JP2015172242A - 原子層堆積窒化ケイ素膜のインシトゥ炭素及び酸化物ドーピング - Google Patents
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Abstract
【課題】プロセス制御と所有コストの面で改良した低誘電体膜の形成方法の提供。【解決手段】誘電体膜を形成する方法は、複数の基板６０を処理チャンバ１００内部に置き、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露し、次いで、基板６０を、窒素及び少なくとも酸素又は炭素を含む第２の反応性ガスのプラズマに曝露するという曝露シーケンスを実施すること、及び、曝露シーケンスを繰り返して、各基板６０上６１に炭窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素を含む誘電体膜を形成する方法。【選択図】図１
Description
本明細書中で開示される実施形態は、概して、薄膜を堆積するための方法に関し、より具体的には、原子層堆積を使用してＳｉＣＮ膜又はＳｉＣＯＮ膜を堆積するための方法に関する。
半導体デバイスの形状は、数十年前に半導体デバイスが誕生して以来、サイズが著しく減少している。現代の半導体製造機器は、４５ｎｍ、３２ｎｍ及び２８ｎｍの形状を有するデバイスを日常的に製作し、１２ｎｍ未満の寸法を有するデバイスをつくるために、新たな機器の開発及び実施がされている。また、チップ構造は、より高性能で省エネルギーのデバイスのために、２次元構造から３次元構造への転換点を迎えている。その結果、これらのデバイスを形成するための材料の共形堆積（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）がますます重要になってきている。
デバイスノードが４５ｎｍ未満まで縮小すると、高アスペクト比構造で誘電体膜の低パターン負荷効果を有する共形被覆が必要とされる。炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）や酸窒化ケイ素（ＳｉＣＯＮ）は、低誘電率（ｌｏｗ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｋ）であることからスペーサ及びエッチング停止層の候補となる。誘電率は低いほど、ＲＣコンデンサの遅延が改善し、デバイス性能が向上する。また、ＳｉＣＮ ＳｉＣＯＮ膜は、過酸化物のフッ化水素酸（ＨＦ）や緩衝酸化物エッチ（ＢＯＥ）などの湿式洗浄に対して耐性がある。しかしながら、膜中の炭素の割合が高ければ、洗浄エッチング速度は低下し、電気的性能は劣化する。他方で、膜中の酸素又は窒素の割合が高ければ、電気的性能は向上するが、洗浄エッチング速度は犠牲にされる。従来のプロセス技術は、高温炉の反応に基づいている。しかし、炉プロセスは、膨大なポンプ／パージ時間のために大量のバッチ処理までも要するため、スループットは非常に低い。さらに、制御処理パラメーター、例えば、ガス流、プラズマ均一性などは、巨大炉にとっては莫大なデメリットである。
したがって、プロセス制御と所有コスト（ｃｏｓｔ ｏｆ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ）の両面から、低誘電率の誘電体膜を形成する方法の改良が必要とされる。
本明細書中で開示される実施形態は、概して、基板の処理に関し、さらに具体的には、誘電体膜を形成するための方法に関する。１つの実施形態では、方法は、複数の基板を処理チャンバ内部に置くこと、基板を、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露し、次いで、基板を、窒素及び少なくとも酸素又は炭素を含む第２の反応性ガスのプラズマに曝露するという曝露シーケンスを実施すること、及び、曝露シーケンスを繰り返して、各基板上に炭窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素を含む誘電体膜を形成することを含む。
別の実施形態では、誘電体膜を形成するための方法が開示される。方法は、複数の基板を処理チャンバ内部に置くこと、基板を、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露し、次いで、同一の基板を、窒素及び少なくとも酸素又は炭素を含む第２の反応性ガスに曝露するという曝露シーケンスを実施することを含む。このシーケンスを繰り返して、各基板上に炭窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素を含む誘電体膜を形成する。
別の実施形態では、誘電体膜を形成するための方法が開示される。方法は、複数の基板を処理チャンバ内部に置くこと、基板を、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露してから、同一の基板を、窒素を含む第２の反応性ガスに曝露し、続いて不活性ガスプラズマ又は酸素ガスプラズマに曝露するという曝露シーケンスを実施することを含む。このシーケンスを繰り返して、各基板上に炭窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素を含む誘電体膜を形成する。
以上の本発明の特徴を詳細まで理解できるように、上記で簡単に要約した本発明について、以下の発明を実施するための形態の欄において、実施形態を参照することによって説明するが、これらの実施形態のいくつかが添付の図面に示される。当然ながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を示したにすぎず、本発明は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、本発明の範囲を限定するものではない。
理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。１つの実施形態で開示する要素は、具体的な記述がなくても、他の実施形態で有益に利用できることが企図されている。
本明細書中で開示される実施形態は、概して、基板の処理に関し、さらに具体的には、誘電体膜を形成するための方法に関する。１つの実施形態では、方法は、複数の基板を処理チャンバ内部に置くこと、一連の：前記基板を、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露すること；次いで前記基板を、窒素及び少なくとも酸素又は炭素を含む第２の反応性ガスのプラズマに曝露することを実行すること；並びに前記基板の各々の上に炭窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素を含む誘電体膜を形成するために前記シーケンスを繰り返すことを含む。
図１は、１つの実施形態による処理チャンバ１００の側面の断面図である。処理チャンバ１００は、１又は複数の基板６０上に１又は複数の堆積処理を実行することができる。処理チャンバ１００は、基板６０の上面６１全域に１又は複数のガス及び／又はプラズマを分配することができるガス／プラズマ分配アセンブリ３０を含む。ガス／プラズマ分配アセンブリ３０は、１又は複数のガス流及び／又はプラズマを基板６０に伝送するための複数のガスポート、並びにガス流を処理チャンバ１００から伝送するための、隣接するガスポート間に配置される複数の真空ポートを含む。１つの実施形態では、ガス／プラズマ分配アセンブリは、第１の前駆体注入器１２０、第１のプラズマ注入器１３０、第２の前駆体注入器１４２、第２のプラズマ注入器１４４及びパージガス注入器１４０を含む。注入器１２０、１３０、１４０、１４２、１４４は、システムコンピュータ（図示されず）、例えば、メインフレームなどによって、又はチャンバ固有のコントローラ、例えば、プログラマブル論理コントローラによって、制御され得る。前駆体注入器１２０は、化合物Ａの反応性前駆体の連続列又はパルス列を、ガスポート１２５を通して、処理チャンバ１００に注入する。プラズマ注入器１３０は、化合物Ｂの反応性前駆体のラジカル化したガスを、ガスポート１３５を通して、処理チャンバ１００に注入する。前駆体注入器１４２は、化合物Ｃの反応性前駆体の連続列又はパルス列を、ガスポート１６５を通して、処理チャンバ１００に注入する。第２のプラズマ源注入器１４４は、反応性前駆体Ｄ又は非反応性ガス、例えば、アルゴン又は窒素などのプラズマを、ガスポート１７５を通して、処理チャンバ１００に注入する。前駆体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、ＳｉＣＮ又はＳｉＣＯＮの原子層堆積（ＡＬＤ）を基板６０の表面６１上で実行するために使用され得る。１つの実施形態では、１又は複数の前駆体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、１又は複数のガスを含む混合ガスを含む。
前駆体Ａは、ケイ素および炭素を含み得、前駆体Ｂは、窒素を含み得、前駆体Ｃは、酸素及び可能であれば炭素を含み得る。３つの前駆体Ａ、Ｂ及びＣが使用される実施形態では、第２のプラズマ源注入器１４４は、非反応性ガス又は不活性ガス、例えば、アルゴン又は窒素などのプラズマを注入する。１つの実施形態では、２つの前駆体、例えば、前駆体Ａ及びＢだけが存在し、前駆体注入器１４２は、前駆体Ａを注入し、プラズマ源注入器１４４は、反応性前駆体Ｂのプラズマを注入する。
プラズマ注入器１３０は、遠隔プラズマを、プラズマ／ガスポート１３５を通して、処理チャンバ１００に注入し得る。代替的には、プラズマ注入器１３０は、前駆体ガス、例えば、窒素含有ガス又は窒素、酸素及び炭素含有ガスなどを、プラズマ／ガスポート１３５を通して、プラズマ領域１０６に注入し得、電極１０２、１０４は、プラズマ領域１０６に電場を形成し、次にプラズマ領域１０６でプラズマを作成する。他の種類のプラズマ源が、電極１０２、１０４の代わりに、プラズマ領域１０６でプラズマを作成するために使用されてもよい。プラズマ注入器１４４は、遠隔プラズマを、プラズマ／ガスポート１７５を通して、処理チャンバ１００に注入し得る。代替的には、プラズマ注入器１４４は、前駆体又は不活性ガスを、プラズマ／ガスポート１７５を通して、プラズマ領域１８５に注入し得、電極１８１、１８９は、プラズマ領域１８５に電場を形成し、次にプラズマ領域１８５でプラズマを作成する。他の種類のプラズマ源が、電極１８１、１８９の代わりに、プラズマ領域１８５でプラズマを作成するために使用されてもよい。プラズマ領域１０６で形成されるプラズマは、プラズマ領域１８５で形成されるプラズマと同一のラジカルを含み得る。代替的には、プラズマ領域１０６で形成されるプラズマは、プラズマ領域１８５で形成されるプラズマと同一のラジカルを含まなくてもよい。１つの実施形態では、電極１０２、１０４及び／又は１８１、１８９は存在せず、その結果、プラズマの代わりに前駆体ガスが、基板６０の表面６１全域に流れている。
パージガス注入器１４０は、非反応性ガス又はパージガスの連続列又はパルス列を、複数のガスポート１４５を通して、処理チャンバ１００に注入する。パージガスは、反応性物質及び反応性副生成物を処理チャンバ１００から除去する。パージガスは、一般的には不活性ガス、例えば、窒素、アルゴン又はヘリウムなどである。ガスポート１４５は、前駆体化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを分離するために、ガスポート１２５、１３５、１６５、１７５間に配置され得、それによって、前駆体間の気相交差反応を回避する。
別の態様では、遠隔プラズマ源（図示されず）は、前駆体を処理チャンバ１００に注入する前に、前駆体注入器１２０、前駆体注入器１３０及び前駆体注入器１４２に結合され得る。処理チャンバ１００は、処理チャンバ１００に結合されるポンピングシステム１５０をさらに含む。ポンピングシステム１５０は、処理チャンバ１００から１又は複数の真空ポート１５５を通ってガス流を排気するように構成され得る。真空ポート１５５は、ガス流が基板表面６１と反応した後に、処理チャンバ１００からガス流を排気し、前駆体とプラズマ／エッチャントガスとの間の交差汚染をさらに制限するために、ガスポート１２５、１３５、１６５、１７５間に配置され得る。
処理チャンバ１００は、隣接するポート間に配置される複数のパーティション１６０を含む。各パーティション１６０の下部は延在し、基板６０の表面６１に近接するが、例えば、表面６１から約０．５ｍｍ以上近接する。この構成では、パーティション１６０の下部は、ガス流が基板表面６１と反応した後に、ガス流が真空ポート１５５に向かって下部周囲を流れることができるほど十分な距離だけ、基板表面６１から分離される。矢印１９８は、ガス流の方向を示す。パーティション１６０は、ガス流に対する物理的バリアとして動作するので、前駆体間の気相交差反応も制限する。複数のヒータ９０が、処理チャンバ１００で実行される１又は複数の処理を補助するために基板６０の下に配置され得る。
処理チャンバ１００はまた、ガス／プラズマ分配アセンブリ３０の下を通過する基板６０を処理チャンバ１００を通して移送するためのシャトル６５及びトラック７０を含み得る。図１に示される実施形態では、シャトル６５は、処理チャンバ１００を通る直線的経路を移動する。図２は、基板がカルーセル処理システムを通る円形経路を移動する実施形態を示す。
図２は、１つの実施形態によるカルーセル処理チャンバ２００の斜視図である。処理チャンバ２００は、サセプタアセンブリ２３０及びガス／プラズマ分配アセンブリ２５０を含み得る。サセプタアセンブリ２３０は、上面２３１、及び上面２３１に形成される複数の凹部２４３を有する。各凹部２４３は、１つの基板６０を支持し得る。１つの実施形態では、サセプタアセンブリ２３０は、６つの基板６０を支持するための６つの凹部を有する。各凹部２４３は、凹部２４３で支持される基板６０が、サセプタアセンブリ２３０の上面２３１と実質的に共平面である上面６１を有するように、サイズ決定される。サセプタアセンブリ２３０は、堆積／エッチング処理中に又はそれらの処理の間に、支持軸２４０によって回転され得る。
ガス／プラズマ分配アセンブリ２５０は、複数のパイ形状のセグメント２５２を含む。ガス／プラズマ分配アセンブリ２５０の部分は、図２に示されるように、下に配置されるサセプタアセンブリ２３０を示すために除去されている。複数のセグメント２５２によって形成される代わりに、ガス／プラズマ分配アセンブリ２５０は、サセプタアセンブリ２３０と同一形状を有する一片に形成され得る。ガス／プラズマ分配アセンブリ２５０の一部分が、図３に示される。
図３は、ガス／プラズマ分配アセンブリ２５０の一部分の概略底面図である。ガス／プラズマ分配アセンブリ２５０は、サセプタアセンブリ２３０に面する表面３０１を有する。複数のガス／プラズマポート３０２は、表面３０１に形成され得る。パージガスポート３０４は、各ガス／プラズマポート３０２を囲んでおり、真空ポート３０６は、隣接するガス／プラズマポート３０２間にある。ガス／プラズマポート３０２は、ガス／プラズマポート１２５、１３５、１６５、１７５と同一の機能を有し得、パージガスポート３０４は、パージガスポート１４５と同一の機能を有し得、真空ポート３０６は、真空ポート１５５と同一の機能を有し得る。１つの実施形態では、８つのガス／プラズマポート３０２が表面３０１に配置される。１つの実施形態では、ガス／プラズマ分配アセンブリ２５０を形成する８つのセグメント２５２があり、各々が１つのガス／プラズマポート３０２を有している。図３に示されるガス／プラズマ分配アセンブリ２５０の部分は、２つのセグメント２５２の組み合わせであってもよい。１つの実施形態では、４つのガス／プラズマポート３０２が、前駆体ガス及び／又は不活性ガスのプラズマを分配するために使用され、その一方で、残り４つのポート３０２は、様々な前駆体ガスを分配するために使用される。多数の回転後、ＳｉＣＮ膜又はＳｉＣＯＮ膜が、基板６０の表面６１上で堆積される。
動作中に、基板６０は、これらの空間的に分離されたポート３０２下に移動し、基板６０の表面６１にＳｉＣＮ膜又はＳｉＣＯＮ膜を形成するために、連続する複数の表面を様々な化学的環境又はプラズマ環境に曝露する。システムは、異なる処理フローで異なる前駆体を収容することができるので、堆積したＳｉＣＮ膜又はＳｉＣＯＮ膜の膜特性が良好に制御される。１つの実施形態では、堆積されたＳｉＣＯＮ膜は、高い炭素含有量のためにより高い湿式洗浄抵抗及びより低い誘電率を有する。別の実施形態では、堆積されたＳｉＣＯＮ膜は、よりバランスのとれた窒素及び酸素含有量のために後続の高温アニール中にさらに安定している。別の実施形態では、堆積されたＳｉＣＯＮ膜は、犠牲的エッチングのハードマスクなどの用途のための最高Ｓｉ−Ｏ含有量を有する。
図４は、１つの実施形態による誘電体膜を堆積するための処理ステップ４００を示す。ステップ４０２では、複数の基板が、処理チャンバ、例えば、処理チャンバ１００又は処理チャンバ２００などの内部に置かれる。基板は、ガス／プラズマ分配アセンブリ、例えば、ガス／プラズマ分配アセンブリ３０、２３０などの下で、サセプタアセンブリ、例えば、シャトル６５又はサセプタアセンブリ２３０などの上に置かれる。各基板は、ガス／プラズマ分配アセンブリに面する表面を有する。ステップ４０４では、基板は、第１の反応性前駆体ガス、例えば、前駆体ガスＡなどに曝露される。１つの実施形態では、前駆体ガスＡは、ビス（トリクロロシリル）メタン（ＢＴＣＳＭ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）、又はジクロロシラン（ＤＣＳ）を含む。前駆体ガスＡは、ガスポート、例えば、ガスポート１２５又は３０２などから処理チャンバへ注入され得る。基板は、ガスポートの下で回転していてもよく、又はガスポートの下で静止していてもよい。
次に、ステップ４０６では、基板が、第２の反応性ガス、例えば、前駆体ガスＢなどのプラズマに曝露される。いくつかの実施形態では、第２の反応性ガスは、処理チャンバに注入され、基板は、第２の反応性ガス、例えば、前駆体ガスＢなどに曝露される。前駆体ガスＢは、注入器、例えばプラズマ注入器１３０などから、プラズマ領域、例えば、プラズマ領域１０６などに、ポート、例えば、ポート１３５などを介して注入され得る。プラズマは、プラズマ領域で形成され、基板の上面全域に流される。基板は、ポートの下で回転していてもよく、又はポートの下で静止していてもよい。いくつかの実施形態では、前駆体ガスＢは、１又は複数の窒素含有ガス、例えば、アセトニトリル、窒素、アンモニア若しくはそれらの化合物など、及び１又は複数の酸素含有ガス、例えば、水、酸素、二酸化炭素、若しくはそれらの化合物などを含む。これらの実施形態では、ステップ４０４及び４０６は、ステップ４１０に示されるように、ＳｉＣＯＮ膜が基板の表面上で堆積されるまで、繰り返される。
他の実施形態では、前駆体ガスＢは、窒素含有ガス、例えば、アセトニトリル、窒素、アンモニア又はそれらの化合物などを含み、酸素含有ガスを全く含まない。この場合、基板は、ステップ４０８に示されるように、第３の反応性ガス、例えば、前駆体ガスＣなど、又は第３の反応性ガスのプラズマなどに曝露される。前記体ガスＣは、酸素、例えば、水、酸素、二酸化炭素又はそれらの化合物などを含み得、又は前駆体ガスＣは、不活性ガス、例えば、アルゴンなどを含み得る。前駆体ガスＣは、注入器、例えば、注入器１４２などから、ポート、例えば、ポート１６５などを通して、処理チャンバに注入され得る。代替的には、前駆体ガスＣは、注入器、例えば、注入器１４４などから、ポート、例えば、ポート１７５などを通して、プラズマ領域、例えば、プラズマ領域１８５などに注入され得る。プラズマは、プラズマ領域で形成され、基板の上面全域に流される。基板は、ポートの下で回転していてもよく、又はポートの下で静止していてもよい。これらの実施形態では、ステップ４０４、４０６、４０８は、ステップ４１０に示されるように、ＳｉＣＯＮ膜が基板の表面上で堆積されるまで、繰り返される。
１つの実施形態では、基板は、まずＢＴＣＳＭに曝露され、次に窒素、アンモニア又はそれらの化合物のプラズマに曝露され、最後に、水、酸素、二酸化炭素又はそれらの化合物のガス若しくはプラズマのどちらかに曝露される。曝露は、ＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。別の実施形態では、基板は、まずＢＴＣＳＭに曝露され、次に窒素、アンモニア又はそれらの化合物、並びに水、酸素、二酸化炭素又はそれらの化合物のプラズマに曝露される。曝露は、ＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。別の実施形態では、基板は、まずＨＣＤＳに曝露され、次に窒素、アンモニア又はそれらの化合物のプラズマに曝露され、最後に、酸素及び二酸化炭素、水及び二酸化炭素、又は酸素、二酸化炭素及び水のガス若しくはプラズマのどちらかに曝露される。曝露は、ＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。別の実施形態では、基板は、まずＨＣＤＳに曝露され、次に窒素、アンモニア又はそれらの化合物、二酸化炭素、並びに水、酸素、又はそれらの化合物のプラズマに曝露される。曝露は、ＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。別の実施形態では、基板は、ネットワークを形成するために、まずＤＣＳに曝露され、次にアセトニトリル及び酸素、水又は二酸化炭素に曝露され、最後に不活性プラズマ、例えば、アルゴン、ヘリウム又は窒素などの不活性プラズマに曝露される。曝露は、ＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。別の実施形態では、基板は、まずＤＣＳに曝露され、次にアセトニトリル及び水、酸素、二酸化炭素又はこれらの化合物のプラズマに曝露される。曝露は、ＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。別の実施形態では、基板は、まず、ケイ素若しくはケイ素および炭素を含む第１の前駆体ガスに曝露され、次に窒素並びに少なくとも酸素又は窒素を含む第２の前駆体ガスに曝露される。曝露は、ＳｉＣＮ膜又はＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。別の実施形態では、基板は、まず、ケイ素を含む第１の前駆体ガスに曝露され、次にアセトニトリルを含む第２の前駆体ガスに曝露され、最後に酸素を含むガスのプラズマに曝露される。曝露は、ＳｉＣＯＮ膜が各基板上に堆積されるまで、繰り返される。
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考案することもでき、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
３０ ガス／プラズマ分配アセンブリ
６０ 基板
６１ 表面
６５ シャトル
７０ トラック
９０ ヒータ
１００ 処理チャンバ
１０２ 電極
１０４ 電極
１０６ プラズマ領域
１２０ 前駆体注入器
１２５ ガスポート
１３０ 前駆体注入器
１３５ ガスポート
１４０ 前駆体注入器
１４２ 前駆体注入器
１４４ プラズマ源注入器
１４５ パージガスポート
１５０ ポンピングシステム
１５５ 真空ポート
１６０ パーティション
１６５ ガスポート
１７５ ガスポート
１８１ 電極
１８５ プラズマ領域
１８９ 電極
２００ 処理チャンバ
２３０ サセプタアセンブリ
２３１ 上面
２４０ 支持軸
２４３ 凹部
２５０ ガス／プラズマ分配アセンブリ
２５２ セグメント
３０１ 表面
３０２ ガスポート
３０４ パージガスポート
３０６ 真空ポート
６０ 基板
６１ 表面
６５ シャトル
７０ トラック
９０ ヒータ
１００ 処理チャンバ
１０２ 電極
１０４ 電極
１０６ プラズマ領域
１２０ 前駆体注入器
１２５ ガスポート
１３０ 前駆体注入器
１３５ ガスポート
１４０ 前駆体注入器
１４２ 前駆体注入器
１４４ プラズマ源注入器
１４５ パージガスポート
１５０ ポンピングシステム
１５５ 真空ポート
１６０ パーティション
１６５ ガスポート
１７５ ガスポート
１８１ 電極
１８５ プラズマ領域
１８９ 電極
２００ 処理チャンバ
２３０ サセプタアセンブリ
２３１ 上面
２４０ 支持軸
２４３ 凹部
２５０ ガス／プラズマ分配アセンブリ
２５２ セグメント
３０１ 表面
３０２ ガスポート
３０４ パージガスポート
３０６ 真空ポート
Claims (15)
- 誘電体膜を形成するための方法であって、
複数の基板を処理チャンバ内部に置くこと、
基板を、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露し、次いで、基板を、窒素及び少なくとも酸素又は炭素を含む第２の反応性ガスのプラズマに曝露するという曝露シーケンスを実施すること、及び
曝露シーケンスを繰り返して各基板上に窒化炭化ケイ素又は酸窒化炭化ケイ素を含む誘電体膜を形成すること
を含む、方法。 - 第１の反応性ガスは、ビス（トリクロロシリル）メタン、ヘキサクロロジシラン、又はジクロロシランを含む、請求項１に記載の方法。
- 第２の反応性ガスは、アンモニア及び二酸化炭素を含む、請求項２に記載の方法。
- 複数の基板のうちのいくつかの基板は、サセプタアセンブリ上に配置される、請求項１に記載の方法。
- 第１の反応性ガスは、炭素をさらに含む、請求項１に記載の方法。
- 複数の基板のうちのいくつかの基板は、前記第１の反応性ガス又は前記プラズマに曝露されると回転する、請求項１に記載の方法。
- 誘電体膜を形成するための方法であって、
複数の基板を処理チャンバ内部に置くこと、
基板を、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露し、次いで、基板を、窒素及び少なくとも酸素又は炭素を含む第２の反応性ガスのプラズマに曝露するという曝露シーケンスを実施すること、及び
曝露シーケンスを繰り返して各基板上に窒化炭化ケイ素又は酸窒化炭化ケイ素を含む誘電体膜を形成すること
を含む、方法。 - 第１の反応性ガスは、ビス（トリクロロシリル）メタン、ヘキサクロロジシラン、又はジクロロシランを含む、請求項７に記載の方法。
- 第２の反応性ガスは、アンモニア及び二酸化炭素を含む、請求項８に記載の方法。
- 複数の基板は、サセプタアセンブリ上に配置される、請求項７に記載の方法。
- 第１の反応性ガスは、炭素をさらに含む、請求項７に記載の方法。
- 複数の基板のうちのいくつかの基板は、前記第１の反応性ガス又は前記第２の反応性ガスに曝露されると回転する、請求項７に記載の方法。
- 誘電体膜を形成するための方法であって、
複数の基板を処理チャンバ内部に置くこと、
基板を、ケイ素を含む第１の反応性ガスに曝露し、次いで、基板を、窒素を含む第２の反応性ガスに曝露し、次いで、基板を酸素又は不活性ガスを含むガスのプラズマに曝露するという曝露シーケンスを実施すること、
曝露シーケンスを繰り返して各基板上に窒化炭化ケイ素又は酸窒化炭化ケイ素を含む誘電体膜を形成すること
を含む、方法。 - 複数の基板は、サセプタアセンブリ上に配置される、請求項１３に記載の方法。
- サセプタアセンブリは、複数の基板を支持するための複数の凹部を含む、請求項１４に記載の方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2020524903A (ja) * | 2017-06-22 | 2020-08-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 電極アセンブリを備えたプラズマチャンバ |
| JP2022008961A (ja) * | 2018-08-29 | 2022-01-14 | バーサム マテリアルズ ユーエス，リミティド ライアビリティ カンパニー | ケイ素及び窒素を含有する膜を製造する方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102420015B1 (ko) * | 2015-08-28 | 2022-07-12 | 삼성전자주식회사 | Cs-ald 장치의 샤워헤드 |
| US10550469B2 (en) * | 2015-09-04 | 2020-02-04 | Lam Research Corporation | Plasma excitation for spatial atomic layer deposition (ALD) reactors |
| KR102412614B1 (ko) * | 2015-10-22 | 2022-06-23 | 삼성전자주식회사 | 물질막, 이를 포함하는 반도체 소자, 및 이들의 제조 방법 |
| US9786491B2 (en) | 2015-11-12 | 2017-10-10 | Asm Ip Holding B.V. | Formation of SiOCN thin films |
| US11015246B2 (en) * | 2016-04-24 | 2021-05-25 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for depositing ALD films with enhanced chemical exchange |
| KR102378021B1 (ko) | 2016-05-06 | 2022-03-23 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | SiOC 박막의 형성 |
| US10276426B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-04-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | System and method for performing spin dry etching |
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| US10847529B2 (en) | 2017-04-13 | 2020-11-24 | Asm Ip Holding B.V. | Substrate processing method and device manufactured by the same |
| US11158500B2 (en) | 2017-05-05 | 2021-10-26 | Asm Ip Holding B.V. | Plasma enhanced deposition processes for controlled formation of oxygen containing thin films |
| KR102684628B1 (ko) | 2017-05-16 | 2024-07-15 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 유전체 상에 옥사이드의 선택적 peald |
| US10510852B2 (en) * | 2017-11-28 | 2019-12-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Low-k feature formation processes and structures formed thereby |
| US10991573B2 (en) | 2017-12-04 | 2021-04-27 | Asm Ip Holding B.V. | Uniform deposition of SiOC on dielectric and metal surfaces |
| KR20200021834A (ko) * | 2018-08-21 | 2020-03-02 | 주성엔지니어링(주) | 박막 형성 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법 |
| US20210225634A1 (en) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Asm Ip Holding B.V. | FORMATION OF SiCN THIN FILMS |
| CN111943152B (zh) * | 2020-09-09 | 2023-03-21 | 中国地质大学（北京） | 一种光催化剂及光催化合成氨的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002167438A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-11 | Jsr Corp | ケイ素ポリマー、膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料 |
| JP2007189173A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 |
| JP2008222857A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Jsr Corp | 絶縁膜形成用組成物、ならびにシリカ系膜およびその形成方法 |
| JP2011524087A (ja) * | 2008-06-03 | 2011-08-25 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド | ケイ素含有フィルムの低温堆積 |
| JP2011238894A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 |
| JP2014022653A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3637434A (en) * | 1968-11-07 | 1972-01-25 | Nippon Electric Co | Vapor deposition apparatus |
| US20060228903A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Mcswiney Michael L | Precursors for the deposition of carbon-doped silicon nitride or silicon oxynitride films |
| US8298628B2 (en) * | 2008-06-02 | 2012-10-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Low temperature deposition of silicon-containing films |
| US8361900B2 (en) * | 2010-04-16 | 2013-01-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Barrier layer for copper interconnect |
-
2015
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002167438A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-11 | Jsr Corp | ケイ素ポリマー、膜形成用組成物および絶縁膜形成用材料 |
| JP2007189173A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 |
| JP2008222857A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Jsr Corp | 絶縁膜形成用組成物、ならびにシリカ系膜およびその形成方法 |
| JP2011524087A (ja) * | 2008-06-03 | 2011-08-25 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド | ケイ素含有フィルムの低温堆積 |
| JP2011238894A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 |
| JP2014022653A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020524903A (ja) * | 2017-06-22 | 2020-08-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 電極アセンブリを備えたプラズマチャンバ |
| JP7198228B2 (ja) | 2017-06-22 | 2022-12-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 電極アセンブリを備えたプラズマチャンバ |
| JP2022008961A (ja) * | 2018-08-29 | 2022-01-14 | バーサム マテリアルズ ユーエス，リミティド ライアビリティ カンパニー | ケイ素及び窒素を含有する膜を製造する方法 |
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