る。
【００２８】
開示された基体上でのケイ素含有層を形成するためのプロセスは、半導体、光起電力、ＬＣＤ−ＴＦＴまたフラットパネル型デバイスの製造において有用であり得る。開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物は、当業者に既知のいずれかの析出方法を使用して、ケイ素含有フィルムを析出させるために使用されてよい。適切な析出方法の例としては、化学蒸着（ＣＶＤ）または原子層析出（ＡＬＤ）が含まれる。例示的なＣＶＤ法としては、熱ＣＶＤ、プラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、パルスＣＶＤ（ＰＣＶＤ）、減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、低大気圧ＣＶＤ（ＳＡＣＶＤ）または大気圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）、熱線ＣＶＤ（ＨＷＣＶＤ、熱線が析出プロセスのためにエネルギー源の役割を果たす、ｃａｔ−ＣＶＤとしても知られる）、ラジカル関与析出、超臨界流体析出およびそれらの組合せが含まれる。例示的なＡＬＤ法としては、熱ＡＬＤ、プラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、空間的単離ＡＬＤ、熱線ＡＬＤ（ＨＷＡＬＤ）およびその組合せが含まれる。析出方法は、適切な段差被覆およびフィルム厚制御を提供するために、好ましくは、ＡＬＤ、ＰＥ−ＡＬＤまたは空間的単離ＡＬＤである。
【００２９】
開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物は、五置換ジシラン前駆体のみを含んでなってもよい。あるいは、Ｓｉ含有フィルム形成組成物は、トルエン、キシレン、メシチレン、デカン、ドデカンまたは他の適切な炭化水素などの溶媒をさらに含んでなってもよい。開示された前駆体は、溶媒中で様々な濃度で存在し得る。
【００３０】
開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物は、チューブおよび／またはフローメーターなどの従来の手段によって、蒸気の形態で反応器に導入される。組成物の蒸気形態は、直接蒸発、蒸留などの従来的な蒸発ステップを通して、あるいはバブリングによって生成され得る。組成物は、それが反応器に導入される前に、それが蒸発される蒸発器（直接液体注入または「ＤＬＩ」）へと液体形態で供給されてもよい。あるいは、組成物は、組成物を含有する容器中にキャリア気体を通過させることによって、または組成物中にキャリア気体をバブリングすることによって蒸発されてもよい。キャリア気体としては、限定されないが、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２およびその混合物が挙げられてよい。キャリア気体によるバブリングは、組成物に存在するいずれかの溶解酸素も除去し得る。次いで、キャリア気体および組成物は、蒸気として反応器に導入される。
【００３１】
必要であれば、開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物の容器は、組成物が十分な蒸気圧を有することを可能にする温度まで加熱されてもよい。容器は、例えば、約０℃〜約１５０℃度の範囲の温度で維持されてよい。当業者は、蒸発する組成物の量を制御するために、容器の温度は既知の方法で調整され得ることを認識する。
【００３２】
例えば、Ｓｉ含有フィルム形成組成物は、開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物デリバリーデバイスを使用して、反応器に導入されてよい。図１および２は、開示されたデリバリーデバイス１の２つの実施形態を示す。
【００３３】
図１は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物デリバリーデバイス１の一実施形態の側面図である。図１中、開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物１０は、２つの導管、入口導管３０および出口導管４０を有する容器２０内に含まれる。前駆体技術における当業者は、容器２０、入口導管３０および出口導管４０が、高温および高圧でもＳｉ含有フィルム形成組成物１０の気体形態の漏れを防ぐように製造されることを認識するであろう。
【００３４】
デリバリーデバイスは、密閉されるべきであり、かつ材料の放出を防ぐバルブが備えられるべきである。適切なバルブとしては、ばね懸架式または結合ダイアフラムバルブが含まれる。バルブは、制限フローオリフィス（ＲＦＯ）をさらに含んでなってもよい。デリバリーデバイスは、気体マニフォールドまたはエンクロージャに連結されていてもよい。気体マニフォールドは、いずれの材料の残留量も反応しないように、デリバリーデバイスが置き換えられるときに空気に暴露され得る配管の安全な排気およびパージングを可能にすべきである。エンクロージャは、材料放出の場合に燃焼を制御するセンサーおよび燃焼制御能力が備えられていてもよい。気体マニフォールドは、単離バルブ、減圧発生器も備えるべきであり、かつ最小限でパージ気体の導入を可能にするべきである。
【００３５】
デリバリーデバイスは、上記で開示された気体キャビネット、ビアバルブ３５および４５などの、半導体プロセスツールの他の構成要素に流体的に連結する。好ましくは、デリバリーデバイス２０、入口導管３０、バルブ３５、出口導管４０およびバルブ４５は、３１６Ｌ  ＥＰまたは３０４ステンレススチール製である。しかしながら、当業者は、本明細書中の教示において、他の非反応性材料も使用されてもよいこと、およびいずれの腐食性Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０も、ＨａｓｔｅｌｌｏｙまたはＩｎｃｏｎｅｌなどのより腐食耐性の材料の使用を必要とし得ることを認識するであろう。
【００３６】
図１中、入口導管３０の端部３１は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０の表面の上に位置し、それに対して、出口導管４０の端部４１は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０の表面の下に位置する。本実施形態において、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０は、好ましくは、液体形態である。限定されないが、窒素、アルゴン、ヘリウムおよびその混合物を含む不活性気体が入口導管３０に導入されてよい。液体Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０が出口導管４０を通って、そして（示されていない）半導体プロセスツールの構成要素に強制されるように、不活性気体がデリバリーデバイス２０を加圧する。半導体プロセスツールは、修復されるウエハが位置し、かつ処理が蒸気相で生じるチャンバーに蒸気を送達するために、ヘリウム、アルゴン、窒素またはその混合物などのキャリア気体の使用の有無にかかわらず、液体Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０を蒸気へと変換する蒸発器を含んでもよい。代わりに、液体Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０は、ジェットまたはエーロゾルとしてウエハ表面に直接送達されてもよい。
【００３７】
図２は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物デリバリーデバイス１の第２の実施形態の側面図である。図２中、入口導管３０の端部３１は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０の表面の下に位置し、それに対して、出口導管４０の端部４１は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０の表面の上に位置する。図２は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０の温度を増加させ得る任意の加熱エレメント２５も含む。本実施形態において、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０は、固体または液体形態であり得る。限定されないが、窒素、アルゴン、ヘリウムおよびその混合物を含む不活性気体が入口導管３０に導入される。Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０を通して不活性気体をバブリングし、そして不活性気体および蒸発したＳｉ含有フィルム形成組成物１０の混合物は、出口導管４０へ、そして半導体プロセスツールの構成要素へ運ばれる。
【００３８】
図１および２は、両方とも、バルブ３５および４５を含む。当業者は、バルブ３５および４５が、それぞれ、導管３０および４０を通して流動させるために、開または閉位置に配置され得ることを認識するであろう。図１および２中のいずれのデリバリーデバイス１、あるいは存在するいずれかの固体または液体の表面上で単一導管端部を有するより単純なデリバリーデバイスは、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０が蒸気形態にある場合、または固体／液体相上の十分な蒸気圧が存在する場合、使用されてよい。この場合、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０は、それぞれ、図１のバルブ３５または図２の４５を単に開放することによって、導管３０または４０を通して蒸気形態で送達される。デリバリーデバイス１は、例えば、任意の加熱エレメント２５の使用によって、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０が蒸気形態で送達されるために十分な蒸気圧を提供するために適切な温度に維持され得る。
【００３９】
図１および２は、Ｓｉ含有フィルム形成組成物デリバリーデバイス１の２つの実施形態を開示するが、当業者は、入口導管３０および出口導管４０は、本明細書の開示から逸脱することなく、Ｓｉ含有フィルム形成組成物１０の表面の上または下の両方に位置し得ることを認識するであろう。さらに、入口導管３０は、充てんポートであってもよい。最終的に、当業者は、開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物が、本明細書の教示から逸脱することなく、Ｊｕｒｃｉｋらへの国際公開第２００６／０５９１８７号パンフレットに開示されたアンプルなどの他のデリバリーデバイスを使用して半導体プロセスツールに送達されてもよいことを認識するであろう。
【００４０】
開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物の蒸気は、半導体、光起電力、ＬＣＤ−ＴＦＴ、フラットパネル型デバイス、耐火材料または航空部品の反応器に送達される。反応器は、限定されないが、パラレルプレート型反応器、冷壁型反応器、熱壁型反応器、シングルウエハ反応器、マルチウエハ（すなわち、バッチ式）反応器、または前駆体が反応して層を形成するために適切な他のそのような種類の析出システムなどの蒸着法が実行されるデバイスのいずれかのエンクロージャまたはチャンバーであってよい。これらの全ての例示的な反応チャンバーは、ＡＬＤおよび／またはＣＶＤ反応器として使用することができる。
【００４１】
一般に、反応器は、フィルムが析出されるであろう１つまたはそれ以上の基体を含有する。基体は、一般に、プロセスが実行される材料として定義される。基体は、半導体、光起電力、フラットパネルまたはＬＣＤ−ＴＦＴデバイス製造において使用されるいずれかの適切な基体であってよい。適切な基体の例としては、ケイ素、シリカ、ガラスまたはＧａＡｓウエハなどのウエハが含まれる。ウエハは、以前の製造ステップから析出された異なる材料の１つまたはそれ以上の層をその上に有していてもよい。例えば、ウエハは、窒化ケイ素層、酸窒化ケイ素層、炭素ドープされた酸化ケイ素（ＳｉＣＯＨ）層またはその組合せを含んでよい。さらに、ウエハとしては、銅層、タングステン層または貴金属層（例えば、白金、パラジウム、ロジウムまたは金）を含んでもよい。ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）［ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ］などのプラスチック層も使用されてよい。この層は、平面であってもよく、またはパターン化されていてもよい。層は、その中に形成されるホールまたはトレンチが得られるプロセスを受けてもよい。ホールおよびトレンチは、１０：１〜１００：１の範囲のアスペクト比を有し得る。開示されたプロセスは、ウエハ上に直接、（パターン化された層が基体を形成する場合）ウエハの上部の層の１つまたはそれ以上の層上に直接、そして／またはホールおよびトレンチ中にケイ素含有層を析出させ得る。明細書および請求の範囲を通して、ウエハおよびその上のいずれの関連層も基体と呼ばれる。例えば、Ｃｕフィルムは、ＳｉＣ層上に析出されてよい。次のプロセスにおいて、ＳｉＣ層がＣｕ層上に析出されて、配線工程（ｂａｃｋ  ｅｎｄ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｌｉｎｅ）（ＢＥＯＬ）においてダマスク構造に使用されるＳｉＣ／Ｃｕ／ＳｉＣ積層体が形成され得る。
【００４２】
反応器内の温度および圧力は、蒸着に適切な条件において保持される。換言すれば、蒸発した組成物をチャンバーに導入した後、チャンバー内の条件は、五置換ジシラン前駆体の少なくとも一部が基体上に析出され、ケイ素含有層が形成されるようなものである。例えば、反応器中の圧力は、析出パラメータあたりに必要とされる、約１Ｐａ〜約１０５Ｐａ、より好ましくは、約２５Ｐａ〜約１０３Ｐａに維持され得る。同様に、反応器中の温度は、約１００℃〜約８００℃に維持され得る。当業者は、「五置換ジシラン前駆体の少なくとも一部が析出する」とは、前駆体のいくつか、または全てが基体と反応するか、あるいは基体に接着することを意味することを認識するであろう。
【００４３】
反応器の温度は、基体ホルダーの温度を制御するか、または反応器壁部の温度を制御することによって制御され得る。基体を加熱するために使用されるデバイスは、当該技術において既知である。反応器壁部は、十分な成長速度で、そして望ましい物理的状態および組成の望ましいフィルムを得るために十分な温度まで加熱される。反応器壁部が加熱され得る非限定的な例示的温度範囲には、約室温（２０℃）〜約８００℃が含まれる。プラズマ析出プロセスが利用される場合、析出温度は、約室温（２０℃）〜約４００℃の範囲であってよい。代わりに、オゾンが反応物として使用される場合、析出温度は、約１００℃〜約４００℃の範囲であってよい。別の選択肢において、熱プロセスが実行される場合、析出温度は、約４５０℃〜約８００℃の範囲であってよい。
【００４４】
開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物に加えて、反応物も反応器に導入されてよい。反応物は、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２の１種などの酸素含有気体；Ｏ・またはＯＨ・、ＮＯ、ＮＯ２などの酸素含有ラジカル；カルボン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸；およびその混合物であり得る。典型的に、酸素含有気体は、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ・またはＯＨ・などのその酸素含有ラジカル、ならびにその混合物からなる群から選択される。より典型的には、酸素含有気体は、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ２プラズマ、またはその組合わせである。好ましくは、酸素含有気体は、酸素およびオゾンの混合物である。この混合物は、好ましくは、少なくとも５％ｖ／ｖのオゾンおよびより好ましくは、７．２％ｖ／ｖのオゾンを含有する。
【００４５】
反応物は、反応物をその酸素含有ラジカル型に分解するために、プラズマによって処理されてもよい。例えば、プラズマは、約５０Ｗ〜約５００Ｗ、好ましくは、約１００Ｗ〜約２００Ｗのパワーで発生され得る。プラズマは、発生され得るか、またそれ自体、反応器内で存在し得る。代わりに、プラズマは、一般に、反応器から取り外された位置、例えば遠位プラズマシステムに存在し得る。当業者は、そのようなプラズマ処理に適切な方法および装置を認識するであろう。
【００４６】
例えば、反応物は、反応チャンバーでプラズマ処理された反応物を製造するために、反応チャンバー中でプラズマを発生する直接プラズマ反応器中に導入されてもよい。例示的な直接プラズマ反応器には、Ｔｒｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製のＴｉｔａｎ（商標）ＰＥＣＶＤ  Ｓｙｓｔｅｍが含まれる。プラズマ処理の前に反応物が導入され、そして反応チャンバーに保持されてもよい。代わりに、プラズマ処理は、反応物の導入と同時に生じてもよい。その場プラズマは、典型的に、シャワーヘッドおよび基体ホルダーの間に発生する、１３．５６ＭＨｚ  ＲＦ誘導結合プラズマである。基体またはシャワーヘッドは、陽イオン衝撃が生じるかどうかに依存して、電源電極であり得る。その場プラズマ発生器中の典型的に適用されたパワーは、約３０Ｗ〜約１０００Ｗである。好ましくは、開示された方法において、約３０Ｗ〜約６００Ｗまでのパワーが使用される。より好ましくは、パワーは、約１００Ｗ〜約５００Ｗの範囲である。その場プラズマを使用する反応物の非会合は、同一パワーインプットに関して遠隔プラズマ供給源を使用して達成されるより典型的に低く、したがって、プラズマによって容易に損傷を与えられる基体上のＳｉ含有フィルムの析出に有益であり得る遠隔プラズマシステムほど反応物非会合において効率的ではない。
【００４７】
代わりに、プラズマ処理された反応物は、反応チャンバーの外部で製造され得る。ＭＫＳ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＡＳＴＲＯＮｉ（登録商標）反応性気体発生器は、反応チャンバー中の通過の前に反応物を処理するために使用されてよい。２．４５ＧＨｚ、７ｋＷプラズマパワーおよび約３トル〜約１０トルの範囲の圧力で操作される場合、反応物Ｏ２は、２つのＯ・ラジカルへと分解され得る。好ましくは、約１ｋＷ〜約１０ｋＷの範囲、より好ましくは、約２．５ｋＷ〜約７．５ｋＷの範囲のパワーを用いて遠隔プラズマが発生され得る。
【００４８】
得られる酸化ケイ素フィルムは、コンデンサおよび絶縁層として使用され得る。
【００４９】
酸化ケイ素は、ＡＬＤまたはＣＶＤプロセスにおいてペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランおよび酸素含有気体を使用して析出されてもよい。このプロセスは、オゾン反応物を使用する場合、約１００℃〜約４００℃の範囲の温度における熱ＡＬＤプロセスであってよい。代わりに、このプロセスは、約室温〜４００℃の範囲の温度におけるプラズマ強化ＡＬＤプロセスであってよい。ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン前駆体を使用する酸化ケイ素フィルムのＡＬＤ析出は、約１オングストローム／サイクル程度の析出レートを生じることが予想される。ほとんどのアルキルアミノモノシランは、典型的に約０．５オングストローム／サイクルより低い析出レートを示す。
【００５０】
実施例において例示されるように、酸化ケイ素は、ＡＬＤまたはＣＶＤプロセスにおいてペンタクロロジシランおよび酸素含有気体を使用して、高温で析出されてもよい。圧力は、約０．７５トル〜約１．２５トルの範囲であってよい。温度は、約５００℃〜約８００℃、好ましくは、約５００℃〜約６００℃の範囲であり得る。高温酸化ケイ素フィルム析出は、高密度、低いウェットエッチレートおよび低い汚染物質レベル、例えば、１０９〜１０１７原子／ｃｍ３の範囲の金属不純物を有するフィルムを製造するために重要である。ペンタクロロジシラン前駆体およびオゾン／酸素混合物を使用する酸化ケイ素フィルムのＡＬＤ析出は、約０．４オングストローム／サイクル〜約１．５オングストローム／サイクルの範囲の析出レートを生じることが予想される。実際に、実施例２〜５に示すように、ペンタクロロジシランおよび約７．２％ｖ／ｖのオゾン／酸素混合物を使用するＡＬＤ析出は、約０．７５オングストローム／サイクル〜約１オングストローム／サイクルの範囲の析出レートにおいて、約５５０℃〜約６５０℃の範囲の温度において、自己制限成長を示した。結果として生じるフィルムは、窒素または塩素汚染がわずかであるか、または汚染がなかった。結果として生じる酸化ケイ素フィルムは、好ましくは、約０原子％〜約１原子％の窒素を含有する。結果として生じる酸化ケイ素フィルムは、また、約０原子％〜約１原子％の塩素を含有する。出願人は、プロセス条件の最適化によって、約１０：１〜約１００：１の範囲のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを有する基体上での約８０％〜約１００％の段差被覆を有する酸化ケイ素フィルムの析出を生じるであろうと考える。
【００５１】
あるいは、反応物は、Ｈ２、Ｈ２ＣＯ、ＮＨ３、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、（ＣＨ３）２ＳｉＨ２、（Ｃ２Ｈ５）２ＳｉＨ２、（ＣＨ３）ＳｉＨ３、（Ｃ２Ｈ５）ＳｉＨ３、フェニルシラン、Ｎ２Ｈ４、Ｎ（ＳｉＨ３）３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２Ｈ、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）３、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）３、（ＳｉＭｅ３）２ＮＨ、（ＣＨ３）ＨＮＮＨ２、（ＣＨ３）２ＮＮＨ２、フェニルヒドラジン、Ｎ含有分子、Ｂ２Ｈ６、９−ボラビシクロ［３，３，１］ノナン、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、トリメチルアルミニウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、そのラジカル種およびその混合物の１つなどの還元気体であってもよい。好ましくは、還元気体は、Ｈ２、ＮＨ３、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、ＳｉＨ２Ｍｅ２、ＳｉＨ２Ｅｔ２、Ｎ（ＳｉＨ３）３、その水素ラジカルまたはその混合物である。当業者は、還元気体の使用が、非晶質ケイ素または多ケイ素（多結晶質ケイ素としても知られる）などの元素ケイ素フィルムの析出のために好ましいことを認識するであろう。
【００５２】
例えば、実施例１で例示されるように、約５５０℃〜約８００℃の範囲の温度および約０．１トル〜約１００トルの範囲の圧力に設定された反応器中にＳｉ２Ｃｌ５Ｈの蒸気を導入することによって、基体上にケイ素フィルムが析出され得る。Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅなどの不活性気体も反応器に導入されてよい。上記で開示された還元気体のいずれも、好ましくは、Ｈ２も反応器に導入されてよい。結果として生じるＳｉフィルムは、非晶質ケイ素または多ケイ素であり得る。出願人は、結果として生じるＳｉフィルムが、約０原子％〜５原子％のＣ；約０原子％〜１原子％のＮ；および約０原子％〜１原子％のＣｌを含有するであろうと考える。出願人は、さらに、プロセス条件の最適化によって、約１０：１〜約１００：１の範囲のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを有する基体上での約８０％〜約１００％の段差被覆を有するケイ素フィルムの析出を生じるであろうと考える。
【００５３】
別の選択肢において、反応物は、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、Ｎ（ＳｉＨ３）３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２Ｈ、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）３、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）３、（ＳｉＭｅ３）２ＮＨ、（ＣＨ３）ＨＮＮＨ２、（ＣＨ３）２ＮＮＨ２、その窒素含有ラジカル種およびその混合物の１つなどの窒素含有反応物であってもよい。当業者は、窒素含有気体の使用が、窒化ケイ素または炭窒化ケイ素フィルムの析出のために好ましいことを認識するであろう。
【００５４】
酸化気体反応物に関して上記で開示されるように、還元気体または窒素含有反応物も、反応物をそのラジカル型に分解するために、プラズマによって処理されてよい。プラズマで処理される場合、Ｎ２も還元気体として利用され得、かつ遠隔プラズマプロセスにおいては、Ｎ２およびＨ２のブレンドが使用されてもよい。プラズマは、上記においてさらに詳細に記載されたように、その場または遠位において発生し得る。
【００５５】
例えば、実施例において例示されるように、窒化ケイ素フィルムは、ＡＬＤまたはＣＶＤプロセスにおいてペンタクロロジシランおよびＮ含有気体を使用して、中間範囲温度において析出されてもよい。圧力は、約０．１トル〜約１００トル、好ましくは、約４．７５トル〜約５．２５トルの範囲であり得る。温度は、約３５０℃〜約６５０℃、好ましくは、約４５０℃〜約６５０℃、より好ましくは、約５５０℃〜約６００℃の範囲であり得る。下の基体が、損傷を受けることなく、より高いプロセス温度に耐えることが可能であり得ないため、この中間範囲温度は、窒化ケイ素析出プロセスに関して重要である。実際に、実施例８に示すように、ペンタクロロジシランおよびアンモニア反応物を使用する熱ＡＬＤ析出は、約０．３オングストローム／サイクル〜約２オングストローム／サイクル、好ましくは、約１オングストローム／サイクル〜約２オングストローム／サイクルの範囲の成長速度において、約１．７〜約２．２、好ましくは、約１．８〜約２．１、より好ましくは、約２．０〜約２．１の屈折率を有する窒化ケイ素フィルムを生じる。純粋な窒化ケイ素の屈折率は２．０である。酸素の取り込みまたは多孔性フィルムの析出は、屈折率を低下させ、そして過剰量のケイ素は、屈折率を増加させるであろう。実施例８および図１４に示すように、結果として生じるフィルムは、炭素をわずかに有したか、または全く有さず、かつ酸素および塩素汚染の痕跡量を有した。窒化ケイ素フィルムは、約０原子％〜約５原子％の炭素、好ましくは、約０原子％〜約２．５原子％の炭素；より好ましくは、約０原子％〜約１原子％の炭素を含有し得る。窒化ケイ素フィルムは、約０．１原子％〜約１原子％の酸素も含有し得る。最終的に、窒化ケイ素フィルムは、約０．１原子％〜約１原子％の塩素を含有し得る。出願人は、さらに、プロセス条件の最適化によって、約１０：１〜約１００：１の範囲のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを有する基体上での約８０％〜約１００％の段差被覆を有する窒化ケイ素フィルムの析出を生じるであろうと考える。
【００５６】
開示された五置換ジシランおよび窒素含有反応物を使用して製造された窒化ケイ素フィルムは、フィンダブルパターン化プロセスのスペーサーとして、デュアルＥｐｉサイドウォールのスペーサーとして、接触エッチストップ層として、またはＦｉｎＦＥＴにおける自己配列接触のためのキャッピング層として使用されてもよい。フィンダブルパターン化プロセスのスペーサーとして使用される場合、窒化ケイ素の成長速度は、パターンローディング効果を示さない（成長速度は、基体の平坦領域と比較して、密集特徴においてより低い）。デュアルＥｐｉサイドウォールのスペーサーとして、または接触エッチストップ層として使用される場合、窒化ケイ素フィルムは、低い誘電率（約３〜約６、好ましくは、約４．５〜約５．５）および低いＨＦウェットエッチレート（室温において１％ＨＦに関して０Ａｎｇ／秒〜１０Ａｎｇ／秒）を有する。
【００５７】
開示された五置換ジシランおよび窒素含有反応物を使用して製造された窒化ケイ素フィルムは、ドラム製造においても使用されてよい。より特に、窒化ケイ素層は、ドラムスペーサー、Ｂｕｒｉｅｄ  Ｗｏｒｄ  Ｌｉｎｅ（ＢＷＬ）窒化物キャップ、ビットラインスペーサーまたはコンデンサ用の低ｋエッチストップ層（ＥＳＬ）として使用され得る。
【００５８】
開示された五置換ジシランおよび窒素含有反応物を使用して製造された窒化ケイ素層は、３Ｄ  ＮＡＮＤ製造において窒化物トラップ層として使用されてもよい。窒化物トラップ層は、シームを有するべきではなく、かつ低い誘電率（約３〜約６、好ましくは、約４．５〜約５．５）を有するべきである。
【００５９】
開示された五置換ジシランおよび窒素含有反応物を使用して製造された窒化ケイ素層は、ＭＲＡＭ製造におけるカプセル化のために使用されてもよい。フィルムは、低温（約２００℃〜約５００℃、好ましくは、約２７５℃〜約３５０℃）において析出される必要があり、かつハロゲン化物を含んではならない（約０．１原子％〜約１原子％のハロゲン化物を含有する）。ＰＥＡＬＤは、特に、これらの用途に適している。
【００６０】
開示された五置換ジシランおよび窒素含有反応物を使用して製造された窒化ケイ素層は、先進的インタコネクト製造においてエアギャップラインとしても使用されてよい。エアギャップラインは、低温（約２００℃〜約５００℃、好ましくは、約２７５℃〜約３５０℃）において析出される必要があり、低い誘電率（約３〜約６、好ましくは、約４．５〜約５．５）を有し、低いウェットエッチレート（室温において１％ＨＦに関して０Ａｎｇ／秒〜１０Ａｎｇ／秒）を有し、かつハロゲン化物を含んではならない（約０．１原子％〜約１原子％のハロゲン化物を含有する）。
【００６１】
実施例１０に示されるように、炭素ドープされた窒化ケイ素も、低温プラズマ強化ＡＬＤプロセスにおいて、ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランなどの五置換ジシランおよび窒素含有反応物を使用して析出され得る。好ましくは、窒素含有反応物は、ＮＨ３、Ｎ２またはＮ２およびＨ２の組合せである。Ｎ２およびＨ２の組合せにおけるＨ２濃度は、約０％体積／体積〜約７０％体積／体積の範囲であり得る。例えば、Ｎ２：Ｈ２の比率は１：１であり得る。プロセス温度は、約１００℃〜約３５０℃の範囲であり得る。炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムにおける炭素濃度は、約１原子％〜約１５原子％の範囲であり得る。
【００６２】
別の選択肢において、反応物は、炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムを製造するために、アミン、アルキルアミノシランまたはジシラザンであってよい。例示的なアミンとしては、アンモニアが含まれる。例示的なアルキルアミノシランとしては、ビス（ジエチルアミノ）シランまたはトリス（ジメチルアミノ）シランが含まれる。例示的なジシラザンとしては、ヘキサメチルジシラザンが含まれる。炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムは、好ましくは、約２原子％〜約１５原子％の範囲の炭素濃度、約１０原子％〜約５０原子％の範囲の窒素濃度および約０原子％〜約５原子％の範囲の酸素濃度を有する。
【００６３】
別の選択肢において、反応物は、アルキル置換金属またはメタロイドであってもよい。アルキル置換金属またはメタロイドは、各Ｒが、独立して、Ｈ、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕまたはＮＲ２である、式ＡｌＲ３を有し得、Ｒ３＝Ｈ３である場合、分子は、アミンまたはホウ化水素で付加され得る。例えば、アルキル置換金属またはメタロイドは、トリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウムまたはＡｌＨ３・ＮＨ３である。あるいは、アルキル置換金属またはメタロイドは、各Ｒが、独立して、アルキルまたはアリル基である、式ＢＲ３を有し得る。例えば、アルキル置換金属またはメタロイドは、トリエチルホウ素またはトリメチルホウ素であり得る。あるいは、アルキル置換金属またはメタロイドは、各Ｒが、独立して、Ｈ、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕもしくはｉＢｕまたはＮＲ２である、式ＡｌＣｌＲ２を有し得る。別の選択肢において、アルキル置換金属またはメタロイドは、Ｘが、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、かつ各Ｒが、独立して、アルキルまたはアリル基である、式ＢＸＲ２を有し得る。さらに別の選択肢において、アルキル置換金属またはメタロイドは、各Ｒが、独立して、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕまたはｉＢｕである、式ＺｎＲ２を有する。別の選択肢において、アルキル置換金属またはメタロイドは、各Ｒが、独立して、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕまたはＮＲ２である、式ＧａＲ３を有する。例えば、アルキル置換金属またはメタロイドは、トリメチルガリウムである。さらに別の選択肢において、アルキル置換金属またはメタロイドは、各Ｒが、独立して、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕまたはＮＲ２である、式ＩｎＲ３を有する。
【００６４】
実施例９に示されるように、五置換ジシランおよびアルキル置換金属またはメタロイドは、ＡＬＤプロセスを使用する炭化ケイ素フィルムの析出のために使用されてもよい。しかしながら、開示された五置換ジシランに加えて、出願人は、ハロゲン化物が、揮発性ハロゲン化物を形成する金属またはメタロイドと反応するため、前駆体が少なくとも１種のハロゲン化物を含有することを条件として、いずれのハロゲン化ケイ素前駆体も、このプロセスにおいて有用であり得ると考える。
【００６５】
炭化ケイ素フィルムのＡＬＤ析出のために適切であり得る追加的なハロゲン化ケイ素としては、各Ｘが、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＨまたはＲであり、Ｒが脂肪族基である、式ＳｉＸ４を有する、ハロゲン化ケイ素が含まれる。例示的なハロゲン化ケイ素としては、ＳｉＣｌ３Ｈ、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨ３Ｃｌ、ＳｉＩ２Ｈ２、ＳｉＨＭｅＩ２またはＳｉＭｅ２Ｉ２が含まれる。別の選択肢において、ハロゲン化ケイ素は、各Ｘが、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである、式Ｓｉ２Ｘ６を有し得る。例示的なハロゲン化ケイ素としては、ペンタクロロジシラン、ヘキサクロロジシラン、ヘキサヨードジシラン、モノクロロジシラン、モノブロモジシラン、モノヨードジシラン、ジクロロジシラン［Ｈ２ＣｌＳｉ−ＳｉＣｌＨ２］、ジブロモジシラン［Ｈ２ＢｒＳｉ−ＳｉＢｒＨ２］、ジヨードジシラン［Ｈ２ＩＳｉ−ＳｉＩＨ２］、ジクロロジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＣｌ２］、ジブロモジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＢｒ２］またはジヨードジシラン［Ｈ３Ｓｉ−ＳｉＨＩ２］が含まれる。別の選択肢において、ハロゲン化ケイ素は、ビス（トリクロロシリル）メタン［Ｃｌ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＣｌ３］またはビス（ジクロロシリル）メタン［（ＳｉＣｌＨ２）２ＣＨ２］などの、各Ｘが、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＸ３を有し得る。別の選択肢において、ハロゲン化ケイ素は、Ｃｌ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＳｉＣｌ３などの、各Ｘが、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＨである、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＳｉＸ３を有し得る。別の選択肢において、ハロゲン化ケイ素は、少なくとも１つの末端ＸがＣｌであるという条件で、各Ｘが、独立して、ＣｌまたはＨである、式Ｘ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＸ２−ＣＨ２−ＳｉＸ３を有し得る。例示的なハロゲン化ケイ素としては、Ｃｌ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＣｌ２−ＣＨ２−ＳｉＣｌ３またはＨ３Ｓｉ−ＣＨ２−ＳｉＨ２−ＣＨ２−ＳｉＣｌＨ２が含まれる。別の選択肢において、ハロゲン化ケイ素は、（−ＳｉＣｌ２−ＣＨ２−）３などの、各Ｘが、独立して、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである、環式の式（−ＳｉＸ２−ＣＨ２−）３を有し得る。別の選択肢において、ハロゲン化ケイ素は、（−ＳｉＨＣｌ−ＣＨ２−）３などの、各Ｘが、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩである、環式の式（−ＳｉＨＸ−ＣＨ２−）３を有し得る。ハロゲン化ケイ素は、オクタクロロトリシラン（ＯＣＴＳまたはＳｉ３Ｃｌ８）、デカクロロテトラシラン（Ｓｉ４Ｃｌ１０）またはドデカクロロペンタシラン（ＤＣＰＳもしくはＳｉ５Ｃｌ１２）であってもよい。これらのハロゲン化ケイ素は、商業的に入手可能であるか、または当該技術において知られている方法によって合成され得る。
【００６６】
チャンバー内の蒸着条件は、開示された前駆体および反応物を反応させて、そして基体上にケイ素含有フィルムを形成させる。いくつかの実施形態において、出願人は、反応物をプラズマ処理することは、開示された前駆体と反応するために必要なエネルギーを反応物に提供し得ると考える。
【００６７】
いずれの種類のフィルムが析出されることが望ましいかによって、追加の前駆体化合物が反応器に導入されてよい。前駆体は、ケイ素含有フィルムに追加元素を提供するために使用されてもよい。追加元素は、ランタニド（イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ガドリニウム、プラセオジム、セリウム、ランタン、イットリウム）、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、マンガン、ルテニウム、ビスマス、鉛、マグネシウム、アルミニウム、またはこれらの混合物を含み得る。追加の前駆体化合物が利用される場合、基体上に析出された結果のフィルムは、少なくとも１つの追加元素と一緒にケイ素を含有する。
【００６８】
Ｓｉ含有フィルム形成組成物および反応物は、同時（化学蒸着）、経時的（原子層析出）またはその異なる組合わせで反応器に導入されてよい。反応器は、組成物の導入および反応物の導入の間に不活性気体でパージされてもよい。あるいは、反応物および組成物は、反応物／組成物混合物を形成するために一緒に混合され、次いで、混合物の形態で反応器に導入されてもよい。別の例は、連続的に反応物を導入すること、そしてパルスによってＳｉ含有フィルム形成組成物を導入することである（パルス化学蒸着）。
【００６９】
蒸発されたＳｉ含有フィルム形成組成物および反応物は、反応器中に経時的または同時（例えば、パルスＣＶＤ）にパルスされてもよい。組成物の各パルスは、約０．０１秒〜約１０秒、あるいは約０．３秒〜約３秒、あるいは約０．５秒〜約２秒の範囲の期間、継続されてよい。別の実施形態において、反応物は、反応器中にパルスされてもよい。このような実施形態において、各気体のパルスは、約０．０１秒〜約１０秒、あるいは約０．３秒〜約３秒、あるいは約０．５秒〜約２秒の範囲の期間、継続されてよい。別の選択肢において、蒸発された組成物および１種またはそれ以上の反応物は、その下で、いくつかのウエハを保持するサセプターがスピンするシャワーヘッドから同時にスプレーされてもよい（空間的ＡＬＤ）。
【００７０】
特定のプロセスパラメーター次第で、析出は、様々な時間で実行されてよい。一般に、析出は、必要な特性を有するフィルムを形成するために望ましい、または必要である限り、継続されてよい。典型的なフィルムの厚さは、特定の析出プロセス次第で、数オングストローム〜数百ミクロンまで変動し得る。析出プロセスは、所望のフィルムを入手するために必要な回数で実行されてもよい。
【００７１】
１つの非限定的な例示的ＣＶＤ型プロセスにおいて、開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物の蒸気相および反応物は、同時に反応器に導入される。２つは反応して、結果としてケイ素含有フィルムが形成する。この例示的なＣＶＤプロセスにおいて反応物がプラズマ処理される場合、例示的なＣＶＤプロセスは、例示的ＰＥＣＶＤプロセスになる。反応物は、チャンバー中への導入の前または後にプラズマ処理されてよい。
【００７２】
１つの非限定的な例示的ＡＬＤ型プロセスにおいて、開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物の蒸気相は反応器中に導入され、そこで適切な基体と接触する。次いで、過剰量の組成物は、反応器をパージして、および／または排気することによって反応器から除去され得る。望ましい気体（例えば、Ｈ２）を反応器中に導入し、そこで自己制限様式で、化学または物理吸着した前駆体と反応する。いずれの過剰量の還元気体も、反応器をパージして、および／または排気することによって反応器から除去される。望ましいフィルムがＳｉフィルムである場合、この２ステッププロセスは、望ましいフィルムの厚さを提供し得るか、または必要な厚さを有するフィルムが得られるまで繰り返されてもよい。
【００７３】
あるいは、望ましいフィルムが、ケイ素および第２の元素を含有する場合、上記の２ステッププロセスは、その後、反応器中への追加の前駆体化合物の蒸気の導入が実行され得る。追加の前駆体化合物は、析出されるケイ素含有フィルムの特性次第で選択されるであろう。反応器中への導入後、追加の前駆体化合物は基体と接触する。いずれの過剰量の組成物も、反応器をパージして、および／または排気することによって反応器から除去される。再び、望ましい気体を反応器中に導入し、物理または化学吸着した前駆体化合物と反応させてよい。過剰量の気体は、反応器をパージして、および／または排気することによって反応器から除去される。望ましいフィルムの厚さに達成したら、プロセスを終了してよい。しかしながら、より厚いフィルムが望ましい場合、全４ステップのプロセスを繰り返してよい。Ｓｉ含有フィルム形成組成物、追加の前駆体化合物および反応物の条件を変更することによって、望ましい組成物および厚さのフィルムを析出することができる。
【００７４】
この例示的なＡＬＤプロセスにおいて、反応物がプラズマ処理される場合、例示的なＡＬＤプロセスは例示的ＰＥＡＬＤプロセスになる。反応物は、チャンバー中への導入の前または後にプラズマ処理されてよい。
【００７５】
上記プロセスから得られるケイ素含有フィルムは、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素および炭素ドープされた窒化ケイ素フィルムを含み得る。当業者は、適切なＳｉ含有フィルム形成組成物、任意の前駆体化合物および反応物種の適切な選択によって、望ましいフィルム組成物が入手され得ることを認識するであろう。
【００７６】
望ましいフィルムの厚さが得られたら、フィルムは、熱的焼き鈍し、燃焼室焼き鈍し、急速熱的焼き鈍し、ＵＶまたはｅビーム硬化および／またはプラズマ気体暴露などのさらなるプロセスを受けてもよい。当業者は、これらの追加的プロセスステップを実行するために利用されるシステムおよび方法を認識する。例えば、ケイ素含有フィルムは、不活性雰囲気、Ｈ含有雰囲気、Ｎ含有雰囲気、Ｏ含有雰囲気またはその組合わせの下、約０．１秒〜約７２００秒の範囲の期間、約２００℃および約１０００℃の範囲の温度に暴露されてよい。最も好ましくは、温度は、Ｈ含有雰囲気またはＯ含有雰囲気下、３６００秒で４００℃である。あるいは、プロセスが、ケイ素含有化合物の分解温度未満の温度で実行されることを条件として、Ｓｉ含有雰囲気下で焼き鈍しが実行されてもよい。ケイ素含有雰囲気を形成するために使用され得る例示的なケイ素含有分子としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＭｅＳｉＨ３、Ｍｅ２ＳｉＨ２、アミノシラン、イソシアナトシラン（Ｒ−Ｓｉ−ＮＣＯ）、例えば、テトラ（イソシアナト）シラン（ＴＩＣＳ）が含まれる。結果として生じるフィルムは、より少ない不純物を含有し得、したがって、改善された密度を有し、それによって、改善されたリーク電流が生じる。焼き鈍しステップは、析出プロセスが実行されるものと同じ反応チャンバー中で実行されてよい。代わりに、基体を反応チャンバーから取り出し、焼き鈍し／フラッシュ焼き鈍しプロセスが別の装置で行なわれてもよい。上記の後処理方法のいずれも、特に熱的焼き鈍しは、フィルムを高密度化し、かつウェットエッチレートを減少させるために効果的であることが見出された。これは、次いで、フィルムの抵抗率を改善する傾向がある。
【実施例】
【００７７】
次の実施例は、本明細書の開示と関連して実行される実験を例証する。実施例は、包括的であるように意図されず、かつ本明細書に記載される開示の範囲を限定するように意図されない。
【００７８】
実施例１：ペンタクロロジシラン［ＰＣＤＳまたはＳｉ２ＨＣｌ５］の熱分解試験
図３は、次の試験のために使用された析出装置の概略図である。装置は、基体クーポン１０５を含有する中空管反応器１００を含む。ポンプ１１０によって、含有物を中空管反応器１００から取り出す。
【００７９】
開示されたＳｉ含有フィルム形成組成物の蒸気は、ライン２０１を経由してデリバリーデバイス２００から中空管反応器１００まで導入される。Ｎ２などの不活性気体２０５は、ライン２０６を経由してデリバリーデバイス２００に送達される。不活性気体２０５は、ライン２０７を経由して反応器１００にも送達されてよい。
【００８０】
酸化気体は、ライン３０１を経由してデリバリーデバイス３００から中空管反応器１００まで導入され得る。酸化気体がオゾンである場合、ライン３０１は、オゾン発生器３０３およびオゾンモニター３０４を含み得る。酸化気体は、排気３１１に送達されてもよい。
【００８１】
窒素含有気体は、ライン４０１を経由してデリバリーデバイス４００から中空管反応器１００まで導入され得る。
【００８２】
当業者は、ライン２０１、２０６、２０７、３０１および４０１が、複数の圧力ゲージ、チェックバルブ、バルブおよび圧力調節器を含み得ること、ならびに圧力調節またはバイパス流のための追加のラインは、図面の簡略化のために含まれないことを認識するであろう。
【００８３】
ＰＣＤＳの熱分解挙動を試験するために、熱分解試験を、４つの異なる温度（４００、５００、６００および７００℃）において、３０分間、ＳｉＯ２基体またはクーポン上で、図３の析出装置において実行した。熱壁管反応器を１トルに保持し、キャリア気体として５０ｓｃｃｍのＮ２を使用して、反応チャンバー中へＰＣＤＳの４ｓｃｃｍの連続流を用いた。熱分解は、反応物のない化学蒸着を模倣し、そして前駆体が自己分解する温度を例証する。
【００８４】
図４ａ、ｂ、ｃおよびｄは、結果として生じるＳｉフィルムのＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）深さ分布である。図４ａおよびｂから見ることができるように、ケイ素層が形成されないため、ＰＣＤＳの熱分解は生じず、試験によって最初のＳｉＯ２基体が明らかにされた。図４ｃは、ＰＣＤＳの部分的分解が、６００℃においてＳｉ豊富ＳｉＯ２層をもたらすことを明らかにする。図４ｄから見ることができるように、Ｏ、ＣｌまたはＣ含有がほとんどないか、または全くない、ほぼ１００％のＳｉ層が、６００〜７００℃におけるＰＣＤＳ単独での分解からＳｉＯ２基体上に形成された。このフィルムは、非晶質または多結晶質フィルムのいずれかである。当業者は、基体が、いずれのケイ素の形態が析出されるかを決定するであろうことを認識するであろう。
【００８５】
比較例１
ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳまたはＳｉ２Ｃｌ６）の比較熱分解試験を、４つの異なる温度（４００、５００、６００および７００℃）において、３０分間、ＳｉＯ２基体上で、図３の析出装置において実行した。熱壁管反応器を１トルに保持し、キャリア気体として５０ｓｃｃｍのＮ２を使用して、反応チャンバー中へＨＣＤＳの４ｓｃｃｍの連続流を用いた。
【００８６】
図５ａ、ｂ、ｃおよびｄは、結果として生じるＳｉ含有フィルムのＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）深さ分布である。これらから見られるように、純粋なＳｉ層は、いずれの温度においても、ＨＣＤＳ分解によって形成されなかった。
【００８７】
実施例２  ＰＣＤＳまたはＨＣＤＳおよびＯ３／Ｏ２を使用するＳｉＯ２  ＡＬＤ
Ｓｉ基体上で、５００〜７００℃の温度範囲において酸化剤としてＯ３を用いて、ＰＣＤＳを使用してＳｉＯ２  ＡＬＤを実行した。図３の反応燃焼室を１トルで制御し、そして５０ｓｃｃｍのＮ２を連続的に流した。ＡＬＤプロセスは、次のステップを含んだ：１）１０秒間、反応チャンバー中に４ｓｃｃｍのＰＣＤＳのパルスを供給し、２）９０秒間、５０ｓｃｃｍのＮ２によって過剰量の前駆体をパージし、３）１０秒、約７．２％のＯ３／Ｏ２（Ｏ２：１００ｓｃｃｍ）を供給し、４）３０秒間、５０ｓｃｃｍのＮ２によって過剰量のＯ３／Ｏ２をパージする。析出された層が、フィルム特徴に関して適切な厚さ（すなわち、１００Å以上）を達成するまで、順序１）〜４）を２００サイクル繰り返した。この方法は、ＰＣＤＳと同一のＡＬＤプロセス条件で、ＰＣＤＳをＨＣＤＳで置き換えて繰り返した。ＰＣＤＳを使用する４つの別個のクーポン基体位置（円形）およびＨＣＤＳを使用する４つの別個のクーポン基体位置（三角形）からの平均析出レートを図６に示す。
【００８８】
ＰＣＤＳの析出レートは、５００から６００℃まで増加し、そして６００℃と６５０℃の間で平坦を示し、次いで、７００℃まで再び増加した。ＡＬＤプロセスにおけるＰＣＤＳの析出レートのこのような温度依存性から、ＡＬＤ窓は６００℃〜６５０℃で観察されてよい。しかしながら、同じ図において、ＨＣＤＳの析出レートは、５００℃から７００℃の温度範囲において連続的に増加した。結果として、重要なＡＬＤ窓は、ＨＣＤＳに関して観察されなかった。出願人は、ＰＣＤＳから得られたＳｉＯ２  ＡＬＤ窓（すなわち、６００〜６５０℃）は、モノクロロシランまたはヘキサクロロジシランのようなクロロシランベースのＳｉ前駆体を使用して、最高温度ＡＬＤ窓を提供すると考える。当業者は、このＡＬＤ析出窓を変更するために、温度および圧力が操作され得ることを認識するであろう。
【００８９】
実施例３  ＰＣＤＳとＯ３のＳｉＯ２ＡＬＤ飽和挙動
実施例２の結果に基づき、ＳｉＯ２  ＡＬＤ成長挙動のＰＣＤＳパルス時間依存性は、２つの温度、５５０℃および６００℃において試験され、そして結果を図７に示す。ＰＣＤＳのパルス時間が５５０℃（ひし形）および６００℃（正方形）の両方において変動したことを除き、実施例２における温度依存性試験のために使用されたものと同一プロセス条件をこの評価に適応した。両温度において、安定な平均析出レートが、６００℃においてクーポン：０．９１〜０．９４Å／サイクルおよび５５０℃において０．５０〜０．５２Å／サイクルで、３〜５の位置から、１０〜１５秒のＰＣＤＳのパルス時間で観察される。安定な析出レートは、ＡＬＤ飽和の特徴であると考えられる。
【００９０】
実施例４  ＸＰＳによるＳｉＯ２  ＡＬＤフィルム組成物
５５０、６００、６５０および７００℃においてＳｉ基体上でＰＣＤＳから実施例２において析出されたＳｉＯ２  ＡＬＤフィルムに関して、フィルム組成物を試験するために、ＸＰＳ分析が実行された。図８ａ〜ｄは、５元素、Ｓｉ、Ｃｌ、Ｃ、ＮおよびＯのＸＰＳ深さ分布の結果を示す。Ｃｌ、ＣおよびＮは、フィルムで検出されなかった。ＸＰＳスパッタエネルギーは、５５０℃および６００℃において析出されたものよりも、６５０℃および７００℃において析出されたフィルムに関して、より高く設定された。結果として、６５０℃および７００℃において析出されたフィルムのエッチ時間に関する分析結果は、５５０℃および６００℃において析出されたフィルムの同等のエッチ時間よりも、より深く侵入する。
【００９１】
実施例５  ＰＣＤＳを使用するＳｉＯ２  ＡＬＤフィルムの段差被覆
ＡＬＤによって析出されたＳｉＯ２フィルムの段差被覆は、６００℃において、８マイクロメートルの深さを有するアスペクト比（ＡＲ）＝４０を有するホールを有するパターンウエハ上で試験された。図３の反応燃焼室を１トルで制御し、そして５０ｓｃｃｍのＮ２を連続的に流した。ＡＬＤプロセスは、次のステップを含んだ：１）１０秒間、反応チャンバー中に４ｓｃｃｍのＰＣＤＳのパルスを供給し、２）９０秒間、５０ｓｃｃｍのＮ２によって過剰量の前駆体をパージし、３）１０秒、約７．２％のＯ３／Ｏ２（Ｏ２：１００ｓｃｃｍ）を供給し、４）１０秒間、５０ｓｃｃｍのＮ２によって過剰量のＯ３／Ｏ２をパージする。順序１）〜４）を３５０サイクル繰り返した。図９および９ａ〜ｃは、全ホール（図９）および図９内の３つの異なる位置：（図９ａ）上部段差被覆＝９３％、（図９ｂ）中央（上部から約２マイクロメートルの深さ）段差被覆＝７７％および（図９ｃ）低部段差被覆＝７３％における得られた段差被覆を示す走査電子顕微鏡写真である。
【００９２】
実施例６  触媒低温ＳｉＯ２  ＡＬＤ
ＳｉＯ２フィルムは、ＰＣＤＳ、酸化剤としてＨ２Ｏおよび触媒としてトリエチルアミン（ＴＥＡ）を用いるＡＬＤを使用して析出された。図３の反応燃焼室を５トル、５０〜１００℃の温度で制御し、そして２００ｓｃｃｍのＡｒを連続的に流した。析出プロセスは、次のステップを含んだ：１）１０秒間、反応燃焼室中に１ｓｃｃｍのＰＣＤＳおよび５０ｓｃｃｍのＴＥＡのパルスを導入し、２）１０秒間、１ｓｌｍのＡｒによって過剰量のＰＣＤＳおよびＴＥＡをパージし、３）２０秒、燃焼室に１５ｓｃｃｍのＨ２Ｏおよび５０ｓｃｃｍのＴＥＡおよび１ｓｌｍのＡｒを導入し、４）２０秒間、１ｓｌｍのＡｒによって過剰量のＨ２ＯおよびＴＥＡをパージする。順序１）〜４）を３００サイクル繰り返した。
【００９３】
図１０は、析出レート（白抜きのひし形）および屈折率（黒塗りの正方形）のプロセス温度依存を示すグラフである。約１．４Å／サイクルの析出レートおよび約１．３９の屈折率が７０℃において得られ、犠牲的使用のために適切であり得る低密度フィルムを示す。図１１は、７０℃における析出されたＳｉＯ２フィルムのＸＰＳ深さ分布を示すグラフであり、これは、その結果として生じるフィルムが不純物を含有しないことを示す。
【００９４】
実施例７  ＳｉＮの低温ＣＶＤ
ＳｉＮフィルムは、Ｓｉ供給源としてＰＣＤＳ（円形）またはＨＣＤＳ（正方形）、および窒化物形成供給源としてアンモニア（ＮＨ３）を使用して、ＣＶＤによって析出された。図３の反応燃焼室を１トルで制御し、温度を４５０℃〜６００℃で変動させ、そして１００ｓｃｃｍのＡｒを連続的に流した。析出された層が適切な厚さに達するまで、１ｓｃｃｍのＳｉ供給源および２５ｓｃｃｍのＮＨ３の混合気体流を６０〜１２０分間、反応燃焼室に供給した。図１２は、ＨＣＤＳ＋ＮＨ３よりも、ＰＣＤＳ＋ＮＨ３によって得られた析出レート（白抜き）および屈折率（黒塗り）を例示するグラフである。
【００９５】
実施例８  ＳｉＮの中温ＡＬＤ
ＳｉＮフィルムは、Ｓｉ供給源としてＰＣＤＳ（円形）、ＨＣＤＳ（正方形）またはＯＣＴＳ（オクタクロロトリシラン）（三角形）、および窒化物形成供給源としてアンモニア（ＮＨ３）を使用して、ＡＬＤによって析出された。図３の反応燃焼室を５トルで制御し、温度を３５０℃〜６００℃で変動させ、そして１００ｓｃｃｍのＡｒを連続的に流した。析出プロセスは、次のステップを含む：１）１０秒間、反応燃焼室中に１ｓｃｃｍのＳｉ供給源のパルスを導入し、２）１０秒間、１ｓｌｍのＡｒによって反応燃焼室から過剰量のＳｉ供給源をパージし、３）反応燃焼室に５０ｓｃｃｍのＮＨ３を導入し、４）２０秒間、１ｓｌｍのＡｒによって過剰量のＮＨ３をパージする。析出された層が、１００Å以上の適切な厚さを達成するまで、順序１）〜４）を２００〜４００サイクル繰り返した。
【００９６】
図１３は、このプロセスからのＰＣＤＳ（円形）、ＨＣＤＳ（正方形）およびＯＣＴＳ（三角形）析出レート（白抜き）および屈折率（黒塗り）の温度依存性を示すグラフである。
【００９７】
ＨＣＤＳの屈折率値が４００℃および５５０℃においてより高かったことを除き、ＰＣＤＳは、ＨＣＤＳまたはＯＣＴＳと比較して、より高い析出レートおよび屈折率を示した。ＰＣＤＳおよびＨＣＤＳの析出レートは、５５０℃〜６００℃において平坦を示し、自己制限ＡＬＤ挙動を示すが、ＯＣＴＳでは平坦は見られなかった。
【００９８】
図１４は、５４％のＳｉ、４５％のＮならびに痕跡量のＯ、ＣおよびＣｌ不純物を含む、ＰＣＤＳおよびＮＨ３を用いて６００℃において析出されたＳｉＮフィルムのＸＰＳ深さ分布を示すグラフである。
【００９９】
図１３に示されるように、半導体デバイスの製造での使用のために容認可能となり得る屈折率を有する窒化ケイ素フィルムは、ＰＣＤＳを使用して４５０℃〜６００の範囲、そしてＨＣＤＳを使用して５００℃〜６００℃の範囲の基体温度において析出される。ＯＣＴＳから析出された窒化ケイ素フィルムの屈折率のみが、６００℃において商業的に実行可能になる。さらに、ＰＣＤＳからの窒化ケイ素フィルムの析出レートは、この温度範囲内でのＨＣＤＳからのものよりも実質的に高い（すなわち、４０％〜１００％高い）。したがって、ＰＣＤＳを使用することによって、より低い温度で、そして驚くほど高い析出レートで、高品質の窒化ケイ素フィルムの形成が可能となる。温度範囲の拡大によって、ＨＣＤＳと比較して、ＰＣＤＳに関して、純粋な窒化ケイ素のものに近い屈折率が生じることは、驚くべきことでもあり、そして半導体デバイスの製造のために有益でもある。所望の窒化ケイ素フィルムは、工業規格材料ＨＣＤＳを使用して可能であった場合より５０℃低い基体温度で入手され得る。より低い温度は、加工時に低い熱収支を可能にし、それによって、次の加工ステップに関して、より高い融通性および選択を可能にする。
【０１００】
実施例９  ＳｉＣの低温ＡＬＤ
ＳｉＣフィルムは、Ｓｉ供給源としてＰＣＤＳまたはＨＣＤＳ、および炭素供給源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を使用して、ＡＬＤによって析出された。図３の反応燃焼室を８トルで制御し、温度を３５０℃〜４００℃で変動させ、そして１０ｓｃｃｍのＮ２を連続的に流した。析出プロセスは、次のステップを含む：１）１５秒間、反応燃焼室中に０．８ｓｃｃｍのＳｉ供給源のパルスを導入し、２）３０秒間、２５ｓｃｃｍのＮ２によって反応燃焼室から過剰量のＳｉ供給源をパージし、３）反応燃焼室に１．８ｓｃｃｍのＴＭＡを導入し、４）６０秒間、２５ｓｃｃｍのＮ２によって反応燃焼室から過剰量のＴＭＡをパージする。析出された層が、１００Å以上の適切な厚さを達成するまで、順序１）〜４）を２９０サイクル繰り返した。図１５は、４００℃においてＰＣＤＳを使用して析出されたＳｉＣフィルムのＸＰＳ深さ分布が、Ｏ、Ａｌ、Ｃｌ不純物を含むことを示す。図１６は、測定位置に基づく、フィルムの厚さ（白抜き）および屈折率（黒塗り）を示す。このグラフは、ＨＣＤＳ（三角形）＋ＴＭＡによる場合よりも、ＰＣＤＳ（正方形）＋ＴＭＡで、より高い屈折率が得られたことを例示する。より高い屈折率を有するフィルム（すなわち、ＰＣＤＳ＋ＴＭＡから）は、より低い屈折率を有するもの（すなわち、ＨＣＤＳ＋ＴＭＡから）よりも高密度であり得、ウェットエッチ抵抗を増強し得る。
【０１０１】
実施例１０  Ｓｉ（Ｃ）Ｎの低温ＰＥＡＬＤ
図１７は、実施例１０の試験のために使用された析出装置の概略図である。この装置は、ウエハ段階１０１を含有する反応器１００を含む。ウエハは、ポンプ１０８に接続しているロードロックチャンバー１０２によってウエハ段階１０１に移される。シャワーヘッド１０３は、反応器１００の上部に位置し、プラズマは、ＲＦ発生器１０６によって発生し得る。乾燥ポンプ１０５によって、反応器１００の含有物が除去される。
【０１０２】
開示されたＳｉ含有前駆体は、ライン２０１を経由してデリバリーデバイス２００から反応器１００まで導入される。Ａｒなどの不活性気体３００は、ライン３０１を経由してデリバリーデバイス２００に送達される。不活性気体３００は、ライン３０２を経由して反応器１００に送達されてもよい。
【０１０３】
Ｎ２などの窒化物形成気体４００は、ライン４０１を経由して反応器１００に導入される。不活性気体３００は、ライン３０３を経由して窒化物形成気体４００に送達されてもよい。
【０１０４】
当業者は、ライン２０１、３０１、３０２、３０３および４０１が、複数の圧力ゲージ、チェックバルブ、バルブおよび圧力調節器を含み得ること、ならびに圧力調節またはバイパス流のための追加のラインは、図面の簡略化のために含まれないことを認識するであろう。
【０１０５】
Ｓｉ（Ｃ）Ｎフィルムは、Ｓｉ供給源としてペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン（Ｓｉ２Ｈ（ＮＭｅ２）５）、および窒化含有反応物を使用して、図１７の析出装置を使用して、プラズマ強化ＡＬＤプロセスによって低温で析出された。このプロセスは、直接プラズマモード下で、６インチのＳｉウエハ上で実行された。図１７の反応燃焼室における圧力を１トルで制御し、温度を２００℃〜４００℃で変動させ、そして５００ｓｃｃｍのＡｒを連続的に流した。析出プロセスは、次のステップを含む：１）７秒間、反応燃焼室中に１００ｓｃｃｍのＮ２のＮ２プラズマパルス（１００Ｗ）を導入し、２）３秒間、５００ｓｃｃｍのＮ２によって反応燃焼室をパージし、３）５秒間、反応燃焼室に１ｓｃｃｍのペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランを導入し、４）５秒間、５００ｓｃｃｍのＮ２によって反応燃焼室から過剰量のＳｉ前駆体をパージする。析出された層が、１００Å以上の適切な厚さを達成するまで、順序１）〜４）を５００サイクル繰り返した。
【０１０６】
図１８は、２７５℃で析出させたＳｉ（Ｃ）ＮフィルムのＸＰＳ深さ分布を示し、これは、フィルム中、約１１％のＣおよび約２％のＯを有する、ＳｉＮの形成を示す。図１９は、１０秒（黒塗り）および２０秒（白抜き）パージ時間における析出レート（正方形）および屈折率（円形）のＳｉ曝露時間を示す。１０秒パージ時間の場合のグラフは、析出レートが、Ｓｉ曝露時間に対応して増加したことを示すが、屈折率は、Ｓｉ曝露時間に対して約１．８で安定したままでいた。しかしながら、Ｓｉパージ時間が１０秒から２０秒まで増加した場合、２０秒のＳｉ曝露時間の場合、析出レートは、０．５Å／サイクルから０．４２Å／サイクルまで減少し、そしてＲＩは１．７８から１．８１まで増加し、このことは、より長いパルスプロセスの非効率的なパージ時間を実証し得る。
【０１０７】
本発明の性質を説明するために、本明細書に記載され、かつ例示された詳細、材料、ステップおよび部品の配列における追加的変更は、添付の請求の範囲に表される本発明の原理および範囲内で、当業者によってなされ得ることは理解されるであろう。したがって、本発明は、上記の実施例および／または添付の図面における特定の実施例に限定されるように意図されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ−４ｄ】
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【図５ａ−５ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ−８ｄ】
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【図９】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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