[發(fā)明專利]一種原子層沉積方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810569904.4
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN110565072B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/458;C23C16/52
• 代理公司: 上海盈盛知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

本發(fā)明屬于集成電路的薄膜制備領(lǐng)域，具體涉及一種原子層沉積方法，包括如下步驟：通入第一反應(yīng)氣體，所述第一反應(yīng)氣體部分附著于所述下電極的表面；通入第一清潔氣體，以排出所述反應(yīng)腔室中殘留的所述第一反應(yīng)氣體；通入第二反應(yīng)氣體，所述第二反應(yīng)氣體與所述第一反應(yīng)氣體反應(yīng)，以形成第一層薄膜；通入第二清潔氣體，以排出所述反應(yīng)腔室中殘留的第二反應(yīng)氣體以及反應(yīng)的副產(chǎn)物；所述通入第一清潔氣體所用時間為承載臺旋轉(zhuǎn)一周用時的整數(shù)倍。其能有效保證每一步沉積的效果，使得最終獲得的薄膜具有均勻的厚度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路的薄膜制備領(lǐng)域，具體涉及一種原子層沉積方法。

背景技術(shù)

原子層沉積(ALD)技術(shù)是目前最先進(jìn)的薄膜沉積技術(shù)之一，其采用的單原子逐層沉積的方式使得制備的薄膜在均一性、粗糙度等性能方面有了很大的改進(jìn)，除生長速率較低外，其余方面都優(yōu)于其他沉積方式。

在進(jìn)行原子層沉積時，ALD反應(yīng)前驅(qū)體需要能夠迅速的與襯底材料、或者襯底材料表面基團(tuán)進(jìn)行有效化學(xué)反應(yīng)，并達(dá)到飽和吸附來完成薄膜沉積。

但現(xiàn)有技術(shù)中在ALD技術(shù)制備的薄膜存在局部過厚與局部過薄的情形，如圖1-2所示沉積的薄膜厚度不同(1、2、3、4、5)；同時會存在副產(chǎn)物顆粒6。為了提高沉積薄膜的質(zhì)量，中國專利CN1503326A“增加原子層沉積速率的方法”，其主要通過控制排氣閥來控制前驅(qū)體反應(yīng)成膜的厚度。但實際應(yīng)用時，前驅(qū)體并不能清理干凈，在重復(fù)成膜時，前一次成膜留下的雜質(zhì)會影響后一次成膜的質(zhì)量。因此，其不能有效保證成膜效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種原子層沉積方法，其能有效保證每一步沉積的效果，使得最終獲得的薄膜具有均勻的厚度。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為，一種原子層沉積方法，包括如下步驟：

S1、提供反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室中置有能夠旋轉(zhuǎn)的承載臺；所述承載臺上載入設(shè)有下電極支架組的晶圓；

S2、向所述反應(yīng)腔室中通入第一反應(yīng)氣體，所述第一反應(yīng)氣體部分附著于所述下電極支架組的表面；

S3、進(jìn)行第一腔室清潔，包括先對所述反應(yīng)腔室進(jìn)行第一抽真空處理，再向所述反應(yīng)腔室中通入第一清潔氣體，由所述第一抽真空處理至所述第一清潔氣體的通入的循環(huán)操作為兩次或兩次以上以排出所述反應(yīng)腔室中懸浮殘留的所述第一反應(yīng)氣體；

S4、向所述反應(yīng)腔室中通入第二反應(yīng)氣體，所述第二反應(yīng)氣體與附著于所述下電極支架組表面的所述第一反應(yīng)氣體反應(yīng)，以在所述下電極支架組的表面形成第一層薄膜；

S5、進(jìn)行第二腔室清潔，包括先對所述反應(yīng)腔室進(jìn)行第二抽真空處理，再向所述反應(yīng)腔室中通入所述第二清潔氣體，以排出所述反應(yīng)腔室中懸浮殘留的第二反應(yīng)氣體以及所述第一反應(yīng)氣體與所述第二反應(yīng)氣體反應(yīng)的游離副產(chǎn)物；

其中，所述第一抽真空處理和所述第一清潔氣體的通入過程中，所述承載臺保持旋轉(zhuǎn)，通入所述第一清潔氣體所用時間滿足所述承載臺旋轉(zhuǎn)一周用時的整數(shù)倍關(guān)系，由所述第一抽真空處理至所述第一清潔氣體的通入的循環(huán)操作次數(shù)大于由所述第二抽真空處理至所述第二清潔氣體的通入的操作次數(shù)。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述第一反應(yīng)氣體包括氧源前驅(qū)體，所述第二反應(yīng)氣體包括C₁₁H₂₂N₃Zr，且不與所述第一清潔氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述第一清潔氣體和所述第二清潔氣體包括惰性氣體和氮氣中的其中一種。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述第一抽真空處理所用時間亦滿足所述承載臺旋轉(zhuǎn)一周用時的整數(shù)倍關(guān)系。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述下電極支架組包括下支撐層、中間支撐層、上支撐層以及下電極本體；所述下支撐層、所述中間支撐層及所述上支撐層分別支撐所述下電極本體的底部、中間部和頂部。