[发明专利]沉积包含SiO及SiN 的可流动薄膜的方法

说明书

提供了沉积包含SiO或SiN的可流动薄膜的方法。某些方法包含：将基板表面暴露于硅氧烷或硅氮烷前驱物；将基板表面暴露于等离子体活化的共反应物以提供SiON中间薄膜；紫外线固化SiON中间薄膜以提供固化的中间薄膜；和退火固化的中间薄膜以提供包含SiO或SiN的薄膜。

技术领域

本发明一般地涉及沉积薄膜的方法。尤其是，本发明涉及含有硅的薄膜的可流动化学气相沉积。

背景技术

在包括半导体处理、扩散阻挡涂层及磁读取/写入头的介电质的各种行业中，在基板表面上沉积薄膜是重要的工艺。特别是，在半导体行业中，小型化受益于薄膜沉积的高阶控制以在高深宽比结构上产生保形的(conformal)涂层。用相对控制及保形沉积来沉积薄膜的一种方法是化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)。化学气相沉积涉及将基板(例如晶片)暴露于一或多个前驱物，这些前驱物反应以在基板上沉积薄膜。可流动化学气相沉积 (flowablechemical vapor deposition；FCVD)是一种化学气相沉积类型，其允许沉积可流动薄膜，尤其是用于间隙填充应用。

SiO及SiN可流动薄膜用于间隙填充应用。目前，由三硅基胺(trisilylamine；TSA)与自由基形式NH3/O2一起作为共反应物生成这些薄膜。SiO薄膜的湿式蚀刻速率比(wet etch rate ratio；WER)为3。然而，小于2的湿式蚀刻速率比大体上是间隙填充应用的目标。自三硅基胺工艺获得的原沉积的薄膜包含作为主要组分的硅及氮，其中氧作为微量组分。

需要商业上可行并且显示出可流动性质及低湿式蚀刻速率比两者的新的沉积化学品。本发明的数个方面通过提供新颖的化学品解决了该问题，该化学品是经特别设计并且经最佳化以利用沉积工艺。尤其需要用于沉积包含SiO及 SiN的可流动薄膜的新的化学品。

发明内容

本发明的一个方面关于沉积包含SiO或SiN的薄膜的方法，该方法包含：将基板表面暴露于硅氧烷或硅氮烷前驱物；将基板表面暴露于等离子体活化的共反应物以提供SiON中间薄膜；紫外线固化SiON中间薄膜以提供固化的中间薄膜；和退火固化的中间薄膜以提供包含SiO或SiN的薄膜。

本发明的另一方面关于一种沉积包含SiO的薄膜的方法，该方法包含：将基板表面暴露于包含二硅氧烷的硅氧烷前驱物；将基板表面暴露于远程等离子体活化的NH3以提供SiON中间薄膜；在臭氧存在下，紫外线固化SiON中间薄膜以提供固化的中间薄膜；和蒸汽退火固化的中间薄膜以提供包含SiO的薄膜。

本发明的另一方面关于一种沉积包含SiN的薄膜的方法，该方法包含：将基板表面暴露于包含N,N'二硅基三硅氮烷的硅氮烷前驱物中；将基板表面暴露于远程等离子体活化的NH3和/或O2中以提供SiON中间薄膜；紫外线固化SiON中间薄膜以提供固化的中间薄膜；和NH₃退火固化的中间薄膜以提供包含SiN的薄膜。

附图说明

以上简要概述的本发明的上述详述特征能够被具体理解的方式、以及本发明的更特定描述，可以通过参照实施方式获得，实施方式中的一些绘示于附图中。然而，应当注意，附图仅绘示本发明的典型实施方式，因而不应视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等同有效的实施方式。

图1是根据本发明的一或多个实施方式沉积的薄膜的傅立叶变换红外(fouriertransform infrared；FTIR)光谱；

图2是根据本发明的一或多个实施方式沉积的薄膜以及在陈化(aging)四天之后的薄膜的傅立叶变换红外光谱；

图3是根据本发明的一或多个实施方式沉积的薄膜与对比例薄膜的傅立叶变换红外光谱的比较；

图4是根据本发明的一或多个实施方式沉积的薄膜的傅立叶变换红外光谱；