[發明專利]進行等離子體增強原子層沉積的方法和系統

有效

• 申請號: 200680051358.0
• 申請日: 2006-11-09
• 公開（公告）號: CN101535524A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 雅克·法戈特
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 肖善強

1.一種在氣相沉積系統中在襯底上形成薄膜的方法，包括：

將襯底放置在所述氣相沉積系統的處理室中的襯底支架上，所述處理 室具有所述襯底上方限定的第一處理空間，所述第一處理空間具有第一體 積；

使用等離子體增強原子層沉積(PEALD)工藝在所述襯底上沉積薄 膜，所述等離子體增強原子層沉積工藝包括：

通過下述步驟將氣態膜前驅體引入到所述襯底的表面：

調整所述處理室處理體積從而形成第二處理空間，所述第二處 理空間包含在所述處理室內，并包括所述第一處理空間的一部分，且 所述第二處理空間具有小于所述第一體積的第二體積；

在第一時間段內將包括所述氣態膜前驅體的第一處理材料引入 到所述第二處理空間內；和

在所述第一時間段內在所述第二處理空間內將所述襯底暴露于 所述第一處理材料；

通過下述步驟使所述襯底的所述表面上的所述氣態膜前驅體與等離子 體反應形成薄膜：

調整所述處理室處理體積從而重新形成所述第一處理空間；

將第二處理材料引入到所述第一處理空間內；

在所述第一處理空間內從所述第二處理材料形成所述等離子 體，和

在所述第一時間段之后將所述襯底暴露于所述第二處理材料持 續第二時間段。

2.如權利要求1的方法，還包括：

利用多次沉積循環重復進行將所述氣態膜前驅體引入到所述襯底和使 所述襯底上的所述氣態膜前驅體與等離子體反應，從而形成具有預定厚度 的所述薄膜。

3.如權利要求1的方法，其中調整所述處理室處理體積從而重新形成 所述第一處理空間包括：

將所述襯底支架移動至提高所述等離子體的均勻度的位置。

4.如權利要求3的方法，其中所述移動包括：

將所述襯底支架設定在可使等離子體均勻度在整個襯底直徑上優于 2％的位置上。

5.如權利要求4的方法，其中所述移動包括：

將所述襯底支架設定在可使等離子體均勻度在整個襯底直徑上優于 1％的位置上。

6.如權利要求1的方法，其還包括：

沉積鉭膜、氮化鉭膜或碳氮化鉭膜中的至少一種。

7.如權利要求1的方法，其還包括：

沉積金屬膜、金屬氧化物膜、金屬氮化物膜、金屬硅化物膜或金屬碳 氮化物膜中的至少一種或這些膜的任意組合。

8.如權利要求1的方法，還包括：

沉積Cu膜、Al膜、氧化鋯膜、氧化鉿膜、氧化硅膜、氮化硅膜、氮 化鈦膜或GaN膜中的至少一種或這些膜的任意組合。

9.如權利要求1的方法，其中所述引入氣態膜前驅體包括：

將所述氣態膜前驅體引入被護罩包圍的襯底上方區域。

10.如權利要求9的方法，還包括：

通過用泵抽吸所述氣態膜前驅體穿過所述護罩上的孔，將所述膜前驅 體從所述襯底上方區域排空。

11.如權利要求1的方法，其中形成所述等離子體包括：

施加頻率為0.1-100MHz的RF能量。

12.如權利要求11的方法，其中形成所述等離子體包括：

生成功率密度小于10W/cm²的還原等離子體。

13.如權利要求11的方法，其中形成所述等離子體包括：

生成功率密度小于1W/cm²的還原等離子體。

14.如權利要求11的方法，還包括：

維持所述等離子體的時間小于20s。

15.如權利要求11的方法，還包括：

維持所述等離子體的時間小于5s。

16.如權利要求1的方法，還包括：

在引入氣態膜前驅體之后引入凈化氣體。