特表 2023-530170 構造体の特定の表面にのみ層を製造する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-13

(54)【発明の名称】構造体の特定の表面にのみ層を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/50 20060101AFI20230706BHJP

   C23C 16/40 20060101ALI20230706BHJP

   C23C 16/34 20060101ALI20230706BHJP

   C23C 16/30 20060101ALI20230706BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230706BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20230706BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20230706BHJP

【ＦＩ】

C23C16/50

C23C16/40

C23C16/34

C23C16/30

H01L21/31 C

H01L21/316 X

H01L21/318 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022577714

(86)(22)【出願日】2021-06-18

(85)【翻訳文提出日】2023-02-08

(86)【国際出願番号】 EP2021066714

(87)【国際公開番号】W WO2021255286

(87)【国際公開日】2021-12-23

(31)【優先権主張番号】2006444

(32)【優先日】2020-06-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502124444

【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ

(71)【出願人】

【識別番号】516065504

【氏名又は名称】ユニヴェルシテ グルノーブル アルプ

(71)【出願人】

【識別番号】506316557

【氏名又は名称】サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィック

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】マルスリーヌ・ボンバロット

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ・ヴァリー

(72)【発明者】

【氏名】タグヒ・イェグホヤン

(72)【発明者】

【氏名】ニコラ・ポッセメ

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

5F058

【Ｆターム（参考）】

4K030AA02

4K030AA11

4K030BA02

4K030BA10

4K030BA17

4K030BA18

4K030BA22

4K030BA29

4K030BA38

4K030BA40

4K030BA42

4K030BA44

4K030BA46

4K030BA50

4K030FA01

4K030JA09

4K030JA10

4K030JA16

5F045AA08

5F045AA15

5F045AB31

5F045AB32

5F045AB33

5F045AC11

5F045AC12

5F045EE19

5F045EH11

5F058BC03

5F058BC09

5F058BF07

5F058BF27

5F058BF29

5F058BF30

5F058BF37

(57)【要約】

本発明は特に、構造体１００の第１の表面１１０を覆い、第２の表面１２０を覆わずに残す層の製造方法に基づき、本方法は少なくとも：ＰＥＡＬＤによる堆積によって初期層２００を形成し、サイクル１を含む、１つの手順を含み、各サイクル１は少なくとも：反応チャンバ内に第１の前駆体を１回注入すること１０；反応チャンバ内に第２の前駆体を１回注入すること３０および反応チャンバ内にプラズマを形成することを含む。サイクルは、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－２０℃）である温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施され、Ｔ_ｍｉｎはＰＥＡＬＤ堆積の公称温度ウィンドウＦ_Ｔの最低温度である。本方法は、初期層２００を高密度化プラズマと呼ばれるプラズマに露出する少なくとも１つのステップを含み、高密度化プラズマのイオン流３３への露出が、第１の表面１１０上にある材料を、第２の表面１２０上にある材料よりもエッチングに対して耐性にするように構成される。本方法はまた、第２の表面１２０を覆わずに残すことによって、初期層２００が構造体１００の前面１０１の第１の表面１１０を覆うように選択的エッチングステップを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造体（１００）の前面（１０１）の第１の表面（１１０）を覆い、この前面（１０１）の第２の表面（１２０）を覆わずに残し、第１の表面（１１０）および第２の表面（１２０）は異なる傾斜を有する層を製造する方法であって、
前記方法は、少なくとも：
・構造体（１００）の前面（１０１）上にプラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）によって初期層（２００）を形成する１つの手順であって、この手順は複数のサイクル（１）を含む、１つの手順を含み、
各サイクル（１）は、少なくとも：
・構造体（１００）を含むリアクタの反応チャンバ内に第１の前駆体を１回注入すること（１０）、
・反応チャンバ内に第２の前駆体を１回注入すること（３０）、および、前記初期層（２００）の一部を形成する膜を、構造体（１００）の前記第１の表面（１１０）および前記第２の表面（１２０）上に、各サイクル（１）で形成するために、反応チャンバ内に堆積プラズマ（３２、３２Ａ、３２Ｂ）と呼ばれるプラズマを形成すること、
を含み、
以下の特徴を有する、製造方法：
・サイクルは、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－２０℃）であるような温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施され、Ｔ_ｍｉｎは、第１の前駆体および第２の前駆体からのＰＥＡＬＤ堆積の公称温度ウィンドウ（Ｆ_Ｔ）の最低温度であり、公称ウィンドウ（Ｆ_Ｔ）は、これらのＰＥＡＬＤ堆積温度を公称ウィンドウ内で定めることによって、ＰＥＡＬＤ堆積温度を変動させても各ＰＥＡＬＤサイクルで堆積される膜の厚さが一定のままであるものであり、
・前記方法は、ＰＥＡＬＤによって形成された、または形成中の初期層（２００）を高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）と呼ばれるプラズマに露出する少なくとも１つのステップを含み、その間に非ゼロの分極が、高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）によって生成されるイオン流（３３）に有利な方向を与えるように構造体（１００）に適用され、この有利な方向は、ＰＥＡＬＤによって堆積された、または形成中の初期層（２００）の少なくとも１つの表面部分が、
・構造体（１００）の第１の表面（１１０）を覆い、高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）のイオン流（３３）に露出される、第１の領域（２１０、２１０Ａ）、
・構造体（１００）の第２の表面（１２０）を覆い、高密度化プラズマのイオン流（３３）に露出されない第２の領域（２２０）、
を有するように方向付けられ、
・高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）、少なくとも分極は、高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）のイオン流（３３）への露出により、第１の領域（２１０、２１０Ａ）の材料が、第２の領域（２２０）の材料よりもエッチングに対して耐性があるものとなるように構成され、
・前記方法はまた、ＰＥＡＬＤによって形成された、または形成中の初期層（２００）を高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）に露出する少なくとも１つのステップからの、第１の領域（２１０、２１０）に対する第２の領域（２２０）の少なくとも１つの選択的エッチングステップを含み、エッチング後、第２の表面（１２０）を覆わずに残すことにより、初期層（２００）は構造体（１００）の前面（１０１）の第１の表面（１１０）を覆っている。

【請求項2】

初期層（２００）を高密度化プラズマ（３２）に露出するステップが、ＰＥＡＬＤによって初期層（２００）を形成する手順の各サイクル（１）で実施され、堆積プラズマ（３２）が高密度化プラズマ（３２）である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

初期層（２００）を高密度化プラズマ（３２）に露出する少なくとも１つのステップが、ＰＥＡＬＤによって初期層（２００）を形成する手順の最後のＮ_Ｂサイクル中にのみ実施され、これらの最後のＮ_Ｂサイクル（１Ｂ）の間、堆積プラズマは高密度化プラズマ（３２Ｂ）であり、手順のサイクルの全数は、Ｎ_Ａ＋Ｎ_Ｂに等しく、ここでＮ_ＡおよびＮ_Ｂはゼロ以外の整数である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

Ｎ_Ｂが１である、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

初期層（２００）を高密度化プラズマ（６０）に露出する少なくとも１つのステップが、ＰＥＡＬＤによって初期層（２００）を形成する手順の後にのみ実施される、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

複数の手順を含み、各手順は、初期層（２００）を高密度化プラズマ（３２）に露出するＮ_Ｂステップを含み、Ｎ_Ｂはゼロでない整数である、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

サイクルが、１００℃未満、好ましくは８０℃未満、好ましくは５０℃未満の温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

サイクルが、周囲温度と等しい温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

サイクルが、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－５０℃）であるような温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－１００℃）である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

公称ウィンドウＦ_Ｔの幅Ｌ＝Ｔ_ｍａｘ－Ｔ_ｍｉｎが、１０℃以上、好ましくは２０℃以上である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

公称ウィンドウＦ_Ｔの幅Ｌ＝Ｔ_ｍａｘ－Ｔ_ｍｉｎが、１００℃以上、好ましくは２００℃以上である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）の形成中、圧力は８０ｍＴｏｒｒ以下、好ましくは約１０ｍＴｏｒｒである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

分極が、１５０ワット以下の分極電力Ｐ_ｂｉａｓ、好ましくは１０Ｗから１２０Ｗの間のＰ_ｂｉａｓ、好ましくは１０Ｗから９０Ｗの間のＰ_ｂｉａｓで適用される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）に露出された第１の領域（２１０）と、高密度化プラズマ（３２、３２Ｂ、６０）に露出されていない第２の領域（２２０）とは、以下のパラメータ：膜の密度および不純物率の少なくとも１つが異なる、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

初期層（２００）が、好ましくは金属有機物、有機ケイ素またはハロゲン化前駆体から得られる、窒化物系または酸化物系のもので作られるか、または窒化物系または酸化物系のものである、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

初期層（２００）が、硫化物系のもので作られるか、または硫化物系のものである、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

第１の前駆体が、以下の材料：アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ケイ素（Ｓｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、のうち１つを含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

少なくとも特定の第１の表面（１１０）および第２の表面（１２０）が一緒に直角を形成する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

少なくとも特定の第１の表面（１１０）および第２の表面（１２０）が一緒に直角を形成せず、構造体（１００）の後面（１０２）は、平面内に延在し、この平面に対する垂線は、イオン流（３３）の有利な方向に対して、好ましくは１０°を超えて傾斜している、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記手順のサイクル（１、１Ａ、１Ｂ）の総数Ｎが、好ましくは１５以上であり、好ましくは２０以上である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造体の特定の表面にのみ層を製造するためのマイクロ電子工学の方法に関する。本発明は、マイクロ電子工学の分野において多くの用途を有する。この方法は、例えば、エッチングマスクを製造するために実施することができる。また、犠牲ゲートを使用する製造方法（通常はゲートラスト方式として適する）を実施することにより、トランジスタを製造するのにも有利である。

【背景技術】

【0002】

多くの用途に関して、表面トポロジーを有する基板の特定の表面のみに層を形成することが有用である。図１Ａは、基板１００の例を示し、そのトポロジーは溝１０１またはトレンチを形成する。したがって、この基板１００は、溝１０１の上部１１１および底部１１２に位置する水平面１１０を有する。それはまた、溝１０１の壁に垂直面１２０を有する。図２に示すように、水平面１１０のみに層２００を形成し、垂直面１２０を覆わないままにすることは有用であり得る。

【0003】

これを実現するための既知の手法は、以下のステップを実施することからなる：
・すなわち、基板の前面のすべての表面上に固体プレート層を堆積するステップ、
・水平面上の層を保持しながら、垂直面上に堆積された層を除去するための従来のリソグラフィステップを実施するステップ。

【0004】

固体プレート堆積ステップの結果を図１Ｂに示す。コンフォーマルに堆積された層２００は、水平面１１０、１１１、１１２の上にある領域２１０、２１１、２１２および垂直面１２０の上にある領域２２０を有する。この堆積ステップは、例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）、場合によりプラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）によって実施することができる。ＡＬＤ技術は、材料が層ごとに堆積される自己制限成長法に基づいている。したがって、良好な共形性を備えたナノメートルスケールの膜を設計することが可能である。一般に、ＡＬＤ技術は、リアクタの反応チャンバ内に、第１の試薬の第１の前駆体、次いで第２の試薬の第２の前駆体を順次注入することからなる。第１の気体前駆体は、それ自体と反応しない金属、メタロイドまたはランタニドである。第２の気体試薬は、吸着された第１の試薬と反応して、次の交代の間に第１の前駆体の吸着の再活性化を可能にする。

【0005】

図３は、ＡＬＤ堆積サイクル１の例示の様々なステップを説明する。第１のステップ１０は、化学吸着によって基板の覆われていない表面と反応する第１の試薬を注入することからなる。次に、パージステップ２０を実施して、第１の試薬の未反応の部分並びに反応生成物を除去する。ステップ３０では、第２の試薬が注入され、第２の試薬は吸着された第１の試薬と化学吸着により反応する。次に、パージステップ４０を実施して、未反応の第２の試薬並びに反応生成物を除去する。

【0006】

ＰＥＡＬＤ法では、第２の試薬がプラズマによって生成される。したがって、ステップ３０は、第２の試薬を注入し、存在下で化学種を安定化するステップ３１、次いでプラズマを形成するステップ３２を含む。所望の厚さの層を得るために、このサイクル１は必要な回数まで繰り返される。図３において、点線の矢印および数字Ｎは、この反復する特徴および実施されるサイクル数を示す。

【0007】

堆積を進めた後、リソグラフィ技術は、１つまたは複数のマスクを形成するための多数のステップを含み、最終的に水平面を隠し、垂直面を露出することを可能にする。次に、製造される層をマスクを通してエッチングして、基板の垂直面１２０上に位置する領域２２０を除去する一方で、水平面１１０、１１１、１１２を覆う層２００の領域２１０、２１１、２１２を維持する。その結果、図２に示される結果が得られる。

【0008】

これらの既知の手法は、特に様々なマスクを製造および位置決めするために、多くのステップを必要とするという欠点を有する。さらに、避けられない誤差と様々なマスクの位置合わせ公差に起因して、精度が制限される。結果的に、これらの手法は、実装に時間を要し、費用がかかる。

【0009】

したがって、既知の手法の欠点を軽減する手法を提案する必要性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、これらの必要性の少なくとも１つに応えることにある。特に、本発明の目的は、既知の手法の精度を改善するための手法を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的を達成するために、一実施形態によれば、構造体の前面の第１の表面を覆い、この前面の第２の表面を覆わずに残し、第１の表面と第２の表面とが異なる傾斜を有する層を製造する方法が提供され、本方法は、少なくとも以下を含む：
・構造体の前面にプラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）によって初期層を形成する手順であって、この手順は複数のサイクルを含み、各サイクルは少なくとも以下を含む：
・構造体を含むリアクタの反応チャンバ内に第１の前駆体を注入すること、
・反応チャンバ内に第２の前駆体を注入し、堆積プラズマと呼ばれるプラズマを反応チャンバ内に形成して、各サイクルで、構造体の前記第１および第２の表面上に、前記初期層の一部を形成する膜を形成すること。

【0012】

サイクルは、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－２０℃）となるような温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施され、ここでＴ_ｍｉｎは、第１の前駆体と第２の前駆体からのＰＥＡＬＤ堆積の温度の公称ウィンドウ（Ｆ_Ｔ）の最低温度である。

【0013】

この方法は、ＰＥＡＬＤによって形成された、または形成中の初期層を高密度化プラズマと呼ばれるプラズマに露出する少なくとも１つのステップを含み、その間に非ゼロ（ゼロではない）分極が構造体に適用され、高密度化プラズマによって生成されたイオン流に有利な方向を与える。この有利な方向は、ＰＥＡＬＤによって堆積されまたは形成中の初期層の少なくとも１つの表面部分が以下を有するように方向付けられる：
・構造体の第１の表面を覆い、高密度化プラズマのイオン流に露出される第１の領域、
・構造体の第２の表面を覆い、高密度化プラズマのイオン流に露出されない第２の領域。

【0014】

好ましくは、高密度化プラズマ、少なくとも分極は、高密度化プラズマのイオン流に露出されることにより、第１の領域の材料がその材料よりもエッチングに対してより耐性になるように構成される。典型的には、分極は、高密度化プラズマのイオン流への露出が、第１の領域の材料に、第２の領域の材料の密度よりも高い密度、および／または第２の領域の材料の不純物率よりも少ない不純物率を与えるように構成される。基板の分極のこの制御により、基板の露出面に到達するイオンのエネルギーが部分的に制御され、基板の高密度化が可能となる。

【0015】

基板に分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}を印加することにより、プラズマのイオンのエネルギーを、制御された方法で、かつ窒素系プラズマを生成するために使用されるソースによって誘導される電圧Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}から独立して、増加させることが可能になる。その結果、プラズマ処理の有効性を制御された方法で調節して、得られる界面の特性をさらに改善することができる。結果的に、構成要素の電気的性能が向上する。

【0016】

この方法はまた、ＰＥＡＬＤによって形成された、または形成中の初期層を高密度化プラズマに露出するステップからの、第１の領域に対して第２の領域を選択的にエッチングする少なくとも１つのステップを含む。その結果、エッチング後、第２の表面を覆わずに残すことにより、初期層は構造体の前面の第１の表面を覆っている。

【0017】

このように、提案された方法は、公称ウィンドウの温度よりも低い温度でＰＥＡＬＤサイクルを実施するステップを提供する。したがって、これらのサイクルの結果として生じる堆積は、公称ウィンドウで実施される堆積に対して低い品質を有する。

【0018】

さらに、基板の分極によって強化された高密度化プラズマは、基板の第１の表面のみが露出されるように方向付けられ、これにより、非常に良好な品質を有する薄層部分によって基板を覆うことが可能になる。分極を伴うプラズマに露出されたこれらの領域に堆積された層の化学的純度、化学量論および密度の大幅な改善が、予想外に観察された。このように、ＰＥＡＬＤによって堆積された層は、以下を有する：
・構造体の第１の表面を覆う非常に高品質の表面膜、
・構造体の第２の表面を覆う低品質の表面膜。

【0019】

その結果、第２の表面はエッチングに対してより敏感であり、それらの除去を可能にし、一方で、第１の表面の高品質の表面膜が維持される。

【0020】

このように、提案された方法は、マスクの連続的な位置決めを含む従来のリソグラフィ技術に頼る必要なしに、基板の特定の表面のみに選択的な堆積を可能にする。

【0021】

その結果、提案された方法は、基板の特定の表面のみに選択的に堆積されたこの層のパターンの精度を大幅に改善することを可能にする。さらに、その後のリソグラフィ工程を必要とする方法に関して、期間およびコストを削減することが可能になる。この方法は、例えば、エッチングマスクを非常に良好な精度で実現することを可能にする。

【0022】

前駆体の性質の関数である推奨ウィンドウの低温よりも低い温度でＰＥＡＬＤ堆積を実施することは、ＰＥＡＬＤ技術のすべての優れた実践に完全に反するプロセスである。

【0023】

さらに、この低温ＰＥＡＬＤ堆積と、分極を伴うプラズマを適用する１つまたは複数のステップとを組み合わせることで、最終的に以下を観察することが可能となった：
・完全に予想外な程度での、低温で堆積した材料の密度の低下、
・同じ低温条件下で、ただし分極を追加して堆積されるときの、完全に予想外の程度での、堆積された材料の密度の向上。

【0024】

最終的に、特定の表面（典型的には水平面）のみに選択的堆積を得ることを可能にするのは、異なる方向性を有する表面上の材料の密度におけるこの非常に大きな差である。

【0025】

さらに、提案された方法は、窒化酸化物系、硫黄酸化物系の層を形成するために非常に多様な材料を堆積することを可能にする。既知のＰＥＡＬＤ法では、様々な材料を特定の表面上に選択的に堆積させ、得られる層の質を満足のいくものとすることはできない。これは、例えば、ＨＦＯ２堆積の場合である。

【0026】

本発明の狙い、目的、並びに特徴および利点は、以下の添付図面によって示される後者の実施形態の詳細な説明から最もよく明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1A】図１Ａおよび１Ｂは、３Ｄ基板タイプの開始構造、および図２に示される所望の構造を得ることを可能にする中間構造を示す。

【図1B】３Ｄ開始構造で得られたコンフォーマル堆積を示す。

【図2】本発明による方法の実施後に得られる最終構造の一例を示す。水平面のみが覆われている一方で、垂直面は覆われていない。

【図3】ＰＥＡＬＤ堆積の従来のサイクルを概略的に表す。

【図4】得られる層の品質（化学量論、密度および化学的純度）の観点から満足のいく成長を得るためにＰＥＡＬＤサイクルに適用される公称温度ウィンドウを示すグラフである。このグラフはまた、ＰＥＡＬＤサイクルに適用される温度がこの公称ウィンドウの外にある場合の成長への悪影響も示す。

【図5】本発明の実施形態の一例による方法を概略的に表す。

【図6】図５に示されたいくつかのサイクルを繰り返した後、選択的エッチングステップの前に得られた構造を概略的に示す。

【図7】本発明の実施形態の第２の例による方法を概略的に示す。この図は、この方法が、堆積層の表面部分を高密度化するために、基板に分極電圧を印加しない第１の手順のＰＥＡＬＤサイクルと、次いで基板に分極電圧を印加する第２の手順のＰＥＡＬＤサイクルとを含むことを示す。

【図8】図７に示されたサイクルの実行後、選択的エッチングステップの前に得られた構造体を概略的に示す。

【図9】本発明の実施形態の第３の例による方法を概略的に表す。

【図10】構造体がプラズマによって生成されるイオン流に対して傾斜している実施形態の変形例を概略的に表す。

【図11】本発明を実施するために使用することができるプラズマリアクタの一例を示す図である。

【0028】

図面は例示として与えられており、本発明を限定するものではない。図面は、本発明の理解を容易にすることを意図した原理の概略図を構成し、必ずしも実際の用途でのスケールではない。特に、様々な層および膜の厚さは実際のものを表すわけではない。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の実施形態の詳細なレビューを開始する前に、任意に、関連して、または代替的に使用することができる任意の特徴を以下に述べる：
一例によれば、初期層を高密度化プラズマに露出するステップは、ＰＥＡＬＤによって初期層を形成する手順の各サイクルで実施され、堆積プラズマは高密度化プラズマである。

【0030】

したがって、プラズマによって高密度化された部分は、初期層の厚さ全体に及ぶ。この実施形態は、第１の表面上に非常に高品質の層を形成し、一方で、第２の表面上に堆積された層の除去を容易にするという利点を有する。その結果、この層が一体化されるデバイスの性能が向上する。

【0031】

一例によれば、初期層を高密度化プラズマに露出するステップは、ＰＥＡＬＤによって初期層を形成する手順の最後のＮ_Ｂサイクル中にのみ実施され、これらの最後のＮ_Ｂサイクルの間堆積プラズマは高密度化プラズマであり、手順のサイクルの全数は、Ｎ_Ａ＋Ｎ_Ｂに等しく、ここでＮ_ＡおよびＮ_Ｂはゼロ以外の整数である。一例によれば、Ｎ_Ｂ＝１である。

【0032】

その結果、プラズマによって高密度化された膜は、初期層の厚さの一部にのみ広がる。この高密度化された膜は、層の自由面から広がり、結果的にそれを覆う。高密度化された膜は、ＰＥＡＬＤによって堆積された層の厚さ全体には及ばない。この実施形態は、第１の表面上に高品質の層を形成する一方で、第２の表面上に堆積された層の除去を容易にするという利点を有する。

【0033】

一例によれば、この方法は、複数の手順を含み、各手順は、初期層を高密度化プラズマに露出するＮ_Ｂステップを含む。したがって、この実施形態によれば、ＰＥＡＬＤサイクルは、分極なしおよび分極ありのＮ_Ｂサイクルを交互に実施する。好ましくは、各手順において、高密度化プラズマに露出するステップが１つだけ（Ｎ_Ｂ＝１）実施される。

【0034】

一例によれば、初期層を高密度化プラズマに露出するステップは、ＰＥＡＬＤによって初期層を形成する手順の後にのみ実施される。

【0035】

高密度化プラズマは、分極なしでＰＥＡＬＤサイクルを実施するために使用されるものとは異なるリアクタに適用することができる。したがって、高密度化プラズマは、ＰＥＡＬＤによってすでに形成された初期層上への膜の形成をもたらす。この実施形態は、例えばＣＣＰエッチングリアクタ（容量結合プラズマリアクタ）において、エクスサイチュ（ｅｘ ｓｉｔｕ）で実現できるという利点を有する。したがって、この実施形態は、分極キットがＰＥＡＬＤリアクタに内在されていないときに実施することができる。結果的に、この実施形態は、必要な機器に対する制約が少ない。

【0036】

別の例によれば、使用されるリアクタはＩＣＰ（誘導結合プラズマリアクタ）タイプのものである。この方法のすべてのステップは、このリアクタで行うことができる。分極電圧を基板に印加するステップ（Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}≠０）は同じリアクタ内で実施することができ、基板に分極電圧を印加しない他のステップ（Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}＝０）を実施することができる。したがって、ＰＥＡＬＤ堆積のすべてのステップを同じリアクタ内で実施することができ、生産性、再現性、および品質の点でかなりの利点がある。

【0037】

一例によれば、この方法は、複数の手順を含み、各手順は、好ましくは分極を伴わない、Ｎ_Ａ ＰＥＡＬＤ堆積ステップを含み、次いで、これらの手順の後に、初期層を高密度化プラズマに露出するステップが続く。したがって、この実施形態によれば、分極を伴わないＰＥＡＬＤサイクルと、分極を伴うプラズマに露出する少なくとも１つのステップとが交互に繰り返される。

【0038】

一例によれば、サイクルは１００℃未満、好ましくは８０℃未満、好ましくは５０℃未満の温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施される。一例によれば、サイクルは、周囲温度に等しい温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施される。したがって、リアクタは、本方法の実施中に加熱デバイスによって加熱されることはない。これらの温度は、構造体の前面の第２の表面を覆う層の除去を容易にすることによって、方法の有効性をさらに強化することを可能にする。低い温度を使用することは、当業者にとって完全に直観に反するものである。

【0039】

一例によれば、サイクルは、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－５０℃）、好ましくはＴ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－１００℃）であるような温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施される。例えば、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は、８０℃以下、好ましくは７０℃以下、好ましくは５０℃以下であり得る。これは、本方法のステップが実施されるリアクタが加熱手段によって加熱されないことを意味する。一例によれば、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は周囲温度に等しい。Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}およびＴ_ｍｉｎの単位は摂氏（℃）である。

【0040】

Ｔ_ｍｉｎはＡＬＤまたはＰＥＡＬＤウィンドウの最低温度であり、この温度から、前駆体（典型的には第１の前駆体）と基板との間の反応が十分に熱的に活性化され、吸着反応が自己制限的に（かつ、したがって一定のＧＰＣで）発生し得るようにする。

【0041】

公称温度ウィンドウＦ_Ｔは、第１の前駆体および第２の前駆体からＰＥＡＬＤ堆積を実施するために推奨される温度ウィンドウに対応する。このウィンドウは、典型的には、第１の前駆体の製造元によって推奨される。この公称温度ウィンドウは、当業者に知られている完全に通常のパラメータである。公称温度ウィンドウでは、各ＰＥＡＬＤサイクルで堆積される膜の厚さは、温度によって変動しないか、または実質的に変動しない。したがって、公称ウィンドウは、公称ウィンドウで得られるＰＥＡＬＤ堆積温度を変動させることによって、ＰＥＡＬＤサイクルによって堆積される膜の厚さが一定に保たれるようなものである。より具体的には、ほぼ一定に保たれる。これは、公称ウィンドウ内で、堆積温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}を１０℃変化させた場合、堆積される膜の厚さの変動が２％以下、さらには１％以下であることを意味する。

【0042】

温度が公称ウィンドウの限界Ｔ_ｍｉｎ（それぞれＴ_ｍａｘ）よりも低い（それぞれ高い）ままであるとき、ＰＥＡＬＤサイクルによって堆積される膜の厚さは、温度に応じて大幅に変化する。

【0043】

例えば、公称ウィンドウの外側では、温度が数度、例えば１０℃変動すると、各サイクルで堆積される厚さに５％を超える変化をもたらす。例えば、公称ウィンドウの外側では、少なくとも１０℃の温度変化は、各サイクルで堆積される厚さに５％を超える変化をもたらす。

【0044】

公称ウィンドウＦ_Ｔは、温度間隔として定義することもでき、この範囲内では、自己制限反応条件下で成長が実現される。したがって、公称ウィンドウＦ_Ｔは、温度間隔に対応するものとして定義することもでき、この場合、前駆体は、自己制限反応によって層ごとに使用される。この公称ウィンドウの外では、この自己制限的特徴は確認されない。

【0045】

公称ウィンドウの最小幅（Ｔ_ｍａｘ－Ｔ_ｍｉｎ）は、好ましくは１０℃より大きく、好ましくは２０℃より大きい。殆どの場合、このウィンドウの幅は１００℃を超え、さらには２００℃である。ただし、このウィンドウの幅は、使用する前駆体によって異なる。当業者は、所定の前駆体について、公称ウィンドウ並びにその限界を識別する方法を完全に知っている。

【0046】

公称ウィンドウの最小幅は、好ましくは１０℃より大きく、好ましくは２０℃より大きい。殆どの場合、このウィンドウの幅は１００℃を超え、さらには２００℃である。ただし、このウィンドウの幅は、使用する前駆体によって異なる。当業者は、所定の前駆体について、公称ウィンドウ並びにその限界を識別する方法を完全に知っている。

【0047】

一例によれば、公称ウィンドウＦ_Ｔの幅Ｌ＝Ｔ_ｍａｘ－Ｔ_ｍｉｎは、１０℃以上、好ましくは２０℃以上である。

【0048】

一例によれば、公称ウィンドウＦ_Ｔの幅Ｌ＝Ｔ_ｍａｘ－Ｔ_ｍｉｎは、１００℃以上であり、好ましくは２００℃以上である。

【0049】

一例によれば、高密度化プラズマの形成中、反応チャンバの圧力は、８０ｍＴｏｒｒ（ミリトール）以下、好ましくは約１０ｍＴｏｒｒである。これにより、基板の近くに非衝突シースを確保することが可能になり、したがって、表面膜の高密度化に異方性の特徴を与えることが可能になる。

【0050】

一例によれば、分極は、１５０ワット以下の分極電力Ｐｂ_{ｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}で、好ましくは１０Ｗから１２０Ｗの間のＰ_ｂｉａｓで適用される。好ましくは、Ｐ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は１０Ｗ（ワット）から９０Ｗの間である。これにより、（線量および／またはエネルギーにおいて）急激すぎるイオン衝撃によって引き起こされる欠陥の生成を回避することが可能になる。一例によれば、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、１５０Ｗ未満、好ましくは１０から１２０Ｗ（ワット）の分極電力で印加され、これは３００ボルト以下、好ましくは１０ボルトから１５０ボルトの間の分極電圧｜Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}｜に対応する。

【0051】

例えば、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）の堆積では、そのスプレーイングを回避するために低い電力を必要とする。典型的には、Ｐ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は８０Ｗ以下である必要がある。好ましくは、ＨｆＯ２に関してＰ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}＝２０Ｗである。Ｖ_{ｓｕｂｓｔｒａｔ}およびＶ_{ｐｌａｓｍａ}の独立した制御は、基板１００に低電圧を印加することを可能にし、その結果、高密度化される層に到達するイオンからのエネルギーを正確に制御することを可能にする。この層を生成するために、例えばモリブデン（ＩＶ）－アミド前駆体を使用することができる。

【0052】

このように、一般的に、提案された方法は、非常に多様な材料の堆積に適用することができる。したがって、本発明は、非常に多様な材料から窒化物層、酸化物層または硫化物層を得るための手法を提案する。したがって、本発明は、材料の選択に基づく多数の制約を取り除くことを可能にする。

【0053】

一例によれば、サイクルの総数Ｎは、好ましくは１５以上であり、好ましくは２０以上である。

【0054】

一例によれば、高密度化プラズマに露出される第１の領域と高密度化プラズマに露出されない第２の領域は、膜の密度および不純物率のうち少なくとも１つのパラメータによって異なる。

【0055】

一例によれば、少なくともいくつかの、好ましくはすべての第１および第２の表面が一緒に直角を形成する。

【0056】

一例によれば、少なくともいくつかの、好ましくはすべての第１および第２の表面が一緒に直角を形成しない。一例によれば、構造体の後面は、平面内に延在し、この平面に対する垂線は、イオン流の有利な方向に対して、好ましくは１０°を超えて傾斜している。

【0057】

一例によれば、層は、（ＰＥＡＬＤ）によって堆積することができる少なくとも１つの材料に基づいている。

【0058】

一例によれば、初期層は、窒化物、酸化物、または硫化物で作られているか、またはこれらに基づいている。

【0059】

一例によれば、初期層は、有機金属または有機ケイ素またはハロゲン化前駆体から得られる窒化物または酸化物で作られているか、またはこれらに基づいている。

【0060】

一例によれば、第１の前駆体は、以下の材料：アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ケイ素（Ｓｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、のうち１つを含む。

【0061】

本発明の範囲内で、用語「上に（ｏｎ）」、「越える（ｓｕｒｍｏｕｎｔｓ）」、「覆う（ｃｏｖｅｒｓ）」、「下に（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ）」、「相対して（ｖｉｓ－ａ－ｖｉｓ）」およびそれらの等価物は、必ずしも「と接触して（ｉｎ ｃｏｎｔａｃｔ ｗｉｔｈ）」を意味しないことが明記される。したがって、例えば、堆積、表面上への層または膜の形成は、層または膜が表面と直接接触していることを強制的に意味するのではなく、表面と直接接触することによって、またはそれから分離されることによって、例えば、少なくとも１つの他の層または１つの他の膜によって分離されることによって、それらが表面を少なくとも部分的に覆うこと、を意味する。

【0062】

化学種Ａ「に基づく」基板、膜、層、気体混合物、プラズマは、基板、膜、層、気体混合物、プラズマが、この化学種Ａのみ、またはこの化学種Ａおよび任意に他の化学種を含むことを意味する。

【0063】

基板は少なくとも１つの構造体を含み、その前面はリアクタの反応チャンバ内に存在する化学種に露出される。したがって、構造体は、基板によって支持されるか、または基板上に形成される。構造体が基板である構成も提供することができる。その結果、これら２つの用語は同じ意味を有する。

【0064】

製造方法の連続するステップを実施する本発明のいくつかの実施形態を以下に説明する。明示的に述べられている場合を除き、形容詞の「連続する（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ）」は、一般的にそれが好まれているとしても、ステップがお互いにすぐに続くことを必ずしも意味するものではなく、中間ステップがそれらを分離することもできる。

【0065】

さらに、「ステップ」という用語は、方法の一部の実施形態を意味し、一組のサブステップを意味することができる。

【0066】

さらに、「ステップ」という用語は、ステップ中に実施される動作が同時またはすぐに連続することを強制的に意味するものではない。特に、第１のステップの特定の動作の後に、異なるステップに関連付けられた動作が続き、次いで第１のステップの他の動作を再開することができる。このように、「ステップ」という用語は、経時的な、また方法の段階の手順における、単一の不可分な動作を必ずしも意味するわけではない。

【0067】

「誘電体」という用語は、所定の用途において、導電率が十分に低く、絶縁体として機能する材料を意味する。本発明において、誘電体材料は、好ましくは、４より大きい誘電率を有する。スペーサは、典型的には誘電材料で形成される。

【0068】

本特許出願において、気体混合物がパーセンテージで表されるとき、これらのパーセンテージは、リアクタに注入される気体の総流量の分率に対応する。したがって、例えばプラズマを形成することを目的とする気体混合物が気体Ａをｘ％含む場合、これは、気体Ａの注入流量が、プラズマを形成するためにリアクタ内に注入される気体の全流量のｘ％に相当することを意味する。

【0069】

マイクロ電子デバイスとは、マイクロ電子手段で製造されたあらゆるタイプのデバイスを意味する。これらのデバイスは、特に、純粋に電子的な目的のデバイスに加えて、マイクロメカニカルまたは電気機械デバイス（ＭＥＭＳ、ＮＥＭＳなど）、並びに光学または光電子デバイス（ＭＯＥＭＳなど）を含む。

【0070】

これは、電子的、光学的、機械的機能などを保証することを目的としたデバイスであってよい。また、他のマイクロ電子デバイスの製造のみを目的とした中間製品であってもよい。

【0071】

本発明の範囲内で、層または基板の厚さは、この層またはこの基板がその最大の広がりを有する表面に対して垂直な方向で測定されることは明らかである。したがって、厚さは、異なる層が配置される基板の主面に垂直な方向に取られる。

【0072】

「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「約（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｒｏｕｎｄ）」という用語は、「１０％に近い」ことを意味する。

【0073】

本発明の様々な実施形態を説明する前に、ＰＥＡＬＤサイクル中の温度の影響を、図４を参照して示す。

【0074】

各ＰＥＡＬＤ堆積のパラメータは、特に使用する前駆体の性質に応じて調整する必要がある。

【0075】

これらのパラメータは、調整可能な実験パラメータ：チャンバ内の前駆体の流れ（不活性ガスの流れによって引き起こされる）、前駆体の注入の開始時間、パージ時間、プラズマステップの持続時間、動作圧力、リアクタのチャンバへの注入前の前駆体の温度（その温度は、気体状態の安定領域にある必要がある）および堆積温度、に従って調整される。

【0076】

後者のパラメータである堆積温度は、良好な物理的および化学的品質の層を得るために特に重要である。これは、ＰＥＡＬＤサイクル中に基板が維持される温度に対応する。

【0077】

所定の前駆体について、公称温度ウィンドウは、第１の前駆体の供給者から入手できる。この公称ウィンドウは、その中で自己制限反応条件下で成長が実現される温度間隔に対応する。より具体的には、堆積物は、非常に良好な共形性を示し、成長する薄層の厚さは非常に良好に制御される。

【0078】

この公称ウィンドウは、例えば、前駆体の製造業者によって与えられる。この公称ウィンドウは、当業者、典型的には、決定されたＡＬＤまたはＰＥＡＬＤリアクタでの実験パラメータの開発を担当するプロセスエンジニアによって検証され得る。

【0079】

この公称ウィンドウＦ_Ｔは図４に示される。このウィンドウＦ_Ｔの下限及び上限は、横軸のＴ_ｍｉｎ及びＴ_ｍａｘで参照される。縦軸は、堆積速度に対応し、より具体的には、ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤサイクルあたりの成長厚さに対応する。サイクルあたりのこの成長厚さは、通常、ＧＰＣ（ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒ ｃｙｃｌｅ（サイクルあたりの成長））と呼ばれる。図４に明確に示されるように、サイクルの温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}を変動させ、一方でウィンドウＦ_Ｔ内でこれらの温度を維持することによって、ＧＰＣは完全に安定したままとなる。

【0080】

対照的に、堆積温度がウィンドウＦ_Ｔの下限Ｔ_ｍｉｎ未満の場合、前駆体は（自己限定的な方法で）化学吸着される代わりに、基板の表面に濃縮される（ＧＰＣの人為的な増加をもたらす）。前駆体分子のいくつかの層は、互いの上に積み重なることによって、基板上に物理吸着され得る。物理吸着は実際には自己制限的ではないため、より大きな堆積速度が観察される。この状況は、図４の領域４１に対応する。

【0081】

或いは、ウィンドウＦ_Ｔの下限Ｔ_ｍｉｎ未満の堆積温度の場合は常に、熱エネルギーが十分でない場合、物理吸着は起こり得ない。この最小の熱エネルギーは、前駆体及び基板の性質の関数である。この温度が低すぎて表面反応が起こる場合、膜の成長は観察されない。この状況は、図４の領域４２に対応する。

【0082】

このように、公称ウィンドウＦ_Ｔは、ＰＥＡＬＤ堆積温度を変動させることによって、公称ウィンドウＦ_Ｔより低い温度に対して、各ＰＥＡＬＤサイクルで堆積される膜の厚さが変動するようなものである。例えば、温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}をＴ_ｍｉｎより１０℃以上低く変動させることにより、各ＰＥＡＬＤサイクルで堆積した膜の厚さは、５％を超えて、さらには１０％を超えて変動する。温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は、公称ウィンドウＦ_Ｔ内で１０℃を超えて変動させられ、一方で、各ＰＥＡＬＤサイクルで堆積される膜の厚さは変動しないか、または２％を超えて、さらには１％を超えて変動しない。

【0083】

領域４３および４４は、堆積温度がウィンドウＦ_Ｔの最大温度Ｔ_ｍａｘよりも高い状況に対応する。この場合、前駆体は分解され得、堆積方法は化学気相成長（ＣＶＤまたはｐｓｅｕｄｏ－ＣＶＤ）タイプになり、膜の成長ははるかに速くなり、これは反応の自己制限的性質の喪失によって引き起こされる。この状況は、図４の領域４３に対応する。

【0084】

高温はまた、化学吸着された前駆体の脱着を活性化することができ、ＧＰＣの低下につながる（図４の領域４４）。殆どの場合、これらの２つの現象（前駆体の分解４３および脱着の活性化４４）は競合し、同時に発生する。

【0085】

したがって、公称ウィンドウＦ_Ｔは、ＰＥＡＬＤ堆積温度を変動させ得るようなものであり、公称ウィンドウＦ_Ｔを超える温度では、各ＰＥＡＬＤサイクルで堆積される膜の厚さが変動する。例えば、温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}をＴ_ｍａｘよりも少なくとも１０℃高く変動させることによって、各ＰＥＡＬＤサイクルで堆積される膜の厚さは、５％を超えて、さらには１０％を超えて、さらには２０％を超えて変動する。

【0086】

公称ウィンドウの最小幅は、好ましくは１０℃よりも大きく、好ましくは２０℃よりも大きい。殆どの場合、このウィンドウの幅は１００℃を超え、さらには２００℃である。ただし、このウィンドウの幅は、使用する前駆体によって異なる。当業者は、所定の前駆体について、公称ウィンドウ並びにその限界を識別する方法を十分に知っている。

【0087】

ＰＥＡＬＤモードでは、温度ウィンドウはＡＬＤモードよりも広く、殆どの場合、ＡＬＤよりも低温に向かって拡張される。実験パラメータの開発を担当するプロセスエンジニアは、ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤモードでこのウィンドウを決定する方法を知っている。

【0088】

堆積層は、（ＰＥＡＬＤ）によって堆積することができる少なくとも１つの材料に基づいている。典型的には、これは、窒化物系、酸化物系、または硫化物系のもので作られた層であるか、または窒化物系、酸化物系、または硫化物系の層である。

【0089】

ここで、図５から１０に示されるいくつかの実施形態を参照して、本発明を詳細に説明する。

【0090】

図５および６に示す実施形態
次に、本発明による方法の第１の実施例を、図５および６を参照して説明する。図５は、この実施形態の主要なステップを概略的に示す。

【0091】

上記の図１Ａおよび２は、それぞれ開始基板の例および最終的に得られることが求められる構造体に対応する。図６は、選択的エッチングステップの前に得られた中間結果を示す。

【0092】

図５に示されるように、この方法は、サイクル１のＮ回の反復を含む手順を含む。

【0093】

各サイクル１は、少なくとも以下のステップを含む：
第１のステップは、第１の前駆体のリアクタの反応チャンバへの注入１０を含む。この第１の前駆体は、金属、半金属、またはランタニドの前駆体の中から選択される。この前駆体は、以下の材料：アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ケイ素（Ｓｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のうち１つの材料に基づくことができる。

【0094】

第２のステップは、パージステップ２０である。このパージ２０は、過剰の第１の前駆体を除去するために、すなわち、反応していない第１の前駆体から試薬を排出するために、並びに反応生成物を排出するために行われる。このパージの間、好ましくは、アルゴン（Ａｒ）または二窒素（Ｎ_２）などの中性排出ガスが反応チャンバ内に注入される。

【0095】

第３のステップ３０は、第２の前駆体の反応チャンバへの注入３１と、圧力安定化ステップ並びにプラズマ形成ステップ３２とを含む。この第２の前駆体は、例えば、酸化物の成長のための酸素系の雰囲気中で生成されるプラズマ、窒化物、または硫化物の成長のための窒素および／または水素またはアンモニア（ＮＨ_３）であり得る。硫化物の場合、第１の前駆体１にはすでに硫化物原子が含まれており、第２の前駆体は還元剤（ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤではＨ_２またはＮＨ_３）である。

【0096】

第４のステップは、パージステップ４０である。このパージ４０は、過剰な第２の前駆体並びに反応生成物を除去するために実施される。

【0097】

実線の矢印は、例としてのみ、サイクルおよびこれらの各ステップ１０から４０の相対的な持続時間を示している。

【0098】

第１のステップおよび第３のステップは、それぞれがパージステップを伴うことによって逆にすることができることに留意されたい。したがって、図５に示す別の方法では、３０、４０、１０、２０という順にこの方法を実施することができる。この特定の場合、第１のプラズマステップ３０は、金属前駆体パルス１０の付着を促進するために基板の表面を活性化するのに役立つ。この入れ替えは、選択的な固体プレートの成長（２Ｄ）にとって特に重要である。

【0099】

各サイクル１は、単層の形成を可能にする。プラズマステップ３０が開始される場合、単層は１．５サイクルの終わりに作られる。

【0100】

サイクル中に基板に課せられる温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は、公称温度ウィンドウＦ_Ｔの下限Ｔ_ｍｉｎ未満であることに留意されたい。

【0101】

有利な例によれば、サイクルは、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－２０℃）であるような温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で実施され、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}、Ｔ_ｍｉｎは摂氏温度（℃）である。好ましくは、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}≦（Ｔ_ｍｉｎ－５０℃）である。Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は、周囲温度以上であってよい。

【0102】

この実施形態では、プラズマの形成３２の間に、分極が基板１００に加えられる（通常バイアスと呼ばれる）ことにも留意されたい。実際には、反応チャンバは、構造体１００を受け入れるためのサンプルキャリアを含む。サンプルキャリアは導電性であり、分極電圧がこのサンプルキャリアに印加されて、基板１００並びにその前面に伝達される。

【0103】

この分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、例えば高周波発電機などの電圧調整デバイスを介して基板１００に印加される。分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、例えば、厳密に０未満（＜０Ｖ）とすることができる。非ゼロの分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、正または負にすることができる。

【0104】

基板に印加されるこの分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、プラズマの電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}とは異なる。イオンおよびラジカルを生成し、その結果誘電体堆積を開始するために、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、完全に従来通りプラズマ源によって誘導されるプラズマの電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}と実際に区別される。分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、ソースによって誘起されるプラズマの電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}とは独立して制御される。分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、より具体的には、基板の受けプレートに印加される。「基板に印加される」とは、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}が、基板１００を支持する、好ましくは基板１００と接触しているプレートに印加され、基板１００が導電性であるかまたはそうではないことを意味する。実際には、例えば図１１に示されるように、リアクタ３００、この場合はＩＣＰリアクタの反応チャンバ３１０は、基板１００の受けプレート３２０を含む。このプレートは、サンプルキャリアとしても適し得る。一例によれば、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}がプレート３２０に印加される。好ましくは、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}はプレート３２０のみに印加される。この例によれば、プレート３２０は導電性であり、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、電圧調整デバイス３７０によってこのプレート３２０に印加されて、基板１００に伝達される。

【0105】

この分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}の印加は、かなりの利点を提供する。特に、この分極は、調整デバイス３７０のおかげで、制御された方法でプラズマからのイオンのエネルギーを調節することを可能にする。非衝突シースでは、イオンのエネルギーは実際に、次の関係に従って、プラズマの電位と基板の分極電圧に依存する。

【数1】

ここで、ｑはイオン電荷である。

【0106】

分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}を印加することにより、表面へのイオン衝撃の有効性を高めることができ、一方で基板１００の露出面１０１を維持する。その再現性は、現在の手法、特に、再現可能な結果を得るために実際には制御することが困難なイオン衝撃を調節するためにプラズマ源によって誘導されるプラズマの電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}を使用する手法に関してさらに改善される。

【0107】

プラズマおよび分極Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、プラズマによって生成されたイオンの流れ３３に有利な方向を与えるように調整される。この有利な方向は、基板１００の第１の表面１１０がイオン流３３に露出し、基板１００の第２の表面１２０がイオン流３３に露出しないように向けられる。

【0108】

図６における基板１００の非限定的な例では、プラズマによって生成されるイオン流３３の有利な方向は、基板１００の後面１０２に対して垂直であり、したがって、
・第１の表面１１０は、水平面、すなわちトレンチ１０１の上部１１１および底部１１２に対応する。
・第２の表面１２０は、垂直表面、すなわちトレンチ１０１の側面１１２に対応する。

【0109】

印加される分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、３００ボルト未満、好ましくは１５０ボルト未満である。通常、この分極はその電力の調整によって制御される。したがって、この分極は通常、ワット（Ｗ）で表される。本発明の範囲において、この分極電力Ｐ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、絶対値（｜Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}｜）で、好ましくは１５０Ｗ未満、好ましくは１００Ｗ以下である。この値を超えると、露出面でのスプレーイング、または露出面にイオンが注入される危険性がある。

【0110】

図１１は、本方法を実施するために使用できるプラズマリアクタ３００の図を示す。
好ましくは、この方法は、ＰＥＡＬＤ堆積プラズマリアクタで実施される。

【0111】

一例によれば、リアクタ３００は、反応チャンバ３１０に対して離れたプラズマ源３６０を備える。したがって、Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}の電位は、基板１００から離れている。分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}の効果は、基板におけるプラズマのイオンのエネルギーを増加させる。Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}が存在せず、電圧がゼロの場合、イオンのエネルギーは、イオン電荷とプラズマの電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}の積に等しい。したがって、表面１０１へのイオン衝撃の有効性は、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}の印加に関連しない非遠隔源または遠隔源に関係して最もよく制御することができる。このために、例えば、これは、基板の電圧を調整するための第２のデバイスによって提供される。その結果、露出面１０１の高密度化の再現性が改善される。さらに、遠隔源を使用することにより、基板に損傷を与える可能性がある、プラズマの形成ゾーン内のプラズマと基板１００との間の直接的な接触を回避することが可能になる。遠隔プラズマ源を使用すると、プラズマ処理の指向性がさらに最小限に抑えられる。三次元構造、特にナノ構造の処理が容易になる。

【0112】

より具体的には、この方法は、通常、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）に適する誘導結合プラズマリアクタで実施される。好ましくは、ソースは高周波誘導源であり、これにより、他のソース、例えばマイクロ波源よりも少ない電力Ｐ_{ｐｌａｓｍａ}で安定したプラズマを有することが可能になる。一例によれば、誘導高周波源の電力Ｐ_{ｐｌａｓｍａ}は、１００Ｗから３００Ｗの間、好ましくは２００Ｗである。誘導性高周波源の出力が大きくなるほど、基板１００に到達できるイオン流が増加する。

【0113】

リアクタ３００は、内部にプレート３２０が配置される反応チャンバ３１０を含む。このプレート３２０は、構造体１００を含む基板を受けるように構成される。基板は、後面でプレート３２０上に置かれる。構造体１００の前面１０１は、反応チャンバ３１０内に存在する化学種に露出される。この非限定的な例では、基板は、互いに傾斜した第１の表面１１０および第２の表面１２０を支持する構造体１００を形成する。プレート３２０は導電性である。比較的従来通り、リアクタはガス入口３３０を含み、チャンバ３１０内に、プラズマの化学物質を形成することを目的とするガス、並びにパージ段階２０、４０を目的とするガスを注入することを可能にする。プラズマ源３６０は、一例によれば、誘導結合デバイスであり、そのコイルが図１１に示され、プラズマの形成を可能にする。リアクタ３００はまた、反応チャンバ３１０の絶縁弁３４０を含む。リアクタ３００はまた、注入されたガスの流量と相乗的に反応チャンバ３１０内の圧力を制御し、反応チャンバ３１０内に存在する化学種を抽出するためのポンプ３５０を含む。

【0114】

有利には、このリアクタ３００は、例えば高周波数発電機を介してプレート３２０に分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}を印加できるように構成された分極デバイス３７０を含む。この電圧は、最終的に基板１００に、少なくともプレート３２０に面するその回転面で、この面が導電性であるかどうかにかかわらず、印加することができる。この分極デバイス３７０は、プラズマ源３６０とは別個であることが好ましい。この分極デバイス３７０は、制御デバイス３７１を含み、プレート３２０に交流電圧を印加することを可能にする。好ましくは、この制御デバイス３７１は、チャンバおよびイオン源内のインピーダンスを高周波数発電機のインピーダンスに適合させる自動適合ユニット（自動整合ユニットが適する）を含む。この分極デバイス３７０は、分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}のプレート３２０への印加を可能にするように構成され、その振幅は低く、典型的には電力Ｐ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}が１５０ワット以下、好ましくは１０Ｗから１２０Ｗの間であるようなものである。

【0115】

分極装置３７０およびプラズマ源３６０は、プレート３２０に印加される分極電圧Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}を、プラズマの電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}とは独立して調整できるように構成されている。Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}とＶ_{ｐｌａｓｍａ}とは独立している。Ｖ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}とＶ_{ｐｌａｓｍａ}とは独立して制御される。

【0116】

誘導高周波源の電力Ｐ_{ｐｌａｓｍａ}は、１００Ｗから３００Ｗの間、好ましくは２００Ｗである。ＩＣＰリアクタでは、１００Ｗ未満の電力Ｐ_{ｐｌａｓｍａ}でプラズマを得ることは不可能であり、非常に困難である。逆に、Ｐ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}は完全に１００ワット未満にすることができる。

【0117】

したがって、Ｐ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}およびＰ_{ｐｌａｓｍａ}の電力は、異なる機能および振幅を有し、したがって異なる可能性があることが明確に分かる。

【0118】

一例によれば、Ｐ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}＜Ｐ_{ｐｌａｓｍａ}である。一例によれば、Ｐ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}＜０．８＊Ｐ_{ｐｌａｓｍａ}である。一例によれば、Ｐ_{ｂｉａｓ－ｓｕｂｓｔｒａｔ}＜０．６５＊Ｐ_{ｐｌａｓｍａ}である。

【0119】

これら２つのパラメータ（Ｔｃｙｃｌｅおよび分極Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}）の組み合わせは、以下に示すようにかなりの利点をもたらす。

【0120】

本方法の温度がＰＥＡＬＤウィンドウの最低温度より低く調整されると、濃縮（物理吸着）プロセスが成長の原因となる。これらのプロセスは自己制限的ではなく、（基板での）活性化温度が低すぎることに起因して、得られた堆積において、形成された材料の密度が低下し、前駆体１の不十分な分解によるかなりの量の炭素汚染が含まれていることが示される。

【0121】

プラズマの形成を伴う前駆体２の注入ステップ中のサンプルキャリアでの追加の高周波数（ＲＦ）分極Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}の適用により、プラズマからのイオンの抽出が可能になり、成長中の膜の近傍にイオンを垂直に提供することができる。基板１００の分極の振幅によって入射エネルギーを調節することができるこのイオン流３３は、プラズマのラジカルとの堆積中に生じる相乗効果から利益を得ることができる。基板１００の分極によってプラズマから抽出されたエネルギーイオン流に露出された表面（図６の非限定的な例における水平面１１０）のみが、ＰＥＡＬＤ成長中にこれらのイオンによって引き起こされる効果から利益を得ることができる。これらの効果は、活性化されたラジカルとプラズマのイオンとの間の相乗メカニズムによって、基板のＲＦ分極によって強化されたＰＥＡＬＤによって成長した薄層の物理化学的特性が変更されるという事実によって特徴付けられる。実際、ＰＥＡＬＤによって堆積されたこの膜の材料の化学的純度、化学量論、および密度の大幅な改善が、イオン流３３に露出された膜で観察され、これは、微結晶化または形態学的変更、並びに堆積速度の向上を伴い得る。

【0122】

したがって、ＰＥＡＬＤ法をイオン衝撃下でＴ_{ｃｙｃｌｅ}＜Ｔ_ｍｉｎと組み合わせるとき、イオン流に露出された表面（この場合、水平面１１０）のみが、良質の薄層（イオン衝撃によって純度、化学量論、密度が改善された）によって覆われ、一方で、イオン流に露出されていない表面（この場合、垂直面１２０）は同じ材料で覆われているが、品質は劣っている。

【0123】

図６は、これらの動作条件下で得られた結果を概略的に示す。
結果的に、層２００は、以下を含む：
・良好な品質を有する第１の領域２１０（トレンチ１０１の上部の２１１および底部の２１２）および
・より低い品質を有する第２の領域２２０（トレンチ１０１の側面１１２上）。

【0124】

特に、この低下した品質は、これらの第２の領域２２０における材料の密度の低下によって現れる。この低下した品質は、これらの第２の領域２２０における欠陥率および／または不純物率の増大によっても現れる。

【0125】

この実施形態では、分極（Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}≠０）は、各ＰＥＡＬＤサイクルのプラズマ３２の形成ステップ中に適用される。したがって、プラズマ３２は、前駆体１の配位子を再活性化して前駆体１に対してそれらを反応性にする役割と、特定の領域のみを選択的に形成する過程で層を高密度化する役割との両方を有する。

【0126】

このことから、分極下のプラズマは、ＰＥＡＬＤによって形成された層２００の厚さ全体にわたって有利な効果を提供する。したがって、イオン流３３に露出される領域２１０、２１１、２１２は、厚さ全体にわたってより密になる。したがって、図６に示されるように、水平面１１１を覆う層２００の領域２１１において密にされた厚さｅ２１１は、層２００の総厚さｅ２００に等しい。逆に、垂直面１２０を覆う層２００の領域２２０では、高密度化された層の厚さはゼロである。

【0127】

本方法は、高品質の第１の領域２１０に対して低品質の第２の領域２２０を選択的に除去するように構成された、図５の５０で参照される、選択的エッチングステップをさらに含む。このエッチングの選択性は、分極下でプラズマのイオン流３３に露出されていない領域２２０の材料の密度が低いこと、および／または不純物率が高いことから恩恵を受ける。

【0128】

エッチング５０は、湿式または乾式で行うことができる。エッチングに対する選択性は、少なくとも２倍である。

【0129】

その結果、図１Ｂに示すように、所望の構造が得られる。イオン流３３に対する基板の表面１１０、１２０の方向付けに従ったこの選択的堆積は、時間がかかり、多くの不正確さを生み出す通常のリソグラフィ工程からの移行を可能にする。

【0130】

実施形態の特定の例
以下の段落は、本発明の非限定的な例を説明する。この例は、図５および図６を参照して説明した実施形態に特によく適用され、堆積プラズマは高密度化プラズマの役割を果たす。しかし、以下に提案する特徴は、上記および下記の実施形態のそれぞれに適用可能であり、組み合わせることができる。

【0131】

以下に示す例は、１０ｎｍのＴａ_２Ｏ_５の堆積に関する。ただし、この方法および以下で説明する特徴は、数ナノメートルから数十ナノメートル（３～１００ｎｍ）の厚さ、およびＰＥＡＬＤによって堆積されるあらゆる種類の材料（酸化物、窒化物および硫化物）に適用することができる。

【0132】

１．ＰＥＡＬＤによる層の形成手順:
ＰＥＡＬＤによってＴａ_２Ｏ_５層を形成するために、図５に示され、上述されたように、複数のサイクル１が実施される。この手順のサイクル中に、次の条件を適用することができる。

【0133】

・前駆体：Ｔａ_２Ｏ_５層を形成するために、使用される前駆体は、典型的には、ステップ１０の間に注入され、ＴＢＴＤＭＴ、すなわちトリス（ジメチルアミン）ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）タンタル、Ｔａ（Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９））（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３である。

【0134】

・堆積温度：堆積温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}、すなわち構造体１００の温度は、１００℃に等しい。この温度は、この前駆体のＰＥＡＬＤ温度ウィンドウＦ_Ｔ未満の限界温度Ｔ_ｍｉｎまで１００℃未満である。この低い温度から少なくとも１００度外れることが好ましく、これにより、イオン増強なしで堆積の質が著しく低下し、これにより後続のエッチング工程の選択性が高まる。このようにして、その後のウェットエッチングまたはプラズマエッチングによるこの材料の除去が容易になるが、これは、堆積中に存在する炭素不純物の比率が高いことに起因し、ＰＥＡＬＤ法に従来から使用されている有機金属前駆体（前駆体１）の不完全な分解に関連する。厳密に１００℃未満の温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}を用いることができる。例えば、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は、８０℃以下、好ましくは５０℃以下とすることができる。一例によれば、Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は周囲温度に等しい。これは、方法のステップが実施されるリアクタが加熱手段によって加熱され得ないことを意味する。

【0135】

・基板でのＲＦ分極のエネルギー：基板に適用されるＲＦ分極の電力Ｐ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、イオンとプラズマのラジカルとの間の効果的な相乗効果を誘発する、すなわち、堆積の高密度化および炭素不純物の除去につながるように最適化する必要がある。ただし、表面の粗面化、スプレーイング、または露出面の注入など、プラズマからのイオンによる衝撃によって引き起こされる欠陥の出現を回避するために、この電力が高すぎないようにする必要がある。このため、低ＲＦ電力Ｐ_ｂｉａｓが推奨され、これは典型的には１０Ｗ≦Ｐ_ｂｉａｓ≦１２０Ｗである。

【0136】

１００℃での堆積速度は０．１１５ｎｍ／サイクルである。サイクル数は、この手順のサイクル１から得られる所望の厚さを実現するために調整される。典型的には、この手順から、層は、数ナノメートルから数十ナノメートルまで異なる厚さｅ２００を有する。

【0137】

２．ＰＥＣＶＤによって堆積された層の密度の低い領域の除去：
ＰＥＡＬＤによって層２００を形成した後、この層２００を選択的に画定することにより、すなわち、一方では特定の表面１１０を覆う高品質の領域２１０（高密度、低不純物率）、他方では他の表面１２０を覆う低品質の領域２２０（低密度、高不純物率）を画定することにより、選択的エッチングステップ５０が進められる。

【0138】

ＰＥＡＬＤ有機金属前駆体の使用に起因して、イオン流３３に露出されていない表面１２０上に堆積された層に存在する不純物は、殆ど主に炭素起源のものである。さらに、堆積物はここでは非常にわずかに高密度であり、好ましくは、この層の選択的な湿式除去が使用される。例えば、１％から５％（好ましくは５％）に希釈されたＨＦ溶液は、高密度の金属酸化物と、炭素不純物を含むごくわずかに高密度の同じ酸化物との間で完全に選択的であることが示されている。

【0139】

例えば、５％ＨＦに５０秒間浸すと、イオン流への露出によって高密度化されたＴａ_２Ｏ_５層をエッチングすることなく、１００℃のＰＥＡＬＤで成長させた高密度化されていないＴａ_２Ｏ_５を１０ｎｍ除去することができる。

【0140】

図７および８に示す実施形態
次に、本発明による方法の第２の実施例を、図７および８を参照して説明する。図７は、この実施形態の主要なステップを概略的に示している。この方法は、基板の分極が最後のサイクル中にのみ適用されるという事実によって、前述の実施形態とは異なる。

【0141】

より詳細には、ＰＥＡＬＤによる層２００の形成の手順は、以下を含む。
・１Ａで参照される、サイクルの第１の組。これらのサイクル１Ａは、プラズマ３２Ａ中に基板の分極が適用されないことを除いて、図５に示されるＰＥＡＬＤサイクルと殆ど同じである。少なくとも、このプラズマ３２Ａの間、基板の分極は適用されず、未露出面１２０に衝突することなく、露出面１１０に選択的に衝突するイオン流３３を生成することを可能にする調整が行われる。これらのサイクル１Ａの間、堆積温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は、図５および６に示される実施形態のように、公称ウィンドウＦ_Ｔの下限Ｔ_ｍｉｎ未満である。サイクル１Ａのこの第１の組は、層２００の部分２００Ａの形成をもたらす。図８に示されるように、部分２００Ａは、構造体１００から、好ましくはその前面１０１から、広がる。それは、好ましくは構造体１００全体を覆う。それはコンフォーマルである。それは、構造体１００のすべての表面１１０、１２０上で同一の一定の厚さを有する。この層２００Ａは、低温Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}およびイオン流３３への露出がないことに起因して、低品質である。

【0142】

・１Ｂで参照される、サイクルの第２の組。これらのサイクル１Ｂは、図５に示すＰＥＡＬＤサイクルと同じである。分極Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}は、プラズマ３２Ｂの間に適用され、未露出面１２０に衝突することなく、露出面１１０に選択的に衝突するイオン流３３を生成することを可能にする調整を伴う。これらのサイクル１Ｂの間も、堆積温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}は、図５および６に示される実施形態のように、公称ウィンドウＦ_Ｔの下限Ｔ_ｍｉｎ未満である。図８に示すように、最終的に得られる層２００は、以下を有する。
・イオン流３３に露出された領域において（この場合、流れ３３に対して垂直に延びる領域）：結果的に非常に良好な品質を有する部分２１１Ｂおよび２１２Ｂ。これらの部分２１１Ｂおよび２１２Ｂは、サイクル１Ａの間に形成された、それら自体は低品質である部分２１１Ａ、２１２Ａの上にある。したがって、これらの水平領域２１１、２１２では、層の厚さｅ２００は、部分２１１Ａの厚さｅ２１１Ａと部分２１１Ｂの厚さｅ２１１Ｂとの和に等しい。
・イオン流３３に露出されていない領域２２０（この場合、流れ３３と平行に延びる領域）。これらの領域２２０は低品質である。これらの領域２２０は、サイクル１Ａおよび１Ｂの連続堆積によって形成された。

【0143】

選択的エッチングステップ５０の間、層２００の領域２２０の厚さ全体がエッチングされる。しかしながら、領域２１１、２１２では、表面部分２１１Ｂ、２１２Ｂはエッチングに抵抗し、それらに隣接する部分２１１Ａおよび２１２Ａも保護する。

【0144】

選択的エッチングステップ５０の間、リフトオフによる層２１１Ｂの除去につながる層２１１Ａの消費が回避される。この目的のために、ステップ５０にはドライエッチングが有利であり得る。

【0145】

したがって、この実施形態では、ＰＥＡＬＤによって初期層２００を形成するための最後のＮ_Ｂサイクルの間に、プラズマ３２Ｂは、この層のＰＥＡＬＤ堆積に関与することに加えて、堆積層を高密度化する役割を有する。したがって、プラズマ３２Ｂは、高密度化プラズマとしておよび堆積プラズマとして適するものであり得る。対照的に、第１のＮ_Ａサイクルの間、プラズマステップ３２Ａは、堆積層を高密度化する役割を持たない。したがって、プラズマ３２Ａは、堆積プラズマとして適し得るが、高密度化プラズマとして適し得ない。サイクルの総数がＮ_Ａ＋Ｎ_Ｂに等しい場合、Ｎ_ＡおよびＮ_Ｂはゼロ以外の整数であり、好ましくはＮ_Ｂ≦１０であり、好ましくはＮ_Ｂ≦３であり、好ましくはＮ_Ｂ＝１である。

【0146】

当然、サイクル１Ａおよび１Ｂは、同じリアクタ内で実施されることが好ましい。好ましくは、サイクル１Ｂは、サイクル１Ａの直後に、好ましくはサイクル１Ａに連続して、その唯一の変化として、分極を適用して実施される。

【0147】

一実施形態によれば、本方法は、分極なしの堆積サイクル１Ａ、分極Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}を伴う堆積サイクル１Ｂを交互に含む。好ましくは、各手順について、分極を伴う堆積サイクルの数Ｎ_Ｂは１に等しい。

【0148】

図９に示す実施形態
次に、本発明による方法の第３の例を、図９を参照して説明する。図９は、この実施形態の主要なステップを概略的に示している。この方法は、主に、層２００の選択的な高密度化がＰＥＡＬＤサイクルのみから実現されるという事実によって、図５および６に示される実施形態の方法とは異なる。

【0149】

より詳細には：
・ＰＥＡＬＤサイクル１のそれぞれの間、プラズマ３２は分極を適用せずに形成される（Ｖ_{ｂｉａｓ＿ｓｕｂｓｔｒａｔ}＝０）。したがって、プラズマ３２は、堆積プラズマとして適し得る。このプラズマは、堆積層２００を高密度化することを可能にしない。したがって、この堆積層は、公称ウィンドウＦ_Ｔより低い堆積温度Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}に起因して、低品質である。

【0150】

・ＰＥＡＬＤサイクル１からの、堆積層２００の表面は、プラズマ６０によって生成されたイオン衝撃に露出される。このプラズマ６０に分極が適用され、有利な方向にイオン流が生成される。この有利な方向により、イオン衝撃が表面２２０に到達することなく、層の特定の領域２１０、２１１、２１２をイオン衝撃に露出することが可能になる。分極を有するプラズマ６０を使用するこの露出は、露出領域を高密度化することを可能にする。したがって、このプラズマ６０は、高密度化プラズマとして適し得る。

【0151】

一実施形態によれば、この高密度化プラズマ６０は、１回の露出で実現することができる。

【0152】

したがって、流れ３３に露出される表面の表面部分のみが高密度化される。その結果、この表面部分は、領域２１０、２１１、２１２においてのみ層２００を保護し、層２００の他の領域２２０を覆わないままにする。この表面部分は、領域２１０、２１１、２１２のエッチングを防止するのに十分である。保護されていない領域２２０は、エッチング中にそれ自体が除去される。

【0153】

高密度化プラズマ６０は、例えば、アルゴン（Ａｒ）系、二酸素（Ｏ_２）系、または二窒素（Ｎ_２）系のプラズマとすることができる。

【0154】

高密度化プラズマステップ６０は、好ましくは、異方性高密度化のために低圧力で実施される。好ましくは、圧力は８０ｍＴｏｒｒ未満である。特に有利な例によれば、この圧力は１０ｍＴｏｒｒである。分極電力は、前述の条件および堆積材料に応じて、１０Ｗから１２０Ｗの間、好ましくは１０Ｗから９０Ｗの間である。この高密度化は、好ましくはインサイチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）で、すなわちＰＥＡＬＤサイクル１を行ったリアクタ内で行われる。好ましくは、この高密度化ステップは、ＰＥＡＬＤの手順の直後に実施される。あるいは、このプラズマ高密度化ステップは、エクスサイチュ（ｅｘ－ｓｉｔｕ）で、すなわちＰＥＡＬＤの手順を行ったリアクタから構造体１００を取り出した後に実施することもできる。

【0155】

前述の実施形態に関して、この実施形態は、イオン衝撃によって基板１００を損傷しないという利点を有する。この手段はまた、第１のサイクルで吸着される前駆体の量が少ないことに起因して、基板上に堆積した材料の付着を容易にすることができ、低密度の材料をもたらす。

【0156】

さらに、この実施形態は、分極なしでＰＥＡＬＤ堆積サイクル１Ａを行ったもの以外のリアクタで実施できるという利点を有する。したがって、この実施形態は、ＰＥＡＬＤリアクタが分極の適用を可能にしないときに実施することができる。結果的に、この実施形態は、必要な機器に課す制約が少ない。

【0157】

本発明は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態に及ぶ。

【0158】

以下の段落は、変形例を説明することを目的とする。以下に提案する変形例の特徴は、上述の各実施例と組み合わせることができる。

【0159】

上記の実施形態では、分極を伴うプラズマ（高密度化プラズマ）に露出される表面は、イオン流３３の有利な方向に対して水平であり垂直である。しかしながら、イオン流３３の有利な方向と露出面との間の角度が９０度ではないことは十分に示され得る。これは、例えば、図１０に示される実施形態の場合である。この図では、構造体１００は、水平方向に対して角度αだけ傾斜している。この角度は、構造体１００のサンプルキャリアを傾けることによって得ることができる。この図１０に見られるように、構造体１００の隆起部分の形状、すなわち、表面１１０、１２０の寸法および傾斜、並びにイオン流３３の方向は、以下を可能にすることで十分である：
・第１の表面１１０にイオン流が到達するようにする、
・イオン流が第２の表面１２０に到達しないようにする。これらの第２の表面１２０は、例えば、第１の表面１１０によって遮られ得る。

【0160】

したがって、本発明は、第１の表面１１０と直角を形成しない第２の表面１２０を影響を受けないままにすることによって、第１の表面１１０上に層２００を選択的に堆積させることを完全に可能にする。

【0161】

構造体１００の第１の表面１１０、すなわち、高密度化プラズマの間にイオン流に面している表面は、図６および８に示されるように、同じ傾斜を有することができる。しかしながら、本発明は、第１の表面１１０が少なくとも２つの異なる傾斜を有する構造体１００に及ぶ。例えば、特定の第１の表面１１０は、構造１００の後面１０２と角度φ１を形成し、他の第１の表面１１０は、この同じ後面１０２と角度φ２を形成する。同様に、第２の面１２０も少なくとも２つの傾斜を有することができる。

【0162】

構造体１００の第１の表面１１０および第２の表面１２０は、図６および８に示されるように実質的に平坦であり得る。しかしながら、本発明は、これらの第１の表面１１０および／またはこれらの第２の表面１２０が平坦でない構造体１００に及ぶ。

【0163】

上述の例では、構造体は基板１００であり、その構造物は溝１０１またはトレンチによって形成され、その側面１２０は溝１０１の上部１１１および底部１１２と直角を形成する。上述のすべての例、特徴、ステップ、および技術的利点は、他のタイプのパターンを有する基板に完全に適用可能であり、組み合わせることができる。これらは、例えば、溝１０１であってもよく、その側面１２０は、溝１０１の上部１１１および底部１１２と直角を形成しない。さらに、端子、穴、階段状のパターンなど、様々なものであり得る他の形状にすることができる。

【0164】

さらに、上述の例では、基板の構造物は、基板の前面全体にわたって分布している。しかしながら、基板を形成する構造体に関して上述したすべての例、特徴、ステップ、および技術的利点は、基板または層を形成しないが、点状構造、例えば三次元隆起部分を形成する構造体に適用可能である。構造体は、ナノ構造であるか、または複数のナノ構造を含むことができる。

【0165】

さらに、上述の例では、基板の構造物は基板によって支持されている。この構造物は、基板によって支持される層によって完全に支持または形成され得る。

【符号の説明】

【0166】

３３ イオン流
１００ 基板、構造体
１０１ 溝
１１０ 水平面、第１の表面
１１１ 上部
１１２ 底部
１２０ 垂直面、第２の表面
２００ 初期層
３００ リアクタ
３１０ 反応チャンバ
３２０ プレート
３４０ 絶縁弁
３５０ ポンプ
３６０ プラズマ源
３７０ 電圧調整デバイス

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】