基板処理領域に位置する基板のヒドロキシル終端表面上に酸化ケイ素層を形成する方法であって、i前記基板処理領域にシリコンおよび酸素含有前駆体を流すことによって、シロキサンと窒素含有触媒配位子とを含む前記シリコンおよび酸素含有前駆体に前記ヒドロキシル終端表面を暴露するステップと、ii前記基板処理領域から、未反応のシリコンおよび酸素含有前駆体を含むプロセス廃水を取り除くステップと、iii前記基板処理領域にH2Oを流すことによって、前記基板の前記表面を暴露するステップと、iv前記基板処理領域から、未反応のH2Oを含むプロセス廃水を取り除くステップとを含む少なくとも4つの連続したステップと、前記酸化ケイ素層がターゲット厚さに到達するまで前記少なくとも4つの連続したステップを繰り返すステップとを含む方法。ステップi~ivのそれぞれの反復により、前記基板上に1Å~6Åの間の酸化ケイ素が堆積される、請求項1に記載の方法。前記窒素含有触媒配位子が炭素-窒素環を含む、請求項1に記載の方法。前記シリコンおよび酸素含有分子それぞれが、1個のシリコン原子に化学結合されている4個の酸素原子を含有し、前記酸素原子のうち3個がそれぞれ、別個の炭化水素鎖に化学結合し、残りの酸素原子が前記触媒配位子に化学結合している、請求項1に記載の方法。前記触媒配位子が炭素-窒素環を含む、請求項1に記載の方法。前記触媒配位子が炭化水素伸張部に化学結合し、前記炭化水素伸張部が前記シロキサン中の酸素原子に化学結合している、請求項1に記載の方法。前記触媒配位子が、炭素-窒素環に配置されている窒素原子1個と、炭素原子4個または5個とを含む、請求項1に記載の方法。前記触媒配位子が、炭素-窒素環に配置されている窒素原子2個と、炭素原子3個または4個とを含む、請求項1に記載の方法。前記シリコンおよび酸素含有前駆体が、ピリミジン-アルコキシシランを含む、請求項1に記載の方法。前記触媒配位子が、ピリミジン、イミダゾール、アミン、アルキルピリジン、ピリジン、ピロリジン、ピロールまたはピラゾールの1つを含む、請求項1に記載の方法。前記基板処理領域内の圧力が、前記シリコンおよび酸素含有前駆体を流す際と、前記H2Oを流す際の一方で10mTorrを下回る、請求項1に記載の方法。前記基板の温度が、前記シリコンおよび酸素含有前駆体を流す際、ならびに前記H2Oを流す際それぞれの際に200°Cを下回る、請求項1に記載の方法。前記複数の原子層堆積サイクルの1つが2秒以下の間続く、請求項1に記載の方法。基板処理領域内の基板のヒドロキシル終端表面上に酸化ケイ素層を形成する方法であって、複数の原子層堆積サイクルを行うことを含み、前記複数のサイクルのそれぞれにより、1前記基板処理領域に、シリコンおよび酸素含有分子を含有するシリコンおよび酸素含有前駆体を流して、2個の表面結合酸素吸着原子が別個のヒドロキシル末端基内に起因する2個の表面結合酸素原子間を架橋する架橋結合シリコン原子を形成し、その後、2前記基板処理領域にH2Oを流して、前記架橋結合シリコン原子の2個の残りの部位のそれぞれにヒドロキシル基を結合させることによって、前記基板上に1Å~6Åの間の酸化ケイ素が堆積され、前記シリコンおよび酸素含有分子がさらに触媒配位子を含み、前記触媒配位子は、前記H2Oが前記Si-O結合を開裂することを可能にし、さらに前記H2Oからのヒドロキシル基が前記架橋結合シリコン原子の前記開裂部位と化学的に結合することを可能にする方法。前記基板を加熱して、または酸素プラズマに前記基板を暴露して架橋結合酸素を生成することによって、最後のヒドロキシル終端表面を架橋することをさらに含む、請求項14に記載の方法。数を減らした前駆体からの触媒原子層堆積について説明する。堆積前駆体は、シリコン、酸素および触媒配位子を含有する。堆積前駆体にヒドロキシル終端基板を暴露して、2つの表面結合酸素間にシリコン架橋結合を形成する。これら表面結合酸素は、2つの表面結合ヒドロキシル基の一部であったものであり、堆積前駆体の吸着により水素が遊離する。シリコン原子はまた、同じ堆積前駆体分子内のシリコンと既に化学結合した1個または2個の追加の酸素原子と化学結合している。追加の酸素原子の少なくとも1個は直接、または炭化水素鎖を介して触媒配位子とさらに化学結合している。水分H2Oに基板をさらに暴露すると、その水分からのヒドロキシル基によって置き換えられた追加の酸素が置換される結果となる。表面を再度ヒドロキシルで終端し、プロセスを繰り返すことができる。この反応の触媒の性質により、低い基板温度で堆積させることが可能となる。触媒が化学的に埋め込まれていることで、1サイクル当たりの堆積が増大し、その結果同じ厚さの膜を成長させるための前駆体暴露の回数が減少する。本発明をより理解し評価するために、本発明の諸実施形態による、原子層堆積を行うための例示的な選択ステップを示すフローチャートおよび堆積時の化学的概略図である図1~図2についてここで言及する。方法100は、ピリミジン-シロキサンHCH2nO-ピリミジン、図2A参照を含む前駆体を、基板を含む基板処理領域へと流すことステップ102を含む。ここではシロキサンおよびアルコキシシランを取り換え可能に使用し、そのためピリミジン-シロキサンをピリミジン-アルコキシシランと称することもできる。基板は、ピリミジン-シロキサンの導入前にヒドロキシル基で終端される。ピリミジンは、開示の諸実施形態において窒素含有触媒配位子であり、ピリミジン-シロキサンの代替表現を図2Bに示す。一般的に言えば、シリコンおよび酸素含有前駆体をこのステップに使用することができ、このシリコンおよび酸素含有前駆体は開示の諸実施形態においてピリミジン-シロキサンでよい。シリコンおよび酸素含有前駆体のシリコンおよび酸素含有分子はそれぞれ、1個のシリコン原子に化学的に結合されている4個の酸素原子を含有することができる。本発明の諸実施形態において、酸素原子のうち3個はそれぞれ、別個の炭化水素鎖に化学結合させることができ、残りの酸素原子は直接、または炭化水素鎖を介して触媒配位子に化学的に結合させることができる。炭化水素鎖の長さは、同じであっても異なっていてもよい。諸実施形態において、炭化水素鎖の1つ、一部またはすべての長さがゼロであってもよい。ピリミジン-シロキサンがヒドロキシル終端基板に接近すると、前駆体中のシリコン原子によって、2個の表面結合酸素原子間に架橋結合が形成される。2つのヒドロキシル基からの2つの水素が、いくつかのプロセス廃水と共に遊離する。炭化水素鎖が1つ、表面結合構造上に残存する。窒素含有触媒配位子はまた、酸素原子を介して表面に化学結合している図2Cの差し込み図参照。ピリミジン-シロキサンに基板を暴露することが、諸実施形態では自己制限ステップであり、これは、ある点を超えたピリミジン-シロキサンへのさらなる暴露では、表面に対するさらなる化学的変化が本質的に生じないことを意味する。堆積量は、このような自己制限プロセスにおいてしばらくすると横ばいになる。ステップ104において、未反応のピリミジン-シロキサンおよび他のプロセス廃水を基板処理領域から取り除く。プロセス廃水は、基板処理領域に不活性種を流し込んで処理領域からプロセス廃水を流し去ることによって取り除くことができる。あるいは、または組み合わせることで、ポンピングポートを介してポンピングシステムへとプロセス廃水をポンプで取り除くこともできる。この時点で、堆積前駆体中に触媒配位子が存在していなければ、触媒暴露が必要となったであろう。代わりに、基板処理領域へと水分H2Oを流してステップ106、原子層堆積における次のステップを行う。表面に影響を及ぼす水分子H2Oが、基板の表面に吸着するピリミジン中の窒素と相互作用する図2Cを参照。この相互作用により、水が炭化水素鎖触媒配位子が付着していないよりも下のSi-O結合を開裂することが可能となる。Si-O結合の開裂により、付着したヒドロキシル基を有する炭化水素鎖が遊離する。この反応により、シリコン架橋原子と水の酸素との間に結合が形成される。一方、第2の水分子が触媒配位子中の窒素原子の一方または両方と相互作用し、その結果この反応を可能にした同じ触媒配位子と関連のあるSi-O結合の開裂が生じる。この相互作用により、触媒配位子とその炭化水素鎖がプロセス廃水として遊離する。この遊離によって生じた開いた結合部位はその後、第2の水分子からのヒドロキシル基によって占められる。水分に基板を暴露することが、諸実施形態では自己制限ステップであり、これは、ある点を超えたH2Oへのさらなる暴露では、表面に対するさらなる化学的変化が本質的に生じないことを意味する。ステップ108では、未反応のH2Oを含むプロセス廃水を基板処理領域から取り除く。プロセス廃水は、基板処理領域に不活性種を流し込んで処理領域からプロセス廃水を流し去ることによって取り除くことができる。あるいは、または組み合わせることで、ポンピングポートを介してポンピングシステムへとプロセス廃水をポンプで取り除くこともできる。これら4つの連続したステップステップ102~108を、ターゲット厚さを達成する決定109まで繰り返すことができる。4つの連続したステップの繰り返しの適用を含む堆積の順番により、基板上に酸化ケイ素層が生成される。ターゲット厚さを達成すると、最後のヒドロキシル終端表面を処理treatして、酸素を架橋し水素を遊離させることができるステップ110。この処理treatは、加熱または酸素プラズマへのヒドロキシル終端表面の暴露を含めた様々なやり方で行うことができる。架橋結合を図2Dに概略的に示す。堆積前駆体に触媒作用剤が取り込まれるため、図1~図2と併せて議論した原子層堆積プロセスの結果、高効率となる。これにより、水分H2Oからのヒドロキシル基の化学的取り込みを容易にするように触媒作用剤が隣接する利用可能である可能性が大幅に高まる。このように効率が高まると、シリコンおよび酸素含有前駆体すなわち、ピリミジン-シロキサンを流す間も水分H2Oを流す間もより低い基板温度および圧力を使用することが可能となる。圧力が下がると、反応を行うために必要となる前駆体の量が低減されるだけでなく、基板処理領域からプロセス廃水を取り除くことができる速さも増大する。1サイクル原子層堆積ステップ102~108が、開示の諸実施形態においては2秒未満の間続く。効率が高まると、埋め込み触媒なしで行われる原子層堆積サイクルと比較して、各サイクル内で追加の材料を堆積させることも可能となる。開示の諸実施形態においては、1サイクルの原子層堆積4つの連続したステップ102~108により、基板上に1Åよりも厚く6Å未満、すなわち1Å~6Åの間の酸化ケイ素が堆積される。開示の諸実施形態において、基板処理領域内の圧力は、シリコンおよび酸素含有前駆体を流すステップ中と、水分H2Oを流すステップ中とのうち一方または両方で10mTorr未満である。本発明の諸実施形態においては、シリコンおよび酸素含有前駆体を流すステップ中と、水分H2Oを流すステップ中との両方で基板温度は200°C未満でよい。上述の利益およびプロセスパラメータは、ピリミジン-シロキサンよりも幅広いシリコンおよび酸素含有前駆体にまで及ぶ。例示的な触媒配位子を、任意選択の炭化水素鎖と共に図3Aに化学的概略図で示す。開示の諸実施形態においては、例示的な触媒配位子として、アミン、イミダゾール、アルキルピリジン、ピリジン、ピリミジン上述のような、ピロリジン、ピロールおよびピラゾールが挙げられる。これらの触媒配位子のそれぞれが少なくとも1つの窒素を含有し、一部の配位子はそれ以上の窒素を有する。これら触媒配位子の大部分が、芳香族炭素-窒素環と称することができる炭素-窒素環を含有する。炭素-窒素環により、架橋結合シリコンのSi-O結合の触媒を促進することができる。イミダゾール触媒配位子を伴う補足例を図3Bに示す。芳香族炭素-窒素環内の窒素は、流入してくる水分子がSi-O結合の1つを開裂する概略図では、左側のSi-Oが切断されると示してあるが、必ずしもそうとは限らないことを可能にする。Si-O結合の開裂によりヒドロキシル-炭化水素鎖分子が遊離し、シリコン架橋原子と水の酸素との間に結合が形成される。ピリミジン触媒配位子図2Cの代わりにイミダゾール触媒配位子図3Bを使用すると、隣接する酸素架橋部位と化学的に結合しているイミダゾール触媒配位子からの窒素によって、第2の水分子H2Oをより容易に触媒することができるため、速度論的挙動が異なることがある。触媒配位子のそれぞれにより様々な運動速度の反応が提供されるが、触媒配位子が埋め込まれていることで、別個の触媒剤の使用と比較してすべて良好な堆積速度が提供される。本発明の諸実施形態によれば、自己触媒self-catalyzingシリコンおよび酸素含有前駆体の4つの酸素のそれぞれに炭化水素鎖が存在していてもよいし、存在していなくてもよい。例示的な炭化水素鎖として、nが任意の正の整数またはゼロとなるHH2Cnが挙げられる。したがって、炭化水素鎖として、H、CH3、C2H5、C3H7等を挙げることができる。本発明の諸実施形態では、炭化水素鎖は一重結合のみを有することができ、nは0~5の範囲に及ぶことができる。先に示した通り、シロキサンに直接、またはH2Cn型の炭化水素鎖を介して触媒配位子を付着させることができる。この炭化水素鎖は、nがゼロよりも大きい場合、化学反応を説明する目的では触媒配位子Rの一部として含まれていない。触媒配位子に酸素を付着させる炭化水素鎖は、本発明の諸実施形態において、炭化水素伸張部hydrocarbonextensionと本明細書中で称することができ、また0~5の範囲に及ぶことができる。そのため、炭化水素伸張部として、伸張部なし、CH2、C2H4、C3H6等を挙げることができる。本明細書中で使用する場合基板は、その上に層が形成されているかどうかに関わらず支持体基板であってよい。支持体基板は、様々なドーピング濃度およびドーピングプロファイルの絶縁体または半導体であってよく、たとえば、集積回路の製造において使用するタイプの半導体基板であってよい。シリコンおよび酸素含有材料の省略表現として、またシリコンおよび酸素含有材料と取り換え可能に酸化ケイ素層を使用する。そのため、酸化ケイ素には、窒素、水素、炭素など他の元素成分の濃度が含まれる。一部の実施形態においては、酸化ケイ素が本質的にシリコンおよび酸素から構成される。表面から材料を取り除くため、または表面に材料を堆積させるための反応に関与する任意のプロセス気体について言及するために、用語前駆体を使用する。励起状態にある気体とは、気体分子の少なくとも一部が振動励起、解離および/またはイオン化状態にある気体を言い表す。気体または前駆体は、2種以上の気体または前駆体の組合せであってもよく、通常は液体または固体であるが一時的に他のキャリア気体と共に運ばれる物質を含むことができる。語句不活性気体とは、エッチングの際または膜へと取り込まれた際に化学結合を形成しない任意の気体を指す。例示的な不活性気体としては希ガスが挙げられるが、通常微量が膜中で捕捉された場合に化学結合が形成されないのであれば、他の気体を挙げることもできる。用語トレンチは、エッチングした形状寸法が大きな水平アスペクト比を有するという意味合いなく全体を通して使用する。表面を上から見ると、トレンチが円形、楕円形、多角形、長方形または他の様々な形状に見えることがある。用語ビアは、垂直の電気接続を形成するための、金属が充填されていてもされていなくてもよい低アスペクト比トレンチ上から見た場合について言及するために使用する。本明細書中で使用する場合、共形層は、表面と同じ形状の表面上にある全体的に均一な材料層を指すが、すなわち、層の表面と覆われている表面とが全体的に平行である。堆積される材料はまず100共形とはなり得ず、したがって、用語全体的にでは許容範囲が考慮されることが当業者には理解されよう。いくつかの実施形態を説明してきたが、本発明の精神から逸脱することなく様々な変形形態、代替構成、および均等形態を使用することができることが当業者には理解されよう。加えて、本発明を不必要に曖昧にすることを回避するために、多くの周知のプロセスおよび要素が記載されていない。したがって、上記説明を本発明の範囲を限定すると見なすべきではない。ある範囲の値が提供されている場合、文脈上明らかに他に指示がある場合を除き下限値の単位の10分の1まで、その範囲の上限値と下限値との間の各介在値も具体的に開示されていると理解される。規定の範囲における任意の規定値または介在値と、その規定の範囲における他の任意の規定値または介在値との間のより小さい各範囲が包含される。これらより小さい範囲の上限値および下限値は独立に、範囲内に含めることもまたは除外することもでき、より小さい範囲に限界値のいずれかが含まれる場合、いずれも含まれない場合、または両方が含まれる場合の各範囲もまた、規定の範囲において具体的に除外される任意の限界値を条件として、本発明の範囲内に包含される。規定の範囲が限界値の一方または両方を含む場合、それら含まれる限界値の一方または両方を除外した範囲もまた含まれる。本明細書中で使用する、また添付の特許請求の範囲における単数形a、anおよびtheには、文脈上明らかに他に指示がある場合を除き複数の指示対象が含まれる。したがって、たとえば、単数のaプロセスの言及には、複数のそのようなプロセスが含まれ、単数のthe前駆体の言及には、当業者に公知である1種または複数種の前駆体およびその等価物等の言及が含まれる。また、本明細書中および下記特許請求の範囲において使用する場合、単語comprise、comprising、include、includingおよびincludesは、規定の特徴、整数、構成要素またはステップの存在を特定するものであるが、1つまたは複数の他の特徴、整数、構成要素、ステップ、行為または群の存在または追加を除外しない。