[發(fā)明專利]用于沉積磷摻雜的氮化硅膜的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980081255.6
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN113166932A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡可嵩;R·豪萊德;M·W·蔣;韓新海;H·俞;D·帕德希
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): C23C16/34
• 分類號(hào): C23C16/34;C23C16/505;C23C16/04;C23C16/455
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;張鑫

1.一種在處理腔室中在基板上沉積材料的方法，包括：

在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝期間，在RF功率的存在下將基板暴露于沉積氣體以在所述基板上沉積磷摻雜的氮化硅膜，其中：

所述沉積氣體包括硅前驅(qū)物、氮前驅(qū)物、磷前驅(qū)物、以及載氣；以及

所述磷摻雜的氮化硅膜的磷濃度在約0.1原子百分比(原子％)至約10原子％的范圍內(nèi)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：在繼續(xù)將所述基板暴露于所述沉積氣體的同時(shí)關(guān)閉所述RF功率，并且其中所述磷摻雜的氮化硅膜是硬掩模層或停止蝕刻層。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝是脈沖等離子體工藝，所述脈沖等離子體工藝包括：在繼續(xù)將所述基板暴露于所述沉積氣體的同時(shí)使所述RF功率脈沖式開啟和關(guān)閉。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝是連續(xù)等離子體工藝，所述連續(xù)等離子體工藝包括：在繼續(xù)將所述基板暴露于所述沉積氣體的同時(shí)維持所述RF功率開啟。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：通過在繼續(xù)將所述基板暴露于所述沉積氣體的同時(shí)將所述基板暴露于氫來使所述磷摻雜的氮化硅膜致密化。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：通過在所述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝和氮等離子體工藝的循環(huán)之間順序地交替來使所述磷摻雜的氮化硅膜致密化，其中所述氮等離子體工藝包括：將所述基板暴露于氮等離子體，同時(shí)停止將所述基板暴露于所述沉積氣體。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述磷濃度在約1原子％至約6原子％的范圍內(nèi)。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述磷摻雜的氮化硅膜的氮濃度在約40原子％至約70原子％的范圍內(nèi)并且所述磷摻雜的氮化硅膜的硅濃度在約25原子％至約55原子％的范圍內(nèi)。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述磷前驅(qū)物包括：膦、甲基膦、乙基膦、丙基膦、丁基膦、三氯氧磷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、上述前驅(qū)物的異構(gòu)體、或上述前驅(qū)物的任何組合。

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氮前驅(qū)物包括：氨、肼、二甲基肼、叔丁基肼、苯肼、2,2’-偶氮異丁烷、疊氮乙烷、上述前驅(qū)物的異構(gòu)體、或上述前驅(qū)物的任何組合，并且其中所述硅前驅(qū)物包括：甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷、丁硅烷、戊硅烷、甲基硅烷、氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯化硅、六氯乙硅烷、或上述前驅(qū)物的任何組合。

11.一種在處理腔室中在基板上沉積材料的方法，包括：

在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝期間，將基板暴露于沉積氣體，同時(shí)在所述基板上沉積磷摻雜的氮化硅膜，其中：

所述沉積氣體包括硅前驅(qū)物、氮前驅(qū)物、磷前驅(qū)物、以及載氣；以及

所述磷摻雜的氮化硅膜的磷濃度在約0.5原子百分比(原子％)至約8原子％的范圍內(nèi)。

12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述沉積氣體包括膦、甲硅烷和氨，并且其中所述磷濃度在約1原子％至約6原子％的范圍內(nèi)。

13.一種在處理腔室中在基板上沉積材料的方法，包括：

在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝期間，將基板暴露于沉積氣體以在所述基板上沉積磷摻雜的氮化硅膜，其中：

所述沉積氣體包括硅前驅(qū)物、氮前驅(qū)物、磷前驅(qū)物、以及載氣；以及

所述磷摻雜的氮化硅膜的磷濃度在約0.1原子百分比(原子％)至約10原子％的范圍內(nèi)；

停止所述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝；隨后

在氮等離子體工藝期間將所述基板暴露于氮等離子體以使所述磷摻雜的氮化硅膜致密化；

停止所述氮等離子體工藝；以及

順序地重復(fù)所述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝和所述氮等離子體工藝的循環(huán)。