(57)【要約】【課題】  基板処理方法を提供する。【解決手段】  半導体デバイス内に見られる微細な凹状フィーチャのボイドのない材料充填のための方法が記載される。一実施形態によれば。方法は、開口、側壁及び底を有する凹状フィーチャを含むパターン化基板を提供するステップであって、側壁は、凹状フィーチャの頂部から凹状フィーチャの底まで延在する方向に対して逆行的なプロファイルのエリアを含む、提供ステップと、基板を金属含有触媒層でコーティングする、コーティングステップと、凹状フィーチャの開口に近い金属含有触媒層の一部を、ハロゲン含有ガスへの露出によって非活性化する、非活性化ステップと、ハロゲン含有ガスによって非活性化されなかった、凹状フィーチャ内の金属含有触媒層上に材料を選択的に堆積する、選択的堆積ステップと、を含む。方法は、コーティングステップ、非活性化ステップ及び選択的堆積ステップを少なくとも１回繰り返し、追加の量の材料で凹状フィーチャを完全に充填するステップをさらに含む。【選択図】図４
2018182325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理方法であって、
開口、側壁及び底を有する凹状フィーチャを含むパターン化された基板を提供するステップであって、前記側壁は、前記凹状フィーチャの頂部から前記凹状フィーチャの前記底まで延在する方向に対して逆行的なプロファイルのエリアを含む、提供ステップと、
前記基板を金属含有触媒層でコーティングする、コーティングステップと、
前記凹状フィーチャの前記開口に近い前記金属含有触媒層の一部を、ハロゲン含有ガスへの露出によって非活性化する、非活性化ステップと、
前記ハロゲン含有ガスによって非活性化されなかった、前記凹状フィーチャ内の前記金属含有触媒層上に材料を選択的に堆積する、選択的堆積ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記コーティングステップ、前記非活性化ステップ及び前記選択的堆積ステップを少なくとも１回繰り返し、追加の量の前記材料をボイドなしで前記凹状フィーチャ内に堆積するステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記繰り返しは、前記材料が前記凹状フィーチャを完全に充填されるまで実行される、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記材料は、ＳｉＯ２を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳｉＯ２は、任意の酸化及び加水分解剤なしで、かつ、プラズマなしで、前記基板を、約１５０℃の以下の基板温度で、シラノールガスを含むプロセスガスに露出することによって堆積される、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プロセスガスは、シラノールガス及び不活性ガスからなる、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記シラノールガスは、トリス（ｔｅｒｔ−ペントキシ）シラノール、トリス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）シラノール及びビス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）（イソプロポキシ）シラノールからなる群から選択される、
請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記金属含有触媒層は、アルミニウム、チタン又はそれらの組み合わせを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記コーティングステップは、前記基板をＡｌＭｅ３ガスに露出するステップを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＨＢｒ又はそれらの組み合わせを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
基板処理方法であって、
開口、側壁及び底を有する凹状フィーチャを含むパターン化された基板を提供するステップであって、前記側壁は、前記凹状フィーチャの頂部から前記凹状フィーチャの前記底まで延在する方向に対して逆行的なプロファイルのエリアを含む、提供ステップと、
前記基板をアルミニウム含有触媒層でコーティングする、コーティングステップと、
前記凹状フィーチャの前記開口に近い前記アルミニウム含有触媒層の一部を、ハロゲン含有ガスへの露出によって非活性化する、非活性化ステップと、
前記ハロゲン含有ガスによって非活性化されなかった、前記凹状フィーチャ内の前記アルミニウム含有触媒層上に、ある量のＳｉＯ２材料を選択的に堆積する、選択的堆積ステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記コーティングステップ、前記非活性化ステップ及び前記選択的堆積ステップを少なくとも１回繰り返し、追加の量の前記ＳｉＯ２材料をボイドなしで前記凹状フィーチャ内に堆積するステップをさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記繰り返しは、前記ＳｉＯ２材料が前記凹状フィーチャを完全に充填するまで実行される、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＳｉＯ２材料は、任意の酸化及び加水分解剤なしで、かつ、プラズマなしで、前記基板を、約１５０℃以下の基板温度で、シラノールガスを含むプロセスガスに露出することによって堆積される、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記プロセスガスは、シラノールガス及び不活性ガスからなる、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記シラノールガスは、トリス（ｔｅｒｔ−ペントキシ）シラノール、トリス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）シラノール及びビス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）（イソプロポキシ）シラノールからなる群から選択される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＨＢｒ又はそれらの組み合わせを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
基板処理方法であって、
開口、側壁及び底を有する凹状フィーチャを含むパターン化された基板を提供するステップであって、前記側壁は、前記凹状フィーチャの頂部から前記凹状フィーチャの前記底まで延在する方向に対して逆行的なプロファイルのエリアを含む、提供ステップと、
前記基板をアルミニウム含有触媒層でコーティングする、コーティングステップと、
前記凹状フィーチャの前記開口に近い前記アルミニウム含有触媒層の一部を、ハロゲン含有ガスへの露出によって非活性化する、非活性化ステップと、
前記ハロゲン含有ガスによって非活性化されなかった、前記凹状フィーチャ内の前記アルミニウム含有触媒層上に、ある量のＳｉＯ２材料を選択的に堆積する、選択的堆積ステップと、
前記コーティングステップ、前記非活性化ステップ及び前記選択的堆積ステップを少なくとも１回繰り返し、前記ＳｉＯ２材料が前記凹状フィーチャを完全に充填するまで、追加の量の前記ＳｉＯ２材料を堆積する、堆積ステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
前記ＳｉＯ２材料は、任意の酸化及び加水分解剤なしで、かつ、プラズマなしで、前記基板を、約１５０℃以下の基板温度で、シラノールガスを含むプロセスガスに露出することによって堆積され、前記シラノールガスは、トリス（ｔｅｒｔ−ペントキシ）シラノール、トリス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）シラノール及びビス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）（イソプロポキシ）シラノールからなる群から選択される、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＨＢｒ又はそれらの組み合わせを含む。
請求項１８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
この出願は、２０１７年４月１１日に出願された米国仮特許出願番号第６２／４８４，３４３号に関するものであり、この優先権を主張し、その全内容は、参照によって本願明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、基板を処理するための方法に関するものであり、特には、半導体デバイス内に見られる微細な凹状フィーチャのボイドのない材料充填のための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
より小さいトランジスタが製造されるにつれて、パターン化フィーチャの限界寸法（ＣＤ）又は解像度は、製造するのがより困難になっている。費用効果的なスケーリングが、極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィの導入後にさえ継続できるように、自己整合パターニングは、オーバレイ駆動パターニングを置換する必要がある。ばらつきの減少、スケーリングの拡大、強化したＣＤ及びプロセスコントロールを可能にするパターニングのオプションが必要である。薄膜の選択的な堆積、例えば、微細な凹状フィーチャのボイドのない充填は、高度にスケーリングされた技術ノードにおけるパターニングの鍵となるステップである。しかしながら、トレンチがボイドを有さないように、逆行的なプロファイル（ボトルネック）を有するトレンチを材料で充填することは極めて困難である。
【０００４】
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）は、シリコン・マイクロエレクトロニクス・デバイスにおいて最も一般的な誘電材料である。しかしながら、その重要性にもかかわらず、微細な凹状フィーチャをＳｉＯ２材料でボイドなくかつ継ぎ目なく（シームレスに）充填することは、低温で達成するのが困難であると判明した。図１Ａ及び図１Ｂは、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャの充填時に材料内に形成されるボイドの問題を断面図によって概略的に示す。図１Ａは、ベース層１００上の膜１０２内に形成される、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャ１０４を示す。凹状フィーチャ１０４にＳｉＯ２のような材料をいかなるボイドも形成せずに充填することは、極めて困難である。図１Ｂは、凹状フィーチャ１０４の開口が堆積されているＳｉＯ２によって塞がれているとき、ＳｉＯ２材料内に形成されるボイド１０８を示す。図２は、ＳｉＯ２が充填した、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャ内に形成されるボイドの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【０００５】
微細な凹状フィーチャのボイドのない充填は、半導体製造における多くの応用のために重要である。多くのギャップ充填応用は、微細な凹状フィーチャのボイドのないＳｉＯ２充填に依存し、ここで、ＳｉＯ２充填の全厚さにわたって、同じエッチング・レートを提供するために、ＳｉＯ２は、高品質であり、ボイドのないことが必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
半導体デバイス内に見られる微細な凹状フィーチャのボイドのない材料充填のための方法が記載されている。一実施形態によれば、方法は、開口、側壁及び底を有する凹状フィーチャを含むパターン化基板を提供し、側壁は、凹状フィーチャの頂部から凹状フィーチャの底まで延在する方向に対して逆行的なプロファイルのエリアを含むステップと、基板を金属含有触媒層でコーティングするステップと、凹状フィーチャの開口に近い金属含有触媒層の一部を、ハロゲン含有ガスへの露出によって非活性化するステップと、ハロゲン含有ガスによって非活性化されなかった、凹状フィーチャ内の金属含有触媒層上に材料を選択的に堆積するステップと、を含む。方法は、コーティングステップ、非活性化ステップ及び選択的堆積ステップを少なくとも１回繰り返し、追加の量の材料をボイドなしで凹状フィーチャ内に堆積するステップをさらに含むことができる。
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、方法は、開口、側壁及び底を有する凹状フィーチャを含むパターン化基板を提供し、側壁は、凹状フィーチャの頂部から凹状フィーチャの底まで延在する方向に対して逆行的なプロファイルのエリアを含むステップと、基板をＡｌＭｅ３触媒層でコーティングするステップと、凹状フィーチャの開口に近いＡｌＭｅ３触媒層の一部を、ハロゲン含有ガスへの露出によって非活性化するステップと、ハロゲン含有ガスによって非活性化されなかった、凹状フィーチャ内のＡｌＭｅ３触媒層上に、ある量のＳｉＯ２材料を選択的に堆積するステップと、コーティングステップ、非活性化ステップ及び選択的堆積ステップを少なくとも１回繰り返し、ＳｉＯ２材料が凹状フィーチャを完全に充填するまで、追加の量のＳｉＯ２材料を堆積するステップと、を含む。
【０００８】
この明細書に組み込まれ、一部を構成する添付の図面は、上述した本発明の一般的説明及び以下の詳細な説明とともに、本発明の実施形態を示し、本発明を説明するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャの充填時に材料内に形成されるボイドの問題を断面図によって概略的に示す。
【図２】逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャのＳｉＯ２充填内に形成されるボイドのＳＥＭ画像を示す。
【図３】図３Ａ〜図３Ｇは、本発明の一実施形態に従って、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャのボイドのない充填方法を断面図によって概略的に示す。
【図４】本発明の一実施形態に従って、基板を処理するためのプロセスフロー図である。
【図５】本発明の一実施形態に従って、ＳｉＯ２の厚さを、堆積サイクル数の関数として示す。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施形態に従って、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャのボイドのないＳｉＯ２充填の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図３Ａ〜図３Ｇは、本発明の一実施形態に従って、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャのボイドのない充填方法を断面図によって概略的に示し、図４は、本発明の一実施形態に従って、基板を処理するためのプロセスフロー図である。図４において、プロセスフロー４００は、４０２において、開口、側壁及び底を有する凹状フィーチャを含むパターン化基板を提供し、側壁は、凹状フィーチャの頂部から凹状フィーチャの底まで延在する方向に対して逆行的なプロファイルのエリアを含むステップを含む。図３Ａは、ベース層３００上の膜３０２内に形成される逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャ３０４を有する基板３を示す。凹状フィーチャ３０４は、開口３０５、側壁３０１及び底３０３を有する。凹状フィーチャの底３０３の近くの幅は、例えば、５ｎｍと１０ｎｍとの間、１０ｎｍと２０ｎｍとの間、２０ｎｍと５０ｎｍとの間、５０ｎｍと１００ｎｍとの間、１００ｎｍと２００ｎｍとの間、１０ｎｍと５０ｎｍとの間又は１０ｎｍと１００ｎｍとの間とすることができる。凹状フィーチャ３０４の深さは、例えば、２５ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ又は２００ｎｍ超とすることができる。一例では、凹状フィーチャは、底３０３の近くの幅が、約１０ｎｍと約５０ｎｍとの間であり、深さが、約１００ｎｍと約３００ｎｍとの間とすることができる。いくつかの例では、膜３０２及びベース層３００は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮ、ＳｉＯ２、ＩＩＩ−Ｖ半導体又は金属（例えば、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｗ又はＮｉ）を含むことができる。
【００１１】
方法は、４０４において、パターン化基板３を金属含有触媒層３０６でコーティングするステップをさらに含む。これは、図３Ｂに概略的に示される。金属含有触媒層３０６は、基板３を、金属含有前駆体ガスを含む飽和量のガスに露出することによって形成されてもよい。金属含有触媒層の役割は、金属含有触媒層３０６と反応するガス露出によって次の材料堆積を可能にすることである。一実施形態によれば、金属含有触媒層は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）又はそれらの組み合わせを含むことができる。一実施形態によれば、金属含有触媒層は、Ａｌ含有前駆体及びＴｉ含有前駆体を含むことができる。本発明の実施形態は、多種多様なＡｌ含有前駆体を利用してもよい。例えば、多くのアルミニウム前駆体は、式：
ＡｌＬ１Ｌ２Ｌ３Ｄｘ
を有し、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、個々のアニオン性配位子であり、Ｄは、中性のドナー配位子であり、ｘは、０、１又は２とすることができる。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３配位子の各々は、アルコキシド、ハロゲン化物、アリールオキシド、アミド、シクロペンタジエニル、アルキル、シリル、アミジナート、β−ジケトナート、ケトイミナート、シラノエート及びカルボン酸塩の群から個々に選択されてもよい。Ｄ配位子は、エーテル、フラン、ピリジン、ピロール、ピロリジン、アミン、クラウンエーテル、グライム及びニトリルの群から選択されてもよい。
【００１２】
アルミニウム前駆体の他の例は、ＡｌＭｅ３、ＡｌＥｔ３、ＡｌＭｅ２Ｈ、［Ａｌ（ＯｓＢｕ）３］４、Ａｌ（ＣＨ３ＣＯＣＨＣＯＣＨ３）３、ＡｌＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＡｌＩ３、Ａｌ（ＯｉＰｒ）３、［Ａｌ（ＮＭｅ２）３］２、Ａｌ（ｉＢｕ）２Ｃｌ、Ａｌ（ｉＢｕ）３、Ａｌ（ｉＢｕ）２Ｈ、ＡｌＥｔ２Ｃｌ、Ｅｔ３Ａｌ２（ＯｓＢｕ）３及びＡｌ（ＴＨＤ）３を含む。
【００１３】
本発明の実施形態は、多種多様なＴｉ含有前駆体を利用してもよい。例は、「Ｔｉ−Ｎ」分子内結合を有するＴｉ含有前駆体を含み、Ｔｉ（ＮＥｔ２）４（ＴＤＥＡＴ）、Ｔｉ（ＮＭｅＥｔ）４（ＴＥＭＡＴ）、Ｔｉ（ＮＭｅ２）４（ＴＤＭＡＴ）を含む。他の例は、「Ｔｉ−Ｃ」分子内結合を含むＴｉ含有前駆体を含み、Ｔｉ（ＣＯＣＨ３）（η５−Ｃ５Ｈ５）２Ｃｌ、Ｔｉ（η５−Ｃ５Ｈ５）Ｃｌ２、Ｔｉ（η５−Ｃ５Ｈ５）Ｃｌ３、Ｔｉ（η５−Ｃ５Ｈ５）２Ｃｌ２、Ｔｉ（η５−Ｃ５（ＣＨ３）５）Ｃｌ３、Ｔｉ（ＣＨ３）（η５−Ｃ５Ｈ５）２Ｃｌ、Ｔｉ（η５−Ｃ９Ｈ７）２Ｃｌ２、Ｔｉ（（η５−Ｃ５（ＣＨ３）５）２Ｃｌ、Ｔｉ（（η５−Ｃ５（ＣＨ３）５）２Ｃｌ２、Ｔｉ（η５−Ｃ５Ｈ５）２（μ−Ｃｌ）２、Ｔｉ（η５−Ｃ５Ｈ５）２（ＣＯ）２、Ｔｉ（ＣＨ３）３（η５−Ｃ５Ｈ５）、Ｔｉ（ＣＨ３）２（η５−Ｃ５Ｈ５）２、Ｔｉ（ＣＨ３）４、Ｔｉ（η５−Ｃ５Ｈ５）（η７−Ｃ７Ｈ７）、Ｔｉ（η５−Ｃ５Ｈ５）（η８−Ｃ８Ｈ８）、Ｔｉ（Ｃ５Ｈ５）２（η５−Ｃ５Ｈ５）２、Ｔｉ（（Ｃ５Ｈ５）２）２（η−Ｈ）２、Ｔｉ（η５−Ｃ５（ＣＨ３）５）２、Ｔｉ（η５−Ｃ５（ＣＨ３）５）２（Ｈ）２及びＴｉ（ＣＨ３）２（η５−Ｃ５（ＣＨ３）５）２である。ＴｉＣｌ４は、「Ｔｉ−ハロゲン」結合を含むハロゲン化チタン前駆体の例である。
【００１４】
方法は、４０６において、凹状フィーチャ３０４の開口３０５に近い金属含有触媒層３０６の一部を、ハロゲン含有ガスへの露出によって非活性化するステップをさらに含む。金属含有触媒層３０６の非活性化部分３０７は、図３Ｃに概略的に示される。多くのハロゲン含有ガスは、接触すると、金属含有触媒層３０６と直ちに反応するか又は置換し、このことにより、凹状フィーチャ３０４の開口３０５の近くで、次の材料堆積の触媒作用ができないハロゲン含有面を形成する。ハロゲン含有ガスは、凹状フィーチャの開口の近くのみで基板に影響を及ぼし、プロセスチャンバから排気される前、ガス拡散によって凹状フィーチャの底にはほとんど到達せず、ハロゲン含有ガスの有効な露出は、日常実験により、例えば、ハロゲン含有ガスのガス流量及び濃度ならびにガス露出時間を変化させることにより測定されてもよい。
【００１５】
ハロゲン含有ガスは、例えば、さまざまな塩素含有ガス及び臭素含有ガスから選択されてもよい。いくつかの例では、ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＨＢｒ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００１６】
方法は、４０８において、ハロゲン含有ガスによって非活性化されなかった金属含有触媒層３０６上に材料３０８を選択的に堆積するステップをさらに含む。これは、図３Ｄに概略的に示される。金属含有触媒層３０６の非活性化部分３０７は、材料３０８の堆積の間又は後に（例えば、熱処理によって）除去されてもよいので、図３Ｄには示されない。
【００１７】
一実施形態によれば、凹状フィーチャ内に堆積される材料３０４は、ＳｉＯ２材料を含むことができる。ＳｉＯ２材料は、任意の酸化及び加水分解剤なしで、かつ、プラズマなしで、基板３を、約１５０℃以下の基板温度で、シラノールガスを含むプロセスガスに露出することによって堆積可能である。一例では、シラノールガスは、トリス（ｔｅｒｔ−ペントキシ）シラノール（ＴＰＳＯＬ）、トリス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）シラノール及びビス（ｔｅｒｔ−ブトキシ）（イソプロポキシ）シラノールからなる群から選択されてもよい。露出により、約５〜６ｎｍのＳｉＯ２材料が金属含有触媒層上に堆積し、次に、堆積は、ＳｉＯ２材料によって金属含有触媒層３０６がブロックされることにより自動的に止まる。
【００１８】
いくつかの例では、プロセスガスは、不活性ガス、例えばアルゴンをさらに含んでもよい。一実施形態では、プロセスガスは、シラノールガス及び不活性ガスからなってもよい。さらに、一実施形態によれば、基板温度は、露出する間、約１２０℃以下でもよい。他の実施形態では、基板温度は、約１００℃以下でもよい。
【００１９】
コーティングステップ、非活性化ステップ及び選択的堆積ステップは、堆積サイクルと呼ばれる。一実施形態によれば、４１０において、堆積サイクルは、少なくとも一回繰り返され、追加の量の材料３０８をボイドなしで凹状フィーチャ３０４内に堆積してもよい。これは、図３Ｅ〜図３Ｇに概略的に示され、凹状フィーチャ３０４は、材料３０８で完全に充填されている。材料３０８の組成は、数原子百分率の金属含有触媒を含むことができる。
【００２０】
図５は、本発明の一実施形態に従って、ＳｉＯ２の厚さを、堆積サイクル数の関数として示す。図は、シラノールガスを用いて次のＳｉＯ２堆積上のＡｌＭｅ３コーティングされた全体的な基板のＴｉＣｌ４ガス露出の効果を示す。トレース５００は、非活性化ステップを含まないが、１５０℃でのＡｌＭｅ３及びシラノール（ＴＰＳＯＬ）の順次露出を含む堆積サイクルの結果を示す。各堆積サイクルでは、約４〜６ｎｍのＳｉＯ２材料がＡｌＭｅ３触媒層上に堆積した。トレース５２０は、１５０℃でのＡｌＭｅ３、ＴｉＣｌ４及びシラノール（ＴＰＳＯＬ）の順次露出を用いた非活性化ステップを含む堆積サイクルの結果を示す。ＴｉＣｌ４露出の非活性化効果は、図５のトレース５００及び５０２を比較することによって、明らかに見られる。
【００２１】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施形態に従って、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャのボイドのないＳｉＯ２充填の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示す。図６Ａは、充填された凹状フィーチャの上部を示し、図６Ｂは、充填された凹状フィーチャの下部を示す。凹状フィーチャは、より大きい凹状フィーチャをＳｉＯ２でバックフィルすることによって準備された。テスト構造は、基板６００と、逆行的なプロファイルを有する凹状フィーチャを形成するバックフィルされたＳｉＯ２層６０２と、１６回の堆積サイクルを用いて堆積されたボイドのないＳｉＯ２材料６０４と、を含み、堆積サイクルは、１５０℃でのＡｌＭｅ３、ＴｉＣｌ４（０．２秒のガスパルス）及びシラノール（ＴＰＳＯＬ）の順次露出を含んでいた。
【００２２】
微細な凹状フィーチャのボイドのない材料充填は、周知の堆積システムを用いて実行されてもよい。一例では、シングルウェハ（基板）装置は、基板を支持及び加熱するための基材ホルダを含むプロセスチャンバと、プロセスチャンバから排気するためのポンピングシステムと、基板を処理するためのガスを順次導入するためのガス注入口マニホルド（シャワーヘッド）と、を含む。ガスは、金属含有触媒（例えば、ＡｌＭｅ３）、ハロゲン含有ガス（例えば、Ｃｌ２又はＴｉＣｌ４）及びシラノールガス（例えば、ＴＰＳＯＬ）を含むことができる。他の例では、「レイジー・スーザン（回転）」タイプの構成を有するマルチウェハ装置が用いられてもよく、複数の基板は、共通軸線のまわりで回転し、異なるガスに順次露出される。ガスは、金属含有触媒（例えば、ＴＭＡ）、ハロゲン含有ガス（例えば、Ｃｌ２又はＴｉＣｌ４）及びシラノールガス（例えば、ＴＰＳＯＬ）を含むことができる。パージング領域もまた、順次ガス露出の間に装置からガスを除去するために用いられてもよい。
【００２３】
半導体製造において用いられる微細な凹状フィーチャのボイドのない材料充填のための方法は、各種実施形態において開示されてきた。本発明の実施形態の上述した説明は、図示及び説明のために提示されてきた。それは、包括的であることを意図しないし、本発明を開示される正確な形に制限することも意図しない。この説明及び次の請求項は、説明目的のためのみに用いられ、制限するものとして解釈されてはならない用語を含む。関連技術の当業者は、多くの修正及び変更が上述した教示を考慮して可能であると認識することができる。当業者は、図面に示される各種要素のさまざまな均等の組み合わせ及び代替を認識するものである。それゆえ、本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ本願明細書に添付される請求項によって制限されることが意図される。
【図１Ａ】
2018182325.tif 000003
【図１Ｂ】
2018182325.tif 000004
【図２】
2018182325.tif 000005
【図３Ａ】
2018182325.tif 000006
【図３Ｂ】
2018182325.tif 000007
【図３Ｃ】
2018182325.tif 000008
【図３Ｄ】
2018182325.tif 000009
【図３Ｅ】
2018182325.tif 000010
【図３Ｆ】
2018182325.tif 000011
【図３Ｇ】
2018182325.tif 000012
【図４】
2018182325.tif 000013
【図５】
2018182325.tif 000014
【図６Ａ】
2018182325.tif 000015
【図６Ｂ】
2018182325.tif 000016
【外国語明細書】
2018182325000001.pdf