[發明專利]用于增大ALD工藝的沉積速率的方法

在審

• 申請號: 201980052972.6
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN112567071A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 丹尼斯·豪斯曼;亞力山大·R·福克斯;科琳·勞勒
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/34;C23C16/40
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張華

一種通過使揮發性堿與金屬有機物、金屬鹵化物、或金屬雜化物前體共流而增大原子層沉積(ALD)工藝的沉積速率的方法。該堿不會與其共流的前體反應，使得在流動時間期間該堿不會在襯底上產生任何可測量的膜或在該處理室中產生任何可測量的顆粒。添加堿性催化劑增大與其共流的前體的吸附率。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年8月6日申請的美國專利申請No.16/056,301的優先權，其通過引用合并于此以用于所有目的。

技術領域

本公開內容涉及半導體處理的方法。更具體而言，本公開內容涉及增大原子層沉積(ALD)工藝的沉積速率的方法。

背景技術

ALD是一種半導體處理中所使用的薄膜沉積方法且被認為是使得能沉積原子級的極薄的保形膜的沉積方法。利用ALD沉積能精確地控制所沉積的膜的厚度和組成。一般而言，在ALD工藝中，將半導體襯底暴露于交替的前體以在襯底表面上生長膜。每一ALD循環包含多種前體中的每一種的脈沖化，使不同前體的脈沖不重疊,并且不同前體不會同時出現在反應器中。利用每一脈沖，前體分子與襯底表面反應而在表面上形成膜，一旦襯底表面上的所有反應性位點都被消耗時則反應停止。

然而已知ALD是非常慢的工藝，且ALD的緩慢沉積速率被認為是其主要限制。利用傳統的兩前體(如硅的酰胺和O₂等離子體)ALD工藝來沉積二氧化硅(SiO₂)，通常僅達到每循環約的沉積速率，具體取決于溫度。因此，期望ALD工藝能有較快的沉積速率。

發明內容

根據一實施方案，提供了一種用于增大原子層沉積(ALD)工藝的沉積速率的方法。提供處理室，其中襯底在所述室中。使第一前體流入所述室中。所述第一前體包含金屬有機物、金屬鹵化物、或金屬雜化物(metal halide)，并且所述第一前體的吸附導致在所述襯底上生長膜。使氣相的堿與所述第一前體共流至所述室中，以將所述襯底的表面同時暴露于所述第一前體與所述堿。所述堿不會與所述第一前體反應，使得所述堿不會在所述襯底的所述表面上產生任何能測量的膜，并且所述堿不會在所述室中產生任何能測量的顆粒。使第二前體流入所述室中，并且所述第二前體的吸附提供所述膜的氧化或氮化。

根據另一實施方案，提供了一種用于增大原子層沉積(ALD)工藝的沉積速率的方法。提供處理室，其中襯底在所述室中。使第一前體流入所述室中。所述第一前體是金屬有機物、金屬鹵化物、或金屬雜化物，并且所述第一前體的吸附導致在所述襯底上生長膜。使揮發性的堿與所述第一前體共流至所述室中，以將所述襯底的表面同時暴露于所述第一前體與所述堿。所述堿不會與所述第一前體反應，使得所述堿不會在所述襯底的所述表面上產生任何能測量的膜且所述堿不會在所述室中產生任何能測量的顆粒。使揮發性的堿或酸與第二前體共流入所述室中，并且所述第二前體的吸附提供所述膜的氧化或氮化。

根據又一實施方案，提供了一種用于增大等離子體增強原子層沉積(ALD)工藝的沉積速率的方法。提供處理室，其中襯底在所述室中。使第一前體流入所述室中。所述第一前體包含金屬有機物、金屬鹵化物、或金屬雜化物，并且所述第一前體的吸附導致在所述襯底上生長膜。使氣相的堿與所述第一前體共流至所述室中，以將所述襯底的表面同時暴露于所述第一前體與所述堿。所述堿不會與所述第一前體反應，使得所述堿不會在所述襯底的所述表面上產生任何能測量的膜且所述堿不會在所述室中產生任何能測量的顆粒。使經等離子體點燃的第二前體流入所述室中，并且所述第二前體的吸附提供所述膜的氧化或氮化。

附圖說明

本公開內容在附圖的圖中通過示例的方式說明而非通過限制的方式說明，在附圖中類似的附圖標記代表類似的元件，其中：

圖1為根據一實施方案的具有增大的沉積速率的ALD方法的流程圖。

圖2為根據另一實施方案的具有增大的沉積速率的ALD方法的流程圖。

具體實施方式