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公開番号2025069235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025010673,2020162249
出願日2025-01-24,2020-09-28
発明の名称周期的プラズマ増強堆積プロセスによって形状選択的な酸化シリコン膜を形成する方法
出願人エーエスエム・アイピー・ホールディング・ベー・フェー
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/316 20060101AFI20250422BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】周期的プラズマ増強堆積プロセスによって形状選択的な酸化シリコン膜を形成する方法および非平面基材の水平面上又は非平面基材の垂直面の上のいずれかで選択的に酸化シリコン膜を形成する方法を提供する。
【解決手段】方法は、周期的プラズマ増強堆積プロセスにより、基材に形状選択的な酸化シリコン膜を形成することと、プラズマ増強原子層堆積(PEALD)プロセス又は周期的プラズマ増強化学気相堆積(周期的PECVD)プロセスによって、酸化シリコン膜を形成することと、非平面基材の水平面上又は非平面基材の垂直面上のいずれかに選択的に酸化シリコン膜を形成することと、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
周期的プラズマ増強堆積プロセスによって形状選択的な酸化シリコン膜を形成する方法であって、前記方法は、
一つまたは複数の水平面および一つまたは複数の垂直面を備える非平面基材を反応チャンバー内へ供給することと、
前記非平面基材を、シリコン成分、炭素成分、および水素成分を含む気相反応物質と接触させることと、
前記非平面基材を、酸素前駆体および希ガスを含むガスから生成されるプラズマから生成される反応種と接触させることと、
前記非平面基材の前記水平面上に選択的に、または前記非平面基材の前記垂直面上に選択的に、のいずれかで酸化シリコン膜を形成することと、を含む、方法。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記気相反応物質は、前記シリコン成分、前記炭素成分、および前記水素成分から本質的になる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記気相反応物質は、アルキルシラン、アリールシラン、またはアラルキルシランのうちの少なくとも一つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記気相反応物質は、窒素成分または酸素成分のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記気相反応物質は、アルキルアルコキシシランまたはアルキルアミノシランのうちの少なくとも一つを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記希ガスは、アルゴン、窒素、またはヘリウムのうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記酸素前駆体は、分子状酸素（Ｏ
２
）、二酸化炭素（ＣＯ
２
）、または亜酸化窒素（Ｎ
２
Ｏ）のうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プラズマは、平行平板電極構成を使用して生成され、複数のイオンは、実質的に垂直方向に前記基材に向かって下向きに異方的に加速される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記気相反応物質は、前記非平面基材の前記垂直面と前記非平面基材の前記水平面の両方の上に化学吸着され、前記非平面基材上に前記気相反応物質の最大で単層を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記非平面基材の前記垂直面と比較して前記非平面基材の前記水平面上でイオン衝突率が高く、その結果、前記非平面基材の前記垂直面と比較して、前記非平面基材の前記水平面上に前記酸化シリコン膜の前記形状選択的な堆積がもたらされる、請求項８に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、概ね、周期的プラズマ増強堆積プロセスによって形状選択的な酸化シリコン膜を形成する方法、および非平面基材の水平面上に選択的に、または非平面基材の垂直面の上に選択的に、のいずれかで酸化シリコン膜を形成する特定の方法に関する。本開示はまた、概ね、形状選択的な周期的プラズマ増強堆積プロセス、例えばプラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）プロセス、および周期的プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス技術の分野では、半導体集積回路の製造中に酸化シリコン膜が利用される場合がある。例えば、酸化シリコン膜は、半導体デバイス構造、例えば、トランジスタ、メモリセル、ロジックデバイス、メモリアレイ等の製造中に、絶縁材料として利用されることができる。
【０００３】
一般的な酸化シリコン膜堆積プロセスでは、例えば、基材を約４００℃を超える温度に加熱し、続いて基材をオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）蒸気に曝して、基材の表面上に二酸化シリコンの層を堆積させることができる。このような一般的な酸化シリコン膜堆積方法は、基材の表面全体に比較的共形である酸化シリコン膜を堆積させることができ、すなわち、酸化シリコン膜は、基材の形状全体に比較的均一な厚さを有する。
【０００４】
しかし、次世代テクノロジノードの場合、形状選択性を有する酸化シリコンを形成すること、例えば非平面基材の第二の平面に対して非平面基材の第一の平面に選択性を有する非平面基材表面上に酸化シリコン膜を形成する能力を提供することが有益な場合がある。
【０００５】
したがって、方法は形状選択的な酸化シリコン膜を形成するために、特に非平面基材の水平面上に選択的に酸化シリコン膜を形成するか、または非平面基材の垂直面上に選択的に酸化シリコン膜を形成するかのいずれかのために望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の少なくとも一つの実施形態によれば、周期的プラズマ増強堆積プロセスによって形状選択的な酸化シリコン膜を形成する方法が提供される。方法は、一つまたは複数の水平面および一つまたは複数の垂直面を備える非平面基材を反応チャンバー内に供給することと、非平面基材を、シリコン成分、炭素成分、および水素成分を含む気相反応物質と接触させることと、非平面基材を、酸素前駆体および希ガスを含むガスから生成されるプラズマから生成される反応種と接触させることと、非平面基材の水平面上に選択的に、または非平面基材の垂直面上に選択的に、のいずれかに酸化シリコン膜を形成することと、を含む。
【０００７】
本開示の実施形態はまた、周期的プラズマ増強堆積プロセスによって形状選択的な酸化シリコン膜を形成する方法を含む。方法は、一つまたは複数の水平面および一つまたは複数の垂直面を備える非平面基材を反応チャンバー内に供給することと、非平面基材を、シリコン成分、炭素成分、および水素成分を含む少なくとも気相反応物質を含む第一のガスから生成される第一の反応種と接触させることと、非平面基材を、少なくとも酸素前駆体および希ガスを含む第二のガスから生成される第二の反応種と接触させることと、非平面基材の水平面上に選択的に、または非平面基材の垂直面上に選択的に、のいずれかに酸化シリコン膜を形成することと、を含む。
【０００８】
本開示の実施形態はまた、プラズマ増強原子層堆積プロセスによって非平面基材上に形状選択的な酸化シリコン膜を形成する方法を含む。方法は、非平面基材を、シリコン成分、炭素成分、および水素成分を含む気相反応物質と接触させることと、非平面基材を少なくとも酸素イオンを含む複数のイオンと接触させることであって、複数のイオンは基材の水平面に実質的に垂直な方向で基材に衝突する、接触させることと、酸化シリコン膜を非平面基材の垂直面に対して非平面基材の水平面上に選択的に堆積させることと、を含む。
【０００９】
先行技術を超えて達成される本発明および利点を要約する目的で、本発明のいくつかの特定の目的および利点が本明細書において上記に説明されている。当然のことながら、必ずしもこうした目的または利点の全てが本発明の任意の特定の実施形態によって達成されなくてもよいことが理解されるべきである。それ故に、例えば本明細書に教示又は示唆する通り、一つの利点又は一群の利点を達成又は最適化する様態で、本明細書で教示又は示唆されうる通りの他の目的又は利点を必ずしも達成することなく、本発明が具体化又は実行されてもよいことを当業者は認識するであろう。
【００１０】
これらの実施形態の全ては、本明細書に開示する本発明の範囲内であることが意図されている。当業者には、これらの及び他の実施形態は、添付の図面を参照して、以下のある特定の実施形態の詳細な説明から容易に明らかとなり、本発明は、開示されるいかなる特定の実施形態にも限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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