JP6968701B2 - 低誘電率かつ低湿式エッチング速度の誘電体薄膜を堆積させるための方法 - Google Patents

低誘電率かつ低湿式エッチング速度の誘電体薄膜を堆積させるための方法 Download PDF

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Description

本開示は概して、薄膜を堆積させる方法に関する。詳細には、本開示は、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ、及び／又はＳｉＣＯＮを含む膜を堆積させるための原子層堆積プロセスに関する。
窒化ケイ素膜は、トランジスタ製造における窒化物スペーサとして、又は、メモリにおける浮動ゲートとして、重要な役割を果たしうる。ナノスケールの高アスペクト比構造物全体にわたり、良好なステップカバレッジを伴ってこれらの膜を堆積させるためには、原子層堆積（ＡＬＤ）と称される膜堆積が必要である。ＡＬＤは、不活性パージによって分離された２つ以上の前駆体を連続的にパルシングすることによる、膜の堆積である。これにより、膜成長が、層ごとに進行すること、及び、表面活性サイトによって制限されることが可能になる。この様態の膜成長は、リエントランス（ｒｅ−ｅｎｔｒａｎｃｅ）フィーチャを含む複雑な構造物全体での厚さ制御を可能にする。
ＳｉＣＮ又はＳｉＣＯＮなどの、低誘電率（ｌｏｗ ｋ）及び（希釈されたＨＦ溶液における）低湿式エッチング速度という特性を有する誘電体薄膜は、半導体業界では、フロントエンドプロセスにおいてスペーサ材料として使用されうる。大部分の薄膜特性は、膜内の水素汚染及び／又は別々の炭素結合状態といった、膜組成の制御不足により、実際的な要件に合致しえない。３Ｄトレンチに堆積した膜の共形性不足も既知である。したがって、低誘電率かつ低湿式エッチング速度のＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＣＯＮの膜が、当該技術分野において必要とされている。
本開示の一又は複数の実施形態は、処理方法を対象とする。第１ケイ素含有膜を形成するために、基板表面の少なくとも一部分がケイ素含有前駆体に曝露される。第２ケイ素含有膜を形成するために、第１ケイ素含有膜は炭素含有前駆体に曝露される。第２ケイ素含有膜は炭素を含む。ケイ素−炭素膜を形成するために、第２ケイ素含有膜はプラズマに曝露される。
本開示の追加的な実施形態は、基板表面を少なくとも２回の堆積サイクルに曝露することを含む、処理方法を対象とする。各堆積サイクルは、第１ケイ素含有膜を形成するために、基板表面の少なくとも一部分をケイ素含有前駆体に曝露することを含む。このケイ素含有膜が、第２ケイ素含有膜を形成するために、実質的に炭素原子及び窒素原子からなる炭素含有前駆体に曝露される。炭窒化ケイ素膜を形成するために、第２ケイ素含有膜はプラズマに曝露される。
本開示の更なる実施形態は、処理チャンバ内に、基板表面を有する基板を配置することを含む、処理方法を対象とする。処理チャンバは複数の区画を備え、各区画は、ガスカーテンによって隣接した区画から分離される。基板表面の少なくとも一部分が、処理チャンバの第１区画内で第１プロセス条件に曝露される。第１ケイ素含有膜を形成するために、第１プロセス条件はケイ素含有前駆体を含む。基板表面は、ガスカーテンを通って処理チャンバの第２区画へと、横方向に移動する。第２ケイ素含有膜を形成するために、第１ケイ素含有膜は炭素含有前駆体に曝露される。炭素含有前駆体は、実質的に、第２ケイ素含有膜を形成するための炭素原子及び窒素原子からなる。第２ケイ素含有膜を有する基板表面は、少なくとも１つのガスカーテンを通って処理チャンバの第３区画又は第４区画へと、横方向に移動する。炭窒化ケイ素膜又は酸炭窒化ケイ素膜を形成するために、第２ケイ素含有膜は、不活性ガスと、オプションで、水素含有種、窒素含有種、及び酸素含有種のうちの一又は複数とを含む、プラズマに曝露される。基板表面は、ガスカーテンを通って、処理チャンバの第３区画又は第４区画から横方向に移動する。所定の厚さの炭窒化ケイ素膜又は酸炭窒化ケイ素膜を形成するために、基板表面の横方向移動を含む、第１区画、第２区画、及び、第３又は第４の区画への曝露が反復される。
本開示の上述の特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡単に要約されている本開示の、より詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られる。一部の実施形態は付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
本開示の一又は複数の実施形態によるバッチ処理チャンバの断面図を示す。 本開示の一又は複数の実施形態によるバッチ処理チャンバの部分斜視図を示す。 本開示の一又は複数の実施形態によるバッチ処理チャンバの概略図を示す。 本開示の一又は複数の実施形態によるバッチ処理チャンバ内で使用される、くさび型ガス分配アセンブリの一部分の概略図を示す。 本開示の一又は複数の実施形態によるバッチ処理チャンバの概略図を示す。
本開示のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示は下記の説明において明記される構成又はプロセスステップの詳細事項に限定されないということを、理解すべきである。本開示は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実践又は実行されうる。本開示の複合体及び結合体（ｌｉｇａｎｄ）が、特定の立体化学を有する構造式を使用して本書に示されうることも、理解されたい。これらの表示は、例としてのためだけのものであり、開示されている構造を特定の立体化学のいずれかに限定するものであると解釈すべきではない。むしろ、示されている構造は、表示されている化学式を有する、かかる複合体及び結合体のすべてを包含することを意図している。
本発明の発明者は、驚くべきことに、空間的原子層堆積プロセスが低誘電率かつ低湿式エッチング速度（ＷＥＲ）のＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＣＯＮの膜を形成しうることを見い出した。この明細書及び付随する特許請求の範囲において、ＳｉＣＮという語の使用は、膜がケイ素原子、炭素原子、及び窒素原子を有することを意味するだけであり、化学量論的な量を暗示するわけではない。ＳｉＣＯ及びＳｉＣＯＮの使用も、化学量論的な量ではなく、原子成分を表している。膜には、別途明示しない限り、他の原子も存在していることがある。典型的には、膜特性に影響を与えうる分量の他の原子の存在は見い出されない。前駆体又は膜組成について説明する際の「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という文言の使用は、ケイ素原子、炭素原子、酸素原子、及び窒素原子の原子パーセンテージを表すだけのものである。例えば、「前駆体が実質的に炭素原子及び窒素原子からなる」とは、実質的に酸素原子が存在しないことを意味する。前駆体は、水素のような他の元素も有しうる。「実質的に酸素原子が存在しない」などの文言の使用は、約２原子％、約１原子％、約０．５原子％、又は約０．１原子％を上回る量の酸素原子が存在していないことを意味する。
本書において「基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」とは、製造プロセスにおいて表面上に膜処理が実施される、任意の基板、又は基板上に形成された任意の材料面を表す。例えば、表面上に処理が実施されうる基板面は、用途に応じて、ケイ素、酸化ケイ素、ストレインドシリコン、絶縁体上シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ：ＳＯＩ）、炭素がドープされた酸化ケイ素、窒化ケイ素、ドープされたケイ素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイアなどの材料、並びに、金属、金属窒化物、金属合金、及びその他の導電性材料といった、他の任意の材料を含む。基板は半導体ウエハを含むが、それに限定されるわけではない。基板面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール処理、及び／又はベイキングするために、基板は前処理プロセスに曝露されることがある。基板自体の表面上に直接膜処理を行うことに加えて、本開示では、開示されている膜処理ステップのうちの任意のものが、より詳細に後述するように、基板上に形成された下部層に対して実施されることもある。「基板面（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｓｕｒｆａｃｅ）」という語は、文脈によって示されるように、かかる下部層を含むことを意図している。ゆえに、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が既に基板表面上に堆積されている場合、新たに堆積された膜／層の曝露面が基板表面となる。
一又は複数の実施形態により、方法は原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用する。かかる実施形態では、基板表面が、連続して又は実質的に連続して、前駆体（又は反応性ガス）に曝露される。本明細書全体において、「実質的に連続的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｙ）」とは、前駆体曝露の期間の大部分が共試薬への曝露と重複しない（ただし、いくらかの重複はありうる）ことを意味する。この明細書及び付随する特許請求の範囲において、「前駆体（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）」、「反応体（ｒｅａｃｔａｎｔ）」、「反応性ガス（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｇａｓ）」などの語は、基板表面と反応しうる任意のガス状化学種を表すために、互換可能に使用される。
本開示の一又は複数の実施形態は、基板表面をケイ素含有前駆体と炭素含有前駆体、及びプラズマに連続的に曝露することを含む、処理方法を対象とする。ケイ素含有前駆体、炭素含有前駆体、及びプラズマへの連続曝露により、ケイ素−炭素膜が形成される。そのため、「ケイ素−炭素膜（ｓｉｌｉｃｏｎ−ｃａｒｂｏｎ ｆｉｌｍ）」とは、ケイ素原子及び炭素原子を含む膜を表すが、ケイ素と炭素だけに限定されるわけではない。一部の実施形態では、第１ケイ素含有膜を形成するために、基板表面の少なくとも一部分がケイ素含有前駆体に曝露される。ケイ素及び炭素を含む第２ケイ素含有膜を形成するために、第１ケイ素含有膜は次いで、炭素含有前駆体に曝露される。工程のいかなる特定の理論にも拘束されないが、膜は、クロライド末端成分又はＯＨ末端成分などの望ましくない末端を有すると考えられる。後続するプラズマへの曝露は、膜に、これらの望ましくない末端の（全てではなくとも）大部分の架橋及び除去を引き起こす。
ケイ素含有前駆体は、基板表面と反応しうる任意の好適なケイ素前駆体を含みうる。ケイ素含有前駆体は、ハロゲン化されていても、ハロゲン化されていなくてもよい。ハロゲン化前駆体とは、少なくとも１つのハロゲン原子が１つのケイ素原子と結合していることを意味する。好適なハロゲン化ケイ素は、ＳｉＣｌ４、モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、シラン、ジシラン、有機ケイ酸塩、アミノシラン類、及び有機シラン類を含むが、それらに限定されるわけではない。一部の実施形態では、ケイ素含有前駆体は、実質的にハロゲン化ケイ素からなる。そのため、「実質的にハロゲン化ケイ素からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｈａｌｉｄｅ）」とは、ガス流が、実質的に、表面活性成分としてハロゲン化ケイ素のみを含有することを意味する。キャリアガスなどの他の非反応性ガスも含まれうる。
炭素含有前駆体は、基板表面又は基板表面上のケイ素含有膜と反応しうる、任意の好適な炭素含有種を含みうる。好適な例は、四塩化炭素、二酸化炭素、アルカン、エチレンジアミン、及びアセチレンを含むが、それらに限定されるわけではない。一部の実施形態では、炭素含有前駆体は、エチレンジアミンなどの、炭素分子及び窒素分子を有する化合物を含む。
一又は複数の実施形態では、炭素含有前駆体は実質的に炭素原子及び窒素原子からなる。つまり、この前駆体の中には実質的に酸素分子が存在していない。一部の実施形態では、炭素含有前駆体は実質的にエチレンジアミンからなる。例えば、かかる前駆体はＳｉＣＮ膜の堆積に役立つことがある。一部の実施形態では、炭素含有前駆体は、アルキルアミン、ジアミン、ポリアミン、及び／又は環状アミンのうちの一又は複数を含む。これらのアミン類は、一級アミン、二級アミン、三級アミン、又はヘテロ環アミンでありうる。
一又は複数の実施形態では、炭素含有前駆体は、炭素原子及び酸素原子を有する化合物を含む。例えば、かかる前駆体はＳｉＣＯ膜の堆積に役立つことがある。一部の実施形態では、炭素含有前駆体は、実質的に窒素原子を含まないか、又は、実質的に炭素原子及び酸素原子からなり、つまり、実質的に窒素原子が存在しない。例えば、炭素含有前駆体は、ＣＯ２、アルコール、及び／又はエーテルのうちの一又は複数を含みうる。
一部の実施形態では、炭素含有前駆体は、炭素原子、酸素原子、及び窒素原子を含む。例えば、かかる前駆体はＳｉＣＯＮ膜の堆積に役立つことがある。一又は複数の実施形態では、炭素含有前駆体は、アルキルアミノ−アルコール、或いは、炭素原子と窒素原子、及び／又は、炭素原子と酸素原子を有する複数の化合物の混合物、のうちの一又は複数を含む。
プラズマは任意の好適なプラズマ種でありうる。一部の実施形態では、プラズマは、アルゴンプラズマなどの少なくとも１つの不活性種を含む。一部の実施形態では、プラズマは、水素又は酸素などの、膜と反応する種を更に含む。一部の実施形態では、プラズマは少なくとも１つの不活性種と酸素種とを含み、ケイ素−炭素膜は酸素を更に含む。一又は複数の実施形態では、プラズマは少なくとも１つの不活性種と、窒素含有前駆体とを含み、ケイ素−炭素膜は窒素を更に含む。
一部の実施形態では、プラズマは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、又はクリプトンのうちの一又は複数を含む。一又は複数の実施形態では、プラズマは、水素、アンモニア、及び／又は窒素のうちの一又は複数を更に含む。例えば、プラズマは、アルゴン／窒素、アルゴン／水素、及び／又は、アルゴン／窒素／アンモニアの混合物を含みうる。本発明の発明者は、驚くべきことに、化学種や相対濃度などのプラズマの組成が膜特性に影響を与えうることを見い出した。
プラズマの出力も、膜特性に対する驚くべき効果を有する。任意の好適なプラズマ周波数又はプラズマ出力が使用されうる。一部の実施形態では、プラズマ出力は、約２５ワット〜約３００ワットの範囲内、又は、約５０ワット〜約２００ワットの範囲内、或いは、約２００ワット、約１００ワット、又は約５０ワットである。
一部の実施形態では、第１ケイ素含有膜及び／又は第２ケイ素含有膜は、プラズマへの曝露に先立って、酸素源に曝露される。例えば、第１ケイ素含有膜をエチレンジアミンに曝露した後、この膜は、膜内に酸素を取り込むために水蒸気に曝露されうる。このことは、プラズマへの曝露中に、又はプラズマへの曝露に先立って、行われうる。好適な酸素源は、酸素、二酸化炭素、水、及びオゾンを含むが、それらに限定されるわけではない。
処理方法は、任意の好適な温度で実施されうる。一部の実施形態では、処理の全ての部分が、個別に、約２００℃〜約６５０℃の範囲内で行われる。ケイ素−炭素膜は予想よりも低い温度で堆積されうることが分かっている。一部の実施形態では、全ての処理条件が、個別に、約５００℃、約４５０℃、約４００℃、又は約３５０℃以下である。
形成されたケイ素−炭素膜は、低湿式エッチング速度、低誘電率、及び高熱安定性を伴う膜が作製され、かつ／又は、共形性が良好な膜が形成されるという、特性を有する一部の実施形態では、炭窒化ケイ素膜が形成され、この膜は、約０．５、又は約０．４、又は約０．３、又は約０．２、又は約０．１、又は約０．０５未満の、希釈されたＨＦにおける湿式エッチング速度比（ＷＥＲＲ）を有する。湿式エッチング速度比は、希釈されたＨＦ（例えば１：１００ＨＦ）を使用して、熱酸化ケイ素膜に関して測定される。
形成されたケイ素−炭素膜は、非常に良好な成長速度を有した。一部の実施形態では、窒化ケイ素膜は、約０．２Å／サイクル以上、又は約０．２５Å／サイクル以上、又は約０．３Å／サイクル以上、又は約０．３５Å／サイクル以上、又は約０．４Å／サイクル以上、又は約０．４５Å／サイクル以上の、成長速度を有する。
本開示の一部の実施形態は、バッチ処理チャンバ（空間的ＡＬＤチャンバとも称される）を使用する、窒化ケイ素膜の堆積を対象とする。図１は、ガス分配アセンブリ１２０（インジェクタ又はインジェクタアセンブリとも称される）とサセプタアセンブリ１４０とを含む、処理チャンバ１００の断面を示している。ガス分配アセンブリ１２０は、処理チャンバ内で使用される、任意の種類のガス供給デバイスである。ガス分配アセンブリ１２０は、サセプタアセンブリ１４０に対面する正面１２１を含む。正面１２１は、サセプタアセンブリ１４０に向けてガスの流れを供給するための、任意の数の又は多種多様な開口を有しうる。ガス分配アセンブリ１２０は外側エッジ１２４も含み、外側エッジ１２４は、図示している実施形態では実質的に円形である。
使用される具体的な種類のガス分配アセンブリ１２０は、使用される特定のプロセスに応じて変化しうる。本開示の実施形態は、サセプタとガス分配アセンブリとの間の間隙が制御される、任意の種類の処理システムと共に使用されうる。様々な種類のガス分配アセンブリが用いられうるが（例えばシャワーヘッド）、本開示の実施形態は、複数の実質的に平行なガスチャネルを有する空間的ＡＬＤガス分配アセンブリを用いると、特に有用でありうる。この明細書及び付随する特許請求の範囲において、「実質的に平行（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｐａｒａｌｌｅｌ）」という文言は、ガスチャネルの長手方向軸が大体同じ方向に延在することを意味する。ガスチャネルの平行度には若干の不完全性があってもよい。複数の実質的に平行なガスチャネルは、少なくとも１つの第１反応性ガスＡのチャネル、少なくとも１つの第２反応性ガスＢのチャネル、少なくとも１つのパージガスＰのチャネル、及び／又は、少なくとも１つの真空Ｖのチャネルを含みうる。第１反応性ガスＡのチャネル（複数可）、第２反応性ガスＢのチャネル（複数可）、及び、パージガスＰのチャネル（複数可）から流れるガスは、ウエハの上面に向けて方向付けられる。ガス流の一部は、ウエハの表面の端から端まで水平に移動し、パージガスＰのチャネル（複数可）を通って処理領域から出る。基板がガス分配アセンブリの一方の端部から他方の端部まで移動することで、基板は処理ガスの各々に順に曝露され、基板表面上に層が形成されることになる。
一部の実施形態では、ガス分配アセンブリ１２０は、単一のインジェクタユニットで作製された剛性の静止体である。一又は複数の実施形態では、ガス分配アセンブリ１２０は、図２に示しているように、複数の個別セクタ（例えば、複数のインジェクタユニット１２２）で構成される。単一ピース体と複数セクタ体のいずれであっても、説明されている本開示の様々な実施形態と共に使用されうる。
サセプタアセンブリ１４０は、ガス分配アセンブリ１２０の下方に配置される。サセプタアセンブリ１４０は、上面１４１と、上面１４１における少なくとも１つの凹部１４２とを含む。サセプタアセンブリ１４０は、底面１４３及びエッジ１４４も有する。凹部１４２は、処理される基板６０の形状及びサイズに応じて、任意の好適な形状及びサイズでありうる。図１に示す実施形態では、凹部１４２はウエハの底部を支持するための平らな底部を有しているが、凹部の底部は変化しうる。一部の実施形態では、凹部は、凹部の外周エッジの周辺に、ウエハの外周エッジを支持するようサイズ決定される段差領域を有する。ウエハの外周エッジの、この段差によって支持される分量は、例えば、ウエハの厚さ、及び、ウエハの裏側に既にあるフィーチャの存在に応じて、変動しうる。
一部の実施形態では、図１に示しているように、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１における凹部１４２は、凹部１４２内で支持される基板６０が、サセプタ１４０の上面１４１と実質的に同一平面の上面６１を有するように、サイズ決定される。この明細書及び付随する特許請求の範囲において、「実質的に同一平面（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｃｏｐｌａｎａｒ）」という文言は、ウエハの上面とサセプタアセンブリの上面が、±０．２ｍｍ以内で同一平面になることを意味する。一部の実施形態では、これらの上面が、±０．１５ｍｍ、±０．１０ｍｍ、又は±０．０５ｍｍの範囲内で同一平面になる。
図１のサセプタアセンブリ１４０は、サセプタアセンブリ１４０を上昇させ、下降させ、かつ回転させることが可能な、支持ポスト１６０を含む。サセプタアセンブリは、支持ポスト１６０の中央内部にヒータ又はガスライン又は電子部品を含みうる。支持ポスト１６０は、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間の間隙を広げたり狭めたりして、サセプタアセンブリ１４０を適切な位置へと移動させる、主たる手段でありうる。サセプタアセンブリ１４０は、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間に所定の間隙１７０を創出するためにサセプタアセンブリ１４０に対してマイクロ調整を行いうる、微調整アクチュエータ１６２も含みうる。一部の実施形態では、間隙１７０の距離は、約０．１ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲内、又は約０．１ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲内、又は約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲内、又は約０．２ｍｍ〜約１．８ｍｍの範囲内、又は約０．３ｍｍ〜約１．７ｍｍの範囲内、又は約０．４ｍｍ〜約１．６ｍｍの範囲内、又は約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内、又は約０．６ｍｍ〜約１．４ｍｍの範囲内、又は約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍの範囲内、又は約０．８ｍｍ〜約１．２ｍｍの範囲内、又は約０．９ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲内であるか、或いは約１ｍｍである。
図に示している処理チャンバ１００は、内部でサセプタアセンブリ１４０が複数の基板６０を保持しうる、カルーセル型チャンバである。図２に示しているように、ガス分配アセンブリ１２０は、複数の別個のインジェクタユニット１２２を含んでよく、各インジェクタユニット１２２は、インジェクタユニットの下方でウエハが移動するにつれてウエハ上に膜を堆積させることが可能である。サセプタアセンブリ１４０上の、ほぼ対向している両側に配置された、２つのパイ型インジェクタユニット１２２が図示されている。インジェクタユニット１２２のこの数は、例示目的のためにのみ示されている。より多い又はより少ない数のインジェクタユニット１２２が含まれうることが、理解されよう。一部の実施形態では、サセプタアセンブリ１４０の形状に適合する形状を形成するのに十分な数のパイ型インジェクタユニット１２２が存在する。一部の実施形態では、個々のパイ型インジェクタユニット１２２は各々、他のインジェクタユニット１２２のいずれにも影響を与えることなく、個別に移動し、取り外され、かつ／又は交換されうる。例えば、ロボットがサセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間の領域にアクセスして、基板６０をローディング／アンローディングすることを可能にするために、１つのセグメントが上昇しうる。
複数のウエハが同じプロセスフローを経るようにこれらのウエハを同時に処理するために、複数のガスインジェクタを有する処理チャンバが使用されうる。例えば、図３に示しているように、処理チャンバ１００は、４つのガスインジェクタアセンブリ及び４つの基板６０を有する。処理開始時に、基板６０がインジェクタアセンブリ３０の間に配置されうる。サセプタアセンブリ１４０を４５o回転させること１７により、インジェクタアセンブリ１２０の間にある各基板６０が、インジェクタアセンブリ１２０の下の点線の円で図示しているように、膜堆積のためにインジェクタアセンブリ１２０の方に移動することになる。さらに４５°回転させると、基板６０はインジェクタアセンブリ３０から離れるように移動する。空間的ＡＬＤインジェクタを用いて、インジェクタアセンブリに対してウエハが移動している間に、ウエハ上に膜が堆積される。一部の実施形態では、基板６０がインジェクタアセンブリ１２０の下方で停止することを防止するインクリメント（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）ごとに、サセプタアセンブリ１４０が回転する。基板６０の数とガス分配アセンブリ１２０の数は、同じでありうるか、又は異なりうる。一部の実施形態では、ガス分配アセンブリが存在するのと同じ数の、処理されるウエハが存在する。一又は複数の実施形態では、処理されるウエハの数は、ガス分配アセンブリの数の分数又は整数倍になる。例えば、４つのガス分配アセンブリが存在する場合、４ｘの処理されるウエハが存在し、ここでｘは１以上の整数値である。
図３に示す処理チャンバ１００は、実現可能な一構成を表しているにすぎず、本開示の範囲を限定すると解釈すべきではない。ここでは、処理チャンバ１００は複数のガス分配アセンブリ１２０を含む。図示している実施形態では、処理チャンバ１００の周囲に均等に離間した４つのガス分配アセンブリ（インジェクタアセンブリ３０とも称される）が存在する。図示している処理チャンバ１００は八角形であるが、これは実現可能な一形状であり、本開示の範囲を限定すると解釈すべきではないことが、当業者には理解されよう。図示されているガス分配アセンブリ１２０は台形であるが、単一の円形構成要素であってもよく、又は、図２に示すもののように、複数のパイ型セグメントで構成されてもよい。
図３に示す実施形態は、ロードロックチャンバ１８０、又は、バッファステーションのような補助チャンバを含む。このチャンバ１８０は、例えば基板（基板６０とも称される）がチャンバ１００にローディング／チャンバ１００からアンローディングされることを可能にするために、処理チャンバ１００一面に接続されうる。サセプタ上に基板を移動させるために、チャンバ１８０内にウエハロボットが配置されうる。
カルーセル（例えばサセプタアセンブリ１４０）の回転は、連続的であっても、非連続的であってもよい。連続処理においては、ウエハがインジェクタの各々に順に曝露されるように、ウエハは常に回転している。非連続処理においては、ウエハは、インジェクタ領域に移動して停止し、次いで、インジェクタ間の領域８４に移動して停止しうる。例えば、カルーセルは、ウエハがインジェクタ間領域からインジェクタを越えて移動し（又は、インジェクタに隣接して停止し）、カルーセルが再度止まりうる次のインジェクタ間領域へと続いて移動するように、回転しうる。インジェクタ間で止まることにより、各層の堆積と堆積との間に、追加の処理ステップ（例えばプラズマへの曝露）のための時間が提供されうる。
図４は、インジェクタユニット１２２と称されうる、ガス分配アセンブリ２２０の一セクタ又は一部分を示している。インジェクタユニット１２２は、個別に、又は他のインジェクタユニットと組み合わされて、使用されうる。例えば、図５に示しているように、図４のインジェクタユニット１２２が４つ組み合わされて、単一のガス分配アセンブリ２２０を形成する。（図を分かりやすくするために、４つのインジェクタユニットを分ける線は図示していない。）図４のインジェクタユニット１２２は、パージガスポート１５５及び真空ポート１４５に加えて、第１反応性ガスポート１２５と第２反応性ガスポート１３５の両方を有しているが、インジェクタユニット１２２に、これらの構成要素の全てが必要なわけではない。
図４と図５の両方を参照するに、一又は複数の実施形態によるガス分配アセンブリ２２０は、複数のセクタ（又は複数のインジェクタユニット１２２）を備えてよく、各セクタは同一であるか、又は異なっている。ガス分配アセンブリ２２０は、処理チャンバの中に配置され、かつ、ガス分配アセンブリ２２０の正面１２１に、複数の細長いガスポート１２５、１３５、１５５と、細長い真空ポート１４５とを備える。複数の細長いガスポート１２５、１３５、１５５、及び細長い真空ポート１４５は、内周エッジ１２３に隣接したエリアから、ガス分配アセンブリ２２０の外周エッジ１２４に隣接したエリアに向かって延在する。図示している複数のガスポートは、第１反応性ガスポート１２５と、第２反応性ガスポート１３５と、第１反応性ガスポートと第２反応性ガスポートの各々を取り囲む真空ポート１４５と、パージガス真空ポート１５５とを含む。
図４又は図５に示す実施形態を参照して、ポートは少なくとも内周領域周辺から少なくとも外周領域周辺まで延在する、と記述したとしても、ポートは、単に内側領域から外側領域まで径方向に延在するだけではないことがある。ポートは、真空ポート１４５が反応性ガスポート１２５及び反応性ガスポート１３５を取り囲んでいるように、接線方向に延在しうる。図４及び図５に示す実施形態では、楔形の反応性ガスポート１２５、１３５は、内周領域及び外周領域に隣接したエッジを含む全てのエッジで、真空ポート１４５によって取り囲まれている。
図４を参照するに、基板が経路１２７に沿って移動するにつれて、基板表面の各部分は様々な反応性ガスに曝露される。経路１２７を辿ると、基板は、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第１反応性ガスポート１２５、真空ポート１４５、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第２反応性ガスポート１３５、そして、真空ポート１４５に曝露される、すなわちそれらに「遭遇する（ｓｅｅ）」ことになる。ゆえに、図４に示す経路１２７の終わりには、基板は第１反応性ガス１２５及び第２反応性ガス１３５からのガス流に曝露されて、層が形成されている。図示しているインジェクタユニット１２２は四分円をなしているが、より大型又はより小型のものである可能性もある。図５に示すガス分配アセンブリ２２０は、連続的に接続された、４つの図４のインジェクタユニット１２２の組み合わせと見なされうる。
図４のインジェクタユニット１２２は、反応性ガス同士を分離させるガスカーテン１５０を示している。「ガスカーテン（ｇａｓ ｃｕｒｔａｉｎ）」という語は、反応性ガスを混合しないように分離させるガス流又は真空の任意の組み合わせを説明するために使用される。図４に示すガスカーテン１５０は、真空ポート１４５の第１反応性ガスポート１２５に隣り合った部分、中間のパージガスポート１５５、及び、真空ポート１４５の第２反応性ガスポート１３５に隣り合った部分を含む。ガス流と真空とのこの組み合わせは、第１反応性ガスと第２反応性ガスとの気相反応を防止する、又は最小化するために、使用されうる。
図５を参照するに、ガス分配アセンブリ２２０からのガス流と真空との組み合わせは、複数の処理領域２５０の分離を形成する。処理領域は、２５０同士の間のガスカーテン１５０を用いて、個々の反応性ガスポート１２５、１３５の周囲に大まかに画定される。図５に示す実施形態は、８つの別個のガスカーテン１５０を間に有する、８つの別個の処理領域２５０を構成している。処理チャンバは、少なくとも２つの処理領域を有しうる。一部の実施形態では、少なくとも３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０、１１、又は１２の処理領域が存在する。
処理中に、基板は、どの所与の時点においても２つ以上の処理領域２５０に曝露されうる。しかし、別々の処理領域に曝露されている部分は、その２つを分離するガスカーテンを有することになる。例えば、基板の先行エッジが第２反応性ガスポート１３５を含む処理領域に入る場合、基板の中央部はガスカーテン１５０の下にあり、かつ、基板の後続エッジは第１反応性ガスポート１２５を含む処理領域内にあることになる。
処理チャンバ１００に接続された、例えばロードロックチャンバでありうるファクトリインターフェース２８０が図示されている。参照のフレームを提供するために、基板６０は、ガス分配アセンブリ２２０に重ね合わせて図示されている。基板６０は、多くの場合、サセプタアセンブリ上に置かれて、ガス分配アセンブリ１２０（ガス分配プレートとも称される）の正面１２１の付近に保持されうる。基板６０は、ファクトリインターフェース２８０を介して、処理チャンバ１００内の基板支持体又はサセプタアセンブリ上にローディングされる（図３参照）。処理領域の中に配置された基板６０が図示されうるが、それは、この基板が、第１反応性ガスポート１２５に隣接して、かつ、２つのガスカーテン１５０ａ、１５０ｂの間に配置されているからである。基板６０を経路１２７に沿って回転させることにより、この基板は、処理チャンバ１００をぐるりと反時計回りに移動することになる。ゆえに、基板６０は、第１処理領域２５０ａから第８処理領域２５０ｈまでの処理領域に曝露されることになり、第１と第８の２つの領域の間に全ての処理領域が含まれる。図示されているガス分配アセンブリを使用する、処理チャンバを回る各サイクルでは、基板６０は、第１反応性ガス及び第２反応性ガスの４つのＡＬＤサイクルに曝露されることになる。
図５のようなバッチ処理装置における従来型のＡＬＤシーケンスは、インジェクタ間のポンプ／パージ区画を用いて、空間的に分離されたインジェクタからの化学物質ＡとＢの流れをそれぞれ維持する。この従来型のＡＬＤシーケンスは開始・終了パターンを有し、このパターンは、堆積された膜の不均一性をもたらすことがある。本発明の発明者は、驚くべきことに、空間的ＡＬＤバッチ処理チャンバ内で実施される時間ベースのＡＬＤプロセスが、より均一性の高い膜を提供することを発見した。ガスＡ、反応性ガスがない状態、ガスＢ、反応性ガスがない状態に曝露していくという基本プロセスは、膜に開始・終了パターンが形成されることを避けるために、インジェクタの下で基板をスイープして、化学物質Ａと化学物質Ｂのそれぞれで基板を飽和させるためのものである。本発明の発明者は、驚くべきことに、ターゲット膜厚が薄く（例えば２０ＡＬＤサイクル未満で）、開始・終了パターンがウエハ均一性性能に大きな影響を与える場合に、時間ベースの手法が特に有利であることを見い出した。本発明の発明者は、本書で説明しているＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＣＯＮの膜を創出する反応プロセスが、時間領域（ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ）プロセスでは達成されない可能性があることも発見した。処理チャンバをパージするために必要な時間量が、基板表面からの材料の剥離をもたらす。説明している空間的ＡＬＤプロセスでは、ガスカーテンの下にある時間が短いため、この剥離は発生しない。
したがって、本開示の実施形態は、複数の処理領域２５０ａ〜２５０ｈを有し、各処理領域がガスカーテン１５０によって隣接した領域から分離されている、処理チャンバ１００（例えば、図５に示す処理チャンバ）を伴う処理方法を対象とする。処理チャンバの中のガスカーテンと処理領域の数は、ガス流の配置に応じて、任意の好適な数でありうる。図５に示す実施形態は、８つのガスカーテン１５０と８つの処理領域２５０ａ〜２５０ｈとを有している。ガスカーテンの数は、概括的に、処理領域の数と同じか、それを上回る。例えば、領域２５０ａが反応性ガス流を有さず、ローディングエリアとしての役割を果たすにすぎない場合、処理チャンバは７つの処理領域と８つのガスカーテンとを有することになる。
複数の基板６０は、図１及び図２に示すサセプタアセンブリ１４０などの基板支持体上に配置される。複数の基板６０は、処理ために処理領域をぐるりと回転する。概括的に、ガスカーテン１５０は、チャンバ内に反応性ガスが流れ込まない期間を含め、処理の間ずっと稼働している（ガスが流れ、真空がオンになっている）。
第１反応性ガスＡが処理領域２５０のうちの一又は複数の中に流れ込んでいる間に、不活性ガスは、第１反応性ガスＡが流れ込んでいない処理領域２５０に流し込まれる。例えば、第１反応性ガスが処理領域２５０ｂから処理領域２５０ｈまでの処理領域に流れ込む場合、不活性ガスは、処理領域２５０ａに流れ込む。不活性ガスは、第１反応性ガスポート１２５又は第２反応性ガスポート１３５を通じて流されうる。
処理領域内の不活性ガス流は、一定であることも、変動することもある。一部の実施形態では、反応性ガスは不活性ガスと共流する。不活性ガスは、キャリア及び希釈物として作用する。反応性ガスの量はキャリアガスに対して少ないことから、共流によって、隣接した領域間の圧力の差異を低減することで、処理領域間のガス圧のバランスを取ることがより容易になりうる。
したがって、本開示の一又は複数の実施形態は、図５に示すもののようなバッチ処理チャンバを利用する、処理方法を対象とする。基板６０は、複数の処理領域２５０を有する処理チャンバ２５０内に配置され、各区画は、ガスカーテン１５０によって隣接した区画から分離される。基板表面の少なくとも一部分は、処理チャンバの第１区画２５０ａ内で第１プロセス条件に曝露される。例えば、第１プロセス条件は、ケイ素含有前駆体と、オプションのキャリアガスとを含む。第１区画２５０ａにおいて、第１ケイ素含有膜が形成されうる。
基板表面は、ガスカーテン１５０を通って第２区画２５０ｂへと、横方向に移動する。ここで、第１ケイ素含有膜は、第２ケイ素含有膜を形成するために、炭素含有前駆体を含む第２プロセス条件に曝露される。
基板表面は、ガスカーテン１５０を通って処理チャンバの第３区画２５０ｃへと、第２ケイ素含有膜を伴って横方向に移動する。第３区画は、プラズマ曝露領域、若しくはパージガス領域でありうる。図５に示す実施形態では、８つの区画が存在している。３つのプロセス条件が存在する場合、次いで、堆積の形状寸法のバランスを取るためにパージ区画が使用されることがあり、それにより、処理チャンバを通って完全に一周することで２つの層が形成されることになる。したがって、第２ケイ素含有膜を有する基板は、ガスカーテン１５０を通って、第３区画２５０ｃ若しくは第４区画２５０ｄに移動する。第３区画２５０ｃ又は第４区画２５０ｄにおいて、第２ケイ素含有膜がプラズマに曝露されて、ケイ素−炭素膜が形成される。
酸素への曝露を含む一実施形態では、第３区画２５０ｃが酸素源ガスを含むこともある。例えば、第２ケイ素含有膜は、第４区画２５０ｄに入る前に、３区画２５０ｃ内で酸化ガスに曝露されうる。
基板表面は次いで、第４区画２５０ｄからガスカーテン１５０を通って処理チャンバの別の領域へと、横方向に移動しうる。処理チャンバの他の領域において、基板表面は、例えば、追加の第１、第２、第３、及び／又は第４のプロセス条件に反復的に曝露されて、所定の膜厚を有する膜が形成されうる。
実施例
種々のプラズマガスを使用して、いくつかのＳｉＣＮ膜が形成された。膜の各々は、約６．５Ｔｏｒｒの圧力及び約６ｒｐｍ回転スピードを用いて、約５５０oＣで形成された。ジクロロシランが、約４００ｓｃｃｍの流量で第１区画内に流し込まれた。エチレンジアミンが、約２５０ｓｃｃｍの流量で第２区画内に流し込まれた。第４区画内に生成されたプラズマは、表１に示すように変動した。第３区画はパージガス流を有した。
Figure 0006968701
種々のプラズマ出力を使用して、いくつかのＳｉＣＮ膜が形成された。膜の各々は、約６．５Ｔｏｒｒの圧力及び約６ｒｐｍ回転スピードを用いて、約５５０℃で形成された。ジクロロシランが、約４００ｓｃｃｍの流量で第１区画内に流し込まれた。エチレンジアミンが、約２５０ｓｃｃｍの流量で第２区画内に流し込まれた。第４区画内に生成されたプラズマはＡｒ／Ｈ２混合物（１２００／３００）であり、その出力は表２に示すように変動した。第３区画はパージガス流を有した。
Figure 0006968701
したがって、本開示の一部の実施形態は、約１．９５０、約１．９６０、約１．９７０、約１．９８０、約１．９９０、又は約２．０００以上の屈折率、及び／又は、約０．２５、約０．２０、約０．１５、約０．１０、約０．０５、又は約０．０３未満の湿式エッチング速度比を有する、ＳｉＣＮ膜を対象とする。一部の実施形態では、ＳｉＣＮ膜は、約５．８、約５．６、約５．４、約５．２、約５．０、約４．８、約４．６、約４．５、又は約４．４以下の誘電率を有する。
一又は複数の実施形態により、基板は、層を形成する前及び／又は形成した後に処理を経る。この処理は、同じチャンバ内、又は一又は複数の別個の処理チャンバ内で実施されうる。一部の実施形態では、基板は、第１チャンバから、さらなる処理のために別個の第２チャンバに移動する。基板は、第１チャンバから別個の処理チャンバに直接移動しうるか、又は、第１チャンバから一又は複数の移送チャンバに移動し、次いで別個の処理チャンバへと移動しうる。従って、処理装置は、移送ステーションと連通している複数のチャンバを備えうる。この種の装置は「クラスタツール（ｃｌｕｓｔｅｒ ｔｏｏｌ）」又は「クラスタシステム（ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）」などと称されうる。
概括的に、クラスタツールは、基板の中心決め及び配向決め、ガス抜き、アニール処理、堆積、並びに／又は、エッチングを含む様々な機能を実施する、複数のチャンバを備えるモジュールシステムである。一又は複数の実施形態により、クラスタツールは、少なくとも、第１チャンバ及び中央移送チャンバを含む。中央移送チャンバは、複数の処理チャンバ及び複数のロードロックチャンバの間で基板を往復搬送することが可能なロボットを収納しうる。移送チャンバは、典型的には、真空条件に維持され、かつ、一つのチャンバから、別のチャンバ及び／又はクラスタツールのフロントエンドに配置されたロードロックチャンバに、基板を往復搬送するための中間段階を提供する。本開示に適合しうる、周知の２つのクラスタツールは、Ｃｅｎｔｕｒａ（登録商標）とＥｎｄｕｒａ（登録商標）であり、両方ともカリフォルニア州Ｓａｎｔａ ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．から入手可能である。１つのかかる段階的真空基板処理装置の詳細が、Ｔｅｐｍａｎ他が１９９３年２月１６日に発行した、「段階的真空ウエハ処理装置及び方法（Ｓｔａｇｅｄ−Ｖａｃｕｕｍ Ｗａｆｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）」という名称の米国特許第５、１８６、７１８号で開示されている。しかし、開示されているチャンバの配置及び組合せは、本書で説明しているプロセスの具体的なステップを実施するという目的のために、変更されうる。使用されうる他の処理チャンバは、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、予洗浄、化学洗浄、ＲＴＰなどの熱処理、プラズマ窒化、ガス抜き、配向決め、ヒドロキシル化、及びその他の基板処理を含むが、それらに限定されるわけではない。クラスタツールのチャンバ内でプロセスを実行することにより、後続膜の堆積に先立って酸化を起こすことなく、空気中の不純物による基板の表面汚染を回避することが可能である。
一又は複数の実施形態により、基板は、連続的に真空又は「ロードロック（ｌｏａｄ ｌｏｃｋ）」の条件下にあり、一つのチャンバから次のチャンバに移動する時に周囲空気に曝露されない。ゆえに、移送チャンバは、真空下にあり、真空圧力のもとで「ポンプダウン（ｐｕｍｐｅｄ ｄｏｗｎ）」される。処理チャンバ又は移送チャンバ内には、不活性ガスが存在しうる。一部の実施形態では、反応物質の一部又は全部を除去するために、不活性ガスがパージガスとして使用される。一又は複数の実施形態により、反応物質が堆積チャンバから移送チャンバ及び／又は追加の処理チャンバに移動することを防止するために、堆積チャンバの出口においてパージガスが注入される。ゆえに、不活性ガスの流れがチャンバの出口にカーテンを形成する。
基板は、単一の基板がローディングされ、処理され、かつ、別の基板が処理される前にアンローディングされる、枚葉式基板堆積チャンバ内で処理されうる。基板は、複数の基板が個々に、チャンバの第一部分の中へとローディングされ、チャンバを通って移動し、かつ、チャンバの第二部分からアンローディングされる、コンベヤシステムに類似した連続的な様態で、処理されることも可能である。チャンバ及び関連コンベヤシステムの形状は、直線経路又は曲線経路を形成しうる。加えて、処理チャンバは、複数の基板が、中心軸の周囲で移動し、かつ、カルーセル経路全体を通じて、堆積、エッチング、アニール処理、洗浄などのプロセスに曝露される、カルーセルでありうる。
処理中に、基板は加熱されうるか、又は冷却されうる。かかる加熱又は冷却は、基板支持体の温度を変化させること、及び、基板表面に加熱された又は冷却されたガスを流すことを含む（ただしそれらに限定されるわけではない）、任意の好適な手段によって達成されうる。一部の実施形態では、基板支持体は、伝導によって基板温度を変化させるよう制御されうる、ヒータ／クーラを含む。一又は複数の実施形態では、基板温度を局所的に変化させるために、用いられるガス（反応性ガス若しくは不活性ガス）が加熱又は冷却される。一部の実施形態では、基板温度を対流によって変化させるために、ヒータ／クーラは、基板表面に隣接するようにチャンバ内に配置される。
基板は、処理中に、静止していることも、回転することも可能である。回転する基板は、連続的又は非連続に段階的に、回転しうる。例えば、基板は、処理全体を通じて回転しうるか、或いは、種々の反応性ガス又はパージガスへの曝露と曝露の間に、少しずつ回転しうる。処理中に基板を（連続的若しくは段階的に）回転させることは、例えばガス流形状の局所的可変性の影響を最小化することによって、より均一な堆積又はエッチングの生成に役立ちうる。
原子層堆積型チャンバ内で、基板は、空間的若しくは時間的に分離されたプロセスにおいて、第１及び第２の前駆体に曝露されうる。時間的ＡＬＤは、第１前駆体がチャンバ内に流れ込んで表面と反応する、伝統的なプロセスである。第２前駆体を流す前に、第１前駆体はチャンバからパージされる。空間的ＡＬＤでは、第１前駆体と第２前駆体の両方が、同時にチャンバに流されるが、前駆体の混合を防止する領域が流れと流れの間に存在するように空間的に分離される。空間的ＡＬＤでは、基板がガス分配プレートに対して移動するか、又はその逆である。
１つのチャンバ内で方法の一又は複数の部分が実行される実施形態では、プロセスは空間的ＡＬＤプロセスでありうる。上述の化学反応のうちの一又は複数は親和性（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）ではない（すなわち、基板表面以外での反応をもたらし、かつ／又は、チャンバに堆積する）ことがあるが、空間的分離により、試薬同士が気相で互いに曝露されないことが確実になる。例えば、時間的ＡＬＤは堆積チャンバのパージを伴う。しかし、実際には、追加試薬を流し込む前に余剰試薬の全てをチャンバの外にパージすることが不可能な時もある。したがって、チャンバ内に残存試薬があれば、それが反応しうる空間的分離があることで、余剰試薬がパージされる必要がなくなり、相互汚染は限定的になる。更に、処理チャンバをパージするのに多くの時間を要することがあり、したがって、パージ段階をなくすことによってスループットが増大しうる。
この明細書全体を通じての、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「ある種の実施形態（ｃｅｒｔａｉｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「一又は複数の実施形態（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、又は、「実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」に対する言及は、実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。ゆえに、この明細書全体の様々な箇所での「一又は複数の実施形態で」、「ある種の実施形態で」、「一実施形態で」、又は「実施形態において」などの表現の表出は、必ずしも、本開示の同一の実施形態に言及するものではない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、一又は複数の実施形態において、任意の好適な様態で組み合わされうる。
本書の開示は詳細な実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態は本開示の原理及び用途の例示にすぎないことを、理解されたい。本開示の本質及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対して様々な改変及び変形を行いうることが、当業者には明らかになろう。ゆえに、本開示は、付随する特許請求の範囲及びその均等物に含まれる改変例及び変形例を含むことが意図されている。

Claims (15)

  1. 第１ケイ素含有膜を形成するために、処理チャンバの、第１ガスポートを備える第１区画内で基板表面の少なくとも一部分をケイ素含有前駆体に曝露することと、
    炭素を含む第２ケイ素含有膜を形成するために、前記処理チャンバの、第２ガスポートを備える第２区画内で前記第１ケイ素含有膜を炭素含有前駆体に曝露することと、
    ケイ素−炭素膜を形成するために、前記処理チャンバの第３区画内で前記第２ケイ素含有膜をプラズマに曝露することとを含み、
    前記処理チャンバの隣接する区画は、不活性ガスにより分離され、
    前記第１ガスポート及び前記第２ガスポートのそれぞれは、それぞれの真空ポートによって取り囲まれる、処理方法。
  2. 前記ケイ素含有前駆体がハロゲン化ケイ素を含む、請求項１に記載の処理方法。
  3. 前記ケイ素含有前駆体が実質的にハロゲン化ケイ素からなる、請求項２に記載の処理方法。
  4. 前記炭素含有前駆体が炭素原子及び窒素原子を有する化合物を含む、請求項１に記載の処理方法。
  5. 前記炭素含有前駆体が実質的に酸素原子を含まない、請求項４に記載の処理方法。
  6. 前記炭素含有前駆体が、アルキルアミン、ジアミン、ポリアミン、及び／又は環状アミン［一級アミン、二級アミン、三級アミン、ヘテロ環］のうちの一又は複数を含む、請求項４に記載の処理方法。
  7. 前記炭素含有前駆体が炭素原子及び酸素原子を有する化合物を含む、請求項１に記載の処理方法。
  8. 前記炭素含有前駆体が実質的に窒素原子を含まない、請求項７に記載の処理方法。
  9. 前記炭素含有前駆体が、ＣＯ２、アルコール、及び／又はエーテルのうちの一又は複数を含む、請求項７に記載の処理方法。
  10. 前記炭素含有前駆体が炭素原子、酸素原子、及び窒素原子を含む、請求項１に記載の処理方法。
  11. 前記炭素含有前駆体が、アルキルアミノ−アルコール、或いは、炭素原子と窒素原子、及び／又は、炭素原子と酸素原子を有する複数の化合物の混合物、のうちの一又は複数を含む、請求項１０に記載の処理方法。
  12. 約２００℃〜約６５０℃の範囲内の温度で実施される、請求項１に記載の処理方法。
  13. ケイ素−炭素−酸素膜を形成するために、前記第２ケイ素含有膜を、前記プラズマへの曝露に先立って酸素源に曝露することを更に含む、請求項１に記載の処理方法。
  14. 前記プラズマが少なくとも１つの不活性種と酸素種とを含み、前記ケイ素−炭素膜は酸素を更に含む、請求項１に記載の処理方法。
  15. 前記プラズマが少なくとも１つの不活性種と窒素含有前駆体とを含み、前記ケイ素−炭素膜は窒素を更に含む、請求項１に記載の処理方法。
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