JPH118230A - 最適なｋのｈｄｐ−ｃｖｄ処理のためのレシピステップのシーケンス化 - Google Patents

最適なｋのｈｄｐ−ｃｖｄ処理のためのレシピステップのシーケンス化

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JPH118230A
JPH118230A JP10154653A JP15465398A JPH118230A JP H118230 A JPH118230 A JP H118230A JP 10154653 A JP10154653 A JP 10154653A JP 15465398 A JP15465398 A JP 15465398A JP H118230 A JPH118230 A JP H118230A
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ムルゲシュ ラクスマン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低い誘電率を有する高品質のフッ素ドープ絶
縁薄膜の堆積のための方法と装置を含む技術を提供す
る。 【解決手段】 処理ステップの順序は、基板上にフッ化
ケイ素ガラス（ＦＳＧ）層を形成する。この層は、他の
ＦＳＧ層よりも、層内に曇りや泡沫を形成する可能性が
はるかに低く、後続の処理ステップ中に水蒸気を脱着す
る可能性が低い。非ドープケイ素ガラス（ＵＳＧ）ライ
ナーは、基板を腐食性アタックから保護する。ＵＳＧラ
イナーとＦＳＧ層とは、比較的熱いウェーハ表面に堆積
させられ、幅が０．８ミクロンと狭く、アスペクト比が
最高４．５：１までの基板上の溝を充填できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の製造に
関する。より詳細には、本発明は、低い誘電率を有する
高品質のフッ素ドープ絶縁薄膜の堆積のための方法と装
置を含む技術を提供する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの形状寸法は小さくなり
続けており、製造されるウェーハ当たりのデバイスの数
が増加し、デバイス速度も高くなっている。現在、フィ
ーチャ間の間隔が０．２５ミクロン（μｍ）未満のデバ
イスが製造されており、さらには、デバイスフィーチャ
間の間隙が０．１８ミクロンのデバイスもある。これら
フィーチャの一例は、金属層上にパターン化された導電
性のラインすなわちトレースである。誘電体でできた非
導体層、例えば二酸化ケイ素が、パターン化された金属
層の間と上に堆積されることが多い。この誘電体層はい
くつかの目的があり、物理的または化学的な損傷から金
属層を保護すること、他の層から金属層を絶縁するこ
と、導電性フィーチャを相互に絶縁すること、が含まれ
る。これら導電性フィーチャ間の間隔すなわちギャップ
が小さくなるにつれて、誘電材料でギャップを充填する
ことがが次第に困難となる。
【０００３】アルミニウムトレースでのウェーハ処理
は、ウェーハの温度を、アルミニウムに損傷が発生する
温度未満に保つ必要がある。アルミニウムは、アルミニ
ウム化合物の形成を含め、アルミニウムの溶解、または
化学的アタックにより損傷する。化学的気相堆積（chem
ical vapor deposition = ＣＶＤ）は普通、層を形成す
るのに必要な反応を誘発するための高い温度が必要であ
る。堆積温度を下げるため、各種の方法が用いられる。
いくつかの方法では、反応性の高い堆積ガスの使用に重
点をおいている。また、他の方法では堆積システムへ電
磁エネルギーをかける。電磁エネルギーをかけることに
より、反応核種を成長層に対して動かすことで、堆積ガ
スの反応に要する温度を下げ、堆積層を改善するという
両方が可能になる。
【０００４】より低い誘電率を得るとともに、ギャップ
を誘電材料で充填するための多くの試みが、これまでに
提案されている。有望な解決策の一つは、二酸化ケイ素
層へハロゲン元素を取り込むことである。膜へのハロゲ
ン取り込みの例は、米国特許出願第 08/548,391号、出
願日１９９５年１０月２５日、発明の名称「ハロゲンド
ープ酸化ケイ素膜の膜安定性改善のための方法と装置」
と、米国特許出願第 08/538,696号、出願日１９９５年
１０月２日、発明の名称「Ｆドープ膜を堆積するための
ＳＩＦ4の使用」とに記載されており、いずれもApplied
Materials, Inc. へ譲渡されている。
【０００５】酸化ケイ素膜の好ましいハロゲンドーパン
トであるフッ素は、それがＳｉＯＦ網状構造全体の分極
率を低下させる陰性元素（electronagative element）
なので、酸化ケイ素膜の誘電率を下げると考えられてい
る。フッ素ドープ酸化ケイ素（fluorinated silicon ox
ide）膜は、フッ化ケイ素ガラス（ＦＳＧ）膜とも呼ば
れている。
【０００６】フッ素を二酸化ケイ素層へ組込むと、誘電
率が下がるとともに、堆積薄膜のギャップ充填特性も改
善できる。フッ素はエッチング核種なので、フッ素が堆
積している時に、フッ素が膜をエッチングすると考えら
れる。この同時堆積／エッチング効果は、ギャップのコ
ーナー部を優先的にエッチングするので、ギャップが開
いたままに保たれ、ギャップはボイドの無いＦＳＧで充
填される。
【０００７】残念ながら、ＦＳＧ層に伴ういくつかの問
題がある。その一つは、形成不良のＦＳＧ層は、大気中
から、または堆積プロセスに伴う反応生成物から、水分
を吸収する可能性があることである。水分の吸収によっ
てＦＳＧの誘電率は上昇する。吸収された水分は、後続
のウェーハ処理ステップにも影響を及ぼす。多くの用途
において、ＦＳＧ層は約４５０℃未満では著しく水蒸気
を脱着しないことが望ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】水分の吸収と脱着を低
減するために用いる技術のひとつは、ＦＳＧの堆積後に
ウェーハを焼成することである。焼成は、ＦＳＧ層の堆
積直後に同一チャンバ内で、あるいは後刻オーブン内で
行なってよい。焼成によってＦＳＧ層内の水分はある程
度追い出されるが、状況によっては層が水分を再吸収す
る可能性がある。例えば、ＦＳＧ堆積と焼成後、速やか
にウェーハ処理を続行する場合には、水分の再吸収は問
題にならないかも知れない。しかし、製造環境によって
は、ＦＳＧ堆積に続くウェーハ処理が、何日も、あるい
は何週間も行なわれないことがあるので、水分の再吸収
条件が潜在的にもたらされる。ウェーハ処理のステップ
間には、プロセス作業待ち、分散製造（すなわち一つの
処理ステップが工場内の或る場所で行なわれ、次の処理
ステップが工場内の別の場所で行なわれる）、または設
備のメンテナンスなどによる遅延によって、時間が取ら
れる。
【０００９】キャップ層は、ＦＳＧ層内への水分の吸収
を低減するひとつの方法を提供する。キャップ層は普
通、ＦＳＧ層上へ堆積される非ドープケイ素ガラス（Ｕ
ＳＧ）層であり、キャップを堆積させる前にＦＳＧ層を
焼成するものとしないものとがある。キャップを、別の
堆積チャンバまたはポンプダウン内で施すか、または同
一チャンバでＦＳＧ層堆積に続くようにして、ストリー
ムライン化（合理化）してもよい。キャップ層は、多く
の条件下で、水分吸収から良好な保護を提供することが
できる。しかし、キャップ層の追加は、ウェーハ製造プ
ロセスに時間を追加することになる。場合によっては、
例えば、合計の層堆積時間がかなり長い場合、キャップ
層追加時間は有意ではない。ウェーハのスループット
（堆積チャンバ内で１時間当たりに処理されるウェーハ
の枚数）の増加にともなって、キャップ層堆積時間は合
計堆積時間の有意な部分になる場合がある。そのような
場合、キャップ層を堆積するステップをなくして、合計
の層堆積時間を短縮することが望ましいかもしれない。
【００１０】腐食は、ＦＳＧ層に伴うもう一つの問題で
ある。フッ素がＦＳＧ格子へ弱く結合しているか、ある
いは表面に自由フッ素として蓄積していると、フッ素は
水と結合してフッ化水素酸（ＨＦ）を生じる可能性があ
る。ＨＦは、デバイスの他のフィーチャ、例えば金属ト
レースまたは反射防止層を腐食し、破壊さえする可能性
がある。
【００１１】腐食問題克服のために用いられる一つの技
術は、ＦＳＧの堆積前に、ウェーハ上にライナーを形成
することである。典型的なライナーは、デバイスのフィ
ーチャとＦＳＧとの間の障壁として作用する薄いＵＳＧ
層である。厚いライナーほどこの機能を良好に果たす。
ライナーはＵＳＧでできているので、その誘電率はＦＳ
Ｇ層のそれより高く、導体トレース間の層の誘電率を低
く保つため、より薄いライナーが望ましい。ライナーの
最良の厚さは、層の腐食防止と低誘電率との妥協によっ
て決まる。焼成やキャップ層の場合と同様、処理時間短
縮のため、ライナーの形成時間はできるだけ短くするこ
とが望ましい。
【００１２】いくつかのＦＳＧ層に係わる更なる問題
は、これらが不安定なことである。つまり、層特性が時
間とともに変化することである。例えば、形成不良のＦ
ＳＧ層は、外気に暴露されると、層内に曇りや泡沫を形
成する。ウェーハを比較的乾いた空気に短時間暴露して
も曇りは生じないが、同じウェーハを同じ時間、より湿
った空気に暴露したり、乾いた空気に長時間暴露する
と、曇りが発生する可能性がある。近年のデバイス製造
には分散された処理を用いることが多く、ウェーハは異
なる何ヵ所かで数週間にわたって処理される。曇りが発
生したウェーハは普通、処理工程から外され、生産工程
のその時点に至るまでのすべての材料と処理の価値を喪
失する。メーカーの仕様によっては、そのようなウェー
ハが、少なくとも３週間外気に暴露されても曇りを生じ
ないことが重要である。
【００１３】曇りの発生は微妙で困難な問題である。ウ
ェーハのバルク抵抗でさえ、ウェーハの曇り形成傾向に
影響を及ぼす場合がある。曇りの形成は、堆積中のウェ
ーハ温度に関係があるかも知れず、それは、層内へ水分
とフッ素がどのように取り込まれるかに影響を及ぼすか
もしれない。いくつかの処理チャンバは、処理中にウェ
ーハを所定の位置に保持するため、静電チャック（ｅ-
チャック）を用いる。ウェーハの抵抗は、ウェーハがど
れ程強く保持されるか、つまりどれ程良好にｅ−チャッ
クへ熱的に結合するかに影響を及ぼす。曇り形成のメカ
ニズムが何であろうと、ウェーハの抵抗は、プロセスフ
ローを抑制するとともに歩留まりを低下させる可能性の
あるもう一つの変数をウェーハ製造工程に追加する。
【００１４】また一般的に言って、ＦＳＧ層堆積中のフ
ッ素濃度が高いほど、曇り形成の傾向が強い。従って、
チップメーカーは、潜在的な曇り形成問題を回避するこ
とだけが理由で、比較的低い濃度のフッ素を用いる場合
がある。もしメーカーがより安定なＦＳＧ薄膜製造をあ
てにすることができれば、フッ素濃度を高めることがで
き、より低い誘電率のＦＳＧ層がもたらす利点を享受で
きよう。
【００１５】上記のことから、誘電率が低く、可能な限
り短時間で良好にギャップを充填できる特性を有する酸
化物膜の形成が望ましいことが分かる。また、ハロゲン
ドープ酸化物膜の安定性を高め、それによって、ウェー
ハの抵抗にかかわらず、膜内の水分吸収と曇りを低減す
る方法を提供することが望ましい。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、低い誘電率を
有し、ウェーハの抵抗に対して感度が低い、安定性のあ
る、ハロゲンドープ酸化ケイ素膜を生産するためのプロ
セスと装置とを提供する。一実施例において、この層
は、高密度プラズマ化学気相成長（ＨＤＰ−ＣＶＤ）シ
ステム内で堆積される。安定した膜の形成には、チャン
バへフッ素を流入させる前のステップの順序が重要であ
る。
【００１７】ステップのこの順序は、一実施例におい
て、チャンバ内へウェーハを導入するステップと、一種
類または複数種類のプロセスガスでチャンバの初期圧力
を設定するステップとが含まれる。次に、プラズマ結合
構造体へ無線周波（ＲＦ）エネルギーを加えて、プラズ
マを形成または発生させる。堆積に先立って、プラズマ
がウェーハを、１００℃を超える温度に加熱する。
【００１８】堆積チャンバへフッ素を流入させる前に、
加熱したウェーハ上に比較的薄いＵＳＧ層を堆積させ
る。この薄層はライナーとして作用し、フィーチャ間の
容量を不都合なほど増加させることなく、下地基板を保
護する。本発明のひとつの目的は、フッ素が最初にチャ
ンバへ導入されるとき、ウェーハの表面が依然として熱
く、少なくとも１００℃を確保することである。フッ素
の流入開始後、プラズマのパワーを下げ、ウェーハを冷
却し、堆積対エッチング比を高めることにより、層の正
味堆積率を高める。次に、フッ素含有ガスの流量を増加
させることにより、チャンバ内のフッ素濃度、つまりは
層内へのフッ素の取り込みを増加させる。この順序によ
って、自由フッ素が少なく誘電率の低い層が提供され
る。自由フッ素の低減は層の安定性を高め、層形成後の
曇りや泡沫の形成を低減する。
【００１９】本発明の目的と利点の更なる理解のため、
添付の図面を参照して、以下詳細に説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
Ｉ．まえがき 本発明は、低誘電率と良好なギャップ充填特性とを有す
る絶縁層の堆積を可能にする。この層は、比誘電率が
３．５未満であり、幅が０．１８μm未満で、高さが
０．８μm以上のギャップを充填する。この層は、数日
間大気に暴露されても、層内に曇りが形成せず、比誘電
率も目立つほど増加せず、安定している。この層安定性
は、基板のバルク抵抗とは比較的無関係である。
【００２１】ＩＩ．ＣＶＤシステムの一例 図１は、この発明による誘電体層が堆積可能な高密度プ
ラズマ化学的気相成長（ＨＤＰ−ＣＶＤ）システム１０
の一実施例を示す。システム１０は、チャンバ１３、真
空システム７０、ソースプラズマシステム８０Ａ、バイ
アスプラズマシステム８０Ｂ、ガス給送システム３３、
および遠隔プラズマクリーニングシステム５０を含む。
【００２２】チャンバ１３の上部は、アルミナまたは窒
化アルミニウムなどの誘電体材料製のドーム１４を含
む。ドーム１４は、プラズマプロセス領域１６の上側境
界を画成する。プラズマプロセス領域１６は、基板１７
の上面と基板支持部材１８とによって底での境界が定め
られる。
【００２３】ドーム１４上には、ヒータープレート２３
とコールドプレート２４が載置されて、熱的に結合され
ている。ヒータープレート２３とコールドプレート２４
により、ドーム温度を、約１００℃から２００℃の範囲
にわたって約±１０℃以内に制御することができる。こ
れによって、様々なプロセスのためのドーム温度を最適
化することができる。例えば、クリーニングプロセスま
たはエッチングプロセスのためには、堆積プロセスのた
めよりも高い温度にドームを維持する必要があるかも知
れない。ドーム温度を正確に制御することによって、チ
ャンバ内の剥がれ落ち（フレーク）や微粒子の数を減ら
し、被堆積層と基板との間の付着を改善することができ
る。
【００２４】チャンバ１３の下部は、チャンバを真空シ
ステムへ接続する本体部材２２を含む。基板支持部材１
８の基部２１は、ボディ部材２２上に取付けられて、ボ
ディ部材２２とともに連続内面を形成する。基板は、ロ
ボットブレード（図示せず）を用いてチャンバ１３の側
面にある挿入／取りだし開口（図示せず）を通して、チ
ャンバ１３に搬入搬出される。モーター（図示せず）
は、ウェーハを上下するリフトピン（図示せず）を上下
するリフトピンプレート（図示せず）を上下する。基板
は、チャンバ１３へ搬入されると、上昇したリフトピン
上に載置され、次に基板支持部材１８の基板受け部１９
まで降ろされる。基板受け部１９は、基板処理中に基板
を基板支持部材１８に固定する静電チャック２０を含
む。
【００２５】真空システム７０は、スロットルボディ２
５を含み、このスロットル本体は、２枚ブレード式スロ
ットル弁２６を格納しており、ゲート弁２７とターボ分
子ポンプ２８に取付けられている。当初、１９９５年１
２月１２日に出願され、出願番号第08/574,839号が付与
されて、１９９６年９月１１日に再出願され、出願番号
第08/712,724号が付与された、同時係属中の共同譲渡さ
れた米国特許出願、発明の名称「対称チャンバ」に記載
されているように、ガス流に対するスロットル本体２５
の障害は最小限であり、対称的な圧送が可能であること
が特記される。ゲート弁２７は、ポンプ２８をスロット
ルボディ２５から隔離することができ、スロットル弁２
６が全開のとき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。スロットル弁、ゲー
ト弁、およびターボ分子ポンプのこの編成により、チャ
ンバ圧力を約１から１００ミリtorrまで、正確にかつ安
定して制御することができる。
【００２６】ソースプラズマシステム８０Ａは、トップ
コイル２９とサイドコイル３０を含み、これらはドーム
１４に取付けられている。対称接地シールド（図示せ
ず）が両コイル間の電気的結合を低減する。トップコイ
ル２９は、トップソースＲＦジェネレータ３１Ａから給
電される一方、サイドコイル３０はサイドソースＲＦジ
ェネレータ３１Ｂから給電され、各コイルの独自のパワ
ーレベルと運転周波数が可能である。このデュアルコイ
ルシステムにより、チャンバ１３内の半径方向イオン密
度の制御が可能であり、これによって、プラズマの均一
性が改善される。サイドコイル３０とトップコイル２９
は普通、誘導的に駆動され、相補型電極を必要とはしな
い。具体的な実施例において、トップソースＲＦジェネ
レータ３１Ａは、公称２メガヘルツで、２５００ワット
までのＲＦパワーを供給し、サイドソースＲＦジェネレ
ータ３１Ｂは、公称２メガヘルツで５０００ワットまで
のＲＦパワーを供給する。プラズマ生成効率を改善する
ため、トップとサイドのＲＦジェネレータの運転周波数
を、公称運転周波数からずらしてもよい。（例えば、そ
れぞれ１．７〜１．９ＭＨｚ、および１．９〜２．１Ｍ
Ｈｚにずらす）。
【００２７】バイアスプラズマシステム８０Ｂは、バイ
アスＲＦジェネレータ３１Ｃとバイアスマッチングネッ
トワーク３２Ｃを含む。バイアスプラズマシステム８０
Ｂは、基板受け部１９をボディ部材２２に結合し、これ
らは相補型電極として働く。バイアスプラズマシステム
８０Ｂは、ソースプラズマシステム８０Ａによって生成
されたプラズマ核種の、基板表面への移送を高める働き
をする。具体的な実施例において、バイアスＲＦジェネ
レータは、１３．５６ＭＨｚで最高５０００ワットまで
のＲＦパワーを供給する。
【００２８】プロセスゾーン１６内で生成されるＲＦ電
界に加えて、プロセスゾーン１６内には直流（ＤＣ）電
界を生成してもよい。例えば、本体部材２２に対して負
のＤＣ電位を、基板受け部１９に提供すると、正電荷を
持つイオンの、基板１７の表面への移送を促進すること
ができる。
【００２９】両ＲＦジェネレータ３１Ａと３１Ｂは、デ
ィジタル制御シンセサイザを含み、約１．７から約２．
１ＭＨｚの周波数範囲にわたって作動する。各ジェネレ
ータは、当該技術に普通に精通する者が理解しているよ
うに、チャンバとコイルからジェネレータへ反射して戻
るパワーを測定して、最少の反射パワーが得られるよう
に運転周波数を調節するＲＦ制御回路（図示せず）を含
む。ＲＦジェネレータは普通、５０オームの特性インピ
ーダンスを持つ負荷とともに作動するように設計されて
いる。ＲＦパワーを、ジェネレータとは異なる特性イン
ピーダンスを持つ負荷から反射してもよい。これによっ
て、負荷に伝えられるパワーを減らすことができる。加
えて、負荷からジェネレータへ反射されるパワーが、ジ
ェネレータに過負荷をかけてジェネレータを損傷する可
能性がある。プラズマインピーダンスの範囲は、他の要
因の中でもとりわけプラズマイオン密度に依存して５オ
ーム未満から９００オーム超まで許容されるので、ま
た、反射されるパワーは周波数の関数でもあり得るの
で、反射されるパワーに応じてジェネレータの周波数を
調節することによって、ＲＦジェネレータからプラズマ
へ伝えられるパワーを増加させて、ジェネレータを保護
する。反射されるパワーを減らして効率を改善するもう
ひとつの方法は、マッチングネットワークを用いること
である。
【００３０】マッチングネットワーク３２Ａと３２Ｂ
は、ジェネレータ３１Ａと３１Ｂの出力インピーダンス
を、それぞれのコイル２９と３０にマッチさせる。ＲＦ
制御回路は、負荷の変化に応じてマッチングネットワー
ク内のキャパシタの値を変化させてジェネレータが負荷
にマッチするように、両マッチングネットワークをチュ
ーニングすることができる。このＲＦ制御回路は、負荷
からジェネレータへ反射されるパワーが特定の限度を超
えたとき、マッチングネットワークをチューニングする
ことができる。常にマッチさせて、ＲＦ制御回路がマッ
チングネットワークをチューニングすることを効果的に
不能にするひとつの方法は、反射されるパワーの限度
を、反射されるパワーの何れの予期値（expected valu
e）より高く設定することである。これによって、マッ
チングネットワークをその最も直近の条件で一定に保持
することにより、特定の条件下でプラズマの安定化を助
長することができる。
【００３１】他の対策でプラズマの安定化を助長しても
よい。例えば、ＲＦ制御回路を用いて、負荷（プラズ
マ）へ送られるパワーを判定し、層の堆積中、送られる
パワーを実質的に一定に保つようにジェネレータの出力
パワーを増減してもよい。
【００３２】ガス給送システム３３は、いくつかのソー
スからガス給送ライン３８（一部分のみ図示）を介して
基板処理用チャンバへガスを供給する。ガスは、ガスリ
ング３７、トップノズル４５、およびトップベント４６
を介してチャンバ１３へ導入される。図６Ｂは、チャン
バ１３の部分断面略図であって、ガスリング３７の詳細
を追加的に示す。
【００３３】一実施例において、第１と第２のガスソー
ス３４Ａと３４Ｂ、および第１と第２のガス流量コント
ローラ３５Ａ’と３５Ｂ’が、ガス給送ライン３８（一
部分のみ図示）を介して、ガスリング３７内のリングプ
レナム３６へガスを供給する一実施例を示す。ガスリン
グ３７は、基板全体にわたって均一なガス流を供給する
複数のガスノズル３９と４０（２個のみ図示）を備えて
いる。ノズルの長さとノズルの角度は、ガスリング３７
を交換することによって変えることができる。これによ
って、個々のチャンバ内での特定のプロセスのために、
均一性プロフィルとガス利用効率とを、あつらえること
ができる。具体的な実施例において、ガスリング３７
は、合計２４個のガスノズル、すなわち１２個の第１ガ
スノズル４０と、１２個の第２ガスノズル３９とを備え
る。
【００３４】ガスリング３７は複数の第１ガスノズル４
０（１個のみ図示）を備え、これら第１ガスノズルは好
ましい実施例において、複数の第２ガスノズル３９と同
一平面上にあり、かつ第２ノズルより短い。一実施例に
おいて、第１ガスノズル４０は、本体プレナム４１から
１種類以上のガスを受け取り、第２ガスノズル３９は、
ガスリングプレナム３６から１種類以上のガスを受け取
る。いくつかの実施例においては、第１ガスノズルが酸
化ガスの給送に用いられ、第２ガスノズルがソースガス
の給送に用いられる場合のように、ガスをチャンバ１３
内へ噴射する前に、本体プレナム４１内のガスとガスリ
ングプレナム３６内のガスとを混合しないことが望まし
い。他の実施例においては、ボディプレナム４１とガス
リングプレナム３６との間にアパチャー（開口部）（図
示せず）を設けることによって、ガスをチャンバ１３へ
放射する前に混合することができる。一実施例におい
て、第３と第４のガスソース３４Ｃと３４Ｄ、および第
３と第４のガス流量コントローラ３５Ｃと３５Ｄ’が、
ガス給送ライン３８を介して、ガスをボディプレナムへ
供給する。追加の弁、例えば４３Ｂ（他の弁は図示せ
ず）で、ガス流量コントローラからチャンバへのガスを
遮断してもよい。
【００３５】いくつかの実施例において、シランや４フ
ッ化ケイ素などの可燃性、毒性、または腐食性の、ガス
を用いてもよい。これらの例では、堆積後のガス給送ラ
イン内の残留ガスを除去することが望ましい。これは、
例えば、弁４３Ｂのような３方弁を用いてチャンバ１３
を給送ライン３８から隔離して、給送ライン３８を真空
フォアライン４４に排気して行ってもよい。図６Ａに示
したように、他の類似した、４３Ａと４３Ｃのような弁
を、３５Ａと３５Ｃのような他のガス給送ライン上に組
み込んでもよい。そのような３方弁は、（３方弁とチャ
ンバとの間の）排気されないガス給送ラインの容積を最
小にするため、できるだけチャンバ１３に近づけて配置
するのがよい。また、２方弁（オンオフ弁）（図示せ
ず）を、ＭＦＣとチャンバとの間、またはガスソースと
ＭＦＣとの間に配置してもよい。
【００３６】再び図１を参照すると、チャンバ１３は、
トップノズル４５とトップベント４６も備えている。ト
ップノズル４５とトップベント４６とによって、ガスの
上部の流れと側部の流れの独立制御が可能となり、膜の
均一性を改善し、膜の堆積パラメータとドーピングパラ
メータの微調整が可能になる。トップベント４６は、ガ
ス給送システムからチャンバ内へ流入するガスが通るト
ップノズル４５周りの環状開口部である。一実施例にお
いて、第１のガスソース３４Ａは、第２のガスノズル３
９とトップノズル４５に供給を行なうシランソースであ
る。ソースノズルの質量流量コントローラ（ＭＦＣ）３
５Ａ’は、第２ガスノズル３９へ給送されるシランの量
を制御し、トップノズルのＭＦＣ ３５Ａは、トップガ
スノズル４５へ給送されるシランの量を制御する。同様
に、２個のＭＦＣ ３５Ｂと３５Ｂ’は、ソース３４Ｂ
のような単一の酸素ソースからトップベント４６と第１
ガスノズル４０の両方への酸素の流量の制御に用いられ
ることができる。トップノズル４５とトップベント４６
とに供給される各ガスは、チャンバ１３へ流入させる前
は、別々にしたままでもよく、さもなければ、チャンバ
１３へ流入させる前にトッププレナム４８内で混合して
もよい。同一のガスの別々のソースを使って、チャンバ
の各部に供給してもよい。
【００３７】遠隔マイクロ波発生プラズマクリーニング
システム（remote microwave-generated cleaning syst
em）５０は、チャンバの構成要素から堆積残留物を定期
的に清掃するために設けられている。このクリーニング
システムは、リアクターキャビティ５３内に、フッ素、
４フッ化ケイ素、またはその同等物等のクリーニングガ
スのソース３４Ｅからプラズマを生成する遠隔のマイク
ロ波ジェネレータ５１を含む。このプラズマから得られ
る反応性の核種は、アプリケーターチューブ５５を介し
てクリーニングガス供給ポート５４を通してチャンバ１
３へ送られる。クリーニングプラズマを収容するために
用いられる（例えば、キャビティ５３やアプリケーター
チューブ５５の）材料は、プラズマのアタックに対する
耐性を持たねばならない。望ましいプラズマ核種の濃度
はリアクターキャビティ５３からの距離とともに減少す
るので、リアクターキャビティ５３と供給ポート５４と
の間の距離は、できるだけ短くするのがよい。遠隔のキ
ャビティ内でクリーニングプラズマを発生させると、効
率的なマイクロ波ジェネレータを用いることができ、元
の場所のプラズマ内に存在するかも知れないグロー放電
の温度、放射、または衝撃に、チャンバ構成要素をさら
すことがない。従って、元の場所でのプラズマクリーニ
ングプロセスで必要とされ得るように、静電チャック２
０のような比較的敏感な構成要素を、ダミーウェーハに
よってカバーしたり、別途保護したりする必要がない。
クリーニングプロセスまたは他のプロセス中、ターボ分
子真空ポンプ２８をチャンバから隔離するため、ゲート
弁２７を閉じることができる。この構成において、フォ
アライン４４は、普通は機械的真空ポンプである遠隔真
空ポンプによって発生するプロセス真空を提供する。チ
ャンバからターボ分子ポンプを、ゲート弁を用いて隔離
することによって、チャンバ清掃プロセス、または他の
プロセスに起因する腐食性化合物や他の潜在的な有害効
果から、ターボ分子ポンプが保護される。
【００３８】システムコントローラ６０は、システム１
０の運転を制御する。好ましい実施例において、コント
ローラー６０は、ハードディスクドライブ、フロッピー
ディスクドライブ（図示せず）、およびカードラック
（図示せず）のようなメモリ６２を含む。カードラック
は、シングルボードコンピュータ（ＢＳＣ）（図示せ
ず）、アナログおよびディジタル入出力ボード（図示せ
ず）、インターフェイスボード（図示せず）、およびス
テッパーモーターコントローラーボード（図示せず）、
を含むことができる。システムコントローラは、ボー
ド、カードケージ、およびコネクターの寸法とタイプ、
を定義しているVersa Modular European（ＶＭＥ）標準
に適合する。ＶＭＥ標準はまた、バス構造を、１６ビッ
トデータバスと２４ビットアドレスバスを有するもの、
と定義している。システムコントローラ３１は、ハード
ディスクドライブに記憶されたコンピュータプログラ
ム、またはフロッピーディスクに記憶されたプログラム
のような他のコンピュータプログラムの制御のもとで作
動する。コンピュータプログラムは、特定のプロセスの
タイミング、ガスの混合、ＲＦパワーレベル、および他
のパラメータを指定（dictate）する。ユーザーとシス
テムコントローラとの間のインターフェイスは、図３に
示すように、陰極線管（ＣＲＴ）６５のようなモニタ
ー、およびライトペン６６を介する。
【００３９】図３は、図１に例示したＣＶＤチャンバに
関連して用いられる、例としてのシステムのユーザーイ
ンターフェイスの一部を示す。システムコントローラ６
０は、メモリ６２に接続されたプロセッサ６１を含む。
好ましくは、メモリ６２はハードディスクドライブがよ
いが、もちろん、ＲＯＭ、ＰＲＯＭなど、他の種類のメ
モリでもよい。
【００４０】システムコントローラ６０は、コンピュー
タプログラムの制御のもとで作動する。コンピュータプ
ログラムは、特定のプロセスのタイミング、温度、ガス
流、ＲＦパワーレベル、および他のパラメータを指定す
る。ユーザーとシステムコントローラとのインターフェ
イスは、図３に示すように、ＣＲＴモニター６５、１本
のライトペン６６、および２本のライトペン６６を介す
る。好ましい実施例において、２台のモニター６５と６
５Ａ、および２本のライトペン６６と６６Ａを用い、１
台のモニター（６５）はクリーンルーム壁にオペレータ
用として取付け、壁の後ろのもう１台のモニター（６５
Ａ）はサービス技術者用である。両モニターには同じ情
報が同時に表示されるが、ライトペンは１本だけ（例え
ば６６）が使用可能である。オペレータが特定の画面ま
たは機能を選択するためには、表示画面上の１つの領域
に触れて、ペンのボタン（図示せず）を押す。接触され
た領域がライトペンによって選択されたことは、例えば
領域の色を変化させたり、新しいメニューを表示させた
りして確認される。
【００４１】コンピュータプログラムコードは、６８０
００アッセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、またはパスカルな
ど、コンピュータが読める任意の従来技術のプログラム
言語で書くことができる。適当なプログラムコードが、
従来のテキストエディタを用いて単一ファイルまたは複
数のファイルに入力され、コンピュータのメモリシステ
ムなど、コンピュータで使用可能な媒体に記憶、つまり
組み込まれる。入力されたコードテキストが高レベル言
語である場合、コードはコンパイルされ、得られたコン
パイラーコードは次いで、予めコンパイルされたウィン
ドウズライブラリールーチンのオブジェクトコードにリ
ンクされる。リンクされ、コンパイルされたオブジェク
トコードを実行するには、システムユーザーはオブジェ
クトコードを起動して、コンピュータがコードをメモリ
内にロードするようにさせ、そこからＣＰＵがコードを
読み出して実行し、プログラム内に識別されたタスクを
実行する。
【００４２】図４は、コンピュータプログラム３００の
階層制御構造のブロック図である。ユーザーは、ライト
ペンインターフェイスを用いて、ＣＲＴモニター上に表
示されたメニューまたは画面に応じて、プロセスセット
番号とプロセスチャンバ番号をプロセスセレクターサブ
ルーチン３１０に入力する。プロセスセットは、指定さ
れたプロセスを果たすのに必要なプロセスパラメータの
予め定められたセットであって、予め定められたセット
番号によって識別される。プロセスセレクターサブルー
チン３１０は、（ｉ）マルチチャンバシステム内の希望
のプロセスチャンバ、そして（ｉｉ）希望のプロセスを
実行するためのプロセスチャンバを運転するのに必要な
プロセスパラメータの希望のセット、を識別する。特定
のプロセスを実行するためのプロセスパラメータは、例
えば、プロセスガス成分と流量、温度、圧力、ＲＦパワ
ーレベルなどのプラズマ条件、およびチャンバドーム温
度であって、ユーザーへはレシピの形で与えられる。レ
シピで規定されたパラメータは、ライトペン／ＣＲＴモ
ニターインターフェイスを利用して入力される。
【００４３】プロセスをモニターするための信号は、シ
ステムコントローラのアナログ入力ボードとディジタル
入力ボードによって与えられ、プロセス制御用信号は、
システムコントローラ６０のアナログ出力ボードとディ
ジタル出力ボード上に出力される。
【００４４】プロセスシーケンサーサブルーチン３２０
は、識別されたプロセスチャンバとプロセスパラメータ
をプロセスセレクターサブルーチン３１０から受けるた
めの、そして種々のプロセスチャンバの運転制御のため
のプログラムコードを含んでいる。複数のユーザーが、
プロセスセット番号とプロセスチャンバ番号を入力する
ことができるし、また、一人のユーザーが複数のプロセ
スセット番号とプロセスチャンバ番号を入力することが
でき、これによってシーケンサーサブルーチン３２０
は、選択されたプロセスを希望の順序でスケジュールす
るように作動する。好ましくは、シーケンサーサブルー
チン３２０は、（ｉ）チャンバが使用中であるか否か判
定するため、プロセスチャンバの運転をモニターするス
テップ、（ｉｉ）使用中のチャンバ内で何のプロセスが
実行中であるか判定するステップ、および（ｉｉｉ）プ
ロセスチャンバを利用可能であることと、実行すべきプ
ロセスのタイプとに基づいて希望のプロセスを実行する
ステップ、のそれぞれを実行するためのプログラムコー
ドを含む。ポーリングなど、プロセスチャンバをモニタ
ーする従来方法を用いることができる。どのプロセスを
実行すべきかのスケジュールを立てる場合、シーケンサ
ーサブルーチン３２０は、選択されたプロセスに関する
希望のプロセス条件と比較して使用中のプロセスチャン
バの現在の条件を考慮するように、またはリクエストを
入力した各特定のユーザーの「年齢」を考慮するよう
に、またはスケジュール上の優先順位を決定するために
システムプログラマが含めることを望む他の任意の関連
要因を考慮するように設計することができる。
【００４５】シーケンサーサブルーチン３２０は、どの
プロセスチャンバとプロセスセットの組合せが次に実行
されようとしているかを判定した後、特定のプロセスセ
ットパラメータをチャンバマネージャーサブルーチン３
３０Ａ−Ｃへ転送してプロセスセットを実行させるが、
このサブルーチン３３０Ａ−Ｃは、シーケンサーサブル
ーチン３２０によって決定されたプロセスセットに従っ
て、チャンバ１３と、場合によっては他のチャンバ（図
示せず）での複数のプロセスタスクを制御する。
【００４６】チャンバ構成部品サブルーチンの例として
は、基板位置決めサブルーチン３４０、プロセスガス制
御サブルーチン３５０、圧力制御サブルーチン３６０、
およびプラズマ制御サブルーチン３７０がある。当該技
術に通常に精通した者は、チャンバ１３での実行を希望
するプロセスが何であるかによって、他のチャンバ制御
サブルーチンを含め得ることを認識するであろう。運転
中、チャンバマネージャーサブルーチン３３０Ａは、実
行中の特定のプロセスセットに従って、プロセス構成要
素サブルーチンを選択的にスケジュールするか、呼出
す。チャンバマネージャーサブルーチン３３０Ａによる
スケジューリングは、どのプロセスチャンバとプロセス
セットを実行すべきかのスケジューリングにおいて、シ
ーケンサーサブルーチン３２０によって用いられるのと
類似する方法で行われる。普通、チャンバマネージャー
サブルーチン３３０Ａは、種々のチャンバ構成要素をモ
ニターするステップ、実行すべきプロセスセットに関す
るプロセスパラメータに基づいて、どの構成要素を運転
する必要があるかを判定するステップ、およびモニタリ
ングステップと判定ステップに応答してチャンバ構成要
素サブルーチンを実行させるステップ、を含む。
【００４７】ここで、特定のチャンバ構成要素サブルー
チンの動作を、図４を参照して説明する。基板位置決め
サブルーチン３４０は、基板を基板支持部材１８上へロ
ードするために用いられるチャンバ構成要素を制御する
ためのプログラムコードを含む。基板位置決めサブルー
チン３４０はまた、他のプロセスが完了した後、マルチ
チャンバシステムにおける、例えばＰＥＣＶＤリアク
タ、または他のリアクタからチャンバ１３内への基板の
移送を制御してもよい。
【００４８】プロセスガス制御サブルーチン３５０は、
プロセスガスの成分と流量とを制御するためのプログラ
ムコードを含む。サブルーチン３５０は、安全遮断弁の
開閉位置を制御するとともに、希望のガス流量を得るた
め質量流量コントローラの立上げ立下げを行なう。プロ
セスガス制御サブルーチン３５０を含め、すべてのチャ
ンバ構成要素サブルーチンは、チャンバマネージャーサ
ブルーチン３３０Ａによって起動される。サブルーチン
３５０は、希望のガス流量に関連してチャンバマネージ
ャーサブルーチン３３０Ａからプロセスパラメータを受
け取る。
【００４９】普通、プロセスガス制御サブルーチン３５
０は、ガス給送ラインを開くことによって作動し、
（i）必要な質量流量コントローラを読むこと、（ii）
読取り値を、チャンバマネージャーサブルーチン３３０
Ａから受け取った希望流量と比較すること、および（ii
i）必要に応じてガス給送ラインの流量を調節するこ
と、を繰り返す。更に、プロセスガス制御サブルーチン
３５０は、不安全な流量に関してガス流量をモニターす
るステップと、不安全状態が検出された場合、安全遮断
弁を作動させるステップを含んでもよい。
【００５０】いくつかのプロセスにおいて、チャンバ１
３へ反応性のプロセスガスを導入する前に、チャンバ内
の圧力を安定させるため、アルゴンなどの不活性ガスを
チャンバ内へ流し込む。このようなプロセスにおいて、
チャンバ内圧力の安定化に要する時間だけ不活性ガスを
チャンバ１３へ流入させるステップを含むように、プロ
セスガス制御サブルーチン３５０がプログラムされる。
次いで、上記の各ステップを実行してよい。
【００５１】更に、プロセスガスを、液体の前駆体、例
えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）から気化させる
場合、プロセスガス制御サブルーチン３５０は、ヘリウ
ムのような給送ガスをバブラーアセンブリ内の液体の前
駆体を通してバブル化するためのステップ、またはヘリ
ウムを液体噴射弁へ導入するためのステップを含むこと
ができる。このタイプのプロセスに関して、プロセスガ
ス制御サブルーチン３５０は、希望のプロセスガス流量
を得るため、給送ガスの流れ、バブラー内圧力、および
バブラーの温度を調節する。上で検討したように、希望
のプロセスガス流量はプロセスパラメータとしてプロセ
スガス制御サブルーチン３５０へ転送される。
【００５２】更に、プロセスガス制御サブルーチン３５
０は、与えられたプロセスガス流量に関する必要な数値
を含んで保存されているテーブルにアクセスして、希望
のプロセスガス流量に関する必要な給送ガス流量、バブ
ラー圧力、およびバブラー温度を得るためのステップを
含む。一旦必要な数値が得られると、給送ガス流量、バ
ブラー圧力、およびバブラー温度は、モニターされ、所
要値と比較され、適宜調節される。
【００５３】プロセスガス制御サブルーチン３５０は、
ウェーハチャック内の内側通路と外側通路を通るヘリウ
ム（Ｈｅ）のような熱伝達ガスの流れを、独立したヘリ
ウム制御（ＩＨＣ:independent helium control）サブ
ルーチン（図示せず）によって制御してもよい。このガ
ス流は、チャックに基板を熱的に結合する。代表的なプ
ロセスにおいて、ウェーハは、層を形成するプラズマと
化学反応とによって加熱され、ヘリウムがチャックを介
して基板を冷却するが、このチャックは水冷式であって
もよい。これにより、基板上の既存フィーチャを損傷す
る可能性のある温度未満に、基板温度を保持することが
できる。
【００５４】圧力制御サブルーチン３６０は、チャンバ
１３の排気部内のスロットル弁の開度を調節することに
よってチャンバ内の圧力を制御するためのプログラムコ
ードを含む。スロットル弁によってチャンバを制御す
る、少なくとも２つの基本的な方法がある。第１の方法
は、チャンバ圧力がとりわけ、合計プロセスガス流、チ
ャンバのサイズ、および圧送容量に関連するので、チャ
ンバ圧力を特性化することに依存する。第１の方法で
は、スロットル弁２６を定位置に設定する。スロットル
弁２６を定位置に設定すると、最終的結果は定常状態圧
力となる。
【００５５】代替として、チャンバ圧力を、例えばマノ
メーターで測定し、制御点が、ガス流と排気容量によっ
て設定される境界内にあるものと見なして、スロットル
弁２６の位置を圧力制御サブルーチン３６０によって調
節してもよい。前者の方法では、後者の方法に係わる測
定、比較、および計算は起動されないので、チャンバ圧
力の変化が速くなる可能性がある。前者の方法は、チャ
ンバ圧力の正確な制御が要求されないところで望ましい
一方、後者の方法は、層を堆積させる間など、正確で、
繰り返し可能で、安定した圧力が求められる場合に望ま
しいかもしれない。
【００５６】圧力制御サブルーチン３６０が起動される
と、希望の（または目標の）圧力レベルを、チャンバマ
ネージャーサブルーチン３３０Ａからパラメータとして
受け取る。圧力制御サブルーチン３６０は、チャンバ１
３に接続された１台またはそれ以上の従来の圧力マノメ
ーターを読み、測定値を目標値と比較し、目標圧力に対
応して、記憶された圧力テーブルから比例、積分、およ
び微分の各値（ＰＩＤ）を求め、圧力テーブルから得た
ＰＩＤ値に従ってスロットル弁２６を調節する。代替と
して、圧力制御サブルーチン３６０は、チャンバ１３内
の圧力を、希望の圧力または圧力範囲に調節するため、
スロットル弁２６を特定の開度に合わせるように開閉す
ることができる。
【００５７】プラズマ制御サブルーチン３７０は、ＲＦ
ジェネレータ３１Ａと３１Ｂの周波数とパワー出力の設
定を制御するための、そしてマッチングネットワーク３
２Ａと３２Ｂをチューニングするためのプログラムコー
ドを含む。プラズマ制御サブルーチン３７０は、先に説
明したチャンバ構成要素サブルーチンと同様に、チャン
バマネージャーサブルーチン３３０Ａによって起動され
る。
【００５８】上記のいくつかのサブシステムやルーチン
の一部またはすべてを組込むことができるシステムの一
例は、この発明を実施するように構成された、Applied
Materials 製の Ultima System であろう。
【００５９】ＩＩＩ．構造例 図５は、本発明の、フィーチャを取り込んだ集積回路５
００の断面略図を示す。集積回路５００は、シリコンウ
エーハ、ガリウム−砒素ウエーハ、または他のウエーハ
等の半導体ウエーハ上に製作されることができる。図５
に示すように、集積回路５００は、ＮＭＯＳトランジス
タ5０３とＰＭＯＳトランジスタ5０６を含み、これらは
フィールド酸化物領域５０７によって相互に電気的に隔
離されている。各トランジスタ5０３と5０６は、ソース
領域５０８、ゲート領域５０９、およびドレイン領域５
１０を備えている。
【００６０】プリメタル誘電体層５１１が、トランジス
タ５０３と５０６を金属層Ｍ１から隔てており、金属層
Ｍ１と両トランジスタ間の接続はコンタクト５１２によ
り行なわれる。金属層Ｍ１は、集積回路５００に含まれ
る４つの金属層Ｍ１-Ｍ４の内の１つである。金属層Ｍ
１-Ｍ４の各々は、それぞれ介在する金属間誘電体（Ｉ
ＭＤ）層５１３Ａ−Ｃによって隣接する金属層から分離
されていて、アルミニウム堆積とパターニング等の処理
ステップによって形成してよい。隣接する金属層は選択
された開口部においてバイア５１４によって接続されて
いる。金属層Ｍ４上に堆積させられているのは、平坦化
されたパッシベーション層５１５である。
【００６１】この発明の実施例は、特に（ＩＭＤ）層に
有用であるが、集積回路５００に示した各誘電体層にも
用いることができる。簡略化した集積回路５００は説示
を目的とするだけである。当該技術に精通する者の中に
は、この発明を用いて他の集積回路、例えばマイクロプ
ロセッサ、用途を特定した集積回路、メモリデバイス、
等を製造するこための本方法を実施することができよ
う。更に、この発明の方法は、他の技術、例えばＢｉＣ
ＭＯＳ、ＮＭＯＳ、バイポーラその他を用いて集積回路
を製造するのに利用することができる。
【００６２】ＩＶ．堆積レシピステップの順序化（sequ
encing） ここで図６を参照すると、ウェーハ６０６上のギャップ
６０７内に、本発明の本実施例に従って、絶縁膜６０２
が形成されている。好ましい一実施例において、ウェー
ハ６０６はケイ素ウェーハである。絶縁膜６０２は、Ｕ
ＳＧライナー６０３と、ＦＳＧバルク層６０４と、ＦＳ
Ｇスキン層６０５とから成っている。ＵＳＧライナー６
０３と、ＦＳＧバルク層６０４と、ＦＳＧスキン層６０
５とは、実質的に連続した一つの堆積プロセスで形成さ
れる。ＵＳＧライナー６０３は、約１５０Åと６００Å
の間、より好ましくは、約３００Åと４００Åの間であ
る。ＵＳＧ層６０３と、ＦＳＧバルク層６０４と、ＦＳ
Ｇスキン層６０５の形成前と形成中のレシピステップの
適切な順序が、絶縁膜６０２の優れた安定性を確保する
のである。この場合、反射防止層６１９が金属ライン６
０１上に載っている。好ましい一実施例において、反射
防止層６１９は窒化チタン層でよい。
【００６３】一実施例において、レシピステップの適切
な順序は、内部でＵＳＧの堆積前に基板がプラズマによ
り適切な温度に加熱されるＨＤＰ−ＣＶＤシステムに関
連する。しかし、基板の加熱は、ＲＦプラズマに加え
て、電気抵抗ヒーター、放射ランプヒーター、反応熱、
または他の手段によって行なってもよい。基板表面は、
フッ素がチャンバに導入される際、ほどよく熱く保たれ
る。ＨＤＰ−ＣＶＤプロセスにおいて、プラズマは堆積
特性を高めるが、堆積層をスパッタリングによってある
程度または全部除去してしまうかもしれない。このプロ
セスを同時スパッタリング（cosputtering）と称する。
適切なＲＦパワーレベルは、とりわけ、プロセス圧力、
基板温度、使用する堆積ガスの種類、ウェーハ上の既存
のパターン化層に応じて選ばれる。プラズマ内にはフッ
素が存在するので同様な効果が発生する。フッ素核種
は、ＦＳＧ層の堆積中にＦＳＧ層を同時エッチングす
る。これは、堆積率対エッチング率の比として表すこと
ができる。この比が１より大きければ、結果は正味の堆
積であり、１より小さければ、材料の堆積よりエッチン
グの方が速いことを示す。従って、高くて、狭く、間隔
の狭い金属トレース（０．１８μmのギャップによって
同様なトレースから分離されている、高さ１μm程度の
トレース）または他の同様な（高アスペクト比の）フィ
ーチャを有するウェーハ上にＦＳＧ層を堆積する場合、
堆積中はトレース間のギャップが開口状態に保たれて、
ウェーハ上のトレースや他のフィーチャを過度にスパッ
タリングまたは過度にエッチングすることなく、意図す
る層でギャップを充填できるように、適切なＲＦパワー
レベルとフッ素プラズマ濃度とを選択することが重要で
ある。普通、大部分のスパッタリングとエッチングは、
トレースのコーナー部６０８で発生する。また、ギャッ
プが充填されるにつれて、アスペクト比、すなわちギャ
ップ高さ対ギャップ幅の比が変化し、ＲＦパワーとフッ
素濃度をそれに応じて変える可能性がある。普通、堆積
は、トレース６０９の壁よりも水平面に多く発生するの
で、堆積の進行とともにアスペクト比は減少する。
【００６４】基板温度はサーモスタットによって制御可
能である、すなわち、基板温度は特定の運転条件に関し
て特性化することができる。下記の例では、堆積システ
ムの運転条件の特性化に応じて、基板がプラズマによっ
て加熱される。酸化物層形成中の基板表面温度を特性化
するよう、種々のシステム運転条件下で成長させた酸化
物膜の、湿りエッチング相対比（ＷＥＲＲ = wet etch
relative ratio）を用いてもよい。これらの方法は、当
該技術分野では周知である。
【００６５】図７は、本発明のステップの順序の一実施
例を示すフローチャートである。フッ素が最初にチャン
バへ導入されるときの基板温度は、ガラス層の成長面へ
のフッ素取り込みの良否に影響を及ぼすので、重要であ
る。従って、ハロゲン含有ガス流の開始前の基板予熱に
係わるステップの順序が極めて重要である。基板がアル
ミニウムフィーチャを既に有している場合、アルミニウ
ムフィーチャを損傷せずに充分に高い温度でＦＳＧの初
期層を形成するのに充分なだけ、基板を加熱することが
特に重要である。下記のプロセスは、特定の内側容積を
持つ堆積チャンバ内公称直径２００ｍｍのシリコンウェ
ーハに関するが、当該技術に精通する者は、このプロセ
スが、変数の中でもとりわけ、種々の基板材料、種々の
基板サイズ、種々のチャンバ容積に関して変更可能であ
ることを理解するであろう。
【００６６】基板を堆積システム内に配置し（ステップ
７０１）、アルゴンを、９５ｓｃｃｍの流量でガスノズ
ル３９へ、１５ｓｃｃｍの流量でトップノズル４５へ導
入する。これらのガス流によって、スロットル弁設定を
固定した状態で、約５０ミリtorrのチャンバ初期圧力が
確立される（ステップ７０２）。この初期圧力で、トッ
プコイル２９へ１，０００ワットのＲＦパワーを印加す
ることによってプラズマが点火される（ステップ７０
３）。安定したプラズマを確立するため１秒間をおいた
後、スロットル弁を開いて、チャンバ圧力を３から５ミ
リtorrの堆積圧力まで下げる。このスロットル弁は、堆
積システムの先の特性化に基づいて、意図する圧力が得
られるように、特定の期間、ある設定位置に開いておく
ことができる。チャンバ圧力を堆積圧力に設定するのと
同時に、既にトップコイルにかけられている１，０００
ワットに加えて、サイドコイルに２、０００ワットのＲ
Ｆパワーをかけることにより、合計のプラズマエネルギ
ーが増加する（ステップ７０４）。
【００６７】次のステップにおいて、トップコイルのパ
ワーは１５００ワットへ、サイドコイルのパワーは３５
００ワットへ増加され、酸素は初期流量３０ｓｃｃｍで
チャンバへの流入を開始される（ステップ７０５）。
０．５秒後に、ｅ−チャックに負電圧が印加され（ステ
ップ７０６）、ｅ−チャックは基板を吸収してｅ−チャ
ックに密着させる。正でなく負の電圧を印加することに
よって、正に帯電したプラズマ核種の、基板への輸送が
高められる。このｅ−チャックは、熱移送ガスを運ぶこ
とを意図された内側と外側の冷却リングを備えている。
基板とｅ−チャックとを熱的に結合するため、内側と外
側のチャンネルを流通させるガスはヘリウムが望まし
い。ｅ−チャックは、ｅ−チャック内の通路（図示せ
ず）を流れる水、または水/グリコール混合液のような
熱移送液体によって冷却（または実施例によっては加
熱）してよい。この熱移送液体は、冷却システムによっ
て約６０℃の温度に保たれる。ヘリウムはまだ冷却リン
グを通って流れないので、基板とｅ−チャックとの間に
は、ほとんど熱移送がない。このことは、冷却ヘリウム
が流れていると仮定した場合に比べて、基板はより急速
にヒートアップする。
【００６８】基板はプラズマで６秒間予熱される（ステ
ップ７０６）。この期間中に、酸素の流れは、１２６ｓ
ｃｃｍに増加され、オキシダイザノズルからは、１１０
ｓｃｃｍの率で流れ、トップベントからは１６ｓｃｃｍ
の率で流れる。システム構成要素の熱容量と、関連時間
の短かさとが、プロセスのこのステップのための、フィ
ードバックに基づく温度制御システムを用いることを困
難にしている。従って、プラズマ加熱と、基板およびチ
ャックの熱容量と、プラズマのパワーおよび圧力との間
の関係を把握することが重要である。例えば、より高い
圧力のプラズマは、他の条件を同様として同一期間維持
した場合、より多くの熱が基板へ移送され、基板上のア
ルミニウムトレースなどの既存のフィーチャが損傷を受
ける。
【００６９】基板の予熱後、ソースガスノズル３９から
の３０ｓｃｃｍと、トップノズル４５からの５ｓｃｃｍ
とを含む３５ｓｃｃｍの率で、のシランがチャンバへ導
入される（ステップ７０７）。これによって、ＦＳＧ堆
積の準備として、予熱された基板上に厚さ約３００Åか
ら４００ÅのＵＳＧ層が３秒間で成長する。このライナ
ー層の堆積後、ヘリウムがｅ−チャック２０内の冷却チ
ャンネルに流通されて（ステップ７０８）、基板が水冷
チャックに熱的に結合され、これによって基板を冷却す
る。これらのチャンネル内のヘリウム圧力はチャンバ圧
力より高いので、基板をチャックから離す力をもたらす
が、ｅ−チャックの基板に及ぼす吸引力は、吸着はウェ
ーハをチャック上に保持するのに充分である。
【００７０】次のステップは、堆積システムへフッ素を
導入する（ステップ７０９）。フッ化ケイ素が、比較的
低い流量５ｓｃｃｍで、１秒間、オキシダイザノズル４
０から導入される。とりわけ、これは、ＳｉＦ4 質量流
量コントローラから下流の給送ラインを充填する。Ｓｉ
Ｆ4 流の始まりに存在する初期のフッ素核種は、先行す
る予熱ステップ７０６の結果、約、少なくとも１００℃
を超える基板表面上で反応すると考えられる。これによ
り、ガラス格子内でフッ素がしっかり結合された初期Ｆ
ＳＧ層６１０（図６）が得られる。この初期ＦＳＧ層の
厚さは、プラズマ加熱されたウエーハの熱容量を含めて
多くの要因に依存するとともに、ほんの数層の原子層、
つまり厚さ約１００Åでよい。自由フッ素（ガラス中で
しっかりと結合されていないフッ素）は、それが金属ト
レースや、反射防止層、特には窒化チタン反射防止層を
腐食する可能性があるので好ましくない。ＳｉＦ4 流の
始まりに存在する比較的低濃度のフッ素は、層のこの部
分へ自由フッ素が堆積する可能性を制限する。
【００７１】主堆積ステップの準備時、スロットル弁を
制御する圧力フィードバックループが起動される。すな
わち、先行するステップにおいて、スロットル弁は、固
定位置に設定され、この選定された位置は、先に検討さ
れたように、チャンバ容積、排気容量、そしてガス流に
適合する。ここで、スロットル弁位置は、圧力計の圧力
読みに従って制御されて、チャンバ圧力は６ミリ torr
に維持される。このことは、堆積プロセス中に、より高
い精度と安定性、そしてチャンバ圧力の高い再現性を提
供する。
【００７２】ここで、ＲＦバイアスパワーレベルは、主
堆積ステップを予期して、低減される（ステップ７１
０）。ＲＦバイアスパワーレベルは、トップコイル２９
に対して９００Ｗに設定され、サイドコイル３０に配送
される２３００Ｗに設定される。ＳｉＦ4 流は１０ｓｃ
ｃｍに増加され、シラン流は、ノズル３９およびトップ
ノズル４５から、それぞれ４５ｓｃｃｍ、４．５ｓｃｃ
ｍに増加される。酸素流は、オキシダイザ・ノズル４０
およびトップベント４６から、それぞれ８４ｓｃｃｍ、
５．７ｓｃｃｍに減少される。これらの条件は、既存の
基板フィーチャがスパッターエッチングもしくはフッ素
エッチングによってオーバーエッチングされずに、狭い
ギャップを充填するために、所望のＦＳＧ堆積のための
適切な圧力に設定してこれを維持するよう、２秒間保持
される。ライナーの表面は前述の通り、依然として相対
的に熱いので、この時間の間に厚さが約２００Åの相対
的に高品質のＦＳＧ層がライナーの上に形成されると考
えられる。基板表面の相対的に高い温度、堆積ガス流の
低い流量、および低いＲＳバイアスパワーは何れも、初
期ＦＳＧ層の品質に関与する。
【００７３】ＦＳＧ層の大部分は主堆積ステップ中に堆
積される（ステップ７１１）。ウェーハ温度は、このス
テップの方がその前のステップより低く、堆積対エッチ
ングの比を高め、その結果、堆積率が高まる。このステ
ップ中、制御限度を１５００ワットに増加することによ
り、ＲＦバイアスパワーマッチング制御回路は本質的に
ディスエーブル化される。これは、反射されるパワーが
２５００ワットを超えない限り、ＲＦバイアスパワーマ
ッチシステムは、マッチングネットワークの構成を変え
ようとしないことを意味する。マッチングネットワーク
が既に先行するステップ中にプラズマを用いてチャンバ
にチューニングされているので、この堆積ステップ中に
反射されるパワーが２５００ワットを超える可能性は少
ない。ステップ７１１中、トップコイル２９へ９００ワ
ット、サイドコイル３０へ２３００ワットのパワーが供
給される。チャンバ圧力を６ミリtorrに維持するように
スロットル弁２６が制御される一方、ソースノズル３９
へのアルゴン流が４６ｓｃｃｍに減らされ、トップノズ
ル４６を通るアルゴン流が９ｓｃｃｍに減らされる。意
図する最終厚さに依存して、堆積は約１５７秒間進行す
る。
【００７４】意図する厚さが堆積させられた後、シラン
とＳｉＦ4の流れが止められ（ステップ７１２）、これ
らの流れに関連するガス供給ラインは、図１に示す弁４
３Ａ-Ｃのような３方弁を介してフォアラインバキュー
ム４４へ落とされる。これによって、これら供給ライン
内の残留ガスが除去される。ガスによっては、可燃性、
毒性、または腐食性があるので、これら、各供給ライン
内にガスが残留することは望ましくない。また、反応性
ガスによっては不安定なものがあり、それらを次のウェ
ーハ堆積までライン内に放置して残しておくと、一貫性
のない層や汚染された層をもたらす可能性がある。この
ステップ中、ＲＦバイアスパワーマッチ制御限度も５０
０ワットに下げられる。０．５秒後、ｅ−チャック２０
内の冷却チャンネル内を流れているヘリウムを止め、ト
ップＲＦコイル２９へのパワーを１０００ワットに上げ
る一方、サイドＲＦコイル３０へのパワーを２０００ワ
ットに下げる（ステップ７１３）。これによって、ＦＳ
Ｇ層の表面が加熱され、バルクＦＳＧ層内よりもガラス
構造内にフッ素がより強固に結合されたＦＳＧの薄層
（スキン）が形成される。このスキン層は、バルクＦＳ
Ｇ層への水または水蒸気の移送、またはそこからの移送
を低減する。酸化ケイ素、特にフッ化酸化ケイ素（これ
はＦＳＧ層を形成する）は親水性である、すなわち囲り
の環境から水蒸気を吸収する。堆積環境中には、ある程
度の水蒸気が存在する。この水蒸気は、なかんづく、ウ
ェーハが１００℃未満であるという理由で、バルクＦＳ
Ｇ層内へ取り込まれる。更に、もしスキン層がなけれ
ば、バルクＦＳＧは空気から水分を吸収し、曇りや泡沫
を形成するか、あるいは自由な、または結合の弱いフッ
素と結合して腐食性のフッ化水素酸を形成するか、ある
いは層の比誘電率を高める可能性がある。
【００７５】いくつかの実施例においては、次ステップ
のタイミングが重要である。冷却チャンネル内のヘリウ
ム（これは流れてはいないが、それでもウェーハの裏側
へある程度の圧力を及ぼす）がフォアラインバキューム
へ放出され（ステップ７１４）、約３秒後に、ｅ−チャ
ックをアースしてチャックがオフにされる（ステップ７
１５）。プラズマは、基板とｅ−チャック間の静電力を
中和するためのイオン源を提供し、ヘリウムの残留背圧
が、基板とｅ−チャック間のシールをおだやかに解除
し、その後、すべてのヘリウムがフォアラインによって
排気される。ヘリウム背圧無しでは、基板がチャックに
固着して、取り出し（unloading）が困難になる。ヘリ
ウムが充分に排気される前にｅ−チャックをオフにする
と、基板がチャックからはじけ飛ぶ可能性がある。最後
に、プラズマが存在しない状態でｅ−チャックをオフに
すると、ウェーハとチャックとが平衡状態になって、基
板をチャックから外すことができるようになるまでに、
受け入れがたいほどの長時間を要する。これで、ウェー
ハはチャック開放（ステップ７１６）とチャンバからの
取り出し（ステップ７１７）の準備完了となる。
【００７６】上記プロセスは、説明のための例に過ぎな
い。特定のチャンバに多くのプロセパラメータが関連
し、プロセスは、カリフォルニア州、サンタクララの A
ppliedMaterials, Inc. の市販のＵＬＴＩＭＡチャンバ
で行なうことを意図している。他のチャンバは、容積、
排気容量、プラズマ構成、ウェーハのチャック装置など
が、異なる可能性があり、その結果、圧力、ガス流量、
プラズマパワー、時間、またはその他のプロセスパラメ
ータが異なるプロセスとなり得る。更に、基板が異なる
とプロセスパラメータも異なることになる。例えば、熱
容量または熱伝導率が異なる基板のために意図されたプ
ロセスは、予熱ステップが長くなったり短くなったりす
る。更に、アルミニウムのフィーチャが耐える温度より
高い温度に耐えるフィーチャを既に有する基板は、損傷
を受けずに、より高い温度に加熱することができる。更
に、ケイ素ソース用のＴＥＯＳやフッ素ソースとしてＦ
2など、他のガスをプロセスに用いることができる。
【００７７】Ｖ． テスト結果 上記のプロセス例に従って、２００ｍｍのシリコンウェ
ーハ上に層を成長させてサンプルを用意した。サンプル
のいくつかは、高さ０．８μｍ、間隔０．１８μｍ（ギ
ャップのアスペクト比は４．４４：１）の金属トレース
を有していた。これらのギャップは堆積層（ＵＳＧライ
ナー層、ＦＳＧバルク層、およびＦＳＧスキン層）で充
填され、裁断されてから、走査電子顕微鏡で検査され
た。成長中のギャップが閉じられて生じるボイドは発見
されなかった。層は充分にフッ素を取り込んで、層の比
誘電率は３．７３に低下した。
【００７８】５枚のサンプルウェーハを２１日間保存し
た後、曇りまたは泡沫の形成を検査するとともに、残留
応力や誘電率など、膜のパラメータを非破壊検査するこ
とにより、ＦＳＧ層の安定性を確認した。サンプル集団
には曇りや泡沫は見いだされず、膜の応力や誘電率にも
著しい変化は起こっていなかった。
【００７９】更に、約６０００Åの厚さの堆積層を有す
る他のウェーハサンプル集団で、破壊試験法である高温
測定を行なった。ウェーハを大気条件で１週間、２週
間、および３週間保存した。サンプルウェーハを真空中
で次第に高温に加熱しながら、サンプルから放出される
水蒸気の濃度を測定した。曲面下の領域を積分すると、
ウェーハから脱着される合計水蒸気の指標が得られる。
５００℃までの温度で、有意なガス放出または水蒸気脱
着は観察されなかった。
【００８０】図８は、堆積状態（トレース８０１）のウ
ェーハと、ウェットエッチングプロセスによってＦＳＧ
層表面から約１７００Åを除去後（トレース８０２）の
同一ウェーハの、高温テストのグラフを示す。このエッ
チングでＦＳＧスキン層が除去されたものと見なす。こ
れらのトレースは、ＦＳＧスキン層がバルクＦＳＧ層に
対する水の吸着と脱着の障壁となり、層の安定性を促進
することを示している。
【００８１】本発明の方法は、上記の具体的パラメータ
によって制限されないことを意図する。当業者は、本発
明の精神から逸脱することなく、さまざまなプロセス条
件とさまざまな反応ソースが使用可能であることを理解
するであろう。本発明による絶縁層堆積の、他の同等の
あるいは代替の方法は、当該技術に精通する者には明ら
かであろう。これら同等のおよび代替の方法は、本発明
の範囲に含まれることを意図する。他の変形は、当業者
には明らかである。従って、添付の特許請求の範囲のみ
が本発明を制限することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高密度プラズマ化学気相成長シス
テムの一実施例の略図である。
【図２】図１に例示したＣＶＤ処理チャンバに関連して
用いることのできるガスリングの断面略図である。
【図３】図１に例示したＣＶＤ処理チャンバに関連して
用いることのできるモニターとライトペンの略図であ
る。
【図４】図１に例示したＣＶＤ処理チャンバを制御する
ために用いられるプロセス制御コンピュータプログラム
製品例のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例によって生産された部分的な
集積回路の断面略図である。
【図６】本発明の一実施例により、半導体ウェーハ上の
金属トレース上に堆積させたＦＳＧ層の断面略図であ
る。
【図７】本発明による処理工程順序例のフローチャート
である。
【図８】ＦＳＧ膜堆積時と、ＦＳＧの上層除去後におけ
る、ＦＳＧ膜からの水分脱着を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラクスマン ムルゲシュ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， オリーヴ アヴェニュー 2085 (72)発明者 プラヴィン ナーワンカー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， ウェーヴァリー スト リート 392

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 堆積システムチャンバ内の基板上に膜を
    形成する方法であって： （ａ）前記チャンバ内の前記基板を、少なくとも約１０
    ０℃の温度に加熱するステップと； （ｂ）ケイ素ガラスを堆積するのに適した条件下で、前
    記チャンバへケイ素含有プロセスガスを流入させるステ
    ップと； （ｃ）前記基板上へ、非ドープ（undoped）ケイ素ガラ
    スの比較的薄い層を形成するステップと； （ｄ）前記基板温度を少なくとも約１００℃とし（whil
    e）、ハロゲン含有ガスを或る流量で前記チャンバへ流
    入させて、前記非ドープケイ素ガラス層上に、ハロゲン
    含有酸化ケイ素層の第１の部分を形成するステップと； （ｅ）前記ハロゲン含有ガスの流量を増加させ、基板温
    度を下げて、前記ハロゲン含有酸化ケイ素層の第２の部
    分を形成するステップと；を含む方法。
  2. 【請求項２】 ステップ１（ａ）において前記基板がプ
    ラズマによって加熱される請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記非ドープケイ素ガラス層の厚さが、
    約３００Å（オングストローム）と約４００Åの間であ
    る請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ハロゲン含有ケイ素ガラス層の前記
    第１の部分の厚さが、約３００Å未満である請求項１に
    記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ハロゲン含有ケイ素ガラス層の前記
    第１の部分は、前記ハロゲン含有ガスの前記流れの開始
    時（onset）に形成される厚さ約１００Å未満の低ハロ
    ゲン層と、前記ハロゲン含有ガスの前記流れのうち主要
    な流れの期間に前記低ハロゲン層上に形成される高ハロ
    ゲン層とを含む請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記ステップ１（ｅ）が、前記ステップ
    １（ｄ）後、約５秒未満に起こる請求項１に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 前記ハロゲン含有ガスがＳｉＦ4を含む、
    請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記ステップ１（ｃ）における非ドープ
    ケイ素ガラスの前記層の前記形成ステップの後、前記基
    板の裏側の近傍に冷媒を流すことによって前記基板を冷
    却するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記冷媒がヘリウムガスを含む、請求項
    ８の方法。
  10. 【請求項１０】 前記非ドープケイ素ガラス層の厚さ
    が、約１５０Åと約６００Åの間である、請求項１に記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】 チャンバ内の基板上に膜を形成するた
    めの方法であって： （ａ）前記基板を少なくとも１００℃に加熱するために
    充分な時間、或るＲＦパワーレベルと、或る第１のチャ
    ンバ圧力で前記チャンバ内にプラズマを形成して維持す
    るステップと； （ｂ）前記チャンバへプロセスガスを流入させて、前記
    膜の第１の部分を形成するステップと； （ｃ）前記チャンバへハロゲン含有ガスを流入させて、
    前記膜の第２の部分を形成するステップと； （ｄ）前記ＲＦパワーレベルを下げることによって、前
    記基板の前記加熱を弱めるステップと； （ｅ）前記膜の第３の部分を形成するステップと；を含
    む方法。
  12. 【請求項１２】 前記ハロゲン含有ガスがＳｉＦ4であ
    る、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記ステップ１１（ｂ）における前記
    膜の前記第１の部分の形成ステップ後、前記基板の裏側
    の近傍に（adjacent to）冷媒を流すことによって前記
    基板を冷却するステップを更に含む、請求項１１に記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】 前記冷媒がヘリウムガスを含む、請求
    項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 前記ステップ１１（ｄ）の後に、前記
    ハロゲン含有ガスの流量を増加させるステップを更に含
    む、請求項１１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 チャンバ内の基板上に膜を形成するた
    めの方法であって： （ａ）前記チャンバへソースガスを流入させる前に、第
    １のＲＦパワーレベルのプラズマによって、前記基板を
    約１００℃と約４５０℃の間の温度に加熱するステップ
    と； （ｂ）非ハロゲン含有ソースガスを前記チャンバへ流入
    させて、前記基板上へ非ドープケイ素ガラス層を形成す
    るステップと； （ｃ）前記基板の裏側近傍へ冷媒を流すステップと； （ｄ）前記基板が約１００℃を超える第２の温度にある
    とき（while）、前記チャンバへハロゲン含有ガスを流
    入させて、前記非ドープケイ素ガラス層上にハロゲンド
    ープケイ素ガラス層の第１の部分を形成するステップ
    と； （ｅ）前記第１のＲＦパワーレベルを下げるステップ
    と； （ｆ）前記ハロゲンドープケイ素ガラス層の第２の部分
    を形成するステップと；を含む方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１６の方法に従って形成される
    集積回路。
  18. 【請求項１８】 基板上にフッ化ケイ素ガラス層を形成
    するための基板処理装置であって： （ａ）処理チャンバと； （ｂ）前記処理チャンバへ非ハロゲン含有ソースガスを
    給送する（deliver）とともに、前記処理チャンバへハ
    ロゲン含有ソースガスを給送するように構成された（co
    nfigured）ガス給送システムと； （ｃ）前記処理チャンバ内にプラズマを形成するように
    構成されたＲＦプラズマシステムと； （ｄ）前記処理チャンバ内を、或る選ばれた圧力に設定
    して、それを維持するように構成された真空システム
    と； （ｅ）前記ガス給送システム、前記プラズマシステム、
    および前記真空システムを制御するように構成されたコ
    ントローラと； （ｆ）前記コントローラーに接続されたメモリーであっ
    て、前記基板処理装置の運転を指令するため、コンピュ
    ータによる読み出し可能なプログラムを内部に具体化し
    て（embodied）有するコンピュータによる読み出し可能
    な媒体を含むメモリーと；を含み、 前記コンピュータによる読み出し可能なプログラムは： （ｉ）プラズマガスを前記チャンバへ流入させて、ある
    プラズマパワーにおいて前記プラズマガスからプラズマ
    を形成するため、前記ガス給送システムと前記プラズマ
    システムとを制御するためのコンピュータ命令の第１の
    セット； （ｉｉ）非ハロゲン化層を形成するため、前記チャンバ
    内において前記プラズマが基板を第１の期間少なくとも
    約１００℃に加熱した後、非ハロゲン含有ガスを前記チ
    ャンバ内へ流入させるように、前記ガス給送システムを
    制御するためのコンピュータ命令の第２のセット； （ｉｉｉ）前記基板の裏側近傍へ冷媒を流すためのコン
    ピュータ命令の第３のセット； （ｉｖ）ハロゲン含有ガスを、あるハロゲン含有ガス流
    量で第２の期間以内で前記チャンバへ流入させるため、
    前記ガス給送システムを制御するためのコンピュータ命
    令の第４のセット、ここで、前記第２の期間は、前記基
    板の温度が１００℃を下回る前に前記非ハロゲン化層上
    にハロゲン含有層の第１の部分を形成するのに充分であ
    り； （ｖ）前記プラズマパワーを下げるとともに前記ハロゲ
    ン含有ガスの流量を上げるため、前記ガス給送システム
    と前記プラズマシステムとを制御するためのコンピュー
    タ命令の第５のセット；を含む、基板処理装置。
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