[發明專利]SiOCN薄膜的形成

在審

• 申請號: 202110047963.7
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN113140444A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: V·沙爾瑪
• 申請（專利權）人: ASMIP控股有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張全信

提供了在反應空間中的襯底上沉積含硅薄膜的方法。所述方法可以包括包含至少一個沉積循環的氣相沉積工藝，所述至少一個沉積循環包括使襯底與包含鹵代硅烷的硅前體和包含酰基鹵的第二種反應物依序接觸。在一些實施例中，沉積Si(O,C,N)薄膜且通過調節沉積條件能夠調節膜中的氮和碳濃度。

相關申請的引用

本申請要求2020年1月17提交的美國臨時申請第62/962,667號的優先權，所述美國臨時申請通過引用以其全文結合在此。

技術領域

本公開大體上涉及半導體裝置制造領域，并且更具體地說，涉及氧化硅以及其它含硅膜的形成。

背景技術

越來越需要介電常數(k)相對較低并且基于酸或基于堿的濕式蝕刻速率相對較低的介電材料。典型地，用于形成含有硅基膜的沉積工藝需要單獨的氧反應物，例如臭氧或氧等離子體，并且在熱處理的情況下需要相對較高的沉積溫度。

發明內容

在一些方面中，提供了用于沉積含硅膜的氣相沉積方法。在一些實施例中，氣相沉積方法是包含一輪或多輪沉積循環的循環方法，其中使襯底與兩種或更多種反應物(包括硅反應物，例如鹵化硅，和胺反應物)依序接觸。

在一些實施例中，在反應空間中的襯底上沉積含硅薄膜的方法包含循環氣相沉積工藝，例如原子層沉積(ALD)工藝，其中至少一個沉積循環包含使襯底與氣相硅前體、胺反應物和酰基鹵或羧酸反應物接觸。在一些實施例中，硅反應物是鹵代硅烷。在一些實施例中，使襯底與酰基鹵或羧酸反應物、胺反應物和硅前體按照這種次序接觸。在一些實施例中，使襯底與硅前體、胺反應物和酰基鹵或羧酸反應物按照這種次序接觸。在一些實施例中，在約100至約450℃的溫度下執行沉積循環。

在一些實施例中，還使襯底與第二種胺反應物在一輪或多輪沉積循環中接觸。在一些實施例中，第二種胺反應物與第一種胺反應物相同。在一些實施例中，使襯底與硅前體、第一種胺反應物、酰基鹵或羧酸反應物和第二種胺反應物按照這種次序接觸。在一些實施例中，使襯底與酰基鹵或羧酸反應物、第一種胺反應物、硅反應物和第二種胺反應物按照這種次序接觸。在一些實施例中，使襯底另外與氫反應物接觸，例如NH₃、N₂H₂或被烷基取代的肼。在一些實施例中，氫反應物是氮族元素氫化物。在一些實施例中，在沉積循環中，使襯底依序與硅反應物、氫反應物、酰基鹵或羧酸反應物和胺反應物按照這種次序接觸。

在一些實施例中，硅反應物具有式Si_nX_2n+2，其中X是鹵素，并且n是1到4的整數。在一些實施例中，硅反應物是烷基鹵代硅烷。在一些實施例中，硅反應物是八氯三硅烷。在一些實施例中，酰基鹵反應物包含二酰基鹵或三酰基鹵。在一些實施例中，羧酸反應物包含二羧酸或三羧酸。在一些實施例中，胺反應物包含二胺或三胺。

在一些實施例中，含硅薄膜包含約0至約30at％氮和約0至約30at％碳。在一些實施例中，含硅薄膜包含約3至約30at％氮和約3至約30at％碳。在一些實施例中，含硅膜是SiOCN膜。在一些實施例中，沉積的含硅膜在稀HF(0.5重量％水溶液)中具有大于30納米/分鐘的濕式蝕刻速率。在一些實施例中，含硅薄膜具有小于約6.5的k值。

附圖說明

圖1是根據一些實施例利用原子層沉積(ALD)工藝沉積含硅薄膜的工藝流程圖。

圖2是根據一些實施例利用ALD工藝沉積含硅薄膜的工藝流程圖。

圖3是根據一些實施例利用ALD工藝沉積含硅薄膜的工藝流程圖。

圖4是根據一些實施例利用ALD工藝沉積含硅薄膜的工藝流程圖。

具體實施方式