氮化硅硼膜的沉积制造技术

用于形成SiBN膜的方法包含以下步骤：在基板上的特征上沉积膜。所述方法包含以下步骤：在第一循环中，使用化学气相沉积工艺于腔室中的基板上沉积SiB层，该基板上具有至少一个特征，该至少一个特征包含上表面、底表面及侧壁，而SiB层形成于上表面、底表面及侧壁上。在第二循环中，用包含含氮气体的等离子体处理SiB层，以形成共形的SiBN膜。以形成共形的SiBN膜。以形成共形的SiBN膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氮化硅硼膜的沉积


[0001]本公开总体上涉及沉积薄膜的方法。具体而言，本公开涉及用于沉积氮化硅硼膜的工艺。

技术介绍

[0002]已在半导体制造工艺中使用氮化硅硼薄膜作为介电层。例如，在多重图案化工艺中将SiBN膜用作间隔物材料，以在不利用最昂贵的EUV光刻技术的情况下实现更小的器件维度。此外，可将SiBN用作栅极间隔物材料，以隔离栅极结构与接触区域，以使潜在漏电流最小化。
[0003]氮化硅硼间隔物制造工艺包括3D结构(如，鳍片)上的SiBN膜沉积。常规SiBN等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺导致低阶梯覆盖和低共形性。此外，常规PECVD工艺需要很高的工艺温度。
[0004]因此，在本
中需要可在比现有工艺更低的工艺温度下进行的用于沉积共形的SiBN膜的工艺。

技术实现思路

[0005]本公开的一个或多个实施例涉及处理方法。在第一实施例中，在基板上形成膜的方法包含以下步骤：在第一循环中，使用化学气相沉积工艺于腔室中的基板上沉积SiB层，基板上具有至少一个特征，所述至少一个特征包含上表面、底表面及侧壁，SiB层形成于上表面、底表面及侧壁上；以及，在第二循环中，用包含含氮气体的等离子体处理SiB层，以形成共形的SiBN膜。
[0006]在另一个实施例中，在基板上形成膜的方法包含以下步骤：在第一循环中，使用化学气相沉积工艺在腔室中的基板上沉积SiB层，所述基板上具有至少一个特征，所述至少一个特征包含上表面、底表面及侧壁，所述SiB层形成于上表面、底表面及侧壁上；以及，在第二循环中，用包含含氮气体的等离子体处理SiB层，以形成共形的SiBN膜，其中化学气相沉积工艺的单个循环沉积具有从约10埃至约30埃的范围中的厚度的膜，且在从300℃至550℃的范围中的温度下进行所述方法。
[0007]在另一个实施例中，在基板上形成膜的方法包含以下步骤：在第一循环中，使用化学气相沉积工艺在腔室中的基板上沉积SiB层，所述基板上具有至少一个特征，所述至少一个特征包含上表面、底表面及侧壁，所述SiB层形成于上表面、底表面及侧壁上；用惰性气体净化腔室；以及，在第二循环中，用包含气体的等离子体处理SiB层，以形成共形的SiBN膜，所述气体包括Ar、N2、He、NH3及H2中的至少一者，其中化学气相沉积工艺的单个循环沉积具有从约至约的范围中的厚度的膜，且在从300℃至550℃的范围中的温度下进行所述方法。
附图说明
[0008]为了可详细理解本公开的上述特征的方式，可参照实施例得到上文简要概述的本公开的更具体的描述，其中一些实施例图示于附图中。然而，应注意，附图仅示出此公开的典型实施例，并且因此不应视为其范围的限制，因为本公开可允许其他同等有效的实施例。
[0009]图1A至1D示出根据本公开的一个或多个实施例的处理方法的基板及形成于其上的膜；
[0010]图2A绘示根据一个或多个实施例的基板的剖面视图；
[0011]图2B绘示根据一个或多个实施例的基板的剖面视图；以及
[0012]图3示出根据本公开的一个或多个实施例的批处理腔室的剖面视图。
具体实施方式
[0013]在描述本公开的数个示例性实施例之前，应了解到本公开不受限于下面说明书中所阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开能够具有其他实施例，并能够以各种方式被实践或执行。
[0014]如本文所用，“基板”指的是任何基板或形成于基板上的材料表面，在制造工艺期间，在所述基板或形成于基板上的材料表面上进行膜处理。例如，取决于应用，于上面可进行处理的基板表面可包括：诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、经碳掺杂的氧化硅、非晶硅、经掺杂的硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石等材料，及任何其他材料(如金属、金属氮化物、金属合金及其他导电材料)。基板包括但不限于半导体基板。可将基板暴露于预处理工艺，以研磨、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火和/或烘烤基板表面。除了在基板本身的表面上直接进行膜处理之外，在本公开中，也可在形成于基板上的下方层(under
‑
layer)上进行本文所揭示的任何膜处理步骤(如下文更详细地揭示)，且术语“基板表面”意在包括前后文所指的此类下方层。因此，例如，当膜/层或部分膜/层已被沉积至基板表面上，新沉积的膜/层的暴露表面便成为基板表面。
[0015]如本说明书及所附权利要求书所用，术语“前驱物”、“反应物”、“反应性气体”等可互换使用，以指称可与基板表面反应的任何气态物种。
[0016]本公开的一些实施例针对基于3D结构上的沉积位置允许不同膜性质的SiBN沉积方法。例如，沉积于结构的顶部和底部上的膜可经处理而具有与沉积在结构的侧壁上的膜不同的膜性质。本公开的一些实施例有利地提供了形成膜的方法，其中湿式蚀刻可选择性地去除膜的部分(如，顶部和底部)同时留下膜的其他部分(如，侧壁)作为间隔物。本公开的一些实施例有利地在单一处理腔室中进行。
[0017]在一些实施例中，氮化硅硼选择性沉积包括单个工艺腔室中的两个工艺：SiBN膜沉积及等离子体处理。批处理腔室可用于进行SiB化学气相沉积(CVD)工艺；以例如，N2或NH3及可选的H2气体(其可与诸如Ar或He等惰性气体混合)进行等离子体(如，射频(RF)等离子体)处理。硅及硼前驱物形成共形SiB膜，而等离子体处理对特征的顶部及底部上的膜进行改性。在一些实施例中，RF等离子体处理使用经配置而对SiB膜具有定向处理效果的硬件。在一些实施例中的沉积是在约200℃至约550℃的范围中的基板温度下进行的。
[0018]参见图1A至1D，本公开的一个或多个实施例涉及处理方法来将膜(例如，间隔物膜)沉积于基板100上，其中基板100上有特征110。特征110可以是任何三维结构。图1A至1D
中示出的特征110为台面(mesa)，然而，本领域技术人员将理解到这仅代表一种可能的结构。合适的特征包括但不限于：脊(ridge)、沟槽及通孔(via)。
[0019]图1A至1D中示出的特征110包括上表面120、底表面130及侧壁140。在所示的实施例中，特征110具有位于呈台面形式的特征110的相对侧上的两个侧壁140。特征110具有由上表面120及底表面130界定的高度，及由侧壁140间的距离界定的宽度。
[0020]基板100上包含至少一个特征110。如图1B所示，膜150形成于基板100上，使得膜形成在至少一个特征110上。膜150形成于特征110的上表面120、底表面130及侧壁140上。在一些实施例中，膜150共形地形成于特征110上。
[0021]在一个或多个实施例中，术语“共形(conformal)”、“共形性(conformality)”或“共形地(conformally)”典型地由沉积在特征的侧壁上的层的平均厚度相对于基板的膜或上表面上的相同沉积层的平均厚度的比率(可表示为百分比)来量化。经观察，由本文所述的方法沉积的层具有大于约30％的共形性，例如，大于40％、大于5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】1.一种在基板上形成膜的方法，包含以下步骤：在第一循环中，使用化学气相沉积工艺在腔室中的基板上沉积SiB层，所述基板上具有至少一个特征，所述至少一个特征包含上表面、底表面及侧壁，所述SiB层形成于所述上表面、所述底表面及所述侧壁上；以及在第二循环中，用包含含氮气体的等离子体处理所述SiB层，以形成共形的SiBN膜。2.如权利要求1所述的方法，其中所述化学气相沉积工艺的单个循环沉积具有以下范围中的厚度的膜：从约至约3.如权利要求1所述的方法，其中所述化学气相沉积工艺的单个循环沉积具有以下范围中的厚度的膜：从约至约4.如权利要求1所述的方法，其中所述化学气相沉积工艺的单个循环沉积具有以下范围中的厚度的膜：从约至约5.如权利要求4所述的方法，其中所述化学气相沉积工艺的单个循环沉积具有以下范围中的厚度的膜：从约至约6.如权利要求2所述的方法，其中所述特征包含所述上表面中的开口，所述开口从所述上表面往所述底表面延伸深度D
f
，所述侧壁包括第一侧壁及第二侧壁，所述第一侧壁及所述第二侧壁界定所述特征的宽度W
f
。7.如权利要求6所述的方法，其中所述膜沉积在所述特征的所述第一侧壁及所述第二侧壁上的平均厚度相对于该相同的膜沉积在所述上表面上的平均厚度的比率大于90％。8.如权利要求6所述的方法，其中所述膜沉积在所述特征的所述第一侧壁及所述第二侧壁上的平均厚度相对于该相同的膜沉积在所述上表面上的平均厚度的比率大于95％。9.如权利要求8所述的方法，其中所述化学气相沉积工艺包含将硅烷及二硼烷流入所述腔室。10.如权利要求9所述的方法，进一步包含以下步骤：终止所述化学气相沉积工艺；用惰性气体净化所述腔室；以及在净化所述腔室后，用等离子体处理所述SiB层。11.如权利要求10所述的方法，其中所述等离子体包含以下一者或多者：N2、Ar、He及NH3。12.如权利要求11所述的方法，其中所述等离子体进一步包含H2。13.如权利要求11所述的方法，其中在以下范围中的温度下进行所述方法：从30...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨传曦，H，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：