[發明專利]通過熱ALD和PEALD沉積氧化物膜的方法

有效

• 申請號: 201810116717.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108411281B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 深澤篤毅;福田秀明
• 申請（專利權）人: ASMIP控股有限公司
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉多益;樂洪詠

一種用于通過熱ALD和PEALD將氧化物膜沉積于襯底上的方法，其包括：在反應室中提供襯底；通過熱ALD在所述反應室中將第一氧化物膜沉積于所述襯底上；和在不中斷真空的情況下，通過PEALD在所述反應室中將第二氧化物膜連續沉積于所述第一氧化物膜上。

技術領域

本發明大體上涉及一種通過熱原子層沉積(熱ALD)和等離子體增強原子層沉積(PEALD)來沉積氧化物膜的方法。

背景技術

隨著半導體裝置微型化的發展，在半導體制造工藝期間引起的對凹槽圖案或底層的損壞變得更加難以解決。這是因為當使裝置微型化時，由凹槽圖案或底層的受損所引起的尺寸變化更大程度地影響圖案化精密性，導致功能下降。常規地，SiO膜用于圖案化或用作通過PEALD沉積的功能膜；然而，使用直接等離子體即電容耦合等離子體(CCP)的PEALD導致凹槽圖案或底層受損，并且損壞程度往往取決于等離子體功率，并且因此，已使用低RF功率用于構造微型化半導體裝置。確切地說，由于基于碳的底層對氧化的耐性較低，因此通常施加低RF功率以便使對底層的損壞降到最低。當損壞通過膜的收縮率表現時，常規地，底膜通常顯示約2％到5％的收縮率。然而，在微型化裝置中越來越需要較小的膜收縮率。

對與相關技術相關的問題和解決方案的任何論述已僅出于向本發明提供背景的目的包括于本公開中，并且不應被視為承認論述中的任一項或全部在創作本發明時是已知的。

發明內容

在一些實施例中，使用連續兩步法形成氧化物膜，所述方法包含熱ALD作為第一步驟和PEALD作為第二步驟，以避免將襯底的底層暴露于等離子體，從而抑制底層的尺寸降級和/或氧化。在一些實施例中，第一步驟和第二步驟在同一反應室中連續進行。在一些實施例中，由于用于熱ALD的反應物和前體的反應性高于用于PEALD的反應物和前體的反應性，即使當其處于非激發態時也如此，因此將反應物以針對熱ALD與針對PEALD的流動路徑不同的流動路徑供應到反應室。用于熱ALD的前體可以與用于PEALD的前體不同或相同。

出于概述本發明的方面和優于相關技術而實現的優勢的目的，本發明的某些目標和優勢描述于本公開中。當然，應理解，未必所有這類目標或優勢可以根據本發明的任何特定實施例來實現。因此，舉例來說，所屬領域的技術人員將認識到本發明可以按實現或優化如本文中教示的一種優勢或一組優勢的方式實施或進行，而不必須獲得如本文中可以教示或表明的其它目標或優勢。

本發明的其它方面、特征和優勢將從之后的實施方式變得顯而易見。

附圖說明

現將參考優選實施例的圖式來描述本發明的這些和其它特征，所述優選實施例在于說明并且不限制本發明。所述圖式出于說明性目的被大大簡化并且未必按比例。

圖1A是可用于本發明的一個實施例的用于熱ALD和等離子體增強ALD(PEALD)沉積氧化物膜的ALD(原子層沉積)設備的示意性圖示。

圖1B說明可用于本發明的一個實施例的使用流通系統(FPS)的前體供應系統的示意性圖示，其中(a)表示運載氣體流過瓶以從那里攜帶前體的狀態，并且(b)表示運載氣體繞過瓶的狀態。

圖2顯示根據本發明的一個實施例的一個循環的熱ALD的示意性過程順序，其中灰色單元表示開啟狀態而白色單元表示斷開狀態，并且每欄的寬度不表示每一過程的持續時間。

圖3顯示根據本發明的一個實施例的與一個循環的PEALD的示意性過程順序組合的一個循環的熱ALD的示意性過程順序，其中灰色單元表示開啟狀態而白色單元表示斷開狀態，并且每欄的寬度不表示每一過程的持續時間。

圖4顯示根據本發明的一個實施例的一個循環的PEALD的示意性過程順序，其中灰色單元表示開啟狀態而白色單元表示斷開狀態，并且每欄的寬度不表示每一過程的持續時間。