JP2013533639A - 流動性ｃｖｄによる間隙充填用の酸化物を多く含むライナ層 - Google Patents

流動性ｃｖｄによる間隙充填用の酸化物を多く含むライナ層 Download PDF

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Abstract

低い体積割合のボイドを含む間隙充填酸化ケイ素層の形成について説明する。堆積は、酸素の乏しい流動性のより高い間隙充填層の前に酸素を多く含む流動性のより低いライナ層を形成することを伴う。しかし、このライナ層は、間隙充填層と同一のチャンバ内において堆積される。ラジカル成分と励起されない（すなわちプラズマ出力印加により直接的には励起されない）シリコン含有前駆体とを組み合わせることにより、ライナ層および間隙充填層を共に形成することができる。ライナ層は、間隙充填層よりも酸素含有量が高く、より共形的に堆積する。ライナ層が存在することにより、間隙充填層の堆積速度を速めることができる。間隙充填層は、シリコン、酸素、および窒素を含んでもよく、高温にてより多くの酸素およびより少ない窒素を含むように転化される。間隙充填ライナが存在することにより、この転化中に導入される気相酸素を増加させるための酸素源が、間隙充填層の下方に提供される。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、「ＯＸＩＤＥ−ＲＩＣＨ ＬＩＮＥＲ ＬＡＹＥＲ ＦＯＲ ＦＬＯＷＡＢＬＥ ＣＶＤ ＧＡＰＦＩＬＬ」と題する２０１１年６月３日に出願されたＬｉ等による米国特許出願第１３／１５３，０１６号のＰＣＴ出願であり、その開示全体が全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる、「ＯＸＩＤＥ−ＲＩＣＨ ＬＩＮＥＲ ＬＡＹＥＲ ＦＯＲ ＦＬＯＷＡＢＬＥ ＣＶＤ ＧＡＰＦＩＬＬ」と題する２０１０年７月３０日に出願されたＬｉ等による米国仮特許出願第６１／３６９，３５２号に関するものであり、該仮特許出願の利益を主張する。
半導体デバイスの形状寸法は、半導体デバイスが導入された数十年前以来、サイズが劇的に縮小されてきた。近年の半導体製造装置は、４５ｎｍ、３２ｎｍ、および２８ｎｍの特徴サイズを有するデバイスを定型的に生産するが、さらにより小さな形状寸法を有するデバイスを作製する新しい装置が開発および実現されつつある。特徴サイズの縮小により、デバイス上の構造特徴は、縮小された空間寸法を有することになる。デバイス上の間隙およびトレンチの幅は、誘電体材料で間隙を充填することが困難になる程、間隙の深さ対幅のアスペクト比が大きくなる程度にまで幅狭になる。誘電体材料の堆積は、間隙が完全に充填される前に間隙の上部にて閉塞を生じさせがちであり、これにより、間隙の中間にボイドまたはシームが生じる。
長年にわたり、誘電体材料により間隙の上部が閉塞されるのを回避するために、または形成されたボイドもしくはシームを「解消」するために、多数の技術が開発されてきた。１つのアプローチは、スピン基板表面に対して液相で塗布することができる高流動性前駆体材料（例えばＳＯＧ堆積技術など）に端を発している。これらの流動性前駆体は、ボイドまたは脆弱シームを形成することなく非常に小さな基板間隙内に流入し充填することが可能である。しかし、これらの高流動性材料は、堆積された後には、固相誘電体材料へと硬化されなければならない。
多数の例において、この硬化プロセスは、堆積された材料から炭素基およびヒドロキシル基を除去して酸化ケイ素などの固相誘電体を後に残すための熱処理を含む。残念ながら、離脱したこれらの炭素種およびヒドロキシル種は、硬化された誘電体中に、最終材料品質を低下させる孔をしばしば残す。さらに、硬化中の誘電体は、体積収縮を引き起こす傾向がさらにあり、これにより、誘電体と周囲基板との界面にクラックおよび空間が残る恐れがある。いくつかの例においては、硬化された誘電体の体積は、４０％以上も減少する恐れがある。
したがって、基板の間隙およびトレンチ内にボイド、シーム、またはそれらの両方を生じさせることなく、構築された基板上に誘電体材料を形成するための、新しい堆積プロセスおよび堆積材料が必要である。また、孔をより減少させ、収縮をより低下させると共に、依然として生じる収縮に対して対応した、材料および流動性誘電体材料を硬化する方法が必要である。本発明においては、このことおよび他の必要性が対象となる。
低い体積割合のボイドを含む間隙充填酸化ケイ素層の形成について説明する。この堆積は、酸素の乏しい流動性のより高い間隙充填層の前に酸素を多く含む流動性のより低いライナ層を形成することを伴う。しかし、このライナ層は、間隙充填層と同一のチャンバ内において堆積される。ラジカル成分と励起されない（すなわちプラズマ出力印加により直接的には励起されない）シリコン含有前駆体とを組み合わせることにより、ライナ層および間隙充填層を共に形成することができる。ライナ層は、間隙充填層よりも酸素含有量が高く、より共形的に堆積する。ライナ層が存在することにより、間隙充填層の堆積速度を速めることができる。間隙充填層は、シリコン、酸素、および窒素を含んでもよく、高温にてより多くの酸素およびより少ない窒素を含むように転化されてもよい。間隙充填ライナが存在することにより、この転化中に導入される気相酸素を増加させるための酸素源が、間隙充填層の下方に提供される。
本発明の実施形態は、トレンチを含むパターニングされた基板上に酸化ケイ素層を形成する方法を含む。この方法は、基板処理チャンバ内に基板を移動させるステップと、次いでトレンチを備える基板の上に酸素を多く含むライナ層を形成するステップとを含む。この方法は、基板の上およびトレンチの中に間隙充填誘電体層を形成するステップをさらに含む。間隙充填誘電体層は、酸素を多く含むライナ層よりも酸素含有量が低く、間隙充填誘電体層は、形成中には流動性を有する。この方法は、酸素の幾分かを酸素を多く含むライナ層から間隙充填誘電体層中に移動させるために、高温にて間隙充填誘電体層を硬化するステップをさらに含む。
さらなる実施形態および特徴は、その一部は以下の説明において示すが、一部は本明細書を精査することにより当業者には明らかになり、または開示の実施形態を実施することにより理解されよう。開示の実施形態の特徴および利点は、本明細書に記載の手段、組合せ、および方法によって実現および達成することができる。
低い体積割合のボイドを含む間隙充填酸化ケイ素層の形成について説明する。この堆積は、酸素の乏しい流動性のより高い間隙充填層の前に酸素を多く含む流動性のより低いライナ層を形成することを伴う。しかし、このライナ層は、間隙充填層と同一のチャンバ内において堆積される。ラジカル成分と励起されない（すなわちプラズマ出力印加により直接的には励起されない）シリコン含有前駆体とを組み合わせることにより、ライナ層および間隙充填層を共に形成することができる。ライナ層は、間隙充填層よりも酸素含有量が高く、より共形的に堆積する。ライナ層が存在することにより、間隙充填層の堆積速度を速めることができる。間隙充填層は、シリコン、酸素、および窒素を含んでもよく、高温にてより多くの酸素およびより少ない窒素を含むように転化されてもよい。間隙充填ライナが存在することにより、この転化中に導入される気相酸素を増加させるための酸素源が、間隙充填層の下方に提供される。
開示の実施形態によるボイドの少ない酸化ケイ素間隙充填誘電体層を作製するための選択されたステップを示す流れ図である。 開示の実施形態による多層誘電体膜の断面図である。 開示の実施形態による酸化物を多く含むライナ層を用いない酸化ケイ素間隙充填の断面図である。 開示の実施形態による酸化物を多く含むライナ層を用いた酸化ケイ素間隙充填の断面図である。 開示の実施形態による基板処理システムを示す図である。 開示の実施形態による基板処理チャンバを示す図である。 開示の実施形態による基板処理チャンバのシャワーヘッドを示す図である。
クラックを生じさせる傾向が低い間隙充填酸化ケイ素層の形成について説明する。この堆積は、トレンチの充填を容易にする流動性シリコン含有層の形成を伴う。高基板温度での後の処理により、先行技術の方法によって形成された流動性膜に比べて、誘電体膜中におけるクラックが減少する。間隙充填酸化ケイ素層の形成に先立ち堆積される圧縮ライナ層について説明するが、これは、後に堆積される膜がクラックを生じる傾向を低下させる。また、流動性シリコン含有層の後に堆積される圧縮キャップ層が、クラックをやはり減少させることが判明している。圧縮ライナ層および圧縮キャップ層は、クラックを減少させるために単独でまたは組み合わせて使用することが可能である。開示の実施形態における圧縮キャップ層は、窒化ケイ素下層を酸化ケイ素層へと変質させ得ることが、さらに判明している。
後の間隙充填層よりも高い酸素含有量を有するライナ層を備えることにより、間隙充填層を酸化ケイ素に転化する際に使用するための別の酸素源が、間隙充填層の下方に提供される。流動性膜は、別個の硬化ステップとして、または後の処理の際の間隙充填膜を備える膜スタックの加熱の自然な副次的結果として、硬化を必要とする場合がある。硬化は、酸素含有環境内において達成することができ、この酸素含有環境から、酸素が、間隙充填層中に移動し、パターニングされた基板上のトレンチ内に間隙充填層を流入可能にするために必要であった成分と置換される。これらの成分は、間隙充填層がトレンチを充填すると、除去することができる。硬化により、これらの成分は酸素と置換され、次いで酸素の一部が、酸化物を多く含むライナ層から間隙充填層内へと拡散する。
次に、本発明をよりよく理解し認識するために、図１〜図３を参照する。これらの図面は、酸化物を多く含むライナ層を使用するために選択されたステップを示す流れ図と、本発明の実施形態による酸化物を多く含むライナ層を組み込んだ構造の断面図である。方法１００は、トレンチを有するパターニングされた基板を基板処理領域内へと移動させること１０２を含む。この例においては、酸化ケイ素ライナ層が、パターニングされた基板上に堆積される１０４。図２は、基板２００から破線２０２まで成長した酸化物を多く含むライナを示す。図３Ｂは、パターニングされた基板３００中のトレンチの上において破線３０２まで成長した酸化物を多く含むライナを示す。ライナ層が堆積された後に、間隙充填誘電体層が、ステップ１０６〜１１０において、ＣＶＤにより成長する。この間隙充填誘電体層は、形成中には、トレンチのより十分な充填を助長するために流動性となる。間隙充填誘電体層２０４、３０４−２は、図２および図３Ｂにそれぞれ図示される。酸化物を多く含むライナ層は、間隙充填誘電体層よりも共形性が高く、いくつかの開示の実施形態においては一般的に共形的であってもよい。間隙充填誘電体層は、トレンチを実質的に充填し得る。
形成の際に流動性を有する間隙充填誘電体層を堆積するために、様々な方法を利用することが可能である。図１の例においては、シリコン前駆体が、基板を収容する基板処理領域へと導入される１０６。別の前駆体は、「ラジカル窒素」前駆体を生成するために遠隔プラズマ領域を通過した後に初めて導入され、次いでこれは、基板処理領域内に流入し１０８、シリコン前駆体と組み合わされる。シリコン含有前駆体は、プラズマ出力の印加により直接的には励起されない。換言すれば、プラズマ出力は、基板処理領域においてプラズマを励起するためには印加されない。この構成により、ライニングを施されたトレンチ内へのシリコン−窒素含有層の流動可能な堆積が得られる１１０。膜の流動性は、堆積が進行するにつれて低下し、硬化作業の際には実質的に除去される。この硬化作業は、シリコン−窒素含有層を酸化ケイ素へと転化すること１１２を伴う。硬化は、パターニングされた基板の温度を上昇させることと、間隙充填誘電体層を酸素含有環境に晒すこととを伴う。酸化物を多く含むライナ層の酸素含有量は、シリコン−窒素含有間隙充填層よりも高い。この温度の上昇により、ライナ層から間隙充填層内への酸化物の拡散が誘発される。このライナ層は、間隙充填誘電体層の下方からの追加的な酸素源を提供する。
ラジカル成分ＣＶＤは、開示の実施形態においては、酸化物を多く含むライナおよび間隙充填層を形成するために利用される。この２つの作業は、同一の基板処理領域内で実施されることにより、所有コストが削減され、スループットが上昇し、界面の完全性が維持される。シリコン含有前駆体は、間隙充填誘電体層の形成の際に流動性を確保するために炭素または窒素を含んでもよい。開示の実施形態においては、シリコン含有前駆体は、硬化プロセスの際に間隙充填層が被る収縮を低減させ得る炭素非含有シリコン含有前駆体である。この炭素非含有シリコン前駆体は、他の種類のシリコン前駆体の中でもとりわけ、例えばシリコン−窒素前駆体、シリコン−水素前駆体、またはシリコン−窒素−水素含有前駆体などであってもよい。これらの前駆体の具体的な例としては、他のシリルアミンの中でもとりわけ、Ｈ２Ｎ（ＳｉＨ３）、ＨＮ（ＳｉＨ３）２、Ｎ（ＳｉＨ３）３などのシリルアミンが挙げられる。これらのシリルアミンは、キャリアガス、反応ガス、またはそれらの両方として作用し得る追加のガスと混合されてもよい。これらの追加のガスの例としては、他のガスの中でもとりわけＨ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈｅ、およびＡｒが挙げられる。また、炭素非含有シリコン前駆体の例としては、また、単体の、あるいは他のシリコン含有ガス（例えばＮ（ＳｉＨ３）３）、水素含有ガス（例えばＨ２）、および／または窒素含有ガス（例えばＮ２、ＮＨ３）と混合された、シラン（ＳｉＨ４）が挙げられる。また、シリコン含有前駆体は、シラン、ジシラン、等々の、炭素または窒素を含まないシリコン成分を含んでもよい。堆積された酸化物膜が、ドープされた酸化物膜である場合には、他のホウ素ドーパントおよびリンドーパントの中でもとりわけ、ＴＥＢ、ＴＭＢ、Ｂ２Ｈ６、ＴＥＰＯ、ＰＨ３、Ｐ２Ｈ６、およびＴＭＰなどのドーパント前駆体がさらに使用されてもよい。
窒素は、ラジカル前駆体およびシリコン含有前駆体のいずれか一方または両方に含まれてもよい。窒素がラジカル前駆体中に存在する場合には、これは、ラジカル窒素前駆体と呼ぶことができる。ラジカル窒素前駆体は、プラズマ内においてより安定的な窒素含有前駆体を励起することにより生成されるプラズマ放出物を含む。例えば、ＮＨ３および／またはヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）を含む比較的安定的な窒素含有前駆体が、チャンバプラズマ領域または処理チャンバ外部の遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）内において活性化されることにより、ラジカル窒素前駆体が形成され、次いで、このラジカル窒素前駆体が、プラズマ非含有基板処理領域内に搬送されてもよい。また、それぞれの実施形態において、この安定的な窒素前駆体は、ＮＨ３およびＮ２、ＮＨ３およびＨ２、ＮＨ３およびＮ２およびＨ２、ならびにＮ２およびＨ２を含む混合気であってもよい。また、ヒドラジンは、Ｎ２およびＨ２との混合気中のＮＨ３の代わりに、またはそれと組み合わせて使用されてもよい。安定的な窒素前駆体の流量は、それぞれの実施形態において、約２００ｓｃｃｍ以上、約３００ｓｃｃｍ以上、約５００ｓｃｃｍ以上、または約７００ｓｃｃｍ以上であってもよい。また、窒素含有前駆体は、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、およびＮＨ４ＯＨを含んでもよい。生成されたラジカル窒素前駆体は、Ｎ、ＮＨ、ＮＨ２、等々の中の１つまたは複数を含んでもよく、プラズマ内で生成されるイオン化核種を伴ってもよい。他の実施形態においては、ラジカル窒素前駆体は、基板処理領域から仕切られた処理チャンバのあるセクション内において生成され、そこにおいて、この前駆体は、混合および反応することにより堆積基板（例えば半導体ウエハ）上にシリコン−窒素層を堆積する。このパーテーションは、シャワーヘッドとも同義的に呼ぶことができる。また、ラジカル窒素前駆体は、アルゴン、ヘリウム、等々のキャリアガスを伴ってもよい。同時に、酸素が（Ｏ２および／またはＯ３の形態で）、このラジカル窒素前駆体およびこの技術を用いて堆積されたライナまたは間隙充填層の中の酸素含有量を調節するために、遠隔プラズマ領域内に送達されてもよい。
トレンチは、ＨＤＰ−ＣＶＤなどの先行技術の間隙充填技術を用いて作製された流動性のより低い膜を使用して、ボイドまたはシームを形成することなく充填することは困難となる場合がある。トレンチは、１：１を大幅に上回る（例えば５：１以上、６：１以上、７：１以上、８：１以上、９：１以上、１０：１以上、１１：１以上、１２：１以上、等々）高さ対幅（すなわちＨ／Ｗ）のアスペクト比（ＡＲ）をもたらす高さおよび幅を有する場合がある。多数の例において、高いＡＲは、約９０ｎｍ〜約２２ｎｍ以下の範囲（例えば約９０ｎｍ、６５ｎｍ、４５ｎｍ、３２ｎｍ、２２ｎｍ、１６ｎｍ、等々）の小さな間隙幅に起因する。これらの限定的な外形寸法は、従来の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）膜の堆積によって完全には充填されない。堆積されるシリコン−窒素含有膜は、幅狭な間隙、トレンチ、および基板の堆積表面上の他の構造部の中への流入を可能にする流動性特徴を有する。この層が流動性であることにより、充填材料の中央部の周囲にボイドまたは脆弱シームを生じさせることなく、高いアスペクト比で間隙を充填することが可能となる。例えば、流動性材料の堆積は、間隙が完全に充填される前に間隙の上部を早期に閉塞させてしまう可能性がより低い。これは、ギャップの中間に残るボイドを減少させるまたは消失させるのに役立つことができる。
この流動性は、少なくとも部分的には、堆積された膜内の有意な水素成分に起因し得る。例えば、堆積された膜は、シラザンタイプのＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ骨格を有してもよい（すなわちＳｉ−Ｎ−Ｈ膜）。また、流動性は、シラザンタイプの短鎖ポリマーから得ることができる。短鎖ポリマーの形成および流動性を可能にする窒素は、ラジカル前駆体またはシリコン含有前駆体のいずれかに由来するものであってもよい。シリコン前駆体およびラジカル窒素前駆体の両方が炭素非含有である場合には、堆積されるシリコン−窒素含有膜はまた、実質的に炭素非含有となる。当然ながら「炭素非含有」は、膜が僅かな量の炭素さえも欠くことを必ずしも意味しない。炭素汚染物質は、最終的には堆積されるシリコン−窒素含有膜になる前駆体物質中に存在してもよい。しかし、これらの炭素不純物の量は、炭素部分を有するシリコン前駆体（例えばＴＥＯＳ、ＴＭＤＳＯ、等々）中に見受けられる量よりもはるかに少ない。
シリコン−窒素含有層の堆積後に、堆積基板は、酸素含有雰囲気に晒されてもよい１１２。堆積基板は、酸素含有雰囲気が導入される際に反応チャンバ内に留まってもよく、または基板は、酸素含有雰囲気が導入される異なるチャンバに移動されてもよい。酸素含有雰囲気は、他の酸素含有ガスの中でもとりわけ分子酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、および窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯ２、等々）などの１つまたは複数の酸素含有ガスを含んでもよい。また、酸素含有雰囲気は、遠隔的に生成され基板チャンバ内に搬送され得る、原子酸素（Ｏ）、水酸化物（ＯＨ）、等々のラジカル酸素種および水酸化物種を含んでもよい。また、酸素含有種のイオンが存在してもよい。
酸素含有雰囲気は、シリコン−窒素含有膜を酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜に転化するための酸素を供給する１１２。先述のように、シリコン−窒素含有膜中に炭素が欠如していることにより、最終的な酸化ケイ素膜中に形成される孔の数は著しく減少する。堆積からアニールにかけての正味の収縮量は、流動性シリコン−酸素含有膜を初めに堆積する場合とは対照的に、流動性シリコン−窒素含有膜を堆積し酸化ケイ素に転化することにより減少する。転化プロセスの際に、基板温度は、約２５℃〜約１１００℃の範囲（例えば約２００℃、約３００℃、約４００℃、約５００℃、約６００℃、約７００℃、約８００℃、約９００℃、約１０００℃、等々）であってもよい。多くの例において、体積縮小は、酸化ケイ素の収縮の結果として間隙内に形成されるシームもしくは空間を充填、解消、または他の様式で対処するための後加熱処理を回避するのに十分な程僅かなものとなる（例えば約１５体積％以下）。一実施形態においては、転化は、２部において行われてもよい。この２部転化は、酸化を開始させるための低温オゾン硬化（例えば２００℃〜約４００℃）と、その後の酸素含有環境内における高温アニールとを含んでもよい。これらの作業中に、酸素を多く含むライナ層から、酸素が間隙充填シリコン−窒素含有層中に拡散することにより、間隙充填層のより十分な転化がなされる。開示の実施形態においては、窒素は、間隙充填層内に依然として存在し得るが、間隙充填材料は、シリコンおよび酸素から主に構成される。
図１のプロセスは、酸化ケイ素が、初めにシリコン−窒素含有層を堆積し、次いでこの層を酸化ケイ素へと転化することにより形成される、プロセスを説明する。他の実施形態においては、堆積される膜は、プラズマにより直接的には励起されていないシリコン−炭素含有前駆体と組み合わされたラジカル酸素前駆体により作製される。この場合には、この堆積される膜は、シリコン−酸素および炭素含有膜となり、この膜は、シリコン−窒素含有膜を伴うプロセスに比較して、後の処理の際により大きな収縮が起こる場合がある。プラズマを通過しない例示的な炭素含有前駆体としては、ＴＭＯＳ、ＴｒｉＭＯＳ、ＴＥＯＳ、ＯＭＣＴＳ、ＨＭＤＳ、ＴＭＣＴＲ、ＴＭＣＴＳ、ＯＭＴＳ、ＴＭＳ、ＨＭＤＳＯ、および／またはＴＭＤＳＯが挙げられる。ラジカル酸素前駆体は、プラズマ内において酸素含有前駆体を励起することにより生成されるプラズマ放出物を含み、例示的な酸素含有前駆体としては、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、およびＮＨ４ＯＨが挙げられる。間隙充填シリコン−酸素および炭素含有層を堆積する前に酸化物を多く含むライナを堆積することにより、表面下酸素が、硬化の際に供給される酸素雰囲気からの酸素を増加させることが可能となる。
開示の実施形態のうちのいくつかの実施形態は、様々な温度および雰囲気を用いた硬化後に複数のアニール段階を含んでもよい。例えば、第１の加熱段階を、蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む雰囲気内においてより低い第１の温度にて実施してもよく、第２の加熱段階を、実質的に水蒸気を欠いた乾燥酸素含有雰囲気内においてより高い第２の温度にて実施してもよい。また、第２の加熱段階は、酸素非含有雰囲気（例えば乾燥Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ、等々）内において実行してもよい。
次に本明細書において提示するライナ層の一般的特性について論じると、開示の実施形態による酸化物を多く含むライナ層は、ターゲットトレンチの幅の半分よりも薄いため、その後に堆積される流動性膜が残りの間隙内に流入することが可能となる。ライナ層の厚さは、様々な実施形態において、約１００Å以下、約７０Å以下、約５０Å以下、または約３０Å以下であってもよい。しかし、酸化物を多く含むライナ層は、硬化の際に再分散するための酸素貯蓄部である。そのため、この厚さは、間隙充填誘電体層中の酸素含有量を上昇させるのに有意な量の酸素を貯蓄するために十分厚くされることになる。また、酸化物を多く含むライナ内の酸素の濃度は、酸素貯蓄量が十分なものとなるように高くされることになる。
酸素を多く含むライナ層と間隙充填層との間の界面が、破線で図２（２０２）および図３Ｂ（３０２）に図示される。この界面は、硬化およびアニールの後には、酸素濃度が再分散時にはより均質になることにより実質的に消失し得る。本出願人等は、いくつかの実施形態において、この界面は、断面ＳＥＭを使用した検出が不能となることを発見した。破線２０２および３０２は、硬化が無かったために界面が存在している場合を示す。図３Ａは、ライナ層を用いない流動性ＣＶＤ間隙充填作業の断面ＳＥＭの画像を示し、図３Ｂは、ライナ層を用いた同一の堆積を示す。孔が、酸化物を多く含むライナ層の不在時に堆積された層３０４−１の間隙充填領域内においては視認可能である３０１。他方で、図３Ｂの堆積された層３０４−２の間隙充填領域においては、孔も界面も視認できない。
酸化物を多く含むライナの酸素含有量は、遠隔プラズマ領域内への前駆体の流量を調節することにより、間隙充填層の酸素含有量よりも多くすることができる。遠隔プラズマ領域内への酸素（Ｏ２）対アンモニア（ＮＨ３）の例示的な流量比は、酸化物を多く含むライナ層の形成の際には約２：１（原子酸素対窒素比の約４：１に相当）になり得る。Ｏ２：ＮＨ３のこの流量比は、間隙充填層の堆積の際には約１：５（原子酸素対窒素比の約２：５に相当）になり得る。これらの比は、ライナ層および間隙充填層に見受けられる化学量論を示唆するものとなる。開示の実施形態においては、ライナ原子酸素対窒素流量比が、間隙充填原子酸素対窒素流量比を上回ることにより、酸化物を多く含むライナの酸素含有量が、間隙充填誘電体層の酸素含有量を上回る。別の実施形態においては、ライナ原子酸素対窒素流量比は、５を超える乗法因子分だけ間隙充填原子酸素対窒素流量比を上回る。
流動性膜の成長時には、チャンバプラズマ領域または基板処理領域のいずれかの圧力は、約１００トール以下、約５０トール以下、約２０トール以下、約１０トール以下、または約５トール以下であってもよい。これらのいずれかまたは両方の領域の圧力は、それぞれの実施形態において約０．２５トール以上、約０．５トール以上、約１トール以上、約２トール以上、または約５トール以上であってもよい。これらの各下限は、圧力に関するいずれかの上限と組み合わされて、開示の実施形態による適切な圧力の追加的な範囲を成してもよい。流動性膜の成長の際にチャンバプラズマ領域に存在するプラズマ条件（ラジカル酸素前駆体および／またはラジカル窒素前駆体を生成するための）として、開示の実施形態においては、約３０００Ｗ〜約１５，０００Ｗ、約４００Ｗ〜約１０，０００Ｗ、または約５０００Ｗ〜約８０００Ｗの高周波（ＲＦ）出力が挙げられる。
流動性膜の成長を進める一方、シリコン含有膜（上述の例においては窒素および／または炭素を含む）の堆積の際には基板温度を比較的低温に維持することができる。流動性酸化物膜は、堆積の際に基板を冷却することにより維持される低温にて基板表面上に堆積してもよい。ペデスタルは、ペデスタルシャフトの内部に加熱導管および／または冷却導管を備えてもよく、これらの導管は、それぞれの実施形態において約４０℃〜約２００℃、約１００℃〜約１６０℃、約１００℃未満、または約４０℃未満に、ペデスタルおよび基板の温度を設定する。
例示的な基板処理システム
堆積システムの実施形態は、集積回路チップを生産するためのより大型の製造システム内に組み込まれてもよい。図４は、開示の実施形態による堆積チャンバ、ベーキングチャンバ、および硬化チャンバからなる１つのかようなシステム４００を示す。この図においては、一対のＦＯＵＰ（前方開口統合ポッド）４０２が、基板（例えば３００ｍｍ直径ウエハ）を供給し、この基板は、ロボットアーム４０４により受けられ、低圧保持区域４０６内に配置され、その後ウエハ処理チャンバ４０８ａ〜４０８ｆの中の１つの中に配置される。第２のロボットアーム４１０は、保持区域４０６から処理チャンバ４０８ａ〜４０８ｆに基板ウエハを搬送し、そして戻すために使用することができる。
処理チャンバ４０８ａ〜４０８ｆは、基板ウエハの上に流動性誘電体膜を堆積、アニール、硬化、および／またはエッチングするための、１つまたは複数のシステム構成要素を備えてもよい。１つの構成においては、２対の処理チャンバ（例えば４０８ｃ〜４０８ｄおよび４０８ｅ〜４０８ｆ）が、基板上に流動性誘電体材料を堆積するために使用されてもよく、第３の対の処理チャンバ（例えば４０８ａ〜４０８ｂ）が、堆積された誘電体をアニールするために使用されてもよい。別の構成においては、同じ２対の処理チャンバ（例えば４０８ｃ〜４０８ｄおよび４０８ｅ〜４０８ｆ）が、基板上に流動性誘電体膜の堆積およびアニールの両方を行うように構成されてもよく、第３の対の処理チャンバ（例えば４０８ａ〜４０８ｂ）が、堆積された膜をＵＶ硬化また電子ビーム硬化するために使用されてもよい。さらに別の構成においては、全ての３つの対のチャンバ（例えば４０８ａ〜４０８ｆ）が、基板上に流動性誘電体膜を堆積および硬化するように構成されてもよい。さらに別の構成においては、２対の処理チャンバ（例えば４０８ｃ〜４０８ｄおよび４０８ｅ〜４０８ｆ）が、流動性誘電体の堆積およびＵＶ硬化または電子ビーム硬化の両方を行うために使用されてもよく、第３の対の処理チャンバ（例えば４０８ａ〜４０８ｂ）が、誘電体膜をアニールするために使用されてもよい。流動性誘電体膜用の堆積チャンバ、アニールチャンバ、および硬化チャンバのさらなる構成が、システム４００により予期されることが理解されよう。
さらに、プロセスチャンバ４０８ａ〜４０８ｆの中の１つまたは複数が、湿式処理チャンバとして構成されてもよい。これらの処理チャンバは、水分を含む雰囲気内において流動性誘電体膜を加熱することを含む。したがって、システム４００の実施形態は、堆積された誘電体膜に対する湿式アニールおよび乾式アニールの両方を実施するために、ウェット処理チャンバ４０８ａ〜４０８ｂおよびアニール処理チャンバ４０８ｃ〜４０８ｄを備えてもよい。
図５Ａは、開示の実施形態による基板処理チャンバ５００である。遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）５１０が、次いでガス入口アセンブリ５１１を通り移動するガスを処理し得る。２つの別個のガス供給チャネルが、ガス入口アセンブリ５１１内に見える。第１のチャネル５１２は、遠隔プラズマシステムＲＰＳ５１０を通過するガスを運搬し、第２のチャネル５１３は、ＲＰＳ５００を迂回する。開示の実施形態においては、第１のチャネル５０２は、プロセスガス用に使用されてもよく、第２のチャネル５１３は、処理ガス用に使用されてもよい。蓋（または導電性上部部分）５２１および有孔パーテーション５５３が、それらの間に絶縁リング５２４を備えているのが示される。この絶縁リング５２４により、有孔パーテーション５５３を基準として蓋５２１にＡＣ電位を印加することができる。プロセスガスは、第１のチャネル５１２を通過してチャンバプラズマ領域５２０内に移動し、単独でまたはＲＰＳ５１０との組合せにおいて、チャンバプラズマ領域５２０内でプラズマにより励起することができる。チャンバプラズマ領域５２０および／またはＲＰＳ５１０の組合せは、本明細書においては遠隔プラズマシステムと呼ばれる場合がある。有孔パーテーション（またはシャワーヘッドとも呼ばれる）５５３は、シャワーヘッド５５３の下方の基板処理領域５７０からチャンバプラズマ領域５２０を隔てる。励起された核種は、チャンバプラズマ領域５２０から基板処理領域５７０内に依然として移動し得るが、シャワーヘッド５５３により、チャンバプラズマ領域５２０内に存在するプラズマが、基板処理領域５７０内のガスを直接的に励起することが回避される。
シャワーヘッド５５３は、チャンバプラズマ領域５２０と基板処理領域５７０との間に位置決めされ、チャンバプラズマ領域５２０内において生成されたプラズマ放出物（前駆体または他のガスの励起された誘導体）が、プレートの厚さにわたって貫通する複数の貫通穴５５６を通過し得るようにする。また、シャワーヘッド５５３は、１つまたは複数の中空体積５５１を有する。この中空体積５５１は、蒸気またはガス（シリコン含有前駆体など）の形態の前駆体で充填することができ、チャンバプラズマ領域５２０内へ直接的には貫通せずに、小穴５５５を通り基板処理領域５７０内へと貫通することができる。シャワーヘッド５５３は、この開示の実施形態においては、貫通穴５５６の最小部分径５５０の長さよりも厚い。チャンバプラズマ領域５２０から基板処理領域５７０に貫入する励起された核種の有意な濃度を維持するために、シャワーヘッド５５３の途中まで貫通する貫通穴５５６のより大きな直径の部分を形成することによって、貫通穴の最小径部分５５０の長さ５２６を制限することができる。開示の実施形態においては、貫通穴５５６の最小径部分５５０の長さは、貫通穴５５６の最小径部分と同一桁以下であってもよい。
図示する実施形態においては、シャワーヘッド５５３は、酸素、水素、および／または窒素、および／または、チャンバプラズマ領域５２０内においてプラズマにより励起された場合のかかるプロセスガスのプラズマ放出物を含む、プロセスガスを（貫通穴５５６を経由して）分散することができる。いくつかの実施形態においては、第１のチャネル５１２を経由してＲＰＳ５１０および／またはチャンバプラズマ領域５２０内に導入されるプロセスガスは、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４を含むＮｘＨｙ、シラン、ジシラン、ＴＳＡ、およびＤＳＡの中の１つまたは複数を含んでもよい。ＲＰＳ５１０を通り流れる酸素対窒素の比は、酸化物を多く含むライナ層を堆積する際には比較的高くし、間隙充填誘電体層を堆積する際には低減させることができる。また、プロセスガスは、ヘリウム、アルゴン、窒素（Ｎ２）、等々のキャリアガスを含んでもよい。また、第２のチャネル５１３は、プロセスガスおよび／またはキャリアガス、および／または成長中の膜もしくは成膜直後の膜から不要な成分を除去するために使用される膜硬化ガスを供給してもよい。プラズマ放出物は、プロセスガスのイオン化誘導体または中性誘導体を含んでもよく、本明細書においては、導入されるプロセスガスの原子成分を指すラジカル酸素前駆体および／またはラジカル窒素前駆体とも呼ばれる場合がある。
いくつかの実施形態においては、貫通穴５５６の個数は、約６０〜約２０００個とすることができる。貫通穴５５６は、様々な形状を有してもよいが、最も容易には円形状に作られる。開示の実施形態においては、貫通穴５５６の最小径部分５５０は、約０．５ｍｍ〜約２０ｍｍであってもよく、または約１ｍｍ〜約６ｍｍであってもよい。また、貫通穴の断面形状の選択においては、ある許容範囲があり、円錐状、円筒状、またはこれら２つの形状の組合せであってもよい。基板処理領域５７０内にガスを導入するために使用される小穴５５５の個数は、それぞれの実施形態において、約１００〜約５０００個であってもよく、または約５００〜約２０００個であってもよい。小穴５５５の直径は、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍとすることができる。
図５Ｂは、開示の実施形態による、処理チャンバと共に使用するためのシャワーヘッド５５３の底面図である。シャワーヘッド５５３は、図５Ａに示すシャワーヘッドに対応する。貫通穴５５６は、シャワーヘッド５５３の底部においてはより大きな内径（ＩＤ）を有し、上部においてはより小さなＩＤを有するように図示される。貫通穴５５６の中でもとりわけ、小穴５５５は、シャワーヘッドの表面にわたって実質的に均一に分散され、これによって、本明細書に記載の他の実施形態よりもより均一な混合が実現する役に立つ。
シャワーヘッド５５３中の貫通穴５５６を通り到達したプラズマ放出物が、中空体積５５１から始まる小穴５５５を通り到達したシリコン含有前駆体と結合すると、例示的な膜が、基板処理領域５７０内においてペデスタル（図示せず）によって支持された基板上に作製される。基板処理領域５７０は、硬化などの他のプロセスのためにプラズマを支援するために設けられてもよいが、この例示的な膜の成長の際には、プラズマは存在しない。
プラズマは、シャワーヘッド５５３の上方のチャンバプラズマ領域５２０内において、またはシャワーヘッド５５３の下方の基板処理領域５７０内において点火することができる。典型的には高周波（ＲＦ）帯域のＡＣ電圧が、処理チャンバの導電性上部部分５２１とシャワーヘッド５５３との間に印加されることにより、堆積の最中にチャンバプラズマ領域５２０内においてプラズマを点火させる。基板処理領域５７０内の底部プラズマが、膜を硬化するかまたは基板処理領域５７０の境界をなす内部表面を洗浄するかのいずれかのために放電されるとき、上部プラズマは、低出力または無出力に留められる。基板処理領域５７０内のプラズマは、シャワーヘッド５５３とチャンバのペデスタルまたは底部との間にＡＣ電圧を印加することにより点火される。プラズマが存在する間に、洗浄ガスが基板処理領域５７０内に導入されてもよい。
基板処理システムは、システムコントローラによって制御される。例示的な一実施形態においては、システムコントローラは、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、およびプロセッサを備える。プロセッサは、シングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）、アナログ入出力ボードおよびデジタル入出力ボード、インターフェースボード、およびステッピングモータコントローラボードを含む。ＣＶＤシステムの様々な部分が、ボード、カードケージ、およびコネクタの寸法およびタイプを規定するバーサモジュラーヨーロピアン（ＶＥＭ）規格に準拠する。また、ＶＥＭ規格は、バス構造を、１６ビットデータバスおよび２４ビットアドレスバスを有するものとして規定する。
システムコントローラは、ＣＶＤマシンの全作業を制御する。システムコントローラは、コンピュータ可読媒体内に記憶されたコンピュータプログラムであるシステム制御ソフトウェアを実行する。好ましくは、この媒体は、ハードディスクドライブであるが、他の種類のメモリであってもよい。コンピュータプログラムは、特定のプロセスのタイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温度、ＲＦ出力レベル、サセプタ位置、および他のパラメータを指示する命令セットを含む。また、例えばフロッピー（登録商標）ディスクまたは他のもう１つの適切なドライブなどを含む他のメモリデバイス上に記憶された他のコンピュータプログラムが、システムコントローラに指示を与えるために使用されてもよい。
基板上に膜スタックを堆積するためのプロセス、またはチャンバを洗浄するためのプロセスは、システムコントローラにより実行されるコンピュータプログラム製品を使用して実施することが可能である。このコンピュータプログラムコードは、任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語、例えば６８０００アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐａｓｃａｌ、Ｆｏｒｔｒａｎ、またはその他などで記述することが可能である。適切なプログラムコードが、通常のテキストエディタを使用して単一のファイルまたは複数のファイル内に入力され、コンピュータのメモリシステムなどのコンピュータ可用媒体に記憶されるかまたは取り込まれる。入力されるコードテキストが、高水準言語で入力される場合には、コードはコンパイルされ、次いで、結果的に得られたコンパイラコードは、事前コンパイルされたＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクされる。このリンクされ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、システムユーザは、このオブジェクトコードを呼び出して、コンピュータシステムにメモリ内のこのコードをロードさせる。次いで、ＣＰＵが、このコードを読み取り実行して、プログラム内に指定されたタスクを実施する。
ユーザとコントローラとの間のインターフェースは、フラットパネルタッチセンサモニタによるものである。好ましい実施形態においては、２つのモニタが使用され、１つは、オペレータ用にクリーンルームの壁内に取り付けられ、他方は、サービス技師用に壁の裏側に取り付けられる。これらの２つのモニタは、同一の情報を同時に表示するが、この場合には、一度に一方のモニタのみが入力を受け付ける。特定の画面または機能を選択するためには、オペレータは、タッチセンサモニタの指定エリアに触れる。触れられたエリアはその強調色を変色させるか、または新規のメニューもしくは画面が表示され、オペレータとタッチセンサモニタとの間における通信の確認を与える。キーボード、マウス、または他のポインティングデバイスもしくは通信デバイスなどの他のデバイスを、ユーザとシステムコントローラとの間の通信を可能にするために、このタッチセンサモニタの代替としてまたは追加として使用することができる。
チャンバプラズマ領域を使用する実施形態においては、励起されたプラズマ放出物は、堆積領域から仕切られた基板処理領域のあるセクションにおいて生成され、そこで、プラズマ放出物は、炭素非含有シリコン含有前駆体と混合および反応して、堆積基板（例えば半導体ウエハ）上にシリコン−窒素層を堆積する。また、励起されたプラズマ放出物は、不活性ガス（例示的な例においてはアルゴン）を伴う。いくつかの実施形態においては、炭素非含有シリコン含有前駆体は、基板プラズマ領域に侵入するまではプラズマを通過しない。ラジカル窒素前駆体は、遠隔プラズマ領域において生成され、基板処理領域内へと移動し、そこでシリコン含有前駆体が、ラジカル窒素前駆体により励起される。いくつかの実施形態においては、シリコン含有前駆体は、ラジカル窒素前駆体のみにより励起される。いくつかの実施形態においては、プラズマ出力が遠隔プラズマ領域のみに対して実質的に印加されることにより、ラジカル窒素前駆体がシリコン含有前駆体に対して優先的に励起を行うようにすることができる。本明細書においては、基板処理領域は、シリコン−窒素含有層の成長の際および低温オゾン硬化の際には「プラズマ不在」であると説明することができる。「プラズマ不在」は、その領域にプラズマが無いことを必ずしも意味しない。プラズマ領域内において生成されたイオン化核種および自由電子は、パーテーション（シャワーヘッド）中の孔（開孔）を通過して移動するが、炭素非含有シリコン含有前駆体は、プラズマ領域に印加されるプラズマ出力によっては実質的に励起されない。チャンバプラズマ領域内のプラズマの境界は、画定が困難であり、シャワーヘッド中の開孔を通り基板処理領域に侵入する場合がある。誘導結合プラズマの場合には、少量のイオン化が、基板処理領域内において直に発生する場合がある。さらに、低強度プラズマが、成形膜の望ましい特徴を消失させることなく、基板処理領域内において生成される場合がある。励起されたプラズマ放出物の生成の際のチャンバプラズマ領域（またはさらに言えば遠隔プラズマ領域）よりもはるかに低い強度のイオン密度を有するプラズマを発生させるあらゆる要因は、本明細書における「プラズマ不在」の範囲から逸脱しない。
本明細書においては、「基板」は、その上に形成された層を伴うまたは伴わない支持基板であってもよい。この支持基板は、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もよく、例えば集積回路の製造において使用されるタイプの半導体基板であってもよい。「酸化ケイ素」の層は、シリコン−酸素含有材料の省略表現として、およびシリコン−酸素含有材料と同義的に使用される。そのため、酸化ケイ素には、種々の濃度の窒素、水素、および炭素等の他の元素成分が含まれてもよい。いくつかの実施形態においては、酸化ケイ素は、シリコンおよび酸素から主に構成される。「前駆体」という用語は、表面から材料を除去するかまたは表面上に材料を堆積させるための反応において役割を果たす任意のプロセスガスを指すために使用される。「励起状態」のガスとは、ガス分子の少なくとも一部が振動励起された、解離された、および／またはイオン化された状態にあるガスを指す。「ガス」（または「前駆体」）は、２つ以上のガス（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「キャリアガス」と共に運搬される物質を含んでもよい。「ラジカル前駆体」は、表面から材料を除去するかまたは表面上に材料を堆積するかのいずれかを行うための反応に関与するプラズマ放出物（プラズマを励起させている励起状態にあるガス）を示すために使用される。「ラジカル窒素前駆体」は、窒素を含むラジカル前駆体であり、「ラジカル水素前駆体」は、水素を含むラジカル前駆体である。「不活性ガス」という表現は、膜のエッチングまたは膜中への組み込みの際に化学結合を形成しない任意のガスを指す。例示的な不活性ガスには、希ガスが含まれるが、（典型的に）僅かな量が膜中に捕獲される際に化学結合を形成しない限りにおいては、他のガスも含まれ得る。
「トレンチ」という用語は、エッチングされた形状寸法が高い水平方向アスペクト比を有することの示唆を含まずに、全体を通じて使用される。表面の上方から見た場合に、トレンチは、円形、楕円形、多角形、矩形、または様々な他の形状に見えるものであってもよい。「ビア」という用語は、垂直方向の電気接続部を形成するために金属で充填され得るまたは充填されなくともよい低アスペクト比のトレンチ（上方から見て）を指すために使用される。本明細書においては、共形層は、表面と同一形状で表面上に位置するほぼ均一な材料層を指し、すなわち、層の表面と覆われる表面とが、ほぼ平行になる。堆積される材料は、おそらく１００％の共形にはなり得ず、したがって「ほぼ」という用語により、許容可能な誤差が認められることが、当業者には理解されよう。
いくつかの実施形態を説明したが、本発明の趣旨から逸脱することなく様々な修正、代替構造、および均等物を使用し得ることが、当業者には理解されよう。さらに、多数の周知のプロセスおよび要素については、本発明を不要に曖昧にすることを回避するために説明していない。したがって、上述の説明は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
数値範囲が提示される場合には、そのコンテクストにおいて別様に明示しない限りは下限単位の１０分の１までの、その範囲の上限と下限との間の各介在値もまた、具体的に開示されたものと理解する。明示した範囲内の任意の明示した値または介在値と、その明示した範囲内の任意の他の明示した値または介在値との間のさらに小さな範囲は、それぞれ包含される。これらのさらに小さな範囲の上限および下限は、この範囲内に個別に含まれてもよく、または除外されてもよく、また、このさらに小さな範囲内にいずれかの限界値が含まれるか、いずれの限界値も含まれないか、または両限界値が含まれるような各範囲は、明示した範囲内の任意の限界値が具体的に除外される場合にはその条件の下において、本発明の範囲に包含される。また、明示した範囲が、これらの限界値の一方または両方を含む場合には、それらの包含された限界値のいずれかまたは両方を除いた範囲も、含まれる。
本明細書においては、および添付の特許請求の範囲においては、「１つの（ａ、ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」という単数形は、別様に明示しない限り複数への言及を含む。したがって、例えば、「１つのプロセス」への言及は、複数のかかるプロセスを含み、「その前駆体」への言及は、当業者には公知である１つまたは複数の前駆体および均等物への言及を含む、等々となる。
また、「備える」、「備えている」、「含む」、および「含んでいる」という語は、本明細書において使用される場合、および以下の特許請求の範囲において使用される場合には、明示した特徴、実体、構成要素、またはステップの存在を具体的に述べることを意図されたものであるが、１つまたは複数の他の特徴、実体、構成要素、ステップ、作用、もしくは群の存在または追加を除外しない。

Claims (15)

  1. トレンチを含むパターニングされた基板上に酸化ケイ素層を形成する方法であって、
    基板処理チャンバ内に前記基板を移動させるステップと、
    前記トレンチを備える前記基板の上に酸素を多く含むライナ層を形成するステップと、
    前記基板の上および前記トレンチの中に間隙充填誘電体層を形成するステップであって、前記間隙充填誘電体層が、前記酸素を多く含むライナ層よりも酸素含有量が低く、前記間隙充填誘電体層が、形成中には流動性を有する、ステップと、
    前記酸素の幾分かを前記酸素を多く含むライナ層から前記間隙充填誘電体層中に移動させるために、高温にて前記間隙充填誘電体層を硬化するステップと
    を含む、方法。
  2. 前記酸素を多く含むライナ層が、前記間隙充填誘電体層よりも共形性が高い、請求項１に記載の方法。
  3. 前記間隙充填誘電体層が、前記トレンチを実質的に充填する、請求項１に記載の方法。
  4. 前記間隙充填誘電体層を形成するステップが、
    プラズマ放出物を形成するために遠隔プラズマ領域内に間隙充填プラズマ前駆体を流入させるステップと、
    前記間隙充填誘電体層を形成するために前記基板処理領域内のシリコン含有前駆体流に前記プラズマ放出物を結合させるステップであって、前記シリコン含有前駆体が、プラズマ出力の印加により直接的に励起されず、前記間隙充填誘電体層が、シリコン−酸素含有層であるステップと
    を含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記酸化物を多く含むライナ層を形成するステップが、
    プラズマ放出物を形成するために遠隔プラズマ領域内にライナプラズマ前駆体を流入させるステップと、
    前記酸素を多く含むライナ層を形成するために前記基板処理領域内のシリコン含有前駆体流に前記プラズマ放出物を結合させるステップであって、前記シリコン含有前駆体が、プラズマ出力の印加により直接的に励起されず、前記間隙充填誘電体層が、シリコン−酸素含有層であるステップと
    を含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記間隙充填プラズマ前駆体を流入させる前記ステップの実施が、間隙充填原子酸素対窒素流量比で、前記遠隔プラズマ領域内に酸素および窒素を流入させるステップを含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記ライナプラズマ前駆体を流入させる前記ステップの実施が、ライナ原子酸素対窒素流量比で、前記遠隔プラズマ領域内に酸素および窒素を流入させるステップを含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記ライナ原子酸素対窒素流量比が、前記間隙充填原子酸素対窒素流量比を上回ることにより、前記酸化物を多く含むライナの酸素含有量が、前記間隙充填誘電体層の酸素含有量を上回る、請求項７に記載の方法。
  9. 前記ライナ原子酸素対窒素流量比が、５を超える乗法因子分だけ前記間隙充填原子酸素対窒素流量比を上回る、請求項８に記載の方法。
  10. 前記シリコン含有前駆体が、シリコン−窒素含有前駆体を含み、前記プラズマ放出物が、ラジカル窒素前駆体を含む、請求項４に記載の方法。
  11. 前記シリコン−窒素含有前駆体が、Ｈ２Ｎ（ＳｉＨ３）、ＨＮ（ＳｉＨ３）２、およびＮ（ＳｉＨ３）３の中の少なくとも１つを含み、前記プラズマ前駆体が、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２、およびＨ２の中の少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記遠隔プラズマ領域が、前記基板処理チャンバ内に位置し、シャワーヘッドにより前記基板処理チャンバから隔てられる、請求項４に記載の方法。
  13. 前記間隙充填誘電体層を硬化する前記ステップの実施が、前記高温にてオゾン含有雰囲気に前記間隙充填誘電体層を晒すことを含む、請求項１に記載の方法。
  14. 前記間隙充填誘電体層を硬化する前記ステップの実施が、その後に、前記高温よりも高いアニール温度にてＯ２、Ｏ３、およびＨ２Ｏの中の少なくとも１つを含む酸素含有雰囲気に前記間隙充填誘電体層を晒すことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記トレンチが、約５０ｎｍ以下の幅を有する、請求項１に記載の方法。
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