[发明专利]使用重整气体形成电子结构的方法、系统和形成的结构

说明书

公开了用于重整包含氮化硅的膜的方法和系统。示例性的方法包括：在反应腔室内提供基板，通过用微波辐射照射重整气体来形成经活化物种，和将基板暴露于经活化物种。在形成经活化物种的步骤期间反应腔室内的压力可低于50Pa。

技术领域

本公开总的涉及在基板的表面上处理材料的方法、使用该方法形成的结构和用于处理材料的系统。

背景技术

由于多种原因，可能需要保形膜沉积。例如，在器件如半导体器件的制造过程中，常希望在形成于基板表面上的特征上方保形地沉积材料。这样的技术可用于浅沟槽隔离、金属间介电层、钝化层等。然而，随着器件的小型化，保形地沉积材料变得越来越困难，特别是在高纵横比特征上方，如纵横比为三以上的特征。

可使用原子层沉积(ALD)来向基板的表面上保形地沉积材料。对于一些应用，如当前体和/或反应物不然需要相对较高的温度进行ALD沉积和/或需要保持相对较低的加工温度时，可能需要使用等离子体增强的ALD(PE-ALD)。

遗憾的是，使用PE-ALD沉积的材料会表现出相对差的膜质量——例如，在液相或气相蚀刻剂中表现出相对高的蚀刻速率。例如，与不用等离子体沉积的氮化硅膜相比，使用PE-ALD沉积的氮化硅膜在稀氢氟酸(例如，按体积比1:100的HF:H₂O)中会表现出相对高的蚀刻速率。改善PE-ALD沉积材料的低质量的努力集中在调整沉积参数，如RF功率、等离子体暴露时间、压力以及用来沉积材料的前体。然而，此类技术可能不能产生期望的膜质量和/或膜均匀性，特别是沿着特征(包括膜)的某个维度(例如，高度)。

相应地，需要用于在基板上形成高质量材料如氮化硅的改进方法和使用这样的方法形成的结构。此部分中描述的问题和解决方案的任何讨论仅出于为本发明提供上下文的目的引入而不应视为承认任何或所有这些讨论在完成本发明时是已知的。

发明内容

本公开的各种实施方案涉及使用PE-ALD形成高质量膜的方法。虽然下文将更详细地讨论本公开的各种实施方案解决现有方法和系统的缺点的方式，但总体上，本公开的各种实施方案提供了包括重整步骤以改善沉积膜的质量的改进方法。

根据本公开的至少一个实施方案，一种形成电子器件结构的方法包括：在反应腔室内提供基板；通过用微波辐射照射重整气体来形成经活化物种；和将包含氮化硅的层暴露于经活化物种。在形成经活化物种的步骤期间反应腔室内的压力可低于50Pa。包含氮化硅的层可沉积为覆盖基板的表面上形成的特征(例如，沟槽或突起，如翅片)。重整气体可包括氢气以及氦气和氩气中的一种或多种。重整气体还可包括氮源气体，如N₂和NH₃中的一种或多种。举例来说，重整气体可包含氢气、任选地氮源气体以及氦气和氩气中的一种或多种，由氢气、任选地氮源气体以及氦气和氩气中的一种或多种组成，或基本上由氢气、任选地氮源气体以及氦气和氩气中的一种或多种组成。重整气体中氦气、氢气和/或氩气的量可各自在约5体积％至约95体积％、约20体积％至约70体积％、40体积％至约60体积％的范围内，或为约50体积％。重整气体包含0体积％或大于0体积％并小于10体积％或小于5体积％的氮源气体。微波辐射可由设置在反应空间中的衬托器上方的天线(例如，杆式天线)发射。本文描述的方法可用来形成在3D NAND和/或Fin-FET器件的制造中沉积的层。

根据本公开的还又一个示例性实施方案，提供了一种配置为执行如本文所述的方法的沉积装置。

根据本公开的还又一个示例性实施方案，结构包括根据本文描述的方法形成的层。

对于所属领域的技术人员来说，这些和其它实施例将从参考附图的某些实施例的以下详细描述变得显而易见，而本发明不限于所公开的任何一个或多个特定实施例。

附图说明

在结合以下说明性图式考虑时，可以通过参考详细说明和权利要求书来更完整地理解本公开的示例性实施例。