【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在凹部上形成膜的方法，更具体地，涉及在凹部上快速且保形地形成膜的方法。
技术介绍
1、随着诸如半导体器件的集成电路的线宽持续缩小，形成在器件结构上的膜变得更薄，并且其上的热预算降低了器件性能。因此，对低温过程以及更精确地控制膜的保形性的需求增加了。为此，引入了等离子体增强原子层沉积(peald)方法以在低温下在器件结构比如凹部上形成保形膜。
2、peald方法将等离子体引入到原子层沉积(ald)过程，以激活源气体、反应物和吹扫气体中的至少一种，因此能够在低温下沿着器件结构的表面保形地形成膜。
3、在peald方法中，与同时供应源气体和反应物的等离子体增强化学气相沉积(pecvd)方法不同，顺序且间歇地供应源气体和反应物。因此，与现有的pecvd方法相比，peald方法具有更长的处理时间。
4、为了在peald方法中施加功率并产生等离子体，使用匹配网络来匹配功率发生器和反应室之间的阻抗，以防止反射功率并在反应室中产生稳定的等离子体。
5、图1示出了衬底处理设备的简要视图。
6、在图1中，衬底处理设备1可以包括反应室2、气体供应单元3、支撑衬底5的衬底支撑单元4和排气单元6。气体供应单元3可以是喷淋头板，衬底支撑单元4可以包括加热衬底5的加热块(未示出)。
7、衬底处理设备1还可以包括电源单元7。电源单元7可以包括发电机8和匹配网络9。电源单元7可以连接到气体供应单元3和衬底支撑单元4中的至少一个，以向其供电。因此，气体供应单元3和衬底支撑单元4可
8、图2示出了传统机械匹配网络的配置。在图2中，匹配网络9可以包括第一可变真空电容器(vvc)10、第二可变真空电容器(vvc)11、驱动第一vvc10的第一驱动马达12、驱动第二vvc11的第二驱动马达13、电感器14以及其中安装有软件或固件的控制单元15。
9、通过分别由驱动马达12和13驱动的第一vvc10和第二vvc11的机械运动来实现匹配。vvc需要一定时间移动到匹配阻抗的位置，因此在进一步减少匹配时间和处理时间方面受到限制。
10、图3示出了当通过移动传统机械匹配网络的可变真空电容器(vvc)来匹配阻抗时正向功率和反射功率的变化。
11、在图3中，当施加功率(即正向功率)时，在周期p1期间也同时产生反射功率。反射功率是对过程没有贡献的功率，结果，过程的质量可能恶化。在周期p1期间，通过匹配网络在电源单元和反应室之间进行阻抗匹配。也就是说，如图2所示的第一vvc10和第二vvc11移动以找到消除反射功率的阻抗匹配位置。换句话说，周期p1可被称为阻抗匹配时间。
12、阻抗匹配完成后，不存在反射功率，等离子体在周期p2期间变得稳定。在周期p2期间，全正向功率有助于激活气体。因此，过程的质量及其效率可以进一步提高。
13、如图3所示，减少周期p1(即阻抗匹配时间)可以导致快速的衬底处理以及有效的衬底处理。然而，如上所述，由于机械匹配网络中vvc的机械和物理移动需要一些时间(例如长于0.3秒)，因此在减少阻抗匹配时间和实现短处理时间方面存在限制。此外，机械匹配网络包括机械部件，这些部件在阻抗匹配期间容易频繁发生故障。
14、因此，需要一种新的方法来减少阻抗匹配时间，实现短处理时间，并且在快速处理中稳定地操作匹配网络。
技术实现思路
1、本公开涉及在凹部上形成膜的方法，更具体地，涉及沿着衬底的凹部表面快速且保形地形成膜的方法。
2、在一个或多个实施例中，形成膜的方法可以包括：将包括凹部的衬底装载到包括气体供应单元的反应室中；通过将来自源容器的硅源和反应物通过气体供应单元供应到衬底，同时从电源单元向反应室施加第一功率，在衬底上形成第一膜；以及通过在供应反应物的同时从电源单元向反应室施加大于第一功率的第二功率来处理第一膜。
3、在一个或多个实施例中，形成第一膜和处理第一膜可以重复多次。
4、在一个或多个实施例中，电源单元可以包括匹配网络，该匹配网络包括电子可变电容器，以匹配电源单元和反应室之间的阻抗。
5、在一个或多个实施例中，在供应第一功率和供应第二功率的同时，电源单元和反应室之间的匹配时间可以是5毫秒或更短。
6、在一个或多个实施例中，该方法可以还包括在形成第一膜之后和处理第一膜之前吹扫反应室。
7、在一个或多个实施例中，硅源可被供应0.1秒或更短。
8、在一个或多个实施例中，第一功率可以在10w和约2000w之间，更具体地，在约20w和约500w之间。
9、在一个或多个实施例中，第一功率可以脉冲模式施加。
10、在一个或多个实施例中，第一功率的占空比可以在约5％和约50％之间，更具体地，在约10％和约30％之间。
11、在一个或多个实施例中，第一功率的脉冲频率可以在约100hz和约3000hz之间，更具体地，在约300hz和约1000hz之间。
12、在一个或多个实施例中，第一功率可被施加0.1秒或更短。
13、在一个或多个实施例中，第二功率可以双频连续模式施加，并且可以包括高频功率和低频功率。
14、在一个或多个实施例中，第二功率的高频功率可以在约500w和约3000w之间，更具体地，在约1000w和约2000w之间，并且第二功率的低频功率可以在约50w和约1000w之间，更具体地，在约100w和约800w之间。
15、在一个或多个实施例中，第二功率可以施加0.2秒或更短。
16、在一个或多个实施例中，源容器可以保持在50℃或更低。
17、在一个或多个实施例中，气体供应单元的厚度可以是10mm或更小。
18、在一个或多个实施例中，该方法可以还包括通过重复循环在第一膜上形成第二膜，该循环包括：向反应室供应硅源；向反应室施加第一功率以形成第二膜，其中可以在整个循环中供应反应物，其中形成第一膜和形成第二膜可以包括超级循环，其中超级循环可以重复多次。
19、在一个或多个实施例中，第一膜可以在凹部的上部较厚，第二膜可以在凹部的下部较厚，其中包括第一膜和第二膜的膜可以从凹部的上部到下部保形。
20、在一个或多个实施例中，第一膜和第二膜可以包括以下中的至少一种：氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、碳氮化硅、碳氧氮化硅或其组合。
21、在一个或多个实施例中，硅源可以包括以下中的至少一种：tsa,(sih3)3n；dso,(sih3)2；dsma,(sih3)2nme；dsea,(sih3)2net；dsipa,(sih3)2n(ipr)；dstba,(sih3)2n(tbu)；deas,sih3net2；dtbas,sih3n(tbu)2；bdeas,sih2(net2)2；bdmas,sih2(nme2)2；btbas,sih2(nhtbu)2；bits本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种形成膜的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅源被供应0.1秒或更短。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在供应所述第一功率和供应所述第二功率的同时，所述电源单元和所述反应室之间的匹配时间为5毫秒或更短。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在形成所述第一膜之后和处理第一膜之前吹扫所述反应室。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述反应室被吹扫0.2秒或更短。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一功率是介于约20W和约500W之间的高频功率。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一功率以脉冲模式施加。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一功率的占空比在约5％和约50％之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一功率的占空比在约10％和约30％之间。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一功率的脉冲频率在约100Hz和约3000Hz之间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一功率的脉冲
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一功率被施加0.1秒或更短。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二功率以双频连续模式施加。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二功率包括高频功率和低频功率。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述高频功率在约1000W和约2000W之间。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述低频功率在约100W和约800W之间。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二功率被施加0.2秒或更短。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述源容器保持在50℃或更低。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体供应单元的厚度为10mm或更小。
20.根据权利要求1所述的方法，还包括通过重复循环在所述第一膜上形成第二膜，循环包括：
21.根据权利要求20所述的方法，其中，形成所述第一膜和形成所述第二膜包括超级循环，其中超级循环重复多次。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一膜在所述凹部的上部较厚，并且形成在第一膜上的第二膜在凹部的下部较厚，其中，包括第一膜和第二膜的膜从凹部的上部到下部是保形的。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第三功率包括高频功率和低频功率。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述高频功率在约500W和约1500W之间。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，所述低频功率在约500W和约1500W之间。
26.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一膜和所述第二膜包括以下中的至少一种：氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、碳氮化硅、碳氧氮化硅或其组合。
27.根据权利要求20所述的方法，其中，所述硅源包括以下中的至少一种：TSA,(SiH3)3N；DSO,(SiH3)2；DSMA,(SiH3)2NMe；DSEA,(SiH3)2NEt；DSIPA,(SiH3)2N(iPr)；DSTBA,(SiH3)2N(tBu)；DEAS,SiH3NEt2；DTBAS,SiH3N(tBu)2；BDEAS,SiH2(NEt2)2；BDMAS,SiH2(NMe2)2；BTBAS,SiH2(NHtBu)2；BITS,SiH2(NHSiMe3)2；DIPAS,SiH3N(iPr)2；TEOS,Si(OEt)4；SiCl4；HCD,Si2Cl6；3DMAS,SiH(N(Me)2)3；BEMAS,SiH2[N(Et)(Me)]2；AHEAD,Si2(NHEt)6；TEAS,Si(NHEt)4；Si3H8；DCS,SiH2Cl2；SiHI3；SiH2I2或其混合物。
28.根据权利要求20所述的方法，其中，所述反应物包括以下中的至少一种：O2,O3,CO2,H2O,NO2,N2O,N2,NH3,NH4,N2H2,N2H4,其自由基；或其混合物。
...【技术特征摘要】
1.一种形成膜的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅源被供应0.1秒或更短。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在供应所述第一功率和供应所述第二功率的同时，所述电源单元和所述反应室之间的匹配时间为5毫秒或更短。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在形成所述第一膜之后和处理第一膜之前吹扫所述反应室。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述反应室被吹扫0.2秒或更短。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一功率是介于约20w和约500w之间的高频功率。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一功率以脉冲模式施加。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一功率的占空比在约5％和约50％之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一功率的占空比在约10％和约30％之间。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一功率的脉冲频率在约100hz和约3000hz之间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一功率的脉冲频率在约300hz和约1000hz之间。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一功率被施加0.1秒或更短。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二功率以双频连续模式施加。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二功率包括高频功率和低频功率。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述高频功率在约1000w和约2000w之间。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述低频功率在约100w和约800w之间。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二功率被施加0.2秒或更短。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述源容器保持在50℃或更低。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体供应单元的厚度为10mm或更小。
20.根据权利要求1所述的方法，还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：千承珠，S·韩，
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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