(57)【要約】  本開示の態様は、パターン形成された基板の表面に共形の酸化ケイ素多重層を堆積させる方法に関する。この共形の酸化ケイ素多重層はそれぞれ、複数の副層を堆積させることによって形成される。副層は、パターン形成された基板の表面の全体にわたって比較的に均一な誘電体成長速度が達成されるようにビス（ジエチルアミノ）シラン（ＢＤＥＡＳ）と酸素含有前駆体とを処理チャンバ内に流入させることによって堆積させる。共形性をさらに向上させ、共形の酸化ケイ素多重層膜の湿式エッチング速度を低下させるため、副層を形成した後にプラズマ処理を実施することができる。実施形態に従って成長させた共形の酸化ケイ素多重層の堆積はパターン密度に対する低い依存性を有するが、それでも非犠牲用途に対して適している。
2014514729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバの基板処理領域内のパターン形成された基板の上に共形の酸化ケイ素多重層を形成する方法であって、前記パターン形成された基板が、密にパターン形成された領域と、疎にパターン形成された領域とを有しており、前記方法が、連続する、
第１の化学気相堆積サイクルを実行するステップであって
前記基板処理領域内にＢＤＥＡＳを流入させる操作と、
前記基板処理領域内に第１の酸素含有前駆体を流入させる操作と、
前記ＢＤＥＡＳおよび前記第１の酸素含有前駆体から、前記パターン形成された基板の上に、前記共形の酸化ケイ素多重層の第１の共形の酸化ケイ素副層を、化学気相堆積によって形成する操作と
を含むステップと、
前記基板処理領域から、未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体を除去するステップと、
第２の化学気相堆積サイクルを実行するステップであって、
前記基板処理領域内にＢＤＥＡＳを流入させる操作と、
前記基板処理領域内に第２の酸素含有前駆体を流入させる操作と、
前記ＢＤＥＡＳおよび前記第２の酸素含有前駆体から、前記パターン形成された基板の上に、前記共形の酸化ケイ素多重層の第２の共形の酸化ケイ素副層を、化学気相堆積によって形成する操作と
を含むステップと
を含み、前記第１の共形の酸化ケイ素副層の厚さが約１００Å以下である、方法。
【請求項２】
前記基板処理領域内に前記第１および第２の酸素含有前駆体を流入させることが、前記基板処理領域内に分子状酸素を流入させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１および第２の酸素含有前駆体が実質的に分子状酸素（Ｏ２）からなる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１および第２の酸素含有前駆体が実質的にオゾン（Ｏ３）を含まない、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および第２の酸素含有前駆体を流入させることが、前記基板処理領域内に分子状酸素およびオゾンを流入させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記オゾンの流量が約３００ｓｃｃｍ未満である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ＢＤＥＡＳを流入させる前記操作と、前記第１の酸素含有前駆体を流入させる前記操作とを同時に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記密にパターン形成された領域における前記共形の酸化ケイ素多重層の第１の厚さが、前記疎にパターン形成された領域における第２の厚さの共形性百分率以内であり、前記共形性百分率が約１０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１および第２の厚さを、前記パターン形成された基板の実質的に垂直な表面で測定する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記密にパターン形成された領域および前記疎にパターン形成された領域における前記共形の酸化ケイ素多重層の前記２つの厚さを、前記パターン形成された基板の実質的に水平な表面で測定する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記密にパターン形成された領域における前記共形の酸化ケイ素多重層の第１の厚さが、前記疎にパターン形成された領域における第２の厚さの共形性百分率以内であり、前記共形性百分率が約３％である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ＢＤＥＡＳを流入させる前記操作が、ＢＤＥＡＳを、１００ｍｇ／分超または約１００ｍｇ／分の流量で流入させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の化学気相堆積サイクルを実行した後、前記第２の化学気相堆積サイクルを実行する前に、前記第１の共形の酸化ケイ素副層をプラズマで処理することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記プラズマを、アルゴン、ヘリウム、オゾンおよび窒素（Ｎ２）のうちの少なくとも１つから形成する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記プラズマを、５ＭＨｚ超または約５ＭＨｚの周波数および３００ワット超または約３００ワットの電力を使用して形成する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の共形の酸化ケイ素副層の形成中の前記基板処理領域内の圧力が、３５０トル未満または約３５０トルである、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の共形の酸化ケイ素副層の形成中の前記パターン形成された基板の温度が、４００℃未満または約４００℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の共形の酸化ケイ素副層の厚さが約５０Å以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
堆積前の前記密にパターン形成された領域の実質的に垂直な露出した平均面積が、前記疎にパターン形成された領域の実質的に垂直な露出した平均面積よりも、約２である乗数因子倍だけ大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の化学気相堆積サイクル中に、ＢＤＥＡＳを運ぶキャリアガスを前記基板処理領域内に流入させる操作をさらに含む、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１０月３日に出願した「ＲＥＤＵＣＥＤ  ＰＡＴＴＥＲＮ  ＬＯＡＤＩＮＧ  ＵＳＩＮＧ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＯＸＩＤＥ  ＭＵＬＴＩ−ＬＡＹＥＲＳ」という名称の米国特許出願第１３／２５１，６２１号のＰＣＴ出願であり、２０１１年３月４日に出願した「ＲＥＤＵＣＥＤ  ＰＡＴＴＥＲＮ  ＬＯＡＤＩＮＧ  ＵＳＩＮＧ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＯＸＩＤＥ  ＭＵＬＴＩ−ＬＡＹＥＲＳ」という名称の米国特許仮出願第６１／４４９，１４８号に関連し、同仮出願の恩典を主張するものである。これらの出願はともに、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ガスの化学反応によって基板の上に誘電体層を形成するステップは、最新の半導体デバイスの製造における主要なステップの１つである。それらの堆積プロセスは、化学気相堆積（ＣＶＤ）、およびプラズマを伝統的なＣＶＤ技法と組み合わせて使用するプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）を含む。ＣＶＤ誘電体層およびＰＥＣＶＤ誘電体層は、半導体デバイスのさまざまな層として使用することができる。誘電体層は例えば、デバイス内の導電線間または相互接続間の金属間誘電体層として使用される。あるいは、誘電体層は、バリア層、エッチングストップ、スペーサなどの層としても使用される。
【０００３】
バリア層、スペーサなどの用途で使用される誘電体層は一般に、パターン形成された基板内のフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）の上、例えば続いて形成する線のための水平相互接続、垂直相互接続（ビア）、ゲートスタックなどの上に堆積させる。この堆積によって共形の層が形成されることが好ましい。しかしながら、フィーチャの上に形成されたバリア層は、不均一な厚さを含む表面欠陥を有することがあるため、共形の堆積を達成することはしばしば難しい。堆積中に、バリア層材料が、オーバーローフ（ｏｖｅｒｌｏａｆ）することがある。すなわち、バリア層材料が、ビアの肩の部分に過剰な材料を堆積させ、ビアの基部にはわずかな材料しか堆積させず、それによって食パンの側面に似た形状を形成することがある。極端な場合には、ビアの肩の部分が合体して、ビアの上面を横切る接合し密封された表面を形成する。膜の厚さがウエハの全体にわたって不均一であることは、１つのデバイスから別のデバイスへの駆動電流の改善に負の影響を与えうる。プロセスパラメータを調整するだけでは、ステップカバレッジおよびパターンローディングの問題はあまり改善されない。
【０００４】
その後にエッチングしてスペーサを形成する層を形成するために、ゲートスタックの上に共形の層を堆積させることも難しい。スペーサ用の窒化ケイ素層および酸化ケイ素層を、高温、低圧の従来のＣＶＤを使用して堆積させる方法は既に開発されているが、半導体デバイスの形状寸法が縮小し続けるにつれ、このような技法の熱収支は非常に大きくなる。窒化ケイ素および酸化ケイ素を堆積させるＰＥＣＶＤプロセスはより低温で実行することができるが、ステップカバレッジおよびパターンローディングの結果は、高温、低圧のＣＶＤによって達成されるものに比べれば望ましいものではない。
【０００５】
したがって、パターン形成された基板内のフィーチャの上に誘電体膜を堆積させるより共形の方法が求められている。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の態様は、パターン形成された基板の上に共形の酸化ケイ素多重層を堆積させる方法に関する。この共形の酸化ケイ素多重層はそれぞれ、複数の副層を堆積させることによって形成される。副層は、ビス（ジエチルアミノ）シラン（ＢＤＥＡＳ）と酸素を含む前駆体（以後、酸素含有前駆体）とを、パターン形成された基板の表面の全体にわたって比較的に均一な誘電体成長速度が達成されるように処理チャンバ内に流入させることによって、堆積させる。共形性をさらに向上させ、共形の酸化ケイ素多重層膜の湿式エッチング速度を低下させるため、副層を形成した後にプラズマ処理を実施することができる。実施形態に従って成長させた共形の酸化ケイ素多重層の堆積はパターン密度に対する低い依存性を有するが、それでも非犠牲用途に対して適している。
【０００７】
本発明の実施形態は、処理チャンバの基板処理領域内のパターン形成された基板の上に共形の酸化ケイ素多重層を形成する方法を含む。このパターン形成された基板は、密にパターン形成された領域と、疎にパターン形成された領域とを有する。この方法は、（１）基板処理領域内にＢＤＥＡＳを流入させる操作と、基板処理領域内に第１の酸素含有前駆体を流入させる操作と、ＢＤＥＡＳおよび酸素含有前駆体から、パターン形成された基板の上に、共形の酸化ケイ素多重層の第１の共形の酸化ケイ素副層を化学気相堆積によって形成する操作とを含む第１の化学気相堆積サイクルを実行する連続したステップを含む。この方法はさらに、（２）基板処理領域から、未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体を除去することを含む。この方法はさらに、（３）基板処理領域内にＢＤＥＡＳを流入させる操作と、基板処理領域内に第２の酸素含有前駆体を流入させる操作と、ＢＤＥＡＳおよび酸素含有前駆体から、パターン形成された基板の上に、共形の酸化ケイ素多重層の第２の共形の酸化ケイ素副層を、化学気相堆積によって形成する操作とを含む第２の化学気相堆積サイクルを実行することを含む。第１の共形の酸化ケイ素副層の厚さは約１００Å以下である
【０００８】
追加の実施形態および特徴のうち、一部は、以下の説明に記載されており、一部は、当業者が本明細書を読むことによって明白となり、または開示された実施形態を実施することによって知ることができる。開示された実施形態のそれらの特徴および利点は、本明細書に記載された手段、組合せおよび方法によって実現し、達成することができる。
【０００９】
本明細書の残りの部分および図面を参照することによって、開示された実施形態の性質および利点をさらに理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】開示の実施形態に基づく共形酸化ケイ素堆積プロセスの流れ図である。
【図２】開示の実施形態に従って堆積させた共形の酸化ケイ素の湿式エッチング速度比（ｗｅｔ  ｅｔｃｈ  ｒａｔｅ  ｒａｔｉｏ）（ＷＥＲＲ）を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態に基づく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基づく半導体処理チャンバの略図である。
【図４Ｂ】処理チャンバに関連したガスパネルおよびガス供給管路の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の態様は、パターン形成された基板の上に共形の酸化ケイ素多重層を堆積させる方法に関する。この共形の酸化ケイ素多重層はそれぞれ、複数の副層を堆積させることによって形成される。副層は、ビス（ジエチルアミノ）シラン（ＢＤＥＡＳ）と酸素含有前駆体とを、パターン形成された基板の表面の全体にわたって比較的に均一な誘電体成長速度が達成されるように処理チャンバ内に流入させることによって、堆積させる。共形性をさらに向上させ、共形の酸化ケイ素多重層膜の湿式エッチング速度を低下させるため、副層を形成した後にプラズマ処理を実施することができる。実施形態に従って成長させた共形の酸化ケイ素多重層の堆積はパターン密度に対する低い依存性を有するが、それでも非犠牲用途に対して適している。
【００１２】
本発明の実施形態は、基板のパターン形成された表面上に酸化ケイ素を形成する方法を対象とする。準大気圧（ｓｕｂ−ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ）ＣＶＤ（ＳＡＣＶＤ）プロセスおよび関連プロセスは、シリコンを含む前駆体（以後、シリコン含有前駆体）および酸化性前駆体を処理チャンバ内に流入させて、基板の上に酸化ケイ素を形成することを含む。シリコン含有前駆体はＴＥＯＳを含むことができ、酸化性前駆体は、オゾン（Ｏ３）、酸素（Ｏ２）および／または酸素ラジカルを含むことができる。シリコン含有前駆体としてＢＤＥＡＳを使用して酸化ケイ素多重層を形成すると、堆積した酸化ケイ素のパターンローディング効果（ｐａｔｔｅｒｎ−ｌｏａｄｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）（ＰＬＥ）が低減することを本発明の発明者は見出した。
【００１３】
特許請求の範囲を、完全に正確であることもまたは完全には正確でないこともある仮説の機構に拘束することはしないが、それでも、共形の酸化ケイ素多重層の形成中に生じる可能性がある効果を説明することは有益である。ＢＤＥＡＳの反応性は、ＴＥＯＳおよび他の代替シリコン含有前駆体の反応性よりも高いが、ＢＤＥＡＳは酸素を含まないため、ＢＤＥＡＳは、酸素含有前駆体の存在により強く依存する。ＢＤＥＡＳと酸素（Ｏ２）の混合物は、表面または表面の近くで優先的に反応し、その結果、堆積速度は、露出した表面の面積にほぼ比例する。おそらくはこの振舞いが、本明細書で報告した望ましい共形性の理由である。化学反応が進むにつれて、表面に近いエリアの化学種は時間とともに変化する。酸化ケイ素膜の共形性は堆積が進むにつれて低下することを本発明の発明者は見出した。表面に限定された有利な反応を取り戻すため、反応した化学種および部分的に反応した化学種を基板処理領域から除去し、堆積を再開することができる。反応した化学種の定期的な除去は、表面反応によってより均一に支配された成長プロセスを生じさせ、その結果、パターン形成された基板の表面積がより大きな領域が、表面積がより小さい領域に比べて追加の堆積を受け取る。この追加の堆積の結果、フィーチャ密度が高いエリアと比較的に疎らなエリアの両方を有するパターン形成された基板の全体にわたって厚さが比較的に一定の膜が形成される。
【００１４】
次に、本発明をより十分に理解、認識するため、図１を参照する。図１は、開示の実施形態に基づく共形酸化ケイ素堆積プロセスの流れ図である。このプロセスは、パターン形成された基板を基板処理領域内に移す（操作１１０）ことから始まる。操作１１５で、ＢＤＥＡＳおよび酸素含有前駆体を基板処理領域内に流入させ、共形の酸化ケイ素層を形成する。いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体が分子状酸素（Ｏ２）を含む。他の実施形態では、酸素含有前駆体が、分子状酸素（Ｏ２）とオゾン（Ｏ３）の両方を含む。開示の実施形態では、共形の酸化ケイ素膜に組み込まれないＢＤＥＡＳの消費量を減らすため、ＢＤＥＡＳの流量を、毎分４グラム（ｇ／分）未満、３ｇ／分未満、２ｇ／分未満、１ｇ／分未満および５００ｍｇ／分未満のうちの１つとすることができる。開示の実施形態では、共形の酸化ケイ素膜の生産的成長速度（ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｒａｔｅ）を維持するため、ＢＤＥＡＳの流量を、１００ｍｇ／分超、２００ｍｇ／分超、３００ｍｇ／分超、５００ｍｇ／分超および８００ｍｇ／分超のうちの１つとすることができる。上記の上限値のうちの１つの上限値と上記の下限値のうちの１つの下限値を組み合わせることで、追加の実施形態が構成される。ＢＤＥＡＳの流れは、ＢＤＥＡＳの液体供給源中に窒素（Ｎ２）のような比較的に不活性なキャリアガスを気泡として通し、窒素とＢＤＥＡＳの混合物を基板処理領域に供給することによって生じさせることができる。窒素または同種のガスの流量は、毎分数十標準リットル（ｓｌｍ）とすることができる。これらの前駆体は、プラズマ励起なしでも、表面に限定された有利な方式で反応するため、実施形態では、操作１１５の間、基板処理領域に、実質的にプラズマ出力を加えない。
【００１５】
未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体が生じ、それらはパターン形成された基板の近くに滞留して、共形の成長、特に堆積した酸化ケイ素副層のある厚さを超える共形の成長を大幅に阻害する。将来の堆積サイクルをより共形にすることを可能にするため、未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体を基板処理領域から除去する（操作１２０）。任意選択のプラズマ処理（操作１２５）を使用して、追加の堆積の前に共形の酸化ケイ素層の密度を高めることができる。いくつかの実施形態では、この任意選択のプラズマ処理を使用しない。所望の厚さの酸化ケイ素が形成されたら、パターン形成された基板を基板処理領域から取り出すことができる（操作１３０）。操作１２７では、追加の副層の堆積を終了するのかまたは継続するのかを判断する。ある用途に対して追加の堆積が望ましいかまたは必要な場合には、堆積を再び開始する（操作１１５）。開示の実施形態では、共形の酸化ケイ素多重層の形成が、２つ、３つ、４つ、５つ（または６つ以上）の共形の副層の堆積を含むことができる。
【００１６】
プラズマ処理（操作１２５）は、副層堆積（操作１１５）の後に一切実施しなくてもよく、一部の副層堆積（操作１１５）の後に実施してもよく、または副層堆積（操作１１５）ごとに実施してもよい。本明細書では、それぞれの副層堆積を化学気相堆積「サイクル」と呼ぶことがある。２回のサイクルからなる結合堆積を、第１および第２の堆積サイクルと呼ぶことがある。結合堆積に対して必要な共形性および／または厚さによっては、追加のサイクルを使用することもできる。プラズマ処理は、未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体の除去（操作１２０）の最中または除去後に、基板処理領域にプラズマ処理ガスを導入することを含む。開示の実施形態では、プラズマ処理ガスが、アルゴン、ヘリウム、オゾンおよび窒素（Ｎ２）のうちの１種または数種のガスを含む。他のガスを使用することもできる。任意選択で含めるプラズマ処理（操作１２５）は、基板を取り出す前または追加の堆積を続ける前に副層の密度を高める役目を果たす。プラズマ処理は、副層が薄いほど有効であることが分かっている。プラズマ処理を使用する場合、本明細書では、プラズマ処理後の副層の厚さを副層の厚さとして記載する。本発明の実施形態では、副層の厚さを、１００Å未満もしくは約１００Å、５０Å未満もしくは約５０Å、または３５Å未満もしくは約３５Åとすることができる。プラズマ出力は基板処理領域に加えられる。そのため、そのプラズマを局所的と記述することができる。本発明の実施形態では、直径３００ミリメートルの円形基板に対して、プラズマ出力を、３００ワット超、３００ワットから１５００ワットの間、または４００ワットから１０００ワットの間とすることができる。堆積に使用される露出面積が異なる基板に対しては適当な補正が必要である。数百キロヘルツ（例えば３５０ｋＨｚ）のプラズマ周波数は、より高い周波数（１３．６ＭＨｚ）よりも効果が小さいようである。本発明の実施形態では、プラズマ励起周波数が５ＭＨｚ超もしくは約５ＭＨｚ、または約１３．６ＭＨｚである。マイクロ波周波数も、共形の酸化ケイ素副層の密度を高めることができる。
【００１７】
同様に、酸化ケイ素の形成の特性は、酸素（Ｏ２）およびＢＤＥＡＳの流量にも依存する。酸素（Ｏ２）の流量を小さな流量値から増大させると、堆積速度が増大する。酸素流量のあるしきい値に到達すると堆積速度は横ばいになる。開示の実施形態では、酸素の効率的な使用を高め、それによって共形の酸化ケイ素膜に組み込まれない酸素の消費量を減らすため、酸素（Ｏ２）の流量を、毎分４０標準リットル（ｓｌｍ）未満、３０ｓｌｍ未満、２５ｓｌｍ未満、２０ｓｌｍ未満および１５ｓｌｍ未満のうちの１つとすることができる。開示の実施形態では、共形の酸化ケイ素膜の生産的成長速度を維持するため、酸素（Ｏ２）の流量を、５ｓｌｍ超、１０ｓｌｍ超、１５ｓｌｍ超、２０ｓｌｍ超および２５ｓｌｍ超のうちの１つとすることができる。上記の上限値のうちの１つの上限値と上記の下限値のうちの１つの下限値を組み合わせることで、追加の実施形態が構成される。
【００１８】
オゾン（Ｏ３）に依存すると性質は異なってくる。比較的に低濃度のオゾンは成長速度を速め、同時に、表面に常在する堆積反応を保証することにより共形性を維持する。望ましいことではないが、大流量のオゾンは、パターンローディング効果（ＰＬＥ）を増大させる。本発明のいくつかの実施形態では、実質的に基板処理領域内にオゾンを流入させない。オゾンを使用するとき、オゾンの流量には分子状酸素が付随するが、本明細書に記載する流量は、全流量に対するオゾン寄与分だけを含む。比較的に高いパターンローディング効果を回避するため、オゾン（Ｏ３）の流量は、１ｓｌｍ未満、５００ｓｃｃｍ未満、３００ｓｃｃｍ未満、２００ｓｃｃｍ未満、１５０ｓｃｃｍ未満、１００ｓｃｃｍ未満および７０ｓｃｃｍ未満のうちの１つとすることができる。オゾンの流量が小さいほどパターンローディング効果も小さくなる。前駆体の制限された流れは時に、チョークドフロー（ｃｈｏｋｅｄ  ｆｌｏｗ）と呼ばれる。この場合、オゾンのチョークドフローは、反応を実質的に、パターン形成された基板表面または基板表面の近くに限定することができ、それにより、局所的なパターンエリアの密度に関係なく均一な堆積を促進することができる。
【００１９】
開示の実施形態では、上述のＯ３、Ｏ２およびＢＤＥＡＳの流れが同時である。本明細書で使用されるとき、流量は、プロセスの間、必ず一定でなければならないわけではない。これらの異なる前駆体の流量は、さまざまな順序で開始および終了させることができ、これらの流量の大きさを変化させることもできる。そのため、同時は、３つの全ての流れが一緒に始まり、一緒に終わることを意味しない。本明細書で使用するとき、同時は、堆積中に、３つの全ての流れがゼロでない時間が存在することを意味する。開示の実施形態では、堆積プロセスの継続時間中、３つの全ての前駆体の流れがゼロでない。特に明記しない限り、本明細書に示す質量流量の大きさは、プロセス中に使用されるおおよそのピークフロー値に対して与えられる。本明細書に示す流量の大きさは、直径３００ｍｍの一対のウエハの片面（面積約１４００ｃｍ２）への堆積に対するものである。異なる数のウエハ、より大きなウエハもしくはより小さなウエハ、ウエハの両面、または代替形状の基板（例えば長方形の基板）に堆積させる場合には、堆積面積に基づく適当な補正が必要である。
【００２０】
それぞれの酸化ケイ素副層の堆積中の基板処理領域内の圧力は、ＢＤＥＡＳの反応性のため、多くのＳＡＣＶＤプロセスおよびＨＡＲＰプロセスにおける圧力（例えば６００トル）よりも低くすることができる。開示の実施形態では、無制御の反応の危険性を小さくするため、共形の酸化ケイ素副層の形成中の基板処理領域内の圧力を、３５０トル未満、３００トル未満、２５０トル未満、２００トル未満および１５０トル未満のうちの１つとすることができる。開示の実施形態では、生産的成長速度を維持するため、この圧力を、５０トル超、１００トル超、１５０トル超および２００トル超のうちの１つとすることができる。１つの上限値と１つの下限値を組み合わせることで、追加の実施形態が構成される。
【００２１】
実施形態では、基板温度が、あるしきい値よりも低い。やはりこれも、酸化ケイ素副層の堆積に関連した反応が、パターン形成された基板の表面または表面付近で進むことを保証するためである。開示の実施形態では、共形の酸化ケイ素の堆積中の基板の温度が、４００℃未満、３７５℃未満、３５０℃未満、３２５℃未満および３００℃未満のうちの１つである。実施形態では、堆積中の基板処理領域内にプラズマが存在しない。実施形態によれば、堆積プロセスの利益を害することなく、基板処理領域に、小さなａｃおよび／またはｄｃ電圧を印加することができる。このような励起が、いくつかの特許請求項に記載されているプラズマを「実質上」含まないという範囲またはプラズマを「実質上」含まないプロセスの範囲から逸脱すると考えるべきではない。
【００２２】
ＴＥＯＳと一緒にオゾンのチョークドフローを供給しても共形の酸化ケイ素層が形成される。しかしながら、これによって形成される膜は、より大きな空隙率および高い湿式エッチング速度を有する。ＢＤＥＡＳを使用して形成した共形の酸化ケイ素多重層は、それよりも大きな密度および比較的に低い湿式エッチング速度を有する。開示の実施形態では、開示の実施形態に従って形成した酸化ケイ素多重層が、熱成長させた酸化ケイ素層の湿式エッチング速度の６倍未満、５倍未満、４倍未満、３倍未満および２．５倍未満のうちの１つである（１％ＨＦ溶液を使用した）湿式エッチング速度を有する。本明細書に記載した開示の実施形態では、成長させた共形の酸化ケイ素膜のより大きな密度およびより低い湿式エッチング速度が、完成したデバイスに共形の酸化ケイ素膜（またはその部分）を組み込むことを可能にする。オゾンのチョークドフローおよびＴＥＯＳを使用して低い基板温度で成長させた膜などのより多孔性の膜は、その弾力性に劣る構造のため一般に、除去されざるをえない。そのため、ＢＤＥＡＳおよびオゾンを使用して成長させた材料は、後続の処理の間、パターン形成された基板の上に残存することができる。
【００２３】
処理領域から堆積反応副生物を除去することを可能にするため、未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体の除去（操作１２０）中に、ＢＤＥＡＳの流れを止めることができる。本発明の実施形態では、未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体の除去（操作１２０）の最中または前に、チャンバ内の圧力を低減させる。この減圧は、続いて堆積させる副層の共形性を元に戻すのに十分な程度まで副生物の濃度が低下することを保証する。あるいは、未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体を追い出すために、基板処理領域内にプラズマ処理ガスを流入させることもできる。本発明の実施形態では、除去方法に関係なく、基板処理領域内のＢＤＥＡＳの分圧を、ＢＤＥＡＳおよび酸素含有前駆体を流入させる操作中のＢＤＥＡＳの分圧の１０％未満もしくは約１０％、５％未満もしくは約５％、または３％に引き下げることができる。基板処理領域内に存在するＢＤＥＡＳの分圧は、表面に近い領域に存在する未反応の前駆体および部分的に反応した前駆体の濃度の指標である。
【００２４】
開示の実施形態では、１つの酸化ケイ素副層、一部の酸化ケイ素副層またはそれぞれの酸化ケイ素副層のプラズマ処理（操作１２５）中の基板処理領域内の圧力を、５０トル未満、２０トル未満、１０トル未満または８トル未満とすることができる。開示の実施形態では、この圧力を、１トル超、２トル超、３トル超および４トル超のうちの１つとすることができる。１つの上限値と１つの下限値を組み合わせることで、本発明の追加の実施形態が構成される。
【００２５】
図２は、開示の実施形態に従って堆積させた共形の酸化ケイ素の湿式エッチング速度比（ＷＥＲＲ）を示すグラフである。プラズマ処理（操作１２５）を挟まずに共形の酸化ケイ素多重層を形成した。それぞれの副層の厚さは約３５Åである。湿式エッチング速度比は１４．３０であった。それぞれの測定における湿式エッチング速度比は、共形の酸化ケイ素多重層のエッチング速度を比較し、熱成長させた酸化ケイ素の湿式エッチング速度で割ることによって求めた。熱成長させた酸化ケイ素は、非常に密度の高い形態の酸化ケイ素であり、知られている最も低いフッ化水素酸溶液中でのエッチング速度を有する。これらの実験では、１％フッ化水素酸水溶液を使用して酸化ケイ素多重層をエッチングした。
【００２６】
さらに、窒素（Ｎ２）から形成したプラズマでの処理を挟んで、副層の厚さが３５Åの共形の酸化ケイ素多重層を成長させた。ＷＥＲＲは４．４１であった。副層（それぞれ厚さ７５Å）を有する同様に製作した共形の酸化ケイ素多重層膜は、より大きな５．７２のＷＥＲＲを有することが分かった。このことは、プラズマ処理では、処理の侵入深さに限界があることを確定する。薄い副層は、厚い副層よりも完全に高密度化される。オゾン、ヘリウムおよびアルゴンのプラズマ処理ガスを使用して、新たに３対の共形酸化ケイ素多重層を形成した。オゾンプラズマおよびヘリウムプラズマで処理した２対の多重層のＷＥＲＲは互いに同等であった。アルゴンプラズマは、ＷＥＲＲがより小さな膜を生成し、比較のための窒素プラズマは、ＷＥＲＲがより大きな膜を生成した。好ましい一実施形態では、プラズマ処理ガスがアルゴンを含む。一般的に言って、プラズマ処理ガスは、これらの例示的なガスの混合物を含むことができるが、化学的な反応性が中心的な役割を演じているようには思えないため、この他のガスを含んでもよい。
【００２７】
垂直なフィーチャからの共形の酸化ケイ素多重層の水平方向の成長を、疎にパターン形成された領域と密にパターン形成された領域とで比較することによって、パターンローディングを定量化した。例示的な密にパターン形成された領域は、疎にパターン形成された領域よりも多くのフィーチャを有し、それにより、パターン形成された基板を上方から見た同じ面積内に、より大きな露出した表面積を生み出すことができる。開示の実施形態では、密にパターン形成された領域が、疎にパターン形成された領域よりも、２、３、５、１０および２０のうちの１つよりも大きいある乗数因子（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｖｅ  ｆａｃｔｏｒ）倍だけ大きな露出した垂直エリアを有することができる。本発明の実施形態では、密にパターン形成された領域における共形の酸化ケイ素多重層の厚さを、疎にパターン形成された領域における共形の酸化ケイ素多重層の厚さの２０％以内、１５％以内、１０％以内、５％以内および３％以内のうちの１つとすることができる。それぞれの領域における厚さは垂直な表面で測定することができ、その場合、成長方向は水平である。あるいは、この厚さを、それぞれの領域内の水平な表面で測定することもでき、その場合、成長方向は垂直である。用語「垂直」および「水平」は、終始一貫して、実質的に垂直な方向および実質的に水平な方向を含むように使用される。実質的に垂直な方向および実質的に水平な方向は、理論上の垂直および理論上の水平から約１０度まで外れていてもよく、または外れていなくてもよい。
【００２８】
例示的な基板処理システム
本発明の実施形態を実現することができる堆積チャンバには、準大気圧化学気相堆積（ＳＡＣＶＤ）チャンバ、より一般的には、プラズマ励起の使用を必ずしも必要とせずに比較的に高い圧力での操作を可能にする堆積チャンバを含めることができる。本発明の実施形態を実現することができるＣＶＤシステムの具体的な例には、米カリフォルニア州Ｓａｎｔａ  ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から販売されているＣＥＮＴＵＲＡ  ＵＬＴＩＭＡ（登録商標）ＳＡＣＶＤチャンバ／システム、ならびにＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＨＡＲＰ、ｅＨＡＲＰおよびＳＡＣＶＤチャンバ／システムが含まれる。
【００２９】
これらの堆積システムの実施形態を、集積回路チップを製造するより大きな製造システムに組み込むことができる。図３は、堆積チャンバ、ベーキングチャンバおよび硬化チャンバからなる開示の実施形態に基づくこのような１つのシステム３００を示す。この図では、一対のＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｕｎｉｆｉｅｄ  ｐｏｄ）３０２が、基板（例えば直径３００ｍｍのウエハ）を供給する。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内に置かれ、その後、基板処理チャンバ３０８ａ〜ｆのうちの１つのチャンバ内に置かれる。第２のロボットアーム３１０を使用して、基板ウエハを、保持エリア３０６から基板処理チャンバ３０８ａ〜ｆへ運び、基板処理チャンバ３０８ａ〜ｆから保持エリア３０６へ戻すことができる。
【００３０】
基板処理チャンバ３０８ａ〜ｆは、基板ウエハ上に誘電体膜を堆積させ、誘電体膜をアニールし、硬化させ、かつ／またはエッチングする１つまたは複数のシステム構成要素を含むことができる。一構成では、２対の処理チャンバ（例えば３０８ｃ〜ｄと３０８ｅ〜ｆ）が、基板の上に誘電体材料を堆積させる目的に使用され、第３の処理チャンバ対（例えば３０８ａ〜ｂ）が、堆積させた誘電体材料をプラズマで処理する目的に使用される。他の構成では、同じ２対の処理チャンバ（例えば３０８ｃ〜ｄと３０８ｅ〜ｆ）が、基板上への誘電体膜の堆積と堆積させた誘電体膜のプラズマ処理の両方を実行するように構成され、第３のチャンバ対（例えば３０８ａ〜ｂ）が、堆積させた膜のＵＶ硬化またはｅビーム硬化を実行する目的に使用される。他の構成では、３つの全てのチャンバ対（例えば３０８ａ〜ｆ）が、基板上に誘電体膜を堆積させ、堆積させた誘電体膜を硬化させるように構成される。他の構成では、２対の処理チャンバ（例えば３０８ｃ〜ｄと３０８ｅ〜ｆ）が、誘電体膜の堆積と誘電体膜のＵＶ硬化またはｅビーム硬化の両方を実行する目的に使用され、第３のチャンバ対（例えば３０８ａ〜ｂ）が、誘電体膜をアニールする目的に使用される。開示の実施形態に示した製造システムから分離されたチャンバ（１つまたは複数）で、上記のプロセスのうちの１つまたは複数のプロセスを実施することもできる。
【００３１】
図４Ａは、基板処理システム３００内の例示的な基板処理チャンバの略図である。この例示的な基板処理チャンバ４１０は、ＣＶＤプロセスおよびリフロー、ドライブイン、洗浄、エッチング、ゲッタリングプロセスなどのその他のプロセスを含むさまざまな半導体処理ステップを実行するのに適している。チャンバから基板を取り出すことなく、単一の基板に対して多ステッププロセスを実行することもできる。システムの代表的な主要構成要素には、ガス供給システム４８９からプロセスガスおよび他のガスを受け取るチャンバ内部４１５、ポンピングシステム４８８、遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）４５５、システムコントローラ４５３などがある。次に、本発明の理解のため、これらの構成要素およびその他の構成要素について説明する。
【００３２】
基板処理チャンバ４１０は、ガス反応エリア４１６を有するチャンバ内部４１５を収容するエンクロージャアセンブリ４１２を含む。ガス反応エリア４１６の上方に、ガス分配プレート４２０が配置されている。ガス分配プレート４２０は、ガス分配プレート４２０の穿孔を通して、垂直に移動可能なヒータ４２５（基板支持ペデスタルと呼ぶこともある）上に置かれた基板（図示せず）に、反応性ガスおよびその他のガス、例えばパージガスを散布する。垂直に移動可能なヒータ４２５は、例えば基板を装填しもしくは取り出すことができる下位置と、破線４１３によって示されたガス分配プレート４２０に近接した処理位置との間を制御可能に移動することができ、または、エッチングプロセスのための位置、洗浄プロセスのための位置など、別の目的の別の位置へ制御可能に移動することができる。センターボード（図示せず）は、基板の位置に関する情報を提供するセンサを含む。
【００３３】
ガス分配プレート４２０は、米国特許第６，７９３，７３３号に記載されている種類のガス分配プレートとすることができる。それらのプレートは、基板位置におけるガス分配の均一性を向上させ、特に、ガスの濃度比を変化させる堆積プロセスで有利である。いくつかの例では、それらのプレートが、ガスの濃度比が一方向に大きく偏っているとき（例えばシリコン含有ガスの濃度が酸化剤を含むガスの濃度に比べて低いとき）には基板からより遠くに堆積ガスが放出され、濃度が変化したとき（例えば混合物中のシリコン含有ガスの濃度が高くなったとき）には基板のより近くに堆積ガスが放出されるような形で、垂直に移動可能なヒータ４２５（または移動可能な基板支持ペデスタル）と協働する。他の例では、ガス分配プレートの孔が、ガスのより均一な混合を提供するように設計される。
【００３４】
垂直に移動可能なヒータ４２５は、セラミックで囲われた電気抵抗加熱要素（図示せず）を含む。このセラミックは、潜在的に腐食性のチャンバ環境から加熱要素を保護し、ヒータが、最高で約８００℃の温度に到達することを可能にする。例示的な一実施形態では、垂直に移動可能なヒータ４２５のチャンバ内部４１５の露出した全ての表面が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３またはアルミナ）、窒化アルミニウムなどのセラミック材料でできている。
【００３５】
反応性ガスおよびキャリアガスが、プロセスガス供給管路４４３を通して、ガス混合ボックス（ガス混合ブロックとも呼ぶ）４２７内に供給される。それらのガスは、ガス混合ボックス４２７内で混合され、ガス分配プレート４２０に供給されることが好ましい。ガス混合ブロック４２７は、プロセスガス供給管路４４３と洗浄ガス／エッチングガス導管４４７とに結合された２重入力混合ブロックであることが好ましい。ゲート弁４２８は、洗浄ガス／エッチングガス導管４４７からのガスまたはプラズマをガス混合ブロック４２７へ通しまたは遮断するように動作する。洗浄ガス／エッチングガス導管４４７は、遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ４５５）からガスを受け取る。ＲＰＳ４５５は、入力ガスを受け取るための入力管路４５７を有する。堆積処理中、ガス分配プレート４２０に供給されたガスは、（矢印４２１によって示されているように）基板表面に向かって放出され、基板表面では、このガスを、一般に層流として、基板表面の全体にわたって半径方向に均一に分配することができる。
【００３６】
ガス分配プレート４２０を通して、および／またはエンクロージャアセンブリ４１２の壁（好ましくは底部）を貫通する入口ポートもしくは入口管（図示せず）を通して、チャンバ内部４１５にパージガスを供給することができる。このパージガスは、入口ポートから上方へ向い、垂直に移動可能なヒータ４２５を通り過ぎて、環状のポンピング溝４４０へと流れる。次いで、排気システムが、このパージガスを、（矢印４２２によって示されているように）環状ポンピング溝４４０内へ排出し、排気管路４６０を通してポンピングシステム４８８へ送る。ポンピングシステム４８８は１つまたは複数の真空ポンプを含む。排気ガスおよび同伴粒子は、絞り弁システム４６３によって制御されたある速度で、環状のポンピング溝４４０から排気管路４６０を通して引き抜かれる。
【００３７】
ＲＰＳ４５５は、チャンバの洗浄、処理基板からの自然酸化物または残留物のエッチングなどの選択された用途に合わせたプラズマを生成することができる。入力管路４５７を介して供給された前駆体からＲＰＳ４５５内で生成されたプラズマ種は、洗浄ガス／エッチングガス導管４４７を介して送られて、ガス分配プレート４２０を通してガス反応エリア４１６に散布される。洗浄用の前駆体ガスは、フッ素、塩素およびその他の反応性元素を含むことができる。ＲＰＳ４５５で使用する適当な堆積前駆体ガスを選択することにより、ＲＰＳ４５５を、プラズマＣＶＤ膜を堆積させるように適合させることもできる。
【００３８】
システムコントローラ４５３は、堆積システムの動作および動作パラメータを制御する。プロセッサ４５１は、プロセッサ４５１に結合された記憶装置４５２に記憶されたコンピュータプログラムなどのシステム制御ソフトウエアを実行する。記憶装置４５２は一般に、スタティックランダムアクセスメモリ（キャッシュ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）およびハードディスクドライブの組合せからなるが、言うまでもなく、記憶装置４５２は、固体メモリデバイスなど他の種類の記憶装置からなることもできる。これらの記憶手段に加えて、好ましい一実施形態では、基板処理チャンバ４１０が、取外し可能記憶媒体ドライブ、ＵＳＢポートおよびカードラック（図示せず）を含む。
【００３９】
プロセッサ４５１は、本明細書に開示された方法に従って装置を動作させるようにプログラムされたシステム制御ソフトウエアに従って動作する。例えば、命令セットが、特定のプロセスのタイミング、ガスの混合、チャンバの圧力、チャンバの温度、プラズマ出力レベル、サセプタの位置およびその他のパラメータを指示する。これらの命令は、適当なハードウェアに、好ましくは入出力Ｉ／Ｏモジュール４５０から発せられた信号を伝達するアナログ信号またはディジタル信号を運ぶ直接配線（ｄｉｒｅｃｔ  ｃａｂｌｉｎｇ）を通して伝達される。例えば、ＵＳＢサムドライブ（ｔｈｕｍｂ  ｄｒｉｖｅ）、フロッピーディスク、またはディスクドライブもしくは他の適当なドライブに挿入された他のコンピュータプログラム製品を含む他の記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムなどの他のコンピュータプログラムを使用して、さまざまな用途に合った基板処理チャンバ４１０を構成するように、プロセッサ４５１を動作させることもできる。
【００４０】
プロセッサ４５１は、シングルボードコンピュータ、アナログおよびディジタル入出力ボード、インターフェースボードならびにステッパモータコントローラボードを収容したカードラック（図示せず）を有することができる。半導体処理システム３００のさまざまな部品は、ボード、カードケージおよびコネクタの寸法およびタイプを定義したＶｅｒｓａ  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ（ＶＭＥ）規格に準拠する。ＶＭＥ規格はさらに、１６ビットデータバスおよび２４ビットアドレスバスを有するバス構造を定義する。
【００４１】
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使用して、パターン形成された基板の表面に共形の酸化ケイ素多重層を堆積させるプロセス、またはチャンバを洗浄するプロセスを実現することができる。コンピュータプログラムコードは、例えば６８０００アセンブラ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐａｓｃａｌ、Ｆｏｒｔｒａｎなどのコンピュータ可読の従来の任意のプログラミング言語で書くことができる。従来のテキストエディタを使用して適当なプログラムコードを単一のファイルまたは複数のファイルとして入力し、コンピュータのメモリシステムなどのコンピュータが使用可能な媒体に記憶し、または具体化する。入力されたコードテキストが高水準言語で書かれている場合、そのコードはコンパイルされ、次いで、その結果得られたコンパイラコードが、予めコンパイルされた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にリンクされる。このコンパイルされリンクされたオブジェクトコードを実行するため、システムユーザは、そのオブジェクトコードを呼び出す。それによってコンピュータシステムは、そのコードをメモリにロードする。次いで、ＣＰＵがそのコードを読み、実行して、そのプログラム内で識別したタスクを実行する。
【００４２】
ユーザとコントローラの間のインターフェースはフラットパネル接触モニタによる。この好ましい実施形態では、クリーンルームの壁に取り付けられたオペレータ用の１つのモニタと、クリーンルームの壁の後ろに取り付けられたサービス技術者用の１つのモニタの２つのモニタが使用される。これらの２つのモニタは同じ情報を同時に表示することができ、その場合、一度に１つのモニタだけが入力を受け入れる。特定の画面または機能を選択するため、オペレータは、接触モニタの指定されたエリアに触れる。オペレータが触れたエリアは、その強調表示された色が変化し、または新たなメニューもしくは画面が表示され、オペレータと接触モニタとの間の通信を確認する。接触モニタの代わりにまたは接触モニタに加えて、ユーザがシステムコントローラと通信することを可能にするために、キーボード、マウス、または他のポインティングデバイスもしくは通信装置などの他の装置を使用することもできる。
【００４３】
本明細書に開示された実施形態は、直接配線および単一のプロセッサ４５１に依存する。マルチコアプロセッサ、分散制御下の複数のプロセッサ、およびシステムコントローラと制御対象の間の無線通信を含む代替実施形態も可能である。
【００４４】
図４Ｂは、基板処理チャンバ４１０に関連したガス供給パネル４８０の略図である。上で論じたとおり、半導体処理システム３００の図示の部分は、垂直に移動可能なヒータ４２５を有する基板処理チャンバ４１０、プロセスガス供給管路４４３からの入力および洗浄ガス／エッチングガス導管４４７からの入力を有するガス混合ブロック４２７、ならびに入力管路４５７を有するＲＰＳ４５５を含む。上述のとおり、ガス混合ブロック４２７は、プロセスガス供給管路４４３および入力管路４５７を通過した積ガス（１種または数種）および洗浄ガス（１種または数種）または他のガス（１種または数種）を混合し、チャンバ内部４１５に噴射するように構成されている。
【００４５】
ＲＰＳ４５５は、基板処理チャンバ４１０の下方に一体に配置され、取り付けられており、基板処理チャンバ４１０に沿って、洗浄ガス／エッチングガス導管４４７が、基板処理チャンバ４１０の上方に位置するゲート弁４２８およびガス混合ブロック４２７まで延びている。クリーンルームから離れた位置に、プラズマ出力発生装置４１１およびオゾン発生装置４５９が配置されている。ガス供給パネル４８０からの供給管路４８３および４８５が、プロセスガス供給管路４４３に反応性ガスを供給する。ガス供給パネル４８０は、選択された用途向けのプロセスガスを供給するガス源または液体源４９０からの管路を含む。ガス供給パネル４８０は、選択されたガスを、ガス混合ブロック４２７へ流す前に混合するガス混合システム４９３を有する。いくつかの実施形態では、ガス混合システム４９３が、ＢＤＥＡＳ、オルトケイ酸テトラエチル（「ＴＥＯＳ」）、ホウ酸トリエチル（「ＴＥＢ」）、リン酸トリエチル（「ＴＥＰＯ」）などの１種または数種の液体反応物を蒸発させる液体噴射システムを含む。液体反応物からの蒸気は通常、ヘリウムなどのキャリアガスと混合される。プロセスガスの供給管路は、（ｉ）供給管路４８５または入力管路４５７に流入するプロセスガスを自動的にまたは手動で遮断する遮断弁４９５、および（ｉｉ）供給管路を通るガスまたは液体の流量を測定する液体流量計（ｌｉｑｕｉｄ  ｆｌｏｗ  ｍｅｔｅｒ）（ＬＦＭ）４０１または他のタイプのコントローラを含むことができる。
【００４６】
一例として、ＢＤＥＡＳをシリコン源として含む混合物を、ガス混合システム４９３とともに、酸化ケイ素膜を形成する堆積プロセスで使用することができる。リン、ホウ素などのドーパントの供給源はＴＥＰＯおよびＴＥＢを含むことができ、それらを、ガス混合システム４９３に導入することもできる。ガス混合システム４９３に供給する前駆体は、室温、室圧で液体の前駆体とすることができ、従来のボイラ型またはバブラ（ｂｕｂｂｌｅｒ）型のホットボックス（ｈｏｔ  ｂｏｘ）によって蒸発させることができる。あるいは、液体噴射システムを使用することもでき、液体噴射システムは、ガス混合システムに導入された液体反応物の体積のより大きな制御を提供する。液体反応物は一般に、ガス混合ブロックおよびチャンバに通じる加熱ガス供給管路４８５に供給される前に、細かなしぶきまたはミストとしてキャリアガス流中に噴射される。酸素（Ｏ２）は、供給管路４８３を通ってチャンバに流入し、チャンバ内またはチャンバの近くで、加熱ガス供給管路４８５からの反応物ガスと混合される。言うまでもなく、ドーパント、シリコン、酸素および添加剤前駆体の他の供給源を使用することもできることが理解される。個別のガス供給管路として示したが、実際には供給管路４８５は、チャンバ内部４１５に前駆体が流入する前に前駆体どうしが反応することを防ぐように分離された複数の管路を含むことができる。
【００４７】
本明細書で使用するとき、「基板」は、その上に層が形成された支持基板またはその上に層が形成されていない支持基板であることができる。支持基板は、絶縁体、またはさまざまなドーピング濃度およびドーピングプロファイルを有する半導体であることができ、例えば、集積回路の製造で使用されるタイプの半導体基板であることができる。「酸化ケイ素」層は、窒素、水素、炭素などのより低濃度の他の元素成分を含むことができる。ガスは、２種類以上のガスの混合物とすることができる。用語トレンチおよび間隙は、終始一貫して、エッチングされた形状寸法が必然的に大きな水平アスペクト比を有するとの含意なしで使用される。表面を上方から見ると、間隙は、円形、楕円形、多角形、長方形または他のさまざまな形状に見える。間隙はさらに、２本の柱の間の領域であることができ、その場合、間隙は、他の間隙から物理的に分離されていない。本明細書で使用するとき、共形の層は、ある表面にあってその表面と同じ形状を有する概ね均一な材料層を指す。すなわち、共形の層の表面と覆われている表面は概ね平行である。堆積した材料が１００％共形であることはおそらくなく、したがって、用語「概ね」は、許容される裕度を考慮に入れることを当業者は理解するであろう。
【００４８】
いくつかの実施形態を開示したが、開示の実施形態の趣旨から逸脱することなくさまざまな変更、代替構造および等価物を使用することができることを当業者は理解するであろう。また、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、よく知られているいくつかのプロセスおよび要素については説明しなかった。したがって、以上の説明を、本発明の範囲を限定するものと理解すべきではない。
【００４９】
ある値の範囲が与えられた場合には、その範囲の上限と下限の間の、文脈からそうでないことが明らかである場合を除き下限の単位の１／１０までの中間のそれぞれの値も具体的に開示されていることが理解される。明示されたある範囲内の明示された任意の値または中間の値とその明示された範囲内の明示された他の任意の値または中間の値との間のより小さなそれぞれの範囲も包含される。これらのより小さな範囲の上限および下限は、独立に、そのより小さな範囲に含め、またはそのより小さな範囲から除外することができ、上限と下限のうちの一方もしくは両方がそのより小さな範囲に含まれるか、または上限と下限の両方がそのより小さな範囲に含まれないそれぞれ範囲も、その明示された範囲の具体的に除外される限界が明示されることを条件に、本発明の範囲に包含される。明示された範囲が、その上限と下限のうちの一方または両方を含む場合には、含まれる上限および／または下限のうちの一方または両方を除外した範囲も含まれる。
【００５０】
文脈からそうでないことが明らかである場合を除き、本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、単数形（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は複数の指示物を含む。したがって例えば、「プロセス（ａ  ｐｒｏｃｅｓｓ）」という言及には、複数のそのようなプロセスが含まれ、「誘電体材料（ｔｈｅ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」という言及には、１種または数種の誘電体材料、および当業者に知られているそのような誘電体材料の等価物などが含まれる。
【００５１】
さらに、本明細書および以下の特許請求の範囲で使用されるとき、語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、明示された特徴、完全体、構成要素またはステップの存在を示すことが意図されているが、これらの語は、１つまたは複数の他の特徴、完全体、構成要素、ステップ、行為またはグループの存在または追加を排除しない。
【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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【国際調査報告】
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