[發(fā)明專利]形成高質(zhì)量的低溫氮化硅膜的方法和設(shè)備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910142568.6
• 申請(qǐng)日: 2003-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN101597754A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·王;E·A·C·桑柴茲;A·陳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/34
• 分類號(hào): C23C16/34;H01L21/318;H01L21/3105
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民;路小龍

1.一種形成氮化硅膜的方法，包括：

將襯底加熱到550℃或更低的溫度；

在將所述襯底加熱到550℃或更低溫度的同時(shí)，對(duì)含硅和氮源氣體 或者含硅源氣體和含氮源氣體進(jìn)行熱分解，從而在所述襯底上形成氮 化硅膜，其中所述含硅和氮源氣體或者含硅源氣體選自有機(jī)乙硅烷、 有機(jī)甲硅烷、有機(jī)氨基乙硅烷和有機(jī)氨基甲硅烷；然后

利用氫自由基來處理所述氮化硅膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氫自由基通過含氫源氣 體的等離子體分解而形成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述含氫源氣體包括NH₃。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述含氫源氣體進(jìn)一步包括 H₂。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述含氫源氣體包括H₂。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，與所述含氫源氣體一起提供 惰性氣體，該惰性氣體選自由氮?dú)狻搴秃そM成的組。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述含氫源氣體的所述等離 子體分解發(fā)生于遠(yuǎn)離用氫自由基來處理所述氮化硅膜的第二室的第一室 中。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用所述氫自由基對(duì)所述氮 化硅膜所作的處理在100毫托-5托的壓力下進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氮化硅膜的氯濃度在所 述膜被處理之前為1.0at.％以上，在所述膜被處理之后為1.0at.％以下。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氮化硅膜的碳濃度在 所述膜被處理之前為10at.％以上，在所述膜被處理之后為5at.％以下。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述氮化硅膜的沉積 速率大于/分鐘。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在利用所述氫自由基進(jìn)行處 理之前，所形成的所述氮化硅膜的厚度小于

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述氫自由基處理之前， 所述氮化硅膜的氫濃度為15at.％以上。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述硅源氣體或所述硅和 氮源氣體包括與氮原子相鍵合的有機(jī)基團(tuán)，該氮原子與第一硅原子鍵 合，而該第一硅原子與第二硅原子之間具有一個(gè)單鍵。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述含硅源氣體或所述含 硅和氮源氣體包括氯化或未氯化的氨基硅烷或氨基乙硅烷 R₂N-Si(R′₂)-Si_x(R′₂)_y-NR₂，其中x＝y(tǒng)＝0或1；R，R′是Cl、或甲基、 或乙基、或異丙基、或其它烷基基團(tuán)、或其它烷基氨基基團(tuán)、或含N 的環(huán)狀基團(tuán)、或甲硅烷基基團(tuán)的任意組合。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括，通過對(duì)含硅和氮源 氣體或含硅源氣體和含氮源氣體進(jìn)行熱分解而在所述處理過的氮化硅 膜上形成第二層氮化硅膜；并且

利用氫自由基來處理所述第二層氮化硅膜。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用氫自由基以5×10¹⁵個(gè)原子/cm²-1×10¹⁷個(gè)原子/cm²的流量處理所述氮化硅膜。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，利用所述氫自由基處理所 述氮化硅膜時(shí)的壓力為100毫托-5托。

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述氮化硅膜時(shí)的壓 力為10-350托。