JP2002198367A - Ｈｄｐ−ｃｖｄを使用してシリコンリッチ酸化物を堆積する制御された方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセスチャンバ内の基板上に層を形成する
ための方法及びシステムを提供する。 【解決手段】 堆積ガスは、プロセスチャンバに供給さ
れて、堆積ステップの前に所望の相対濃度に混合され
る。これにより、改善された層の組成均一性が得られ
る。これは、第一のガス状混合物から加熱プラズマを発
生させることによって達成することができる。その後、
プラズマが止められ、第二のガス状混合物が実質的に均
一に混合されるように、第二のガス状混合物はプロセス
チャンバに供給される。その後、基板上に層を堆積する
ために、第二のガス状混合物から第二のプラズマを発生
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景 本発明は基板上での集積回路の製造に関する。特に、本
発明は、基板上での改善されたプラズマ層堆積のための
方法と装置に関する。

【０００２】最新の半導体素子製造における主要ステッ
プの１つは、ガスの化学反応を使って半導体基板上に薄
層を形成することである。一般に、このような堆積プロ
セスは、化学気相堆積（「ＣＶＤ」）と呼ばれている。
通常の熱ＣＶＤプロセスでは、基板表面に反応ガスが供
給される。基板表面では、熱起因性の化学反応が起こ
り、所望の層が作られる。他方、プラズマ強化ＣＶＤ
（「ＰＥＣＶＤ」）技術は、基板表面近くの反応域に高
周波（「ＲＦ」）エネルギーを印加することによって、
反応ガスの励起及び／又は解離を促進させ、それによっ
てプラズマを作る。プラズマ種の高反応性は、化学反応
が起こるために必要とされるエネルギーを減少させるの
で、このＣＶＤプロセスに必要とされる温度は、通常の
熱ＣＶＤプロセスの温度より引き下げられる。こうした
利益は、高密度プラズマ（「ＨＤＰ」）ＣＶＤ技術によ
って更に活用される。この技術では、低真空圧力で密度
の高いプラズマが形成されるので、プラズマ種はより反
応性である。ここで、「高密度」とは、１０¹¹イオン／
ｃｍ³以上のイオン密度を有することを意味すると解さ
れる。

【０００３】特定のアプリケーションであってＨＤＰ−
ＣＶＤ技術の利用を有効にするものには、シャロートレ
ンチ単離（shallow-trench isolation）（「ＳＴＩ」、
プリメタル誘電（「ＰＭＤ」）及びインターメタル誘電
（「ＩＭＤ」）等のアプリケーションが挙げられる。こ
のような種々のアプリケーションにおいて、堆積特性に
影響する１つの問題は、異なる組成を有して接している
層の間の拡散であり、この拡散は、層構造における特定
の所望の特性に悪影響を及ぼす結果となる。このような
拡散を防止するために使われている１つのアプローチに
は、中間バリヤー層を追加して堆積することがある。例
えば、ＩＭＤアプリケーションにおいて不純物を添加し
たシリコン酸化物を堆積する際に、ドーパントのメタル
ラインへの拡散により、酸化物／金属界面で望ましくな
い化学種の形成が起こり得る。これにより、酸化物と金
属との間の付着が悪くなる。不純物を添加したシリコン
酸化物層を堆積する前に、シリコンリッチなライナーを
金属上に堆積することは、ドーパント拡散の防止のため
に働く。

【０００４】バリヤー層を含むことは、構造の付着性を
改善する有益な効果を有する。特定の構造を形成すると
きに、バリヤー層を堆積することは、現在、多くのアプ
リケーションにおいてほとんど慣例になっている。例え
ば、ＨＤＰ−ＣＶＤを使ったフルオロケイ酸塩−ガラス
（「ＦＳＧ」）アプリケーションにおいては、一般に、
フッ素でドープしたシリコン酸化物層を堆積する前に、
シリコンリッチな酸化物ライナーを基板上に形成する。
これには、シリコンリッチな酸化物ライナーを使わない
アプリケーションと比較して多数の効果があるが、ライ
ナーの組成についてはかなりの差異があるので、その有
益な効果は一様に利用可能ではない。さらに、この組成
の差異は、個々の堆積チャンバに特有の特性を有する。
個々の堆積チャンバ構成に途方も無に影響を及ぼさず
に、改善された組成均一性をもたらす技術によって、集
積回路の大量生産は改善される。

【０００５】発明の概要 本発明の実施形態は、プロセスチャンバ内の基板上に層
を形成するための方法とシステムに向けられている。堆
積ガスは、プロセスチャンバに供給され、堆積ステップ
の前に所望の相対濃度に混合される。これにより、改善
された層組成均一性が得られる。特定の実施形態では、
２つの別個のプラズマが使われる。第一のプラズマは、
基板を加熱するために使われ、第二のプラズマは実際の
堆積のために使われる。

【０００６】従って、種々の実施形態において、第一の
ガス状混合物をプロセスチャンバに供給する。基板を加
熱するために第一のガス状混合物から第一のプラズマを
発生させる。その後、プラズマを止め、第二のガス状混
合物が均一に混合されるように、第二のガス状混合物が
プロセスチャンバに供給される。その後、基板上に層を
堆積するために第二のガス状混合物から第二のプラズマ
を発生させる。特定の実施形態において、第一のガス状
混合物は、酸素から成るか又は酸素及びアルゴンを含ん
でいる。シリコンリッチな酸化物層を堆積するために、
第二のガス状混合物は、酸素及びシランを含んでいてよ
い。１つの実施形態において、酸素とシランとの間の濃
度比は、０．５と１．５との間である。もう１つの実施
形態では、第二のプラズマは、高密度プラズマであっ
て、第二のガス状混合物を低圧力で打ち始めることによ
って発生する。

【０００７】本発明の方法は、基板プロセッシングシス
テムの操作を命令するためコンピュータ可読のプログラ
ムを内部に組み込ませたコンピュータ可読の記憶媒体に
おいて具体化される。このようなシステムには、プロセ
スチャンバ、プラズマ発生システム、基板ホルダー、ガ
ス分配システム及びシステムコントローラが含まれる。
コンピュータ可読のプログラムには、上述した実施形態
に従って、プロセッシングチャンバ内に配置された基板
上に薄膜を形成するためのプロセッシングシステムを操
作する指示が含まれる。

【０００８】明細書の残余部分及び図面を参照すること
で、本発明の利益及び特質の更なる理解を認識できよ
う。

【０００９】特定実施形態の説明 Ｉ．緒言 本発明の実施形態は、基板上に堆積された層の均一性を
改善するための方法と装置に向けられている。特に、本
発明の方法と装置は、シリコンリッチなライナーを堆積
させる際に、例えば酸素とシランを予混合させるステッ
プの結果として、層の均一性において増大した一貫性を
達成させる。本技術は、ライナー組成の改善された制御
を達成させ、層厚さにわたってより良い組成均一性をも
たらし、異なるチャンバ間で、シリコンリッチな酸化物
層特性の変化を減少させる。既存の堆積ハードウェアシ
ステム（例えばＨＤＰ−ＣＶＤ堆積システム）について
の構造を変更することは、本技術を利用するために必要
でない。

【００１０】ＩＩ．例示的な基板プロセッシングシステ
ム 図１Ａは、高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶ
Ｄ）システム１０の１つの実施形態を例示する。本シス
テムにおいては、本発明に従い誘電層が堆積される。シ
ステム１０は、チャンバ１３、真空システム７０、ソー
スプラズマシステム８０Ａ、バイアスプラズマシステム
８０Ｂ、ガス分配システム３３及び遠隔プラズマクリー
ニングシステム５０を含んでいる。

【００１１】チャンバ１３の上部は、セラミック誘電材
料（例えばアルミナ又は窒化アルミニウム）でできてい
るドーム１４を含んでいる。ドーム１４は、プラズマプ
ロセッシング領域１６の上限を画定する。プラズマプロ
セッシング領域１６は、基板１７及び基板支持部材１８
の上面によって、その底部が制限されている。

【００１２】加熱板２３及び冷板２４は、ドーム１４上
にあり、熱的にドーム１４に連結されている。加熱板２
３及び冷板２４により、約１００〜２００℃の範囲にわ
たって約±１０℃以内にドーム温度が制御される。これ
により、種々のプロセスのためにドーム温度を最適化す
ることができる。例えば、クリーニング又はエッチング
プロセスには堆積プロセスよりも高温度にドームを維持
することが望ましいであろう。また、ドーム温度の正確
な制御により、チャンバ内のフレーク又は粒子総数を減
少させ、堆積層と基板との間の付着性が改善される。

【００１３】チャンバ１３の下部には、チャンバを真空
装置に接合しているボデー部材２２を含んでいる。基板
支持部材１８の基部２１は、ボデー部材２２上に据付け
られており、ボデー部材２２と連続的に内部表面を形成
している。基板は、チャンバ１３側部内の挿入／除去開
口部を介して、ロボットブレード（図示せず）によって
チャンバ１３の内外へ移される。リフトピン（図示せ
ず）が、上部ローディング位置５７にあるロボットブレ
ードから、低部プロセッシング位置５６に基板を動かす
ために、モーターの制御下において上昇し、その後下降
する。低部プロセッシング位置においては、基板支持部
材１８の基板受け入れ部１９上に基板が置かれる。基板
受け入れ部１９は、基板プロセッシングの間、基板を基
板支持部材１８に固定させる静電チャック２０を含んで
いる。好適な実施形態においては、基板支持部材１８
は、アルミナ又はアルミニウムセラミック材料からでき
ている。

【００１４】真空システム７０は、スロットルボデー２
５を含んでいる。スロットルボデー２５は、ツインブレ
ードスロットルバルブ２６を収容しており、ゲートバル
ブ２７及びターボ分子ポンプ２８に取り付けられてい
る。スロットルボデー２５がガス流動に対して及ぼす障
害は最小限であること、且つスロットルボデー２５によ
り相称的排気がなされていることに留意すべきである。
スロットルバルブ２６が全開のときに、ゲートバルブ２
７は、スロットルボデー２５からポンプ２８を絶縁する
ことができ、且つ、排気流容量を制限することによって
チャンバ圧力を制御することができる。スロットルバル
ブ、ゲートバルブ及びターボ分子ポンプの取り合わせに
より、約１ミリトール〜約２トールの間でチャンバ圧力
は正確に且つ安定して制御される。

【００１５】ソースプラズマシステム８０Ａは、ドーム
１４上に据付けられた、上部コイル２９及び側部コイル
３０を含んでいる。相称的接地シールド（図示せず）に
より、コイル間の電気的結合が減少する。上部コイル２
９は、上部ソースＲＦ（ＳＲＦ）ジェネレータ３１Ａに
よって電力供給される。一方、側部コイル３０は、側部
ＳＲＦジェネレータ３１Ｂによって電力供給される。こ
れにより、各々のコイルは、独立した出力レベル及び周
波数で操作される。この二重コイルシステムにより、チ
ャンバ１３内の放射状のイオン密度を制御でき、それに
よってプラズマ均一性が改善される。側部コイル３０及
び上部コイル２９は、一般的に、誘導的に駆動され、コ
ンプリメンタリーな電極を必要としない。特定の実施形
態において、上部ソースＲＦジェネレーター３１Ａによ
り、名目上２ＭＨｚで最高５０００ワットのＲＦ電力が
供給され、側部ソースＲＦジェネレータ３１Ｂにより、
名目上２ＭＨＺで最高５０００ワットのＲＦ電力が供給
される。上部及び側部ＲＦジェネレータの動作周波数
は、プラズマ発生効率を改善するためには、名目上の動
作周波数からのオフセットであってもよい（例えば、そ
れぞれ１．７−１．９ＭＨｚ及び１．９−２．１ＭＨ
ｚ）。

【００１６】バイアスプラズマシステム８０Ｂは、バイ
アスＲＦ（「ＢＲＦ」）ジェネレータ３１Ｃ及びバイア
スマッチングネットワーク３２Ｃを含んでいる。バイア
スプラズマシステム８０Ｂは、ボデー部材２２に基板部
分１７を容量カップリングさせ、それらはコンプリメン
タリー電極として作用する。バイアスプラズマシステム
８０Ｂは、ソースプラズマシステム８０Ａによって作ら
れたプラズマ種（例えばイオン）の運搬を強化するため
に使われる。特定の実施形態においては、バイアスＲＦ
ジェネレータにより、１３．５６ＭＨｚで最高５０００
ワットのＲＦ電力が供給される。

【００１７】ＲＦジェネレータ３１Ａ及び３１Ｂは、デ
ジタル的に制御されるシンセサイザを含んでおり、約
１．８〜約２．１ＭＨｚの間の周波数域で作動する。各
々のジェネレータには、当業者によって理解されるよう
に、チャンバ及びコイルからジェネレータへ反射された
電力を測り、且つ、反射された最小電力を得るために動
作周波数を調整するＲＦ制御回路（図示せず）が含まれ
る。一般に、ＲＦジェネレータは、５０オームの特性イ
ンピーダンスを有する負荷に作動するよう設計されてい
る。ＲＦ電力は、ジェネレータとは異なる特性インピー
ダンスを有する負荷から反射される。これにより、負荷
へ移される電力を減少させることができる。さらに、負
荷からジェネレータへ反射された電力は、ジェネレータ
をオーバーロードさせ且つ損壊させる。プラズマのイン
ピーダンスは、他の因子の中でもプラズマイオン密度次
第で、５オーム未満から９００オームを超える範囲にあ
るので、また、反射された電力は周波数の関数であって
もよいので、反射された電力に従いジェネレータ周波数
を調整することで、ＲＦジェネレータからプラズマへ移
される電力が増大し且つジェネレータが保護される。反
射された電力を減少させ且つ効率を改善させる他の方法
は、マッチングネットワークによる。

【００１８】マッチングネットワーク３２Ａ及び３２Ｂ
は、ジェネレータ３１Ａ及び３１Ｂの出力インピーダン
スを、それぞれのコイル２９及び３０と一致させる。Ｒ
Ｆ制御回路は、負荷が変わるにつれて、負荷にジェネレ
ータを一致させるために、マッチングネットワーク内で
容量値を変えることによって、両方のマッチングネット
ワークを調整することができる。負荷からジェネレータ
へ反射される電力が特定の限界を超えるときに、ＲＦ制
御回路は、マッチングネットワークを調整することがで
きる。一定のマッチングを供給し、且つ、マッチングネ
ットワークの調整からＲＦ制御回路を効果的に使用不可
能にする１つの方法は、反射された電力の期待値よりも
上に反射電力を設定することである。これは、マッチン
グネットワークを、その一番最近の状態で一定に保持す
ることによって、ある条件下でプラズマを安定させるの
に役立つ。

【００１９】他の手段によっても、プラズマの安定化を
助けることができる。例えば、負荷（プラズマ）に供給
される電力を測定するために、且つ、層を堆積する間、
供給された電力を実質的に一定に保つようにジェネレー
タ出力パワーを増減させるために、ＲＦ制御回路を使う
ことができる。

【００２０】ガス分配システム３３により、基板を処理
するために、ガス分配ライン３８（ほんの幾つかが示さ
れている）を介して、幾つかのソース（３４Ａ−３４
Ｆ）からチャンバにガスが供給される。当業者には理解
されるよう、ソース３４Ａ−３４Ｆに使われる実際のソ
ースと、チャンバ１３への分配ライン３８の実際の連結
とは、チャンバ１３内で実行される堆積及びクリーニン
グプロセスに従って変わる。ガスは、上部ノズル４５及
び／又はガスリング３７を介してチャンバ１３内に導入
される。図１Ｂは、チャンバ１３の簡略化された、部分
的な横断面図であり、ガスリング３７の詳細を追加的に
示している。

【００２１】１つの実施形態では、第一及び第二のガス
ソース（３４Ａ及び３４Ｂ）と、第一及び第二のガス流
量コントローラ（３５Ａ’及び３５Ｂ’）とにより、ガ
ス分配ライン３８（ほんの幾つかが示されている）を介
して、ガスリング３７の中のリングプレナム３６にガス
が供給される。ガスリング３７には、基板にわたって均
一なガス流を供給するソースガスノズル３９（その内の
１つだけが例示のために示されている）が複数個ある。
ノズル長さ及びノズル角は、個々のチャンバ内での特定
プロセスのために、均一性プロフィール及びガス利用効
率性が調整できるように変えることができる。好適な実
施形態においては、ガスリング３７はアルミナセラミッ
クからできているソースガスノズル１２を有する。

【００２２】ガスリング３７もまた、複数の酸化ガスノ
ズル４０（その内の一つだけが示されている）を有して
いる。これらの酸化ガスノズルは、好適な実施形態で
は、ソースガスノズル３９と共平面にあり、ソースガス
ノズル３９よりも短い。そして、１つの実施形態では、
ボデープレナム４１からガスを受け取っている。幾つか
の実施形態においては、チャンバ１３にガスを導入する
前に、ソースガスと酸化ガスとを混合しないことが望ま
しい。他の実施形態においては、ボデープレナム４１と
ガスリングプレナム３６の間にアパチャ−（図示せず）
を供給することによって、酸化ガスとソースガスは、こ
れらのガスをチャンバ１３に導入する前に、混合され
る。

【００２３】発火性、中毒性又は腐食性ガスが使われる
実施形態においては、堆積の後、ガス分配ラインの中に
残っているガスを除去することが望ましい。これは、バ
ルブ４３Ｂのような三段切替えバルブを使って、例え
ば、分配ライン３８Ａからチャンバ１３を単離し、分配
ライン３８Ａを真空フォアライン４４に排気することに
よって達成できる。図１Ａに示すように、４３Ａ及び４
３Ｃのような他の同様のバルブが、他のガス分配ライン
に組み込まれてもよい。実際的に、排気されないガス分
配ラインの容積を最小限にするために、三段切替えバル
ブはチャンバ１３の近くに（三段切替えバルブとチャン
バの間に）置くことができる。さらに、二段切替え（オ
ン／オフ）バルブ（図示せず）を、質量流量コントロー
ラ（「ＭＦＣ」）とチャンバの間に、又はガスソースと
ＭＦＣとの間に置くことができる。

【００２４】再び図１Ａを参照すると、チャンバ１３は
また、上部ノズル４５及び上部ベント４６を有してい
る。上部ノズル４５及び上部ベント４６により、ガスの
上部及び側部流動が独立して制御される。これにより、
層の均一性が改善され、且つ層の堆積及びドープパラメ
ータの微動調整が可能になる。上部ベント４６は、上部
ノズル４５のまわりの環状開口である。１つの実施形態
において、第一のガスソース３４Ａが、ソースガスノズ
ル３９及び上部ノズル４５を供給している。ソースノズ
ルＭＦＣ３５Ａ’は、ソースガスノズル３９に供給され
るガス量を制御し、上部ノズルＭＦＣ３５Ａは、上部ガ
スノズル４５に供給されるガス量を制御する。同様に、
ソース３４Ｂ等の単一の酸素ソースから上部ベント４６
及び酸化ガスノズル４０の両方への酸素の流れを制御す
るために、ＭＦＣｓ３５Ｂ及び３５Ｂ’の２つを使うこ
とができる。上部ノズル４５及び上部ベント４６に供給
されるガスは、チャンバ１３内へ流される前には、分離
して保持される。或いは、チャンバ１３内へ流す前に、
それらのガスを上部プレナム４８の中で混合してもよ
い。チャンバの種々の部分に供給するために、同じガス
について分離したソースを使うことができる。

【００２５】マイクロ波発生による遠隔プラズマクリー
ニングシステム５０は、チャンバ構成要素から堆積残留
物を定期的に洗浄するために供給されている。遠隔プラ
ズマクリーニングシステムは、リアクタキャビティ５３
の中にあるクリーニングガスソース３４Ｅ（例えば、分
子状フッ素、三フッ化窒素、他のフルオロカーボン又は
同等物）からプラズマを作る遠隔マイクロ波ジェネレー
タ５１を含んでいる。このプラズマに帰着する反応種
は、アプリケータ管５５を介しクリーニングガス送りポ
ート５４を通ってチャンバ１３に運ばれる。クリーニン
グプラズマを含むため使われる材料（例えば、キャビテ
ィ５３及びアプリケータ管５５）は、プラズマからの攻
撃に耐性でなければならない。リアクタキャビティ５３
と送りポート５４との間の間隔は、実際的に短く保たれ
なければならない。これは、所望のプラズマ種の濃度
が、リアクタキャビティ５３から間隔とともに減少して
しまうからである。遠隔キャビティの中でクリーニング
プラズマを発生させることにより、マイクロ波ジェネレ
ータを有効に使うことができ、且つ、チャンバ構成要素
を、温度、照射、又はインサイチュ（in situ）形成さ
れたプラズマ中に存在するであろうグロー放電の衝撃に
さらさない。従って、比較的刺激に弱い構成要素（例え
ば静電チャック２０）を、みかけのウエハでおおう必要
はなく、又、保護する必要もない。これらは、インサイ
チュプラズマクリーニングプロセスに必要とされる。１
つの実形態において、このクリーニングシステムは、腐
食ガスの原子を遠隔で分離するために使われる。それら
は、その後、プロセスチャンバ１３に供給される。もう
１つの実施形態では、腐食ガスは、プロセスチャンバ１
３に直接に供給される。また更なる実施形態において
は、堆積及びエッチングステップとともに複数のプロセ
スチャンバが使われ、堆積及びエッチングステップは、
別々のチャンバにおいて実行される。

【００２６】システムコントローラ６０は、システム１
０の操作を制御する。好適な実施形態において、コント
ローラ６０は、メモリ６２（例えば、ハードディスクド
ライブ、フロッピーディスクドライブ（図示せず））
と、プロセッサ６１に連結したカードラック（図示せ
ず）とを含んでいる。カードラックには、シングルボー
ドコンピュータ（ＳＢＣ）（図示せず）、アナログ及び
デジタルの入出力ボード（図示せず）、インターフェイ
スボード（図示せず）及びステッパモータコントローラ
ボード（図示せず）が含まれていてもよい。システムコ
ントローラは、Versa Modular European（「ＶＭＥ」）
標準に従う。そして、それは、ボード、カードケージ及
びコネクタの寸法とタイプを規定する。また、ＶＭＥ標
準は、１６ビットのデータバスと２４ビットのアドレス
バスを有するようにバス構造を規定する。ハードディス
クドライブ上に格納されるコンピュータプログラムの制
御下、又は他のコンピュータプログラム（例えば、取外
し可能ディスク上に格納されたプログラム）を介してシ
ステムコントローラ３１が作動する。例えば、コンピュ
ータプログラムは、タイミング、ガス混合物、ＲＦ出力
レベル及び特定プロセスの他のパラメータについて命令
する。ユーザーとシステムコントローラとの間のインタ
ーフェイスは、陰極線管（「ＣＲＴ」）６５等のモニタ
ーとライトペン６６とを介しており、図１Ｃに図示され
ている。

【００２７】図１Ｃは、図１Ａの例示的なＣＶＤプロセ
ッシングチャンバと連動して使われる例示的なシステム
ユーザーインターフェイスの一部を表す図解である。シ
ステムコントローラ６０は、コンピュータ可読のメモリ
６２に接続されたプロセッサ６１を含んでいる。好まし
くは、メモリ６２は、ハードディスクドライブである。
しかし、メモリ６２は、他の種類のメモリ（例えばＲＯ
Ｍ、ＰＲＯＭ及びその他）であってもよい。

【００２８】コンピュータ可読のフォーマットでメモリ
６２内に格納されたコンピュータプログラム６３の制御
下、システムコントローラ６０は作動する。コンピュー
タプログラムは、タイミング、温度、ガス流動、ＲＦ出
力レベル及び特定プロセスの他のパラメータについて命
令する。図１Ｃに図示するように、ユーザーとシステム
コントローラとの間のインターフェイスは、ＣＲＴモニ
ター６５及びライトペン６６を介している。好適な実施
形態においては、２つのモニター６５及び６５Ａ、２つ
のライトペン６６及び６６Ａが使われる。１つは、オペ
レータ用にクリーンルームの壁（６５）に据付けられて
おり、もう１つは、サービス技術者用に壁の後ろ側（６
５Ａ）に据付けられている。両方のモニターが、同じ情
報を同時に表示する。しかし、１つのライトペン（例え
ば６６）だけが使用可になっている。特定のスクリーン
又は機能を選択するために、オペレータはディスプレイ
スクリーンの領域に触れ、且つ、ペン上のボタン（図示
せず）を押す。触れられた領域は、例えば、その色を変
えるか又は新規なメニューを表示することによって、ラ
イトペンによって選択されたことが確かめられる。

【００２９】コンピュータプログラムコードは、６８０
００アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ⁺⁺、又はパスカル等のコン
ピュータ可読のいかなる通常のプログラム言語で書かれ
てもよい。適切なプログラムコードは、通常のテキスト
エディタを用いて単一ファイル又は複数ファイルに入力
され且つコンピュータ使用可能な媒体（例えばコンピュ
ータのメモリシステム）に具体化又は格納される。入力
されたコードテキストが高水準言語である場合、コード
はコンパイルされ、その結果として生じるコンパイラコ
ードは、その後、前もってコンパイルされたウィンドラ
イブラリールーチンのオブジェクトコードに結合され
る。この結合された、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、システムユーザーは、オブジェ
クトコードを呼び出し、メモリ中のコードをコンピュー
タシステムにロードさせる。ＣＰＵは、メモリからのコ
ードを読み取り、且つ、プログラムにおいて同定された
タスクを実行するためにコードを実行する。

【００３０】図１Ｄは、コンピュータプログラ１００の
階層制御構造を図示するブロック図である。ユーザー
は、ＣＲＴ上に表示されたスクリーン又はメニューに答
えて、ライトペンインターフェイスを使って、プロセス
セットナンバー及びプロセスチャンバナンバーを、プロ
セスセレクタサブルーチン１１０内へ入力する。プロセ
スセットは、特定プロセスを実行するのに必要なプロセ
スパラメータの予め定められたセットであり、所定のセ
ットナンバーで同定されている。プロセスセレクタサブ
ルーチン１１０は、（ｉ）マルチチャンバシステム中の
所望のプロセスチャンバ、及び（ｉｉ）所望のプロセス
を実行するためのプロセスチャンバを操作するのに必要
なプロセスパラメータの１セット、を同定する。特定プ
ロセスを実行するためのパラメータは、プロセスガス組
成及び流速、温度、圧力、ＲＦ電力レベル等のプラズマ
条件、及びチャンバドーム温度等の条件と関連してい
る。レシピによって特定されるパラメータは、ライトペ
ン／ＣＲＴモニターインターフェイスを利用して入力さ
れる。

【００３１】プロセスをモニターするための信号は、シ
ステムコントローラ６０のアナログ及びデジタル入力ボ
ードによって供給される。そして、プロセスを制御する
ための信号は、システムコントローラ６０のアナログ及
びデジタル出力ボード上の出力である。

【００３２】プロセスシーケンサササブルーチン１２０
は、同定されたプロセスチャンバを受理するためのプロ
グラムコードと、プロセスセレクタサブルーチン１１０
からのプロセスパラメータであって、種々のプロセスチ
ャンバの操作を制御するためのプロセスパラメータのセ
ットを備えている。複数のユーザーは、プロセスセット
ナンバー及びプロセスチャンバナンバーを入力できる。
或いは、シングルユーザーは、複数プロセスのセットナ
ンバー及びプロセスチャンバナンバーを入力できる。シ
ーケエンササブルーチン１２０は、選択されたプロセス
を所望のシーケンス中に組み入れる。好ましくは、シー
ケエンササブルーチン１２０は、（ｉ）チャンバが使わ
れているかどうか決定するために、プロセスチャンバの
操作をモニターするステップ、（ｉｉ）使われているチ
ャンバでどんなプロセスが実行されるかを決めるステッ
プ、及び（ｉｉｉ）プロセスチャンバの利用可能性及び
実行されるプロセスの種類に基づいて所望のプロセスを
実行するステップ、とを実行するためのプログラムコー
ドを含んでいる。ポーリング等の、プロセスチャンバを
モニターする通常方式を使うことができる。どのプロセ
スを実行すべきか予定する際、各々の入力リクエストが
ユーザーによって特定されてからの「時間」、又は選択
されたプロセスの所望のプロセス条件と比較した、使わ
れるプロセスチャンバの現条件、又は予定の優先順位を
つけるためにシステムプログラマが含むことが望ましい
と思う他の相当する因子、を考慮するように、シーケン
ササブルーチン１２０を設計することができる。

【００３３】シーケエンササブルーチン１２０は、どの
プロセスチャンバ及びどのプロセスセットの組合せが次
に実行されるかを決定する。その後、シーケエンササブ
ルーチン１２０は、特定のプロセスセットパラメータを
チャンバマネージャサブルーチン１３０Ａ−Ｃに通告す
ることによって、プロセスセットを実行し始める。チャ
ンバマネージャサブルーチン１３０Ａ−Ｃは、シーケエ
ンササブルーチン１２０によって送り出されるプロセス
セットに従い、チャンバ１３及びおそらく他のチャンバ
（図示せず）内のマルチプルプロセッシングタスクを制
御する。

【００３４】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１４０、プロセスガス制
御サブルーチン１５０、圧力制御サブルーチン１６０及
びプラズマ制御サブルーチン１７０がある。当業者であ
れば、チャンバ１３においてどんなプロセスが選択され
て実行されるかに依存して、他のチャンバ制御サブルー
チンが含まれてよいことを認識する。操作中に、チャン
バマネージャサブルーチン１３０Ａは、実行されている
特定のプロセスセットに従って、プロセス要素サブルー
チンを選択的に予定に組み込む又は呼び出す。チャンバ
マネージャサブルーチン１３０Ａは、シーケエンササブ
ルーチン１２０がプロセスチャンバ及びプロセスセット
を実行するように予定に組み込むのと同様にして、プロ
セス要素サブルーチンを予定に組み込む。一般的に、チ
ャンバマネージャサブルーチン１３０Ａは、種々のチャ
ンバ構成要素をモニターするステップ、実行されるプロ
セスセットについてのプロセスパラメータに基づいてど
の構成要素が操作される必要があるかを決定するステッ
プ、モニター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の実行を起こすステップを含
んでいる。

【００３５】以下、図１Ａ及び図１Ｄを参照して、特定
のチャンバ構成要素サブルーチンについて説明する。基
板位置決めサブルーチン１４０は、基板支持部材１８上
へ基板をロードするために使われるチャンバ構成要素を
制御するためのプログラムコードを備えている。他のプ
ロセッシングが完了した後、基板位置決めサブルーチン
１４０は、また、例えば、複数のチャンバシステム内の
プラズマ強化ＣＶＤ（「ＰＥＣＶＤ」）リアクタ又は他
のリアクタからチャンバ１３への基板の搬送を制御す
る。

【００３６】プロセスガス制御サブルーチン１５０は、
プロセスガス組成及び流速を制御するためのプログラム
コードを有する。サブルーチン１５０は、安全閉止弁の
開閉位置を制御し、更に所望のガス流量を得るために質
量流量コントローラの傾斜の上下を制御する。プロセス
ガス制御サブルーチン１５０を含む全てのチャンバ構成
要素サブルーチンは、チャンバマネージャサブルーチン
１３０Ａによって呼び出される。サブルーチン１５０
は、所望のガス流量に関連したチャンバマネージャサブ
ルーチン１３０Ａから、プロセスパラメータを受け取
る。

【００３７】一般的に、プロセスガス制御サブルーチン
１５０は、ガス供給ラインを開けて、（ｉ）必然的質量
運動コントローラを読み取るステップと、（ｉｉ）チャ
ンバマネージャサブルーチン１３０Ａから入力される所
望の流速と、読みとり値を比較するステップと、且つ、
（ｉｉｉ）必要に応じてガス供給ラインの流速を調整す
るステップと、を繰り返す。さらに、安全でない状態が
検出されるときに、プロセスガス制御サブルーチン１５
０は、安全でない速度のために、及び安全閉止弁を活動
化するために、ガス流量をモニターするステップを含む
ことができる。

【００３８】幾つかのプロセスにおいては、不活性ガス
（例えばアルゴン）がチャンバ１３内に流され、反応性
プロセスガスが導入される前にチャンバの圧力を安定さ
せる。これらのプロセスについてプロセスガス制御サブ
ルーチン１５０は、チャンバ内圧力を安定化させるため
に必要な時間にわたってチャンバ１３内へ不活性ガスを
流すことを含むようにプログラムされている。上述した
ステップは、その後実行される。

【００３９】さらに、プロセスガスが液体前駆体（例え
ば、テトラエチルオルトシラン（ＴＥＯＳ））から気化
するときに、プロセスガス制御サブルーチン１５０に
は、液体導入バルブにヘリウムを導入するステップ、又
は、バブラーアセンブリ中の液体前駆体を通してヘリウ
ム等の分配ガスをバブリングするステップが含まれても
よい。この種のプロセスのために、プロセスガス制御サ
ブルーチン１５０は、分配ガスの流れ、バブラー中の圧
力及びバブラー温度を調整し、所望のプロセスガス流速
を得る。上記のように、所望のプロセスガス流速は、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
１５０へ転送される。

【００４０】さらに、プロセスガス制御サブルーチン１
５０には、所与のプロセスガス流速に必然的な値を含む
格納テーブルにアクセスすることによって、所望のプロ
セスガス流速について必然的な分配ガス流速、バブラー
圧力、及びバブラー温度を得るステップが含まれる。一
旦必然的な値が得られると、分配ガス流量、バブラー圧
力及びバブラー温度がモニターされて、必然的な値に比
較されそれに従って調整される。

【００４１】また、プロセスガス制御サブルーチン１５
０は、独立したヘリウム制御（ＩＨＣ）サブルーチン
（図示せず）を使って、ウエハチャックの中の内外流路
を通して、ヘリウム（Ｈｅ）等の熱伝達ガスの流れを制
御することができる。ガス流動は、チャックと基板を熱
的に結合させている。代表的なプロセスにおいて、層を
形成するプラズマ及び化学反応によってウエハは加熱さ
れ、Ｈｅはチャックを通して基板を冷却する。それは水
冷によるものであってもよい。これにより、基板は、基
板上に既にある特徴部を損傷させる温度より低い温度に
保たれる。

【００４２】圧力制御サブルーチン１６０は、チャンバ
の排気部分にあるスロットルバルブ２６の開口の大きさ
を調整することによって、チャンバ１３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
ルブを有するチャンバを制御する少なくとも２つの基本
的方法がある。第一の方法は、チャンバ圧力に特徴があ
る。チャンバ圧力が、全体的プロセスガス流、プロセス
チャンバのサイズ及びポンプ輸送容量と関連しているか
らである。第一の方法は、スロットルバルブ２６を定位
置にセットする。スロットルバルブ２６を定位置にセッ
ティングすることは、結果的には、定常状態圧力に帰着
する。

【００４３】あるいは、（例えばマノメータを使って）
チャンバ圧力を測定し、圧力制御サブルーチン３６０に
従い、ガス流と排気容量によってセットされた境界内に
制御点があると推定することによって、スロットルバル
ブ２６の位置を調整することができる。後の方法と関連
した測定、比較及び計算が呼び出されないので、先の方
法によれば、より速いチャンバ圧力の変更ができる。チ
ャンバ圧力の正確な制御が必要とされないときには、先
の方法が望ましい。一方、層堆積の間等、正確で、繰り
返し可能で且つ安定な圧力が望ましいときには、後の方
法が望ましい。

【００４４】圧力制御サブルーチン１６０が呼び出され
ると、所望の又は標的な圧力レベルが、チャンバマネー
ジャサブルーチン１３０Ａからパラメータとして入力さ
れる。圧力制御サブルーチン１６０は、チャンバに連結
された一つ以上の通常の圧力マノメータを読みとること
によってチャンバ１３内の圧力を測定する；測定された
値を標的圧力と比較する；標的圧力に対応している格納
された圧力テーブルから、比例、積分、及び微分（ＰＩ
Ｄ）の値を得て、圧力テーブルから得られたＰＩＤ値に
従いスロットルバルブ２６を調整する。あるいは、圧力
制御サブルーチン１６０は、所望の圧力又は圧力範囲に
チャンバ１３の圧力を調整するために、特定の開口サイ
ズにスロットルバルブ２６を開閉することができる。

【００４５】プラズマ制御サブルーチン１７０は、ＲＦ
ジェネレータ３１Ａ及び３１Ｂの周波数及び電力出力セ
ッティングを制御するための、且つ、マッチングネット
ワーク３２Ａ及び３２Ｂを調整するためのプログラムコ
ードを備えている。先に述べたチャンバ構成要素サブル
ーチンの様な、プラズマ制御サブルーチン３７０は、チ
ャンバマネージャサブルーチン３３０Ａによって呼び出
される。

【００４６】上述したサブシステム及びルーチンの幾つ
か又は全てを組み込んだシステムの例としては、カリフ
ォルニア州サンタクララの亜プライドマテリアルズ社に
よって製造されているＵＬＴＩＭＡＴＭであり、本発明
を実施するように構成されている。このようなシステム
の更なる詳細は、Fred C. Redeker, Farhad Moghadam,
Hirogi Hanawa, Tetsuya Ishikawa, Dan Maydan, Shiji
an Li, Brian Lue, Robert Steger, Yaxin, Wang, Manu
s Wong 及び Ashok Sinha を共同発明者として表示す
る、一般譲渡された米国特許出願第０８／６７９９２７
であって、「Symmetric Tunable Inductively-Coupled
HDP-CVD Reactor」という名称の１９９６年７月１５日
に出願された同時継続出願に開示されている。開示され
ている内容は、引用文献として本明細書に取り込まれて
いる。記載されたシステムは、例示目的だけのためにあ
る。本発明を実装するために、適切な通常の基板プロセ
ッシングシステム及びコンピュータ制御システムを選択
することは、当業者のルーチン的技量の問題である。

【００４７】ＩＩＩ． 前駆体ガスの混合 本発明は、堆積プロシージャにおいて多種多様に使用さ
れる一方、その利益は、シリコンリッチなライナー（Ｉ
ＭＤアプリケーションにおいて拡散を防ぐために使われ
るもの等）を堆積する例示的なアプリケーションを使っ
て実際的に例示することができる。このようなライナー
を堆積するために以前に使われていた代表的なプロセス
は、以下より成る：（１）プラズマを使って基板を加熱
する、（２）プラズマにライナー用前駆体堆積ガスを流
す、（３）基板上にライナーを堆積させるために、最終
切り替えを堆積条件にする。例えば、このようなプロセ
スの１つは、酸素プラズマ（又は、代わりに酸素−アル
ゴンプラズマ）を使い基板を所望の温度に加熱する。そ
の後、シリコンリッチな酸化物堆積を達成させるために
プラズマにシランが（おそらく、ＳｉＦ₄等のフッ素含
有ガスと共に）流される。このようなプロセスでは、一
過性状態を堆積プロセスに必然的に課すという事実か
ら、層組成に大きな変化が起こる。

【００４８】２つの主要方法が、堆積された層の均一性
を定量するために使われる。第一に、標準干渉法及びエ
リプソメトリ技術によって測定可能な屈折率は、層の均
一性の有効な指標である。屈折率は、層の組成に伴って
変わるパラメータであり、特に、シリコン濃度と伴に増
大する。屈折率の値の変化は、かように層不均一性の直
接の示度である。例えば、純粋のシリコンの屈折率は
１．５８であり、ＳｉＯ ₂等の純粋酸化物の屈折率は
１．４６である。ＩＭＤアプリケーションにおいて使わ
れるシリコンリッチな酸化物ライナーは１．５１の最適
屈折率を有しており、下に横たわる基板と良好な付着性
達成し、且つ、望ましくない拡散を防止するために効果
的に作用している。層にわたっての屈折率の変化は、最
適化されたライナー特性を保持するためになるべく小さ
く保たれることが好ましい。この値からいずれの方向に
も０．０２の変化であれば、現アプリケーションにおい
ては許容できる特徴のライナーを提供することができ
る。一般的に、先に概説された方法によって製造される
ライナーの屈折率は、約１．４８〜１．５４の間で変わ
る、幾分か大きな不均一性を有する。

【００４９】層均一性の第二の定量法は、堆積された層
にわたっての複数の測定から標準偏差を計算することに
よって決定される。１つの典型的な均一性の計算は、層
の４９ポイントのアセスメントに基づくものであるが、
他の測定数が使われてもよい。上述したライナー堆積プ
ロセスについて、一般的に、不均一性は、５％から１０
％を超えるまでの範囲に該当する。代表的な円形状ウエ
ハにわたっての変化は、図２（ａ）においてトポグラフ
ィックに示されている。シリコンリッチであるライナー
領域は、「＋」で示されており、シリコンプアなウエハ
の領域は「−」で示されている。この不均一性パターン
に円形対称が無いことは、使われる堆積プロシージャの
一時的特性からくる直接の結果である。実際、パターン
は、プロセスチャンバ構造の堆積特性を反映する。シリ
コンリッチな領域は、上部及び側部ガス流動によって画
定される位置に特に集中している。

【００５０】層内組成で相当に少ない変化を伴う、ほぼ
円形に対称的な分布（例えば図２（ｂ）においてトポグ
ラフィックに示されているもの）は、層の堆積の前にプ
ロセスチャンバ１３において、シランに対する酸素の適
切な比を供給することによって本発明の実施形態に従っ
て達成される。これは、予混合ステップを有する１つの
実施形態において達成される。従って、そのような１つ
の実施形態においては、シリコンリッチな酸化物ライナ
ーは以下により堆積される：（１）プラズマを有する基
板を加熱する；（２）プラズマを止める；（３）無プラ
ズマ状態の下で、プロセスチャンバ１３のライナー前駆
体ガスを予混合する；（４）ライナー前駆体ガスを有す
るプラズマを打つ；（５）ライナーを堆積するために堆
積条件に切り替える。加熱プラズマは、酸素、酸素−ア
ルゴン又はアルゴンプラズマであってよい。基板のため
の適切な温度は、アプリケーションに依存するが、特定
のＩＭＤアプリケーションでは約４００℃である。ライ
ナー前駆体ガスには酸素及びシランが含まれていてよ
く、更にＳｉＦ₄等のフッ素含有ガスが含まれていても
よい。低圧打によって、予混合ステップの後のプラズマ
打が続けて行われる。低圧打としては、Kasra Khazeni,
Michael Cox, Michael Barnes 及びHuong Thanh Nguye
nを共同発明者として表示する、一般譲渡された米国特
許出願第０９／４７０８１９であって、「Low Pressure
Strike in HDP-CVD Chamber」という名称の、１９９９
年１２月２３日に出願された同時継続出願に記載されて
いる。開示されている内容は、引用文献として本明細書
に取り込まれている。このような低圧打の使用により、
プラズマ段階発火期間の間にプラズマが不安定になるの
が回避される。さもなければ、首尾一貫しない膜質の一
因となるかもしれない。

【００５１】説明されているように、最適のライナー特
性は、狭く制限された範囲の組成のために達成され、狭
い範囲の屈折率値によって規定される。さらに、組成
（ゆえに、屈折率）は、プロセスチャンバ１３に存在す
る前駆体ガス（すなわち酸素及びシラン）の濃度の比に
それ自体が高感度である。そして、この比については、
屈折率依存性の観点から図３に表されている。実際問題
として、予混合ステップを含まなかった従来の方法で
は、分配ライン３８の長さ等の普通の因子によって影響
されていた。それは、分配ラインの長さが変化すると、
異なる時間にプロセスチャンバに異なるガスが到着する
からである。プラズマの非存在下で予混合ステップを加
えることにより、堆積が開始される前に、プロセスチャ
ンバ１３内で前駆体反応物種を（均一に近く）混合する
ための充分な時間ができる。主要な堆積ステップだけで
なく主要な堆積ステップより前のステップにおいて、シ
ラン濃度に対する酸素濃度の適切な比を制御することに
よって、より一様な層組成を達成することができる。そ
の結果、堆積されたシリコンリッチな酸化物層の個々
は、改善された特性を示す。また、チャンバの間の一貫
性がかなり増加する。個々のチャンバ設計からの組成ア
ーチファクトが除去されるからである。

【００５２】方法については、アプライドマテリアルズ
社のＵＬＴＩＭＡシステムを使って、むきだし（bare）
シリコンウエハ上にシリコンリッチな酸化物ライナーを
堆積することによって試験した。この試験では、酸素、
シラン及びアルゴンを反応物として使い、まず、高密度
の酸素−アルゴンプラズマでウエハ温度をもたらした。
酸素とシランの濃度比が０．５〜１．５の範囲におい
て、リアクタの容積の範囲内で、酸素とシランの均一な
分散を達成させるために、予混合ステップそのものにお
いて反応物の流量を調整することにより、名目上１．５
１の屈折率が達成できた。この均一分布は、適切な酸素
／シラン比を維持することによって低圧のプラズマ打を
介して維持された。結果としての層は、１．５０５と
１．５１５との間の屈折率を有し、４９ポイント均一性
測定は約２．０％であった。これらの両方の測定は、層
均一性が予混合ステップの結果として、大幅に改善され
ることを示す。

【００５３】これらの本発明の態様を組み込んで且つこ
れらの結果をもたらす１つの例示的レシピは、図４及び
表Ｉにまとめられている。図４及び表Ｉの両方は、本発
明の１つの実施形態に従いシリコンリッチな酸化物ライ
ナーを堆積させる際に関わる主要ステップを示す。表Ｉ
の「ステップ」参照番号は、図４のフローダイヤグラム
のラベルに相当する。

【００５４】

【表Ｉ】

表Ｉにおいて、流速について２つの数が現されており、
第一の数は、プロセスチャンバ１３の側面内の注入口を
介したガスの流速を表し、第二の数は、プロセスチャン
バ１３の上面内の注入口を介したガスの流速を表す。同
様にして、側部及び上部ＲＦ電力は、（上部ＲＦ電力）
+（側部ＲＦ電力）の形式で、「ＲＦ電力」の単一のヘ
ッディングの下に示されている。

【００５５】例示的なレシピにおいて、真空ロックドア
を介してプロセスチャンバ１３内の基板支持部材１８上
へ、基板がロードされる。一旦基板が適切に位置決めさ
れると、プロセスチャンバを約５０ミリトールに加圧す
るために、アルゴンガス流がステップ４１０で設定され
る。真空ポンプ２８で一定の容量の排気をすると共に、
ステッパモータを有するスロットルバルブ２６を操作す
ることによってプロセスの全体にわたって圧力を安定化
させる。一旦アルゴン流及び圧力を設定すると、ステッ
プ４２０において、（上部）ＲＦソース電力を１０００
Ｗに設定することによって、プラズマを打つ。プラズマ
が打たれた後は、ソースバイアスが調整され、ステップ
４３０において、酸素がプロセスチャンバに流される。
プラズマ加熱状態は、ステップ４４０で基板を加熱する
のに十分な時間にわたって維持される。

【００５６】加熱プラズマは、ステップ４５０で止めら
れる。その後、堆積前駆体ガス流が、ステップ４６０で
設定される。例示的なレシピで、これらのガス流は、シ
リコンリッチな酸化物ライナーを堆積するために酸素及
びシランを含んでいる。プラズマを打つ前に、プロセス
チャンバ１３内でガスが混合するために充分な時間にわ
たり、ガスの流れはステップ４６０で維持される。低圧
のプラズマ打（例えば、出願番号０９／４７０８１９に
おいて記載してある）は、堆積プラズマをもたらすため
にステップ４７０及び４８０で実行される。堆積プラズ
マが打たれた後は、ソースバイアス、ＲＦバイアス及び
ガス流は、ライナーを堆積させるために所望の堆積条件
に調整される。

【００５７】誘導プラズマを形成するためにＳＲＦジェ
ネレータ３１Ａ及び３１Ｂによって、堆積の間、ＲＦエ
ネルギーが上部コイル２９及び側部コイル３０に印加さ
れる。ＳＲＦジェネレータ３１Ａ及び３１Ｂは、プロセ
スの全体にわたってＲＦエネルギーを上部及び側部コイ
ルに印加し続ける。ＳＲＦジェネレータ３１Ａ及び３１
Ｂは、４０００Ｗで、 約２ＭＨｚの名目上の周波数で
駆動される。この電力は、上部コイル２９（例えば、約
１．８ＭＨｚで駆動される）と側部コイル３０（例え
ば、約２．１ＭＨｚで駆動される）との間で分割され
る。上部コイル２９は、約１５００Ｗを受け取り、側部
コイル３０は、約２５００Ｗを受け取る。堆積の間の温
度は、一般に約４００℃よりも高い。

【００５８】幾つかの実施形態を記載してきたが、種々
の改良、代替構造及び同等物が本発明の趣旨から逸脱さ
れることなく使われることについては、当業者によって
認識されよう。特に、シリコンリッチな酸化物層の堆積
に向けられる実施形態が、ＩＭＤアプリケーションのた
めに詳細に記載されてきたが、当業者であれば、とりわ
けＵＳＧ及びＦＳＧアプリケーションの両方のために、
種々のＳＴＩ、ＰＭＤ及びＩＭＤ堆積プロセスに対し
て、一般的に本実施形態が適応可能であることを容易に
理解できよう。従って、上記の説明は、本発明の範囲を
制限するものではない。本発明の範囲は、追従している
請求項において規定される。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明による高密度プラズマ化学気相堆積シ
ステムについての１つの実施形態を表す簡易化されたダ
イアグラムである。

【図１Ｂ】図１Ａの例示的ＣＶＤプロセッシングチャン
バと伴に使用できるガスリングについての簡易化された
断面図である。

【図１Ｃ】図１Ａの例示的ＣＶＤプロセッシングチャン
バと伴に使用できるモニター及びライトペンについての
簡易化されたダイアグラムである。

【図１Ｄ】図１Ａの例示的ＣＶＤプロセッシングチャン
バを制御するために使われる、例示的プロセス制御コン
ピュータプログラムプロダクトについてのフローチャー
トである。

【図２】予混合ステップ無し（ａ）、予混合ステップ有
り（ｂ）で堆積された層の組成不均一性を例示する図解
である。

【図３】酸素のシランに対する前駆体濃度比に、酸化物
ライナーの屈折率が依存することを表す図である。

【図４】本発明の１つの実施形態に従い、シリコンリッ
チ酸化物ライナーを堆積するためのレシピを示すフロー
チャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビクラム カプール アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， トラッドウィンズ ドライ ヴ 309 ユニット７ (72)発明者 ケント ロッスマン アメリカ合衆国， フロリダ州， オーラ ンド， ディルズベリー コート 7701 Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA14 EA03 FA04 JA06 JA09 KA24 KA41 LA15 5F045 AA08 AB32 AC01 AC11 AC16 AC17 AD08 AE17 BB15 BB16 DC62 DP03 DP04 EB02 EE12 EE17 EF08 EH11 EH19 5F058 BA05 BA20 BC02 BC20 BF07 BF23 BF29 BF37 BF39 BG01 BJ02 BJ06

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセスチャンバ内の基板上に層を形成
   する方法であって、 （ａ）前記プロセスチャンバに第一のガス状混合物を供
   給するステップと、 （ｂ）前記基板を加熱するために、前記第一のガス状混
   合物から第一のプラズマを発生させるステップと、 （ｃ）前記第一のプラズマを止めるステップと、 （ｄ）前記プロセスチャンバに第二のガス状混合物を、
   前記第二のガス状混合物が実質的に均一に混合されるよ
   うに供給するステップと、 （ｅ）前記基板上に、前記層を堆積するために、前記第
   二のガス状混合物から第二のプラズマを発生させるステ
   ップと、 を含む、前記方法。
2. 【請求項２】 前記第一のガス状混合物が酸素から成
   る、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記第一のガス状混合物が酸素及びアル
   ゴンを含む、請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第一のガス状混合物がアルゴンから
   成る、請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記第二のガス状混合物が酸素及びシラ
   ンを含む、請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記第二のガス状混合物がフッ素含有ガ
   スを更に含む、請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 前記酸素及びシランが、０．５と１．５
   の間の濃度比で供給される、請求項５記載の方法。
8. 【請求項８】 前記第二のプラズマが高密度プラズマで
   ある、請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 前記第二のプラズマを発生させるステッ
   プが、前記第二のガス状混合物の低圧打を開始させるス
   テップを含む、請求項１記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記層が、第二の層をその上に堆積す
    るのに適したライナー層である、請求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 プロセスチャンバ内の基板上に層を形
    成する方法であって、 （ａ）前記基板を加熱するステップと、 （ｂ）その後、前記プロセスチャンバ内で、前駆体ガス
    を実質的に均一に混合させるステップと、 （ｃ）その後、前記基板上に前記層を堆積するために、
    前記混合された前駆体ガスからプラズマを発生させるス
    テップと、 を含む、前記方法。
12. 【請求項１２】 前記プラズマが高密度プラズマであ
    る、請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記プラズマを発生させるステップ
    が、前記混合された前駆体ガスの低圧打を開始させるス
    テップを含む、請求項１１記載の方法。
14. 【請求項１４】 プロセスチャンバ内の基板上に層を形
    成する方法であって、 （ａ）前記プロセスチャンバに第一のガス状混合物を供
    給するステップと、 （ｂ）前記基板を加熱するために、前記第一のガス状混
    合物から第一のプラズマを発生させるステップと、 （ｃ）前記第一のプラズマを止めるステップと、 （ｄ）前記プロセスチャンバに第二のガス状混合物を、
    前記第二のガス状混合物が実質的に均一に混合されるよ
    うに供給するステップであって、前記第二のガス状混合
    物が酸素及びシランを含む、前記ステップと、 （ｅ）前記基板上に、前記層を堆積するために、前記第
    二のガス状混合物から高密度プラズマを発生させるステ
    ップと、 を含む、前記方法。
15. 【請求項１５】 前記酸素及びシランが、０．５と１．
    ５の間の濃度比で供給される、請求項１４記載の方法。
16. 【請求項１６】 プロセスチャンバ内にガスを導入する
    ように構成された、プロセスチャンバ、プラズマ発生シ
    ステム、基板ホルダー、及びガス分配システムを含む、
    基板プロセッシングシステムの操作を命令するためコン
    ピュータ可読のプログラムを内部に組み込ませたコンピ
    ュータ可読の記憶媒体であって、前記コンピュータ可読
    のプログラムは、前記プロセスチャンバ内に配置された
    基板上に層を形成するために、 （ａ）前記プロセスチャンバに第一のガス状混合物を供
    給するステップと、 （ｂ）前記基板を加熱するために、前記第一のガス状混
    合物から第一のプラズマを発生させるステップと、 （ｃ）前記第一のプラズマを止めるステップと、 （ｄ）前記プロセスチャンバに第二のガス状混合物を、
    前記第二のガス状混合物が実質的に均一に混合されるよ
    うに供給するステップと、 （ｅ）前記基板上に、前記層を堆積するために、前記第
    二のガス状混合物から第二のプラズマを発生させるステ
    ップと、 に従う、前記基板プロセッシングシステムを操作するた
    めの指示を含む、前記コンピュータ可読の記憶媒体。
17. 【請求項１７】 前記第二のプラズマが高密度プラズマ
    である、請求項１６記載のコンピュータ可読の記憶媒
    体。
18. 【請求項１８】 前記第二のプラズマを発生させるステ
    ップが、前記第二のガス状混合物の低圧打を開始させる
    ステップを含む、請求項１６記載のコンピュータ可読の
    記憶媒体。
19. 【請求項１９】 基板プロセッシングシステムであっ
    て、 （ａ）プロセスチャンバを画定するハウジングと、 （ｂ）前記プロセスチャンバに、機能的に連結されたプ
    ラズマ発生システムと、 （ｃ）基板のプロセッシング中、基板を保持するように
    構成された基板ホルダーと、 （ｄ）前記プロセスチャンバにガスを導入するように構
    成されたガス分配システムと、 （ｅ）前記プロセスチャンバ内で選択された圧力を維持
    するための圧力制御システムと、 （ｆ）前記プラズマ発生システム、前記ガス分配システ
    ム、及び前記圧力制御システムを制御するコントローラ
    と、 （ｇ）前記コントローラに連結されたメモリであって、
    前記メモリは、基板プロセッシングシステムの操作を命
    令するためコンピュータ可読のプログラムを内部に組み
    込ませたコンピュータ可読の記憶媒体を備えており、前
    記コンピュータ可読のプログラムは、 （ｉ）前記プロセスチャンバに第一のガス状混合物を供
    給するために、前記ガス分配システムを制御する指示
    と、 （ｉｉ）前記基板を加熱するために、前記第一のガス状
    混合物から第一のプラズマを発生させる前記プラズマ発
    生システムを制御する指示と、 （ｉｉｉ）前記第一のプラズマを止めるために、前記プ
    ラズマ発生システムを制御する指示と、 （ｉｖ）前記プロセスチャンバに第二のガス状混合物
    を、前記第二のガス状混合物が実質的に均一に混合され
    るように供給するために、前記ガス分配システムを制御
    する指示と、 （ｖ）前記基板上に層を堆積するために、前記第二のガ
    ス状混合物から第二のプラズマを発生させる前記プラズ
    マ発生システムを制御する指示と、 を含む、前記メモリと、 を含む、前記システム。
20. 【請求項２０】 第二のプラズマを発生させるために前
    記プラズマ発生システムを制御する前記指示が、高密度
    プラズマを発生させるための指示を含む、請求項１９記
    載の基板プロセッシングシステム。
21. 【請求項２１】 第二のプラズマを発生させるために前
    記プラズマ発生システムを制御する前記指示が、前記第
    二のガス状混合物の低圧打を開始させる指示を含む、請
    求項１９記載の基板プロセッシングシステム。