具有射频功率渐变的等离子体增强原子层沉积制造技术

本文提供了使用具有渐升射频(RF)功率的等离子体增强原子层沉积(PEALD)来沉积薄膜的方法和装置。实施方案涉及在低RF功率设置下形成初始屏蔽层之后增加PEALD循环的RF功率设置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有射频功率渐变的等离子体增强原子层沉积
通过引用并入
[0001]PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

技术介绍

[0002]包含氧化硅膜的各种材料的膜是在用于各种应用的半导体处理中使用。可使用诸如等离子体增强原子层沉积(PEALD)的不同技术来沉积氧化硅膜。随着技术的进步，沉积高质量膜变得具有挑战。
[0003]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

技术实现思路

[0004]简言之，在某些实施方案中，一种沉积膜的方法可以包括：向处理室提供衬底；在第一等离子体增强原子层沉积(PEALD)循环中在所述衬底上沉积第一量的材料；在第二PEALD循环中在所述衬底上沉积第二量的所述材料；以及在第三PEALD循环中在所述衬底上沉积第三量的所述材料。所述方法还包括作为所述第一循环的一部分的以下操作：在允许所述前体吸附到所述衬底的表面上的条件下将所述衬底暴露于前体，从而形成所述前体的第一吸附层；以及将所述前体的所述第一吸附层暴露于使用第一等离子体功率电平产生的第一等离子体。所述方法还包括作为所述第二循环的一部分的以下操作：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于所述前体，从而形成所述前体的第二吸附层；以及将所述前体的所述第二吸附层暴露于使用第二等离子体功率电平产生的第二等离子体，其中所述第二等离子体功率电平可以大于所述第一等离子体功率电平，并且其中所述第二PEALD循环可以在所述第一PEALD循环之后执行。所述方法还包括作为所述第三循环的一部分的以下操作：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于前体，从而形成所述前体的第三吸附层；以及将所述前体的所述第三吸附层暴露于使用第三等离子体功率电平产生的第三等离子体，其中所述第三等离子体功率电平可以大于所述第二等离子体功率电平，并且其中所述第三PEALD循环可以在所述第二PEALD循环之后执行。
[0005]在一些实施方案中，所述衬底可以是300mm晶片，对于所述300mm晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于1.0千瓦，并且对于所述300mm晶片，所述第三等离子体功率电平可以大于2.0千瓦。在一些实施方案中，所述衬底可以是300mm晶片，对于所述300mm晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于500瓦，并且对于所述300mm晶片，所述第三等离子体功率电平可以大于3.5千瓦。在一些实施方案中，所述第一等离子体功率电平可以不超过所述第二等离子体功率电平的一半。在一些实施方案中，所述衬底可以是300mm晶片，对于所述
300mm晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于1.0千瓦，并且可以重复所述第一循环，包括使用所述第一等离子体功率电平，直到所沉积的所述材料的厚度超过20埃。在一些实施方案中，所述方法还包括：在第四PEALD循环中在所述衬底上沉积第四量的所述材料，并且所述第四循环包括：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于所述前体，从而形成所述前体的第四吸附层；以及将所述前体的所述第四吸附层暴露于使用第四等离子体功率电平产生的第四等离子体，其中所述第四等离子体功率电平可以大于所述第三等离子体功率电平，并且所述第四PEALD循环可以在所述第三PEALD循环之后执行。在一些实施方案中，所述衬底可以是300mm晶片，对于所述300mm晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于500瓦，并且对于所述300mm晶片，所述第四等离子体功率电平可以大于3.5千瓦。在一些实施方案中，沉积在所述衬底上的所述材料可以是氧化硅。
[0006]在某些实施方案中，一种沉积膜的方法可以包括：在处理室中接收衬底；以及在多个等离子体增强原子层沉积(PEALD)循环中在所述衬底上沉积材料，每个循环包括：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于前体，从而形成所述前体的吸附层；以及将所述吸附层暴露于使用具有可变功率设置的射频(RF)发生器提供的等离子体。所述方法可以包括通过以下方式在所述多个PEALD循环中在所述衬底上沉积所述材料：将所述RF发生器的所述可变功率设置设置为用于第一PEALD循环的第一功率电平、用于第二PEALD循环的第二功率电平以及用于第三PEALD循环的第三功率电平，其中所述第三功率电平可以大于所述第二功率电平，所述第二功率电平可以大于所述第一功率电平，所述第三PEALD循环发生在所述第二PEALD循环之后，并且所述第二PEALD循环发生在所述第一PEALD循环之后。
[0007]在一些实施方案中，所述衬底可以是单晶片，对于所述单晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于1.0千瓦，并且对于所述单晶片，所述第三等离子体功率电平可以大于2.0千瓦。在一些实施方案中，所述衬底可以是单晶片，其中对于所述单晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于500瓦，并且对于所述单晶片，所述第三等离子体功率电平可以大于3.5千瓦。在一些实施方案中，所述第一等离子体功率电平可以不超过所述第三等离子体功率电平的一半。在一些实施方案中，所述衬底可以是单晶片，对于所述单晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于1.0千瓦，并且可以重复所述第一循环，包括使用所述第一等离子体功率电平，直到所沉积的所述材料的厚度超过20埃。在一些实施方案中，在所述多个PEALD循环中在所述衬底上沉积所述材料包括将所述RF发生器的可变功率设置设置为用于第四PEALD循环的第四功率电平，其中所述第四功率电平可以大于所述第三功率电平，并且所述第四PEALD在所述第三PEALD循环之后发生。在一些实施方案中，所述衬底可以是单晶片，对于所述单晶片，所述第一等离子体功率电平可以小于500瓦，并且对于所述单晶片，所述第四等离子体功率电平可以大于3.5千瓦。在一些实施方案中，在所述衬底上沉积的所述材料可以是氧化硅。
[0008]在某些实施方案中，一种用于处理衬底的装置可以包括：一个或多个处理室；一个或多个气体入口，其进入所述一个或多个处理室和相关的流量控制硬件；等离子体发生器；和具有至少一个处理器和存储器的控制器，其中所述至少一个处理器和所述存储器可以彼此通信连接，所述至少一个处理器至少可以与所述流量控制硬件能操作地连接，并且所述存储器可以存储计算机可执行指令，所述可执行指令用于控制所述至少一个处理器以至少
控制流控制硬件以：致使衬底插入所述一个或多个处理室中的至少一个；致使将第一组交替的含硅前体流和氧化剂流通过所述一个或多个气体入口引入所述一个或多个处理室中的所述至少一个；当在所述第一组期间致使所述氧化剂引入以形成氧化硅材料时，致使具有第一等离子体功率电平的等离子体产生；致使将第二组交替的所述含硅前体流和所述氧化剂流通过所述一个或多个气体入口引入所述一个或多个处理室中的所述至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种沉积膜的方法，该方法包括：向处理室提供衬底；在第一等离子体增强原子层沉积(PEALD)循环中在所述衬底上沉积第一量的材料，所述第一循环包括：在允许所述前体吸附到所述衬底的表面上的条件下将所述衬底暴露于前体，从而形成所述前体的第一吸附层；以及将所述前体的所述第一吸附层暴露于使用第一等离子体功率电平产生的第一等离子体；在第二PEALD循环中在所述衬底上沉积第二量的所述材料，所述第二循环包括：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于所述前体，从而形成所述前体的第二吸附层；以及将所述前体的所述第二吸附层暴露于使用第二等离子体功率电平产生的第二等离子体，其中所述第二等离子体功率电平大于所述第一等离子体功率电平，并且其中所述第二PEALD循环在所述第一PEALD循环之后执行；以及在第三PEALD循环中在所述衬底上沉积第三量的所述材料，所述第三循环包括：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于前体，从而形成所述前体的第三吸附层；以及将所述前体的所述第三吸附层暴露于使用第三等离子体功率电平产生的第三等离子体，其中所述第三等离子体功率电平大于所述第二等离子体功率电平，并且其中所述第三PEALD循环在所述第二PEALD循环之后执行。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底包括300mm晶片，其中对于所述300mm晶片，所述第一等离子体功率电平小于1.0千瓦，并且其中对于所述300mm晶片，所述第三等离子体功率电平大于2.0千瓦。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底包括300mm晶片，其中对于所述300mm晶片，所述第一等离子体功率电平小于500瓦，并且其中对于所述300mm晶片，所述第三等离子体功率电平大于3.5千瓦。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一等离子体功率电平不超过所述第二等离子体功率电平的一半。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底包括300mm晶片，其中对于所述300mm晶片，所述第一等离子体功率电平小于1.0千瓦，并且其中重复所述第一循环，包括使用所述第一等离子体功率电平，直到所沉积的所述材料的厚度超过20埃。6.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述第二循环之前，所述第一循环被重复至少二十次。7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在第四PEALD循环中在所述衬底上沉积第四量的所述材料，所述第四循环包括：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于所述前体，从而形成所述前体的第四吸附层；以及将所述前体的所述第四吸附层暴露于使用第四等离子体功率电平产生的第四等离子体，其中所述第四等离子体功率电平大于所述第三等离子体功率电平，并且其中所述第四
PEALD循环在所述第三PEALD循环之后执行。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述衬底包括300mm晶片，其中对于所述300mm晶片，所述第一等离子体功率电平小于500瓦，并且对于所述300mm晶片，所述第四等离子体功率电平大于3.5千瓦。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述材料包括氧化硅。10.一种沉积膜的方法，该方法包括：在处理室中接收衬底；以及在多个等离子体增强原子层沉积(PEALD)循环中在所述衬底上沉积材料，每个循环包括：在允许所述前体吸附到所述衬底的所述表面上的条件下将所述衬底暴露于前体，从而形成所述前体的吸附层；以及将所述吸附层暴露于使用具有可变功率设置的射频(RF)发生器提供的等离子体，其中在所述多个PEALD循环中在所述衬底上沉积所述材料包括：将所述RF发生器的所述可变功率设置设置为用于第一PEALD循环的第一功率电平...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰里米，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：