(57)【要約】  本発明の実施形態は概して、基板上に窒化ケイ素層を形成するための方法を提供する。一実施形態では、摂氏３００度を下回る温度で、遠隔プラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）を使用して窒化ケイ素層を形成する方法が、開示される。遠隔プラズマＣＶＤプロセスのための前駆体は、トリス（ジメチルアミノ）シラン（ＴＲＩＳ）、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビス−ｔ−ブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）、又は、ヘキサメチルシクロトリシラザン（ＨＭＣＴＺ）を含む。【選択図】図１
2016536792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摂氏３００度を下回る堆積温度で、遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスによって基板上に窒化ケイ素層を形成することを含む方法であって、前記遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスは混合処理ガスを利用し、前記混合処理ガスは、トリス（ジメチルアミノ）シラン、ジクロロシラン、トリシリルアミン、ジ−ｔ−ブチルアミノシラン、ヘキサクロロジシラン、又は、ヘキサメチルシクロトリシラザンを含む、方法。
【請求項２】
前記堆積温度は、摂氏約２０度から摂氏約２５０度までの範囲にわたる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記窒化ケイ素層は、前記堆積温度が摂氏約２０度である時に１．８の屈折率を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記窒化ケイ素層は、前記堆積温度が摂氏２０度よりも高い時に２．２の屈折率を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記混合処理ガスは励起されてプラズマを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記プラズマは、処理チャンバ内部のプラズマ空洞内で形成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
更に、前記窒化ケイ素層を硬化することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記窒化ケイ素層の硬化は、ＵＶ硬化又はＥビーム硬化を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記混合処理ガスは更にキャリアガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスによって、基板上に窒化ケイ素層を形成することを含む方法であって、堆積温度は、摂氏約２０度から摂氏約２５０度までの範囲にわたり、前記遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスは混合処理ガスを利用し、前記混合処理ガスは、トリス（ジメチルアミノ）シラン、ジクロロシラン、トリシリルアミン、ジ−ｔ−ブチルアミノシラン、ヘキサクロロジシラン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、アルゴン、又はそれらの組み合わせを含み、前記混合処理ガスは、励起されてプラズマを形成する、方法。
【請求項１１】
前記窒化ケイ素層は、前記堆積温度が摂氏約２０度である時に１．８の屈折率を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記窒化ケイ素層は、前記堆積温度が摂氏２０度よりも高い時に２．２の屈折率を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記プラズマは、処理チャンバ内部のプラズマ空洞内で形成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
更に、前記窒化ケイ素層を硬化することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記窒化ケイ素層の硬化は、ＵＶ硬化又はＥビーム硬化を含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本発明の実施形態は概して、ドープされた窒化ケイ素フィルムを含む共形窒化ケイ素フィルムを低温で形成するための、方法及びプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］電子デバイス業界及び半導体業界は、生産歩留りを増大させつつ、より大きな表面積を有するようになってきている基板上に堆積される層の均一性を高めるための、努力を続けている。新たな材料と組み合わされた、同じそれらのファクターはまた、基板上の単位面積当たりのより高度な回路集積化をもたらす。回路集積化が進むにつれて、層特性に関するより良好な均一性及びプロセス制御に対する、必要性が高まる。
【０００３】
［０００３］例えば、超大規模集積（ＵＬＳＩ）回路は、典型的には、半導体基板上に形成され、かつ、一電子デバイスの中で様々な機能を実行するために協働する、１００万を上回る数のトランジスタを含む。かかるトランジスタは、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタを含みうる。ＣＭＯＳトランジスタは、半導体基板内に区切られたソース領域とドレイン領域との間に配置される、ゲート構造体を含む。ゲート構造体（スタック）は概して、ゲート誘電体材料に形成されたゲート電極を備える。
【０００４】
［０００４］トランジスタはまた、従来型の平面回路と比較して、三次元すなわち３Ｄの回路として形成されうる。３Ｄトランジスタは、垂直「フィン」構造体の３つの面に導電チャネルを形成するゲートを用いて、チップが、より少ない漏れを伴ってより低位の電圧で作動することを可能にしうる。かかるゲート構造体を有する三次元トランジスタの例は、ＦｉｎＦＥＴ（以前からあるＤＥＬＴＡ（単一ゲート）トランジスタ設計に基づいてシリコンオンインシュレータテクノロジー基板上に作られた非平面の二重ゲートトランジスタ）、又は三重ゲートトランジスタ構造体を含む。
【０００５】
［０００５］高アスペクト比構造体及び／又は３Ｄ構造体上の誘電体フィルムのパターンローディング効果が低い共形カバレージは、デバイスノードが４５ｎｍを下回る、例えば２２ｎｍの水準まで小型化する際、及び、３Ｄトランジスタの製造が増大する際に、重大な要件となる。ドープされた窒化ケイ素を含む窒化ケイ素フィルムは、ゲートスペーサ、ライナ層、犠牲層、バリア層、等といった、集積回路構成全体を通じて使用されうる。熱処理を使用して形成された窒化ケイ素フィルムは、良好な共形性を供する。しかし、その欠点には、高温要件（典型的には４００℃を上回る）、及び、異なる用途向けにフィルムの組成及び特質を操作できる可能性がほとんどないことが、含まれる。代替的には、従来型のシランベースのプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）窒化ケイ素フィルムは、ラジカルフラックスの方向性により、より貧弱なステップカバレッジしか有しない。加えて、所望のフィルム特質を有するように共形層を調整することも、特に、特徴サイズが減少し、かつ、非平面構造体の使用が増大することから、困難なままである。
【０００６】
［０００６］従って、微細に調整されたテクスチャ、組成、及び安定フィルム特質を備えた共形窒化ケイ素フィルムを形成するための、低温プロセスが必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
［０００７］本発明の実施形態は概して、基板上に窒化ケイ素層を形成するための方法を提供する。一実施形態では、摂氏３００度を下回る温度で、遠隔プラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）を使用して窒化ケイ素層を形成する方法が、開示される。遠隔プラズマＣＶＤプロセスのための前駆体は、トリス（ジメチルアミノ）シラン（ＴＲＩＳ）、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビス−ｔ−ブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）、又は、ヘキサメチルシクロトリシラザン（ＨＭＣＴＺ）を含む。
【０００８】
［０００８］一実施形態では、方法が開示される。方法は、摂氏３００度を下回る堆積温度で、遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスによって基板上に窒化ケイ素層を形成することを含み、遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスは、トリス（ジメチルアミノ）シラン、ジクロロシラン、トリシリルアミン、ジ−ｔ−ブチルアミノシラン、ヘキサクロロジシラン、又は、ヘキサメチルシクロトリシラザンを含む、混合処理ガスを利用する。
【０００９】
［０００９］別の実施形態では、方法が開示される。方法は、遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスによって、基板上に窒化ケイ素層を形成することを含む。堆積温度は、摂氏約２０度から摂氏約２５０度までの範囲にわたり、遠隔プラズマ化学気相堆積プロセスは、トリス（ジメチルアミノ）シラン、ジクロロシラン、トリシリルアミン、ジ−ｔ−ブチルアミノシラン、ヘキサクロロジシラン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、アルゴン、又はそれらの組み合わせを含む、混合処理ガスを利用し、混合処理ガスは、励起されてプラズマを形成する。
【００１０】
［００１０］本発明の上述の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約されている本発明のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は付随する図面に示されている。しかし、本発明は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面は、この発明の典型的な実施形態のみを示しており、従って、発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】［００１１］例示的な基板処理システムの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［００１２］本発明の実施形態は概して、基板上に窒化ケイ素層を形成するための方法を提供する。一実施形態では、摂氏３００度を下回る温度で、遠隔プラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）を使用して窒化ケイ素層を形成する方法が、開示される。遠隔プラズマＣＶＤプロセスのための前駆体は、トリス（ジメチルアミノ）シラン（ＴＲＩＳ）、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビス−ｔ−ブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）、又は、ヘキサメチルシクロトリシラザン（ＨＭＣＴＺ）を含む。
【００１３】
［００１３］層の共形性は、典型的には、フィーチャの側壁に堆積した層の平均厚さの、基板のフィールド、すなわち上面上の同じ堆積層の平均厚さに対する比率（パーセンテージで表されうる）によって、数量化される。本書に記載の方法によって堆積した層は、約９０％を上回り、例えば９５％以上で、約１００％までの、共形性を有することが確認される。
【００１４】
［００１４］図１は、下記で更に説明する堆積プロセスの実施に適した、例示的な処理チャンバ１００の断面図である。チャンバ１００は、基板表面上に窒化ケイ素層を形成するよう構成される。チャンバ１００は、遠隔プラズマＣＶＤプロセスを実行するために特に役立つ。本発明の実践に適した処理チャンバ１００の１つは、カリフォルニア州Ｓａｎｔａ  ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社から販売されているＦｒｏｎｔｉｅｒ（商標）処理チャンバである。他の製造業者から販売されている他の真空処理チャンバも、本発明を実践するよう適合しうることに、留意されたい。
【００１５】
［００１５］処理チャンバ１００は、真空を損なうことなく、基板表面の加熱と冷却の両方を提供する。一実施形態では、処理チャンバ１００は、チャンバ本体１１２と、リッドアセンブリ１４０と、支持アセンブリ１８０とを含む。リッドアセンブリ１４０はチャンバ本体１１２の上端部に配置され、支持アセンブリ１８０は、少なくとも部分的に、チャンバ本体１１２の中に配置される。
【００１６】
［００１６］チャンバ本体１１２は、処理チャンバ１００の内部へのアクセスを提供するためにチャンバ本体１１２の側壁に形成された、スリットバルブ開口１１４を含む。スリットバルブ開口１１４は、選択的に開閉して、ウエハ操作ロボット（図示せず）によるチャンバ本体１１２の内部へのアクセスを可能にする。
【００１７】
［００１７］一又は複数の実施形態では、チャンバ本体１１２は、チャネル１１５であって、それを通って熱伝達流体が流れるためにチャンバ本体１１２内に形成された、チャネル１１５を含む。熱伝達流体は、加熱流体又は冷却剤であることが可能であり、処理中にチャンバ本体１１２の温度を制御するために使用される。チャンバ本体１１２の温度の制御は、チャンバ本体１１２の内部でのガス又は副生成物の望ましくない凝縮を防止するために、重要である。例示的な熱伝達流体は、水、エチレングリコール、又はそれらの混合物を含む。例示的な熱伝達流体は窒素ガスも含みうる。
【００１８】
［００１８］チャンバ本体１１２は更に、支持アセンブリ１８０を取り囲むライナ１２０を含みうる。ライナ１２０は、保守及び洗浄のために取外し可能である。ライナ１２０は、アルミニウムのような金属、セラミック材料、又は他の任意のプロセス適応材料で作られうる。ライナ１２０は、表面粗さ及び／又は表面積を増すためにビードブラストされることが可能であり、それによって、表面上に堆積するいかなる材料の密着性をも増大させることにより、処理チャンバ１００の汚染をもたらす材料の剥離を防止する。一又は複数の実施形態では、ライナ１２０は、一又は複数の開孔１２５と、真空ポート１３１と流体連通している、ライナ内に形成されたポンピングチャネル１２９とを含む。開孔１２５は、ガスがポンピングチャネル１２９に入るための流路を提供し、ポンピングチャネル１２９は、処理チャンバ１００の中のガスの真空ポート１３１への出口を提供する。
【００１９】
［００１９］真空システムが、真空ポート１３１に結合される。真空システムは、真空ポンプ１３０と、処理チャンバ１００を通るガスの流れを調節するためのスロットルバルブ１３２とを含みうる。真空ポンプ１３０は、チャンバ本体１１２内に配置された真空ポート１３１に結合され、従って、ライナ１２０の中に形成されたポンピングチャネル１２９と流体連通している。「ガス」（単数及び複数）という用語は、別途明記されない限り交換可能に使用され、一又は複数の前駆体、反応物質、触媒、キャリア、パージ、洗浄剤、それらの組み合わせ、並びに、チャンバ本体１１２内に導入される他の任意の流体を表す。
【００２０】
［００２０］リッドアセンブリ１４０は、少なくとも２つの積み重ねられた構成要素であって、その間にプラズマ容積又はプラズマ空洞を形成するよう構成された、構成要素を含む。一又は複数の実施形態では、リッドアセンブリ１４０は、第２電極１４５（下部電極）の鉛直上方に配置された第１電極１４３（上部電極）を含み、第１電極１４３と第２電極１４５との間にプラズマ容積又はプラズマ空洞１５０を画定する。第１電極１４３は電源１５２（例えばＲＦ電源）に接続され、第２電極１４５は接地に接続されて、２つの電極１４３、１４５の間にキャパシタンスを形成する。
【００２１】
［００２１］一又は複数の実施形態では、リッドアセンブリ１４０は、第１電極１４３の上部区域１５６の中に少なくとも部分的に形成されている、一又は複数のガス注入部１５４（図示されているのは１つのみ）を含む。一又は複数の処理ガスが、一又は複数のガス注入部１５４を介してリッドアセンブリ１４０に入る。一又は複数のガス注入部１５４は、その第１端部においてプラズマ空洞１５０と流体連通しており、かつ、その第２端部において、一又は複数の上流ガス源、及び／又は、ガスミキサのような他のガス供給構成要素に結合される。
【００２２】
［００２２］一又は複数の実施形態では、第１電極１４３は、プラズマ空洞１５０を画定する拡張区域１５５を有する。一又は複数の実施形態では、拡張区域１５５は、環状部材であって、その上部１５５Ａからその下部１５５Ｂにかけて徐々に増大する内表面又は内径１５７を有する、環状部材である。そのため、第１電極１４３と第２電極１４５との間の距離は、拡張区域１５５の端から端までにわたり、変動可能である。距離が変動することは、プラズマ空洞１５０の中で生成されるプラズマの構成及び安定性を制御するために役立つ。
【００２３】
［００２３］一又は複数の実施形態では、拡張区域１５５は、逆円錐台、すなわち「じょうご」に類似する。一又は複数の実施形態では、拡張区域１５５の内表面１５７には、拡張区域１５５の上部１５５Ａから下部１５５Ｂへと漸進勾配が付けられている。内径１５７の勾配又は角度は、プロセス要件及び／又はプロセス限界に応じて変動しうる。拡張区域１５５の長さ又は高さも、特定のプロセス要件及び／又はプロセス限界に応じて変動しうる。
【００２４】
［００２４］第１電極１４３の内表面１５７が徐々に増大することにより、上述のように、第１電極１４３の拡張区域１５５における、第１電極１４３と第２電極１４５との間の鉛直距離が変動する。距離が変動可能であることは、プラズマ空洞１５０内の電力レベルに直接的に影響する。理論に縛られることを望むわけではないが、２つの電極１４３、１４５間の距離の変動により、プラズマは、（プラズマ空洞１５０全体にわたるのでなければ）プラズマ空洞１５０のある部分の中で、プラズマ自体を維持するために必要な電力レベルに到達することが、可能になる。プラズマ空洞１５０の中のプラズマは、従って、それほど圧力に左右されず、プラズマがより広範な動作窓の中で生成され、維持されることを可能にする。そのため、再現性及び信頼性がより高いプラズマが、リッドアセンブリ１４０の中で形成されうる。プラズマ空洞１５０内で生成されるプラズマは、基板が処理される、支持アセンブリ１８０の上方の処理領域内に入るのに先立って、リッドアセンブリ１４０内に区切られることから、リッドアセンブリ１４０は、遠隔プラズマ源と見なされる。プラズマが、処理領域から離れたところで生成されるからである。遠隔プラズマＣＶＤの使用には、プラズマ生成とフィルム形成とが２つの異なる領域で行われること、堆積温度が低くなること、プラズマが、フィルムを形成しないガスを使用して、源化合物が存在しない領域で誘起されること、活性種の数がかなり少なくなっていること、プロセスの化学現象が予測可能かつ制御可能であること、及び、荷電粒子の衝突によって基板及びフィルムが損傷を受けないこと、という、いくつかの利点がある。
【００２５】
［００２５］追加の処理ガス／キャリアガスが、処理領域１６１内に導入されることもある。それらの処理ガス／キャリアガスは、励起されてプラズマを形成することはなく、ガス源１５１を介して処理領域１６１内に導入されうる。
【００２６】
［００２６］拡張区域１５５は、上述のように、ガス注入部１５４と流体連通している。一又は複数のガス注入部１５４の第１端部は、拡張区域１５５の内径の最上点において、プラズマ空洞１５０内に向かって開いていることが可能である。同様に、一又は複数のガス注入部１５４の第１端部は、拡張区域１５５の内径１５７に沿って任意の高さ間隔で、プラズマ空洞１５０内に向かって開いていることが可能である。図示されていないが、２つのガス注入部１５４が、拡張区域１５５の対向する面に配置されて、拡張区域１５５内への旋回流量パターン、すなわち「渦」流れを作り出すことが可能であり、それは、プラズマ空洞１５０の中のガスを混合するために役立つ。
【００２７】
［００２７］リッドアセンブリ１４０は更に、第１電極１４３を第２電極１４５から電気的に絶縁する、アイソレータリング１６０を含みうる。アイソレータリング１６０は、アルミニウム酸化物又は他の任意のプロセス適応型絶縁材料から作られうる。アイソレータリング１６０は、少なくとも拡張区域１５５を取り囲んでいるか、又は実質的に取り囲んでいる。
【００２８】
［００２８］リッドアセンブリ１４０は更に、第２電極１４５に隣接した、分配プレート１７０及びブロッカプレート１７５を含みうる。第２電極１４５、分配プレート１７０、及びブロッカプレート１７５は、チャンバ本体１１２に接続されているリッド縁部１７８上に、積み重ねられ、配置されうる。ヒンジアセンブリ（図示せず）が、リッド縁部１７８をチャンバ本体１１２と結合するために使用されうる。リッド縁部１７８は、熱伝達媒体を循環させるための、埋設されたチャネル又は通路１７９を含みうる。熱伝達媒体は、プロセス要件に応じて、加熱するためか、冷却するためか、又はその両方のために使用されうる。
【００２９】
［００２９］一又は複数の実施形態では、第２電極又は上部プレート１４５は、プラズマ空洞１５０の下方に形成された複数のガス通路又はガス開孔１６５を含み、プラズマ空洞１５０からのガスがそれを通って流れることを可能にしうる。分配プレート１７０は、実質的にディスク形状であり、また、複数の開孔１７２又は経路であって、それを通るガスの流れを分配するための、複数の開孔１７２又は経路を含む。開孔１７２は、処理される基板が位置するチャンバ本体１１２の処理領域に、制御された均等なガス流分配を提供するために、サイズ調整され、分配プレート１７０の周辺に位置付けられうる。また更に、開孔１７２は、流れるガスの速度プロファイルを減速し方向を変えること、並びに、ガスの流れを均等に分配して、基板表面の端から端までガスの均等分配を提供することによって、ガス（複数可）が基板表面に直接的に突き当たることを防止する。
【００３０】
［００３０］一又は複数の実施形態では、分配プレート１７０は、リッドアセンブリ１４０の温度制御を提供するために、ヒータ又は加熱流体を収納するための、一又は複数の埋設されたチャネル又は通路１７４を含む。抵抗性加熱要素（図示せず）が、分配プレート１７０を加熱するために、通路１７４の中に挿入されうる。熱電対が、分配プレート１７０に接続されて、その温度を調節しうる。熱電対は、上述の加熱要素に印加される電流を制御するために、フィードバックループ内で使用されうる。
【００３１】
［００３１］代替的には、熱伝達媒体が通路１７４を通過しうる。一又は複数の通路１７４は、チャンバ本体１１２の中で処理要件に応じて分配プレート１７０の温度をより良好に制御するために、必要であれば、冷却媒体を包含しうる。例えば、窒素、水、エチレングリコール、又はそれらの混合物といった、任意の好適な熱伝達媒体が使用されうる。
【００３２】
［００３２］一又は複数の実施形態では、リッドアセンブリ１４０は、一又は複数の加熱ランプ（図示せず）を使用して加熱されうる。典型的には、加熱ランプは、放熱によって分配プレート１７０を含むリッドアセンブリ１４０の構成部品を加熱するために、分配プレート１７０の上面の周辺に配置される。
【００３３】
［００３３］ブロッカプレート１７５は、第２電極１４５と分配プレート１７０との間に、任意で配置されうる。ブロッカプレート１７５は、第２電極１４５の下面に取外し可能に装着される。ブロッカプレート１７５は、第２電極１４５と、熱的及び電気的に、良好にコンタクトしうる。一又は複数の実施形態では、ブロッカプレート１７５は、ボルト又は類似の締め具を使用して、第２電極１４５に結合されうる。ブロッカプレート１７５は、第２電極１４５の外径に螺合又はねじ締めされることも可能である。
【００３４】
［００３４］ブロッカプレート１７５は、第２電極１４５から分配プレート１７０への複数のガス通路を提供するための、複数の開孔１７６を含む。開孔１７６は、分配プレート１７０にガスの制御された均等なガス流分配を提供するために、サイズ調整され、ブロッカプレート１７５の周辺に位置付けられうる。
【００３５】
［００３５］支持アセンブリ１８０は、チャンバ本体１１２の中での処理のために基板（図１には図示せず）を支持するための、支持部材１８５を含みうる。支持部材１８５は、チャンバ本体１１２の底面に形成され、中央に位置する開口１１４を通って延在するシャフト１８７を通じて、リフト機構１８３に結合されうる。リフト機構１８３は、シャフト１８７の周囲からの真空漏れを防止するベローズ１８８によって、チャンバ本体１１２に可撓的に密封されうる。リフト機構１８３により、支持部材１８５は、処理位置と下部移送位置との間で、チャンバ本体１１２の中で垂直に動くことが可能になる。移送位置は、基板が基板支持部材１８５からロボットによって除去されうるように、チャンバ本体１１２の側壁に形成されたスリットバルブ開口１１４よりも若干下である。
【００３６】
［００３６］一又は複数の実施形態では、支持部材１８５は、その上で処理される基板を支持するための、平らで円形の表面、又は、実質的に平らで円形の表面を有する。支持部材１８５は、アルミニウムで構成されうる。支持部材１８５は、基板の裏側汚染を低減するために、例えばシリコン又はセラミック材料などの他の何らかの材料で作られた、取外し可能な上部プレート１９０を含みうる。
【００３７】
［００３７］一又は複数の実施形態では、基板（図示せず）は、真空チャックを使用して支持部材１８５に固定されうる。一又は複数の実施形態では、基板（図示せず）は、静電チャックを使用して支持部材１８５に固定されうる。静電チャックは、典型的には、少なくとも、支持部材１８５上に位置しうるか、又は、支持部材１８５の一体部分として形成されうる電極１８１を取り囲む、誘電体材料を含む。チャックの誘電体部分は、チャック電極１８１を、基板から、及び支持アセンブリ１８０の残りの部分から、電気的に絶縁する。
【００３８】
［００３８］一実施形態では、電極１８１は、複数のＲＦバイアス電源１８４、１８６に結合される。ＲＦバイアス電源は１つであることもあり、他のバイアス源は任意である。ＲＦバイアス電源１８４、１８６は、チャンバ本体の処理領域内に配置されたガスから形成されるプラズマ放電を励起し、維持する電極１８１に、ＲＦ電力を提供する。
【００３９】
［００３９］図１に描写した実施形態では、デュアルＲＦバイアス電源１８４、１８６は、整合回路１８９を通じて、支持部材１８５内に配置された電極１８１に結合される。プラズマ処理チャンバ１００内に提供された混合ガスをイオン化し、それによって、堆積、エッチ、又は他のプラズマ強化処理を実行するために必要な、イオンエネルギーを提供するために、ＲＦバイアス電源１８４、１８６によって生成された信号が、単一フィードを通じて、整合回路１８９を通って支持部材１８５に送られる。ＲＦバイアス電源１８４、１８６は概して、約５０ｋＨｚから約２００ＭＨｚまでの周波数、及び、約０ワットから約５０００ワットまでの電力を有するＲＦ信号を、生成することが可能である。必要に応じてプラズマの特性を制御するために、追加のバイアス電源が電極１８１に結合されることもある。
【００４０】
［００４０］支持部材１８５は、リフトピン１９３を収容するために支持部材１８５を通って形成されたボア１９２を含むことが可能であり、そのうちの１つが図１に示されている。各リフトピン１９３は、セラミック又はセラミック含有材料で構成され、基板の処理及び搬送のために使用される。リフトピン１９３は、チャンバ本体１１２の中に配置された環状リフトリング１９５と係合している時に、それぞれのボア１９２の中で動くことが可能である。リフトリング１９５は、リフトリング１９５が上部位置にある時にリフトピン１９３の上面が支持部材１８５の基板支持面の上方に延在しうるように、動くことが可能である。反対に、リフトリング１９５が下部位置にある時には、リフトピン１９３の上面は、支持部材１８５の基板支持面の下方に位置する。ゆえに、各リフトピン１９３は、リフトリング１９５が下部位置と上部位置とのどちらか一方から他方へと動く時に、支持部材１８５内のそのそれぞれのボア１９２内で動く。
【００４１】
［００４１］支持アセンブリ１８０は更に、支持部材１８５の周辺に配置されたエッジリング１９６を含みうる。一又は複数の実施形態では、エッジリング１９６は、支持部材１８５の外縁部を覆うよう、かつ、支持部材１８５を堆積から保護するよう、適合している環状部材である。エッジリング１９６は、支持部材１８５上に、又は支持部材１８５に隣接して位置付けられて、支持部材１８５の外径とエッジリング１９６の内径との間に環状パージガスチャネルを形成しうる。環状パージガスチャネルは、支持部材１８５及びシャフト１８７を通って形成されたパージガス導管１９７と流体連通しうる。パージガス導管１９７は、パージガス供給（図示せず）と流体連通して、パージガスチャネルにパージガスを提供する。窒素、アルゴン、又はヘリウムのような任意の好適なパージガスが、単独で、又は組み合わされて、使用されうる。稼働中には、パージガスは、導管１９７を通ってパージガスチャネル内へと流れ、支持部材１８５上に配置された基板のエッジの周辺を流れる。そのため、エッジリング１９６と協働して作用するパージガスは、基板のエッジ及び／又は裏側への堆積を防止する。
【００４２】
［００４２］支持アセンブリ１８０の温度は、支持部材１８５の本体に埋設された流体チャネル１９８を通って循環する流体によって、制御されうる。一又は複数の実施形態では、流体チャネル１９８は、支持アセンブリ１８０のシャフト１８７を通って配置された熱伝達導管１９９と流体連通している。流体チャネル１９８は、支持部材１８５の基板受容表面に均一な熱伝達を提供するために、支持部材１８５の周辺に位置付けられる。流体チャネル１９８及び熱伝達導管１９９は、支持部材１８５及びその上に配置された基板を加熱するか、若しくは冷却するかのために、熱伝達流体を流しうる。水、窒素、エチレングリコール、又はそれらの混合物といった、任意の好適な熱伝達流体が使用されうる。支持部材１８５は更に、支持部材１８５の支持面上に配置された基板の温度を示す支持部材１８５の支持面の温度をモニタするための、埋設された熱電対（図示せず）を含みうる。例えば、流体チャネル１９８を通って循環する流体の温度又は流量を制御するために、熱電対からの信号が、フィードバックループ内で使用されうる。
【００４３】
［００４３］支持部材１８５は、支持部材１８５とリッドアセンブリ１４０との間の距離が制御されうるように、チャンバ本体１１２の中で垂直に動きうる。センサ（図示せず）が、チャンバ１００の中の支持部材１８５の位置に関する情報を提供しうる。
【００４４】
［００４４］稼働中には、支持部材１８５は、処理されている基板の温度を制御するために、リッドアセンブリ１４０の近位まで上昇しうる。そのため、基板は、分配プレート１７０から発された放熱を介して加熱されうる。代替的には、基板は、リフトリング１９５によって作動するリフトピン１９３を使用して、加熱されたリッドアセンブリ１４０の近位へと、支持部材１８５を離れて持ち上げられうる。基板は、遠隔プラズマＣＶＤプロセスによる窒化ケイ素フィルムの堆積中に、摂氏３００度を下回る温度に加熱される。
【００４５】
［００４５］処理チャンバ１００の動作を調節するために、システムコントローラ（図示せず）が使用されうる。システムコントローラは、コンピュータのメモリに保存されたコンピュータプログラムの制御下で作動しうる。コンピュータプログラムは、下記で説明するプロセスが処理チャンバ１００内で実行されることを可能にする指令を含みうる。例えば、コンピュータプログラムは、プロセスの連鎖及びタイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、ＲＦ電力レベル、サセプタの位置付け、スリットバルブの開閉、基板の冷却、及び、特定のプロセスの他のパラメータを指示しうる。
【００４６】
［００４６］本発明の態様は、窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）層の低温共形堆積を提供する。低温共形堆積は、混合処理ガスを利用するプロセスによって実現され、堆積が実行される場所から離れた場所で、混合処理ガスを励起してプラズマを形成しうる。例えば、プラズマは、処理チャンバ１００のプラズマ空洞１５０内で形成される。
【００４７】
［００４７］前駆体は、列挙された化合物のうちの一又は複数、例えば、ＴＲＩＳ、ＤＣＳ、ＴＳＡ、ＢＴＢＡＳ、ＨＣＤＳ、又はＨＭＣＴＺを含みうる。前駆体化合物のうちの任意のものが、単独で、又は、他の前駆体化合物と組み合わされて、使用されうる。混合処理ガスは、前駆体ガス以外の、キャリアガス又はその他の種類のガスのような、他の処理ガスを含みうる。例えば、他の処理ガスは、Ａｒのような不活性ガスを含みうる。一実施形態では、窒化ケイ素の堆積は、Ａｒ遠隔プラズマ及びＴＳＡを伴う。Ａｒは、Ａｒ基に化学変化し、かつ、Ｓｉ−Ｈ結合を分解して（−Ｓｉ−ＮＨ−）ｘポリマーを形成する。堆積温度は、摂氏約２０度（室温）から摂氏約２５０度まででありうる。堆積温度は、堆積中の基板の温度を表す。室温では、フィルム内により多くの残留水素が存在し、それは屈折率の低下（１．８）をもたらす。室温よりも高い温度のような、もっと高い堆積温度では、フィルム内の残留水素は少なくなり、より高い屈折率（２．２）がもたらされる。窒化ケイ素フィルムの堆積後には、残留水素を除去するために、高密度プラズマ処理、ＵＶ硬化、又はＥビーム硬化等といった様々なプロセスが、堆積されたフィルム上に実行されうる。ゆえに、残留水素を有しない窒化ケイ素フィルムが、遠隔プラズマＣＶＤによって、摂氏３００度を下回る温度で堆積されうる。
【００４８】
［００４８］上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2016536792.tif 000003
【国際調査報告】
2016536792.tif 000004
2016536792.tif 000005
2016536792.tif 000006
2016536792.tif 000007