[发明专利]共形膜的等离子体激活沉积

说明书

相关申请的交叉参考

本公开要求2011年1月21日提交的、申请号为13/011,569、名称为“PLASMA-ACTIVATED DEPOSITION OF CONFORMAL FILMS（共形膜的等离子体激活沉积）”的共同处于审查中并共同受让的美国专利申请（代理人案卷号为NVLS003619CP1_NOVLP416X1US）的优先权，并要求2010年9月23日提交的、申请号为12/889,132、名称为“PLASMA-ACTIVATED DEPOSITION OF CONFORMAL FILMS（共形膜的等离子体激活沉积）”的共同受让的美国专利申请（代理人案卷号为NVLS003619_NOVLP416US）的优先权。这些在先申请的公开文本被视为本公开的一部分，并作为参考并入本公开中。

背景技术

用于半导体器件的各种薄膜层可利用原子层沉积（ALD）工艺、化学气相沉积（CVD）工艺、或者等离子体增强化学气相沉积（PECVD）工艺进行沉积。在某些条件下，一些ALD工艺可能不能使衬底饱和（saturate），导致衬底上不完全的膜沉积、膜孤岛以及膜厚度的变化。类似地，在某些条件下，一些CVD和PECVD工艺会受传质限制（mass transport limited），并可能不能覆盖高深宽比的器件结构。

解决不完全膜沉积的一些方式可包括，在ALD工艺中延长配量时间（dosing times）以使衬底表面有饱和的膜前驱体，而在CVD和PECVD工艺中降低压强以提高传质效率。但是，延长配量时间和/或运行在较低压强下会减少处理工具的吞吐量，需要安装和维护额外的处理工具以支撑生产线。而且，通过这种方式产生的膜会具有使器件性能不足的物理特性、化学特性或电气特性。

发明内容

因此，本文描述了用于利用等离子体激活共形膜沉积（CFD）工艺沉积薄共形膜的方法和硬件的各种实施方式。在一实施方式中，描述了一种用于处理衬底的方法。举例来说，该方法可包括，将光致抗蚀剂施加到所述衬底，通过步进式曝光器将所述光致抗蚀剂暴露于光中，用图案图案化所述抗蚀剂并将所述图案转印到所述衬底，以及从所述衬底选择性地移除所述光致抗蚀剂。该方法可进一步包括将所述衬底置于半导体处理装置的处理站中。该方法可进一步包括，在所述处理站中，在第一阶段中，从所述衬底的表面外产生出前驱体自由基，以及将所述前驱体自由基吸附到所述表面以形成表面活性物质。该方法可进一步包括，在所述处理站中，在第一清洗阶段中，从所述处理站清洗残留的前驱体。该方法可进一步包括，在所述处理站中，在第二阶段中，将反应性等离子体供应给所述表面，所述反应性等离子体被配置为与所述表面活性物质发生反应并产生所述薄共形膜。该方法可进一步包括，在所述处理站中，在第二清洗阶段中，从所述处理站清洗残留的反应物。

提供发明内容是用来以简化的形式介绍精选出来的构思，这些构思在下面具体实施方式部分会作进一步描述。提供发明内容的目的不是要标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不是要用来限定所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题并不受限于解决本公开的任意部分中所述的任意缺点或全部缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施方式的图解利用等离子体激活共形膜沉积（CFD）工艺沉积薄共形膜的方法的流程图。

图2示出了根据本公开的实施方式的示例性等离子体激活CFD工艺的时序图。

图3示出了根据本公开的实施方式的示例性等离子体激活CFD硅氧化物膜和示例性PECVD硅氧化物膜之间的傅里叶变换红外光谱对比。

图4示出了根据本公开的实施方式的示例性等离子体激活CFD硅氧化物膜和示例性PECVD硅氧化物膜之间的泄漏电流对比。

图5示出了根据本公开的实施方式的示例性等离子体激活CFD硅氧化物膜和示例性PECVD硅氧化物膜之间的应力漂移对比。

图6示出了根据本公开的实施方式的用于利用等离子体激活CFD工艺沉积薄共形膜的另一示例性工艺时序图。

图7示出了根据本公开的实施方式的用于利用等离子体激活CFD工艺沉积薄共形膜的另一示例性工艺时序图。

图8示出了根据本公开的实施方式的示例性等离子体激活CFD硅氧化物膜之间的沉积速率对比，其中该沉积速率作为裂解等离子体子阶段的数量的函数。

图9示出了根据本公开的实施方式的示例性等离子体激活CFD硅氧化物膜之间的击穿电压对比，其中该击穿电压作为裂解等离子体子阶段的数量的函数。