【技术实现步骤摘要】
本公开内容涉及使用低温原子层沉积(ald)工艺的牺牲钝化膜沉积方法、沟槽刻蚀方法和半导体处理设备，并且更具体地，涉及用于在低温下使用热ald工艺和等离子体ald工艺形成牺牲钝化膜的牺牲钝化膜沉积方法、沟槽刻蚀方法和半导体处理设备。
技术介绍
1、当使用等离子体进行沟槽刻蚀时，与下部的侧表面相比，上部的侧表面、待刻蚀的沟槽的表面由于与等离子体的反复接触而被过度刻蚀，从而引起弓弯或渐缩现象。
2、例如，如图1例示，由于沟道孔掩模(chm)和沟道孔(chh)的厚度在其中存储器单元堆叠成多个层的3d-nand闪速存储器的制造中增加，作为在上部的每个侧表面上待刻蚀的膜的无定形碳层(acl)和氧化物-氮化物-氧化物-氮化物层(onon层)由于与等离子体的高接触率而形成弓弯，并且因此，半导体装置的电特性被抑制。为了改善半导体装置的性能，有必要制造具有相同宽度(临界尺寸，cd)而没有结构变形的沟槽的上部和下部。
3、因此，传统上，通过在待刻蚀的膜上沉积基于硅的牺牲钝化膜来防止待刻蚀的膜的过度损失，以便防止引起上宽度和下宽度不同的弓弯和渐缩现象。由于牺牲钝化膜应在实现该目的之后容易被去除，因此能够沉积精细薄膜的ald工艺已经被引入到牺牲钝化膜的制造中。与化学气相沉积(cvd)方法不同，ald工艺通过独立地注入反应物利用基于自限制表面化学反应的沉积机制来制造微薄膜。
4、常规专利文献1，在sio2的ald工艺的情况下，在第一步骤中注入si前体(例如双叔丁基氨基硅烷(btbas))作为反应物，以通过与界面的物理/化
5、然而，随着半导体装置制造市场日益需求高纵横比的沟槽刻蚀技术，单独的p-ald技术在保护待刻蚀的膜方面具有局限性。例如，3d-nand闪速存储器市场促进超高层存储器单元技术的发展，以增加存储容量，同时限制chh的数量用于低数据遗失和高数据速率。为此，由于chm和chh的刻蚀深度逐渐增加，因此随着刻蚀进行，未形成牺牲钝化膜的下部的侧表面的待刻蚀表面被损耗，使得难以实现对于每个沟槽深度以恒定宽度进行垂直刻蚀。
6、此外，为了解决这个问题，专利文献2使用作为另一种牺牲钝化膜沉积方法的热原子层沉积(t-ald)工艺，其中t-ald工艺是能够通过在所有方向上扩散/移动反应性物质来沉积整个表面而不影响衬底的表面结构的各向同性原子层沉积(i-ald)技术，并且是通过使用用于沉积的热能来激活表面化学反应的方法。在通过t-ald工艺沉积牺牲钝化膜的情况下，通常需要在200至400℃的温度下使用热能进行沉积。
7、然而，与t-ald工艺不同，由于沟槽刻蚀工艺在比上述条件更低的温度范围内进行，因此在快速改变一个室中的温度方面存在硬件技术限制。因此，通过在两个独立装置(低温刻蚀装置和高温沉积装置)之间转移衬底来制造具有垂直轮廓的衬底图案，从而确保了生产率，但在设备方面出现了成本的快速增加。
8、此外，在t-ald工艺中，由于高温热能，沉积了其中非常致密地形成晶体的高纯度膜。因此，在沟槽刻蚀工艺完成之后，额外需要单独的热处理工艺(至少500℃)来去除牺牲钝化膜，并且用于牺牲钝化膜去除工艺的额外成本和时间导致生产率降低。
9、因此，为了减少消耗的时间和成本，需要开发能够在一个刻蚀装置中生产牺牲钝化膜的低温沉积工艺技术，并且此外，在实现牺牲钝化膜的作用之后，需要制造具有能够在作为下一工艺的刻蚀步骤中容易地被去除的膜状结构的牺牲钝化膜。
技术实现思路
1、本公开内容的方面可以提供使用低温原子层沉积(ald)工艺的牺牲钝化膜沉积方法、沟槽刻蚀方法以及半导体处理设备，所述低温原子层沉积(ald)工艺能够在沟槽刻蚀工艺期间在低温下沉积牺牲钝化膜。
2、根据本公开内容的方面，使用低温原子层沉积(ald)工艺的牺牲钝化膜沉积方法可以包括：使用热ald(t-ald)工艺在衬底的整个表面上沉积初级牺牲钝化膜；以及使用等离子体ald(p-ald)工艺在所述初级牺牲钝化膜的上部的上表面和侧表面上额外地沉积二级牺牲钝化膜。
3、根据本公开内容的另一方面，使用低温原子层沉积(ald)工艺的沟槽刻蚀方法可以包括：在衬底上沉积目标层；刻蚀所述目标层的一部分；以及完成所述目标层的刻蚀，其中所述刻蚀所述目标层的一部分可以包括：使用热ald(t-ald)工艺在所述目标层的整个表面上沉积初级牺牲钝化膜；以及使用等离子体ald(p-ald)工艺在所述初级牺牲钝化膜的上部的上表面和侧表面上额外地沉积二级牺牲钝化膜。
4、根据本公开内容的方面，进行使用如以上描述的低温ald工艺的牺牲钝化膜沉积方法或使用如以上描述的低温ald工艺的沟槽刻蚀方法的半导体处理设备可以包括：在所述目标层上沉积所述初级牺牲钝化膜的第一室；以及在所述初级牺牲钝化膜上沉积所述二级牺牲钝化膜的第二室。
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1.使用低温原子层沉积(ALD)工艺的牺牲钝化膜沉积方法，包括：
2.如权利要求1所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述初级牺牲钝化膜的所述沉积和所述二级牺牲钝化膜的所述沉积在150℃或低于150℃的低温下进行。
3.如权利要求2所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述低温包括0℃或低于0℃的温度。
4.如权利要求1所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中用于在所述T-ALD工艺中沉积所述初级牺牲钝化膜的硅前体和用于在所述P-ALD工艺中沉积所述二级牺牲钝化膜的硅前体彼此相同。
5.如权利要求4所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述硅前体是由以下式1表示的甲硅烷基胺化合物：
6.如权利要求4所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述硅前体是DIPAS、BDEAS、DSBAS和BDIPADS中的至少一种。
7.如权利要求1所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中用于在所述T-ALD工艺中沉积所述初级牺牲钝化膜的硅前体和用于在所述P-ALD工艺中沉积所述二级牺牲钝化膜的硅前体彼此不同。
8.如权利要求5所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中由所述甲硅
9.如权利要求5所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述初级牺牲钝化膜或所述二级牺牲钝化膜具有至的厚度。
10.如权利要求5所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中通过将T-ALD工艺或P-ALD工艺进行多个循环，在所述衬底的所述整个表面上沉积所述初级牺牲钝化膜或所述二级牺牲钝化膜，并且所述多个循环的数量是1个至20个循环。
11.使用低温原子层沉积(ALD)工艺的沟槽刻蚀方法，包括：
12.如权利要求11所述的沟槽刻蚀方法，其中所述初级牺牲钝化膜和所述二级牺牲钝化膜沉积在所述目标层的其被刻蚀的部分上。
13.如权利要求11所述的沟槽刻蚀方法，其中所述目标层是通过高纵横比刻蚀形成的高纵横比的沟槽结构的一部分，并且所述高纵横比的所述沟槽结构至少包括3D-NAND闪速存储器制造工艺中的沟道孔(CHH)、沟道孔掩模(CHM)和无定形碳层(ACL)。
14.如权利要求11所述的沟槽刻蚀方法，其中所述初级牺牲钝化膜的所述沉积和所述二级牺牲钝化膜的所述沉积在150℃或低于150℃的低温下进行。
15.如权利要求11所述的沟槽刻蚀方法，其中用于在所述T-ALD工艺中沉积所述初级牺牲钝化膜的硅前体和用于在所述P-ALD工艺中沉积所述二级牺牲钝化膜的硅前体彼此相同。
16.如权利要求15所述的沟槽刻蚀方法，其中所述硅前体是由以下式1表示的甲硅烷基胺化合物：
17.如权利要求11所述的沟槽刻蚀方法，其中当在刻蚀所述目标层的所述一部分时沉积的所述初级牺牲钝化膜或沉积的所述二级牺牲钝化膜被去除时，重复进行沉积和刻蚀所述初级牺牲钝化膜或所述二级牺牲钝化膜的工艺。
18.如权利要求11所述的沟槽刻蚀方法，其中在所述目标层的所述刻蚀完成时，去除所述初级牺牲钝化膜和所述二级牺牲钝化膜。
19.进行权利要求11所述的使用低温原子层沉积(ALD)工艺的沟槽刻蚀方法的半导体处理设备，包括：
20.如权利要求19所述的半导体处理设备，其中所述第一室和所述第二室是同一室，以及
...【技术特征摘要】
1.使用低温原子层沉积(ald)工艺的牺牲钝化膜沉积方法，包括：
2.如权利要求1所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述初级牺牲钝化膜的所述沉积和所述二级牺牲钝化膜的所述沉积在150℃或低于150℃的低温下进行。
3.如权利要求2所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述低温包括0℃或低于0℃的温度。
4.如权利要求1所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中用于在所述t-ald工艺中沉积所述初级牺牲钝化膜的硅前体和用于在所述p-ald工艺中沉积所述二级牺牲钝化膜的硅前体彼此相同。
5.如权利要求4所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述硅前体是由以下式1表示的甲硅烷基胺化合物：
6.如权利要求4所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述硅前体是dipas、bdeas、dsbas和bdipads中的至少一种。
7.如权利要求1所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中用于在所述t-ald工艺中沉积所述初级牺牲钝化膜的硅前体和用于在所述p-ald工艺中沉积所述二级牺牲钝化膜的硅前体彼此不同。
8.如权利要求5所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中由所述甲硅烷基胺化合物制造的所述牺牲钝化膜的碳(c)含量是0.96％至20％。
9.如权利要求5所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中所述初级牺牲钝化膜或所述二级牺牲钝化膜具有至的厚度。
10.如权利要求5所述的牺牲钝化膜沉积方法，其中通过将t-ald工艺或p-ald工艺进行多个循环，在所述衬底的所述整个表面上沉积所述初级牺牲钝化膜或所述二级牺牲钝化膜，并且所述多个循环的数量是1个至20个循环。
11.使用低温原...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪镇熙，金润相，全珉星，全瑛恩，崔圣慜，陈永炤，张东荣，
申请(专利权)人：细美事有限公司，
类型：发明
国别省市：
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