[發(fā)明專利]組合的等離子體增強的沉積技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980115628.3
• 申請日: 2009-05-01
• 公開（公告）號: CN102017083A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇尼爾·申科;托尼·江
• 申請（專利權(quán)）人: 分子間公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

相關(guān)申請的交叉引用

本文檔要求通過引用并入本文的于2008年5月2日遞交的名稱為“Combinatorial?Plasma?Enhanced?Deposition?Techniques”的第61/050,159號美國臨時申請以及通過引用并入本文的于2009年4月30日遞交的名稱為“Combinatorial?Plasma?Enhanced?Deposition?Techniques”的第12/433,842號美國實用專利申請的利益。

本申請涉及通過引用并入本文的于2008年1月14日遞交的名稱為“Vapor?Based?Combinatorial?Processing”序列號12/013,729的美國專利申請。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體加工。更具體地，描述了用于組合的等離子體增強的沉積技術(shù)的技術(shù)。

發(fā)明背景

化學(xué)汽相沉積(CVD)是用于沉積薄膜以用于半導(dǎo)體制造的工藝。CVD一般包括將一種或多種反應(yīng)物(例如，前體)引入到加工室中的基底上。反應(yīng)物反應(yīng)和/或分解以沉積成膜。CVD加工時間較長(即，較長的暴露于反應(yīng)物)一般會增加層的厚度。等離子體增強的CVD(PECVD)使用加工室中的等離子體來增加反應(yīng)物的反應(yīng)速度并可允許在較低的溫度下沉積。等離子體類還可用于修改所得到的膜的屬性。

原子層沉積(ALD)是用于在各種半導(dǎo)體加工操作期間中以原子尺度厚度控制來沉積共形層的工藝。ALD可用于沉積阻隔層、粘接層、種子層、絕緣層、導(dǎo)電層等。ALD是包括至少兩種反應(yīng)物的多步驟自限制工藝。一般地，第一種反應(yīng)物(其可被稱為前體)被引入到包含基底的加工室中并吸附在基底的表面上。過量的前體被清洗掉和/或被抽走。第二種反應(yīng)物(例如，水蒸氣、臭氧或等離子體)即被引入到室中并與被吸附的層反應(yīng)以通過沉積反應(yīng)形成沉積層。沉積反應(yīng)是自限制的，因為一旦初始吸附的層與第二種反應(yīng)物完全反應(yīng)則反應(yīng)終止。過量的第二種反應(yīng)物即被清洗掉和/或被抽走。前述的步驟構(gòu)成了一個沉積或ALD“循環(huán)”。該工藝被重復(fù)以形成下一層，循環(huán)的次數(shù)確定了被沉積的膜的總厚度。等離子體增強的ALD(PEALD)是使用等離子體作為第二種反應(yīng)物的變化形式，其中等離子體構(gòu)成了來自于進(jìn)料氣體成分的離子、自由基和中性粒子的準(zhǔn)靜態(tài)平衡。

CVD和ALD可使用包括基底上方的噴頭的加工室來執(zhí)行。反應(yīng)物通過噴頭被引入到基底上。對于等離子體增強工藝，等離子體可使用室中的兩個電極之間的射頻(RF)或直流(DC)放電來產(chǎn)生。放電用于點燃室內(nèi)的反應(yīng)氣體。

半導(dǎo)體的研究和開發(fā)一般通過使用生產(chǎn)工具來執(zhí)行。因此，為了探索新的CVD和ALD技術(shù)或評定使用CVD或ALD沉積的材料，必須在整個晶片上沉積層。用這種方式研究半導(dǎo)體工藝和材料的過程可能是漫長和昂貴的。

因此，需要對使用組合的等離子體增強沉積技術(shù)的半導(dǎo)體開發(fā)進(jìn)行改進(jìn)。

附圖的簡要描述

本發(fā)明的各種實施方式在以下的詳細(xì)描述及附圖中被公開：

圖1A示出了具有多個區(qū)域的基底；

圖1B是示出了組合的加工和評定的實現(xiàn)方式的示意圖；

圖2A-2E示出了依照本發(fā)明的一個實施方式的基底加工系統(tǒng)及其部件；

圖3是示出了能夠在不同的條件下使用等離子體增強CVD(PEVCD)或等離子體增強ALD(PEALD)在多個區(qū)域中沉積不同的材料的加工系統(tǒng)的簡化圖；

圖4A是用于沉積系統(tǒng)的噴頭的下面的視圖；

圖4B示出了具有多個區(qū)域并在該多個區(qū)域上沉積了不同材料的基底；

圖5示出了包括用于執(zhí)行組合的材料沉積的可選噴頭的組合加工系統(tǒng)；

圖6是示出了在基底的一個區(qū)域上點燃且不在其他區(qū)域點燃的電等效電路；

圖7是描述了用于在基底的多個區(qū)域上改變等離子體以組合地加工基底的工藝的流程圖；以及

圖8-11是用于執(zhí)行組合的等離子體增強的ALD加工的計時圖。

詳細(xì)描述

以下提供了一個或多個實施方式的詳細(xì)描述以及附圖。詳細(xì)描述結(jié)合這樣的實施方式被提供，但不限于任何特定的例子。范圍僅由權(quán)利要求限制，且包括大量的可選方式、修改以及等效形式。大量的具體的細(xì)節(jié)在以下的描述中被闡述以便提供全面的理解。這些細(xì)節(jié)被提供的目的是舉例，且所描述的技術(shù)可在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下根據(jù)權(quán)利要求來實行。為了清楚的目的，在與實施方式有關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的技術(shù)材料未被詳細(xì)描述，以避免使本描述被不必要地模糊。