[发明专利]碳掺杂氧化硅的沉积

说明书

用于将包含硅和氧的膜沉积到衬底上的方法包括(a)在反应器中提供衬底；(b)将至少一种选自本文所述的式A、B和C的硅前体化合物引入反应器中，(c)用吹扫气体吹扫反应器；(d)将含氧源和含氮源中的至少一种引入反应器中；和(e)用吹扫气体吹扫反应器，其中重复步骤b至e直到沉积所需厚度的所得含硅膜；以及(f)用R³_xSi(NR¹R²)_4‑x处理所得含硅膜，其中R^1‑3与前述相同，优选为甲基或乙基；并且x＝1、2或3；并且其中该方法在约20℃至300℃范围的一个或多个温度下进行。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年2月5日提交的美国临时专利申请第62/801,248号的优先权，上述申请的全部教导出于所有允许的目的通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及可用于沉积含硅和氧的膜(包括碳掺杂氧化硅膜)的有机硅化合物、使用该化合物沉积含氧化硅膜的方法以及从该化合物和方法获得的膜。

发明背景

原子层沉积(ALD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)是用于在低温(500℃)下沉积例如氧化硅保形膜的工艺。在ALD和PEALD工艺中，前体和反应性气体(例如，氧气或臭氧)在一定数量的循环中单独脉冲，以在每一个循环中反复形成单层的氧化硅。

有机氨基硅烷和氯硅烷前体是本领域已知的，并且可用于在相对低温(300℃)下和以相对较高的每循环生长(GPC1.0埃/循环)通过原子层沉积(ALD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺沉积含硅膜。本领域需要提供用于沉积用于电子工业中的某些应用的高碳含量(例如，通过x射线光电子能谱(XPS)测量的约10原子％或更高的碳含量)含硅膜的组合物和使用该组合物的方法。碳掺杂的含硅膜的一些重要特性是湿蚀刻抗性和疏水性。一般来说，将碳引入到含硅膜有助于降低湿蚀刻速率并增加疏水性。将碳添加到含硅膜的其他优点包括降低介电常数和/或改善膜的其他电子或物理属性。

在以下公开出版物、专利和专利申请中公开了已知的前体和方法的实例。

美国公开号2015087139AA描述了使用氨基官能化碳硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国专利号9,337,018B2描述了使用有机氨基乙硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国专利号8,940,648B2、9,005,719B2和8,912,353B2描述了使用有机氨基硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国公开号2015275355AA描述了使用单和双(有机氨基)烷基硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国公开号2015376211A描述了使用单(有机氨基)-、卤代-和假卤代-取代的三甲硅烷基胺通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

公开号WO15105350描述了使用具有至少一个Si-H键的4元环环二硅氮烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国专利号8,575,033描述了在衬底表面上沉积碳化硅膜的方法。该方法包括使用气相碳硅烷前体并且可以采用等离子体增强的原子层沉积工艺。

美国公开号2013/0224964教导了一种通过原子层沉积(ALD)在半导体衬底上形成具有Si-C键的介电膜的方法，其包括：(i)在衬底表面吸附前体；(ii)使吸附的前体与反应性气体在表面上反应；(iii)重复步骤(i)和(ii)以在衬底上形成至少具有Si-C键的介电膜。