[发明专利]原子层沉积工艺中的氧化转化

说明书

描述了一种用于处理衬底的方法。将气相的第一反应物引入其中具有该衬底的反应室中。允许该第一反应物被吸附到该衬底的表面上。在该第一反应物的流停止之后，从该反应室中清扫该第一反应物的未反应部分。在该第一反应物被吸附到该衬底的表面上的同时，将该第二反应物以气相引入该反应室。该第二反应物包括比例为1∶1∶1的二氢(H₂)、含氮反应物和含氧反应物。基于该第二反应物点燃等离子体。该衬底的表面暴露于该等离子体。该等离子体熄灭。从该反应室中清扫气体。

相关申请

本申请要求于2018年6月29日提交的美国临时专利申请号62/692,015的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于在原子层沉积工艺中减少杂质的方法，并且特别是涉及一种在原子层沉积工艺中的改进的氧化转化。

背景技术

含硅膜具有各种物理、化学和机械性能，并且经常用于半导体制造工艺中。例如，氮化硅膜可以用作扩散阻挡层、栅极绝缘体、侧壁间隔物和封装层，并且氧化硅可以用作介电绝缘体。在各种应用中，通过化学气相沉积(CVD)或通过原子层沉积(ALD)来沉积含硅膜。然而，含硅膜的一些沉积可能是不保形的。随着器件尺寸的不断缩小，对通过高深宽比拓扑结构调整含硅膜的沉积轮廓的需求不断增加。

附图说明

在附图的视图中，通过示例而非限制的方式示出了一些实施方式。

图1是根据示例性实施方式的用于处理衬底的方法的流程图。

图2是根据另一示例性实施方式的用于处理衬底的方法的流程图。

图3是示出根据示例性实施方式的用于处理衬底的系统的框图。

图4是示出根据示例性实施方式的完全和不完全反应的图。

图5是根据一个示例性实施方式的FTIP光谱，其示出在转化气体中存在H₂气体对膜中杂质含量的影响。

图6是根据一个示例性实施方式的FTIR光谱，其示出在转化气体中存在H₂气体对膜中的主要Si-O峰的影响。

具体实施方式

以下描述包括体现本发明主题的说明性实施方式的系统、方法、技术、指令序列和计算机器程序产品。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对示例性实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本实施方式。

本专利文件的公开的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人以专利和商标局专利文件或记录中出现的方式对专利文件或专利公开进行传真复制，但在任何情况下均保留所有版权。以下声明适用于下文所述以及构成本文件一部分的附图中的任何数据：版权所有朗姆研究公司(LAM Research Corporation)，2018，保留所有权利。

在本申请中，术语“半导体晶片”、“晶片”、“衬底”、“晶片衬底”和“部分制造的集成电路”可互换使用。本领域普通技术人员将理解，术语“部分制造的集成电路”可以指代在其上的集成电路制造的许多阶段中的任何一个阶段的硅晶片。术语“室”和“反应器”也可互换使用。

晶片包括需要在其中沉积绝缘的诸如沟槽、触点和通孔之类的特征。随着特征在尺寸上的缩小(例如，小于50nm级)或在深宽比上的增大(5：1)，向其中沉积高质量的绝缘材料变得更具挑战性。解决这些问题的一些方法涉及化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)。