JP2016146474A - 改良されたステップカバレッジ誘電体 - Google Patents

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Abstract

【課題】低い基板温度で優れたステップカバレッジを有する誘電体の堆積方法を提供する。
【解決手段】パターン基板を最初にケイ素含有前駆体に曝し、次に酸素含有前駆体に曝すことによって、又は順番を逆にして、酸化ケイ素が改良されたステップカバレッジと堆積される。プラズマ励起は、両方の前駆体に使用される。一度に1つずつ前駆体を曝すことによって、パターン基板上の高アスペクト比の間隙の開口付近での酸化ケイ素の不均衡な堆積が回避される。プラズマ励起前駆体は、既に吸収された領域で低い付着係数及び/又は高い表面拡散速度を示し、それゆえにステップカバレッジにおける改良を実現するために、最後には高アスペクト比の間隙深部に酸化ケイ素を堆積させることになる。
【選択図】図1

Description

本明細書の主題は、酸化ケイ素の堆積に関する。
酸化ケイ素誘電体層は、ケイ素を含む弾力性のあるインターフェースを形成し、高い誘電体強度及びかなり低い誘電率を提供する。これらの特性によって、互いの電気的に活性の特徴を絶縁するために、酸化ケイ素が多用される。酸化ケイ素層を堆積させるための2つの従来の方法は:(1)ケイ素がかなり高温(例えば、1000℃を上回ることもある)で酸化される酸化処理と;(2)ケイ素源及び酸素源がチャンバ内に導入され、エネルギー(例えば、熱)に曝露され、酸化ケイ素層を形成する、化学気相堆積(CVD)処理とを含む。酸化ケイ素CVD処理は、通常、用途次第で、600℃から800℃までの範囲の温度、又は450℃未満の温度で発生する。大きな集積回路のライン幅を満たしている一方で、これらの方法は、高い堆積温度のためにインターフェースで拡散を引き起こし、これにより小型の電気デバイスの電気的特性を低下させる可能性がある。
低い基板温度に加え、半導体デバイスで使用される薄い層には、ライン幅縮小のため、堆積中に原子層制御がますます必要となるだろう。これらの薄い層膜にはまた、優れたステップカバレッジを有することが必要とされるだろう。酸化ケイ素を堆積させるために、ケイ素前駆体は酸素前駆体と交互に配置されてきたが、主に高い基板温度における又は前駆体にハロゲンを含むことによるものであった。
酸化ケイ素が原子層制御で堆積され得る処理空間を広げるための方法が必要とされる。
パターン基板を最初にケイ素含有前駆体に曝し、次に酸素含有前駆体に曝すことによって、又は順番を逆にして、酸化ケイ素が改良されたステップカバレッジと堆積される。プラズマ励起は、両方の前駆体に使用される。一度に1つずつ(one−at−a−time)前駆体を曝すことによって、パターン基板上の高アスペクト比の間隙の開口付近での酸化ケイ素の不均衡な堆積が回避される。プラズマ励起前駆体は、既に吸収された領域で低い付着係数及び/又は高い表面拡散速度を示し、それゆえにステップカバレッジにおける改良を実現するために、最後には高アスペクト比の間隙深部に酸化ケイ素を堆積させることになる。
実施形態は、酸化ケイ素層を形成する方法を含む。方法は、パターン基板を基板処理チャンバの基板処理領域の中に置くことを含む。パターン基板は、高アスペクト比の間隙を含む。方法は、(i)ケイ素含有前駆体を基板処理領域に流し込み、高周波プラズ出力と、オプションで低周波プラズマ出力とを基板処理領域に加えることによって、ケイ素含有プラズマを形成することと、(ii)オプションで、基板処理領域からの未反応のケイ素含有前駆体を含む処理廃水を除去することと、(iii)酸素含有前駆体を基板処理領域に流し込み、高周波プラズマ出力と、オプションで低周波プラズマ出力とを基板処理領域に加えることによって、酸素含有プラズマを形成することと、(iv)オプションで、基板処理領域からの未反応の酸素含有前駆体を含む処理廃水を除去することとを更に含む。
ケイ素含有プラズマ出力は、500ワットから2000ワットまでであり得る。ケイ素含有前駆体は、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケート、オクタメチルトリシロキサン(octamethyltrisiloxane)、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルジメチルジメトキシジシラン(tetramethyldimethyldimethoxydisilane)、テトラメチルシクロテトラシロキサン(tetramethylcyclotetrasiloxane)、ジメチルジメトキシシラン(dimethyldimethoxysilane)、ジエトキシメチルシラン(diethoxymethylsilane)、メチルトリエトキシシラン、トリエトキシシラン、フェニルジメチルシラン(phenyldimethylsilane)及びフェニルシランのうちの一又は複数を含み得る。酸素含有前駆体は、分子状酸素(O)、オゾン(O)、一酸化窒素、二酸化窒素及び一酸化二窒素のうちの一又は複数を含み得る。工程(i)−(iv)は、酸化ケイ素のターゲット厚を実現するために、整数回(例えば10回より多く)繰り返され得る。高アスペクト比の間隙の深さは、1ミクロンを上回り得る。パターン基板の温度は、工程i)及びiii)中には、又は工程i−iv中には、200℃未満で維持され得る。工程i、ii、iii、及びivは、列挙された順に発生し得る。基板処理領域内部の圧力は、工程i中には0.5トルから20トルまでであり得る。
実施形態は、酸化ケイ素層を形成する方法を含む。方法は、パターン基板を基板処理チャンバの基板処理領域の中に置くことを含む。パターン基板は、高アスペクト比の間隙を含む。方法は、(i)酸素含有前駆体を基板処理領域に流し込み、酸素含有プラズ出力を基板処理領域に加えることによって、酸素含有プラズマを形成することと、(ii)基板処理領域からの未反応の酸素含有前駆体を含む処理廃水を除去することと、(iii)ケイ素含有前駆体を基板処理領域に流し込み、ケイ素含有プラズマ出力を基板処理領域に加えることによって、ケイ素含有プラズマを形成することと、(iv)基板処理領域からの未反応のケイ素含有前駆体を含む処理廃水を除去することとを更に含む。
工程i−ivの各反復によって、酸化ケイ素の非常に薄い層がパターン基板上に堆積され得る。実施形態において、高アスペクト比の間隙は、Si貫通電極(TSV)適用に対して1μmから15μmまでの幅を有し得、又は他の適用に対して50nm未満若しくは25nm未満であり得る。基板処理領域内部の圧力は、工程i中には0.5トルから20トルまでであり得る。酸素含有プラズマ出力は、500ワットから2000ワットまでである。
追加の実施形態及び特徴が、一部は以下の記述の中で述べられ、一部は、明細書の検討により当業者に明らかとなるであろうし、又は開示される実施形態の実行により分かるかもしれない。開示される実施形態の特徴と利点は、本明細書に記載される手段、組み合わせ、及び方法を用いて実現及び獲得され得る。
実施形態の性質及び利点のさらなる理解は、本明細書の残りの部分及び図面を参照することにより理解され得る。
実施形態による酸化ケイ素堆積処理のフローチャートである。 実施形態による酸化ケイ素堆積処理のフローチャートである。 実施形態による酸化ケイ素堆積処理中のパターン基板の断面図である。 実施形態による酸化ケイ素堆積処理中のパターン基板の断面図である。
添付の図面において、類似の構成要素及び/又は特徴は、同一の参照符号を有することがある。更に、同種の様々な構成要素は、ダッシュと、類似の構成要素間で区別を行う第2の符号により、参照符号に従って区別され得る。第1の参照符号のみが本明細書において使用されている場合、この記述は、第2の参照符号に関わらず、同一の第1の参照符号を有する類似の構成要素のうちの任意の1つに適用可能である。
パターン基板を最初にケイ素含有前駆体に曝し、次に酸素含有前駆体に曝すことによって、又は順番を逆にして、酸化ケイ素が改良されたステップカバレッジと堆積される。プラズマ励起は、両方の前駆体に使用される。一度に1つずつ前駆体を曝すことによって、パターン基板上の高アスペクト比の間隙の開口近くへの酸化ケイ素の不均衡な堆積が回避される。プラズマ励起前駆体は、既に吸収された領域で低い付着係数及び/又は高い表面拡散速度を示し、それゆえにステップカバレッジにおける改良を実現するために、最後には高アスペクト比の間隙深部に酸化ケイ素を堆積させることになる。
本明細書に記載される方法に従って形成される誘電体層は、改良されたステップカバレッジを有し得る。これらの誘電体層の利点は、特に高アスペクト比の間隙における漏洩電流の低減である。漏電の利点は、記載される方法に従って層を形成する際のステップカバレッジの改良から生じる。本明細書で提示される方法の別の利点は、堆積中のパターン基板温度の低下を含む。テトラエチルオルトシリケートは、通常、堆積中に高い(例えば、>350℃)パターン基板温度を必要とするが、この高い基板温度は、通常の酸化ケイ素堆積方法を熱収支基準からも好ましくない状態にし得る。
本明細書に記載される主題をよりよく理解するために、ここで図1及び図2を参照するが、それらの図は、実施形態に従って酸化ケイ素層を形成する際に例示的に選択される工程を示すフローチャートである。同時に図3A及び図3Bを参照することになるが、これらの図は、実施形態による酸化ケイ素堆積処理中のパターン基板の断面図である。方法101は、ケイ素含有前駆体305を、パターン基板を含む基板処理領域に流し込むこと(工程102)を含む。パターン基板301は、一又は複数の露出された材料(例えば、結晶シリコン)を有し得、図3A及び図3Bに表示されるように高アスペクト比の間隙を有する。実施形態において、ケイ素含有前駆体305は、ケイ素と酸素の両方を含むが、他の元素を含み得る様々な前駆体の1つであり得る。ケイ素含有前駆体305は、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケート、オクタメチルトリシロキサン(octamethyltrisiloxane)、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルジメチルジメトキシジシラン(tetramethyldimethyldimethoxydisilane)、テトラメチルシクロテトラシロキサン(tetramethylcyclotetrasiloxane)、ジメチルジメトキシシラン(dimethyldimethoxysilane)、ジエトキシメチルシラン(diethoxymethylsilane)、メチルトリエトキシシラン、トリエトキシシラン、フェニルジメチルシラン(phenyldimethylsilane)及びフェニルシランのうちの一又は複数を含み得る。
ケイ素含有前駆体305は、基板処理チャンバの基板処理領域に侵入し、局所プラズマ(ケイ素含有プラズマ310)で励起する。ケイ素含有プラズマ310は、いくつかの前駆体、前駆体フラグメント、イオン化フラグメントを含むケイ素含有プラズマ廃水306を形成するために、ケイ素含有前駆体305を励起する。パターン基板301は、工程102でシリコン含有プラズマ廃水に曝露される。基板をケイ素含有プラズマ廃水306に曝露すると、結果的に高ステップカバレッジの酸化ケイ素層315−1が堆積される。ケイ素含有プラズマ廃水306は、高ステップカバレッジの酸化ケイ素層315−1を形成することができる高移動性吸着質構造を形成すると考えられる。
実施形態において、ケイ素含有前駆体305の流れは、停止されてもよく、工程104において、未反応のケイ素含有プラズマ廃水306及び他の処理廃水が基板処理領域から除去される。処理廃水を処理領域から流し去るために、不活性核種を基板処理領域に流し込むことによって、処理廃水が除去されてもよい。代替的に又は組み合わせて、処理廃水が、ポンピングポートを通してポンピングシステムに排出されてもよい。
方法101は、工程106において、酸素含有前駆体307を基板処理領域に流し込むことを更に含む。実施形態において、酸素含有前駆体307は、酸素を含み、酸素から成り得、又は酸素及び窒素から成り得る。酸素含有前駆体307は、分子状酸素(O)、オゾン(O)、一酸化窒素、二酸化窒素及び一酸化二窒素のうちの一又は複数を含み得、又はそれららのうちの一又は複数から成り得る。局所プラズマが、基板処理領域で再び形成され、その局所プラズマは、工程102の局所プラズマと区別されるように、酸素含有プラズマ311と呼ばれる。酸素含有プラズマ前駆体307は、前述同様に、励起した化学フラグメント及び化合物(いくつかの中性のもの及びいくつかのイオン化したもの)を含むように、酸素含有プラズマ311中で変換される。酸素含有プラズマ廃水308が、プラズマ(形成されるすべての励起した核種を表す)中に形成され、パターン基板301と反応し、工程106で、例えば、高アスペクト比の間隙などの上に追加の材料を堆積させる。工程106では、酸化ケイ素層315−2を形成するために、追加の材料が酸化ケイ素層315−1に供給され、化学結合が、処理中に破壊又は再配列され得る。
酸素含有前駆体307の流れは、停止されてもよく、工程108において、未反応の酸素含有プラズマ廃水308及び他の処理廃水が、基板処理領域から除去される。先述のように、処理廃水を処理領域から流し去るために、不活性核種を基板処理領域に流し込むことによって、処理廃水が除去されてもよい。代替的に又は組み合わせて、処理廃水が、ポンピングポートを通してポンピングシステムに排出されてもよい。
厚さは、工程102−108の1サイクル後に十分であり得るが、それ以上のサイクルが望ましいこともある。工程109は、結果として工程102−108が繰り返されるのか、堆積が終了されるのかの決定であり、次に、工程110で、パターン基板301が基板処理領域から除去され得る。工程109は、単に、既に完了したサイクル(102−108)の数と、所望される所定の堆積サイクル数との事実上の比較であり得る。他方で、工程109は、酸化ケイ素層315−2の厚さの非破壊的測定、並びに追加の堆積が所望されるかどうかに関する比較及び決定を含み得る。サイクルがどれほど少ないか又はどれほど多いかに関わらず、本明細書に提示されるすべての方法に従って生成される酸化ケイ素層は、結合配列(bonding arrangement)が、特に非常に薄い層に対して通常のSiO結合配列から逸脱しているにも関わらず、本明細書では、「酸化ケイ素」を含むものとして言及されるだろう。実施形態において、酸化ケイ素層315(315−1か315−2かのどちらか)は、ケイ素及び酸素を含み得、又はケイ素及び酸素から成り得る。酸化ケイ素層は、実施形態によれば、5を上回る、10を上回る、20を上回る、又は30を上回る数に達する整数のサイクル(サイクルとは、集合的に工程102−108である)を使用して形成され得る。
図2では、方法201は、酸素含有前駆体を、パターン基板を含む基板処理領域に流し込むこと(工程202)を含む。パターン基板は、一又は複数の露出された材料及び高アスペクト比の間隙を有し得る。実施形態において、酸素含有前駆体は、酸素を含む、酸素から成る、又は他の元素を含み得る様々な前駆体のうちの1つであり得る。酸素含有前駆体は、方法101に対して挙げられた前駆体を含み得る、又はそれらの前駆体から成り得る。
酸素含有前駆体は、基板処理チャンバの基板処理領域に侵入し、局所プラズマ(「酸素含有」プラズマ)で励起する。酸素含有プラズマは、イオン化及び/又は励起前駆体並びにフラグメントを含む酸素含有プラズマ廃水を形成するために、酸素含有前駆体を励起する。パターン基板は、工程202で、酸素含有プラズマ廃水に曝露される。実施形態において、工程202は、単にパターン基板の表面を酸素終端するものと記述され得る。実施形態において、酸素含有前駆体の流れは停止されてもよく、工程204において、未反応の酸素含有プラズマ廃水及び他の処理廃水が基板処理領域から除去される。処理廃水は、図1を参照して先ほど述べられた手段を使用して除去されてもよい。
方法101は、工程206において、ケイ素含有前駆体を基板処理領域に流し込むことを更に含む。実施形態において、ケイ素含有前駆体は、ケイ素及び酸素を含み、水素及び炭素などの他の元素を含み得る。局所プラズマが、基板処理領域で再び形成され、その局所プラズマは、工程202の局所プラズマと区別されるように、ケイ素含有プラズマと呼ばれる。ケイ素含有前駆体は、先ほど述べられたように、ケイ素含有プラズマ廃水を形成するために、ケイ素含有プラズマ中で変換される。ケイ素含有プラズマ廃水は、パターン基板と反応し、工程206で、例えば、高アスペクト比の間隙上に追加の材料を堆積させる。工程206では、成長している酸化ケイ素層に追加の材料が供給される。ケイ素含有前駆体の流れは停止されてもよく、先述の方法を使用して、工程208において、未反応のケイ素含有プラズマ廃水及び他の処理廃水が、基板処理領域から除去される。
厚さは、工程202−208の1サイクル後に十分であり得るが、それ以上のサイクルが望ましいこともある。工程209は、結果として工程202−208が繰り返されるのか、堆積が終了されるのかの決定であり、工程210で、パターン基板が基板処理領域から除去され得る。工程209は、非破壊的測定又は所定の整数の所望の堆積サイクルを含み得る。実施形態において、方法201中又は後の任意の状態での酸化ケイ素層は、ケイ素及び酸素を含み得、又はケイ素及び酸素から成り得る。酸化ケイ素層は、実施形態によれば、5を上回る、10を上回る、20を上回る、又は30を上回る数に達する整数のサイクル(例えば、202−208)を使用して形成され得る。
実施形態によれば、膜形成のサイクル(4つの連続工程102−108、又は4つの連続工程202−208)は、基板上に1nmから15nmまで又は2nmから10nmまでの厚さを有する酸化ケイ素層を形成し得る。実施形態において、高アスペクト比の間隙は、Si貫通電極(TSV)適用に対して1μmから15μmまでの幅を有し得、又は他の適用に対して50nm未満若しくは25nm未満であり得る。実施形態において、基板温度は、ケイ素含有前駆体を流す工程及び酸素含有前駆体を流す工程の任意の工程中には200℃未満であり得る。基板温度は、工程102及び106中に200℃未満であり得、又は102−108全てを含んだ工程中に200℃未満であり得る。類似して、基板温度は、工程202及び102中に200℃未満であり得、又は202−208全てを含んだ工程中に200℃未満であり得る。
工程102及び206は、プラズマ廃水を生成するために、基板処理領域でケイ素含有前駆体にエネルギーを加えることを含む。工程106及び202は、プラズマ廃水を生成するために、基板処理領域で酸素含有前駆体にエネルギーを加えることを含む。プラズマは、既知の技術(例えば、高周波励起、容量性結合電力又は誘導性結合電力)を使用して生成され得る。実施形態では、エネルギーは、容量性結合プラズマユニットを使用して加えられる。実施形態によれば、プラズマ出力は、150ワットから5000ワットまで、300ワットから3000ワットまで、又は500ワットから2000ワットまでであり得る。
工程102及び206では、ケイ素含有前駆体(例えば、テトラエチルオルトシリケート)は、前駆体の沸点次第で適切なものとして、100mgm(毎分ミリグラム)及び10000mgm、200mgmから5000mgmまで、若しくは500mgmから3000mgmまで又は5sccmから500sccmまで、10sccmから300sccmまで、25sccmから200sccmまで若しくは50sccmから150sccmまでの流量で供給される。工程106及び202では、酸素含有前駆体(例えば、O)は、100sccmから30000sccmまで、50sccmから20000sccmまで、500sccmから10000sccmまで又は1000sccmから7000sccmまでの流量で供給される。基板処理領域内部の圧力は、50トル未満、30トル未満、20トル未満又は15トル未満であり得る。実施形態では、圧力は、0.2トル超過、0.5トル超過、1.5トル超過又は3トル超過であり得る。温度又は圧力についての任意の上限が下限と組み合わされて、追加の実施形態を形成し得る。
本明細書に記載される処理の利点は、間隙の角付近、間隙の底付近、又は間隙の開口付近にさえ、酸化ケイ素が形成されることにある。酸化ケイ素層下のインターフェースの表面及び酸化ケイ素層の表面は、概して平行であり得る。実施形態において、間隙の口付近の酸化ケイ素層の厚さは、間隙の底部における厚さの7%、5%又は3%以内であり得る。
すべての実施形態におけるパターン基板上のギャップの寸法が、ここに記載される。高アスペクト比の間隙の深さ:幅のアスペクト比は、少なくとも4:1、少なくとも5:1、少なくとも6:1、少なくとも8:1、又は少なくとも10:1であり得る。実施形態において、高アスペクト比の間隙は、1μmを上回る、2μmを上回る、3μmを上回る、又は5μmを上回る幅を有し得る。実施形態において、高アスペクト比の間隙は、15μm未満、10μm未満、8μm未満、又は5μm未満の幅を有し得る。実施形態において、高アスペクト比の間隙は、1μmを上回る、5μmを上回る、10μmを上回る、20μmを上回る、35μmを上回る、50μmを上回る、又は100μmを上回る深さを有し得る。
本明細書に記載される各プラズマでは、前駆体をプラズマ領域に流し込むことは、He、N、Arなどの一又は複数の比較的不活性なガスを更に含み得る。プラズマの安定性を改善し、プラズマ開始を容易にし、処理の均一性を改善するために、不活性ガスを使用することができる。安定したプラズマの形成を促進するために、添加物としてアルゴンが役に立つ。処理の均一性は、概して、ヘリウムが含まれると増加する。これらの添加物は、本明細書全体を通して実施形態に存在する。
プラズマ出力は、種々の周波数又は複数の周波数の組合せとすることができる。プラズマは、パターン基板の下(例えば、基板ペデスタル構成要素)に位置付けられた板と、パターン基板の上に位置付けられた板との間に容量的に供給される高周波(RF)電力により提供されるRF範囲のプラズマ電力によって達成され得る。実施形態において、例示の処理システムで適用されるRF周波数は、約200kHz未満の低いRF周波数、約10MHzから15MHzまでの高いRF周波数、又は約1GHz又はこれよりも大きいマイクロ波周波数であり得る。概して、実施形態において、プラズマ出力は、基板処理領域内へと容量性結合(CCP)又は誘導性結合(ICP)され得る。
上述の説明では、説明目的で、本明細書に記載される主題の実施形態の理解を与えるために、多数の詳細が記載されてきた。しかしながら、これらの詳細の幾つかを含まずに又は更なる詳細と共に、特定の実施形態を実施し得ることが、当業者には明らかであろう。
本明細書で使用されているように、「基板」は、その上に形成される層を含む又は含まない支持基板であり得る。パターン基板は、種々のドーピング濃度及びプロファイルの絶縁体又は半導体であり得、例えば、集積回路の製造で使用される種類の半導体基板であり得る。パターン基板の露出された「ケイ素」又は「ポリシリコン」は、主にSiであるが、窒素、酸素、水素、炭素などの他の元素成分の少数濃度(minority concentrations)を含み得る。露出された「ケイ素」又は「ポリシリコン」は、ケイ素から成り得、又は基本的にケイ素から成り得る。パターン基板の露出された「ケイ素」は、主にSiOであるが、窒素、水素、炭素などの他の元素成分の少数濃度を含み得る。実施形態において、本明細書で教示される方法を用いて形成される酸化ケイ素層は、基本的にケイ素及び酸素からなる、又はケイ素及び酸素からなる。パターン基板の露出された「窒化ケイ素」は、主にケイ素及び窒素であるが、酸素、水素、炭素などの他の元素成分の少数濃度を含み得る。「露出された窒化ケイ素」は、基本的にケイ素及び窒素から成り得る、又はケイ素及び窒素から成り得る。
「前駆体」という用語は、材料を表面から除去するか又は材料を表面上に堆積させるための反応に関与する任意のプロセスガスを指すために用いられる。「プラズマ廃水」は、プラズマ領域で生成され、反応し又はパターン基板の表面における反応に利用できるガスを言い表す。プラズマ廃水は、ガス分子の少なくとも一部が、振動励起状態、解離状態及び/又はイオン化状態にある「励起状態」である。「ラジカル前駆体」は、材料を表面上に堆積させるための反応に関与する(又は関与するために少なくとも利用できる)プラズマ廃水(プラズマを終了しつつある励起状態にあるガス)を言い表すために使用される。「不活性ガス」という語句は、層の中に組み入れられるときに、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は、希ガスを含むが、(典型的には)痕跡量が層の中に捕えられるときに、いかなる化学結合も形成されない限り、他のガスを含んでもよい。
「間隙」という用語は、形状寸法が大きな長さ対幅のアスペクト比を有するという含意なく使用される。本明細書に記載される間隙は、実施形態において、高い深さ対幅のアスペクト比を有する高アスペクト比の間隙であり得る。表面上方から見ると、間隙は、円形、楕円形、多角形、長方形又は様々な他の形状に見えることがある。用語「間隙」は、「トレンチ」又は「ビア」を指す。ビアの長さ対幅のアスペクト比は、上記から分かるように、約1:1であり得るのに対し、トレンチの長さ対幅のアスペクト比は、10:1を上回ることもある。トレンチは、材料の島周囲の堀の形であり得、この場合、長さ対幅のアスペクト比は、環境周囲で平均される間隙の幅によって分割される環境であろう。用語「ビア」は、垂直な電気的接続を形成するために金属を充填しても充填しなくてもよい、低い長さ対幅のアスペクト比のトレンチを指すために用いられる。
幾つかの実施形態を開示したが、当然ながら当業者には、本発明の実施形態の主旨から逸脱することなく、様々な変更例、代替構造物、及び同等物を使用し得ることが理解されるだろう。加えて、任意の数の周知の処理及び要素は、本明細書に記載される実施形態が不必要に曖昧にならないよう、記載していない。従って、特許請求の範囲を限定して解釈すべきでない。
ある範囲の値が与えられる場合、その範囲の上限と下限との間の各介在値は、文脈上別途明示しない限り、下限の単位の10分の1まで明確に開示されていることを理解されたい。規定範囲における任意の規定値又は介在値と、その規定範囲における任意の他の規定値又は介在値との間のより小さい各々の範囲が包含される。これらの狭い方の範囲の上限と下限は、その範囲内に独立して含まれる場合も、除外される場合もあり、規定された範囲における任意の具体的に除外される限界値に応じて、限界値のいずれかが狭い方の範囲内に含まれる場合、限界値のいずれも狭い方の範囲内に含まれない場合、又は両方の限界値が狭い方の範囲内に含まれる場合の各範囲も記載された実施形態に包含される。記載された範囲に一又は両方の限界値が含まれる場合、これらの含有値のいずれか又は両方を除外する範囲も含まれる。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「1つの(a、an)」、及び「その(the)」は、文脈上別途明示しない限り複数の指示物を含む。したがって、例えば、「1つのプロセス(a process)」への言及は、複数のそのようなプロセスを含み、「その誘電体材料(the dielectric material)」への言及は、1つ又は複数の誘電体材料及び当業者に既知のその同等物への言及を含む、等々である。
更に、「含む(comprise、comprising、include、including、includes)」という語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるとき、提示した特徴、完全体、構成要素、又は工程の存在を特定することを意図するが、一又は複数の他の特徴、完全体、構成要素、工程、作用、又は群の存在又は追加を排除しない。

Claims (15)

  1. 酸化ケイ素層を形成する方法であって、前記方法は、
    パターン基板を基板処理チャンバの基板処理領域の中に置くことであって、前記パターン基板は、高アスペクト比の間隙を含む、置くことと;
    (i)ケイ素含有前駆体を前記基板処理領域に流し込み、ケイ素含有プラズマ出力を前記基板処理領域に加えることによって、ケイ素含有プラズマを形成することと;
    (ii)前記基板処理領域からの未反応のケイ素含有前駆体を含む処理廃水を除去することと;
    (iii)酸素含有前駆体を前記基板処理領域に流し込み、酸素含有プラズマ出力を前記基板処理領域に加えることによって、酸素含有プラズマを形成することと;
    (iv)前記基板処理領域からの未反応の酸素含有前駆体を含む処理廃水を除去することと
    を含む方法。
  2. 前記ケイ素含有プラズマ出力は、500ワットから2000ワットまでである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ケイ素含有前駆体は、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケート、オクタメチルトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルジメチルジメトキシジシラン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ジメチルジメトキシシラン、ジエトキシメチルシラン、メチルトリエトキシシラン、トリエトキシシラン、フェニルジメチルシラン及びフェニルシランのうちの一又は複数を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記酸素含有前駆体は、分子状酸素(O)、オゾン(O)、一酸化窒素、二酸化窒素及び一酸化二窒素のうちの一又は複数を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記高アスペクト比の間隙の深さ対幅のアスペクト比は、少なくとも4:1である、請求項1に記載の方法。
  6. 前記高アスペクト比の間隙の深さは、1μmを上回る、請求項1に記載の方法。
  7. 前記パターン基板の温度は、工程i)及びiii)中には200℃未満で維持される、請求項1に記載の方法。
  8. 工程i、ii、iii、及びivは、列挙された順に発生する、請求項1に記載の方法。
  9. 前記基板処理領域内部の圧力は、工程i中には0.5トルから20トルまでである、請求項1に記載の方法。
  10. 前記酸素含有プラズマ出力は、500ワットから2000ワットまでである、請求項1に記載の方法。
  11. 酸化ケイ素層を形成する方法であって、前記方法は、
    パターン基板を基板処理チャンバの基板処理領域の中に置くことであって、前記パターン基板は、高アスペクト比の間隙を含む、置くことと;
    (i)酸素含有前駆体を前記基板処理領域に流し込み、酸素含有プラズマ出力を前記基板処理領域に加えることによって、酸素含有プラズマを形成することと、
    (ii)前記基板処理領域からの未反応の酸素含有前駆体を含む処理廃水を除去することと、
    (iii)ケイ素含有前駆体を前記基板処理領域に流し込み、ケイ素含有プラズマ出力を前記基板処理領域に加えることによって、ケイ素含有プラズマを形成することと、
    (iv)前記基板処理領域からの未反応のケイ素含有前駆体を含む処理廃水を除去することと
    を含む方法。
  12. 工程i−ivは、1nmから15nmまでの酸化ケイ素を前記パターン基板上に堆積させる、請求項11に記載の方法。
  13. 前記ケイ素含有前駆体は、4:1のSi−O:Si比を含む、請求項11に記載の方法。
  14. 前記高アスペクト比の間隙は、1μmから15μmまでの幅を有する、請求項11に記載の方法。
  15. 前記基板処理領域内部の圧力は、工程i中には0.5トルから20トルまでである、請求項11に記載の方法。
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