形成SiOC和SiOCN低k间隔物的方法技术

公开了用于沉积SiOC和SiOCN膜的方法。示例性方法利用包含碘和醇盐的前体，并且可以用于使用无氧PEALD形成低k间隔物。于使用无氧PEALD形成低k间隔物。于使用无氧PEALD形成低k间隔物。

【技术实现步骤摘要】
形成SiOC和SiOCN低k间隔物的方法


[0001]本公开总体涉及用于沉积碳氧化硅(SiOC)和碳氮氧化硅(SiOCN)膜的改进方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件的制造过程中，随着器件按比例缩小，对用于形成集成间隔物的改进技术的需求增加。95％以上的保形性、低介电常数(低k)、良好的电绝缘、低湿蚀刻速率(优选在0.5％稀释的氢氟酸(HF)溶液中低于)，并且当在沉积间隔物之前预沉积金属时，不需要金属氧化。氮化硅(SiN)由于其高热稳定性和良好的蚀刻选择性而是通常最广泛使用的集成间隔物。然而，SiN的介电常数约为7.5，这是不期望的高，并且会由于较小器件中的寄生电容而导致电阻电容(RC)延迟受到抑制。在当前的逻辑应用中，栅极间隔物厚度(6至4nm)的适度缩放通常需要低于3.5的低k值以获得更好的固有性能。此外，像DRAM这样的存储器件通常需要具有低于4.4的低k值和高热稳定性的位线(BL)间隔物。
[0003]碳氧化硅(SiOC)和碳氮氧化硅(SiOCN)膜可以高保形性沉积。Si
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O键产生约3.9的介电常数，并且额外的Si
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C键合可以显著降低湿蚀刻速率(WER)以改进蚀刻选择性。
[0004]不同的沉积方法先前已经显示出产生不同的SiOC膜质量。例如，PECVD已经显示出产生具有真正Si
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C键合的高度致密的SiOC膜，但当间距小时不能产生良好的保形性。作为另一示例，使用具有H2等离子体和含醇盐的Si前体的无氧PEALD已经显示出形成具有Si
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C键合的SiOC膜，但由于弱的高能离子诱导致密化，侧壁质量并不理想。因此，需要用于形成低k间隔物的改进方法。
[0005]本部分中阐述的问题和解决方案的任何讨论已被包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景，并且不应被认为是承认任何或所有讨论在本专利技术做出时是已知的。

技术实现思路

[0006]本公开的示例性实施例提供了用于沉积SiOC和SiOCN膜的方法。虽然下面更详细地讨论了本公开的各种实施例解决现有方法的缺点的方式，但总体上，本公开的各种实施例提供了使用包含碘和醇盐的Si前体来沉积低kSiOC和SiOCN膜的方法。
[0007]根据本公开的示例，一种在衬底表面上沉积材料的方法包括：在反应室内提供衬底；在反应室内提供由包含硅、至少一个碘和至少一个包括碳和氧的官能团的化学式表示的前体；以及在反应室内提供等离子体。
[0008]在各种实施例中，氧键合到硅和碳。在各种实施例中，至少一个包括碳和氧的官能团包含C1
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C6烷基和C6芳基中的一个或多个。在各种实施例中，前体由通式I表示：
[0009][0010]其中，X1、X2、X3和X4中的至少一个是至少一个碘中的碘，并且X1、X2、X3和X4中的至少一个是至少一个包括碳和氧的官能团中的包括碳和氧的官能团。在各种实施例中，X1、X2、X3和X4中的两个是至少一个碘中的碘，并且X1、X2、X3和X4中的两个是至少一个包括碳和氧的官能团中的包括碳和氧的官能团。在各种实施例中，X1、X2、X3和X4中的三个是至少一个碘中的碘，并且X1、X2、X3和X4中的一个是至少一个包括碳和氧的官能团中的包括碳和氧的官能团。
[0011]在各种实施例中，包括碳和氧的官能团包括C1
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C6醇盐或C1
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C4醇盐或C1
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C3醇盐。
[0012]在各种实施例中，前体包括以下中的一种或多种：三乙氧基碘硅烷、碘三苯氧基硅烷、[(三碘甲硅烷基)氧基]苯、三碘丙氧基硅烷、乙氧基三碘硅烷、三碘甲氧基硅烷、二碘二苯氧基硅烷、二碘二丙氧基硅烷、二碘二甲氧基硅烷、碘三丙氧基硅烷和碘三甲氧基硅烷。
[0013]在各种实施例中，提供等离子体的步骤不包括向反应室提供氧化剂。在各种实施例中，通过使H2、N2和NH3中的一种或多种流向反应室来形成等离子体。
[0014]在各种实施例中，该方法包括等离子体增强循环(例如原子层沉积)过程。
[0015]在各种实施例中，该方法还包括在提供前体之后吹扫反应室。在各种实施例中，该方法还包括在提供等离子体之后吹扫反应室。在一些实施例中，在吹扫反应室时，不向反应室提供RF功率。
[0016]在各种实施例中，反应室内的温度介于约100℃和约500℃之间，介于约200℃和约400℃之间，或介于约250℃和约350℃之间。在各种实施例中，反应室内的压力介于约300和1000Pa之间，或介于约1000和约3000Pa之间。
[0017]在各种实施例中，材料包括碳氧化硅和碳氮氧化硅中的一种或多种。
[0018]在各种实施例中，该方法在衬底上形成间隔物。
[0019]根据本公开的进一步实施例，提供了一种器件结构。可以根据这里阐述的方法形成器件结构。
[0020]根据本公开的另外示例，提供了一种系统，其配置为执行这里描述的方法和/或形成器件结构。
[0021]通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见；本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
[0022]当结合以下说明性附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求，可以获得对本公开的示例性实施例的更完整的理解。
[0023]图1示出了根据先前已知方法的表面反应机理。
[0024]图2示出了根据本公开的至少一个实施例的膜沉积方法。
[0025]图3示出了根据本公开的至少一个实施例的结构。
[0026]图4示出了根据本公开的至少一个实施例的系统。
[0027]图5示出了根据本公开的至少一个实施例的另一结构。
[0028]图6示出了根据本公开的至少一个实施例的时序。
[0029]应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以有助于提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施例
[0030]尽管下面公开了某些实施例和示例，但本领域技术人员将理解，本专利技术延伸超过本文描述的具体公开的实施例和/或用途及其明显的修改和等同物。因此，意图是所公开的本专利技术的范围不应被下面描述的具体公开的实施例所限制。
[0031]如本文所用，术语“衬底”可以指可用于形成或可在其上形成器件、电路或膜的晶片或者任何一种或多种底层材料。此外，衬底可以包括各种特征，例如在衬底层的至少一部分内或上形成的凹槽、线条等。
[0032]在一些实施例中，术语“膜”和“层”可以互换使用，并且是指在垂直于厚度方向的方向上延伸以覆盖整个目标或相关表面的层，或者仅仅是覆盖目标或相关表面的层。在一些实施例中，术语“膜”或“层”是指在表面上形成的具有一定厚度的结构。膜或层可以由具有某些特性的离散的单个膜或层构成。可替代地，膜或层可以由多个膜或层构成，并且相邻膜或层之间的边界可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在衬底表面上沉积材料的方法，包括：在反应室内提供衬底；在反应室内提供由包含硅、至少一个碘和至少一个包括碳和氧的官能团的化学式表示的前体；以及在反应室内提供等离子体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧键合到所述硅和碳。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个包括碳和氧的官能团包含C1
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C6烷基和C6芳基中的一个或多个。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中，所述前体由通式I表示：其中，X1、X2、X3和X4中的至少一个是所述至少一个碘中的碘，并且X1、X2、X3和X4中的至少一个是所述至少一个包括碳和氧的官能团中的包括碳和氧的官能团。5.根据权利要求4所述的方法，其中，X1、X2、X3和X4中的两个是所述至少一个碘中的碘，并且X1、X2、X3和X4中的两个是所述至少一个包括碳和氧的官能团中的包括碳和氧的官能团。6.根据权利要求4所述的方法，其中，X1、X2、X3和X4中的三个是所述至少一个碘中的碘，并且X1、X2、X3和X4中的一个是所述至少一个包括碳和氧的官能团中的包括碳和氧的官能团。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中，所述包括碳和氧的官能团包括C1
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C6醇盐或C1
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C4醇盐或C1
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C3醇盐。8.根据权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中，所述前体包括以下中的一种或多种：三乙氧基碘硅烷、碘三苯氧基硅烷、[(三碘甲硅烷基)氧基]苯、三碘丙氧基硅烷、乙氧基三碘硅烷、三碘甲氧基硅烷、二碘二苯氧基硅烷、二碘二丙氧基硅烷、二碘二甲氧基硅烷、碘三丙氧基硅烷和碘三甲氧基硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽铖，V波雷，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：