[发明专利]用于制备含硅和氮的膜的方法

权利要求书

1.一种通过等离子体增强ALD工艺形成含硅和氮的膜的方法，该方法包括：

a）在反应器中提供包含表面特征的衬底；

b）将反应器加热至最高达600℃的范围的一个或多个温度，并任选地将反应器保持在100托或更低的压力下；

c）向反应器中引入至少一种具有两个Si-C-Si键并选自以下的硅前体：1-氯-1,3-二硅杂环丁烷、1-溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二氯-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3-三氯-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3-三溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3,3-四氯-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3,3-四溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二氯-1,3-二甲基-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二溴-1,3-二甲基-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,1,3,3,5,5,5-八氯-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,3,3,5,5-六氯-1,5-二甲基-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,1,5,5,5-六氯-3,3-二甲基-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,3,5,5-五氯-1,3,5-三甲基-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,1,5,5,5-六氯-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,5,5-四氯-1,3,5-三硅杂戊烷、1-碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,1-二碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3-三碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3,3-四碘-1,3-二硅杂环丁烷和1,3-二碘-1,3-二甲基-1,3-二硅杂环丁烷，以在所述衬底上形成含硅物质；

d）使用第一惰性气体吹扫所述反应器的来自步骤c的任何未反应的硅前体和/或任何反应副产物；

e）将包含氨源的等离子体提供到所述反应器中以与所述含硅物质反应而形成氮化硅膜；

f）用第二惰性气体吹扫所述反应器的来自步骤e的任何进一步的反应副产物；和

g）根据需要重复步骤c至f以使所述氮化硅膜达到预定的厚度；

其中所述膜的介电常数(k)为7或更小，氧含量为5 at.%或更低，且碳含量为5 at.% 或更低，其通过X射线光电子能谱测量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氮化硅膜是碳掺杂的氮化硅膜。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

在400至1000℃范围的温度下用尖峰退火处理所述氮化硅膜。

4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

在所述氮化硅膜沉积期间或之后将所述氮化硅膜暴露于UV光源。

5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

将所述氮化硅膜暴露于包含氢或惰性气体或氮的等离子体。

6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

在环境温度至1000℃的一个或多个温度下用氧源原位或在与反应器分开的腔室中处理所述氮化硅膜以将所述氮化硅转化为氮氧化硅膜。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述氮化硅膜是碳掺杂的氮化硅膜，并且其中所述用氧源处理的步骤将所述碳掺杂的氮化硅转化为碳掺杂的氮氧化硅膜。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括在300℃至1000℃的温度下对所述氮化硅膜进行热退火。

9.根据权利要求2所述的方法，还包括在300℃至1000℃的温度下对所述碳掺杂的氮化硅膜进行热退火。

10.根据权利要求7所述的方法，还包括用惰性气体等离子体或氢/惰性气体等离子体或氮等离子体在25℃至600℃范围的温度下对所述氮化硅膜或所述碳掺杂的氮化硅膜或所述氮氧化硅膜或所述碳掺杂的氮氧化硅膜进行等离子体处理。