(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起構造の間にギャップを有する基板に層を堆積する方法であって、
前記基板において前記突起構造上に第１の誘電体層を堆積するステップであって、前記第１の誘電体層が前記ギャップ間にボイドを形成するステップと、
化学的エッチバックステップ及び物理的エッチバックステップの両方で前記第１の誘電体層をエッチバックして、前記ボイドを露出させるステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記第１の誘電体層上に第２の誘電体層を堆積するステップを、前記エッチバックステップの後に更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エッチバックステップは、物理的エッチバックステップが後に続く化学的エッチバックステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチバックステップは、化学的エッチバックステップが後に続く物理的エッチバックステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の誘電体層がトリエトオキシフルオロシラン（ＴＥＦＳ）をベースとするフルオロ珪酸塩ガラス（ＦＳＧ）層を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
基板上の隣接した金属配線の間のギャップを埋め込む方法であって、
前記ギャップを少なくとも部分的に埋め込むために、前記隣接した金属配線の上にボイドを有する第１の誘電体層を堆積するステップと、
化学的エッチバックにより前記ボイドが存在する位置に先鋭な狭い露出部を形成するように前記ボイドを露出させるために、前記第１の誘電体層を化学的にエッチバックするステップと、
前記露出部の幅を広げて平滑化するために前記第１の誘電体層をスパッタリングにより物理的にエッチバックするステップと、
前記露出部を実質的に埋め込むように、エッチバックされた前記第１の層上に第２の誘電体層を堆積するステップと、を含む方法。
【請求項７】
前記ギャップの幅が０．５ミクロン以下で、前記金属配線のアスペクト比が２以上である請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハ処理中の誘電体層の堆積に関し、更に詳細には、化学的及び物理的エッチバックプロセスを実行してギャップ埋込み能力を更に改善する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子における配線は、一般的に金属導体により行われており、狭い間隔で配置された細い金属ラインである場合もある。２レベル以上の金属導体を使用する場合、導体間の短絡やその他の異常を防止するために、金属層の間に絶縁層を堆積する必要がある。
【０００３】
従って、最新のマルチレベル半導体素子の製造における主要なステップの１つは、これらの絶縁層の形成であり、これら絶縁層はインターメタル誘電体層或いはＩＭＤ層とも呼ばれる。半導体基板上にＩＭＤ層を形成する１つの主要な方法は、ガスの化学反応によるものである。このような堆積プロセスは、化学気相堆積或いは“ＣＶＤ"と呼ばれる。従来の熱ＣＶＤプロセスでは、基板表面に反応性ガスを供給し、そこで熱誘導化学反応により所望の薄膜を形成する。層を堆積する別のＣＶＤ法としては、プラズマ促進ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）技術がある。プラズマＣＶＤ技術は、高周波（ＲＦ）エネルギなどのエネルギを加えることによって反応ガスの励起及び／又は解離を促進して、反応ガスを励起させ、それによってプラズマを生成するものである。プラズマにおける種の高い反応性のため、化学反応を起こすために必要なエネルギが低下し、従って、こうしたＣＶＤプロセスに必要な温度が低下する。ＰＥＣＶＤプロセスの比較的低い温度のため、この方法は、堆積金属層の上に絶縁層を形成したり、別の絶縁層を形成するのに理想的である。
【０００４】
半導体素子の幾何学形状は、これらの素子が数十年前に最初に導入されたときから、めざましく小型化されてきた。その導入以来、集積回路は一般的に、２年ごとにサイズが半分になる法則（しばしばムーアの法則と呼ばれる）に従ってきた。これは、１つのチップに収まる素子の数が２年ごとに２倍になることを意味している。今日のウエハ製造工場では、特徴部の大きさが０．５ミクロンの素子、或いは０．３５ミクロンの素子でさえも生産しているが、明日の工場では、更に小型化された素子がすぐに生産されるであろう。
【０００５】
素子の大きさが小型化して、集積密度が高くなるにつれて、産業界で以前には重要と思われなかった問題が、最も重要な関心事になりつつある。例えば、回路密度が高くなると、隣接している金属導体間の間隔が減少し、隣接導体の高さの距離に対する高さの比が増加する。これは一般にアスペクト比と呼ばれる。アスペクト比の増加に伴って、堆積する絶縁層の形が一致せず、ギャップが完全に埋め込まれない可能性が高くなる。従って、絶縁層が堆積されるときに、望ましくないボイドが、絶縁層内の隣接導体間に形成されるおそれがある。一般的にボイドは、ギャップの底部が埋め込まれる前に、相互に接触する隣接した金属垂直側壁の上方部分に誘電体が堆積したときに形成される。
【０００６】
この問題の１つの解決法は、フッ素をドープした酸化珪素膜を堆積することである。これは、フルオロ珪酸塩ガラス（ＦＳＧ）膜とも呼ばれる。フッ素はエッチング種であるので、フッ素のドーピングにより成長膜にエッチング効果がもたらされると考えられる。この同時の堆積／エッチング効果により、側壁の最上部における堆積は速度が低下し、それにより、最上部が閉じないうちに、ギャップの底部を埋めることができる。
【０００７】
ギャップ埋込み問題の別の解決法は、３ステップの堆積／エッチバック／堆積プロセスを実行することである。この３ステッププロセスでは、最初に金属層の上に絶縁層を部分的に堆積する。次に、物理的エッチバックステップを実行して、スパッタリングステップで堆積絶縁層にアルゴン又は同様のガスを衝突させる。アルゴンスパッタリングにより、そのままにしておけばボイドの形成の原因となる過剰な堆積の一部をエッチングして取り除く。物理的エッチバックの終了後、第３ステップで堆積を完成させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この３ステップの堆積／エッチバック／堆積プロセスにより、多くの用途に適した改善されたギャップ埋込み能力が達成される。しかし、素子の小型化は更に進むので、用途によっては、それ以上のギャップ埋込み能力が望まれる。従って、現在の誘電体薄膜のギャップ埋込み能力を更に改善する方法及び装置が必要とされる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、改善されたギャップ埋込み能力を備えた絶縁層を提供する。改善されたギャップ埋込み能力は、絶縁層の第１の部分の堆積後に、化学的及び物理的エッチバックステップの両方を使用することによって達成される。本発明は、そうした層を形成する方法及び装置をも含む。
【００１０】
本発明の方法では、反応チャンバで基板上に第１の誘電体材料層が堆積される。次に、化学的及び物理的エッチバックの両ステップを含む２ステップエッチングプロセスを使用して、第１の誘電体材料層がエッチバックされる。２ステップエッチバックプロセスの終了後、基板上に第２の誘電体材料層を堆積してギャップ埋込みプロセスを完了する。
【００１１】
一実施態様では、２ステップエッチバックプロセスは、最初に化学的エッチバックステップを行い、その後に物理的エッチバックステップを行う。本発明に係る方法の別の実施態様では、物理的エッチバックを用いて第１の誘電体層をエッチングし、その後、化学的エッチバックでエッチングする。更に別の実施態様では、化学的エッチバックステップと物理的エッチバックステップを交互に２回以上繰り返すことにより、第１の誘電体層をエッチバックする。
【００１２】
別の好適な実施態様では、第１及び第２の誘電体層はＦＳＧ層であり、最も好適な実施形態では、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）によって供給される珪素及びトリエトオキシフルオロシラン（ＴＥＦＳ）によって供給されるフッ素を含む処理ガスからこれらの層が堆積される。化学的エッチバックステップでは、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）がエッチャントガスとして使用され、物理的エッチバックステップでは、アルゴンがスパッタリング元素として使用される。
【００１３】
本発明の上記及びその他の実施態様について、多数の利点及び特徴も併せて、以下の記述及び添付図面で詳しく説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
Ｉ．代表的なＣＶＤ装置
本発明の方法を実行することができる好適なＣＶＤ装置の１つを図１及び図２に示す。これらの図はＣＶＤ装置１０の垂直断面図であって、その装置１０には真空チャンバ又はプロセスチャンバ１５が設けられ、そのチャンバ１５には、チャンバ壁１５ａ及びチャンバ蓋アセンブリ１５ｂが設けられている。チャンバ壁１５ａ及びチャンバ蓋アセンブリ１５ｂを、図３及び図４に分解斜視図として示す。
【００１５】
装置１０にはガス分散マニホルド１１が設けられており、そのガス分散マニホルドによって、プロセスガスがプロセスチャンバ内の中心にある加熱されたペデスタル１２に載置されている基板（図示せず）に分散される。処理中に、基板（例えば半導体ウエハ）はペデスタル１２の平らな（又は僅かに凸曲線状の）面１２ａに配置される。ペデスタルは、下方のローディング／オフローディング位置（図１に示す）と、マニホルド１１に近接した上方の処理位置（図１では点線で示し、図２では実線で表わしている）との間を制御可能に移動する。センタボード（図示せず）はウエハの位置に関する情報を提供するためのセンサを有している。
【００１６】
堆積ガス及びキャリアガスは、従来の平坦で円形なガス分散面板１３ａの穿孔１３ｂ（図４に示す）を通ってチャンバ１５に導入される。更に詳細には、堆積プロセスガスは、吸込みマニホルド１１（図２に矢印４０で示す）を通り、従来の穿孔されたブロッカ板４２を通り、そして分散面板１３ａの孔１３ｂを通ってチャンバに流入される。
【００１７】
堆積ガス及びキャリアガスは、マニホルドに達する前にガス供給ライン８を通して混合装置９に入って混合され、それからマニホルド１１に送られる。通常、各プロセスガスの供給ラインには、（ｉ）プロセスガスのチャンバ流入を自動的に又は手動で遮断するために用いることができる数個の安全遮断バルブ（図示せず）と、（ｉｉ）供給ラインを通るガスの流れを測定する質量流量コントローラ（これも図示せず）とが設けられている。有毒ガスがプロセスで使用される場合は、数個の安全遮断バルブが従来の配置で各供給ラインに置かれる。
【００１８】
リアクタ１０で行われる堆積プロセスは、熱処理プロセス又はプラズマ促進プロセスのどちらかであろう。プラズマ促進プロセスにおいて、ＲＦ電源４４は、ガス分散面板１３ａとペデスタルとの間に電力を供給し、プロセスガス混合物を励起して、面板１３ａとペデスタルとの間の円柱形領域にプラズマを形成する（この領域を本明細書では「反応領域」と呼ぶ）。プラズマの成分は、反応し、所望の膜がペデスタル１２に支持されている半導体ウエハの表面に堆積される。ＲＦ電源４４は、混合周波数ＲＦ電源であり、通常、１３．５６ＭＨｚの高ＲＦ周波（ＲＦ１）、３６０ＫＨｚの低周波（ＲＦ２）を供給し、真空チャンバ１５に導入された反応種の分解を促進する。
【００１９】
堆積プロセス中、排出路２３及び遮断バルブ２４を取り囲んでいるチャンバ本体の壁部１５ａを含むプロセスチャンバ１０の全体がプラズマによって加熱される。プラズマがオンされていないときは、高温の液体がプロセスチャンバの壁１５ａを通って循環されて、チャンバは高温に維持される。チャンバ壁１５ａを加熱するために用いられる流体は、典型的な流体の種類、すなわち水ベースのエチレングリコール又はオイルベースの伝熱流体を含んでいる。この加熱によって、望ましくない反応生成物の凝縮が有益に低減又は排除される。またこの加熱によって、低温の真空通路の壁に凝縮して、ガスが流れていないときにプロセスチャンバに移動して戻った場合にプロセスを汚染する可能性のある、プロセスガスの揮発性生成物及び他の汚染物質が一層排除される。
【００２０】
層に堆積されなかったガス混合物の残余物（反応生成物を含む）は、チャンバから真空ポンプ（図示せず）によって排気される。特にガスは、反応領域を包囲している環状のスロット形オリフィス１６を通して、環状の排気プリナム１７に排気される。環状のスロット１６及びプリナム１７はチャンバの円筒形側壁１５ａ（壁にある上部絶縁ライニング１９を含む）の頂部と、円形チャンバ蓋２０の底部との間の隙間によって画されている。３６０゜の円対称で均一なスロットオリフィス１６及びプリナム１７は、ウエハ上にプロセスガスの均一な流れを達成し、ウエハ上に均一な膜を堆積するのに重要である。
【００２１】
ガスは、排気プリナム１７から排気プリナム１７の横延長部２１の下を流れ、のぞき窓（図示せず）を過ぎ、下方に延びるガス路２３を通り、真空遮断バルブ２４（本体は下部チャンバ壁１５ａと一体になっている）を過ぎ、フォアライン(foreline)（図示せず）を通して外部真空ポンプ（図示せず）に接続されている排出口２５に入る。
【００２２】
好ましくはアルミニウムのペデスタル１２のウエハ支持プラタ(platter)は、平行な同心円形の２つのフルターンを成している埋込み式シングルループヒータ部材を用いて加熱される。このヒータ部材の外側部分は支持プラタの外周に隣接して通されており、内側部分は小さな半径を有している方の同心円の軌跡上に通されている。ヒータ用の電熱線はペデスタル１２のステムを通過している。
【００２３】
一般的に、チャンバライニング、ガス吹込みマニホルド面板及び他の多様なリアクタハードウエアのどれもが又は全てがアルミニウム又は陽極処理されたアルミニウム等の材料から作られている。このようなＣＶＤ装置の例が、「ＣＶＤプロセスチャンバ」という名称のZhao等に付与された米国特許第5,558,717号明細書に記載されている。第5,558,717号の特許は、譲受人であるアプライドマテリアルズ社に譲渡されて、本明細書に全体が援用されている。
【００２４】
ウエハがロボットブレード（図示せず）によって、チャンバ１０の側部の挿入／取出し口２６を通してチャンバの本体の中に及び中から移送されると、加熱ペデスタルアセンブリ１２及びウエハリフトピン１２ｂはリフト機構及びモータ３２によって昇降される。ペデスタル１２は、モータ３２（図１）によって処理位置１４とそれより低いウエハローディング位置との間を昇降される。モータ、供給ライン８に接続されているバルブ又は流量コントローラ２０、ガス送出し装置、スロットルバルブ３２、ＲＦ電源４４並びにチャンバ及び基板の加熱装置は、コントロールライン３６（数本のみが図示されている）を介してそれら全てがシステムコントローラ３４（図２）によって制御されている。コントローラ３４は、光センサからのフィードバックによってスロットルバルブ及びペデスタル等の機械式可動アセンブリの位置を決定し、コントローラ３４の制御の下、適切なモータによって移動される。
【００２５】
以上の記述は主として説明を目的とするものであって、発明の範囲を限定するものとみなされるべきはない。電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマＣＶＤ装置や、誘導結合式ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置等の、他のＣＶＤ装置を使用することもできる。更に、ペデスタルの設計、ヒータの設計、ＲＦパワー周波数、ＲＦパワー接続の位置及びその他の変更等、上記装置の様々な変化が可能である。例えば、ウエハを石英ランプで支持し、加熱することができる。本発明の層及びそのような層を形成する本発明の方法は、特定の装置や特定のプラズマ励起法に限定されない。
【００２６】
ＩＩ．典型的エッチバック装置
本発明の現行の好適な実施形態で、基板は、化学的及び物理的エッチバックプロセスのために、真空密閉状態で、反応チャンバ１５からエッチバックチャンバ４１に移動される。しかし、他の実施形態では、堆積ステップ及びエッチバックステップの両方をインサイチュープロセスとして単一基板処理チャンバ内で実行することもできる。
【００２７】
図５は、本発明による化学的及び物理的エッチバックステップを実行できるエッチバックチャンバ４１を備えた概略エッチバック装置５の一実施形態の断面図である。図５に示すように、基板がエッチバックチャンバ４１で化学的及び物理的エッチバックを受けるときに、基板はペデスタル４３によって支持されている。リフトフィンガ４５によって、ウエハはペデスタル表面まで持ち上げられまたそこから下げられる。ベロー４７によって、エッチバックチャンバの真空の完全性が維持された状態で、リフトシリンダ４９からリフトフィンガ４５に運動が伝えられる。ベロー４７は、リフトシリンダ４９の空気膨張によって上向きに運動される。下向きの運動は、リフトアクチュエータ５１にあるリターンスプリングによって発生される。リフトシリンダ４９は、空気圧によってベロー４７を駆動し、リフトフィンガ４５を３つの可能な位置、すなわち「エッチバック」、「解放」、及び「リフト」位置に移動する。３つのセンサ及び１つのフラッグにより、位置基準点が定義される。位置センサは、調整可能なスライド取付台上にある。リフトアクチュエータ５１は、リターンスプリングと共にリフトフィンガを下降させ、リフトシリンダ４９の上向きの運動をベローに伝える。
【００２８】
化学的及び物理的エッチバックの両方ともエッチバックチャンバ４１で行われる可能性が大きいので、エッチバックチャンバ４１はエッチバック処理環境を密閉している。物理的エッチバックプロセスでは、不活性ガスをエッチバックチャンバ４１に導入して、スパッタリングが達成される。不活性ガスはガス分散板５３を介して導入されることが可能で、所望の圧力（一般的に１mTorr 〜７００mTorr ）に達するまで、スロットルバルブでポンピング速度が制御される。ウエハを載置したペデスタル４３に、ＲＦ電源５５からＲＦパワーを供給する。ＲＦパワーにより電子があちこちに加速され、ガス分子のイオン化が発生し、プラズマ状態が形成される。また、プラズマ内では陰電荷を有する電子の移動度が高いため、ＲＦパワーにより、ウエハ上に負のセルフバイアス電圧が誘導される。負電圧はイオンを引きつけ、加速するので、イオンはウエハの表面と衝突して、ウエハの表面から原子をスパッタリングする。ウエハはこうして、表面の原子のスパッタ除去によって物理的にエッチングされる。
【００２９】
化学的エッチバックプロセスでは、物理的エッチバックの場合と同様の方法でプラズマが生成されるが、エッチバックは、主としてＣＦ4 などの化学薬品を使用して達成される。化学分子はプラズマによって分解されて、極めて反応性の高いラジカルを発生し、このラジカルが誘電体層と反応して揮発性化合物を発生する。なお、この揮発性化合物はポンプで吸い出される。更に、ラジカルが誘電体層と反応するときに、反応がバイアス電位の方向に発生するように、基板にわずかなバイアス電圧を加えることもできる。コントローラ３４は、チャンバ１５を制御する場合と同様の方法で、制御ライン３６により、エッチバックチャンバ４１の様々な要素及び動作を制御している。
【００３０】
以上の記述は主として説明目的のためのみのものであって、発明の範囲を限定するものとみなしてはならない。ペデスタルの設計、ヒータの設計、及びその他の変更など、上記装置の様々な変更が可能である。本発明は、特定のエッチング装置や方法に限定されるものではない。
【００３１】
ＩＩＩ．処理装置のコンピュータ制御
ある特定の実施形態では、当業者は、ＣＶＤ装置１０に一つ、エッチバック装置５に一つというように独立のシステムコントローラが使用され得ることを認識するであろうが、一つの通常のシステムコントローラによって、ＣＶＤ装置１０及びエッチバック装置が制御されている。
【００３２】
好ましい実施形態において、システムコントローラは、ハードディスクドライブ（メモリ３８）、フロッピディスクドライブ及びプロセッサ３７を有している。プロセッサは、シングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）、アナログインプット／アウトプットボード及びデジタルインプット／アウトプットボード、インターフェースボード並びにステッパモータコントロラボードを有している。ＣＶＤ装置１０の様々な部分が、ベルサモジューラヨーロピアンズ(Versa Modular Europeans（ＶＭＥ）)規格に従っており、その規格によってボード、カードケージ及びコネクタの寸法及び型が定められている。１６ビットデータバス及び２４ビットアドレスバスを有するバス構造もＶＭＥ規格によって定められている。
【００３３】
システムコントローラ３４によって、ＣＶＤ装置及びエッチバック装置の全ての動きが制御されている。システムコントローラはシステムコントロールソフトウエアを実行する。そのソフトウエアは、メモリ３８等のコンピュータ読取り可能媒体に記憶されているコンピュータプログラムである。メモリ３８は、好ましくはハードディスクドライブであるが、他の種類のものであってもよい。コンピュータプログラムは、一組の命令を含んでおり、その一組の命令は、特定のプロセスのタイミング、ガスの混合、チャンバ圧、チャンバ温度、ＲＦパワーレベル、ペデスタル位置及び他のパラメータを指示するものである。勿論、例えばフロッピディスク又は他の適当なドライブを含む他のメモリ素子に記憶されているもの等の他のコンピュータプログラムも、コントローラ３４を操作するのに用いることができる。
【００３４】
図６に示すように、使用者とコントローラ３４とのインターフェースは、ＣＲＴモニタ５０ａ及びライトペン５０ｂによってなされる。この図６は１以上のチャンバを含むことのできる基板処理装置のＣＶＤ装置１０及びシステムモニタの略図である。好ましい実施形態では、２つのモニタ５０ａが使用されており、１つはオペレータ用にクリーンルーム壁に取り付けられ、他方はサービス技術者用に壁の裏側に取り付けられている。両モニタ５０ａは同時に同じ情報を表示するが、ライトペン５０ｂは１つのみが可能である。ライトペン５０ｂはＣＲＴディスプレイによって発せられた光をペンの先端にあるライトセンサで検出する。特定の表示面又は機能を選択するために、オペレータはディスプレイ表示面の指定された領域に触れ、ペン５０ｂのボタンを押す。接触領域は特に明るい色に変化するか、新しいメニュー又は表示面がディスプレイされ、ライトペンとディスプレイ表示面との間で通信できたことが確認される。勿論、使用者がコントローラ３４と通信するために、キーボード、マウス又は他の指示若しくは通信装置等の他の装置を、ライトペン５０ｂの代わりに又はライトペン５０ｂに加えて使用することもできる。
【００３５】
膜を堆積及びエッチングするプロセスは、コントローラ３４で実行されるコンピュータプログラムプロダクトを用いて実施され得る。コンピュータプログラムコードは、68000アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートラン又は他のもの等の従来のどのコンピュータ読取り可能プログラミング言語によっても書かれることができる。プログラムコードとしては、単一のファイル又は複数のファイルに入力されており、従来のテキストエディタを使用して、コンピュータのメモリ装置等のコンピュータ使用可能媒体で具現化又はストアされているものが好適である。入力されたコードテキストが高級言語の場合、コードはコンパイルされ、その結果生じたコンパイラコードは次に、コンパイルされたウインドウズ（商標）ライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクする。装置使用者は、リンクされ且つコンパイルされたオブジェクトコードを実行するために、オブジェクトコードを呼び出し、そのコードをコンピュターシステムによってメモリにロードさせ、そのメモリからＣＰＵにそのコードを読取らせてコードを実行させ、プログラムで識別されたタスクを行わせる。
【００３６】
図７は、特定の実施形態に従った、システムコントロールソフトウエア、コンピュータプログラム７０の階層的コントロール構造を示したブロック図である。使用者は、ＣＲＴモニタに表示されたメニュー又は表示面に応じてプロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を、ライトペンインターフェースを用いてプロセス選択サブルーチン７３に入力する。プロセスセットは、特定のプロセスを実行するのに必要なプロセスパラメータの所定の組合わせであり、予め決められたセット番号で識別される。プロセス選択サブルーチン７３は、（ｉ）所望のプロセスチャンバと、（ｉｉ）所望のプロセスを実行するようにプロセスチャンバを操作するのに必要な所望のプロセスパラメータのセットとを識別する。特定のプロセスを行うためのプロセスパラメータは、例えば、プロセスガスの組成及び流量、温度、圧力、ＲＦパワーレベル並びにＲＦ周波の低周波数等のプラズマ条件、冷却ガス圧及びチャンバ壁温度等のプロセス条件と関係している。そのプロセス条件は使用者にレシピの形で提供され、プロセスレシピによって特定されたパラメータは、ライトペン／ＣＲＴモニタインターフェースを用いて入力される。
【００３７】
プロセスをモニタする信号は、システムコントローラのアナログ入力ボード及びデジタル入力ボードによって提供され、プロセスを制御する信号は、ＣＶＤ装置１０のアナログ出力ボード及びデジタル出力ボードに出力される。
【００３８】
プロセスシーケンササブルーチン７５は、識別されたプロセスチャンバ及びプロセスパラメータのセットをプロセス選択サブルーチン７３から読み込むためと、多様なプロセスチャンバの制御操作のためとのプログラムコードを含んでいる。多数の使用者がプロセス組合せ番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができ、或いは一人の使用者が多数のプロセス組合せ番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができ、シーケンササブルーチン７５によって、選択されたプロセスが所望のシーケンサにスケジュールされるように操作される。好ましくは、シーケンササブルーチン７５は以下のステップを行うプログラムコードを含んでいる。(i)プロセスチャンバの作動状況をモニタしてチャンバが使用されているか否かを決定するステップ、(ii)何のプロセスが使用されているチャンバ内で行われているかを決定するステップ、(iii)実行されるプロセスの型及びプロセスチャンバの使用可能度（availability)をベースにして所望のプロセスを実行するステップ。プロセスチャンバが使用可能かをモニタする従来の方法はポーリング(polloing)であった。シークエンササブルーチン７５は、どのプロセスが実行されるかをスケジュールするときに、どのプロセスを優先させるかといったスケジュールを決定するために、選択したプロセスに対する、所望のプロセス状況と対比した使用プロセスチャンバの現状況若しくは使用者が入力した各々の特定リクエストの「年代(age)」、又はシステムプログラマが含めることを望む他の関連あるファクタを考慮するように設計されることができる。
【００３９】
シークエンササブルーチン７５が、どのプロセスチャンバ及びプロセスセットの組合わせを次に実行するかを決定すると、シークエンササブルーチン７５は、特定のプロセスセットパラメータをチャンバ管理サブルーチン７７ａ〜ｃに渡してプロセスセットうを実行する。チャンバ管理サブルーチン７７ａ〜ｃは、複数の処理タスクを、シークエンササブルーチン７５によって決定されたプロセスセットに従ってプロセスチャンバ１５内で制御するものである。例えば、チャンバ管理サブルーチン７７ａはプロセスチャンバ１５内のスパッタ及びＣＶＤプロセスの操作を制御するプログラムコードを含み、チャンバ管理サブルーチン７７ｃはエッチバックチャンバ41内のエッチバックプロセス操作を制御するプログラムコードを含んでいる。チャンバ管理サブルーチン７７は、また多様なチャンバ構成要素サブルーチンの実行を制御し、それらのサブルーチンは、選択されたプロセスセットを実行するのに必要なチャンバ構成要素の操作を制御する。チャンバ構成要素サブルーチンの例としては、基板位置決めサブルーチン８０、プロセスガス制御サブルーチン８３、圧力制御サブルーチン８５、ヒータ制御サブルーチン８７及びプラズマ制御サブルーチン９０がある。当業者は、処理チャンバ１５及びエッチバックチャンバ４１内でどのようなプロセスの実行が望まれるかによって、他のチャンバ制御サブルーチンが含まれ得ることを容易に認識するであろう。操作中に、チャンバ管理サブルーチン７７ａ或いは７７ｃは、実行される特定のプロセスセットに従って、プロセス構成要素サブルーチンを選択的にスケジュールするか又は呼び出す。チャンバ管理サブルーチン７７ａ或いは７７ｃは、シークエンササブルーチン７５がどのプロセスチャンバ及びプロセスセットが次に実行されるかをスケジュールしたのと同様にプロセス構成要素サブルーチンをスケジュールする。通常、チャンバ管理サブルーチン７７ａ或いは７７ｃは、個々の構成要素をモニタするステップと、実行されるプロセスセットのプロセスパラメータをベースにしてどの構成要素に操作が必要かを決定するステップと、モニタステップ及び決定ステップに応答してチャンバ構成要素サブルーチンを実行するステップとを含んでいる。
【００４０】
特定のチャンバ構成要素サブルーチンを図７を参照して説明する。基板位置決めサブルーチン８０はチャンバ構成要素を制御するプログラムコードを含んでおり、そのプログラムコードは基板をペデスタル１２上にロードするためと、基板と基板をチャンバ１５内で望ましい高さに持ち上げてガス分散マニホルド１１との間の間隔を制御するため（こちらは任意事項である）に用いられるものである。基板がプロセスチャンバ１５内にロードされると、ペデスタル１２は基板を受けるように下げられ、その後ペデスタル１２はチャンバ内で所望の高さに持ち上げられ、ＣＶＤプロセス中にガス分散マニホルドから第１の距離又は間隔で基板は維持される。操作中、チャンバ管理サブルーチン７７ａから転送されたサポート高さに関するプロセスセットパラメータに応じて、基板位置決めサブルーチン８０はペデスタルの移動を制御する。
【００４１】
プロセスガス制御サブルーチン８３は、プロセスガス組成及び流量を制御するプログラムコードを有する。プロセスガス制御サブルーチン８３は、安全遮断バルブの開閉位置を制御し、また所望のガス流量を得るために質量流量コントローラの流量をランプ増減（ramp up/down）する。プロセスガス制御サブルーチン８３は、全てのチャンバ構成要素サブルーチンと同様にチャンバ管理サブルーチン７７ａによって呼び出され、チャンバ管理サブルーチンから所望のガス流量に関するプロセスパラメータを受け取る。基本的に、プロセスガス流量制御サブルーチン８３は、ガス供給ラインを開けて、繰り返して(i)必要な質量流量コントローラを読取ること、(ii)読取り値を、チャンバ管理サブルーチン７７ａから受け取った所望のガス流量と比較すること、(iii)必要に応じてガス供給ラインの流量調整することの操作を行う。更に、プロセスガス制御サブルーチン８３は、ガス流量を危険流量に対してモニタするステップと、危険な状態が検出されたら安全遮断バルブを動作させるステップとを含んでいる。
【００４２】
プロセスの中には、反応性プロセスガスがチャンバ内に導入される前にチャンバ内の圧力を安定させるために、ヘリウム又はアルゴン等の不活性ガスがチャンバ１５に流入されるものもある。プロセスガス制御サブルーチン８３は、これらのプロセスに対してチャンバ内の圧力を安定するために必要な時間不活性ガスをチャンバ１５に流入するステップを含むようにプログラムされており、そしてこのステップは実行されであろう。更に、プロセスガスが、例えばＴＥＯＳといった液体前駆物質から気化される場合は、プロセスガス制御サブルーチン８３は、ヘリウム等の送出しガスをバブラ(bubbler)アセンブリ内の液体前駆物質に通して泡立てるステップ又はヘリウム等のキャリアガスを液体噴射装置に導入するステップを含むように書込まれているであろう。このタイプのプロセスにバブラが使用された場合、プロセスガス制御サブルーチン８３は送出しガスの流れ、バブラ内の圧力及びバブラ温度を、所望のプロセスガス流量を得るように調整する。上述したように、所望のプロセスガス流量はプロセスパラメータとしてプロセスガス制御サブルーチン８３に転送される。更に、プロセスガス制御サブルーチン８３は、所望のプロセスガス流量を得るために必要な送出しガス流量、バブラ圧及びバブラ温度を、所定のガス流量に対する必要な値を含む記憶された表にアクセスすることによって得るためのステップを含んでいる。必要な値が得られると、それに応じて送出しガス流量、バブラ圧及びバブラ温度がモニタされ、必要な値と比較され、調整される。
【００４３】
圧力制御サブルーチン８５は、チャンバの排気装置１１５に設けられたスロットルバルブの開口部の大きさを調整することによって、チャンバ１５内の圧力を制御するためのプログラムコードを含んでいる。スロットルバルブの開口部の大きさは、全プロセスガス流、プロセスチャンバの大きさ及び排気装置１１５のポンピングの設定圧力に対応して、チャンバ圧を所望のレベルに制御するように設定されている。圧力制御サブルーチン８５が呼び出されると、所望の又は目標の圧力レベルが、チャンバ管理サブルーチン７７ａからパラメータとして受容される。圧力制御サブルーチン８５は、チャンバに連結された１以上の従来圧力計を読むことによってチャンバ１５内の圧力を測定し、測定値を目標圧力と比較し、ＰＩＤ（比例、積分及び微分）値を目標圧力に対応させて記憶圧力表から得て、スロットルバルブを圧力表から得られたＰＩＤ値に従って調整するように作動する。また、圧力制御サブルーチン８５は、開口部がチャンバ１５を所望の圧力に調整する特定の大きさになるようにスロットルバルブを開閉するように書込まれることもできる。
【００４４】
ヒータ制御サブルーチン８７は、基板２０を加熱するのに用いられる加熱ユニットへの電流を制御するプログラムコードを含んでいる。加熱制御サブルーチン８７はまたチャンバ管理サブルーチン７７ａによって呼び出され、目標値又は設定値の温度パラメータを受信する。ヒータ制御サブルーチン８７は、ペデスタル１２に配置された熱電対の電圧出力を測定することによって温度を測定し、測定温度を設定温度と比較し、加熱ユニットに加えられる電流を増減し、設定温度を得る。温度は、記憶換算表の対応する温度を測定電圧から調べることにより、又は４次の多項式(a fourth order polynomial)を用いて温度を計算することによって得られる。埋込み型ループ状体がペデスタル１２を加熱するのに用いられる場合、ヒータ制御サブルーチン８７は、ループ状体に加えられる電流のランプ増減を徐々に制御する。増減を徐々に行うことは、ランプの寿命と信頼性の増加する。加えて、プロセス安全コンプライアンスを検出するように組込みフェールセーフモードを含めることができ、プロセスチャンバが適当に準備されていない場合、加熱ユニットの操作を停止することができる。
【００４５】
プラズマ制御サブルーチン９０は、チャンバ１５内のプロセス電極に印加されるＲＦパワーレベルの低周波数及び高周波数をセットするためと、使用されるＲＦ周波数の低周波数をセットするためのプログラムコードを含んでいる。エッチバックチャンバが使用される場合、プラズマ制御サブルーチン９０は、エッチバックチャンバに対するＲＦパワーレベルもセットする。前に説明したチャンバ構成要素サブルーチンと同様に、プラズマ制御サブルーチン９０はチャンバ管理サブルーチン７７ａによって呼び出されれる。
【００４６】
ＩＶ．化学的及び物理的エッチバックを使用するＦＳＧ層の堆積
本発明は、上述した典型的ＣＶＤ装置１０等の基板処理装置で形成される層のギャップ埋込みを改善する２ステップエッチングプロセスを提供するものである。このような装置において誘電体層を堆積するために使用される現行の方法は、多くの様々な用途に適応され得るギャップ埋込み能力を達成することができる。しかし、一部の用途（例えば、隣接金属配線のアスペクト比が２以上であり、隣接ゲート間の距離が０．５ミクロン以下のような用途）では、更に優れた高いギャップ埋込み特性が要求される。これらの用途では、配線ライン上に誘電体層を堆積した後、金属配線の間にボイドが存在する場合がある。こうしたボイドは、本発明の２ステップエッチングプロセスを使用して、除去することができる。
【００４７】
本発明の好適な実施形態では、最初の化学的エッチバックステップ及びその後に続く物理的エッチバックステップを含む２ステップエッチバックシーケンスを使用して、誘電体層がエッチングされる。代替的に、エッチバックシーケンスは、物理的エッチバックステップの後に化学的エッチングステップを実施することもできる。更に別の好適な実施形態では、エッチバックシーケンスが、化学的及び物理的エッチバックステップの交互の繰り返しを複数回含むこともできる。エッチバックシーケンスの完了後、第２の堆積ステップが使用されて、ギャップ埋込みプロセスが完了する。
【００４８】
本発明を解説するために、この改善されたエッチバックシーケンスを、トリエトキシフルオロシラン（ＴＥＦＳ）をベースとするＦＳＧ層の堆積に関連して以下で詳細に説明する。しかし、本発明はそのような層のエッチバックに限定されず、他のＦＳＧ層やその他の誘電体層の堆積に関連しても、使用することができる。
【００４９】
本発明に従って優れたギャップ埋込み能力により安定した誘電体層を形成するために、ウエハが真空ロック扉から反応チャンバ１５内にロードされて、ペデスタル１２上に載置される（図８、ステップ２００）。次にペデスタルが処理位置１４に移動される（ステップ２０５）。処理位置１４で、ウエハはガス分散マニホルドから約１８０〜２８０mil離れて配置される。好ましくは、ウエハは処理位置１４で、ガス分散マニホルド１１から約２３０mil 離して配置される。
【００５０】
ウエハが適切に配置された後、ウエハ及びペデスタルは約３５０〜５００℃の温度まで加熱され、ガス分散マニホルドから反応チャンバ内に処理ガスが導入される（ステップ２１０及びステップ２１５）。処理ガスは、フッ素源としてのＴＥＦＳ、珪素源としてのＴＥＯＦ、及び１以上の酸素のガス源を含む混合物であることが望ましい。
【００５１】
Ｏ2 の形の酸素又は同様の酸素源は、約１１００〜１３００sccmの速度で反応チャンバ内に導入されることが望ましい。室温で液体のＴＥＯＳは、液体噴射弁などによって気化されて、ヘリウムなどの不活性キャリアガスと化合する。ＴＥＯＳの噴射弁への流量は約１００〜１０００mgm であり、好適な範囲は約５００〜６００mgm である。ＴＥＦＳも室温では液体である。その噴射弁への流量は約５００〜１５００mgm であり、好適な範囲は約９００〜１０００mgm である。ＴＥＯＳ及びＴＥＦＳガス源は、気化された後、約４６０〜６６０sccmの速度で導入されるヘリウムキャリアガスと混合される。
【００５２】
反応チャンバの約３〜７torrの選択圧力は、真空ポンプ装置及び処理ガスの導入に関連してスロットルバルブ３２によって設定されて、堆積中ずっと維持される（図８、ステップ２２０）。処理条件を設定した後、単一又は混合周波数ＲＦ電源を用いて、プラズマが形成される（ステップ２２５）。好適な実施形態では、混合周波数ＲＦ電源が使用され、この電源は高周波数が約４００〜５００Ｗで１３．５６ＭＨｚ（約０．５５〜０．６９Ｗ／ｃｍ2 の電力密度）、及び低周波数が約８０〜１８０Ｗで約３５０ＫＨｚ（約０．１１〜０．３４Ｗ／ｃｍ2 の電力密度）で駆動される。
【００５３】
本発明の方法の好適な実施形態では、以下のプロセスパラメータに従って、ＴＥＦＳをベースとするＦＳＧの第１の層が堆積される（図８、ステップ２３０）。ウエハは、ガス分散マニホルドから約２３０mil 離して配置されることが望ましい。ウエハが適切に配置された後、ウエハ及びペデスタルは約４４０℃の温度に加熱され、チャンバ内の圧力は約５torrに維持される。Ｏ2 がガス分散マニホルドから約１１８０sccmの速度で反応チャンバ内に導入される。ＴＥＯＳ及びＴＥＦＳはそれぞれ５５０mgm 及び９６０mgm で噴射弁に流入され、気化された後、約５６０sccmの速度で導入されるヘリウムキャリアガスと混合される。処理条件設定後、混合周波数ＲＦ電源を使用してプラズマが形成される。電源は、高周波数が約４５０Ｗで１３．５６ＭＨｚ（約０．６１Ｗ／ｃｍ2 の電力密度）で、低周波数が約１３０Ｗで約３５０ＫＨｚ（約０．１７Ｗ／ｃｍ2 の電力密度）で駆動される。
【００５４】
本発明に係る方法の別の好適な実施形態では、ＴＥＦＳをベースとするＦＳＧの第１の層が、上記プロセスパラメータに従って堆積されるが、以下の点が異なる。すなわち、ウエハ及びペデスタルが約４００℃の温度に加熱される点、ＴＥＦＳが約９００mgm の流量で噴射弁に流入される点、電源は低周波数が約２００Ｗで約３５０ＫＨｚ（約０．２７Ｗ／ｃｍ2 の電力密度）で駆動される点である。
【００５５】
図９（Ａ）は、例えば金属配線２５２及び２５４のアスペクト比が２．０以上であり、金属配線２５２及び２５４間の距離が約０．５ミクロン未満の場合に、第１の堆積ステップ後に存在する小さいボイド２５０の簡易側面断面図である（薄膜２５６）。ボイドを埋めるために、最初に本発明の２ステッププロセスを用いて薄膜２５６がエッチバックされ、次に薄膜２５６の上に第２のＴＥＦＳ層が堆積される。
【００５６】
第１のステップのエッチバックプロセスでは、ＣＦ4 又は同様のエッチングガスが反応チャンバ１５又は別個のエッチバックチャンバ４１に導入され、ＴＥＦＳをベースとするＦＳＧの第１の層が化学的にエッチバックされ、それによってボイド２５０が露出される。上述の通り、好適な実施形態では、化学的及び物理的エッチバックプロセスを実行するために、基板は真空密閉下で反応チャンバからエッチバックチャンバ４１に移動される。ＣＦ4 は、約５〜１００sccmの速度で約５０〜１５０秒間、エッチバックチャンバ４１に流入されることが望ましい。最も望ましくはＣＦ4 は、約５０sccmの速度で約８６秒間、エッチバックチャンバに流入される。エッチバックチャンバの圧力は５０〜１５０mTorr が望ましく、ＲＦ電源は、高周波数が約６００〜７００Ｗで約１３．５６ＭＨｚ（約３．２９〜４．１１Ｗ／ｃｍ2 の電力密度）で駆動されることが望ましく、エッチング速度は約４０００〜６０００オングストローム／min が望ましい。
【００５７】
図９（Ｂ）は、第１の誘電体層２５６に化学的エッチバックを実行した後のこの層２５６簡易側面断面図である。図９（Ｂ）から分かるように、化学的エッチバックステップにより、金属配線間のボイド２５０が露出された。しかし露出部２６０の境界は先鋭で狭い。従って、化学的エッチバックステップのすぐ後で誘電体層の堆積を完成させることは、先鋭で狭い露出部２６０を埋め込むことは困難なので、効果的でない。
【００５８】
図９（Ｃ）は、誘電体層２５６に化学的及び物理的エッチバックステップが実行された後のこの層２５６の簡易側面断面図である。図９（Ｃ）から分かるように、化学的エッチバックステップの後で物理的エッチバックステップが実行されると（図８、ステップ２４０）、化学的エッチバックステップで形成された先鋭で狭い露出部２６０の幅が広がり、かつ平滑化されるので、有利である。露出部２６０の境界の幅が広がり、平滑化されると、その後の堆積ステップによる埋込みが容易になる。
【００５９】
スパッタリングだけでは、金属配線の最上部下方のボイドに到達できない場合があるので、物理的エッチバックステップだけでは効果的でない。また、化学的エッチバックプロセスは、物理的エッチバックプロセスより高いエッチング速度で、堆積層をエッチングする。従って、物理及び化学の両方のプロセスを含むエッチバックステップは、全体的に高いエッチング速度でなだらかな傾斜の露出部が形成されるので、有利である。従ってこの２ステップエッチバック法により、その後の堆積層のギャップ埋込み能力は、従来の１ステップエッチバック法に比べて、かなり改善される。一般に、化学的エッチバックプロセスの後で物理的エッチバックプロセスが実行されることが望ましいが、場合によっては、化学的エッチバックプロセスの前に物理的エッチバックプロセスが実行されることもある。
【００６０】
物理的エッチバックステップは、アルゴンスパッタリングによって達成され得るが、その他のガスも使用され得る。アルゴンスパッタリングは、反応チャンバ１５内で実行されることもできるが、上述の通り、エッチバックチャンバ４１で実行されることが望ましい。アルゴンは、約５〜１００sccmの速度で約２００〜３５０秒間、反応チャンバ又はエッチバックチャンバに導入する。アルゴンは、約５０sccmの速度で約２７２秒間、エッチバックチャンバに流入されることが望ましい。物理的エッチバックプロセスの場合、エッチバックチャンバ内の圧力は５〜５０mTorr の間が望ましく、ＲＦ電源は、高周波数が約３００〜４００Ｗで約１３．５６ＭＨｚ（約１．６４〜２．１９Ｗ／ｃｍ2 の電力密度）で駆動されることが望ましく、エッチング速度は約１５０〜３００オングストローム／min が望ましい。
【００６１】
物理的エッチバックステップが完了されると、第２の誘電体層が堆積され（図８、ステップ２４５）、露出部が埋込まれ、表面が平坦化される。エッチバックステップが別個のエッチバックチャンバで実行された場合、基板は、最終堆積ステップ実行のために、望ましくは真空密閉下で、エッチバックチャンバから反応チャンバに移動される。この第２の層は、ＦＳＧ層、ドープされていない珪酸塩ガラス（ＵＳＧ）層、又はその他の誘電体層とすることができる。他のＦＳＧ薄膜を第１の誘電体層として使用してもよいが、上述の通り、ＴＥＦＳをベースとするＦＳＧ薄膜が望ましい。これは、フッ素源としてＴＥＦＳを使用した薄膜が一般に、他の化学物質源を使用した場合の薄膜より、優れたギャップ埋込み能力を有するからである。エッチバックは、ギャップ埋込み能力の高い薄膜に使用したときにその効果が最大になるので、本発明による方法は、堆積した第１の誘電体層が優れたギャップ埋込み能力を持つ場合に特に有効である。一方、化学的及び物理的エッチバックにより、金属配線間のギャップの第２の層による充分な埋込みが確保されるので、第２の誘電体層のギャップ埋込み能力は、あまり重要ではない。
【００６２】
第１の堆積ステップと最終の堆積ステップとの間に実施される化学的及び物理プロセスの回数は、金属配線間のボイドの位置、金属配線間の距離及び金属配線のアスペクト比によって異なる。例えば、ボイドが金属配線の上面よりずっと下の位置にある場合、或いは金属配線のアスペクト比が特に高い場合には、ボイドをよりよく露出させて薄膜のギャップ埋込み能力を更に改善するために、複数回の化学的及び物理的エッチバックプロセスが交互に繰り返されるであろう。
【００６３】
【発明の効果】
図１０は、本発明の方法に従って堆積した誘電体薄膜の側面断面図である。図１０から分かるように、第１の誘電体堆積層が、金属配線３００の上に形成されている。層３０１は、上述の好適な方法に従って形成されて、その後、上述の方法で化学的及び物理的にエッチバックされたものである。図に示す通り、第２の誘電体層３０３は、金属配線間の露出部を効果的に埋め込まれて、表面が平坦化されている。
【００６４】
図１１は、堆積ステップと、その後に続く化学的エッチバックプロセス及び物理的エッチバックプロセスを有するエッチバックステップと、その後に続く最終堆積ステップとを含む、４ステッププロセスを使用して堆積した誘電体層のギャップ埋込み能力を示す顕微鏡写真である。これから明らかなように、金属配線の間に小さいボイド３０５がまだ存在している。これは、図１１の誘電体層が、２．０のアスペクト比及び０．４５ミクロンの距離を持つ金属配線の上に堆積されたからである。用途によっては、ボイド３０５は充分に小さいので、その存在が許容可能な場合もある。そのような場合には、ボイドが完全に埋め込まれなくても、誘電体層のギャップ埋込み能力は充分である。一方、用途によっては、ボイド３０５を完全に埋め込むことが要求される場合もある。そのような場合、図１１に示す層を形成するのに使用した１回の化学的及び物理的エッチバックプロセスではなく、エッチバックステップで複数回の化学的及び物理的エッチバックプロセスを使用することによって、図１１の誘電体層のギャップ埋込み能力を更に改善することができる。エッチバックステップで、複数回の化学的及び物理的エッチバックプロセスを使用することによって、０．５ミクロン未満の距離及び２．０、おそらく３．０又はそれ以上のアスペクト比のギャップ埋込み能力を達成することが可能である。
【００６５】
図１２も、図１１に示す薄膜を形成するために使用した４ステッププロセスを使用して形成した誘電体層のギャップ埋込み能力を示す顕微鏡写真であるが、図１２に示す誘電体層ではギャップ幅が０．８ミクロン、アスペクト比が１．６である点が、図１１とは異なる。図１２を参照すると、金属配線の間にボイドが存在しないことが分かる。従って、金属配線間のギャップは、１回の化学的エッチバック及び１回の物理的エッチバックを含むプロセスによって効果的に埋め込まれるので、図１２の誘電体層の効果的なギャップ埋込みのために、複数回の化学的及び物理的エッチバックプロセスは必要ない。
【００６６】
図１３及び図１４は、本発明の利益を受けずに形成された誘電体層を示す顕微鏡写真である。図１３及び図１４の誘電体層は堆積された後、１回の物理的エッチバックステップを使用してエッチングされたものである。図から分かるように、図１３の金属配線間のギャップ幅及びアスペクト比は、図１１の場合と同じであるが、図１３の誘電体層には、金属配線の間により大きいボイド３１５がある。また、本発明の方法に従って形成した図１２の誘電体層には、金属配線の間にボイドが無いが、本発明の利益を受けずに同一寸法（ギャップ幅が０．８ミクロン、アスペクト比が１．６）の金属配線の上に形成された、図１４の誘電体層には、金属配線の間にボイド３２５がある。更にボイド３２５は比較的大きい。
【００６７】
上述のＴＥＦＳ薄膜の様々なガス導入速度についての数値は全て、アプライドマテリアルズ社で製造された２００mmウエハ用の抵抗加熱式ＤｘＺチャンバに基いており、エッチバックステップのガス導入速度についての数値は、同じくアプライドマテリアルズ社で製造された２００mmウエハ用のマークＩＩ形スパッタチャンバに基いている。他のメーカで製造された他の容量のチャンバを使用した場合、ガス導入速度は異なるかもしれない。従って、上記のプロセスで列記したパラメータは、本書に記載する請求項に限定すべきではない。当業者は、他の化学薬品、チャンバパラメータ及び条件を使用することができる。従って、上の記述は例示であって、発明を限定するものではない。単なる例として、珪素源としてＴＥＯＳを、また酸素源としてＯ2 を使用する特定のプロセスに関連して、本発明を説明したが、シランなど他の珪素源及びＮ2Ｏ、ＣＯなど他の酸素源を使用することが可能である。更に、隣接する金属配線間のギャップ埋込みに関連して、本発明を説明したが、他の突起構造間のギャップを埋めることもできる。従って、本発明の範囲は、上記説明ではなく、請求の範囲に記載する請求項及び等価物の全範囲によって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったＣＶＤ装置の一実施形態の垂直断面図である。
【図２】本発明に従ったＣＶＤ装置の一実施形態の垂直縦断面図である。
【図３】図１に示すＣＶＤチャンバの部分的な分解斜視図である。
【図４】図１に示すＣＶＤチャンバの部分的な分解斜視図である。
【図５】簡略化したエッチババックチャンバの一実施形態の断面図である。
【図６】１以上のチャンバを備えることの可能なＣＶＤ装置１０及びシステムモニタの簡略図である。
【図７】  本発明の特定の実施形態によるシステム制御ソフトウェアであるコンピュータプログラム７０の階層制御構造のブロック図である。
【図８】  本発明による方法の１つの好ましい実施形態による、ＴＥＦＳをベースとしたＦＳＧ薄膜の形成における処理ステップを示す流れ図である。
【図９】（Ａ）は、第１の誘電体材料層を堆積した後に存在するボイドの簡易側面断面図であり、（Ｂ）は第１の誘電体材料層に化学的エッチバックを実施した後の層の簡易側面断面図であり、（Ｃ）第１の誘電体材料層に化学的及び物理的エッチバックを実施した後の層の簡易側面断面図である。
【図１０】本発明に従って堆積した薄膜の側面断面図であり、化学的及び物理的エッチバックを実施した後の第１の誘電体材料層の上に、第２の誘電体材料層を堆積した状態を示した図である。
【図１１】本発明の方法に従って堆積したＩＭＤ層のギャップ埋込み能力を示す断面顕微鏡写真である。
【図１２】本発明の方法に従って堆積したパッシベーション層のギャップ埋込み能力を示す断面顕微鏡写真である。
【図１３】本発明の利益を受けずに堆積したＩＭＤ層のギャップ埋込み能力を示す断面顕微鏡写真である。
【図１４】本発明の利益を受けずに堆積したパッシベーション層のギャップ埋込み能力を示す断面顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１０…ＣＶＤ装置、５…エッチバック装置、１５…反応チャンバ、１２…ペデスタル、２０…基板、３４…システムコントローラ、３７…プロセッサ、３８…メモリ、４１…エッチバックチャンバ、４３…ペデスタル、２５０…ボイド、２５２，２５４…金属配線、２５６…第１の誘電体層、２６０…露出部。
【図１】
0004351304.tif 000002
【図２】
0004351304.tif 000003
【図３】
0004351304.tif 000004
【図４】
0004351304.tif 000005
【図５】
0004351304.tif 000006
【図６】
0004351304.tif 000007
【図７】
0004351304.tif 000008
【図８】
0004351304.tif 000009
【図９】
0004351304.tif 000010
【図１０】
0004351304.tif 000011
【図１１】
0004351304.tif 000012
【図１２】
0004351304.tif 000013
【図１３】
0004351304.tif 000014
【図１４】
0004351304.tif 000015