[發明專利]用于硬掩模的金屬介電膜的沉積

在審

• 申請號: 202211640544.5
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN116013767A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 法亞茲·謝赫;西麗斯·雷迪
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C23C16/32;C23C16/34;C23C16/509
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;張靜

本發明涉及用于硬掩模的金屬介電膜的沉積。用于在襯底上沉積金屬介電膜的系統和方法包括：將襯底布置在等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)處理室中；供給載氣至所述PECVD處理室；供給介電前體氣體至所述PECVD處理室；供給金屬前體氣體至所述PECVD處理室；在所述PECVD處理室中產生等離子體；以及在低于500℃的處理溫度下，在所述襯底上沉積金屬介電膜。

本申請是申請號為201610168111.2，申請日為2016年3月23日，申請人為朗姆研究公司，發明創造名稱為“用于硬掩模的金屬介電膜的沉積”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及襯底處理系統和方法，更具體地，涉及在襯底上沉積硬掩模的系統和方法。

背景技術

本文提供的背景描述的目的是總體上呈現本公開的背景。本發明署名的發明人的工作，就其在該技術背景部分以及說明書的一些方面中所描述的、可能不符合作為提交時的現有技術的工作而言，既不明確也不暗示地承認其作為本公開的現有技術。

用于進行沉積和/或蝕刻的襯底處理系統包括具有基座的處理室。襯底(例如半導體晶片)可以放置在基座上。例如，在化學氣相沉積(CVD)工藝中，包括一種或多種前體的氣體混合物可被引入到處理室中，以在襯底上沉積膜或蝕刻襯底。在某些襯底處理系統中，等離子體可被用于激活化學反應，并在此被稱作等離子體增強CVD(PECVD)。

在處理襯底期間，無定形碳和硅膜可被用作硬掩模以蝕刻高深寬比的特征。例如，在3D存儲器應用中，硬掩模膜應具有高度蝕刻選擇性。因此，硬掩模膜應當具有較高的模量、較致密和較抗化學蝕刻的粘合基質。于在開口處理過程中能夠除去硬掩模膜和對介電蝕刻工藝具有高選擇性之間保持平衡。

碳化鎢膜是結晶的并且被認為是硬涂層。碳化鎢可以充當良好的硬掩模膜。然而，碳化鎢膜通常難以去除。碳化鎢膜通常采用PECVD之外的沉積方法沉積。當使用PECVD沉積碳化鎢膜時，使用非常高的處理溫度(約800℃)。例如，參見“Plasma?Enhanced?ChemicalVapor?Deposition?Nanocrystalline?Tungsten?Carbide?Thin?Film?and?Its?Electro-catalytic?Activity”,H.Zheng?et.al.,Journal?of?Material?Science?Technologies,Vol.21,No.4?2005,pp545-548。在PECVD中使用的較高加工溫度通常不適合于許多應用。

發明內容

一種用于在襯底上沉積金屬介電膜的方法包括：將襯底布置在等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)處理室中；供給載氣至所述PECVD處理室；供給介電前體氣體至所述PECVD處理室；供給金屬前體氣體至所述PECVD處理室；在所述PECVD處理室中產生等離子體；以及在低于500℃的處理溫度下，在所述襯底上沉積金屬介電膜。

在其它特征中，所述金屬前體氣體選自由鈦前體氣體、鉭前體氣體、鎢前體氣體和釩前體氣體組成的組。

在其它特征中，所述金屬前體氣體包括鎢前體氣體。所述鎢前體氣體包括WF_a，其中a是大于或等于1的整數。所述鎢前體氣體包括雙(叔丁基亞氨)-雙-(二甲氨基)鎢(bis(tert-butylimido)-bis-(dimethylamido)tungsten)(BTBMW)。所述載氣選自由氫分子(H₂)、氬(Ar)、氮分子(N₂)、氦(He)和/或它們的組合組成的組。

在其它特征中，所述介電前體氣體包括烴前體氣體。所述烴前體氣體包括C_xH_y，其中x是從2至10中的整數，而y是從2至24中的整數。所述介電前體氣體包括基于氮化物的前體氣體。所述烴前體氣體選自由甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、環己烷、苯和甲苯組成的組。所述金屬介電膜是納米結晶態的。