[发明专利]用于受控形成含氧薄膜的等离子体增强沉积方法

权利要求书

1.一种用于在衬底上形成SiOC薄膜的方法，所述方法通过等离子体增强原子层沉积(PEALD)过程进行，所述PEALD过程包括至少一个沉积循环，所述沉积循环包括：

使所述衬底与气相硅前体接触；和

使所述衬底与第二反应物接触，所述第二反应物包含来自在约50W至约1000W的等离子体功率下在不含氧的气体中生成的等离子体的反应性物质，其中所述硅前体包含氧并且所述沉积循环中使用的其他反应物不含氧。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在使所述衬底与所述气相硅前体接触之后且在使所述衬底与所述第二反应物接触之前去除过量的气相硅前体。

3.根据权利要求1所述的方法，其中重复所述沉积循环以形成所需厚度的SiOC薄膜。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述SiOC薄膜被沉积在所述衬底上的三维特征上，所述三维特征具有水平表面和垂直表面以及1至10的纵横比。

5.根据权利要求4所述的方法，其中选择所述等离子体功率以产生在所述三维特征上具有约20％或约1000％的阶梯覆盖率的SiOC薄膜。

6.根据权利要求4所述的方法，还包括蚀刻所沉积的SiOC薄膜，其中蚀刻所沉积的SiOC薄膜使基本上全部所沉积的SiOC薄膜从所述三维特征的垂直表面去除而不使基本上全部所沉积的SiOC薄膜从所述三维特征的水平表面去除。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅前体包含至少一个烷氧基。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅前体包含双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTESE)或3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二反应物包含氢原子、氢自由基或氢离子。

10.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述等离子体功率以控制在三维特征的垂直表面上形成的所述SiOC薄膜的湿法蚀刻速率(WER)与在所述三维特征的水平表面上形成的所述SiOC薄膜的湿法蚀刻速率(WER)的比率。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括沉积后处理过程，所述沉积后处理过程包括将所沉积的SiOC薄膜暴露于通过在包含H₂、N₂、O₂、N₂O、NO、NO₂、NH₃、CO、CO₂或H₂O的气体中形成的等离子体生成的至少一种反应性物质。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述沉积后处理过程降低三维特征的垂直表面上的所述SiOC薄膜的湿法蚀刻速率(WER)。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述沉积后处理过程降低三维特征的水平表面上的所述SiOC薄膜的厚度，并且增加所述三维特征的垂直表面上的所述SiOC薄膜的厚度。

14.一种用于在衬底上的三维特征的水平表面上相对于所述三维特征的垂直表面选择性地形成SiOC的方法，所述方法包括：

通过等离子体增强原子层沉积(PEALD)过程在所述三维特征的所述水平表面和垂直表面上沉积SiOC，所述PEALD过程包括至少一个沉积循环，所述沉积循环包括：

使所述衬底与包含氧的硅前体接触；和

使所述衬底与第二反应物接触，所述第二反应物包含在不含氧的气体中形成的等离子体，其中沉积在所述水平表面中的至少一个上的所述SiOC具有比沉积在所述垂直表面中的至少一个上的所述SiOC的蚀刻速率低的蚀刻速率；以及

蚀刻所沉积的SiOC，其中蚀刻所沉积的SiOC使所沉积的SiOC从所述垂直表面去除。