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JP6946320B2 - スペーサ用の窒化ケイ素膜の選択的堆積 - Google Patents
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スペーサ用の窒化ケイ素膜の選択的堆積 Download PDF

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Description

［０００１］本開示は、一般に、薄膜を堆積させる方法に関する。特に、本開示は、空間的ＡＬＤによる窒化ケイ素膜の選択的堆積のためのプロセスに関する。
［０００２］誘電体層としての窒化ケイ素薄膜が、半導体製造プロセスにおいて広く使用されている。例えば、ＳｉＮ膜は、最も高価なＥＵＶリソグラフィ技術を使用することなく、より小さいデバイス寸法を達成するために、スペーサ材料としてマルチパターニングプロセスで使用される。さらに、ＳｉＮをゲートスペーサ材料として使用して、ゲート構造とコンタクト領域とを分離して、潜在的なリーク電流を最小化することができる。
［０００３］従来の窒化ケイ素スペーサ製造プロセスは、３次元構造（例えば、フィン）上の共形のＳｉＮ膜の堆積と、それに続く、側壁膜をスペーサとして維持しながら頂部および底部層を除去するための指向性プラズマドライエッチングとを含む。しかしながら、ドライエッチングプロセスは、側壁表面を潜行的に損傷し、膜特性を変化させ、最終的にデバイスの性能と歩留まりに影響を及ぼす可能性があることが判明している。
［０００４］したがって、選択的スペーサ膜を堆積するプロセスが、当該技術分野において必要とされている。
［０００５］本開示の１つ以上の実施形態は、処理方法に関する。その上に少なくとも１つの特徴部を有する基板表面が、用意される。少なくとも１つの特徴部は、頂部、底部および側壁を備える。膜が、頂部、底部および側壁上に形成されるように、少なくとも１つの特徴部上に形成される。この膜は、プラズマで処理されて、特徴部の頂部および底部が、側壁上の膜よりも高いウェットエッチング速度を有するように、特徴部の頂部および底部上の膜の特性を変化させる。
［０００６］本開示のさらなる実施形態は、処理チャンバ内に基板表面を配置することを含む処理方法に関する。基板表面は、その上に少なくとも１つの特徴部を有する。少なくとも１つの特徴部は、頂部、底部および側壁を有する。基板表面は、少なくとも１回の堆積サイクルを含む堆積環境に曝される。堆積サイクルは、少なくとも１つの特徴部の頂部上、底部上および側壁上に窒化ケイ素膜を形成するための、ケイ素前駆体および窒素含有反応物への順次的な曝露を含む。窒化ケイ素膜が、処理環境に曝され、少なくとも１つの特徴部の頂部上および底部上に堆積された窒化ケイ素膜を、頂部上および底部上の膜が側壁上の膜よりも高いウェットエッチング速度を有するように、改質する。処理環境は、高いイオン濃度を有するプラズマを含む。
［０００７］本開示のさらなる実施形態は、特徴部を有する基板表面を有する基板を、複数のプロセス領域を含む処理チャンバ内に配置することを含む処理方法に関する。各プロセス領域は、ガスカーテンによって隣接するプロセス領域から分離されている。特徴部は、頂部、底部および側壁を備える。基板表面の少なくとも一部が、処理チャンバの第１のプロセス領域内で第１のプロセス条件に曝される。第１のプロセス条件は、ケイ素前駆体を含む。基板表面は、ガスカーテンを通って処理チャンバの第２のプロセス領域に横方向に移動される。基板表面は、処理チャンバの第２のプロセス領域内で第２のプロセス条件に曝される。第２のプロセス条件は、窒素前駆体を含む。基板表面は、ガスカーテンを通って処理チャンバの第３のプロセス領域に横方向に移動される。基板表面は、処理チャンバの第３のプロセス領域内で第３のプロセス条件に曝される。第３のプロセス条件は、特徴部の頂部上、底部上および側壁上に窒化ケイ素膜を形成するための窒素反応物を含む。第１のプロセス条件、第２のプロセス条件および第３の条件への曝露を繰り返して、所定の厚さの窒化ケイ素膜を形成する。基板表面は、処理チャンバの第４のプロセス領域に移動される。第４のプロセス領域は、特徴部の頂部上および底部上の窒化ケイ素膜のウェットエッチング速度を選択的に減少させる高イオン濃度プラズマを含む処理環境を含む。
［０００８］本開示の上記の特徴が詳細に理解できるように、実施形態を参照することにより、上記で簡潔に要約された本開示のより詳細な説明を得ることができ、実施形態のいくつかが、添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示が他の同等に有効な実施形態を認めることができるため、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことに留意されたい。
本開示の１つ以上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１つ以上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１つ以上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１つ以上の実施形態によるバッチ処理チャンバで使用するためのくさび形ガス分配アセンブリの一部分の概略図を示す。 本開示の１つ以上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１つ以上の実施形態による処理方法を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による処理方法を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による処理方法を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による処理方法を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による処理方法を示す。 本開示の１つ以上の実施形態による、スロットを有するプラズマアセンブリの断面の概略図を示す。
［００１６］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、以下の説明に記載される構成またはプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施され、または実行されることが可能である。
［００１７］本明細書で使用される「基板」は、製造プロセス中にその上で膜処理が行われる任意の基板または基板上に形成された材料表面を指す。例えば、その上で処理を実行することができる基板表面は、用途に応じて、ケイ素、酸化ケイ素、ストレインドシリコン、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素がドープされた酸化ケイ素、アモルファスシリコン、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、ならびに金属、金属窒化物、金属合金、および他の導電性材料などの任意の他の材料を含む。基板には、半導体ウェハが含まれるが、これに限定されない。基板は、基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニールおよび／またはベークする前処理プロセスに曝されてもよい。本開示では、基板自体の表面上に直接に膜処理することに加えて、開示された膜処理ステップのいずれもが、以下でより詳細に開示されるように、基板上に形成された下地層で実施されてもよく、用語「基板表面」は、文脈が示すような下地層を含むことが意図される。したがって、例えば、膜／層または部分的な膜／層が、基板表面上に堆積された場合、新たに堆積された膜／層の露出表面が、基板表面となる。
［００１８］本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、用語「前駆体」、「反応物」、「反応性ガス」などは、交換可能に使用され、基板表面と反応し得る任意のガス種を指す。
［００１９］本開示のいくつかの実施形態は、異なる化学物質またはプラズマガスの導入に使用され得る複数のガス入口チャネルを有する反応チャンバを使用するプロセスに関する。空間的に、これらのチャネルは、望ましくない気相反応を避けるために異なるチャネルからのガスの混合を最小限に抑えるまたは排除するガスカーテンを生成する不活性パージガスおよび／または真空ポンピング孔によって分離される。空間的に分離されたこれらの異なるチャネルを通って移動するウェハは、異なる化学的またはプラズマ環境への順次的な複数の表面曝露を受け、空間的ＡＬＤモードにおける層毎の膜成長または表面エッチングプロセスが生じる。いくつかの実施形態において、処理チャンバは、ガス分配構成要素上にモジュール構造を有し、各モジュール構成要素は、独立したパラメータ制御（例えばＲＦまたはガス流）を有し、例えばガス流および／またはＲＦ曝露を制御する柔軟性を提供する。
［００２０］本開示のいくつかの実施形態は、空間的構造を使用し、基板表面上で第１の化学物質添加を行い、続いて、添加された化学物質と反応して膜を形成するための第２の化学的曝露を行い、続いて第３の追加の後処理プロセスを行なうことを含む。使用中、本開示の実施形態は、インシトゥ後処理に曝され得るＡＬＤ層を有する。いくつかの実施形態において、処理は１回行われる。いくつかの実施形態において、処理は、サイクルごとに使用されてもよい。処理の最小量は、堆積サイクル１回ごとから１００回ごとまたはそれ以上の範囲であり得る。
［００２１］本開示のいくつかの実施形態は、３次元構造上の堆積位置に基づいて異なる膜特性を可能にする選択的ＳｉＮ堆積方法に関する。例えば、構造の頂部および底部に堆積した膜は、構造の側壁に堆積した膜とは異なる膜特性を有するように処理することができる。本開示のいくつかの実施形態は、ウェットエッチングが、膜の一部分（例えば、頂部および底部）を選択的に除去しながら、膜の他の部分（例えば、側壁）をスペーサとして残すことができる膜を形成する方法を、有利に提供する。本開示のいくつかの実施形態は、有利には、単一の処理チャンバ内で実行される。
［００２２］本開示の様々な実施形態は、窒化ケイ素膜の堆積に関して説明されているが、当業者であれば、本開示はそれに限定されないことを理解するであろう。スペーサを残すために、他の膜を堆積し、処理し、エッチングすることができる。
［００２３］いくつかの実施形態において、窒化ケイ素の選択的堆積は、単一の処理チャンバ内における２つのプロセス：ＳｉＮ膜堆積とプラズマ処理を含む。バッチ処理チャンバを使用して、空間的原子層堆積（ＡＬＤ）シーケンス：ケイ素前駆体曝露；窒素前駆体曝露（熱またはプラズマ）；例えば、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈ２またはＯ２ガス（ＡｒまたはＨｅなどの不活性ガスと混合することができる）によるＲＦプラズマ処理、を処理することができる。ケイ素前駆体および窒素前駆体は、共形のＳｉＮ膜を形成し、プラズマ処理は、特徴部の頂部および底部の膜を改質する。いくつかの実施形態では、ＲＦプラズマ処理は、膜に対して指向性処理効果を有するように構成されたハードウェアを使用する。プラズマ処理プロセスは、膜表面にＮ−Ｈ結合またはＳｉ−Ｏ結合のいずれかを形成し、処理時間およびＲＦ電力に基づく深さまで膜に浸透することができる。これは、特徴部の頂部と底部でより高いウェットエッチング速度を生成することが分かっている。堆積層の厚さおよびプラズマ処理レベルは、ウェットエッチング速度の選択性を高めるように調整することができる。いくつかの実施形態において、選択的堆積は、約２００℃〜約５５０℃の範囲のウェハ温度で行われる。１つ以上の実施形態は、堆積された膜が特徴部の側壁とは異なる膜特性を頂部／底部で示し、共形のドライエッチングが膜の頂部／底部を選択的に除去することができるため、物理的な衝撃などの指向性ドライエッチング方法が任意選択である膜を、有利に提供する。
［００２４］図６Ａ〜図６Ｅを参照すると、本開示の１つ以上の実施形態は、その上に特徴部３１０を有する基板表面３００上にスペーサ膜を堆積させる処理方法に関する。特徴部３１０は、膜を堆積させることができる任意の３次元構造であってよい。図面に示される特徴部３１０は、マンドレルである。しかしながら、当業者であれば、これは単に１つの可能な構造を表すにすぎないことを理解するであろう。適切な特徴部３１０には、リッジ、トレンチおよびビアが含まれるが、これらに限定されない。
［００２５］特徴部３１０は、頂部３２０と、底部３３０と、側壁３４０とを含む。図示の実施形態では、特徴部３１０は、特徴部３１０の両側に２つの側壁３４０を有する。特徴部３１０は、頂部３２０および底部３３０によって画定される高さと、側壁３４０間の距離によって画定される幅とを有する。
［００２６］少なくとも１つの特徴部３１０を有する基板表面３００が、用意される。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、このように使用される「用意される」という用語は、基板表面３００が処理のための環境に置かれる、または配置されることを意味する。
［００２７］図６Ｂに示すように、少なくとも１つの特徴部３１０上に膜が形成されるように、基板表面３００上に膜３５０が形成される。膜３５０は、特徴部３１０の頂部３２０、底部３３０および側壁３４０上に形成される。いくつかの実施形態では、膜３５０は、特徴部３１０上に共形に形成される。本明細書で使用される「共形の」または「共形に」という用語は、膜の平均厚さに対して１％未満のばらつきを有する厚さで、露出表面に付着し、均一に覆う層を指す。例えば、１０００Åの厚さの膜は、１０Å未満の厚さのばらつきを有する。この厚さおよびばらつきには、縁部、コーナー部、側部、および凹部の底部が含まれる。例えば、本開示の様々な実施形態において、ＡＬＤによって堆積された共形層は、複雑な表面上の本質的に均一な厚さの、堆積領域にわたるカバレージを提供する。
［００２８］いくつかの実施形態では、膜３５０はＳｉＮを含む。ＳｉＮの形成は、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）およびプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）を含むが、これに限定されない任意の適切な方法によって行うことができる。いくつかの実施形態では、膜３５０は、基板表面３００がケイ素前駆体および窒素反応物に順次的に曝されるＡＬＤプロセスによって形成されたＳｉＮである。これに関して使用される場合、「ケイ素前駆体」は基板の表面と反応して、ケイ素分子が基板表面上に残る。これに関して使用される場合、「窒素反応物」は、基板表面上のケイ素分子と反応する。
［００２９］いくつかの実施形態では、ケイ素前駆体への曝露と窒素反応物への曝露との間に窒素前駆体へ曝露されて、ＳｉＮ膜が基板表面３００上に形成される。これに関して使用される場合、「窒素前駆体」は基板表面と反応し、基板表面上に既に存在するケイ素種とは最小限にしか反応しない。言い換えると、窒素前駆体は、基板表面上のケイ素前駆体分子と反応しない種を含む。窒素前駆体種およびケイ素前駆体種の両方が基板表面と反応し、互いとは最小限にしか反応しないので、窒素前駆体への曝露は、ケイ素前駆体への曝露の前、最中または後に行うことができる。
［００３０］適切なケイ素前駆体としては、シラン、ジシラン、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ビス（ジエチルアミノ）シラン（ＢＤＥＡＳ）、テトラキス（ジメチルアミノ）シラン（ＴＤＭＡＳ）および／またはビス（ターシャリーブチルアミノ）シラン（ＢＴＢＡＳ）が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ケイ素前駆体は、ジクロロシランを含む。１つ以上の実施形態において、ケイ素前駆体は、本質的にジクロロシランからなり、つまり、ジクロロシラン以外のケイ素種は、原子基準で１％未満である。
［００３１］適切な窒素前駆体としては、分子窒素およびアンモニアが挙げられるが、これらに限定されない。窒素前駆体曝露中に使用されるプロセス条件は、窒素種と表面上のケイ素種との反応性に影響を及ぼし得る。いくつかの実施形態では、プロセス条件は、窒素前駆体が実質的に基板表面とだけ反応するように構成される。これに関して使用される場合、用語「実質的に〜だけ」は、窒素前駆体が表面ケイ素種の約１０％未満と反応することを意味する。
［００３２］窒素反応物は、基板表面に窒化ケイ素膜を形成する種である。いくつかの実施形態では、窒素反応物は、窒化物膜（例えば、ＳｉＮ）の形成のための窒素原子を提供する。１つ以上の実施形態において、窒素反応物は、窒素含有種を含まず、表面種間の反応を促進することによって窒化物膜を形成する。適切な窒素反応物には、窒素プラズマ、アンモニアプラズマ、水素、窒素、アンモニア、ヘリウム、アルゴンまたは酸素のうちの２つ以上の混合物を含むプラズマが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、窒素反応物は、アルゴンとアンモニアのプラズマ、またはアルゴンと窒素のプラズマ、またはアルゴンと酸素のプラズマ、またはヘリウムとアンモニアのプラズマを含む。いくつかの実施形態では、窒素反応物は、表面上の窒素種と反応する、窒素を含まないプラズマを含む。いくつかの実施形態では、窒素反応物は、水素とアルゴンのプラズマ、または水素と窒素のプラズマ、または水素とヘリウムのプラズマ、または水素とアンモニアのプラズマ、または水素と酸素のプラズマを含む。
［００３３］図６Ｃに示すように、膜３５０（例えば、窒化ケイ素）の形成後、膜３５０は、高いイオン濃度を有するプラズマ３６０で処理される。プラズマ３６０は、指向性プラズマとすることができる。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「指向性プラズマ」という用語は、プラズマ中に存在するエネルギー種（イオンおよびラジカル）が特定の方向に移動することを意味する。例えば、図６Ｃにおいて、プラズマ３６０は、下方に移動しているので、エネルギー種は、頂面３２０および底面３３０上の膜３５０に接触することができるが、側壁３４０上の膜３５０との接触は最小限であるのが、示されている。
［００３４］高イオン濃度のプラズマは、約１０１０／ｃｍ３以上の濃度を有する。１つ以上の実施形態において、高イオン濃度のプラズマは、約１０９／ｃｍ３以上、約１０１１／ｃｍ３以上、約１０１２／ｃｍ３以上、約１０１３／ｃｍ３以上、または約１０１４／ｃｍ３以上の濃度を有する。
［００３５］指向性プラズマは、プラズマ種が基板表面から離れたところで励起されて基板表面に向かって流れる遠隔プラズマとして、形成することができる。基板および基板支持体は、プラズマを生成するために使用される電気経路の一部でなくてもよい。指向性プラズマはまた、基板または基板支持体がプラズマ形成において電極として機能する直接プラズマとして、形成されてもよい。直接プラズマは、一般に拡散プラズマであり、イオンが基板に引き付けられて基板に向かって移動するように、基板にバイアスを印加することによって、指向性にすることができる。
［００３６］図６Ｄに示すように、高イオン濃度を有するプラズマで膜３５０を処理すると、頂部３２０および底部３３０の膜３５０の特性が変更される。いくつかの実施形態において、改質された頂部膜３５２および改質された底部膜３５３を形成するように変更されている膜３５０の特性は、改質された頂部膜３５２および改質された底部膜３５３が、側壁膜３５４に実質的に影響を及ぼすことなく、特徴部３１０からエッチングされ得るように、希ＨＦ（１％）におけるウェットエッチング速度に影響を及ぼす。いくつかの実施形態において、頂部および底部の膜が側壁に対して選択的にエッチングされるように、処理は、特徴部３１０の頂部および底部の膜３５０に損傷を与える。
［００３７］いくつかの実施形態において、改質された頂部膜３５２および改質された底部膜３５３のウェットエッチング速度は、約１５Å／分以上である。いくつかの実施形態において、改質された頂部膜３５２および改質された底部膜３５３のウェットエッチング速度は、約２０Å／分以上または約２５Å／分以上である。いくつかの実施形態において、改質された頂部膜３５２および改質された底部膜３５３のウェットエッチング速度は、側壁膜３５４のウェットエッチング速度の２倍より大きく、または３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５倍より大きい。
［００３８］処理に使用されるプラズマは、膜特性を変更することができる任意の適切なプラズマ（例えば、直接または遠隔）であってよい。いくつかの実施形態において、処理は、水素、アルゴン、窒素、アンモニア、酸素またはヘリウムのうちの１つ以上を含む。
［００３９］処理に使用される時間の長さが、特徴部の頂部と底部の膜に生じる損傷の量に影響を与え得る。プラズマ種と電力が、膜に生じる損傷の深さに影響を与え得る。膜により深い損傷を引き起こす処理プロセスは、膜により浅い損傷を引き起こす処理プロセスよりも繰り返しを少なくすることができる。例えば、Ｈｅ／ＮＨ３プラズマは、Ａｒ／ＮＨ３プラズマよりも深い損傷を引き起こし得るので、堆積された膜は、Ｈｅ／ＮＨ３プラズマで処理する前に、より厚くてもよい。
［００４０］膜３５０の形成および処理は、所定の総厚さの膜が形成されるまで、繰り返すことができる。膜形成プロセスの各ステップが、順次的に繰り返されて、処理用の膜を形成することができる。次いで、膜が処理され、プロセスを繰り返すことができる。いくつかの実施形態では、プラズマ３６０で膜３５０を処理することは、約１Å〜約５０Åの範囲の厚さを有する膜が堆積された後に起こる。換言すれば、膜３５０は、約１Å〜約５０Åが堆積された後に、処理される。
［００４１］この方法のいくつかの実施形態では、膜３５０がエッチングされる。改質された頂部膜３５２および改質された底部膜３５３は、側壁膜３５４に対して選択的にエッチングされる。これに関して使用される場合、選択的エッチングとは、頂部および底部のエッチングの量、速度または程度が側壁のエッチングよりも大きいことを意味する。いくつかの実施形態では、特徴部の頂部および底部から膜を選択的に除去するために、膜が希ＨＦでエッチングされる。図６Ｅは、エッチングプロセスの結果を示す。図面は、特徴部３１０の頂部および底部ならびに側壁膜３５４について直角のコーナー部を示しているが、当業者であれば、これは単なる例示であり、縁部およびコーナー部は完全に直線または直角というわけではないことを理解するであろう。
［００４２］本開示のいくつかの実施形態は、空間的処理チャンバとも呼ばれるバッチ処理チャンバを使用してスペーサ材料を堆積させるプロセスに関する。図１は、インジェクタまたはインジェクタアセンブリとも呼ばれるガス分配アセンブリ１２０と、サセプタアセンブリ１４０とを含む処理チャンバ１００の断面図を示す。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タイプのガス供給装置である。ガス分配アセンブリ１２０は、サセプタアセンブリ１４０に面する前面１２１を含む。前面１２１は、サセプタアセンブリ１４０に向かってガスの流れを供給するために、任意の数または種類の開口部を有することができる。ガス分配アセンブリ１２０はまた、図示の実施形態では実質的に丸い外縁部１２４を含む。
［００４３］使用されるガス分配アセンブリ１２０の特定のタイプは、使用される特定のプロセスに依存して変わり得る。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タイプの処理システムと共に使用することができる。様々なタイプのガス分配アセンブリ（例えば、シャワーヘッド）を使用することができるが、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ガス分配アセンブリにおいて特に有用であり得る。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、用語「実質的に平行」は、ガスチャネルの細長い軸が同じ一般的方向に延びていることを意味する。ガスチャネルの平行度は、わずかに不完全であってもよい。２成分反応において、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の反応性ガスＡチャネル、少なくとも１つの第２の反応性ガスＢチャネル、少なくとも１つのパージガスＰチャネルおよび／または少なくとも１つの真空Ｖチャネルを含むことができる。第１の反応性ガスＡチャネル、第２の反応性ガスＢチャネル、およびパージガスＰチャネルから流れるガスは、ウェハの上面に向けられる。ガス流の一部は、ウェハの表面を横切って水平に移動し、パージガスＰチャネルを通ってプロセス領域から出る。ガス分配アセンブリの一方の端から他方の端に移動する基板は、各プロセスガスに順に曝され、基板表面上に層を形成する。
［００４４］いくつかの実施形態において、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られた静止した剛体である。１つ以上の実施形態において、ガス分配アセンブリ１２０は、図２に示すように、複数の個別の扇形部（例えば、インジェクタユニット１２２）で構成される。一体成形体または多扇形体のいずれかを、記載された開示の様々な実施形態と共に使用することができる。
［００４５］サセプタアセンブリ１４０は、ガス分配アセンブリ１２０の下に配置される。サセプタアセンブリ１４０は、上面１４１と、上面１４１にある少なくとも１つの凹部１４２とを含む。サセプタアセンブリ１４０はまた、底面１４３および端面１４４を有する。凹部１４２は、処理される基板６０の形状およびサイズに応じて、任意の適切な形状およびサイズとすることができる。図１に示す実施形態において、凹部１４２は、ウェハの底部を支持するために平坦な底部を有する。しかし、凹部の底部は、多様であってよい。いくつかの実施形態において、凹部は、凹部の外周縁部の周りに、ウェハの外周縁部を支持するように寸法決めされたステップ領域を有する。ステップによって支持されるウェハの外周縁部の量は、例えばウェハの厚さおよびウェハの裏面に既に存在する特徴部の存在に応じて変化し得る。
［００４６］いくつかの実施形態では、図１に示すように、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１の凹部１４２は、凹部１４２において支持された基板６０がサセプタ１４０の上面１４１と実質的に同一平面上の上面６１を有するように、寸法決めされる。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「実質的に同一平面上」という用語は、ウェハの上面およびサセプタアセンブリの上面が±０．２ｍｍ以内で同一平面上にあることを意味する。いくつかの実施形態では、上面は、±０．１５ｍｍ以内、±０．１０ｍｍ以内、または±０．０５ｍｍ以内で同一平面上にある。
［００４７］図１のサセプタアセンブリ１４０は、サセプタアセンブリ１４０を持ち上げ、下降させ、回転させることができる支持ポスト１６０を含む。サセプタアセンブリは、支持ポスト１６０の中心内にヒータ、またはガスライン、または電気部品を含むことができる。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との間の間隙を増加または減少させ、サセプタアセンブリ１４０を適切な位置に移動させる主要な手段とすることができる。サセプタアセンブリ１４０はまた、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を生成するようにサセプタアセンブリ１４０に対して微調整を行うことができる微調整アクチュエータ１６２を含むことができる。
［００４８］いくつかの実施形態において、間隙１７０の距離は、約０．１ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲内、または約０．１ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲内、または約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲内、または約０．２ｍｍ〜約１．８ｍｍの範囲内、または約０．３ｍｍ〜約１．７ｍｍの範囲内、または約０．４ｍｍ〜約１．６ｍｍの範囲内、または約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内、または約０．６ｍｍ〜約１．４ｍｍの範囲内、または約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍの範囲内、または約０．８ｍｍ〜約１．２ｍｍの範囲内、または約０．９ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲内、または約１ｍｍである。
［００４９］図に示す処理チャンバ１００は、サセプタアセンブリ１４０が複数の基板６０を保持することができるカルーセル型チャンバである。図２に示すように、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を含むことができ、各インジェクタユニット１２２は、ウェハがインジェクタユニットの下を移動するときに、ウェハ上に膜を堆積することができる。２つのパイ形インジェクタユニット１２２が、サセプタアセンブリ１４０のほぼ向かい合う側でかつサセプタアセンブリ１４０の上方に位置するように示されている。インジェクタユニット１２２のこの数は、例示的な目的のためにのみ示されている。より多いまたはより少ないインジェクタユニット１２２を含めることができることが、理解されよう。いくつかの実施形態では、サセプタアセンブリ１４０の形状に一致する形状を形成するのに十分な数のパイ形インジェクタユニット１２２が存在する。いくつかの実施形態では、個々のパイ形インジェクタユニット１２２のそれぞれが、他のインジェクタユニット１２２のいずれにも影響を及ぼすことなく、独立して移動、除去、および／または交換され得る。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をロード／アンロードすることを可能にするために、１つのセグメントを上昇させることができる。
［００５０］複数のガスインジェクタを有する処理チャンバを使用して、複数のウェハを同時に処理して、ウェハが同じプロセスフローを経験するようにすることができる。例えば、図３に示すように、処理チャンバ１００は、４つのガスインジェクタアセンブリと４つの基板６０を有する。処理の開始時に、基板６０をインジェクタアセンブリ３０の間に配置することができる。サセプタアセンブリ１４０を４５°回転させる１７と、ガス分配アセンブリ１２０の下の点線の円で示すように、ガス分配アセンブリ１２０の間にある各基板６０が、膜堆積のためにガス分配アセンブリ１２０に移動させられる。さらに４５°回転すると、基板６０はインジェクタアセンブリ３０から離れて行く。基板６０およびガス分配アセンブリ１２０の数は、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、ガス分配アセンブリと同じ数のウェハが処理される。１つ以上の実施形態では、処理されるウェハの数は、ガス分配アセンブリの数の分数または整数倍である。例えば、４つのガス分配アセンブリがある場合、４ｘ枚のウェハが処理されており、ｘは１以上の整数値である。例示的な実施形態において、ガス分配アセンブリ１２０は、ガスカーテンによって分離された８つのプロセス領域を含み、サセプタアセンブリ１４０は、６つのウェハを保持することができる。
［００５１］図３に示す処理チャンバ１００は、１つの可能な構成を表しているに過ぎず、本開示の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。ここで、処理チャンバ１００は、複数のガス分配アセンブリ１２０を含む。図示されている実施形態には、処理チャンバ１００の周りに均等に間隔を置いて配置された４つのガス分配アセンブリ（インジェクタアセンブリ３０とも呼ばれる）がある。図示されている処理チャンバ１００は、八角形である。しかしながら、当業者は、これが１つの可能な形状であり、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解するであろう。図示されているガス分配アセンブリ１２０は、台形であるが、単一の円形部品であってもよく、または図２に示すような複数のパイ形のセグメントから構成されてもよい。
［００５２］図３に示す実施形態は、ロードロックチャンバ１８０、また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、処理チャンバ１００の側部に接続され、例えば基板（基板６０とも呼ばれる）がチャンバ１００へロード／チャンバ１００からアンロードされることを可能にする。基板をサセプタ上に移動させるために、ウェハロボットが、チャンバ１８０内に配置されてもよい。
［００５３］カルーセル（例えば、サセプタアセンブリ１４０）の回転は、連続的であっても間欠的（不連続）であってもよい。連続処理では、ウェハは、各インジェクタに順に曝されるように、常に回転している。不連続処理では、ウェハをインジェクタ領域に移動させて停止させた後、インジェクタ間の領域８４に移動させて停止させることができる。例えば、カルーセルは、ウェハがインジェクタ間領域からインジェクタを横切って（またはインジェクタに隣接して停止する）、次のインジェクタ間領域に移動するように、回転することができ、そこでカルーセルは、再び停止することができる。インジェクタ間での停止は、各層堆積の間に追加の処理ステップ（例えば、プラズマへの曝露）のための時間を提供することができる。
［００５４］図４は、インジェクタユニット１２２と呼ぶことができる、ガス分配アセンブリ２２０の扇形部または一部分を示す。インジェクタユニット１２２は、個別に、または他のインジェクタユニットと組み合わせて、使用することができる。例えば、図５に示すように、図４のインジェクタユニット１２２の４つが組み合わされて、単一のガス分配アセンブリ２２０を形成する。（４つのインジェクタユニットを分ける線は、分かりやすくするために示していない。）図４のインジェクタユニット１２２は、パージガスポート１５５および真空ポート１４５に加えて、第１の反応性ガスポート１２５および第２のガスポート１３５の両方を有するが、インジェクタユニット１２２は、これらの構成要素のすべてを必要とするわけではない。
［００５５］図４および図５の両方を参照すると、１つ以上の実施形態によるガス分配アセンブリ２２０は、各扇形部が同一または異なる複数の扇形部（またはインジェクタユニット１２２）を備えることができる。ガス分配アセンブリ２２０は、処理チャンバ内に配置され、ガス分配アセンブリ２２０の前面１２１に複数の細長いガスポート１２５，１３５，１４５を備える。複数の細長いガスポート１２５，１３５，１４５，１５５は、内周縁部１２３に隣接する領域から、ガス分配アセンブリ２２０の外周縁部１２４に隣接する領域に向かって延びている。示された複数のガスポートは、第１の反応性ガスポート１２５、第２のガスポート１３５、第１の反応性ガスポートおよび第２の反応性ガスポートのそれぞれを取り囲む真空ポート１４５、ならびにパージガスポート１５５を含む。
［００５６］図４または図５に示された実施形態を参照すると、ポートが少なくとも内周領域の近くから少なくとも外周領域の近くまで延びていると述べた場合、しかしながら、ポートは、内側領域から外側領域へ半径方向にだけではなく、それ以上に延びることができる。ポートは、真空ポート１４５が反応性ガスポート１２５および反応性ガスポート１３５を取り囲むように、接線方向に延びることができる。図４および図５に示す実施形態において、くさび形の反応性ガスポート１２５，１３５は、内周領域および外周領域に隣接する縁部を含む全ての縁部で、真空ポート１４５によって囲まれている。
［００５７］図４を参照し、基板が経路１２７に沿って移動すると、基板表面の各部分が、様々な反応性ガスに曝される。経路１２７に従って進むと、基板は、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第１の反応性ガスポート１２５、真空ポート１４５、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第２のガスポート１３５、および真空ポート１４５に曝される、またはそれらを「見る」。したがって、図４に示す経路１２７の終わりには、基板は、第１の反応性ガス１２５および第２の反応性ガス１３５に曝されて、層を形成する。図示のインジェクタユニット１２２は、四分円であるが、より大きくても小さくてもよい。図５に示すガス分配アセンブリ２２０は、図４のインジェクタユニット１２２の４つの順に接続された組み合わせと考えることができる。
［００５８］図４のインジェクタユニット１２２は、反応性ガスを分離するガスカーテン１５０を示す。用語「ガスカーテン」は、反応性ガスを混合しないように分離するガス流または真空の任意の組み合わせを記述するために使用される。図４に示すガスカーテン１５０は、第１の反応性ガスポート１２５に隣接する真空ポート１４５の部分と、中央のパージガスポート１５５と、第２のガスポート１３５に隣接する真空ポート１４５の部分とを含む。ガス流と真空のこの組み合わせは、第１の反応性ガスと第２の反応性ガスとの気相反応を防止または最小化するために使用することができる。
［００５９］図５を参照すると、ガス分配アセンブリ２２０からのガス流と真空の組合せは、複数のプロセス領域２５０への分離を形成する。プロセス領域２５０は、個々のガスポート１２５，１３５の周りに概略的に画定され、ガスカーテン１５０が間にある。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つの別個のプロセス領域２５０を形成している。処理チャンバは、少なくとも２つのプロセス領域を有することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０，１１または１２のプロセス領域が存在する。
［００６０］処理中、基板は、任意の所与の時点に、１つより多いプロセス領域２５０に曝されてもよい。しかしながら、異なるプロセス領域に曝される部分は、その２つの部分を分離するガスカーテンを有する。例えば、基板の前縁部が、第２のガスポート１３５を含むプロセス領域に入る場合、基板の中間部分は、ガスカーテン１５０の下にあり、基板の後縁部は、第１の反応性ガスポート１２５を含むプロセス領域にある。
［００６１］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とすることができるファクトリインターフェース２８０が、示されている。基板６０が、ガス分配アセンブリ２２０の上に重ねて示され、基準フレームを提供する。基板６０は、ガス分配プレート１２０の前面１２１の近くに保持されるように、多くの場合、サセプタアセンブリ上に位置することができる。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内にロードされ、基板支持体またはサセプタアセンブリ上に載せられる（図３参照）。基板６０は、第１の反応性ガスポート１２５に隣接して、２つのガスカーテン１５０ａ、１５０ｂの間に配置されているので、基板６０は、プロセス領域内に配置されて示すことができる。基板６０を経路１２７に沿って回転させることにより、基板は、処理チャンバ１００の周りで反時計回りに移動する。このようにして、基板６０は、第１のプロセス領域２５０ａから第８のプロセス領域２５０ｈまで、その間の全てのプロセス領域を含むプロセス領域に曝される。
［００６２］本開示の実施形態は、各プロセス領域がガスカーテン１５０によって隣接領域から分離された複数のプロセス領域２５０ａ〜２５０ｈを有する処理チャンバ１００を含む処理方法に関する。例えば、図５に示す処理チャンバ。処理チャンバ内のガスカーテンおよびプロセス領域の数は、ガス流の配置に応じて任意の適切な数とすることができる。図５に示す実施形態は、８つのガスカーテン１５０と８つのプロセス領域２５０ａ〜２５０ｈを有する。
［００６３］複数の基板６０が、基板支持体、例えば、図１および図２に示すサセプタアセンブリ１４０上に配置される。複数の基板６０は、処理のためにプロセス領域の周りで回転する。一般に、ガスカーテン１５０は、反応性ガスがチャンバに流入していない期間を含む処理中ずっと、作動している（ガスの流れおよび真空がオン）。
［００６４］したがって、本開示の１つ以上の実施形態は、図５に示されるようなバッチ処理チャンバを利用する処理方法に関する。基板６０が、各セクションがガスカーテン１５０によって隣接セクションから分離された複数のセクション２５０を有する処理チャンバ内に配置される。
［００６５］この方法のいくつかの実施形態は、その上に特徴部を有する基板表面を堆積環境に曝して膜を堆積させることを含む。これに関して使用される場合、「堆積環境」は、膜を個々にまたは連続して堆積させる１つ以上のプロセス領域またはプロセス条件を含む。
［００６６］例示的なプロセスにおいて、基板表面の少なくとも一部が、処理チャンバの第１のセクション２５０ａ内で第１のプロセス条件に曝される。いくつかの実施形態の第１のプロセス条件は、ケイ素膜を形成するためのケイ素前駆体を含む。１つ以上の実施形態において、第１のプロセス条件は、ジクロロシランを含む。
［００６７］基板表面は、ガスカーテン１５０を通って第２のセクション２５０ｂへ横方向に移動される。ケイ素層が、第２のセクション２５０ｂ内で第２のプロセス条件に曝される。いくつかの実施形態の第２のプロセス条件は、窒素膜を形成するための窒素前駆体を含む。１つ以上の実施形態において、第２のプロセス条件は、アンモニアを含む。
［００６８］基板表面が、第２のプロセス領域から第３のセクション２５０ｃへ横方向に移動される。いくつかの実施形態の第３のセクション２５０ｃは、特徴部の頂部、底部および側壁に膜を形成するための反応物を含む第３のプロセス条件を含む。第４のセクション２５０ｄは、不活性環境を含むことができる。いくつかの実施形態では、第３のセクション２５０ｃが、実質的に表面反応がないように不活性環境を含み、第４のセクション２５０ｄが、第３のプロセス条件を含む。１つ以上の実施形態において、第３のプロセス条件は、Ｎ２／Ａｒプラズマを含む。
［００６９］第１のプロセス条件、第２のプロセス条件および第３のプロセス条件への曝露を繰り返して、所定の厚さの膜を形成することができる。例えば、図５を参照すると、第１のセクション２５０ａおよび第５のセクション２５０ｅは、第１のプロセス条件を含むことができ、第２のセクション２５０ｂおよび第６のセクション２５０ｆは、第２のプロセス条件を含むことができ、第３のセクション２５０ｃおよび第７のセクション２５０ｇは、不活性環境を含むことができ、第４のセクション２５０ｄおよび第８のセクション２５０ｈは、第３のプロセス条件を含むことができる。この構成において、基板の各回転は、２つの層を形成する。当業者であれば、プロセス領域を記述するための「第１」および「第２」などの序数の使用は、処理チャンバ内の特定の位置、または処理チャンバ内の曝露の順序を意味しないことを理解するであろう。
［００７０］所定の厚さの層が形成されると、第１のプロセス条件、第２のプロセス条件および第３のプロセス条件が、不活性環境に変更されてもよい。第３のセクション２５０ｃ内の不活性環境が、例えば、特徴部の頂部および底部の窒化ケイ素膜のウェットエッチング速度を選択的に減少させる高イオン濃度プラズマを含む処理環境に変更されることができる。例えば、高イオン濃度プラズマは、Ｈｅ／ＮＨ３を含むことができる。処理環境への曝露後に、処理チャンバの個々のセクションを以前の設定に戻すことができ、またはプロセスを停止することができる。
［００７１］図７を参照すると、いくつかの実施形態は、スロット３８２を有するプラズマアセンブリ３８０を使用する。プラズマが、プラズマキャビティ３８４内に形成され、スロット３８２を通って基板表面３００に向かって流れる。図７は、スロット３８２がページの外に延びる断面図である。プラズマキャビティ３８４内に形成されたプラズマが通過するスロット３８２は、縁部３８６を有する。いくつかの実施形態では、プラズマは、スロット３８２の縁部３８６に隣接して高いイオンエネルギーおよび濃度を有する。
［００７２］１つ以上の実施形態によれば、基板は、層を形成する前および／または後に処理される。この処理は、同じチャンバ内または１つ以上の別個の処理チャンバ内で行うことができる。いくつかの実施形態では、基板は、さらなる処理のために、第１のチャンバから別個の第２のチャンバに移動される。基板は、第１のチャンバから別個の処理チャンバに直接移動させることができ、または第１のチャンバから１つ以上の移送チャンバに移動させ、次いで、別個の処理チャンバに移動させることができる。したがって、処理装置は、移送ステーションと連通する複数のチャンバを備えることができる。この種の装置は、「クラスタツール」または「クラスタシステム」などと呼ばれてもよい。
［００７３］一般に、クラスタツールは、基板中心発見および配向、アニーリング、アニーリング、堆積および／またはエッチングを含む様々な機能を実行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。１つ以上の実施形態によれば、クラスタツールは、少なくとも第１のチャンバと中央の移送チャンバとを含む。中央の移送チャンバは、処理チャンバおよびロードロックチャンバの間で基板を往復させることができるロボットを収容することができる。移送チャンバは、典型的には真空状態に維持され、１つのチャンバから別のチャンバへおよび／またはクラスタツールの前端に配置されたロードロックチャンバへ基板を往復させるための中間ステージを提供する。本開示に適合させることができる２つのよく知られたクラスターツールは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能なＣｅｎｔｕｒａ（登録商標）およびＥｎｄｕｒａ（登録商標）である。しかし、チャンバの正確な配置および組み合わせは、本明細書に記載されるプロセスの特定のステップを実行する目的で変更されてもよい。使用され得る他の処理チャンバには、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、前洗浄、化学洗浄、ＲＴＰなどの熱処理、プラズマ窒化、アニール、配向、ヒドロキシル化および他の基板プロセスが含まれるが、それらに限定されない。クラスタツール上のチャンバ内でプロセスを実行することにより、大気中の不純物による基板の表面汚染を、後続の膜を堆積させる前に酸化することなしに、回避することができる。
［００７４］１つ以上の実施形態によれば、基板は、連続的に真空または「ロードロック」状態にあり、１つのチャンバから次のチャンバに移動するときに、周囲空気に曝されない。したがって、移送チャンバは、真空下にあり、真空圧下で「ポンプダウン」される。不活性ガスが、処理チャンバまたは移送チャンバ内に存在してもよい。いくつかの実施形態では、不活性ガスが、反応物の一部または全部を除去するためのパージガスとして使用される。１つ以上の実施形態によれば、パージガスが、堆積チャンバの出口に注入されて、反応物が堆積チャンバから移送チャンバおよび／または追加の処理チャンバへ移動するのを防止する。したがって、不活性ガスの流れは、チャンバの出口でカーテンを形成する。
［００７５］基板は、単一の基板がロードされ、処理され、アンロードされてから別のもう１つの基板が処理される単一基板堆積チャンバ内で処理することができる。基板は、複数の基板がチャンバの第１の部分に個別にロードされ、チャンバを通って移動し、チャンバの第２の部分からアンロードされるコンベヤシステムと同様の連続的な方法で処理することもできる。チャンバおよび関連するコンベヤシステムの形状は、直線経路または曲線経路を形成することができる。さらに、処理チャンバは、複数の基板が中心軸の周りを移動し、カルーセル経路全体にわたって堆積、エッチング、アニーリング、洗浄などのプロセスに曝されるカルーセルであってもよい。
［００７６］処理中、基板を加熱または冷却することができる。このような加熱または冷却は、限定はしないが、基板支持体の温度を変化させること、加熱または冷却されたガスを基板表面に流すことを含む任意の適切な手段によって達成することができる。いくつかの実施形態では、基板支持体は、基板温度を伝導的に変化させるように制御することができるヒータ／冷却器を含む。１つ以上の実施形態では、使用されているガス（反応性ガスまたは不活性ガスのいずれか）が、加熱または冷却されて、基板温度を局所的に変化させる。いくつかの実施形態では、基板温度を対流的に変化させるために、ヒータ／冷却器が、基板表面に隣接してチャンバ内に配置される。
［００７７］基板は、処理中に静止していても回転していてもよい。回転する基板は、連続的にまたは離散的なステップで回転させることができる。例えば、基板は、プロセス全体にわたって回転されてもよいし、または異なる反応性ガスまたはパージガスへの曝露の間に少量だけ回転されてもよい。処理中に基板を（連続的にまたは段階的に）回転させることは、例えばガス流の形状の局所的な変動の影響を最小限に抑えることにより、より均一な堆積またはエッチングをもたらすのに役立ち得る。
［００７８］原子層堆積タイプのチャンバでは、基板は、空間的または時間的に分離されたプロセスで第１および第２の前駆体に曝されることができる。時間的ＡＬＤは、第１の前駆体がチャンバ内に流入して表面と反応する伝統的なプロセスである。第１の前駆体は、第２の前駆体を流す前に、チャンバからパージされる。空間的ＡＬＤでは、第１および第２の前駆体の両方が、同時にチャンバに流されるが、前駆体の混合を妨げる領域が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されるか、またはその逆である。
［００７９］方法の部分のうちの１つ以上が１つのチャンバで行われる実施形態において、プロセスは、空間的ＡＬＤプロセスであってもよい。上記の化学物質のうちの１つ以上が適合しないことがあるけれども（すなわち、基板表面上以外の反応および／またはチャンバ上の堆積を生じさせる）、空間的分離は、反応物が気相で互いに曝されないことを保証する。例えば、時間的ＡＬＤは、堆積チャンバをパージすることを含む。しかしながら、実際には、追加の反応物を流入させる前に、余分な反応物をチャンバからパージすることができないことがある。それゆえ、チャンバ内に残っている反応物が、反応することがある。空間的分離によって、余分な反応物をパージする必要がなくなり、交差汚染が制限される。さらに、チャンバをパージするのに多くの時間を費やすことがあるので、パージステップを除去することによってスループットを向上させることができる。
［００８０］本明細書を通して、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つ以上の実施形態」または「ある実施形態」への言及は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、材料、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれるということを、意味する。したがって、本明細書の様々な箇所における「１つ以上の実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態では」、または「ある実施形態では」などの表現は、本開示の同じ実施形態を必ずしも参照しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。
［００８１］本明細書における開示は、特定の実施形態を参照して記載されているが、これらの実施形態は、本開示の原理および適用の単なる例示であることを、理解されたい。本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更および変形を、本開示の方法および装置に対して行うことができることが、当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にある変更および変形を含むことが、意図される。

Claims (14)

  1. 頂部、底部および側壁を備える少なくとも１つの特徴部をその上に有する基板表面を、用意することと、
    前記少なくとも１つの特徴部上に膜を、前記膜が前記頂部上、前記底部上および前記側壁上に形成されるように、形成することと、
    前記膜をプラズマで処理して、前記特徴部の前記頂部および前記底部が、前記側壁上の前記膜よりも１０倍より高いウェットエッチング速度を有するように、前記特徴部の前記頂部上および前記底部上の前記膜の特性を変化させることであって、前記膜を処理することが、１０ １０ ／ｃｍ ３ 以上のイオン濃度を有する指向性プラズマに前記膜を曝すことを含む、前記膜の特性を変化させることと
    を含む処理方法。
  2. 順次的に前記膜を形成して前記膜を処理することを繰り返して、ある総厚さの膜を堆積させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記膜が、ＳｉＮを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記プラズマが、水素、アルゴン、窒素、アンモニア、酸素、ヘリウムのうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記指向性プラズマが、縁部を有するスロットを有するプラズマアセンブリ内に形成された遠隔プラズマであり、前記プラズマが、前記スロットを通って流れる、請求項１に記載の方法。
  6. 前記膜を形成することが、前記基板表面をケイ素前駆体および窒素反応物に順次的に曝して、窒化ケイ素膜を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記基板表面が、前記ケイ素前駆体への曝露と前記窒素反応物への曝露との間で窒素前駆体に曝され、前記窒素前駆体が、前記基板表面上のケイ素前駆体分子と反応しない種を含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記膜を形成することが、前記基板表面を、ジクロロシランを含むケイ素前駆体、アンモニアを含む窒素前駆体、およびＮ２／Ａｒプラズマを含む窒素反応物に順次的に曝すことを含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記プラズマを処理することが、アンモニアおよびヘリウムを含む、請求項７に記載の方法。
  10. 前記特徴部の前記頂部および前記底部の前記ウェットエッチング速度が、２０Å／分以上である、請求項９に記載の方法。
  11. １Å〜５０Åの範囲の厚さを有する膜が堆積された後に、前記膜を処理することが行われる、請求項１に記載の方法。
  12. 希ＨＦで前記膜をエッチングして、前記特徴部の前記頂部および前記底部から前記膜を選択的に除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  13. 頂部、底部および側壁を備える特徴部を有する基板表面を有する基板を、各プロセス領域がガスカーテンによって隣接するプロセス領域から分離されている複数のプロセス領域を備える処理チャンバ内に配置することと、
    前記基板表面の少なくとも一部を、前記処理チャンバの第１のプロセス領域内で、ケイ素前駆体を含む第１のプロセス条件に曝すことと、
    前記基板表面を、ガスカーテンを通って前記処理チャンバの第２のプロセス領域へ、横方向に移動させることと、
    前記基板表面を、前記処理チャンバの前記第２のプロセス領域内で、窒素前駆体を含む第２のプロセス条件に曝すことと、
    前記基板表面を、ガスカーテンを通って前記処理チャンバの第３のプロセス領域へ、横方向に移動させることと、
    前記基板表面を、前記処理チャンバの前記第３のプロセス領域内で、窒素反応物を含む第３のプロセス条件に曝して、前記特徴部の前記頂部上、前記底部上および前記側壁上に窒化ケイ素膜を形成することと、
    前記第１のプロセス条件、前記第２のプロセス条件および前記第３のプロセス条件への曝露を繰り返して、所定の厚さの窒化ケイ素膜を形成することと、
    前記基板表面を、前記特徴部の前記頂部上および前記底部上の前記窒化ケイ素膜のウェットエッチング速度を選択的に減少させる１０ １０ ／ｃｍ ３ 以上のイオン濃度を有するプラズマを含む処理環境を含む、前記処理チャンバの第４のプロセス領域へ移動させることと
    を含む処理方法。
  14. 頂部、底部および側壁を備える少なくとも１つの特徴部をその上に有する基板表面を、処理チャンバ内に配置することと、
    前記少なくとも１つの特徴部の前記頂部上、前記底部上および前記側壁上に窒化ケイ素膜を形成するために、ケイ素前駆体及び窒素含有反応物への順次的に曝すことを含む少なくとも１つの堆積サイクルを含む堆積環境に、前記基板表面を曝すことと、
    前記頂部および前記底部の上の前記膜が前記側壁上の前記膜よりも１０倍より高いウェットエッチング速度を有するように、１０ １０ ／ｃｍ ３ 以上のイオン濃度を有するプラズマを含む処理環境に前記窒化ケイ素膜を曝して、前記少なくとも１つの特徴の前記頂部及び前記底部に堆積された前記窒化ケイ素膜を改質することと、
    を含む処理方法。
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