[发明专利]使用四碘化钛前体低温沉积纯钛薄膜的方法和装置

权利要求书

1.一种在室中的半导体衬底上沉积钛的方法，所述方法包括：

(a)在低于约450℃的温度下使用原子层沉积循环沉积钛，每个循环包括：

(i)将所述衬底暴露于四碘化钛，

(ii)吹扫所述室，

(iii)将所述衬底暴露于点燃的等离子体，以及

(iv)吹扫所述室；以及

(b)重复(i)至(iv)直至在所述衬底上沉积了期望厚度的钛，

其中，所述等离子体在远程的等离子体产生器中被点燃。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括在将所述衬底暴露于四碘化钛之前，预清洁所述衬底。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在整个(i)至(v)将所述衬底暴露于载气。

4.如权利要求1所述的方法，其还包括将所沉积的钛退火以形成硅化钛。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体被远程产生。

6.如权利要求3所述的方法，其中，所述载气从如下群组中选择：氩气、氢气、和它们的组合。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中在(i)中将所述衬底暴露于四碘化钛介于1秒和约30秒之间的持续时间，在(ii)和(iv)中吹扫所述衬底，每个持续时间为介于1秒和5秒之间，并且在(iii)中将所述衬底暴露于等离子体介于1秒和10秒之间的持续时间。

8.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所沉积的钛具有小于约1％的污染物。

9.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所沉积的钛具有至少约4.0克/立方厘米的膜密度。

10.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，每个循环沉积具有厚度为约的钛。

11.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所沉积的钛具有介于约70％和约100％之间的阶梯覆盖。

12.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述室具有介于约0.1乇和约20乇之间的室压强。

13.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述衬底包括具有介于约3：1和约10：1之间的深宽比的特征。

14.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其还包括：

(d)在低于约450℃的温度下使用原子层沉积循环沉积氮化钛，每个循环包括：

(i)将所述衬底暴露于四碘化钛，

(ii)吹扫所述室，

(iii)将所述衬底暴露于含氮气体并点燃等离子体；以及

(iv)吹扫所述室；以及

(e)重复(i)至(iv)，直至在所述衬底上沉积了所述期望厚度的氮化钛。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述含氮气体从如下群组中选择：氮气、氨气、肼和胺。

16.一种用于在半导体衬底上沉积钛的装置，所述装置包括：

反应室，其包括用于保持所述衬底的底座；

至少一个出口，其用于耦接至真空；

一个或多个处理气体入口，其耦接至一个或多个前体源；

远程射频(RF)产生器；以及

用于控制所述装置中的操作的控制器，其包括用于以下操作的机器可读指令：

(a)将所述反应室中的所述底座的温度设置为低于约450℃的温度，

(b)将四碘化钛导入所述室，

(c)吹扫所述室，

(d)向所述室中提供来自所述远程射频产生器的等离子体，

(e)吹扫所述室，以及

(f)重复(b)至(e)。