[發明專利]碳摻雜氧化硅的沉積

在審

• 申請號: 202080012410.1
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN113383108A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王美良;雷新建;H·錢德拉;M·R·麥克唐納
• 申請（專利權）人: 弗薩姆材料美國有限責任公司
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455;C23C16/56;C23C16/44
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華;徐志明

用于將包含硅和氧的膜沉積到襯底上的方法包括(a)在反應器中提供襯底；(b)將至少一種選自本文所述的式A、B和C的硅前體化合物引入反應器中，(c)用吹掃氣體吹掃反應器；(d)將含氧源和含氮源中的至少一種引入反應器中；和(e)用吹掃氣體吹掃反應器，其中重復步驟b至e直到沉積所需厚度的所得含硅膜；以及(f)用R³_xSi(NR¹R²)_4?x處理所得含硅膜，其中R^1?3與前述相同，優選為甲基或乙基；并且x＝1、2或3；并且其中該方法在約20℃至300℃范圍的一個或多個溫度下進行。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年2月5日提交的美國臨時專利申請第62/801,248號的優先權，上述申請的全部教導出于所有允許的目的通過引用并入本文。

發明領域

本發明涉及可用于沉積含硅和氧的膜(包括碳摻雜氧化硅膜)的有機硅化合物、使用該化合物沉積含氧化硅膜的方法以及從該化合物和方法獲得的膜。

發明背景

原子層沉積(ALD)和等離子體增強原子層沉積(PEALD)是用于在低溫(500℃)下沉積例如氧化硅保形膜的工藝。在ALD和PEALD工藝中，前體和反應性氣體(例如，氧氣或臭氧)在一定數量的循環中單獨脈沖，以在每一個循環中反復形成單層的氧化硅。

有機氨基硅烷和氯硅烷前體是本領域已知的，并且可用于在相對低溫(300℃)下和以相對較高的每循環生長(GPC1.0埃/循環)通過原子層沉積(ALD)和等離子體增強原子層沉積(PEALD)工藝沉積含硅膜。本領域需要提供用于沉積用于電子工業中的某些應用的高碳含量(例如，通過x射線光電子能譜(XPS)測量的約10原子％或更高的碳含量)含硅膜的組合物和使用該組合物的方法。碳摻雜的含硅膜的一些重要特性是濕蝕刻抗性和疏水性。一般來說，將碳引入到含硅膜有助于降低濕蝕刻速率并增加疏水性。將碳添加到含硅膜的其他優點包括降低介電常數和/或改善膜的其他電子或物理屬性。

在以下公開出版物、專利和專利申請中公開了已知的前體和方法的實例。

美國公開號2015087139AA描述了使用氨基官能化碳硅烷通過熱ALD或PEALD工藝沉積含硅膜。

美國專利號9,337,018B2描述了使用有機氨基乙硅烷通過熱ALD或PEALD工藝沉積含硅膜。

美國專利號8,940,648B2、9,005,719B2和8,912,353B2描述了使用有機氨基硅烷通過熱ALD或PEALD工藝沉積含硅膜。

美國公開號2015275355AA描述了使用單和雙(有機氨基)烷基硅烷通過熱ALD或PEALD工藝沉積含硅膜。

美國公開號2015376211A描述了使用單(有機氨基)-、鹵代-和假鹵代-取代的三甲硅烷基胺通過熱ALD或PEALD工藝沉積含硅膜。

公開號WO15105350描述了使用具有至少一個Si-H鍵的4元環環二硅氮烷通過熱ALD或PEALD工藝沉積含硅膜。

美國專利號8,575,033描述了在襯底表面上沉積碳化硅膜的方法。該方法包括使用氣相碳硅烷前體并且可以采用等離子體增強的原子層沉積工藝。

美國公開號2013/0224964教導了一種通過原子層沉積(ALD)在半導體襯底上形成具有Si-C鍵的介電膜的方法，其包括：(i)在襯底表面吸附前體；(ii)使吸附的前體與反應性氣體在表面上反應；(iii)重復步驟(i)和(ii)以在襯底上形成至少具有Si-C鍵的介電膜。