公开了用于在衬底上形成含硅层的方法和系统。该方法包括执行多个沉积循环。沉积循环包括硅前体脉冲，该脉冲包括将衬底暴露于硅前体。硅前体包括硅以及13族元素和15族元素中的一种或多种。沉积循环还包括等离子体脉冲，该脉冲包括将衬底暴露于等离子体处理。等离子体处理包括产生等离子体。处理包括产生等离子体。处理包括产生等离子体。
【技术实现步骤摘要】
用于形成包含氧化硅的层的方法和系统
[0001]本公开总体涉及半导体处理方法和系统的领域，并且涉及集成电路制造的领域。具体而言，公开了适于形成包含氧化硅的层的方法和系统。
技术介绍
[0002]随着集成电路不断按比例缩小，集成电路的3D集成成为现实，对具有优异保形性和改善的材料性能比如介电常数、电阻率和耐湿蚀刻速率的含硅材料的需求日益增加。另外，对可使用低温过程形成的含硅材料的需求增加，例如在至多400℃或至多300℃或至多200℃的温度下操作的过程。例如，需要具有高保形性、低泄漏、低介电常数和优异耐湿蚀刻性的保形碳氧化硅(SiOC)低k间隔物。
[0003]本节中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已经包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景。这种讨论不应被视为承认任何或所有信息在本专利技术被做出时是已知的，或者构成现有技术。
技术实现思路
[0004]本
技术实现思路
可以简化的形式介绍一些概念，这将在下面进一步详细描述。本
技术实现思路
不旨在必要地标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0005]本公开的各种实施例涉及沉积包含硅的材料的方法、使用这种方法形成的结构和器件以及用于执行该方法和/或用于形成该结构和/或器件的装置。这些层可用于各种应用，包括蚀刻停止层、后段制程电介质、覆盖层、间隔物等。
[0006]本文描述了一种方法，该方法以给定顺序包括：将衬底定位在反应室中的衬底支撑件上；以及执行多个沉积循环。沉积循环包括硅前体脉冲和等离子体脉冲。硅前体脉冲包括将衬底暴露于硅前体。硅前体包括硅以及13族元素和15族元素中的一种或多种。等离子体脉冲包括将衬底暴露于等离子体处理。等离子体处理包括产生等离子体。因此，在衬底上形成含硅层。
[0007]在一些实施例中，硅前体包括键合到硅以及13族元素和15族元素之一的氧原子。
[0008]在一些实施例中，硅前体具有下式：
[0009][0010]应当理解，X选自13族元素和15族元素，R是H或烷基。
[0011]在一些实施例中，硅前体具有下式：
[0012][0013]应当理解，X选自13族元素和15族元素，R是H或烷基。
[0014]在一些实施例中，X是磷。在一些实施例中，X是硼。在一些实施例中，R是烷基。在一些实施例中，R是甲基。
[0015]在一些实施例中，硅前体包括硅
‑
磷键。
[0016]在一些实施例中，硅前体具有下式：
[0017][0018]应当理解，R1和R2独立地选自甲硅烷基和烷基甲硅烷基，并且R3是H或烷基。
[0019]在一些实施例中，硅前体具有下式：
[0020][0021]应当理解，R1和R2独立地选自甲硅烷基和烷基甲硅烷基，R3选自H和烷基甲硅烷基，R4选自H和烷基。
[0022]在一些实施例中，含硅层包括元素硅、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅和碳氮氧化硅中的一种或多种。
[0023]在一些实施例中，该层包括氧化硅。
[0024]在一些实施例中，等离子体是直接等离子体。
[0025]在一些实施例中，等离子体是远程等离子体。
[0026]在一些实施例中，等离子体是间接等离子体。
[0027]在一些实施例中，使用等离子气体产生等离子。等离子气体包括稀有气体、H2和N2中的一种或多种。
[0028]在一些实施例中，惰性气体包括He和Ar中的一种或多种。
[0029]在一些实施例中，在沉积循环期间，衬底保持在至少200℃到至多600℃的温度下。
[0030]在一些实施例中，反应室保持在至少200Pa到至多2000Pa的压力下。
[0031]本文还描述了一种半导体处理设备。该设备包括反应室、加热器、等离子体模块、等离子体气体源、硅前体源和控制器。反应室包括用于支撑衬底的衬底支撑件。
[0032]加热器被构造和布置成加热反应室中的衬底。等离子体模块包括被构造和布置成产生等离子体的射频电源。等离子气体源与等离子模块流体连通。硅前体源通过一个或多个前体阀与反应室流体连通。控制器配置用于使半导体处理设备执行这里描述的方法。
[0033]通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些及其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见。本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
[0034]当结合以下说明性附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求，可以获得对本公开实施例的更完整理解。
[0035]图1示出了如本文所述的系统100的实施例的示意图。
[0036]图2示出了如本文所述的系统200的另一实施例的示意图。
[0037]图3示出了如本文所述的系统300的另一实施例的示意图。
[0038]图4是等离子体增强原子层沉积(PEALD)设备的示意图，该设备适于沉积结构和/或执行根据本公开的至少一个实施例的方法。
[0039]图5示出了如本文所述的方法的实施例的示意图。
[0040]图6示出了包括间隙610的衬底600的示意图。
[0041]图7示出了根据本文公开的示例性方法的硅前体脉冲的实施例。
[0042]图8示出了如本文所述的方法的示意图。
[0043]图9示出了根据图8的方法的实施例使用等离子体增强原子层沉积过程获得的实验饱和曲线。
[0044]图10示出了等离子体脉冲的实施例，其可用于如本文公开的示例性方法中。
[0045]图11示出了示例性的、非限制性的、可能的反应机理，根据本公开的方法的实施例可以通过该机理操作。
[0046]图12示出了示例性的、非限制性的、可能的反应机理，根据本公开的方法的实施例可以通过该机理操作。
[0047]图13示出了使用本文所述方法的实施例形成的层的透射电子显微照片。
[0048]应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以有助于提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施方式
[0049]下面提供的方法、结构、设备和系统的示例性实施例的描述仅仅是示例性的，并且仅是为了说明的目的；以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，对具有所述特征的多个实施例的叙述并不旨在排除具有附加特征的其他实施例或者结合了所述特征的不同组合的其他实施例。例如，各种实施例被阐述为示例性实施例，并且可以在从属权利要求中叙述。除非另有说明，示例性实施例或其部件可以组合或者可以彼此分开应用。
[0050]在本公开中，“气体”可以包括在常温常压(NTP)下为气体的材料、蒸发的固体和/或蒸发的液体，并且可以根据上下文由单一气体或气体混合物构成。除了处理气体之外的气体，即不经过气体分配组件、其他气体分配装置等引入的气体，可以用于例如密封反应空间，并且可以包括密封气体，例如本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种方法，以给定顺序包括：
‑
将衬底定位在反应室中的衬底支撑件上；
‑
执行多个沉积循环，沉积循环包括：
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硅前体脉冲，其包括将衬底暴露于硅前体，该硅前体包括硅以及13族元素和15族元素中的一种或多种；
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等离子体脉冲，其包括将衬底暴露于等离子体处理，其中等离子体处理包括产生等离子体；从而在衬底上形成含硅层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅前体包含与硅以及13族元素和15族元素之一键合的氧原子。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅前体具有由以下给出的化学式：其中X选自13族元素和15族元素，并且其中R是H或烷基。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅前体具有由以下给出的化学式：其中X选自13族元素和15族元素，并且其中R是H或烷基。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，X是磷。6.根据权利要求3或4所述的方法，其中，X是硼。7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中，R是烷基。8.根据权利要求7所述的方法，其中，R是甲基。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅前体包括硅
‑
磷键。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅前体具有由以下给出的化学式：
其中，R1和R2独立地选自甲硅烷基和烷基甲硅烷基，R3是H或烷基。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述硅前体具有由以下给出的化学式：其中，R1和R2独立地选自甲硅烷基和烷基甲硅烷基，R3选自H和烷基甲硅烷基...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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