JP7194713B2 - 二次パージ対応aldシステムにおけるシャワーヘッド裏側の寄生プラズマを抑制するための方法及び装置 - Google Patents
二次パージ対応aldシステムにおけるシャワーヘッド裏側の寄生プラズマを抑制するための方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
半導体基板上に膜を堆積させるための操作は、通常は、図1に示されるような基板処理装置において実施することができる。以下で更に詳しく説明される図1の装置100は、真空ポンプ118によって真空下に維持可能な内部空間内に1つの基板ホルダ108(例えば、台座)を伴う1つの処理チャンバ102を有する。チャンバには、(例えば)膜前駆体、キャリアガス及び/又はパージガス及び/又はプロセスガス、二次反応物などの供給のために、ガス供給システム101及びシャワーヘッド106も流体的(流体連通可能)に結合されている。図1には、処理チャンバ内においてプラズマを発生させるための装備も示されており、以下で更に詳しく説明される。いずれにせよ、以下で詳しく説明されるように、図1で図解される装置は、半導体基板に対してALDなどの膜堆積操作を実施するための基本的な装備を提供するものである。
シャワーヘッド設計を利用する基板処理装置は、特に、二次パージの使用から恩恵を受けるだろう。このような設計では、シャワーヘッドの主目的は、操作(i)における基板表面への吸着のために処理チャンバに膜前駆体が導入されるメカニズムを提供することにある。シャワーヘッド設計は、点源として機能する数本のノズルのみで実現されるよりも空間的に均一に膜前駆体流が基板方面に分配されることを可能にする。シャワーヘッドは、また、適切な電位の印可を受けて、表面反応の活性化につながる操作(iii)におけるプラズマ発生のために使用される2つの電極のうちの1つとして機能してよい。これらの目的に加えて、シャワーヘッドは、操作(ii)及び/又は(iv)の最中に処理チャンバに一次パージガス流を導入するためにも使用されてよく、その際は、一次パージガスに関しても、より優れた空間的均一性を達成することができる。しかしながら、処理チャンバにパージガスを導入するこの方法に伴う問題は、上記の流れが、通常はシャワーヘッド後方の空所を効果的にパージするものではないことである。このため、シャワーヘッドの裏側やシャワーヘッド後方/上方のチャンバ壁などにおける望ましくない堆積を最小限に抑える又は防ぐことができるという点で、シャワーヘッド後方/上方の空間/空所に直接入る二次パージガス流が、極めて有益だろう。
二次パージは、通常は、ALDプロセスにおける膜形成反応操作(上記の操作(iii))の最中に進行中であるので、二次パージガスとしては、膜形成反応に干渉しないように、不活性ガスが選ばれるのが一般的である。先行研究では、二次パージガスとして、N2が選ばれることが多かった。しかしながら、二重パターン形成などの特定の用途では、堆積膜の窒素含量が厳密に制御されなければならず、また、二次パージガスとしてのN2の使用は堆積膜への窒素の取り込みを招くことが多いゆえに、N2は、優れた選択肢ではないことが多い。
上述されたように、デバイスの小型化が進むにつれて、並びにICが3Dトランジスタ及びその他の3D構造の利用に移行するにつれて、正確な量(厚さ)の共形膜材料を堆積させる能力の重要性が、益々増している。共形膜材料としては、特に誘電体が挙げられるが、様々なドーパント含有材料も可能である。原子層堆積は、共形膜の堆積を実現する技術の1つであり、通常は、複数の堆積サイクルによって所望の膜厚を実現する。
本明細書で説明される方法は、任意の適切な半導体基板処理装置によって実施されてよい。適切な装置は、処理操作を実現するためのハードウェアと、本明細書で開示される様々なチャネルドーピング手法にしたがって処理操作を制御するための命令を有するシステムコントローラとを含む。一部の実施形態では、ハードウェアは、マルチステーション式基板処理ツールに含まれる1つ以上のプロセスステーションと、本明細書で開示される処理技術にしたがって処理操作を制御するための機械読み取り可能命令を有する(又は機械読み取り可能命令へのアクセスを有する)コントローラとを含んでいてよい。
ALDプロセスにおいて、膜前駆体は、反応チャンバ内に存在する状態と、反応チャンバ内から排出された状態とを交互に繰り返す必要がある。寄生堆積を防ぐために、処理チャンバ内の余分な前駆体は、次の前駆体の導入前に処理チャンバ及び共通の前駆体通路(シャワーヘッドの柄部分など)から除去される。余分な前駆体の除去は、通例、供給通路及びチャンバを不活性ガスでパージすることによって成される。しかしながら、シャンデリア型のシャワーヘッドが使用される場合は、シャワーヘッドの後方に捕らわれた余分な前駆体を、シャワーヘッドからのパージガスで効果的に除去することができない。したがって、前駆体は、シャワーヘッドの裏側と、上板と、処理チャンバの壁とに、大量の寄生堆積を生じさせる恐れがある。このデッドスペースを固体の誘電体で満たすアプローチは、接地へのRF結合を引き起こす可能性が高いゆえに、不可能である。したがって、上述のように、このような寄生堆積を防ぐためには、シャワーヘッドの裏側から導入される二次パージガスが用いられてよい。このような二次パージを実現するためのハードウェアが、以下で詳しく説明される。
図2は、処理ツール200及びそのプロセスステーションのプロセス条件とハードウェア状態とを制御するために用いられるシステムコントローラ250の一実施形態も示している。システムコントローラ250は、1つ以上のストレージデバイス256と、1つ以上のマスストレージデバイス254と、1つ以上のプロセッサ252とを含んでいてよい。プロセッサ252としては、1つ以上のCPU、ASIC、汎用コンピュータ及び/又は専用コンピュータ、アナログ及び/又はデジタル入力/出力接続、ステッピングモータ制御盤などが挙げられる。
開示された以上の技術、操作、プロセス、方法、システム、装置、ツール、膜、化学物質、及び組成は、明瞭及び理解を促す目的で具体的な実施形態との関連のもとで説明されてきたが、当業者ならば、本開示の趣旨及び範囲内に、以上の実施形態を実現するための多くの代替のやり方があることが明らかである。したがって、本明細書で説明された実施形態は、開示された発明の概念を、限定するのではなく例示するものだと見なされ、最終的に本開示の内容を定めたものであるいかなる特許請求の範囲も過度に限定するための揺るがない基準として使用されるべきではない。
適用例1:処理チャンバ内において半導体基板上に材料の膜を堆積させる方法であって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むこと、
(b)前記膜前駆体が基板上に吸着制限層を形成するように、前記処理チャンバ内において前記膜前駆体を前記基板上に吸着させること、
(c)一次パージガスによって前記処理チャンバをパージすることによって、前記吸着前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去すること、
(d)(c)において前記一次パージガスによって未吸着前駆体を除去した後、前記処理チャンバに二次パージガスが流し込まれている間に前記吸着膜前駆体を反応させて、前記基板上に膜層を形成させること、
を備え、前記二次パージガスは、O 2 のイオン化エネルギ及び/又は解離エネルギ以上のイオン化エネルギ及び/又は解離エネルギを有する化学種を含む、方法。
適用例2:適用例1に記載の方法であって、
前記二次パージガスは、O 2 である、方法。
適用例3:適用例1に記載の方法であって、
前記一次パージガスは、不活性ガスである、方法。
適用例4:適用例3に記載の方法であって、
前記一次パージガスは、Ar及び/又はN 2 である、方法。
適用例5:適用例1に記載の方法であって、
前記一次パージガスは、(a)~(b)又は(d)の最中は前記処理チャンバへ流されない、方法。
適用例6:適用例5に記載の方法であって、
(d)に先立って、前記処理チャンバから実質的に全ての一次パージガスが除去される、方法。
適用例7:適用例1に記載の方法であって、
前記二次パージガスは、(a)~(d)の最中に前記処理チャンバへ継続的に流される、方法。
適用例8:適用例1に記載の方法であって、
(a)において前記処理チャンバに前記膜前駆体を流し込むために、キャリアガス流が使用される、方法。
適用例9:適用例8に記載の方法であって、
前記キャリアガスは、不活性ガスである、方法。
適用例10:適用例9に記載の方法であって、
前記キャリアガスは、N 2 及び/又はArである、方法。
適用例11:適用例1ないし10のいずれか一項に記載の方法であって、更に、
(e)前記一次パージガスによって前記処理チャンバをパージすることによって前記吸着前駆体を反応させた後に脱離膜前駆体及び/又は反応副生成物が存在するときに、前記膜層を取り巻く空間からそれらの脱離膜前駆体及び/又は反応副生成物を除去することを備える方法。
適用例12:適用例1ないし10のいずれか一項に記載の方法であって、更に、
前記基板上に(1枚以上の)更なる層を堆積させるために(a)~(d)を1回以上繰り返すことを備える方法。
適用例13:適用例1ないし10のいずれか一項に記載の方法であって、
前記膜前駆体は、(a)においてシャワーヘッドを通じて前記処理チャンバに流し込まれ、前記一次パージガスは、(c)において前記と同じシャワーヘッドを通じて前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例14:適用例13に記載の方法であって、
前記シャワーヘッドは、ヘッド部分と柄部分とを含み、前記一次パージガスは、前記シャワーヘッドの前記ヘッド部分の底面の開口部を通って前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例15:適用例1ないし10のいずれか一項に記載の方法であって、
前記一次パージガスは、前記基板の面に実質的に垂直な方向に前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例16:適用例15に記載の方法であって、
前記一次パージガスは、約5,000~45,000sccmの流量で前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例17:適用例13に記載の方法であって、
前記二次パージガスは、シャワーヘッド環を通じて前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例18:適用例17に記載の方法であって、
前記シャワーヘッド環は、ヘッド部分と柄部分とを含み、前記二次パージガスは、前記柄部分の開口部を通って前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例19:適用例18に記載の方法であって、
前記シャワーヘッド環の前記柄部分の前記開口部は、スロット状である、方法。
適用例20:適用例1ないし10のいずれか一項に記載の方法であって、
前記二次パージガスは、前記基板の面に対して実質的に平行な方向に前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例21:適用例20に記載の方法であって、
前記二次パージガスは、約1~30,000sccmの流量で前記処理チャンバに流し込まれる、方法。
適用例22:半導体基板上に材料の膜を堆積させるための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板ホルダと、
前記処理チャンバに膜前駆体及び一次パージガスを流し込むためのシャワーヘッドと、
前記処理チャンバに二次パージガスを流し込むためのシャワーヘッド環と、
前記シャワーヘッドを通る膜前駆体流及び一次パージガス流を制御するための1つ以上の一次流量弁と、
前記シャワーヘッド環を通る二次パージガス流を制御するための1つ以上の二次流量弁と、
前記処理チャンバから一次パージガス及び二次パージガスを除去するための並びに前記処理チャンバ内において前記基板を取り巻く空間から膜前駆体を除去するための弁操作式真空源と、
前記処理チャンバ内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生器と、
半導体基板上に材料の膜を堆積させるために前記1つ以上の弁、前記真空源、及び前記プラズマ発生器を操作するための機械読み取り可能命令を含む1つ以上のコントローラであって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための命令と、
(b)処理チャンバ内において膜前駆体が前記基板上に吸着して吸着制限層を形成するように前記処理チャンバ内の条件を制御するための命令と、
(c)前記処理チャンバに一次パージガスを流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための及び前記処理チャンバを真空に排気しそれによって前記吸着前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去するように前記弁操作式真空源を操作するための命令と、
(d)前記吸着膜前駆体の反応を活性化させて前記基板上に膜層を形成させるプラズマを前記処理チャンバ内において発生させるように前記プラズマ発生器を操作するための命令と、
(e)(d)において前記反応が活性化されている間にO 2 を含む二次パージガスを前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、
を含む、1つ以上のコントローラと、
を備える装置。
適用例23:適用例22に記載の装置であって、
前記シャワーヘッドは、
柄部分と、
ヘッド部分と、
膜前駆体及び一次パージガスを前記処理チャンバに流し込むための、前記ヘッド部分の底面の開口部と、
を含み、
前記シャワーヘッド環は、
柄部分と、
ヘッド部分と、
二次パージガスを前記処理チャンバに流し込むための、前記柄部分の開口部と、
を含む、装置。
適用例24:適用例23に記載の装置であって、
前記シャワーヘッドの前記開口部は、穴であり、前記シャワーヘッド環の前記開口部は、スロットである、装置。
Claims (9)
- 半導体基板上に材料の膜を堆積させるための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板ホルダと、
前記処理チャンバに膜前駆体及び一次パージガスを流し込むためのシャワーヘッドと、
前記処理チャンバに二次パージガスを流し込むためのシャワーヘッド環であって、前記シャワーヘッドの柄の周りに配置されているシャワーヘッド環と、
前記シャワーヘッドを通る膜前駆体流及び一次パージガス流を制御するための1つ以上の一次流量弁と、
前記シャワーヘッド環を通る二次パージガス流を制御するための1つ以上の二次流量弁
と、
前記処理チャンバから一次パージガス及び二次パージガスを除去するための並びに前記処理チャンバ内において前記半導体基板を取り巻く空間から膜前駆体を除去するための弁操作式真空源と、
前記処理チャンバ内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生器と、
半導体基板上に材料の膜を堆積させるために前記1つ以上の一次流量弁、前記1つ以上の二次流量弁、前記弁操作式真空源、及び前記プラズマ発生器を操作するための機械読み取り可能命令を含む1つ以上のコントローラであって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための命令と、
(b)処理チャンバ内において膜前駆体が前記半導体基板上に吸着して吸着制限層を形成するように前記処理チャンバ内の条件を制御するための命令と、
(c)前記処理チャンバに不活性ガスを含む一次パージガスを流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための及び前記処理チャンバを真空に排気し、それによって吸着膜前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去するように前記弁操作式真空源を操作するための命令と、
(d)前記吸着膜前駆体の反応を活性化させて前記半導体基板上に膜層を形成させるプラズマを前記処理チャンバ内において発生させるように前記プラズマ発生器を操作するための命令と、
(e)(d)において前記反応が活性化されている間に、O2 を二次パージガスとして前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、を含む、1つ以上のコントローラと、
を備える、装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記一次パージガスは、Ar及び/又はN2を含む、装置。 - 半導体基板上に材料の膜を堆積させるための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板ホルダと、
前記処理チャンバに膜前駆体及び一次パージガスを流し込むためのシャワーヘッドと、
前記処理チャンバに二次パージガスを流し込むためのシャワーヘッド環であって、前記シャワーヘッドの柄の周りに配置されているシャワーヘッド環と、
前記シャワーヘッドを通る膜前駆体流及び一次パージガス流を制御するための1つ以上の一次流量弁と、
前記シャワーヘッド環を通る二次パージガス流を制御するための1つ以上の二次流量弁と、
前記処理チャンバから一次パージガス及び二次パージガスを除去するための並びに前記処理チャンバ内において前記半導体基板を取り巻く空間から膜前駆体を除去するための弁操作式真空源と、
前記処理チャンバ内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生器と、
半導体基板上に材料の膜を堆積させるために前記1つ以上の一次流量弁、前記1つ以上の二次流量弁、前記弁操作式真空源、及び前記プラズマ発生器を操作するための機械読み取り可能命令を含む1つ以上のコントローラであって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための命令と、
(b)処理チャンバ内において膜前駆体が前記半導体基板上に吸着して吸着制限層を形成するように前記処理チャンバ内の条件を制御するための命令と、
(c)前記処理チャンバに一次パージガスを流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための及び前記処理チャンバを真空に排気しそれによって吸着膜前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去するように前記弁操作式真空源を操作するための命令と、
(d)前記吸着膜前駆体の反応を活性化させて前記半導体基板上に膜層を形成させるプラズマを前記処理チャンバ内において発生させるように前記プラズマ発生器を操作するための命令と、
(e)(d)において前記反応が活性化されている間にO 2 を二次パージガスとして前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、
(f)(a)~(d)の最中に前記二次パージガスを前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、
を含む、1つ以上のコントローラと、
を備える装置。 - 半導体基板上に材料の膜を堆積させるための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板ホルダと、
膜前駆体及び一次パージガスを前記処理チャンバに流し込むためのシャワーヘッドと、
二次パージガスを前記処理チャンバに流し込むためのシャワーヘッド環であって、前記シャワーヘッドの柄の周りに配置されているシャワーヘッド環と、
前記シャワーヘッドを通る膜前駆体流及び一次パージガス流を制御するための1つ以上の一次流量弁と、
前記シャワーヘッド環を通る二次パージガス流を制御するための1つ以上の二次流量弁と、
前記処理チャンバから一次パージガス及び二次パージガスを除去するための並びに前記処理チャンバ内において前記半導体基板を取り巻く空間から膜前駆体を除去するための弁操作式真空源と、
前記処理チャンバ内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生器と、
半導体基板上に材料の膜を堆積させるために前記1つ以上の一次流量弁、前記1つ以上の二次流量弁、前記弁操作式真空源、及び前記プラズマ発生器を操作するための機械読み取り可能命令を含む1つ以上のコントローラであって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための命令と、キャリアガス流は、前記処理チャンバに前記膜前駆体を流し込むために使用され、
(b)処理チャンバ内において膜前駆体が前記半導体基板上に吸着して吸着制限層を形成するように前記処理チャンバ内の条件を制御するための命令と、
(c)前記処理チャンバに一次パージガスを流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための及び前記処理チャンバを真空に排気しそれによって吸着膜前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去するように前記弁操作式真空源を操作するための命令と、
(d)前記吸着膜前駆体の反応を活性化させて前記半導体基板上に膜層を形成させるプラズマを前記処理チャンバ内において発生させるように前記プラズマ発生器を操作するための命令と、
(e)(d)において前記反応が活性化されている間に、O2 を二次パージガスとして前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、を含む、1つ以上のコントローラと、
を備える、装置。 - 請求項4に記載の装置であって、
前記キャリアガスは、不活性ガスを含む、装置。 - 請求項5に記載の装置であって、
前記キャリアガスは、N2及び/又はArを含む、装置。 - 半導体基板上に材料の膜を堆積させるための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板ホルダと、
前記処理チャンバに膜前駆体及び一次パージガスを流し込むためのシャワーヘッドと、
前記処理チャンバに二次パージガスを流し込むためのシャワーヘッド環であって、前記シャワーヘッドの柄の周りに配置されているシャワーヘッド環と、
前記シャワーヘッドを通る膜前駆体流及び一次パージガス流を制御するための1つ以上の一次流量弁と、
前記シャワーヘッド環を通る二次パージガス流を制御するための1つ以上の二次流量弁と、
前記処理チャンバから一次パージガス及び二次パージガスを除去するための並びに前記処理チャンバ内において前記半導体基板を取り巻く空間から膜前駆体を除去するための弁操作式真空源と、
前記処理チャンバ内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生器と、
半導体基板上に材料の膜を堆積させるために前記1つ以上の一次流量弁、前記1つ以上の二次流量弁、前記弁操作式真空源、及び前記プラズマ発生器を操作するための機械読み取り可能命令を含む1つ以上のコントローラであって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための命令と、
(b)処理チャンバ内において膜前駆体が前記半導体基板上に吸着して吸着制限層を形成するように前記処理チャンバ内の条件を制御するための命令と、
(c)前記処理チャンバに一次パージガスを流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための及び前記処理チャンバを真空に排気しそれによって吸着膜前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去するように前記弁操作式真空源を操作するための命令と、
(d)前記吸着膜前駆体の反応を活性化させて前記半導体基板上に膜層を形成させるプラズマを前記処理チャンバ内において発生させるように前記プラズマ発生器を操作するための命令と、
(e)(d)において前記反応が活性化されている間に、O2 を二次パージガスとして前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、
(g)前記半導体基板上に(1枚以上の)更なる層を堆積させるために(a)~(d)を1回以上繰り返すための命令と、を含む、1つ以上のコントローラと、
を備える、装置。 - 半導体基板上に材料の膜を堆積させるための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板ホルダと、
前記処理チャンバに膜前駆体及び一次パージガスを流し込むためのシャワーヘッドと、
前記処理チャンバに二次パージガスを流し込むためのシャワーヘッド環であって、前記シャワーヘッドの柄の周りに配置されているシャワーヘッド環と、
前記シャワーヘッドを通る膜前駆体流及び一次パージガス流を制御するための1つ以上の一次流量弁と、
前記シャワーヘッド環を通る二次パージガス流を制御するための1つ以上の二次流量弁と、
前記処理チャンバから一次パージガス及び二次パージガスを除去するための並びに前記処理チャンバ内において前記半導体基板を取り巻く空間から膜前駆体を除去するための弁操作式真空源と、
前記処理チャンバ内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生器と、
半導体基板上に材料の膜を堆積させるために前記1つ以上の一次流量弁、前記1つ以上の二次流量弁、前記弁操作式真空源、及び前記プラズマ発生器を操作するための機械読み取り可能命令を含む1つ以上のコントローラであって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための命令と、
(b)処理チャンバ内において膜前駆体が前記半導体基板上に吸着して吸着制限層を形成するように前記処理チャンバ内の条件を制御するための命令と、
(c)前記処理チャンバに一次パージガスを流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための及び前記処理チャンバを真空に排気しそれによって吸着膜前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去するように前記弁操作式真空源を操作するための命令と、
(d)前記吸着膜前駆体の反応を活性化させて前記半導体基板上に膜層を形成させるプラズマを前記処理チャンバ内において発生させるように前記プラズマ発生器を操作するための命令と、
(e)(d)において前記反応が活性化されている間に、O2 を二次パージガスとして前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、
(h)(a)の最中の少なくとも一部の時間に前記処理チャンバに前記二次パージガスを流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、を含む、1つ以上のコントローラと、
を備える、装置。 - 半導体基板上に材料の膜を堆積させるための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板ホルダと、
前記処理チャンバに膜前駆体及び一次パージガスを流し込むためのシャワーヘッドと、
前記処理チャンバに二次パージガスを流し込むためのシャワーヘッド環であって、前記シャワーヘッドの柄の周りに配置されているシャワーヘッド環と、
前記シャワーヘッドを通る膜前駆体流及び一次パージガス流を制御するための1つ以上の一次流量弁と、
前記シャワーヘッド環を通る二次パージガス流を制御するための1つ以上の二次流量弁と、
前記処理チャンバから一次パージガス及び二次パージガスを除去するための並びに前記処理チャンバ内において前記半導体基板を取り巻く空間から膜前駆体を除去するための弁操作式真空源と、
前記処理チャンバ内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生器と、
半導体基板上に材料の膜を堆積させるために前記1つ以上の一次流量弁、前記1つ以上の二次流量弁、前記弁操作式真空源、及び前記プラズマ発生器を操作するための機械読み取り可能命令を含む1つ以上のコントローラであって、
(a)前記処理チャンバに膜前駆体を流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための命令と、
(b)処理チャンバ内において膜前駆体が前記半導体基板上に吸着して吸着制限層を形成するように前記処理チャンバ内の条件を制御するための命令と、
(c)前記処理チャンバに一次パージガスを流し込むように前記1つ以上の一次流量弁を操作するための及び前記処理チャンバを真空に排気しそれによって吸着膜前駆体を取り巻く空間から少なくとも一部の未吸着膜前駆体を除去するように前記弁操作式真空源を操作するための命令と、
(d)前記吸着膜前駆体の反応を活性化させて前記半導体基板上に膜層を形成させるプラズマを前記処理チャンバ内において発生させるように前記プラズマ発生器を操作するための命令と、
(e)(d)において前記反応が活性化されている間に、O2 を二次パージガスとして前記処理チャンバに流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、
(i)(a)、(b)、(c)、及び(d)のそれぞれの最中の少なくとも一部の時間に前記処理チャンバに前記二次パージガスを流し込むように前記1つ以上の二次流量弁を操作するための命令と、を含む、1つ以上のコントローラと、
を備える、装置。
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