JP2003188160A - 選択的化学気相成長システム及び方法 - Google Patents
選択的化学気相成長システム及び方法Info
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- C23C16/45595—Atmospheric CVD gas inlets with no enclosed reaction chamber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 逆活性マスキングのような費用のかかる後処
理ステップが省略される、より一様な膜の生成を促進さ
せる化学気相成長システム及び方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 上記目的は、選択的に堆積する化学種が
反応領域内の反応ガスの滞留時間を延長することにより
形成される化学気相成長システム及び方法により達成さ
れる。それらの選択的に堆積する化学種は、半導体ウエ
ハ及び/又はＣＶＤ基板のトレンチの側面と底面上に、
より急速に堆積する。
理ステップが省略される、より一様な膜の生成を促進さ
せる化学気相成長システム及び方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 上記目的は、選択的に堆積する化学種が
反応領域内の反応ガスの滞留時間を延長することにより
形成される化学気相成長システム及び方法により達成さ
れる。それらの選択的に堆積する化学種は、半導体ウエ
ハ及び/又はＣＶＤ基板のトレンチの側面と底面上に、
より急速に堆積する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、2001年11月１日出
願の米国仮出願第60/355,494号の恩恵を主張するもので
あり、この明細書の記載は本願明細書に含まれるものと
する。本発明は、ガス状の化学薬品を表面に送るための
システム及び方法に関する。更に詳細には、本発明は、
半導体基板上のトポグラフィ形状の一様なコーティング
を促進させる、窒化ケイ素表面に相対する酸化ケイ素表
面上の薄膜又は薄層として化学種、例えば、テトラエチ
ルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）とオゾン（Ｏ 3）の反
応生成物の選択的化学気相成長システム及び方法を提供
する。
願の米国仮出願第60/355,494号の恩恵を主張するもので
あり、この明細書の記載は本願明細書に含まれるものと
する。本発明は、ガス状の化学薬品を表面に送るための
システム及び方法に関する。更に詳細には、本発明は、
半導体基板上のトポグラフィ形状の一様なコーティング
を促進させる、窒化ケイ素表面に相対する酸化ケイ素表
面上の薄膜又は薄層として化学種、例えば、テトラエチ
ルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）とオゾン（Ｏ 3）の反
応生成物の選択的化学気相成長システム及び方法を提供
する。
【０００２】
【従来の技術】化学気相成長（ＣＶＤ）は、ある種のガ
ス状化学薬品の熱反応又は分解によって１種以上の化合
物の安定な膜又は層を表面上に堆積させる半導体製造に
おいて重要な成分である。ＣＶＤシステムは、多くの形
がある。そのプロセスの装置の例は、米国特許第4,834,
020号、同第5,122,391号、同第5,136,975号、及び同第
6,022,414号に記載されており、それらの特許はすべて
譲受人によって所有されており、それらの明細書の記載
は本願明細書に含まれるものとする。米国特許第4,834,
020号及び同第5,122,391号には、大気圧ＣＶＤ（ＡＰＣ
ＶＤ）コンベヤシステムが記載されている。他のＣＶＤ
装置、例えば、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、又
は低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）システムも工業的に広く用
いられている。ＣＶＤシステムの１つの重要な成分は、
ガス状の化学薬品を表面に送るために用いられるインジ
ェクタである。ガスは基板上に分配されなければならな
いので、ガスが反応して基板の表面上に許容しうる膜を
堆積する。インジェクタの機能は、制御方式で所望の場
所にガスを分配することである。ガスの分配が制御され
ると、一部にはガスの予備混合や前反応が最少になるこ
とによりガスの完全で効率のよい均一な反応の機会が最
大になる。完全な反応によって高品質膜を堆積する確率
が高くなる。ガスフローが制御されない場合には、化学
反応は最適にならず、結果として一様な組成でない膜に
なりやすい。ウエハ上に堆積した膜が一様な組成でない
場合、ウエハから製造された半導体又は他のデバイスの
適切な機能が損なわれる。従って、インジェクタ設計に
よってガスの所望の流れが制御方式で促進することは重
要なことである。
ス状化学薬品の熱反応又は分解によって１種以上の化合
物の安定な膜又は層を表面上に堆積させる半導体製造に
おいて重要な成分である。ＣＶＤシステムは、多くの形
がある。そのプロセスの装置の例は、米国特許第4,834,
020号、同第5,122,391号、同第5,136,975号、及び同第
6,022,414号に記載されており、それらの特許はすべて
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は本願明細書に含まれるものとする。米国特許第4,834,
020号及び同第5,122,391号には、大気圧ＣＶＤ（ＡＰＣ
ＶＤ）コンベヤシステムが記載されている。他のＣＶＤ
装置、例えば、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、又
は低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）システムも工業的に広く用
いられている。ＣＶＤシステムの１つの重要な成分は、
ガス状の化学薬品を表面に送るために用いられるインジ
ェクタである。ガスは基板上に分配されなければならな
いので、ガスが反応して基板の表面上に許容しうる膜を
堆積する。インジェクタの機能は、制御方式で所望の場
所にガスを分配することである。ガスの分配が制御され
ると、一部にはガスの予備混合や前反応が最少になるこ
とによりガスの完全で効率のよい均一な反応の機会が最
大になる。完全な反応によって高品質膜を堆積する確率
が高くなる。ガスフローが制御されない場合には、化学
反応は最適にならず、結果として一様な組成でない膜に
なりやすい。ウエハ上に堆積した膜が一様な組成でない
場合、ウエハから製造された半導体又は他のデバイスの
適切な機能が損なわれる。従って、インジェクタ設計に
よってガスの所望の流れが制御方式で促進することは重
要なことである。
【０００３】これまで、反応成分や堆積していないＣＶ
Ｄ生成化合物が堆積領域から除去される割合を最大にす
ることにかなりの努力が注がれてきた。非常に反応性の
前駆化合物の混合物が熟成するにつれて、第２及び第３
生成物の割合がますます増加する。更に、反応時間が長
くなるにつれて、堆積していない一次、二次、又は三次
生成物が小さな気相、又は空中の粒子の中に核形成し始
める。これらの粒子が基板上に堆積すると、堆積した膜
に不純物がトラップされることがあり、得られたデバイ
スの性能が損なわれることになり、破損にさえ至る。更
に、これらの粒子と他の余分なＣＶＤ生成物がインジェ
クタ装置上に堆積すると、目詰まりや望まない異物を防
止するためにメンテナンスがたびたび必要となる。ＣＶ
Ｄによって堆積したドープした又はドープしていない酸
化ケイ素（ケイ酸塩ガラスとも呼ばれる）の薄膜は、電
子デバイスの生産において広く応用されている。ＣＭＯ
Ｓ集積回路（ＩＣ）に適したトランジスタデバイス動作
には、一方のトランジスタがもう一方のトランジスタか
ら電子的に孤立していることが必要である。ドープして
いないケイ酸塩ガラス（ＵＳＧ又はＳiＯxとも言われ
る）を充填した浅いトレンチの孤立（ＳＴＩ）手法は、
以前に用いられていた局部的酸化（ＬＯＣＯＳ）孤立手
法より技術的にかなり有益である。特に、テトラエチル
オルトシリケート（ＴＥＯＳ）とオゾン（Ｏ3）から薄
膜ＵＳＧの堆積は、トレンチ充填物質として広く許容さ
れたものである。堆積したＳiＯxの回路構造への集積化
には、しばしば複雑で費用のかかるケミカルメカニカル
ポリシング（ＣＭＰ）法によって堆積後平坦化が必要で
ある。
Ｄ生成化合物が堆積領域から除去される割合を最大にす
ることにかなりの努力が注がれてきた。非常に反応性の
前駆化合物の混合物が熟成するにつれて、第２及び第３
生成物の割合がますます増加する。更に、反応時間が長
くなるにつれて、堆積していない一次、二次、又は三次
生成物が小さな気相、又は空中の粒子の中に核形成し始
める。これらの粒子が基板上に堆積すると、堆積した膜
に不純物がトラップされることがあり、得られたデバイ
スの性能が損なわれることになり、破損にさえ至る。更
に、これらの粒子と他の余分なＣＶＤ生成物がインジェ
クタ装置上に堆積すると、目詰まりや望まない異物を防
止するためにメンテナンスがたびたび必要となる。ＣＶ
Ｄによって堆積したドープした又はドープしていない酸
化ケイ素（ケイ酸塩ガラスとも呼ばれる）の薄膜は、電
子デバイスの生産において広く応用されている。ＣＭＯ
Ｓ集積回路（ＩＣ）に適したトランジスタデバイス動作
には、一方のトランジスタがもう一方のトランジスタか
ら電子的に孤立していることが必要である。ドープして
いないケイ酸塩ガラス（ＵＳＧ又はＳiＯxとも言われ
る）を充填した浅いトレンチの孤立（ＳＴＩ）手法は、
以前に用いられていた局部的酸化（ＬＯＣＯＳ）孤立手
法より技術的にかなり有益である。特に、テトラエチル
オルトシリケート（ＴＥＯＳ）とオゾン（Ｏ3）から薄
膜ＵＳＧの堆積は、トレンチ充填物質として広く許容さ
れたものである。堆積したＳiＯxの回路構造への集積化
には、しばしば複雑で費用のかかるケミカルメカニカル
ポリシング（ＣＭＰ）法によって堆積後平坦化が必要で
ある。
【０００４】物理的に高低領域のある表面上にＵＳＧを
堆積するために用いられている現在のＣＶＤ法は、結果
として、下にある基板トポロジーを反映する膜表面が得
られる。低い膜面積は、予想されるトレンチと一致して
いる。ＣＭＰ技術を用いて表面を平坦化する場合、一様
な研磨速度によって図１Ａに示されるトレンチ表面の
“皿状化”が引き起こされる。皿状化によって、続いて
のホトリソグラフィステップ中にデバイスの分解や焦点
深度の問題が生じ得る。トレンチの皿状化を軽減する従
来技術の手法は、図１Ｂに示されるようにトレンチのエ
ッジ部上にドープしていない酸化ケイ素（ＵＳＧ）の高
い領域を堆積する“逆活性”ホトリソグラフィステップ
を必要とするものである。これらの逆活性リッジが形成
すると、回路構造に何も加えられず、それらの生成には
費用のかかるホトリソグラフィステップがＳＴＩプロセ
ス順序に加えられる。
堆積するために用いられている現在のＣＶＤ法は、結果
として、下にある基板トポロジーを反映する膜表面が得
られる。低い膜面積は、予想されるトレンチと一致して
いる。ＣＭＰ技術を用いて表面を平坦化する場合、一様
な研磨速度によって図１Ａに示されるトレンチ表面の
“皿状化”が引き起こされる。皿状化によって、続いて
のホトリソグラフィステップ中にデバイスの分解や焦点
深度の問題が生じ得る。トレンチの皿状化を軽減する従
来技術の手法は、図１Ｂに示されるようにトレンチのエ
ッジ部上にドープしていない酸化ケイ素（ＵＳＧ）の高
い領域を堆積する“逆活性”ホトリソグラフィステップ
を必要とするものである。これらの逆活性リッジが形成
すると、回路構造に何も加えられず、それらの生成には
費用のかかるホトリソグラフィステップがＳＴＩプロセ
ス順序に加えられる。
【０００５】図２は、標準的ＳＴＩデバイス構造の断面
図である。図示されたＵＳＧ堆積は、２種類の異なる表
面（１）トレンチの両側の窒化物（ＳiＮY）マスク層と
（２）トレンチの底面と側壁のケイ素又は熱酸化ケイ素
上で起こっている。トレンチの底面と側壁の熱酸化ケイ
素は、しばしば熱酸化物ライナと呼ばれている。熱酸化
物ライナは、ＵＳＧ堆積前又は後に形成されてもよく、
プロセス順序の選択に左右される。逆活性マスキングに
対して余分なホトリソグラフィステップの費用が追加さ
れることから、逆活性マスキングステップを省略する装
置及び/又は方法の開発が経済的に望ましい。マスク窒
化物上よりトレンチの側面と底面にＳiＯxを急速に堆積
させる方法と装置は、トレンチを“ボトムアップから充
填させる”ものである。窒化ケイ素（ＳiＮY）よりケイ
素又は酸化ケイ素上に堆積するそのような選択を管理す
ることによって、結果として、ＣＭＰの前に逆活性マス
キングを必要としない堆積したままの平面が得られる。
従って、ＳiＮY上の堆積に相対するケイ素（又は酸化ケ
イ素）上の選択的ＳiＯx堆積の方法と装置は、ＣＶＤシ
ステム及び方法における現在の技術状態に相対して非常
に有利である。
図である。図示されたＵＳＧ堆積は、２種類の異なる表
面（１）トレンチの両側の窒化物（ＳiＮY）マスク層と
（２）トレンチの底面と側壁のケイ素又は熱酸化ケイ素
上で起こっている。トレンチの底面と側壁の熱酸化ケイ
素は、しばしば熱酸化物ライナと呼ばれている。熱酸化
物ライナは、ＵＳＧ堆積前又は後に形成されてもよく、
プロセス順序の選択に左右される。逆活性マスキングに
対して余分なホトリソグラフィステップの費用が追加さ
れることから、逆活性マスキングステップを省略する装
置及び/又は方法の開発が経済的に望ましい。マスク窒
化物上よりトレンチの側面と底面にＳiＯxを急速に堆積
させる方法と装置は、トレンチを“ボトムアップから充
填させる”ものである。窒化ケイ素（ＳiＮY）よりケイ
素又は酸化ケイ素上に堆積するそのような選択を管理す
ることによって、結果として、ＣＭＰの前に逆活性マス
キングを必要としない堆積したままの平面が得られる。
従って、ＳiＮY上の堆積に相対するケイ素（又は酸化ケ
イ素）上の選択的ＳiＯx堆積の方法と装置は、ＣＶＤシ
ステム及び方法における現在の技術状態に相対して非常
に有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一般
的には、選択的化学気相成長の方法及びシステムを提供
することである。特に、本発明の目的は、ＣＶＤによっ
て基板表面上のある範囲に残りの基板表面上より速い速
度で膜又は層を堆積するためにガス状化学薬品を実質的
に制御された方式で基板表面に送るための改良された方
法及びシステムを提供することである。本発明の目的
は、更に、堆積する膜の成長速度が第１表面領域、例え
ば、トレンチの底面や側面の方が第２表面領域より大き
いように薄膜を堆積する基板にＴＥＯＳ＋Ｏ3を送るた
めのインジェクタ及びシステムを提供することである。
的には、選択的化学気相成長の方法及びシステムを提供
することである。特に、本発明の目的は、ＣＶＤによっ
て基板表面上のある範囲に残りの基板表面上より速い速
度で膜又は層を堆積するためにガス状化学薬品を実質的
に制御された方式で基板表面に送るための改良された方
法及びシステムを提供することである。本発明の目的
は、更に、堆積する膜の成長速度が第１表面領域、例え
ば、トレンチの底面や側面の方が第２表面領域より大き
いように薄膜を堆積する基板にＴＥＯＳ＋Ｏ3を送るた
めのインジェクタ及びシステムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の実施態様におい
ては、基板上に膜を堆積するための化学気相成長システ
ムが提供される。基板の表面には、少なくとも第１物質
領域と第２物質領域が含まれている。該システムには、
１種以上のガスを反応領域に供給するインジェクタが含
まれている。ガスの反応領域における滞留時間は、１種
以上のターゲット化学種を１種以上のガスの反応によっ
て形成することを十分促進させるだけの時間である。こ
れらのターゲット化学種は、基板表面上の第１物質上に
第２物質上より速い速度で堆積する。本発明の実施態様
は、更に、少なくとも第１物質領域と第２物質領域をも
つ基板上に膜を堆積するための化学気相成長システムを
提供するものである。該システムには、１種以上のガス
を供給する少なくとも１のインジェクタと、１種以上の
ガスを受容するインジェクタに隣接した反応領域と、反
応領域からガスを除去する排気通路と、基板を反応領域
まで横速度で移動させるための移動メカニズムとが含ま
れている。ガスは、反応領域から排気通路を通って反応
領域におけるガスの滞留時間が基板の第１物質上に堆積
する１種以上のターゲット化学種を基板の第２物質上よ
り速い速度で形成することを十分促進させるだけの時間
である速度で除去される。基板が移動メカニズムによっ
て反応領域まで移動するにつれて、その表面は１種以上
のターゲット化学種に所望時間曝露される。
ては、基板上に膜を堆積するための化学気相成長システ
ムが提供される。基板の表面には、少なくとも第１物質
領域と第２物質領域が含まれている。該システムには、
１種以上のガスを反応領域に供給するインジェクタが含
まれている。ガスの反応領域における滞留時間は、１種
以上のターゲット化学種を１種以上のガスの反応によっ
て形成することを十分促進させるだけの時間である。こ
れらのターゲット化学種は、基板表面上の第１物質上に
第２物質上より速い速度で堆積する。本発明の実施態様
は、更に、少なくとも第１物質領域と第２物質領域をも
つ基板上に膜を堆積するための化学気相成長システムを
提供するものである。該システムには、１種以上のガス
を供給する少なくとも１のインジェクタと、１種以上の
ガスを受容するインジェクタに隣接した反応領域と、反
応領域からガスを除去する排気通路と、基板を反応領域
まで横速度で移動させるための移動メカニズムとが含ま
れている。ガスは、反応領域から排気通路を通って反応
領域におけるガスの滞留時間が基板の第１物質上に堆積
する１種以上のターゲット化学種を基板の第２物質上よ
り速い速度で形成することを十分促進させるだけの時間
である速度で除去される。基板が移動メカニズムによっ
て反応領域まで移動するにつれて、その表面は１種以上
のターゲット化学種に所望時間曝露される。
【０００８】本発明の実施態様においては、更に、少な
くとも第１物質領域と第２物質領域をもつ基板表面上に
膜を選択的に堆積する方法が提供される。１種以上の反
応ガスが容積をもつ反応領域に第１流速で送られる。こ
れらの反応ガスは、反応して１種以上のターゲット化学
種と１種以上の廃ガスのガス混合物を形成する。ガス混
合物は、反応領域から排気流速で排出される。反応領域
の容積に相対する排出流速と第１流速との割合は、反応
領域における１種以上の反応ガスの滞留時間が１種以上
のガスから１種以上のターゲット化学種を形成すること
を十分促進させるように制御される。１種以上のターゲ
ット化学種は、基板表面の第１物質上に第２物質上より
速い速度で堆積する。基板は、表面を１種以上のターゲ
ット化学種に曝露するための反応領域まで少なくとも１
回移動させる。本発明の実施態様においては、更に、浅
いトレンチの孤立（ＳＴＩ）ウエハ処理プロセスの一部
として基板上に膜を選択的に堆積する方法が提供され
る。本発明の他の目的や利点は、本発明の詳細な説明や
前述の特許請求の範囲を読取ったときに、また、図面を
参照したときに明らかになるであろう。
くとも第１物質領域と第２物質領域をもつ基板表面上に
膜を選択的に堆積する方法が提供される。１種以上の反
応ガスが容積をもつ反応領域に第１流速で送られる。こ
れらの反応ガスは、反応して１種以上のターゲット化学
種と１種以上の廃ガスのガス混合物を形成する。ガス混
合物は、反応領域から排気流速で排出される。反応領域
の容積に相対する排出流速と第１流速との割合は、反応
領域における１種以上の反応ガスの滞留時間が１種以上
のガスから１種以上のターゲット化学種を形成すること
を十分促進させるように制御される。１種以上のターゲ
ット化学種は、基板表面の第１物質上に第２物質上より
速い速度で堆積する。基板は、表面を１種以上のターゲ
ット化学種に曝露するための反応領域まで少なくとも１
回移動させる。本発明の実施態様においては、更に、浅
いトレンチの孤立（ＳＴＩ）ウエハ処理プロセスの一部
として基板上に膜を選択的に堆積する方法が提供され
る。本発明の他の目的や利点は、本発明の詳細な説明や
前述の特許請求の範囲を読取ったときに、また、図面を
参照したときに明らかになるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】化学反応は動力学的プロセスであ
るので、タイミングは原料物質から最終生成物を形成す
るために重要である。化学“滞留時間”は、一般的に用
いられている用語であり、化学速度論の作用を幅広く述
べるものである。滞留時間は、化学分子が反応領域内に
残っている時間の量を算出することによって求めること
ができ、通常は、容積流速で割った容積の比率として算
出される。プラグフローリアクタに密接に似ているＣＶ
Ｄシステムにおいては、一次滞留時間は、反応領域にお
ける一定の断面積を考えることにより反応領域内のガス
フロー速度とガスフロー経路の長さの積として算出する
ことができる。コンピュータ流体力学（ＣＦＤ）モデル
は、典型的には、正確な滞留時間の計算を得るために用
いられる。本発明者らは、ガスがライン状方式の長さに
沿って送られるリニアインジェクタが化学滞留時間の実
質的な制御の機会を与えることを発見した。十分に設計
されたリニアインジェクタは、米国特許第6,022,414号
に記載されているように、ラインの全長に沿って一様な
ガスフローを促進させる。リニアインジェクタに基づく
ＣＶＤシステムは、静的基板又はウエハ上のかなりの長
さに沿って一様なバーム状堆積プリントを与える。基板
を堆積領域まで滑らかな移動運動で移動させることによ
り、基板表面全体にかなり一様な堆積速度をもたらす同
様の化学条件に曝露される基板上のあらゆる点が得られ
る。この特徴によって、リニアインジェクタが、例え
ば、反応性ガスを２次元の面積にかなり一様な速度で送
る“シャワヘッド”インジェクタのような他のＣＶＤガ
ス分配ヘッドから基本的に区別される。シャワヘッド型
ＣＶＤインジェクタは、堆積していない空中の生成物や
他の反応副生成物の一様でない除去速度による堆積の不
規則性の損害を受けてしまう。
るので、タイミングは原料物質から最終生成物を形成す
るために重要である。化学“滞留時間”は、一般的に用
いられている用語であり、化学速度論の作用を幅広く述
べるものである。滞留時間は、化学分子が反応領域内に
残っている時間の量を算出することによって求めること
ができ、通常は、容積流速で割った容積の比率として算
出される。プラグフローリアクタに密接に似ているＣＶ
Ｄシステムにおいては、一次滞留時間は、反応領域にお
ける一定の断面積を考えることにより反応領域内のガス
フロー速度とガスフロー経路の長さの積として算出する
ことができる。コンピュータ流体力学（ＣＦＤ）モデル
は、典型的には、正確な滞留時間の計算を得るために用
いられる。本発明者らは、ガスがライン状方式の長さに
沿って送られるリニアインジェクタが化学滞留時間の実
質的な制御の機会を与えることを発見した。十分に設計
されたリニアインジェクタは、米国特許第6,022,414号
に記載されているように、ラインの全長に沿って一様な
ガスフローを促進させる。リニアインジェクタに基づく
ＣＶＤシステムは、静的基板又はウエハ上のかなりの長
さに沿って一様なバーム状堆積プリントを与える。基板
を堆積領域まで滑らかな移動運動で移動させることによ
り、基板表面全体にかなり一様な堆積速度をもたらす同
様の化学条件に曝露される基板上のあらゆる点が得られ
る。この特徴によって、リニアインジェクタが、例え
ば、反応性ガスを２次元の面積にかなり一様な速度で送
る“シャワヘッド”インジェクタのような他のＣＶＤガ
ス分配ヘッドから基本的に区別される。シャワヘッド型
ＣＶＤインジェクタは、堆積していない空中の生成物や
他の反応副生成物の一様でない除去速度による堆積の不
規則性の損害を受けてしまう。
【００１０】著しく有利なことに、本発明は、基板上の
異なる領域に選択的又は優先的な堆積を促進させる化学
滞留時間の制御を提供する。本発明の方法とシステムに
よれば、化学滞留時間は、ガス速度（流速制御によっ
て）と堆積ゾーン又は反応領域の面積（物理的設計によ
って）の一方又は双方によって制御される。滞留時間が
ガス速度のモジュレーションによって制御可能である程
度は、膜堆積の一様性、微粒子の生成、又は他の潜在的
限界のような他の重要なプロセスの問題によって制限さ
れる。堆積プロセスの要求がガスフロー速度を下げるこ
とにより達成され得る時間を超える滞留時間を必要とす
る場合には、滞留時間を延ばすために反応領域の長さを
大きくすることができる。本発明の個々の特徴と利点
は、本発明のＣＶＤシステムが基板１２上に膜を堆積
し、１以上のインジェクタと反応領域２０とを含んでい
る、図３、図４及び図５に示されている。
異なる領域に選択的又は優先的な堆積を促進させる化学
滞留時間の制御を提供する。本発明の方法とシステムに
よれば、化学滞留時間は、ガス速度（流速制御によっ
て）と堆積ゾーン又は反応領域の面積（物理的設計によ
って）の一方又は双方によって制御される。滞留時間が
ガス速度のモジュレーションによって制御可能である程
度は、膜堆積の一様性、微粒子の生成、又は他の潜在的
限界のような他の重要なプロセスの問題によって制限さ
れる。堆積プロセスの要求がガスフロー速度を下げるこ
とにより達成され得る時間を超える滞留時間を必要とす
る場合には、滞留時間を延ばすために反応領域の長さを
大きくすることができる。本発明の個々の特徴と利点
は、本発明のＣＶＤシステムが基板１２上に膜を堆積
し、１以上のインジェクタと反応領域２０とを含んでい
る、図３、図４及び図５に示されている。
【００１１】
【実施例】本発明の実施態様は、基板表面１２上に膜を
選択的に堆積するための化学気相成長システム１０を提
供するものである。基板表面は、少なくとも第１物質領
域と第２物質領域を有する（図示していない）。インジ
ェクタスロット１４は、反応性ガスの滞留時間がガスの
反応によって１種以上のターゲット化学種を形成するこ
とを十分促進させるだけの時間であるように、例えば、
１以上のガス供給管１６によって供給される１種以上の
ガスを反応領域２０に送る部分である。これらの１種以
上のターゲット化学種は、基板表面１２の第１物質上に
第２物質より速い速度で堆積する。反応領域２０におけ
るガスの滞留時間は、好ましくは反応領域２０の容積と
反応領域２０からのガス排出速度の関数として制御され
る。ガスは、好ましくは少なくとも１の排気口２２によ
って反応領域２０から除去される。反応領域は、少なく
とも上壁と基板又はウエハが支持される基板支持体２６
によって閉ざされていてもよい。インジェクタスロット
１４は、好ましくは、１種以上のガスが上壁２４まで送
られるように位置している。コンベヤメカニズム（図示
されていない）、例えば、コンベヤベルト、１以上の可
動式ボート又はトレー、一連のローラ、又は部品を横に
移動するための他の類似システムは、基板１２の表面が
１種以上のターゲット化学種に所望の時間曝露されるよ
うに少なくとも１回反応領域２０まで基板１２と基板支
持体２６を移動させるために含まれている。
選択的に堆積するための化学気相成長システム１０を提
供するものである。基板表面は、少なくとも第１物質領
域と第２物質領域を有する（図示していない）。インジ
ェクタスロット１４は、反応性ガスの滞留時間がガスの
反応によって１種以上のターゲット化学種を形成するこ
とを十分促進させるだけの時間であるように、例えば、
１以上のガス供給管１６によって供給される１種以上の
ガスを反応領域２０に送る部分である。これらの１種以
上のターゲット化学種は、基板表面１２の第１物質上に
第２物質より速い速度で堆積する。反応領域２０におけ
るガスの滞留時間は、好ましくは反応領域２０の容積と
反応領域２０からのガス排出速度の関数として制御され
る。ガスは、好ましくは少なくとも１の排気口２２によ
って反応領域２０から除去される。反応領域は、少なく
とも上壁と基板又はウエハが支持される基板支持体２６
によって閉ざされていてもよい。インジェクタスロット
１４は、好ましくは、１種以上のガスが上壁２４まで送
られるように位置している。コンベヤメカニズム（図示
されていない）、例えば、コンベヤベルト、１以上の可
動式ボート又はトレー、一連のローラ、又は部品を横に
移動するための他の類似システムは、基板１２の表面が
１種以上のターゲット化学種に所望の時間曝露されるよ
うに少なくとも１回反応領域２０まで基板１２と基板支
持体２６を移動させるために含まれている。
【００１２】図４Ａと図４Ｂは、大きなＣＶＤシステム
の一部として本発明の一方向（図４Ａ）と二方向（図４
Ｂ）実施態様を示している概略図である。一方向例にお
いては、２つのインジェクタスロット１４が設けられて
いる。しかしながら、基板又はウエハがＣＶＤプロセッ
サ通路をそれぞれ通過する堆積速度を上げるために連続
インジェクタスロットを追加してもよい。各インジェク
タスロット１４によって、ガスが排気口２２を通って排
出される反応領域２０へ送り込まれる。この例において
は、２つの反応領域２０までの流れの向きは鏡のように
反映している。各反応領域２０を通るガスの流れは、イ
ンジェクタスロット１４から単一の排気口２２まで単一
の方向である。ガスフローの向きは、図４Ａと図４Ｂに
矢印で示されている。好ましくは、不活性ガスを供給す
る中央のバッファガスインジェクタ３０、例えば、窒素
又はアルゴンは、ガスの流れを制御及び抑制するため
に、また、反応領域２０を通る滑らかな層流を高めるた
めに各反応領域２０の間に設けられている。反応領域２
０の配列順序のそれぞれの終わりに追加の末端バッファ
ガスインジェクタスロット３２がある。
の一部として本発明の一方向（図４Ａ）と二方向（図４
Ｂ）実施態様を示している概略図である。一方向例にお
いては、２つのインジェクタスロット１４が設けられて
いる。しかしながら、基板又はウエハがＣＶＤプロセッ
サ通路をそれぞれ通過する堆積速度を上げるために連続
インジェクタスロットを追加してもよい。各インジェク
タスロット１４によって、ガスが排気口２２を通って排
出される反応領域２０へ送り込まれる。この例において
は、２つの反応領域２０までの流れの向きは鏡のように
反映している。各反応領域２０を通るガスの流れは、イ
ンジェクタスロット１４から単一の排気口２２まで単一
の方向である。ガスフローの向きは、図４Ａと図４Ｂに
矢印で示されている。好ましくは、不活性ガスを供給す
る中央のバッファガスインジェクタ３０、例えば、窒素
又はアルゴンは、ガスの流れを制御及び抑制するため
に、また、反応領域２０を通る滑らかな層流を高めるた
めに各反応領域２０の間に設けられている。反応領域２
０の配列順序のそれぞれの終わりに追加の末端バッファ
ガスインジェクタスロット３２がある。
【００１３】ガスは、１以上のガス供給管１６によって
インジェクタスロット１４に供給される。図４Ａに示さ
れている例においては、２つのガス供給管１６がオゾン
を供給し、１つの管１６がＴＥＯＳのような有機ケイ素
化合物を供給する。しかしながら、ガスとガス源の他の
組合わせやガスをインジェクタ１４に供給する他の方法
もこのシステムと適合する。図４Ａに示されているＣＶ
Ｄシステムにおいては、中央のバッファガスインジェク
タ３０からの不活性ガスの流速は、２つの末端バッファ
ガスインジェクタ３２のほぼ２倍である。システムの両
端に水平な矢印で示されたように反応領域への追加の流
れが供給されてもよい。好適実施態様においては、中央
のバッファガスインジェクタスロット３０は、窒素を約
５標準リットル毎分（ＳＬＰＭ）で供給し、２つの末端
バッファガスインジェクタ３２は、窒素を約2.5ＳＬＰ
Ｍで供給する。システム（図示されていない）のウエハ
荷重又は非荷重領域からＣＶＤ領域への追加のガスフロ
ーは、約１ＳＬＰＭのガス流速で供給されてもよい。
インジェクタスロット１４に供給される。図４Ａに示さ
れている例においては、２つのガス供給管１６がオゾン
を供給し、１つの管１６がＴＥＯＳのような有機ケイ素
化合物を供給する。しかしながら、ガスとガス源の他の
組合わせやガスをインジェクタ１４に供給する他の方法
もこのシステムと適合する。図４Ａに示されているＣＶ
Ｄシステムにおいては、中央のバッファガスインジェク
タ３０からの不活性ガスの流速は、２つの末端バッファ
ガスインジェクタ３２のほぼ２倍である。システムの両
端に水平な矢印で示されたように反応領域への追加の流
れが供給されてもよい。好適実施態様においては、中央
のバッファガスインジェクタスロット３０は、窒素を約
５標準リットル毎分（ＳＬＰＭ）で供給し、２つの末端
バッファガスインジェクタ３２は、窒素を約2.5ＳＬＰ
Ｍで供給する。システム（図示されていない）のウエハ
荷重又は非荷重領域からＣＶＤ領域への追加のガスフロ
ーは、約１ＳＬＰＭのガス流速で供給されてもよい。
【００１４】層又は膜を堆積するために、半導体ウエハ
１２のような基板は、基板支持体２６上に支持され、一
連の反応領域２０まで移動メカニズム（図示されていな
い）によって移動する。好適実施態様においては、各イ
ンジェクタスロット１４とその対応する排気口２２との
間の距離は、約60〜80 mmの範囲にあり、好ましくは約6
7 mmである。隣接のインジェクタ１４との間隔は、約40
〜55 mmの範囲にあり、更に好ましくは約45 mmである。
１２のような基板は、基板支持体２６上に支持され、一
連の反応領域２０まで移動メカニズム（図示されていな
い）によって移動する。好適実施態様においては、各イ
ンジェクタスロット１４とその対応する排気口２２との
間の距離は、約60〜80 mmの範囲にあり、好ましくは約6
7 mmである。隣接のインジェクタ１４との間隔は、約40
〜55 mmの範囲にあり、更に好ましくは約45 mmである。
【００１５】図４Ｂに示された本発明の二方向実施態様
においては、２つのインジェクタスロット１４を有する
ＣＶＤシステムが示されている。一方向実施態様のよう
に、ガスを２つの異なる反応領域２０に供給する２つの
インジェクタスロット１４が示されている。この例にお
いてはオゾンとＴＥＯＳのような有機ケイ素化合物が１
以上のガス供給管１６によって各インジェクタに供給さ
れる。しかしながら、本発明は、単に２つの反応領域を
もつシステムに限定されず、ＴＥＯＳとオゾンの送りガ
スから生成した膜を反応堆積するためのシステムにも限
定されない。追加の反応領域２０に送る追加のインジェ
クタスロット１４は、基板をそれぞれ通過する膜堆積速
度を上げるために加えることができ、ＣＶＤツールの大
きさの限界に左右される。中央のバッファガスインジェ
クタスロット３０は、各反応領域２０の間に設けられ、
ＣＶＤ処理領域の両端に位置する末端バッファガスイン
ジェクタスロット３２によって供給された１以上の不活
性ガスの流速のほぼ２倍である流速で窒素又はアルゴン
のような不活性ガス又は他の適切なガスを供給する。
においては、２つのインジェクタスロット１４を有する
ＣＶＤシステムが示されている。一方向実施態様のよう
に、ガスを２つの異なる反応領域２０に供給する２つの
インジェクタスロット１４が示されている。この例にお
いてはオゾンとＴＥＯＳのような有機ケイ素化合物が１
以上のガス供給管１６によって各インジェクタに供給さ
れる。しかしながら、本発明は、単に２つの反応領域を
もつシステムに限定されず、ＴＥＯＳとオゾンの送りガ
スから生成した膜を反応堆積するためのシステムにも限
定されない。追加の反応領域２０に送る追加のインジェ
クタスロット１４は、基板をそれぞれ通過する膜堆積速
度を上げるために加えることができ、ＣＶＤツールの大
きさの限界に左右される。中央のバッファガスインジェ
クタスロット３０は、各反応領域２０の間に設けられ、
ＣＶＤ処理領域の両端に位置する末端バッファガスイン
ジェクタスロット３２によって供給された１以上の不活
性ガスの流速のほぼ２倍である流速で窒素又はアルゴン
のような不活性ガス又は他の適切なガスを供給する。
【００１６】本発明の二方向実施態様は、一方向システ
ムと異なり、ガスはほぼ中央に位置するインジェクタス
ロット１４から１つが反応領域２０のそれぞれの端にあ
る２つの排気口２２まで各反応領域２０に流れ込む。各
反応領域を通るガスフローは、中央のインジェクタスロ
ット１４から２つの向きにある。一方向実施態様のよう
に、中央のバッファインジェクタスロット３０からのガ
スフローは、好ましくは約5 ＳＬＰＭであってもよい。
末端バッファガスインジェクタスロット３２からのガス
フローは、好ましくは約2.5 ＳＬＰＭである。ツールの
荷重域又は非荷重領域からの追加のガスインフローは、
この例では好ましくは約1 ＳＬＰＭである。二方向イン
ジェクタの好適実施態様においては、各インジェクタス
ロット１４とその対応する排気口２２との間の距離は、
約25〜100 mm、好ましくは約35 mmの範囲にある。隣接
したインジェクタ１４との間の間隔は、70〜200 mm、好
ましくは約100 mmである。
ムと異なり、ガスはほぼ中央に位置するインジェクタス
ロット１４から１つが反応領域２０のそれぞれの端にあ
る２つの排気口２２まで各反応領域２０に流れ込む。各
反応領域を通るガスフローは、中央のインジェクタスロ
ット１４から２つの向きにある。一方向実施態様のよう
に、中央のバッファインジェクタスロット３０からのガ
スフローは、好ましくは約5 ＳＬＰＭであってもよい。
末端バッファガスインジェクタスロット３２からのガス
フローは、好ましくは約2.5 ＳＬＰＭである。ツールの
荷重域又は非荷重領域からの追加のガスインフローは、
この例では好ましくは約1 ＳＬＰＭである。二方向イン
ジェクタの好適実施態様においては、各インジェクタス
ロット１４とその対応する排気口２２との間の距離は、
約25〜100 mm、好ましくは約35 mmの範囲にある。隣接
したインジェクタ１４との間の間隔は、70〜200 mm、好
ましくは約100 mmである。
【００１７】追加の好ましい特徴は、２つの二方向イン
ジェクタシステムを組込んでいるより完全なＣＶＤシス
テムの一部として図５に示されている。図５に示された
システムは、上記一方向実施態様にも適応できる。一方
向実施態様と二方向実施態様共に、インジェクタスロッ
ト１４が実質的な長さに沿ってガスの一様な流れを与え
るガス供給面に伸長スロットとして形成されることが好
ましい。同様に、１以上の排気口２２と中央３０及び末
端３２バッファガスインジェクタが、理想的には反応領
域に閉ざされた上壁に伸長スロットとして形成される。
これらの伸長スロットを経る反応領域２０へのガスフロ
ーと反応領域２０からのガスフローは、好ましくはスロ
ットの実質的な長さに沿って一様であり、反応領域まで
の流れは、すべてほぼ平行に配列された伸長スロットに
ほぼ垂直な軸に沿って送られる。コンベヤベルト、可動
式ボート又はトレーシステム、制御可能なローラのベッ
ド、又は基板を横向きに移動するための他の適切な手段
のようなコンベヤメカニズムが設けられることが好まし
い。このコンベヤシステムは、基板表面が1種以上のタ
ーゲット化学種に所望時間曝露されるように横速度で反
応領域まで基板を移動させることができる。このように
して、基板表面上の第１物質と第２物質のターゲット化
学種への曝露は、反応領域でのガスの両方の滞留時間、
反応領域を通る基板の横速度、及び基板が反応領域を通
過する回数の関数である。
ジェクタシステムを組込んでいるより完全なＣＶＤシス
テムの一部として図５に示されている。図５に示された
システムは、上記一方向実施態様にも適応できる。一方
向実施態様と二方向実施態様共に、インジェクタスロッ
ト１４が実質的な長さに沿ってガスの一様な流れを与え
るガス供給面に伸長スロットとして形成されることが好
ましい。同様に、１以上の排気口２２と中央３０及び末
端３２バッファガスインジェクタが、理想的には反応領
域に閉ざされた上壁に伸長スロットとして形成される。
これらの伸長スロットを経る反応領域２０へのガスフロ
ーと反応領域２０からのガスフローは、好ましくはスロ
ットの実質的な長さに沿って一様であり、反応領域まで
の流れは、すべてほぼ平行に配列された伸長スロットに
ほぼ垂直な軸に沿って送られる。コンベヤベルト、可動
式ボート又はトレーシステム、制御可能なローラのベッ
ド、又は基板を横向きに移動するための他の適切な手段
のようなコンベヤメカニズムが設けられることが好まし
い。このコンベヤシステムは、基板表面が1種以上のタ
ーゲット化学種に所望時間曝露されるように横速度で反
応領域まで基板を移動させることができる。このように
して、基板表面上の第１物質と第２物質のターゲット化
学種への曝露は、反応領域でのガスの両方の滞留時間、
反応領域を通る基板の横速度、及び基板が反応領域を通
過する回数の関数である。
【００１８】上記一方向インジェクタシステムと二方向
インジェクタシステムの好適実施態様においては、複数
のインジェクタ部分４０のそれぞれが少なくとも２つの
末端面と伸長したガス供給面をもつ単一の伸長部分４０
において伸長したインジェクタスロット１４から形成さ
れている。伸長したガス供給面には、好ましくは、２つ
の丸みのついた側面領域４２と、ガスが出る中央が溝の
領域又はインジェクタ２０とが含まれている。ガスは、
１以上のガス供給管１６によって各インジェクタ部分４
０の中に供給される。丸みのついた側面領域４２と中央
の領域の幅全体は、約50〜200 mmの範囲にある。ガス供
給面は、反応領域２０に直接面している伸長部分４０の
長さに沿って伸びている。複数のインジェクタ部分４０
のそれぞれは、隣接のインジェクタ部分４０又はシステ
ムの隣接した基板荷重又は非荷重領域と排気口４４によ
って分かれている。それぞれのベント部分４４には、１
以上のガス供給管１６を経て不活性ガスを供給する中央
３０か又は末端３２のバッファガスインジェクタスロッ
トが組込まれている。各ベント部分４４は、前面、裏
面、上面及び端面と、外部底面５０とをもつ単一部分を
含んでいる。
インジェクタシステムの好適実施態様においては、複数
のインジェクタ部分４０のそれぞれが少なくとも２つの
末端面と伸長したガス供給面をもつ単一の伸長部分４０
において伸長したインジェクタスロット１４から形成さ
れている。伸長したガス供給面には、好ましくは、２つ
の丸みのついた側面領域４２と、ガスが出る中央が溝の
領域又はインジェクタ２０とが含まれている。ガスは、
１以上のガス供給管１６によって各インジェクタ部分４
０の中に供給される。丸みのついた側面領域４２と中央
の領域の幅全体は、約50〜200 mmの範囲にある。ガス供
給面は、反応領域２０に直接面している伸長部分４０の
長さに沿って伸びている。複数のインジェクタ部分４０
のそれぞれは、隣接のインジェクタ部分４０又はシステ
ムの隣接した基板荷重又は非荷重領域と排気口４４によ
って分かれている。それぞれのベント部分４４には、１
以上のガス供給管１６を経て不活性ガスを供給する中央
３０か又は末端３２のバッファガスインジェクタスロッ
トが組込まれている。各ベント部分４４は、前面、裏
面、上面及び端面と、外部底面５０とをもつ単一部分を
含んでいる。
【００１９】外部面５０は、通常は、平面領域５１と少
なくとも１の輪郭に合った側面領域５２とが含まれてい
る。輪郭に合った側面領域５２は、丸みのついた排気口
２２がインジェクタ部分４０とベント部分４４との間に
形成されるように隣接のインジェクタ部分の丸みのつい
た側面領域４２に隣接して配置され、また、離れて隔置
されている。本発明者らは、かかる構造がガスの再循環
を減少させ、反応領域２０全体に層流を促進させること
がわかった。複数のインジェクタ部分４０の反応領域２
０から排出されたガスは、排気口ライン６０を備えた排
気マニホールド５８を通ってシステムから除去される。
すべてのバッファガスインジェクタスロット３０、３２
は、本発明の垂直方式でそれぞれのベント部分４４の外
部面５０を出るように配置される。排気マニホールド５
８は、分岐“煙突”部分を加えることによって従来技術
のマニホールドに相対して洗練されてきた。更に、本発
明のインジェクタにおける排気口ライン６０は、好まし
くは２つの別個の通路に分かれている。これにより、一
方の通路にはエッチング洗浄ガスを導入し、もう一方の
通路には反応性ガスの副生成物を同時に排出することが
可能である。
なくとも１の輪郭に合った側面領域５２とが含まれてい
る。輪郭に合った側面領域５２は、丸みのついた排気口
２２がインジェクタ部分４０とベント部分４４との間に
形成されるように隣接のインジェクタ部分の丸みのつい
た側面領域４２に隣接して配置され、また、離れて隔置
されている。本発明者らは、かかる構造がガスの再循環
を減少させ、反応領域２０全体に層流を促進させること
がわかった。複数のインジェクタ部分４０の反応領域２
０から排出されたガスは、排気口ライン６０を備えた排
気マニホールド５８を通ってシステムから除去される。
すべてのバッファガスインジェクタスロット３０、３２
は、本発明の垂直方式でそれぞれのベント部分４４の外
部面５０を出るように配置される。排気マニホールド５
８は、分岐“煙突”部分を加えることによって従来技術
のマニホールドに相対して洗練されてきた。更に、本発
明のインジェクタにおける排気口ライン６０は、好まし
くは２つの別個の通路に分かれている。これにより、一
方の通路にはエッチング洗浄ガスを導入し、もう一方の
通路には反応性ガスの副生成物を同時に排出することが
可能である。
【００２０】本発明の他の実施態様は、基板表面の第１
物質領域上に第２物質領域上より速い速度で膜を選択的
に堆積する方法を提供する。反応ガスは、第１流速で反
応領域に送られる。容積のある反応領域においては、反
応ガスは、基板表面の第１物質上に表面の第２物質と他
の物質に相対して選択的に堆積する化学種を含んでいる
混合物を形成する。また、混合物中には、堆積していな
い酸化ケイ素や他の反応副生成物や未反応試薬のような
他の廃ガスが含まれている。このガス混合物は、反応領
域から排気流速で、好ましくは１以上の排気通路を通っ
て排出される。反応領域の容積に相対する排気流速の割
合を制御することにより、反応領域内の１以上の反応ガ
スの滞留時間を基板表面の第１物質上に第２物質上より
速い速度で堆積するターゲット化学種の生成を促進させ
るように制御し得る。インジェクタによって供給されか
つ排気通路を通って排出されるガスフローが安定化され
るとともにインジェクタと１以上の排気通路との間の距
離の関数として化学種濃度の定常状態プロファイルが決
定されるとすぐに、基板がその表面を１種以上のターゲ
ット化学種に曝露するために１回以上反応領域まで移動
する。１種以上の反応ガスは、好ましくは、有機ケイ素
化合物、例えば、ＴＥＯＳと酸化化合物、例えば、オゾ
ンを供給する１種以上のガス供給管によって送り込まれ
るリニアインジェクタを経て送られる。リニアインジェ
クタスロットが用いられる場合、排気通路は、上記一方
向又は二方向ＣＶＤシステム実施態様に関する伸長部分
の伸長スロットである。
物質領域上に第２物質領域上より速い速度で膜を選択的
に堆積する方法を提供する。反応ガスは、第１流速で反
応領域に送られる。容積のある反応領域においては、反
応ガスは、基板表面の第１物質上に表面の第２物質と他
の物質に相対して選択的に堆積する化学種を含んでいる
混合物を形成する。また、混合物中には、堆積していな
い酸化ケイ素や他の反応副生成物や未反応試薬のような
他の廃ガスが含まれている。このガス混合物は、反応領
域から排気流速で、好ましくは１以上の排気通路を通っ
て排出される。反応領域の容積に相対する排気流速の割
合を制御することにより、反応領域内の１以上の反応ガ
スの滞留時間を基板表面の第１物質上に第２物質上より
速い速度で堆積するターゲット化学種の生成を促進させ
るように制御し得る。インジェクタによって供給されか
つ排気通路を通って排出されるガスフローが安定化され
るとともにインジェクタと１以上の排気通路との間の距
離の関数として化学種濃度の定常状態プロファイルが決
定されるとすぐに、基板がその表面を１種以上のターゲ
ット化学種に曝露するために１回以上反応領域まで移動
する。１種以上の反応ガスは、好ましくは、有機ケイ素
化合物、例えば、ＴＥＯＳと酸化化合物、例えば、オゾ
ンを供給する１種以上のガス供給管によって送り込まれ
るリニアインジェクタを経て送られる。リニアインジェ
クタスロットが用いられる場合、排気通路は、上記一方
向又は二方向ＣＶＤシステム実施態様に関する伸長部分
の伸長スロットである。
【００２１】反応領域の大きさを増大させると、反応領
域が処理すべき基板よりほとんど大きくなり得ないため
に非リニアインジェクタでは基本的に制限される。リニ
アインジェクタシステムにおいては、基板が反応領域ま
で移動されることから基板の大きさから反応領域の大き
さを切り離すことが可能である。選択的堆積に関与する
ゆっくりと形成する化学種の生成は、図６に概念で示さ
れているようにガス入口からの距離でピークでなければ
ならない。変換は、例えば、ＴＥＯＳとＯ3反応成分の
ＳiＯx/ＳiＯ2への変換は、おそらく一連の中間化学種
によって進行すると思われる。選択的堆積に関与する化
学種は、非選択的化学種より後の時間に生成すると思わ
れる。図６に示されるように従来技術と相対する本発明
のインジェクタシステムと方法の反応領域が広くなる
と、これらの選択的堆積化学種の生成に多くの時間が見
込まれる。選択的堆積特性を有する化学種を生成するの
に必要な長時間の滞留時間が基板の大きさを超える場合
には、所望の化学種は基板の縁を超えて生成するので堆
積しない。従って、必要とされる堆積化学種が基板を超
えて生成しても、実用的価値はない。これは、基板全体
が堆積領域に同時に曝露されるシャワヘッド型反応領域
の限界である。“シャワヘッド”型における反応領域
は、基板よりすでにわずかに大きく、基板は中央にあ
る。そのようなインジェクタシステムにおける反応領域
の大きさが大きくなると、長い滞留時間の化学種が基板
にほとんど曝露しない結果となる。
域が処理すべき基板よりほとんど大きくなり得ないため
に非リニアインジェクタでは基本的に制限される。リニ
アインジェクタシステムにおいては、基板が反応領域ま
で移動されることから基板の大きさから反応領域の大き
さを切り離すことが可能である。選択的堆積に関与する
ゆっくりと形成する化学種の生成は、図６に概念で示さ
れているようにガス入口からの距離でピークでなければ
ならない。変換は、例えば、ＴＥＯＳとＯ3反応成分の
ＳiＯx/ＳiＯ2への変換は、おそらく一連の中間化学種
によって進行すると思われる。選択的堆積に関与する化
学種は、非選択的化学種より後の時間に生成すると思わ
れる。図６に示されるように従来技術と相対する本発明
のインジェクタシステムと方法の反応領域が広くなる
と、これらの選択的堆積化学種の生成に多くの時間が見
込まれる。選択的堆積特性を有する化学種を生成するの
に必要な長時間の滞留時間が基板の大きさを超える場合
には、所望の化学種は基板の縁を超えて生成するので堆
積しない。従って、必要とされる堆積化学種が基板を超
えて生成しても、実用的価値はない。これは、基板全体
が堆積領域に同時に曝露されるシャワヘッド型反応領域
の限界である。“シャワヘッド”型における反応領域
は、基板よりすでにわずかに大きく、基板は中央にあ
る。そのようなインジェクタシステムにおける反応領域
の大きさが大きくなると、長い滞留時間の化学種が基板
にほとんど曝露しない結果となる。
【００２２】リニアインジェクタの堆積領域が“十分な
通過”と相まって、堆積領域を制限する基板の大きさの
解決が得られる。十分な通過コーティングは、基板の大
きさによって制限されないガス流路をもつ堆積領域を可
能にする。十分な通過堆積においては、ＣＶＤガスはイ
ンジェクタ、次に反応領域に送られ、熱い基板が堆積領
域の外側で待ちながら経時安定化することが可能であ
る。反応領域を通る距離の関数として定常状態濃度プロ
ファイルの開発によって証明された、ガスの安定化後、
リニア移動システム、例えば、コンベヤベルト、可動式
トレー又はボート、一連の制御可能なローラ、又は基板
を支持移動するための類似のメカニズムが、基板が堆積
ゾーンを完全に通過するまで基板に堆積領域を通過させ
る。堆積領域を完全に出た後、基板の進行方向を逆転す
ることができ、基板は再び堆積領域まで完全に移動させ
ることができる。この“後方と前方”移動は、必要とさ
れる膜の深さを堆積するのに必要とされる回数だけ繰返
し得る。図７Ａと図７Ｂは、従来技術のリニアインジェ
クタによるＣＶＤシステム、例えば、米国特許第6,022,
414号に記載されたインジェクタと本発明の代表的な二
方向インジェクタ実施態様との間のいくつかの違いを示
す図である。
通過”と相まって、堆積領域を制限する基板の大きさの
解決が得られる。十分な通過コーティングは、基板の大
きさによって制限されないガス流路をもつ堆積領域を可
能にする。十分な通過堆積においては、ＣＶＤガスはイ
ンジェクタ、次に反応領域に送られ、熱い基板が堆積領
域の外側で待ちながら経時安定化することが可能であ
る。反応領域を通る距離の関数として定常状態濃度プロ
ファイルの開発によって証明された、ガスの安定化後、
リニア移動システム、例えば、コンベヤベルト、可動式
トレー又はボート、一連の制御可能なローラ、又は基板
を支持移動するための類似のメカニズムが、基板が堆積
ゾーンを完全に通過するまで基板に堆積領域を通過させ
る。堆積領域を完全に出た後、基板の進行方向を逆転す
ることができ、基板は再び堆積領域まで完全に移動させ
ることができる。この“後方と前方”移動は、必要とさ
れる膜の深さを堆積するのに必要とされる回数だけ繰返
し得る。図７Ａと図７Ｂは、従来技術のリニアインジェ
クタによるＣＶＤシステム、例えば、米国特許第6,022,
414号に記載されたインジェクタと本発明の代表的な二
方向インジェクタ実施態様との間のいくつかの違いを示
す図である。
【００２３】本発明によれば、堆積領域又は反応領域２
０の幅は、ベント部分４４の反対の輪郭に合った側面領
域５２の間で“向かい合った”距離が特徴である。その
幅は、かなり大きくすることができるので、堆積領域か
らガスの除去速度を最大にすることを教示している従来
技術と対照的であるガスの滞留時間を長くする。例え
ば、向かい合った距離の幅は、図７Ａに示された従来技
術システムでは約30 mmであるが、図７Ｂに示された本
発明では約70 mm以上である。流れがより長い又はより
短い通路を本発明のシステムに用いることができ、任意
の適用に用いられるガスや基板に左右される。実施態様
においては、反応領域２０の幅は、約50〜200 mmの範囲
にある。更に好ましくは、反応領域２０の幅は、約65〜
100 mmの範囲にある。本発明のシステムのベント部分４
４の輪郭に合った側面領域５２の間隔を支配している重
要なパラメーターは、再循環しない層流が反応領域２０
まで維持され得る選択的に堆積する化学種の生成やイン
ジェクタと排出の流速範囲を促進させるのに必要な反応
ゾーンにおける反応性ガスの滞留時間であり、当業者は
そのすべてを本明細書の教示に基づく実験を過度にせず
に求め得る。
０の幅は、ベント部分４４の反対の輪郭に合った側面領
域５２の間で“向かい合った”距離が特徴である。その
幅は、かなり大きくすることができるので、堆積領域か
らガスの除去速度を最大にすることを教示している従来
技術と対照的であるガスの滞留時間を長くする。例え
ば、向かい合った距離の幅は、図７Ａに示された従来技
術システムでは約30 mmであるが、図７Ｂに示された本
発明では約70 mm以上である。流れがより長い又はより
短い通路を本発明のシステムに用いることができ、任意
の適用に用いられるガスや基板に左右される。実施態様
においては、反応領域２０の幅は、約50〜200 mmの範囲
にある。更に好ましくは、反応領域２０の幅は、約65〜
100 mmの範囲にある。本発明のシステムのベント部分４
４の輪郭に合った側面領域５２の間隔を支配している重
要なパラメーターは、再循環しない層流が反応領域２０
まで維持され得る選択的に堆積する化学種の生成やイン
ジェクタと排出の流速範囲を促進させるのに必要な反応
ゾーンにおける反応性ガスの滞留時間であり、当業者は
そのすべてを本明細書の教示に基づく実験を過度にせず
に求め得る。
【００２４】本発明の丸みのついた側面領域４２は、本
発明の好適実施態様の重要な開発である。従来技術にお
いては、反応領域は非常に狭く、排気通路の輪郭は本発
明より急に湾曲している。従来技術のインジェクタ装置
における小さな丸みのついた側面領域１４０の理由は、
図６に示された概念の堆積化学種モデルからのモデリン
グ結果を示すことにより理解することができる。従来技
術のインジェクタシステムは、基板表面全体に一様なバ
ルク堆積を促進させるように設計されている。それだけ
で、化学種を選択的に堆積する前に堆積領域から反応性
ガス混合物を排出することに応用すると、これらの化学
種が基板表面のある領域に基板表面の他の領域より速い
速度で蓄積する傾向があることから高収率が生じるとい
う点で有利である。対照的に、本発明は、表面の他の領
域、例えば、ＳiＮYマスク層に相対して、基板表面のあ
る領域上に堆積を増強するための化学種、例えば、表面
のトレンチ形状の側面と底面に曝露したＳiＯxの形成を
促進させるために活発に探求したものである。反応領域
２０が増大すると、選択的堆積に最後に関与する化学種
の形成が促進される。隣接のインジェクタスロット１４
の間が約300 mmまで離れている長い堆積領域は、代替的
インジェクタ本体に用いるのに好ましい。
発明の好適実施態様の重要な開発である。従来技術にお
いては、反応領域は非常に狭く、排気通路の輪郭は本発
明より急に湾曲している。従来技術のインジェクタ装置
における小さな丸みのついた側面領域１４０の理由は、
図６に示された概念の堆積化学種モデルからのモデリン
グ結果を示すことにより理解することができる。従来技
術のインジェクタシステムは、基板表面全体に一様なバ
ルク堆積を促進させるように設計されている。それだけ
で、化学種を選択的に堆積する前に堆積領域から反応性
ガス混合物を排出することに応用すると、これらの化学
種が基板表面のある領域に基板表面の他の領域より速い
速度で蓄積する傾向があることから高収率が生じるとい
う点で有利である。対照的に、本発明は、表面の他の領
域、例えば、ＳiＮYマスク層に相対して、基板表面のあ
る領域上に堆積を増強するための化学種、例えば、表面
のトレンチ形状の側面と底面に曝露したＳiＯxの形成を
促進させるために活発に探求したものである。反応領域
２０が増大すると、選択的堆積に最後に関与する化学種
の形成が促進される。隣接のインジェクタスロット１４
の間が約300 mmまで離れている長い堆積領域は、代替的
インジェクタ本体に用いるのに好ましい。
【００２５】ＴＥＯＳとＯ3とを化学反応させてＳiＯx
を形成するメカニズムは、非常に複雑である。例えば、
ＡＳＭＬ ＵＳ社のサーマルシステムズ ＴＥＯＳ-Ｏ3化
学モデルは、30種の化学反応についてうまく含有してい
る。これらの中間化学薬品の少数だけが選択的堆積に関
与する。従って、その生成を最大にすることは、所望の
選択的挙動の鍵であった。更に、堆積温度又は圧力のよ
うなプロセス条件は別として、堆積領域での化学薬品の
“滞留時間”は、選択的堆積を生じる化学種の形成に重
要であると予想された。化学ガスインジェクタの物理的
構造は、いくつかの方法で滞留時間に影響した。米国特
許第6,022,414号のような狭い堆積領域によって、選択
的でない膜をつくる化学種の量は増加し、全堆積速度は
大きくなる。本発明者らは、広い堆積領域がボトムアッ
プトレンチ充填をもたらす選択的堆積に必要とされる化
学種の形成のための時間増加を可能にすることを発見し
た。
を形成するメカニズムは、非常に複雑である。例えば、
ＡＳＭＬ ＵＳ社のサーマルシステムズ ＴＥＯＳ-Ｏ3化
学モデルは、30種の化学反応についてうまく含有してい
る。これらの中間化学薬品の少数だけが選択的堆積に関
与する。従って、その生成を最大にすることは、所望の
選択的挙動の鍵であった。更に、堆積温度又は圧力のよ
うなプロセス条件は別として、堆積領域での化学薬品の
“滞留時間”は、選択的堆積を生じる化学種の形成に重
要であると予想された。化学ガスインジェクタの物理的
構造は、いくつかの方法で滞留時間に影響した。米国特
許第6,022,414号のような狭い堆積領域によって、選択
的でない膜をつくる化学種の量は増加し、全堆積速度は
大きくなる。本発明者らは、広い堆積領域がボトムアッ
プトレンチ充填をもたらす選択的堆積に必要とされる化
学種の形成のための時間増加を可能にすることを発見し
た。
【００２６】上記のように、従来のＳＴＩプロセス順序
（従来技術においては“プロセスモジュール”と呼ばれ
る）には、費用がかかり時間を要する“逆活性”マスク
の使用が必要である。本発明は、逆活性マスクの必要を
省略するためにＣＶＤ反応の選択的/優先的堆積の特性
を促進させる方法及びＣＶＤシステムを提供する。本発
明のこの方法は、孤立トレンチを“ボトムアップから充
填させる”ものである。ボトムアップ充填により、熱酸
化物ライナのＵＳＧ堆積後形成と相まって逆活性マスク
の要求が省略される。この新規な方法は、図８Ａと図８
Ｂに示されるようにＳＴＩプロセスモジュールの複雑さ
を著しく減少させる一方、モジュールコストを50％だけ
低下させる。プロセスステップの数は、本発明のシステ
ムと方法を用いたときに６から４に減っている。半導体
製造の技術においては、これは非常に大幅な改善とみな
される。図８Ｂに示される本発明のインジェクタによっ
て与えられる本発明のプロセス順序は、図８Ａに示され
る従来技術のプロセスと比較したときに50％を超えるコ
ストだけ生産コストを下げることができる。本発明の装
置は、好ましくは、譲受人によって所有されている米国
特許第6,387,764号に記載された方法と共に用いること
もでき、その明細書の開示は本願明細書に含まれるもの
とする。特に、本発明のインジェクタとシステムは、プ
ロセス順序の生産性を向上させる選択的堆積化学種の量
を著しく増加させる。本発明の具体的実施態様の次の２
つの詳細な説明は、本発明の利点と特徴を例示し説明す
るために示される。決して本発明の範囲を限定さもなけ
れば制限するものではない。
（従来技術においては“プロセスモジュール”と呼ばれ
る）には、費用がかかり時間を要する“逆活性”マスク
の使用が必要である。本発明は、逆活性マスクの必要を
省略するためにＣＶＤ反応の選択的/優先的堆積の特性
を促進させる方法及びＣＶＤシステムを提供する。本発
明のこの方法は、孤立トレンチを“ボトムアップから充
填させる”ものである。ボトムアップ充填により、熱酸
化物ライナのＵＳＧ堆積後形成と相まって逆活性マスク
の要求が省略される。この新規な方法は、図８Ａと図８
Ｂに示されるようにＳＴＩプロセスモジュールの複雑さ
を著しく減少させる一方、モジュールコストを50％だけ
低下させる。プロセスステップの数は、本発明のシステ
ムと方法を用いたときに６から４に減っている。半導体
製造の技術においては、これは非常に大幅な改善とみな
される。図８Ｂに示される本発明のインジェクタによっ
て与えられる本発明のプロセス順序は、図８Ａに示され
る従来技術のプロセスと比較したときに50％を超えるコ
ストだけ生産コストを下げることができる。本発明の装
置は、好ましくは、譲受人によって所有されている米国
特許第6,387,764号に記載された方法と共に用いること
もでき、その明細書の開示は本願明細書に含まれるもの
とする。特に、本発明のインジェクタとシステムは、プ
ロセス順序の生産性を向上させる選択的堆積化学種の量
を著しく増加させる。本発明の具体的実施態様の次の２
つの詳細な説明は、本発明の利点と特徴を例示し説明す
るために示される。決して本発明の範囲を限定さもなけ
れば制限するものではない。
【００２７】二方向インジェクタシステムは、1種以上
のガス状有機ケイ素化合物、例えば、テトラエチルオル
トシリケートと、１種以上の酸化化合物、例えば、オゾ
ンを基板表面１２上の反応領域２０に送るために提供さ
れる。インジェクタ部分４０は、少なくとも２つの末端
面と伸長した外部ガス供給面が丸みのついた側面領域４
２と中央が溝の領域を含んでいる単一の伸長部分からつ
くられている。丸みのついた側面領域４２と中央領域の
全幅は、好ましくは約50〜200 mmの範囲にある。ガス供
給面は、基板表面１２に直接面しているインジェクタ部
分４０の長さに沿って伸長している。ほぼ一定の幅の少
なくとも伸長した細い第１インジェクタスロット１４
は、伸長した単一部分に形成され、ガスを受容するため
の末端面の間に伸長している。伸長しているこのインジ
ェクタスロット１４は、塞がれていない連続方式で分配
するガスを反応領域２０へ運搬する。ほぼ一定の幅の少
なくとも２つの伸長した排気通路２２は、伸長した部分
に形成されている。これらの排気通路２２は、丸みのつ
いた側面領域４２のそれぞれのエッジ部に沿って直接伸
長し、中央が溝の領域からできるだけ離れて位置してい
る。排気通路によって、廃ガスの副生成物が反応領域２
０から除去される。任意により、二方向システムには、
更に、伸長したインジェクタ部分４０に形成され、エッ
チング化学種を受容するための末端面の間に伸長してい
る伸長した第２通路と、インジェクタ部分４０に形成さ
れ、排気通路３２と第２インジェクタスロット１４から
のエッチング化学種を運搬するとともに中央が溝の領域
から離れてインジェクタ部分４０の側面に向って送られ
る反応領域へエッチング化学種を分配するためのガス供
給面の丸みのついた側面領域４２との間に直接伸びてい
る細い伸長した第２インジェクタスロット１４とが含ま
れてもよい。
のガス状有機ケイ素化合物、例えば、テトラエチルオル
トシリケートと、１種以上の酸化化合物、例えば、オゾ
ンを基板表面１２上の反応領域２０に送るために提供さ
れる。インジェクタ部分４０は、少なくとも２つの末端
面と伸長した外部ガス供給面が丸みのついた側面領域４
２と中央が溝の領域を含んでいる単一の伸長部分からつ
くられている。丸みのついた側面領域４２と中央領域の
全幅は、好ましくは約50〜200 mmの範囲にある。ガス供
給面は、基板表面１２に直接面しているインジェクタ部
分４０の長さに沿って伸長している。ほぼ一定の幅の少
なくとも伸長した細い第１インジェクタスロット１４
は、伸長した単一部分に形成され、ガスを受容するため
の末端面の間に伸長している。伸長しているこのインジ
ェクタスロット１４は、塞がれていない連続方式で分配
するガスを反応領域２０へ運搬する。ほぼ一定の幅の少
なくとも２つの伸長した排気通路２２は、伸長した部分
に形成されている。これらの排気通路２２は、丸みのつ
いた側面領域４２のそれぞれのエッジ部に沿って直接伸
長し、中央が溝の領域からできるだけ離れて位置してい
る。排気通路によって、廃ガスの副生成物が反応領域２
０から除去される。任意により、二方向システムには、
更に、伸長したインジェクタ部分４０に形成され、エッ
チング化学種を受容するための末端面の間に伸長してい
る伸長した第２通路と、インジェクタ部分４０に形成さ
れ、排気通路３２と第２インジェクタスロット１４から
のエッチング化学種を運搬するとともに中央が溝の領域
から離れてインジェクタ部分４０の側面に向って送られ
る反応領域へエッチング化学種を分配するためのガス供
給面の丸みのついた側面領域４２との間に直接伸びてい
る細い伸長した第２インジェクタスロット１４とが含ま
れてもよい。
【００２８】二方向インジェクタシステムの任意の実施
態様においては、更に、ガスフローが１以上の排気通路
２２では可逆的である。これらの可逆的排気口通路での
ガスフローは、ガスが排気口通路の少なくとも１つにエ
ッチングガスを受容するために典型的な向きで流れるこ
とができるように逆転することができ、排気口通路の少
なくとも１つに内向きのガスフローは反応領域２０から
の廃エッチング副生成物を除去するために典型的な向き
と反対の向きで同時に流れる。反応ガス（例えば、Ｓi
とＯ3）スロット１６内部の流れは、標準反応性ガス速
度の5％〜20％の少ない不活性ガス（Ｎ2）フローに変え
られる。その実施態様によれば、反応性ガスフローを止
め、約10％Ｎ2フローで置き換える。次に、エッチング
反応ガスを不活性ガス注入口３２近傍の逆のフロー排出
スロット６６へ導入する。次に、エッチングガスが内部
Ｎ2分離注入口３０に最も近い排出スロット２２に達す
るまで、一方向のみで堆積領域２０まで移動する。未反
応エッチング剤といまガス状の洗浄副生成物が図９に示
される２つの排出スロットと通って排出することにより
堆積領域２０から除去される。エッチング洗浄化学反応
の詳細は、国際出願第0103858号に見出すことができ
る。エッチングフローは、好ましくは反応領域２０まで
両方の向きでもよく、隣接したフローセルにおいては同
じ向き又は鏡のように反映した向きでもよい。
態様においては、更に、ガスフローが１以上の排気通路
２２では可逆的である。これらの可逆的排気口通路での
ガスフローは、ガスが排気口通路の少なくとも１つにエ
ッチングガスを受容するために典型的な向きで流れるこ
とができるように逆転することができ、排気口通路の少
なくとも１つに内向きのガスフローは反応領域２０から
の廃エッチング副生成物を除去するために典型的な向き
と反対の向きで同時に流れる。反応ガス（例えば、Ｓi
とＯ3）スロット１６内部の流れは、標準反応性ガス速
度の5％〜20％の少ない不活性ガス（Ｎ2）フローに変え
られる。その実施態様によれば、反応性ガスフローを止
め、約10％Ｎ2フローで置き換える。次に、エッチング
反応ガスを不活性ガス注入口３２近傍の逆のフロー排出
スロット６６へ導入する。次に、エッチングガスが内部
Ｎ2分離注入口３０に最も近い排出スロット２２に達す
るまで、一方向のみで堆積領域２０まで移動する。未反
応エッチング剤といまガス状の洗浄副生成物が図９に示
される２つの排出スロットと通って排出することにより
堆積領域２０から除去される。エッチング洗浄化学反応
の詳細は、国際出願第0103858号に見出すことができ
る。エッチングフローは、好ましくは反応領域２０まで
両方の向きでもよく、隣接したフローセルにおいては同
じ向き又は鏡のように反映した向きでもよい。
【００２９】代替的実施態様においては、ガス状有機ケ
イ素化合物、例えば、テトラエチルオルトシリケート
と、１種以上の酸化剤、例えば、オゾンを反応領域の基
板表面に送るための一方向インジェクタシステムが提供
される。インジェクタシステムには、少なくとも２つの
末端面４２をもつ伸長した単一のインジェクタ部分４０
と、１つの丸みのついた側面領域とエッジ部が溝の領域
を含んでいる伸長した外部ガス供給面とが含まれてい
る。丸みのついた側面領域とエッジ部が溝の領域の全幅
は、好ましくは約25〜100 mmの範囲にある。ガス供給面
は、基板に直接面している伸長した部分の長さに沿って
伸長している。少なくとも第１の伸長した通路又はイン
ジェクタスロット１４は、前記伸長した部分につくられ
ている。インジェクタスロット１４は、ガスを受容する
ための末端面の間に伸長している。伸長した部分には、
伸長した第１通路の間に直接伸びているほぼ一定の幅の
少なくとも第１の伸長した細い分配スロットと、反応領
域２０へ塞がれていない連続方式で分配するために伸長
した通路から直接ガスを運搬するためのガス供給面のエ
ッジ部が溝の領域が形成されている。ほぼ一定の幅の少
なくとも１つの伸長した第２排気通路３２は、反応領域
２０から廃ガス副生成物を除去するために伸長した部分
に形成されている。丸みのついた側面領域４２のエッジ
部に沿って直接伸長し、エッジ部が溝の領域からできる
だけ離れて位置している。
イ素化合物、例えば、テトラエチルオルトシリケート
と、１種以上の酸化剤、例えば、オゾンを反応領域の基
板表面に送るための一方向インジェクタシステムが提供
される。インジェクタシステムには、少なくとも２つの
末端面４２をもつ伸長した単一のインジェクタ部分４０
と、１つの丸みのついた側面領域とエッジ部が溝の領域
を含んでいる伸長した外部ガス供給面とが含まれてい
る。丸みのついた側面領域とエッジ部が溝の領域の全幅
は、好ましくは約25〜100 mmの範囲にある。ガス供給面
は、基板に直接面している伸長した部分の長さに沿って
伸長している。少なくとも第１の伸長した通路又はイン
ジェクタスロット１４は、前記伸長した部分につくられ
ている。インジェクタスロット１４は、ガスを受容する
ための末端面の間に伸長している。伸長した部分には、
伸長した第１通路の間に直接伸びているほぼ一定の幅の
少なくとも第１の伸長した細い分配スロットと、反応領
域２０へ塞がれていない連続方式で分配するために伸長
した通路から直接ガスを運搬するためのガス供給面のエ
ッジ部が溝の領域が形成されている。ほぼ一定の幅の少
なくとも１つの伸長した第２排気通路３２は、反応領域
２０から廃ガス副生成物を除去するために伸長した部分
に形成されている。丸みのついた側面領域４２のエッジ
部に沿って直接伸長し、エッジ部が溝の領域からできる
だけ離れて位置している。
【００３０】一方向インジェクタシステムの任意の実施
態様においては、システムにはエッチング化学種を受容
するために末端面の間に伸びている伸長したインジェク
タ部分に形成された少なくとも第２の排気通路が含まれ
ている。少なくとも第２の伸長した細いインジェクタス
ロットは、単一の伸長した部分に形成されている。少な
くとも１つの伸長した第２通路と、伸長した第２通路か
らエッチング化学種を運搬するとともにエッジが溝の領
域から離れてかつインジェクタ部分４０の側面に向って
送られる伸長した外部ガス供給面に沿ってエッチング化
学種を分配するためのガス供給面の丸みのついた側面領
域との間に直接伸びている。
態様においては、システムにはエッチング化学種を受容
するために末端面の間に伸びている伸長したインジェク
タ部分に形成された少なくとも第２の排気通路が含まれ
ている。少なくとも第２の伸長した細いインジェクタス
ロットは、単一の伸長した部分に形成されている。少な
くとも１つの伸長した第２通路と、伸長した第２通路か
らエッチング化学種を運搬するとともにエッジが溝の領
域から離れてかつインジェクタ部分４０の側面に向って
送られる伸長した外部ガス供給面に沿ってエッチング化
学種を分配するためのガス供給面の丸みのついた側面領
域との間に直接伸びている。
【００３１】実験
性能基準全体を調べるために上で開示された本発明の種
々の実施態様の試験を行った。これらの基準には、微粒
子の生成、膜の収縮、インサイチュインジェクタ洗浄の
容易さ、又は十分に開発された二方向フロープロセスパ
ラメータの拡張を含む所望の選択的堆積を超えた多くの
要因が含まれている。図１０Ａと図１０Ｂ及び図１１Ａ
と図１１Ｂは、広い堆積領域が堆積の選択性を管理する
ために使用し得ることを意味している実験結果を示す図
である。図１０Ａのパネルi、ii、及びiiiに示された走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真は、図７Ａに示された
標準的ＣＶＤ用に形成された従来技術のインジェクタか
ら左下のケイ素表面と右上のＳiＮy表面をもつ広いステ
ップのミクロ構造についての静的基板堆積を示す写真で
ある。リニアインジェクタは、水平装置の中心線の両側
の約30 mmに位置している（図１０Ｂのx軸については0
mm）。即ち、ガス噴出口の中心線は、図１０Ｂにおいて
は‐30 mmと＋30 mmに位置している。図１０ＡのＳＥＭ
写真と図１０Ｂの積算された膜の厚さトレースが証明し
ているように、膜堆積は２つのリニアインジェクタのそ
れぞれのすぐ下の反応領域に局在している。反応性化学
種は排気通路を通って反応領域から効率よく除去される
ので、２つの反応領域の間の領域では堆積がほとんどゼ
ロまで落ちている。３枚の静的プリントサブ領域（図１
０Ｂのトレース１、２、及び３）は、選択的堆積を示し
ていない。
々の実施態様の試験を行った。これらの基準には、微粒
子の生成、膜の収縮、インサイチュインジェクタ洗浄の
容易さ、又は十分に開発された二方向フロープロセスパ
ラメータの拡張を含む所望の選択的堆積を超えた多くの
要因が含まれている。図１０Ａと図１０Ｂ及び図１１Ａ
と図１１Ｂは、広い堆積領域が堆積の選択性を管理する
ために使用し得ることを意味している実験結果を示す図
である。図１０Ａのパネルi、ii、及びiiiに示された走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真は、図７Ａに示された
標準的ＣＶＤ用に形成された従来技術のインジェクタか
ら左下のケイ素表面と右上のＳiＮy表面をもつ広いステ
ップのミクロ構造についての静的基板堆積を示す写真で
ある。リニアインジェクタは、水平装置の中心線の両側
の約30 mmに位置している（図１０Ｂのx軸については0
mm）。即ち、ガス噴出口の中心線は、図１０Ｂにおいて
は‐30 mmと＋30 mmに位置している。図１０ＡのＳＥＭ
写真と図１０Ｂの積算された膜の厚さトレースが証明し
ているように、膜堆積は２つのリニアインジェクタのそ
れぞれのすぐ下の反応領域に局在している。反応性化学
種は排気通路を通って反応領域から効率よく除去される
ので、２つの反応領域の間の領域では堆積がほとんどゼ
ロまで落ちている。３枚の静的プリントサブ領域（図１
０Ｂのトレース１、２、及び３）は、選択的堆積を示し
ていない。
【００３２】図１０Ａと図１０Ｂは、それぞれ図１０Ａ
に示されたものと同じ基板のＳＥＭ写真と堆積速度と積
算された膜の厚さのトレースを示している。この実験に
おいては、図１２に示されている本発明の一方向インジ
ェクタを用いた。この場合の一方向堆積領域２０の物理
的幅は、約75 mmであった。化学堆積幅を示している図
１１Ｂのグラフのゼロでない部分が物理的幅に極めて近
い約78 mmであることに留意されたい。図１１Ａのパネ
ルｉ、ii、及びiiiに示されるように、基板のＳiＯx領
域はＳiＮY領域より堆積した膜が厚い層を蓄積してい
る。図１１Ｂは、静的基板上の位置の関数として堆積速
度が図１０Ｂに示されていないテールがどうしてあるか
を示しているグラフである。更に、積算された厚さのト
レースは、ガス噴出口の中心線を約60 mm〜70 mmも離れ
て膜の厚さの連続する蓄積を示している（図１１Ｂの‐
30 mmでわかる）。図１１Ｂの３つのインジェクタプリ
ント領域すべてが少なくとも選択的挙動を示している。
サブ領域３の場所は、選択性がインジェクタ出口の中心
線から15 mmを幾分超えて始まることを示している。本
発明は、一部には、リニアインジェクタ堆積の幅を伸長
することにより選択的堆積を提供する。図１１Ｂの選択
的堆積は、図１０Ｂのバルク堆積と比べたときにサブ領
域３と関連がある“よじれ”、サブ領域２を画成してい
る中程度に傾斜した“リニア”領域、及びサブ領域１の
浅い傾斜の“テール”に関係している。図１０ＡのＳＥ
Ｍ写真は、サブ領域３からサブ領域に移動したときに、
選択性が向上し、堆積速度が低下することを意味してい
る。従って、堆積領域２０の幅は、高選択的と高堆積速
度の相互の独占的組合わせを最適にするために調整しな
ければならない。
に示されたものと同じ基板のＳＥＭ写真と堆積速度と積
算された膜の厚さのトレースを示している。この実験に
おいては、図１２に示されている本発明の一方向インジ
ェクタを用いた。この場合の一方向堆積領域２０の物理
的幅は、約75 mmであった。化学堆積幅を示している図
１１Ｂのグラフのゼロでない部分が物理的幅に極めて近
い約78 mmであることに留意されたい。図１１Ａのパネ
ルｉ、ii、及びiiiに示されるように、基板のＳiＯx領
域はＳiＮY領域より堆積した膜が厚い層を蓄積してい
る。図１１Ｂは、静的基板上の位置の関数として堆積速
度が図１０Ｂに示されていないテールがどうしてあるか
を示しているグラフである。更に、積算された厚さのト
レースは、ガス噴出口の中心線を約60 mm〜70 mmも離れ
て膜の厚さの連続する蓄積を示している（図１１Ｂの‐
30 mmでわかる）。図１１Ｂの３つのインジェクタプリ
ント領域すべてが少なくとも選択的挙動を示している。
サブ領域３の場所は、選択性がインジェクタ出口の中心
線から15 mmを幾分超えて始まることを示している。本
発明は、一部には、リニアインジェクタ堆積の幅を伸長
することにより選択的堆積を提供する。図１１Ｂの選択
的堆積は、図１０Ｂのバルク堆積と比べたときにサブ領
域３と関連がある“よじれ”、サブ領域２を画成してい
る中程度に傾斜した“リニア”領域、及びサブ領域１の
浅い傾斜の“テール”に関係している。図１０ＡのＳＥ
Ｍ写真は、サブ領域３からサブ領域に移動したときに、
選択性が向上し、堆積速度が低下することを意味してい
る。従って、堆積領域２０の幅は、高選択的と高堆積速
度の相互の独占的組合わせを最適にするために調整しな
ければならない。
【００３３】上記詳細な説明で述べたように、選択的堆
積領域内の流れは、好ましくは、図４Ａに示されたよう
に一方向であってもよく、図４Ｂに示されたように二方
向であってもよい。図４Ａと図４Ｂいずれにおいても、
“ＣＦＤモデリング領域”と標識された点線の囲みは、
次のようにガス再循環のない流路を確実にするためにコ
ンピュータ流体力学（ＣＦＤ）モデリングによって調べ
られた流路を意味している。本発明のＣＶＤシステムと
インジェクタは、ＣＦＤリサーチコーポレーションと反
応デザインによるケムキン製の“ＣＦＤ-ＡＣＥ”ソフ
トウエアパッケージを用いてコンピュータ流体力学（Ｃ
ＦＤ）モデリングによって調べた。ＡＳＭＬ ＵＳ社ス
タッフによって開発された追加の演算手順も用いた。Ｃ
ＦＤモデリングの主要な利点は、重要な堆積領域内のガ
ス再循環の予備ハードウエア排除である。再循環によっ
て空中の小さな粒子の生成が生じ得る。そのときに、こ
れらの粒子は、基板表面に落ちることがある。この種類
の微粒子の混入は、一般的には半導体処理工業において
電子回路操作に非常に有害なものとしてみなされてい
る。図１３〜１５は、それぞれ図４Ａと図４Ｂに示され
た本発明の一方向（図１３）の一例と二方向（図１４と
図１５）の一例のＣＦＤモデリング結果を示す図であ
る。それぞれの場合において、流れ関数とモデル出力に
よって生成された詳細な速度ベクトルプロットは、再循
環が反応性ガス流路に起こらないことを示した。ＣＦＤ
モデリングパッケージは、当該技術、例えば、ＣＦＤリ
サーチ社やフルーエント社において周知であり、通常の
コンピュータシミュレーションにより選択的堆積領域の
大きさと化学蒸着を最適にするために用いることができ
る。
積領域内の流れは、好ましくは、図４Ａに示されたよう
に一方向であってもよく、図４Ｂに示されたように二方
向であってもよい。図４Ａと図４Ｂいずれにおいても、
“ＣＦＤモデリング領域”と標識された点線の囲みは、
次のようにガス再循環のない流路を確実にするためにコ
ンピュータ流体力学（ＣＦＤ）モデリングによって調べ
られた流路を意味している。本発明のＣＶＤシステムと
インジェクタは、ＣＦＤリサーチコーポレーションと反
応デザインによるケムキン製の“ＣＦＤ-ＡＣＥ”ソフ
トウエアパッケージを用いてコンピュータ流体力学（Ｃ
ＦＤ）モデリングによって調べた。ＡＳＭＬ ＵＳ社ス
タッフによって開発された追加の演算手順も用いた。Ｃ
ＦＤモデリングの主要な利点は、重要な堆積領域内のガ
ス再循環の予備ハードウエア排除である。再循環によっ
て空中の小さな粒子の生成が生じ得る。そのときに、こ
れらの粒子は、基板表面に落ちることがある。この種類
の微粒子の混入は、一般的には半導体処理工業において
電子回路操作に非常に有害なものとしてみなされてい
る。図１３〜１５は、それぞれ図４Ａと図４Ｂに示され
た本発明の一方向（図１３）の一例と二方向（図１４と
図１５）の一例のＣＦＤモデリング結果を示す図であ
る。それぞれの場合において、流れ関数とモデル出力に
よって生成された詳細な速度ベクトルプロットは、再循
環が反応性ガス流路に起こらないことを示した。ＣＦＤ
モデリングパッケージは、当該技術、例えば、ＣＦＤリ
サーチ社やフルーエント社において周知であり、通常の
コンピュータシミュレーションにより選択的堆積領域の
大きさと化学蒸着を最適にするために用いることができ
る。
【００３４】このようにして、半導体工業に著しい改良
が得られた。具体的な実施態様は、個々の構造について
記載してきた。当業者は、特許請求の範囲の範囲内に包
含しつつ種々の変更や修正がなされ得ることを理解する
であろう。本発明の個々の実施態様と実施例の前述の説
明は、例示と説明のために示したものであり、本発明を
ある前述の例で示してきたが限定するものとして解釈さ
れるべきではない。本発明が開示された正確な形に網羅
され限定されるものでなく、上記教示を考慮して多くの
修正、実施態様、又は変更が可能であることは明らかで
ある。本発明の範囲は、本明細書に開示された包括的領
域を包含し、前述の特許請求の範囲とその均等物による
ものである。
が得られた。具体的な実施態様は、個々の構造について
記載してきた。当業者は、特許請求の範囲の範囲内に包
含しつつ種々の変更や修正がなされ得ることを理解する
であろう。本発明の個々の実施態様と実施例の前述の説
明は、例示と説明のために示したものであり、本発明を
ある前述の例で示してきたが限定するものとして解釈さ
れるべきではない。本発明が開示された正確な形に網羅
され限定されるものでなく、上記教示を考慮して多くの
修正、実施態様、又は変更が可能であることは明らかで
ある。本発明の範囲は、本明細書に開示された包括的領
域を包含し、前述の特許請求の範囲とその均等物による
ものである。
【図１】図１Ａは、皿状化の問題を示している概略図で
あり、図１Ｂは、従来のＳiＯxを充填した浅いトレンチ
の孤立（ＳＴＩ）プロセス順序において用いられた費用
のかかる“逆活性”マスクステップの要求がどのような
結果となるかを示している概略図である。
あり、図１Ｂは、従来のＳiＯxを充填した浅いトレンチ
の孤立（ＳＴＩ）プロセス順序において用いられた費用
のかかる“逆活性”マスクステップの要求がどのような
結果となるかを示している概略図である。
【図２】典型的な浅いトレンチの孤立デバイス構造を示
している断面図である。
している断面図である。
【図３】本発明の実施態様の排気通路を通って排出され
る前に反応する反応ガスの反応時間が延長された本発明
の実施態様のＣＶＤシステムの概略図である。
る前に反応する反応ガスの反応時間が延長された本発明
の実施態様のＣＶＤシステムの概略図である。
【図４】図４Ａは、本発明のシステムの一方向インジェ
クタの実施態様の断面図であり、図４Ｂは、本発明のシ
ステムの二方向インジェクタ実施態様の断面図である。
クタの実施態様の断面図であり、図４Ｂは、本発明のシ
ステムの二方向インジェクタ実施態様の断面図である。
【図５】２つの出口をもつ本発明のシステムの実施態
様、二方向インジェクタアセンブリの側立断面図であ
る。
様、二方向インジェクタアセンブリの側立断面図であ
る。
【図６】従来技術のＣＶＤシステムとインジェクタと本
発明のＣＶＤシステムとインジェクタのインジェクタ出
口からの距離を関数として化学種の理論濃度示すグラフ
である。
発明のＣＶＤシステムとインジェクタのインジェクタ出
口からの距離を関数として化学種の理論濃度示すグラフ
である。
【図７】図７Ａは、従来技術の堆積領域の反応性ガス流
路であり、図７Ｂは、本発明の堆積領域の反応性ガス流
路であり、それらの間の差を示している断面図である。
路であり、図７Ｂは、本発明の堆積領域の反応性ガス流
路であり、それらの間の差を示している断面図である。
【図８】図８Ａは、従来のプロセスの複雑なＳＴＩプロ
セス順序を示す図であり、図８Ｂは、対照的に、図５に
示されたシステムを用いて本発明によって得られたプロ
セス順序を示す図である。
セス順序を示す図であり、図８Ｂは、対照的に、図５に
示されたシステムを用いて本発明によって得られたプロ
セス順序を示す図である。
【図９】本発明の実施態様に従ってエッチング剤洗浄を
行うために本発明の二方向ＣＶＤ装置がどのように形成
することができるかを一例として示している概略図であ
る。
行うために本発明の二方向ＣＶＤ装置がどのように形成
することができるかを一例として示している概略図であ
る。
【図１０】図１０Ａは、従来技術のインジェクタを用い
た選択的堆積を与える試みの結果を示すＳＥＭの写真で
あり、図１０Ｂは、従来技術のインジェクタを用いた選
択的堆積を与える試みのチャート結果である。
た選択的堆積を与える試みの結果を示すＳＥＭの写真で
あり、図１０Ｂは、従来技術のインジェクタを用いた選
択的堆積を与える試みのチャート結果である。
【図１１】図１１Ａは、本発明の実施態様の方法とシス
テムを用いた選択的堆積のＳＥＭ写真であり、図１１Ｂ
は、本発明の実施態様の方法とシステムを用いた選択的
堆積のチャート結果である。
テムを用いた選択的堆積のＳＥＭ写真であり、図１１Ｂ
は、本発明の実施態様の方法とシステムを用いた選択的
堆積のチャート結果である。
【図１２】図１１Ａと図１１Ｂに示されたデータを与え
るために用いられたインジェクタ構造の概略図である。
るために用いられたインジェクタ構造の概略図である。
【図１３】図４Ａのシステムのコンピュータ流体力学
（ＣＦＤ）モデリング結果を示す図である。
（ＣＦＤ）モデリング結果を示す図である。
【図１４】図４ＢのシステムのＣＦＤモデリング結果を
示す図である。
示す図である。
【図１５】二方向インジェクタを用いた本発明のシステ
ムの実施態様の追加のＣＦＤモデリング結果を示す図で
ある。
ムの実施態様の追加のＣＦＤモデリング結果を示す図で
ある。
１０…ＣＶＤシステム、１２…基板、１４…インジェク
タ、１６…ガス供給管、２０…反応領域、２２…排気
口、２４…上壁、２６…基板支持体、３０…中央のバッ
ファガスインジェクタ、３２…末端のバッファガスイン
ジェクタ、４０…伸長したインジェクタ部分、４２…丸
みのついた側面領域、４４…ベント部分、５０…外部底
面、５１…平面領域、５２…輪郭に合った側面領域、５
８…排気マニホールド、６０…排気口ライン、６６…逆
のフロー排出スロット。
タ、１６…ガス供給管、２０…反応領域、２２…排気
口、２４…上壁、２６…基板支持体、３０…中央のバッ
ファガスインジェクタ、３２…末端のバッファガスイン
ジェクタ、４０…伸長したインジェクタ部分、４２…丸
みのついた側面領域、４４…ベント部分、５０…外部底
面、５１…平面領域、５２…輪郭に合った側面領域、５
８…排気マニホールド、６０…排気口ライン、６６…逆
のフロー排出スロット。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１２月３日（２００２．１２．
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】皿状化の問題を示している概略図である。
【図１Ｂ】従来のＳiＯxを充填した浅いトレンチの孤立
（ＳＴＩ）プロセス順序において用いられた費用のかか
る“逆活性”マスクステップの要求がどのような結果と
なるかを示している概略図である。
（ＳＴＩ）プロセス順序において用いられた費用のかか
る“逆活性”マスクステップの要求がどのような結果と
なるかを示している概略図である。
【図２】典型的な浅いトレンチの孤立デバイス構造を示
している断面図である。
している断面図である。
【図３】本発明の実施態様の排気通路を通って排出され
る前に反応する反応ガスの反応時間が延長された本発明
の実施態様のＣＶＤシステムの概略図である。
る前に反応する反応ガスの反応時間が延長された本発明
の実施態様のＣＶＤシステムの概略図である。
【図４Ａ】本発明のシステムの一方向インジェクタの実
施態様の断面図である。
施態様の断面図である。
【図４Ｂ】本発明のシステムの二方向インジェクタの実
施態様の断面図である。
施態様の断面図である。
【図５】２つの出口をもつ本発明のシステムの実施態
様、二方向インジェクタアセンブリの側立断面図であ
る。
様、二方向インジェクタアセンブリの側立断面図であ
る。
【図６】従来技術のＣＶＤシステムとインジェクタと本
発明のＣＶＤシステムとインジェクタのインジェクタ出
口からの距離を関数として化学種の理論濃度示すグラフ
である。
発明のＣＶＤシステムとインジェクタのインジェクタ出
口からの距離を関数として化学種の理論濃度示すグラフ
である。
【図７Ａ】従来技術の堆積領域の反応性ガス流路であ
る。
る。
【図７Ｂ】本発明の堆積領域の反応性ガス流路であり、
それらの間の差を示している断面図である。
それらの間の差を示している断面図である。
【図８Ａ】従来のプロセスの複雑なＳＴＩプロセス順序
を示す図である。
を示す図である。
【図８Ｂ】対照的に、図５に示されたシステムを用いて
本発明によって得られたプロセス順序を示す図である。
本発明によって得られたプロセス順序を示す図である。
【図９】本発明の実施態様に従ってエッチング剤洗浄を
行うために本発明の二方向ＣＶＤ装置がどのように形成
することができるかを一例として示している概略図であ
る。
行うために本発明の二方向ＣＶＤ装置がどのように形成
することができるかを一例として示している概略図であ
る。
【図１０Ａ】従来技術のインジェクタを用いた選択的堆
積を与える試みの結果を示すＳＥＭの写真である。
積を与える試みの結果を示すＳＥＭの写真である。
【図１０Ｂ】従来技術のインジェクタを用いた選択的堆
積を与える試みのチャート結果である。
積を与える試みのチャート結果である。
【図１１Ａ】本発明の実施態様の方法とシステムを用い
た選択的堆積のＳＥＭ写真である。
た選択的堆積のＳＥＭ写真である。
【図１１Ｂ】本発明の実施態様の方法とシステムを用い
た選択的堆積のチャート結果である。
た選択的堆積のチャート結果である。
【図１２】図１１Ａと図１１Ｂに示されたデータを与え
るために用いられたインジェクタ構造の概略図である。
るために用いられたインジェクタ構造の概略図である。
【図１３】図４Ａのシステムのコンピュータ流体力学
（ＣＦＤ）モデリング結果を示す図である。
（ＣＦＤ）モデリング結果を示す図である。
【図１４】図４ＢのシステムのＣＦＤモデリング結果を
示す図である。
示す図である。
【図１５】二方向インジェクタを用いた本発明のシステ
ムの実施態様の追加のＣＦＤモデリング結果を示す図で
ある。
ムの実施態様の追加のＣＦＤモデリング結果を示す図で
ある。
フロントページの続き
(72)発明者 ニティン ケイ イングル
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
95008 キャンベル ウェスト ハミルト
ン アベニュー 999
(72)発明者 ロバート エス マーフィ
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
95065 サンタ クルーズ エルク スト
リート 118
(72)発明者 コルビィ ディ マットソン
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
95062 サンタ クルーズ オーウェン
ストリート 218
(72)発明者 サミュエル エス クリタ
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
95066 スコッツ ヴァリー バジャ ソ
ル ドライヴ 109
Ｆターム(参考） 4K030 AA01 AA14 BA44 CA04 EA03
FA10 GA04 GA12 JA01 KA49
LA15
5F045 AA03 AB32 AC00 AC09 AE29
AF03 EF01
Claims (13)
- 【請求項１】 少なくとも第１物質の領域と少なくとも
第２物質の領域をもつ基板表面上に膜を堆積するための
化学気相成長システムであって、 １種以上のガスを反応領域に供給し、１種以上の前記ガ
スの前記反応領域における滞留時間が１種以上の前記ガ
スの反応によって１種以上のターゲット化学種を形成す
ることを十分促進させるだけの時間であり、１種以上の
前記ターゲット化学種が前記第２物質上より速い速度で
前記第１物質上に堆積するインジェクタを含む、前記化
学気相成長システム。 - 【請求項２】 前記滞留時間が前記反応領域の容積と前
記反応領域からのガスの排出速度の関数である、請求項
１記載の化学気相成長システム。 - 【請求項３】 前記反応領域の容積が少なくとも上壁と
基板支持体によって画成され、前記上壁まで前記インジ
ェクタによって送られる１種以上の前記ガスが前記反応
領域の容積に受容される、請求項１記載の化学気相成長
システム。 - 【請求項４】 前記基板表面が１種以上の前記ターゲッ
ト化学種に前記滞留時間と横速度双方の関数である所望
時間曝露するように少なくとも１回前記基板支持体を前
記反応領域まで横速度で移動させるためのコンベヤメカ
ニズムを更に含んでいる、請求項３記載の化学気相成長
システム。 - 【請求項５】 前記インジェクタが１種以上の前記ガス
が送られる伸長したガス供給スロットを含んでいる、請
求項１記載の化学気相成長システム。 - 【請求項６】 前記伸長したガス供給スロットとほぼ平
行に配列したチャネルを含む、前記反応領域の容積から
の排出ガスを受容するための少なくとも第１排気通路
と、 前記インジェクタスロットと前記排気通路にほぼ垂直の
向きに前記基板表面を前記反応チャンバまで少なくとも
１回移動させるためのコンベヤメカニズムとを更に含ん
でいる、請求項５記載の化学気相成長システム。 - 【請求項７】 前記インジェクタが、 少なくとも２つの末端面と伸長した外部ガス供給面を有
する伸長した単一部分を更に含んでいる、請求項６記載
の化学気相成長システム。 - 【請求項８】 前記伸長した外部ガス供給面が丸みのつ
いた側面領域と中央の領域の全幅が約50〜200 mmの範囲
にある、２つの丸みのついた側面領域と中央が溝の領域
を更に含み、前記ガス供給面が前記反応領域に直接面し
ている前記部分の長さに沿って伸びている、請求項７記
載の化学気相成長システム。 - 【請求項９】 １種以上の前記ガスの１種がテトラエチ
ルオルトシリケートである、請求項１記載の化学気相成
長システム。 - 【請求項１０】 １種以上の前記ガスの１種がオゾンで
ある、請求項１記載の化学気相成長システム。 - 【請求項１１】 前記基板が半導体ウエハである、請求
項１記載の化学気相成長システム。 - 【請求項１２】 少なくとも第１物質の領域と第２物質
の領域をもつ基板表面上に膜を堆積する方法であって、 １種以上のガスを第１流速で反応領域の容積に送るステ
ップと、 １種以上の反応成分の前記ガスを反応させて１種以上の
ターゲット化学種と１種以上の廃ガスのガス混合物を形
成するステップと、 前記反応領域からの前記ガス混合物を排気流速で排出さ
せるステップと、 前記反応領域における１種以上の前記ガスの滞留時間が
１種以上の前記ガスから１種以上のターゲット化学種を
形成することを十分促進させるだけの時間であり、１種
以上の前記ターゲット化学種が前記第１物質上に前記第
２物質上より速い速度で堆積するように前記反応領域の
容積に相対する前記排気流速と前記第１流速の割合を制
御するステップと、 前記基板を少なくとも１回前記反応領域まで移動させて
前記表面を１種以上の前記ターゲット化学種に曝露する
ステップとを含む、前記方法。 - 【請求項１３】 前記廃ガスが１種以上の前記反応ガス
と、未反応の反応ガスと、堆積していないターゲット化
学種との反応の副生成物を含んでいる、請求項１２記載
の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33549401P | 2001-11-01 | 2001-11-01 | |
| US60/335494 | 2001-11-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=23312014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| CN (1) | CN1424429A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060612 |