JP2016503966A - 高密度プラズマを実施する窒化ケイ素間隙充填 - Google Patents

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Abstract

高密度プラズマ化学気相堆積を使用して、特徴を窒化ケイ素で充填する方法が説明される。狭いトレンチは、圧縮応力を損傷することなく、間隙充填窒化ケイ素で充填され得る。低いがゼロではないバイアス電力が、間隙充填窒化ケイ素の堆積中に使用される。通常は高いバイアス電力により供給されるであろうスパッタリングを供給するために、各対の窒化ケイ素高密度プラズマ堆積ステップ間に、エッチングステップが含まれる。【選択図】図１

Description

［０００１］ 本出願は、「ＳＩＬＩＣＯＮ ＮＩＴＲＩＤＥ ＧＡＰＦＩＬＬ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＩＮＧ ＨＩＧＨ ＤＥＮＳＩＴＹ ＰＬＡＳＭＡ」と題する２０１３年１月１１日出願の米国仮特許出願第６１／７５１，６２９号だけではなく、「ＭＥＴＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＵＳＩＮＧ ＨＩＧＨ ＤＥＮＳＩＴＹ ＰＬＡＳＭＡ」と題する２０１３年１月２日出願の米国仮特許出願の第６１／７４８，２７６号の利益を主張する２０１３年１月２９日出願の米国非仮特許出願第１３／７５２，７６９号に対する優先権を主張する。上記出願の各々は、あらゆる目的のために参照することによって本明細書中に全体として援用される。
［０００２］ 半導体デバイスの形状寸法は、数十年前の導入以来、サイズが著しく縮小している。現代の半導体製造機器は、３２ｎｍ、２８ｎｍ及び２２ｎｍの特徴サイズを有するデバイスを定期的に製作し、さらに小さな形状寸法を有するデバイスをつくるために、新たな機器が開発及び実施されている。縮小する特徴サイズにより、短縮される空間的寸法を有するデバイスに構造的特徴がもたらされる。間隙の深さの幅に対するアスペクト比が、間隙を誘電体材料で充填することを困難にするほど十分に高くなる場合、デバイスの間隙及びトレンチの幅は、ある程度狭くなる。堆積誘電体材料は、間隙が完全に充填される前に上部で詰まる傾向があるため、間隙の中央にボイド又はシームが製作される。
［０００３］ 間隙をボイドレスに充填する従来の方法は、化学気相堆積（ＣＶＤ）などの前駆体の気相導入を含む。熱ＣＶＤプロセスは、表面からの熱が膜を形成するために化学反応を誘導する基板表面に反応性ガスを供給する。堆積速度及びいくつかの膜特性の改善は、化学反応を促進するためにプラズマ源を使用することを通して実現された。プラズマＣＶＤ（「ＰＥＣＶＤ」）技術は、基板表面に近接する反応ゾーンへの高周波（「ＲＦ」）エネルギーの適用によって、反応性ガスの励起、分離及びイオン化を促進し、これによりプラズマを発生させる。プラズマの核種の高い反応性により、化学反応を促進するために必要なエネルギーは低下する。高密度プラズマ（「ＨＤＰ」）ＣＶＤ技術は、基板に対してプラズマにバイアスをかけることができるように構成される。バイアスは、イオン化した核種を基板に向け、間隙充填特性を強化する。ＨＤＰ−ＣＶＤにより窒化ケイ素を堆積することは、窒化ケイ素が充填されたトレンチ周囲での複雑な特徴を歪める又は損なう可能性のある高圧縮膜を生成するために見い出された。パターンウエハ処理と関連する特質に加え、高密度プラズマで膜を堆積する結果生じる多くの材料変化がある。膜がＨＤＰ−ＣＶＤ方法で堆積されるとき、結果として得られる膜は、他のＣＶＤ方法よりも高い密度を処理し得る。
［０００４］ したがって、間隙充填窒化ケイ素に通常存在する応力がなくても、窒化ケイ素を狭いトレンチに形成するための新たなＨＤＰ−ＣＶＤ技術が必要である。本出願は、このようなニーズ及び他のニーズに応えるものである。
［０００５］ 高密度プラズマ化学気相堆積を使用して、特徴を窒化ケイ素で充填する方法が説明される。狭いトレンチは、圧縮応力を損傷することなく、間隙充填窒化ケイ素で充填され得る。低いがゼロではないバイアス電力が、間隙充填窒化ケイ素の堆積中に使用される。通常は高いバイアス電力により供給されるであろうスパッタリングを供給するために、各対の窒化ケイ素高密度プラズマ堆積ステップ間に、エッチングステップが含まれる。
［０００６］ 本発明の実施形態は、窒化ケイ素を基板処理チャンバの基板処理領域のパターン基板上に堆積させる方法を含む。パターン基板は、トレンチを含む。方法は、パターン基板を基板処理領域内に移送することを含む。方法は、第１の窒化ケイ素層をトレンチに形成することを更に含み、第１の窒化ケイ素層は、１００ワットから５００ワットの間のバイアス電力を使用する高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）を使用して形成される。ケイ素前駆体及び窒素前駆体は、第１の窒化ケイ素層を形成している間に、基板処理領域に流される。方法は、ケイ素を含むプラズマ廃水を基板処理領域から除去することとを更に含む。方法は、トレンチの開口付近の第１の窒化ケイ素層の一部を除去することを更に含む。方法は、高密度プラズマを基板処理領域でスパッタリングガスから形成することと、第１の窒化ケイ素層の一部を除去している間に、５００ワットより大きいスパッタリングバイアス電力を印加することとを含む、第１の窒化ケイ素層の一部を除去することを更に含む。方法は、第２の窒化ケイ素層をトレンチに形成することを更に含む。第２の窒化ケイ素層は、１００ワットから５００ワットの間のバイアス電力を使用する高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）を使用して形成される。方法は、基板を基板処理領域から除去することを更に含む。
［０００７］ さらなる実施形態と特徴は、以下の記載において部分的に説明され、本明細書を検証すると当業者に部分的に明らかになるか、又は開示される実施形態を実施することによって学ぶことができる。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することができる。
［０００８］ 開示され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。
［０００９］
開示される実施形態による窒化ケイ素膜を成長させる際に選択されるステップを示すフローチャートである。［００１０］ 本発明の実施形態による高密度プラズマ化学気相堆積システムの一つの実施形態の簡略図である。［００１１］ 図２Ａの例示的処理システムと併せて使用され得るガスリングの簡略断面図である。
［００１２］ 添付図面では、類似の構成要素及び／又は特徴は、同一の参照符号を有し得る。更に、同一種類の様々な構成要素は、参照符号をダッシュ及び類似の構成要素の間で区別される第２の符号により追随することによって区別され得る。第１の参照符号だけが明細書中で使用される場合、説明は、第２の参照符号に関係なく、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一つに適用できる。
［００１３］ 高密度プラズマ化学気相堆積を使用して、特徴を窒化ケイ素で充填する方法が説明される。狭いトレンチは、圧縮応力を損傷することなく、間隙充填窒化ケイ素で充填され得る。低いがゼロではないバイアス電力が、間隙充填窒化ケイ素の堆積中に使用される。通常は高いバイアス電力により供給されるであろうスパッタリングを供給するために、各対の窒化ケイ素高密度プラズマ堆積ステップ間に、エッチングステップが含まれる。
［００１４］ 窒化ケイ素をパターン基板上に堆積させる方法は、高密度プラズマ技術を使用して開発されてきた。トレンチを間隙充填窒化ケイ素層で充填する方法が、パターン基板用に開発されてきた。堆積中にゼロではないが比較的低いバイアス電力を印加することは、応力を低下させ、なおも窒化ケイ素が高アスペクト比のトレンチの間隙を充填することができるように見い出された。堆積中にスパッタリング不足を補償するために、スパッタリング／エッチングステップを他の隣り合った低いバイアスのＳｉＮ ＨＤＰステップ間に挟むことが、発明者らにより見い出された。これらの高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）技術は、間隙充填窒化ケイ素を広範囲にわたる用途、例えば、２５ナノメーター設計ルールｆｉｎＦＥＴ間の浅いトレンチアイソレーション（ＳＴＩ）の充填などに提供するために使用され得る。
［００１５］ 本明細書中で使用されるとき、高密度プラズマプロセスは、約１０１１イオン／ｃｍ３又はそれより大きなイオン密度を有するプラズマを用いるプラズマＣＶＤプロセスである。高密度プラズマはまた、約１０−４又はそれより大きなイオン化率（イオン／中性比）を有し得る。通常、ＨＤＰ−ＣＶＤプロセスは、同時堆積及びスパッタリング構成要素を含む。本発明で実施されるいくつかのＨＤＰ−ＣＶＤプロセスは、通常、間隙充填に最適化されている従来のＨＤＰ−ＣＶＤプロセスとは異なる。いくつかのステップ及び実施形態では、間隙充填誘電体膜は、実質的に低下した（１００ワットから５００ワット）基板バイアス電力で実現され、したがって、かなりのバイアス電力を用いるＨＤＰ−ＣＶＤプロセスよりも少ないスパッタリングをつくり出す。この従来のＨＤＰプロセスパラメータからの出発に関わらず、スパッタリング及び堆積速度を含むスカラー特性化は、役に立つであろうし、以下のように定義される。
［００１６］ 高密度プラズマの組み合わされた堆積及びスパッタリング特性の相対的レベルは、ガス状混合物を提供するために使用されるガス流速度、プラズマを維持するために提供されるソース電力レベル、基板に適用されるバイアス電力などの要因に依存し得る。これらの要因の組み合わせは、

Figure 2016503966

として定義される「堆積対スパッタ比」により、便宜上特徴づけられ得る。堆積対スパッタ比は、堆積の増加に伴って増加し、スパッタリングの増加に伴って減少する。堆積対スパッタ比の定義で使用されるとき、「正味の堆積速度」は、堆積及びスパッタリングが同時に行われているときに測定される堆積速度を指す。「ブランケットスパッタ速度」は、堆積ガスを用いることなく（例えば、窒素及び流動体を残して）プロセス方策が実行されるときに測定されるスパッタ速度である。残留ガス間の一定の比を維持しながら、その流量が増大し、通常の処理中に処理チャンバ内に存在する圧力に達する。
［００１７］ 他の機能的に同等の測定が、当業者に知られているように、ＨＤＰプロセスの相対的な堆積及びスパッタリングの貢献を数量化するために使用されてもよい。一般的な代替比は、スパッタリングの増加に伴って増加し、堆積の増加に伴って減少する「エッチング対堆積比」

Figure 2016503966

である。エッチング対堆積比の定義で使用されるとき、「正味の堆積速度」はまた、堆積及びスパッタリングが同時に行われているときに測定される堆積速度を指す。しかしながら、「ソースのみの堆積速度」は、処理方策がスパッタリングを含まずに実行されるときに測定される堆積速度を指す。本発明の実施形態は、堆積対スパッタ比に関して本明細書で説明される。堆積対スパッタ比及びエッチング対堆積比は、正確な逆数でないが、逆相関しており、それらの間の変換は、当業者に理解されるだろう。
［００１８］ 通常のＨＤＰ−ＣＶＤプロセスは、ＨＤＰ窒化ケイ素系の異常な圧縮応力を収容する必要なく、トレンチ形状寸法の間隙充填に合わせて調整される。間隙充填プロセスにおいて、基板バイアスＲＦ電力を用いて、基板に向かってイオンを加速し、狭い範囲の接近軌道を生成する。この狭小化と、スパッタリング作用とを組み合わせることによって、成長しているビアの上側角が一体になりボイドを形成及び維持する前に、間隙を充填できるようになる。そのような間隙充填適用における堆積対スパッタ比（Ｄ：Ｓ）は、例えば、約３：１から約１０：１までに及び得る。本発明の実施形態により成長する誘電体膜は、比較的小さな基板バイアス電力を使用して、ＨＤＰ−ＣＶＤプロセスで生成され得る。これら条件下でのＤ：Ｓの特性化に役立つブランケットスパッタリング速度は、低くてもよく、堆積対スパッタ比は、開示される実施形態では、概して、２５：１を上回る又は約２５：１、５０：１を上回る又は約５０：１、７５：１を上回る又は約７５：１、若しくは１００：１を上回る又は約１００：１であり得る。
［００１９］ 本発明をより良く理解し認識するために、ここで図１を参照するが、図１は、本発明の実施形態による、間隙充填窒化ケイ素膜を形成する際に選択されるステップを示すフローチャートである。窒化ケイ素形成プロセスは、トレンチを有するパターン基板が、基板処理領域内に移送されると、開始する（工程１０２）。
［００２０］ 次いで、第１の間隙充填窒化ケイ素層が、基板処理領域のパターン基板上に形成される（工程１０４）。窒化ケイ素の形成は、ケイ素源（ＳｉＨ４）及び窒素源（Ｎ２）を含む堆積プロセスガスから、第１の堆積高密度プラズマを基板処理領域に形成することにより、実現される。第１の堆積高密度プラズマは、１００ワットから５００ワットの間のバイアス電力を有する。この比較的低い範囲の値は、第１の窒化ケイ素層のまさに十分な間隙充填により、本明細書中で説明される複合間隙充填プロセスを完了させるが、形成された窒化ケイ素層の過度の圧縮応力を生じさせないために、見い出された。第１の堆積高密度プラズマは、実施形態において、５０ワットから５００ワットの間の範囲を有し得るが、いくつかの例では、低い電力は、維持するのが難しいと判定されている。第１の堆積高密度プラズマは、開示される実施形態において、無炭素、無フッ素及び無酸素であり得る。偶然ではなく、第１の窒化ケイ素層は、本発明の実施形態において、無炭素、無フッ素及び無酸素であり得る。
［００２１］ スパッタリングステップは、窒化ケイ素層堆積間に導入され、そうでなければ工程１０４中に大きなバイアス電力を有することにより供給されたかもしれない除去構成要素を供給する。スパッタリングステップの開始に先立ち、ケイ素を含むプラズマ廃水が、基板処理領域から除去される（工程１０６）。第１の窒化ケイ素層の一部は、スパッタリングガスから、スパッタリング高密度プラズマを基板処理領域に形成することにより、トレンチの開口付近で除去される。スパッタリングガスは、この例では、アルゴンを含み、トレンチの入り口で第１の窒化ケイ素層の一部を除去するのに十分な適切な運動量移動を保証する。スパッタリング高密度プラズマは、第１の窒化ケイ素層の一部の除去中に、５０ワットから５００ワットの間のスパッタリングバイアス電力を印加することにより、維持される。低スパッタリング高密度プラズマバイアス電力を維持することは、有利には、第１の窒化ケイ素層の応力を制御する。しかしながら、スパッタリングバイアス電力は、トレンチの開口付近での窒化ケイ素蓄積物の除去を早めるために、本実施形態では、５００ワット又は１０００ワットよりも大きいこともある。スパッタリング高密度プラズマは、本発明の実施形態では、不活性ガス及び／又は窒素から成る。スパッタリング高密度プラズマは、開示される実施形態において、無ケイ素、無炭素、無フッ素及び無酸素であり得る。代替的には、フッ素含有前駆体が、第１の窒化ケイ素層の一部の除去を促進するスパッタリング構成要素に化学成分を提供するために、スパッタリング高密度プラズマに追加され得る。
［００２２］ 次いで、第２の間隙充填窒化ケイ素層が、基板処理領域のパターン基板上に形成される（工程１０８）。第２の間隙充填窒化ケイ素層の形成は、ケイ素源（ＳｉＨ４）及び窒素源（Ｎ２）を含む堆積プロセスガスから、第１の堆積高密度プラズマを基板処理領域に形成することにより、実現される。第１の間隙充填窒化ケイ素層の形成に使用されるこれらの前駆体と同一の代替物及び増大物が、第２の間隙充填窒化ケイ素層に使用され得る。同様に、第２の堆積高密度プラズマは、開示される実施形態では、１００ワットから５００ワットの間、又は５０ワットから５００ワットの間のバイアス電力を有する。過度の圧縮応力が、第２の窒化ケイ素層形成時に再び回避されるので、パターン基板上の精巧な特徴は、間隙充填堆積及びそれに続く室温への冷却を切り抜けることができる。トレンチは、実施形態におけるボイドフリー窒化ケイ素で充填される。次いで、基板は、工程１１０において基板処理領域から除去される。第２の堆積高密度プラズマは、開示される実施形態において、無炭素、無フッ素及び無酸素であり得る。ほぼ直接的な結果として、第２の窒化ケイ素層は、本発明の実施形態において、無炭素、無フッ素及び無酸素であり得る。
［００２３］ パターン基板を移送するステップ（工程１０２）、第１の間隙充填窒化ケイ素層を形成するステップ（工程１０４）、第１の間隙充填窒化ケイ素層の一部を除去するステップ（工程１０６）、第２の窒化ケイ素層を形成するステップ（工程１０８）、基板を基板処理領域から除去するステップ（工程１１０）は、本発明の実施形態において、連続して起こり得る。
［００２４］ 処理混合ガスは、第１及び／又は第２の間隙充填窒化ケイ素膜を基板上に形成する窒素及びケイ素源を提供する。前駆体ガスは、シラン（ＳｉＨ４）などのケイ素含有ガス、及び窒素分子（Ｎ２）などの窒素（Ｎ）含有ガスを含み得る。他のケイ素及び窒素源が使用されてもよく、一体型ケイ素−窒素源がまた、代わりに又は別々の堆積源を増大させるために使用されてもよい。開示される実施形態では、ケイ素及び窒素源は、反応性領域付近で又はその領域内で混合し始めるように、異なる供給チャネルを通して導入される。不活性ガス又は流動性ガスがまた、プロセス混合ガスの他の構成要素からイオン核種の生成を促進するために、導入され得る。例えば、アルゴンは、Ｎ２より簡単にイオン化し、一つの実施形態では、電子をプラズマに供給し、次いで、Ｎ２の分離及びイオン化を促進することができる。この効果は、化学反応の可能性及び堆積速度を増加させる。流動体は、ケイ素及び窒素源のどちらか一方又はそれら両方と同一の供給チャネルを通して、若しくは完全に別のチャネルを通して導入され得る。
［００２５］ 工程１０４−１０８でイオンを基板に向かって加速するために、プラズマバイアスが、高密度プラズマと基板との間に印加される。その結果、間隙充填窒化ケイ素が、ボトムアップ式にトレンチに形成される。基板バイアス電力は、間隙充填窒化ケイ素層の成長中に堆積対スパッタ比を制御するために調整され得る。本明細書中で教示されるよりもずっと高いバイアス電力が、堆積中に著しいスパッタリングを発生させることができるであろうし、堆積した間隙充填窒化ケイ素層で著しいボイド形成の機会を軽減するだろう。しかしながら、著しいスパッタリングにより、高圧縮窒化ケイ素が間隙内で形成される。したがって、イオンを基板に向けて加速するために、小さなプラズマバイアスだけが、高密度プラズマと基板との間に印加される。堆積対スパッタ比は、堆積中に２５：１を上回り得る。
［００２６］ 本明細書中の方法により間隙充填誘電体を形成すると、プロセスが比較的低い基板温度で実行できる。通常の熱誘電体堆積プロセスが６５０℃又はそれを上回る基板温度で実行され得るのに対して、ＨＤＰ誘電体の形成中に使用される温度は、本発明の実施形態では、５００℃未満又は約５００℃、４５０℃未満又は約４５０℃、若しくは４００℃未満又は約４００℃であり得る。基板の温度は、様々な方法で制御され得る。本明細書中で説明される方法では、基板は、パターン基板と接触するプラズマを使用して、堆積温度まで加熱され得る。プラズマが基板温度をこれらの範囲を超え上昇させるであろう状況で、基板の裏は、ヘリウムの裏側の流れにより冷却され得る。
［００２７］ シランは、窒化ケイ素を形成するために役立つ唯一のケイ素源ではない。ジシラン及び高次シランはまた、隣接するケイ素原子間で一つ又は複数の二重結合を有するように、これらの膜を形成することができるであろう。ケイ素（及び一般的にケイ素含有誘電体）を形成するために使用されるシランは、本発明の実施形態では、膜形成の際にハロゲンの結合を回避するために、ハロゲンを含んでいない。一般的に、これらのケイ素源は、単独で又は互いの任意の組み合わせで組み合わされて使用され得、集合的に堆積プロセスガスとも呼ばれ得る。窒素前駆体は、分子の窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）及びヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）のうちの一つであり得る。他の窒素及び水素含有化合物が、界面高密度プラズマへの入力として効果的であり、窒素−ケイ素−水素含有化合物がまた、間隙充填窒化ケイ素膜を形成するために実行可能であろう。
［００２８］ 先ほど示されたように、間隙充填材料は、ボトムアップ式にトレンチを充填する窒化ケイ素である。窒化ケイ素は、概して、トレンチ外側で共形となるだろうし、厚さ測定は、例えば、トレンチ外側のおそらく隣接するトレンチ間の領域で明確に確定され得る。トレンチ間の水平面上の間隙充填窒化ケイ素層の厚さは、１０ナノメートル未満又は約１０ナノメートルであり得る。本明細書中で与えられる厚さにより、開示される実施形態における、第１の窒化ケイ素層、第２の窒化ケイ素層、又は第１及び第２の窒化ケイ素層両方の組み合わせについて説明される。
［００２９］ 本明細書中で言及されるプロセスガスのうちの任意のものは、高密度プラズマの安定、又は基板全域での間隙充填誘電体堆積の均一性の改善を促進し得る不活性ガスと組み合わせられ得る。アルゴン、ネオン及び／又はヘリウムが、本発明の実施形態において、これらのプロセスガスに加えられ、流動性ガス又は不活性ガスと呼ばれるだろう。流動性ガスは、プラズマ密度又は安定性を変更する（例えば、増加させる）ためのステップのうちの一つ又は複数のステップ中に、導入され得る。プラズマ密度の増加は、プラズマ内でのイオン化及び分離可能性の増加に役立ち得る。
［００３０］ 基板処理領域の圧力は、開示される実施形態では、５０ｍＴｏｒｒ以下、４０ｍＴｏｒｒ以下、２５ｍＴｏｒｒ以下、１５ｍＴｏｒｒ以下、１０ｍＴｏｒｒ以下、又は５ｍＴｏｒｒ以下であり得る。これらの圧力の実施形態は、第１の窒化ケイ素層の形成、第１の窒化ケイ素層の一部の除去、又は第２の窒化ケイ素層の形成と独立して適用され得る。以下で概要が述べられる基板温度はまた、本明細書中で説明されるすべての処理ステップに適用される。基板温度は、開示される実施形態では、６００℃、５００℃又は４５０℃以下に維持される。両方の堆積高密度プラズマを作り出すために基板処理領域に供給される全ＲＦ電力の分配が、後ほどより詳しく説明されるが、全ＲＦ電力は、本発明の実施形態において、第１及び第２の窒化ケイ素層形成中には、約５，０００ワットより大きく約１３，０００ワット未満であり得る。これらの電力は、通常の酸化ケイ素堆積状態に対してよりも低く、その差は、高密度プラズマ化学気相堆積により堆積されるときに、窒化ケイ素により示されるより大きな圧縮応力による可能性がある。発明者は、窒化ケイ素層の形成中に５ｋＷから１３ｋＷまでの範囲の全ＲＦ電力での動作が、膜応力を低下させ、これにより、本明細書中で説明される方法を使用して製作されるデバイスの実行可能性だけではなく、窒化ケイ素層の接着をさらに改善することに気付いた。一つの実施形態では、基板には、誘電体層の形成中に、約１００ワットから約５００ワットの間の堆積バイアス電力で、堆積高密度プラズマからバイアスをかけられる。
［００３１］ プロセスの他のステップに関して、スパッタリング高密度プラズマを形成することは、第１の窒化ケイ素層の一部の除去中に、約５，０００ワットから約２０，０００ワットまでの、又は５，０００ワットから約１３，０００ワットまでの全ＲＦ電力を、基板処理領域に印加することを含み得る。スパッタリング高密度プラズマ中の形成膜が不足すると、低電力のスパッタリングプラズマでさえ、トレンチの開口付近の窒化ケイ素蓄積物の先端を洗浄することができる。スパッタリング高密度プラズマには、本発明の実施形態では、第１の窒化ケイ素層の一部の除去中に、約５０ワットから約５００ワットまでの、又は約１００ワットから約３００ワットまでのスパッタリングバイアス電力を利用して、基板に対してバイアスがかけられ得る。
［００３２］ 概して、本明細書中で説明されるプロセスは、ケイ素及び窒素（窒化ケイ素だけではなく）を含む膜を説明するために使用され得る。遠隔プラズマエッチングプロセスは、本発明の実施形態において、約３０％又はそれを上回るケイ素及び約４５％又はそれを上回る窒素の原子濃度を含む窒化ケイ素を除去し得る。遠隔プラズマエッチングプロセスは、開示される実施形態において、約４０％又はそれを上回るケイ素及び約５５％又はそれを上回る窒素の原子濃度を含む窒化ケイ素を除去し得る。ケイ素及び窒素含有材料はまた、基本的にケイ素及び窒素から成り得、低いドーパント濃度及び他の望ましくない又は望ましい少数の添加物を可能にする。第１の窒化ケイ素層及び第２の窒化ケイ素層は各々、ケイ素及び窒素から成り得る。
［００３３］ 更なるプロセスパラメータが、例示的処理チャンバ及びシステムを説明する過程で開示される。
例示的な基板処理システム
［００３４］ 本発明者らは、カリフォルニア州サンタクララのＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣ．によって製造されたＵＬＴＩＭＡ（登録商標）システムを用いて本発明の実施形態を実施しており、その包括的な記述が、Ｆｒｅｄ Ｃ． Ｒｅｄｅｋｅｒ、Ｆａｒｈａｄ Ｍｏｇｈａｄａｍ、Ｈｉｒｏｇｉ Ｈａｎａｗａ、Ｔｅｔｓｕｙａ Ｉｓｈｉｋａｗａ、Ｄａｎ Ｍａｙｄａｎ、Ｓｈｉｊｉａｎ Ｌｉ、Ｂｒｉａｎ Ｌｕｅ、Ｒｏｂｅｒｔ Ｓｔｅｇｅｒ、Ｙａｘｉｎ Ｗａｎｇ、Ｍａｎｕｓ Ｗｏｎｇ及びＡｓｈｏｋ Ｓｉｎｈａによって１９９６年７月１５日に出願された「ＳＹＭＭＥＴＲＩＣ ＴＵＮＡＢＬＥ ＩＮＤＵＣＴＩＶＥＬＹ ＣＯＵＰＬＥＤ ＨＤＰ−ＣＶＤ ＲＥＡＣＴＯＲ」と題する本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，１７０，４２８号に記載されており、その開示全体は、参照することにより本明細書に援用されている。そのシステムの概説が以下に図２Ａ及び図２Ｂに関連して提供される。図２Ａは、一実施形態のそのようなＨＤＰ−ＣＶＤシステム１０１０の構造を概略的に示す。システム１０１０は、チャンバ１０１３と、真空システム１０７０と、ソースプラズマシステム１０８０Ａと、基板バイアスプラズマシステム１０８０Ｂと、ガス供給システム１０３３と、遠隔プラズマ洗浄システム１０５０とを含む。
［００３５］ チャンバ１０１３の上側部分は、ドーム１０１４を含み、ドームは、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムなどセラミック誘電体材料から作られる。ドーム１０１４は、プラズマ処理領域１０１６の上側境界を画定する。プラズマ処理領域１０１６は、その底部において基板１０１７の上面及び基板支持体部材１０１８により境界が示される。
［００３６］ ヒータ板１０２３及び冷却板１０２４がドーム１０１４に載置され、ドーム１０１４に熱結合される。ヒータ板１０２３及び冷却板１０２４によって、ドーム温度を約１００℃から２００℃の範囲にわたって約＋１０℃以内に制御できるようになる。これにより、様々なプロセスに対してドーム温度を最適化できるようになる。例えば、堆積プロセスに対してより、洗浄又はエッチングプロセスに対しての方が、ドームを高温で維持することが望ましい場合がある。ドーム温度の厳密な制御はまた、チャンバ内の断片又は粒子の数を減らし、堆積された層と基板との間の接着を改善する。
［００３７］ チャンバ１０１３の下側部分は、本体部材１０２２を含み、その本体部材は、チャンバを真空システムに接合する。基板支持体部材１０１８の基部１０２１が、本体部材１０２２上に装着され、本体部材とともに連続した内面を形成する。基板は、チャンバ１０１３の側面の挿入／取出開口（図示せず）を通して、ロボットブレード（図示せず）によってチャンバ１０１３の内外に移送される。モータ（図示せず）の制御下でリフトピン（同じく図示せず）が持ち上げられ、次に下げられて、上側ローディング位置１０５７にあるロボットブレードから、基板が基板支持体部材１０１８の基板受取部１０１９上に配置される下側処理位置１０５６まで、基板を移動させる。基板受取部１０１９は、基板処理中に基板を基板支持体部材１０１８に固定する静電チャック１０２０を含む。好ましい実施形態では、基板支持体部材１０１８は、酸化アルミニウム又はアルミニウムセラミック材料から作製される。
［００３８］ 真空システム１０７０は、ツインブレードスロットルバルブ１０２６を収容し、ゲートバルブ１０２７及びターボ分子ポンプ１０２８に取り付けられるスロットル本体１０２５を含む。スロットル本体１０２５は、ガス流への障害を最小限に抑え、対称なポンピングを可能にすることに留意されたい。ゲートバルブ１０２７は、ポンプ１０２８をスロットル本体１０２５から分離することができ、また、スロットルバルブ１０２６が完全に開いているときに、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もできる。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配置によって、チャンバ圧力を約１ｍＴｏｒｒから約２Ｔｏｒｒまで厳密にかつ安定的に制御できるようになる。
［００３９］ ソースプラズマシステム１０８０Ａは、ドーム１０１４に装着されるトップコイル１０２９及びサイドコイル１０３０を含む。対称な接地シールド（図示せず）が、コイル間の電気的結合を低減する。トップコイル１０２９がトップソースＲＦ（ＳＲＦ）発生器１０３１Ａによって電力供給されるのに対して、サイドコイル１０３０は、サイドＳＲＦ発生器１０３１Ｂによって電力供給され、それにより、コイルごとに独立した電力レベル及び動作周波数を可能にする。このデュアルコイルシステムによれば、チャンバ１０１３内の半径方向のイオン密度を制御できるようになり、それにより、プラズマ均一性を改善することができる。サイドコイル１０３０及びトップコイル１０２９は通常、誘導的に駆動され、相補電極を必要としない。特定の実施形態では、トップソースＲＦ発生器１０３１Ａは、標準的には２ＭＨｚにおいて、５，０００ワットまでのＲＦ電力を与え、サイドソースＲＦ発生器１０３１Ｂは、標準的には２ＭＨｚにおいて、７，５００ワットまでのＲＦ電力を供給する。プラズマ発生効率を改善するために、トップＲＦ発生器及びサイドＲＦ発生器の動作周波数は、公称動作周波数から（例えば、それぞれ１．７ＭＨｚ〜１．９ＭＨｚ及び１．９ＭＨｚ〜２．１ＭＨｚまで）オフセットされる場合がある。第１の高密度プラズマ及び第２の高密度プラズマは、トップＲＦ電力、サイドＲＦ電力及びバイアスＲＦ電力を含む全ＲＦ電力を印加することにより形成され、トップＲＦ電力：サイドＲＦ電力の比は、０．２：１から０．４：１の間であり得る。
［００４０］ 基板バイアスプラズマシステム１０８０Ｂは、バイアスＲＦ（「ＢＲＦ」）発生器１０３１Ｃ及びバイアス整合回路網１０３２Ｃを含む。バイアスプラズマシステム１０８０Ｂは、基板部分１０１７を、相補電極として働く本体部材１０２２に容量性結合する。バイアスプラズマシステム１０８０Ｂは、ソースプラズマシステム１０８０Ａによって作り出されたプラズマ核種（例えば、イオン）の基板表面への輸送を増進する役割を果たす。特定の実施形態では、基板バイアスＲＦ発生器は、約１３．５６ＭＨｚの周波数において、１０，０００ワットまでのＲＦ電力を提供する。
［００４１］ ＲＦ発生器１０３１Ａ及び１０３１Ｂは、デジタル制御シンセサイザを含む。各発生器は、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反射され、発生器に戻される電力を測定し、動作周波数を調整して、最も低い反射電力を得るＲＦ制御回路（図示せず）を含む。ＲＦ発生器は通常、５０オームの特性インピーダンスを有する負荷で動作するように設計される。ＲＦ電力は、発生器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ともある。これにより、負荷に移送される電力を低減することができる。更に、負荷から反射され発生器に戻る電力は、発生器に過大な負荷をかけ損傷させることもある。プラズマのインピーダンスは、諸要因のうち、プラズマイオン密度によって、５オーム未満から９００オーム以上までの範囲に及ぶこともあり、かつ反射された電力は周波数の関数であることもあるので、反射された電力に従って発生器周波数を調整することは、ＲＦ発生器からプラズマに移送される電力を増やし、発生器を保護する。反射される電力を低減し、効率を改善する別の方法は、整合回路網による。
［００４２］ 整合回路網１０３２Ａ及び１０３２Ｂは、発生器１０３１Ａ及び１０３１Ｂの出力インピーダンスをそれぞれのコイル１０２９及び１０３０と整合させる。ＲＦ制御回路は、負荷が変化するのに応じて、整合回路網内のコンデンサの値を変更することによって両方の整合回路網を同調させて、発生器を負荷に整合させ得る。ＲＦ制御回路は、負荷から反射され、発生器に戻る電力が一定の限界を超えたときに整合回路網を同調させ得る。一定の整合を提供し、実際、ＲＦ制御回路を用いることなく整合回路網を同調させる１つの方法は、反射される電力の任意の予測値より高い反射電力限界を設定することである。これは、整合回路網を最新の条件において一定に保持することによって、いくつかの条件下でのプラズマの安定化を促進し得る。
［００４３］ 他の措置がプラズマの安定化を促進することもある。例えば、ＲＦ制御回路は、負荷（プラズマ）に供給される電力を決定するために使用することができ、第１又は第２の窒化ケイ素層の堆積中に供給される電力を実質的に一定に維持するために、発生器の出力電力を増減し得る。
［００４４］ ガス供給システム１０３３は、ガス供給ライン１０３８（そのうちのいくつかのみが図示される）を経由して、いくつかのソース１０３４Ａ〜１０３４Ｅから、基板を処理するためのチャンバにガスを提供する。当業者であれば理解するように、ソース１０３４Ａ〜１０３４Ｅ用に使用される実際のソース、及びチャンバ１０１３への供給ライン１０３８の実際の接続は、チャンバ１０１３内で実行される堆積及び洗浄プロセス次第で変更される。ガスは、ガスリング１０３７及び／又はトップノズル１０４５を通してチャンバ１０１３に導入される。図２Ｂは、ガスリング１０３７の更なる細部を示す、チャンバ１０１３の簡略化された部分断面図である。
［００４５］ 一つの実施形態では、第１のガス源１０３４Ａ及び第２のガス源１０３４Ｂ、並びに第１のガス流コントローラ１０３５Ａ’及び第２のガス流コントローラ１０３５Ｂ’が、ガス供給ライン１０３８（そのうちのいくつかのみが図示される）を経由して、ガスリング１０３７内のリングプレナム１０３６にガスを供給する。ガスリング１０３７は、基板全域に均一なガス流を供給する複数のソースガスノズル１０３９（例示のために、そのうちの１つだけが示される）を有する。ノズル長及びノズル角は、個々のチャンバ内の特定のプロセスに対して均一性プロファイル及びガス利用効率を調整できるように、変更され得る。好ましい実施形態では、ガスリング１０３７は、酸化アルミニウムセラミックから作られた１２個のソースガスノズルを有する。
［００４６］ ガスリング１０３７はまた、複数の酸化剤ガスノズル１０４０（そのうちの１つだけが示される）を有し、酸化剤ガスノズル１０４０は、一つの実施形態では、ソースガスノズル１０３９と同一平面をなしソースガスノズル１０３９より短く、一つの実施形態では、本体プレナム１０４１からガスを受け取る。いくつかの実施形態では、ガスをチャンバ１０１３内に注入する前に、ソースガス及び酸化剤ガスを混合しないことが望ましい。他の実施形態では、本体プレナム１０４１とガスリングプレナム１０３６との間に開孔（図示せず）を設けることによって、ガスをチャンバ１０１３に注入する前に、酸化剤ガス及びソースガスが混合されてもよい。一つの実施形態では、第３のガス源１０３４Ｃ、第４のガス源１０３４Ｄ及び第５のガス源１０３４Ｄ’並びに第３のガス流コントローラ１０３５Ｃ及び第４のガス流コントローラ１０３５Ｄ’が、ガス供給ライン１０３８を経由して、ガスを本体プレナムに供給する。更なるバルブ、例えば、１０４３Ｂなど（他のバルブは図示されない）が、ガス流コントローラからチャンバへのガスを遮断し得る。本発明の特定の実施形態を実施する際に、ソース１０３４Ａは、シランＳｉＨ４源を含み、ソース１０３４Ｂは、分子窒素Ｎ２源を含み、ソース１０３４Ｃは、ＴＳＡ源を含み、ソース１０３４Ｄは、アルゴンＡｒ源を含み、ソース１０３４Ｄ’は、ジシランＳｉ２Ｈ６源を含む。
［００４７］ 可燃性ガス、有毒ガス、又は腐食性ガスが用いられる実施形態では、堆積後にガス供給ライン内に残留するガスを除去することが望ましいこともある。これは、チャンバ１０１３を供給ライン１０３８Ａから分離し、供給ライン１０３８Ａに、例えば、真空フォアライン１０４４への通気孔を設けるための、バルブ１０４３Ｂなど三方バルブを用いて実現され得る。図２Ａに示されるように、１０４３Ａ及び１０４３Ｃなど他の類似のバルブは、他のガス供給ライン上に組み込まれ得る。そのような三方バルブは、通気孔のないガス供給ライン（三方バルブとチャンバとの間の）容積を最小化するために、できるだけチャンバ１０１３に近接して配置され得る。更に、二方（開閉）バルブ（図示せず）は、質量流量コントローラ（「ＭＦＣ」）とチャンバとの間に、又はガス源とＭＦＣとの間に配置され得る。
［００４８］ 再び図２Ａを参照すると、チャンバ１０１３はまた、トップノズル１０４５及びトップベント１０４６を有する。トップノズル１０４５及びトップベント１０４６によって、ガスの上方流及び側方流を独立制御できるようになり、それにより、膜均一性が改善され、膜の堆積及びドーピングパラメータを微調整できるようになる。トップベント１０４６は、トップノズル１０４５周囲の環状開口である。一つの実施形態では、第１のガス源１０３４Ａは、ソースガスノズル１０３９及びトップノズル１０４５に供給する。ソースノズルＭＦＣ１０３５Ａ’は、ソースガスノズル１０３９に供給されるガスの量を制御し、トップノズルＭＦＣ１０３５Ａは、トップガスノズル１０４５に供給されるガスの量を制御する。同様に、２つのＭＦＣ１０３５Ｂ及び１０３５Ｂ’は、ソース１０３４Ｂなど単一の酸素源からトップベント１０４６及び酸化剤ガスノズル１０４０の両方への酸素の流れを制御するために、使用され得る。いくつかの実施形態では、酸素は、サイドノズルからチャンバには供給されない。トップノズル１０４５及びトップベント１０４６に供給されるガスは、ガスをチャンバ１０１３に流し込む前に別々にしておいてもよく、又はガスは、チャンバ１０１３に流入する前に、トッププレナム１０４８において混合されてもよい。同一のガスの別々のソースが、チャンバの様々な部分に供給するために使用され得る。
［００４９］ 遠隔マイクロ波発生プラズマ洗浄システム１０５０が、チャンバ構成要素から堆積残留物を定期的に取り除くために設けられる。洗浄システムは、リアクタキャビティ１０５３において洗浄ガス源１０３４Ｅ（例えば、分子フッ素、三フッ化窒素、他のフッ化炭素又は同等物）からプラズマを作り出す遠隔マイクロ波発生器１０５１を含む。このプラズマから生じる反応性核種は、アプリケータチューブ１０５５を経由して、洗浄ガス流入口１０５４を通してチャンバ１０１３に搬送される。洗浄プラズマを含むために用いられる材料（例えば、キャビティ１０５３及びアプリケータチューブ１０５５）は、プラズマによる侵蝕に耐えなければならない。リアクタキャビティ１０５３と流入口１０５４との間の距離は、望ましいプラズマ核種の濃度がリアクタキャビティ１０５３からの距離に伴って減少することがあるので、できるだけ短くしておくべきである。遠隔キャビティで洗浄プラズマを発生させることによって、効率的なマイクロ波発生器を使用できるようになり、チャンバ構成要素が、インシトゥで形成されたプラズマ内に存在し得るグロー放電の温度、放射、又は照射にさらされない。その結果、静電チャック１０２０など比較的感度が高い構成要素を、インシトゥプラズマ洗浄プロセスの場合に必要とされ得るように、ダミーウエハで覆うこと、又は別の方法で保護することは不要である。図２Ａにおいて、プラズマ洗浄システム１０５０は、チャンバ１０１３の上方に配置されるように示されるが、代替的には、他の位置が使用されてもよい。
［００５０］ バッフル１０６１は、トップノズルを通して供給されるソースガスの流れをチャンバ内に誘導し、かつ遠隔発生したプラズマの流れを誘導するために、トップノズルに近接して設けられ得る。トップノズル１０４５を通して供給されるソースガスが、中央通路１０６２を通してチャンバ内に誘導される一方で、洗浄ガス流入口１０５４を通して供給される遠隔発生したプラズマ核種は、バッフル１０６１によってチャンバの側方に誘導される。
［００５１］ 基板処理領域の内部をシーズニングすることは、多くの高密度プラズマ堆積処理を改善するために見いだされた。高密度ケイ素含有膜の形成は、例外でない。シーズニングは、堆積基板が基板処理領域内に導入される前に、チャンバ内部に酸化ケイ素を堆積することを含む。実施形態において、基板処理領域内部をシーズニングすることは、酸素源及びケイ素源を含むシーズニングプロセスガスから、基板処理領域の高密度プラズマを生成することを含む。酸素源は二原子酸素（Ｏ２）、ケイ素源はシラン（ＳｉＨ４）であり得るが、他の前駆体でも十分であり得る。
［００５２］ 当業者は、処理パラメータが、異なる処理チャンバ及び異なる処理条件で変更され得、異なる前駆体が、本発明の精神から逸脱することなく使用できることを、理解するだろう。適切なケイ素含有前駆体は、シランに加え、トリシリルアミン（ＴＳＡ、（ＳｉＨ３）３Ｎ）及びジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を含み得る。ケイ素含有前駆体は、開示される実施形態では、ケイ素及び水素から成る任意の前駆体であり得る。ケイ素含有前駆体は、本発明の実施形態では、ケイ素、水素及び窒素から成り得る。他の変形もまた、当業者には明らかであろう。これらの同等物及び代替物は、本発明の範囲内に含まれると意図される。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されるべきではなく、その代わりに特許請求の範囲により定義されるべきである。
［００５３］ 用語「トレンチ」は、本明細書全体を通して用いられるが、エッチングされた形状寸法が大きな水平アスペクト比を有することは意味しない。表面の上方から見ると、トレンチは、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「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、低いアスペクト比のトレンチを指すために用いられる。本明細書において用いられるときに、共形層は、表面と同じ形状を成す、その表面上の概して均一な材料層を指しており、すなわち、その層の表面と、覆われる表面は概して平行である。堆積された材料が１００％共形である可能性はなく、それゆえ、用語「概して」は許容範囲を考慮に入れていることが当業者には認識されよう。開示される実施形態では、本明細書中の「共形」層の最も薄い部分は、同一の「共形」層の最も厚い部分の１０％又は２０％以内であり得る。
［００５４］ いくつかの実施形態を説明してきたが、本発明の精神から逸脱することなく様々な変更形態、代替構成、又は均等形態を用いることができることが当業者には認識されるだろう。更に、本発明を不必要に曖昧にしないように、いくつかの周知のプロセス及び要素は説明されていない。したがって、上記の説明は本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではない。
［００５５］ ある範囲の値が与えられる場合、文脈において明確に別段の指示がない限り、その範囲の上限と下限の間にある、下限の単位の１０分の１まで具体的に開示されると理解されたい。規定された範囲内の任意の規定された値又は介在する値と、その規定された範囲内の任意の他の規定された値又は介在する値との間の各小さな範囲が包含される。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本発明に包含される。規定された範囲が限界値の一方又は両方を含む場合、それらの含まれる限界値の一方又は両方を除外する範囲もまた含まれる。
［００５６］ 本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられるとき、文脈において明確に別段の指示がない限り、単数形「一つの」（ａ、ａｎ）及び「その」（ｔｈｅ）は、複数の指示物も含む。したがって、例えば「一つのプロセス」への言及は、複数のそのようなプロセスを含み、「その前駆体」への言及は、一つ又は複数の前駆体、及び当業者に知られているその同等物への言及を含み、その他も同様である。
［００５７］ また、用語「備える、含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）及び「含む」（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ）は、本明細書において及び添付の特許請求の範囲において用いられるときに、規定される特徴、整数、構成要素、又はステップの存在を明記することを意図しているが、一つ又は複数の他の特徴、整数、構成要素、ステップ、動作又はグループの存在又は追加を除外するものではない。

Claims (15)

  1. 窒化ケイ素を基板処理チャンバの基板処理領域のパターン基板上に堆積させる方法であって、前記パターン基板は、トレンチを備え、
    前記パターン基板を前記基板処理領域内に移送することと、
    第１の窒化ケイ素層を前記トレンチに形成することであって、前記第１の窒化ケイ素層は、１００ワットから５００ワットの間のバイアス電力を有する第１の高密度プラズマを使用して形成され、ケイ素前駆体及び窒素前駆体は、前記第１の窒化ケイ素層を形成している間に、前記基板処理領域に流される、形成することと、
    ケイ素を含むプラズマ廃水を前記基板処理領域から除去することと、
    前記トレンチの開口付近の前記第１の窒化ケイ素層の一部を除去することであって、前記第１の窒化ケイ素層の前記一部を除去することは、スパッタリング高密度プラズマを前記基板処理領域でスパッタリングガスから形成することと、前記第１の窒化ケイ素層の前記一部を除去している間に、スパッタリングバイアス電力を印加することとを含む、除去することと、
    第２の窒化ケイ素層を前記トレンチに形成することであって、前記第２の窒化ケイ素層は、１００ワットから５００ワットの間のバイアス電力を有する第２の高密度プラズマを使用して形成される、形成することと、
    前記基板を前記基板処理領域から除去することと
    を含む、方法。
  2. 前記第１の窒化ケイ素層及び前記第２の窒化ケイ素層は、無酸素である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記スパッタリングバイアス電力は、５０ワットから５００ワットの間である、請求項１に記載の方法。
  4. 前記スパッタリングバイアス電力は、５００ワットより大きい、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１の窒化ケイ素層及び前記第２の窒化ケイ素層は、ケイ素及び窒素から成る、請求項１に記載の方法。
  6. 前記パターン基板を移送するステップ、前記第１の窒化ケイ素層を形成するステップ、前記第１の窒化ケイ素層の一部を除去するステップ、前記第２の窒化ケイ素層を形成するステップ、及び前記基板を前記基板処理領域から除去するステップは、連続して起こる、請求項１に記載の方法。
  7. 前記第１の窒化ケイ素層及び前記第２の窒化ケイ素層は、無炭素である、請求項１に記載の方法。
  8. 前記トレンチの前記開口の外側で測定される前記第１の窒化ケイ素層の厚さは、１０ナノメートル未満又は約１０ナノメートルである、請求項１に記載の方法。
  9. 前記第１の高密度プラズマ及び前記第２の高密度プラズマは、前記第１の窒化ケイ素層を形成している間に、約５，０００ワットから約１３，０００ワットの間の全ＲＦ電力を前記基板処理領域に印加することにより形成される、請求項１に記載の方法。
  10. 前記第１の高密度プラズマ及び前記第２の高密度プラズマは、トップＲＦ電力、サイドＲＦ電力及びバイアスＲＦ電力を含む全ＲＦ電力を印加することにより形成され、トップＲＦ電力：サイドＲＦ電力の比は、０．２：１から０．４：１の間である、請求項１に記載の方法。
  11. 前記スパッタリング高密度プラズマは、５，０００ワットより大きく２０，０００ワットより小さい全ＲＦ電力を前記基板処理領域に印加することにより形成される、請求項１に記載の方法。
  12. 前記スパッタリングガスは、アルゴンを含む、請求項１に記載の方法。
  13. 前記スパッタリングガスは、前記トレンチの前記開口付近の窒化ケイ素の除去を更に促進するためにフッ素を含む、請求項１に記載の方法。
  14. 前記基板処理領域内部の圧力は、前記第１の窒化ケイ素層を形成している間、前記第１の窒化ケイ素層の一部を除去している間、又は前記第２の窒化ケイ素層を形成している間は、５０ｍＴｏｒｒ未満又は約５０ｍＴｏｒｒである、請求項１に記載の方法。
  15. 前記第１の高密度プラズマ、前記第２の高密度プラズマ又は前記スパッタリング高密度プラズマは、約１０１１イオン／ｃｍ３又はそれより大きなイオン密度、及び約１０−４又はそれより大きなイオン化率（イオン／中性比）を有する、請求項１に記載の方法。
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