[发明专利]用于增大ALD工艺的沉积速率的方法

说明书

一种通过使挥发性碱与金属有机物、金属卤化物、或金属杂化物前体共流而增大原子层沉积(ALD)工艺的沉积速率的方法。该碱不会与其共流的前体反应，使得在流动时间期间该碱不会在衬底上产生任何可测量的膜或在该处理室中产生任何可测量的颗粒。添加碱性催化剂增大与其共流的前体的吸附率。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月6日申请的美国专利申请No.16/056,301的优先权，其通过引用合并于此以用于所有目的。

技术领域

本公开内容涉及半导体处理的方法。更具体而言，本公开内容涉及增大原子层沉积(ALD)工艺的沉积速率的方法。

背景技术

ALD是一种半导体处理中所使用的薄膜沉积方法且被认为是使得能沉积原子级的极薄的保形膜的沉积方法。利用ALD沉积能精确地控制所沉积的膜的厚度和组成。一般而言，在ALD工艺中，将半导体衬底暴露于交替的前体以在衬底表面上生长膜。每一ALD循环包含多种前体中的每一种的脉冲化，使不同前体的脉冲不重叠,并且不同前体不会同时出现在反应器中。利用每一脉冲，前体分子与衬底表面反应而在表面上形成膜，一旦衬底表面上的所有反应性位点都被消耗时则反应停止。

然而已知ALD是非常慢的工艺，且ALD的缓慢沉积速率被认为是其主要限制。利用传统的两前体(如硅的酰胺和O₂等离子体)ALD工艺来沉积二氧化硅(SiO₂)，通常仅达到每循环约的沉积速率，具体取决于温度。因此，期望ALD工艺能有较快的沉积速率。

发明内容

根据一实施方案，提供了一种用于增大原子层沉积(ALD)工艺的沉积速率的方法。提供处理室，其中衬底在所述室中。使第一前体流入所述室中。所述第一前体包含金属有机物、金属卤化物、或金属杂化物(metal halide)，并且所述第一前体的吸附导致在所述衬底上生长膜。使气相的碱与所述第一前体共流至所述室中，以将所述衬底的表面同时暴露于所述第一前体与所述碱。所述碱不会与所述第一前体反应，使得所述碱不会在所述衬底的所述表面上产生任何能测量的膜，并且所述碱不会在所述室中产生任何能测量的颗粒。使第二前体流入所述室中，并且所述第二前体的吸附提供所述膜的氧化或氮化。

根据另一实施方案，提供了一种用于增大原子层沉积(ALD)工艺的沉积速率的方法。提供处理室，其中衬底在所述室中。使第一前体流入所述室中。所述第一前体是金属有机物、金属卤化物、或金属杂化物，并且所述第一前体的吸附导致在所述衬底上生长膜。使挥发性的碱与所述第一前体共流至所述室中，以将所述衬底的表面同时暴露于所述第一前体与所述碱。所述碱不会与所述第一前体反应，使得所述碱不会在所述衬底的所述表面上产生任何能测量的膜且所述碱不会在所述室中产生任何能测量的颗粒。使挥发性的碱或酸与第二前体共流入所述室中，并且所述第二前体的吸附提供所述膜的氧化或氮化。

根据又一实施方案，提供了一种用于增大等离子体增强原子层沉积(ALD)工艺的沉积速率的方法。提供处理室，其中衬底在所述室中。使第一前体流入所述室中。所述第一前体包含金属有机物、金属卤化物、或金属杂化物，并且所述第一前体的吸附导致在所述衬底上生长膜。使气相的碱与所述第一前体共流至所述室中，以将所述衬底的表面同时暴露于所述第一前体与所述碱。所述碱不会与所述第一前体反应，使得所述碱不会在所述衬底的所述表面上产生任何能测量的膜且所述碱不会在所述室中产生任何能测量的颗粒。使经等离子体点燃的第二前体流入所述室中，并且所述第二前体的吸附提供所述膜的氧化或氮化。

附图说明

本公开内容在附图的图中通过示例的方式说明而非通过限制的方式说明，在附图中类似的附图标记代表类似的元件，其中：

图1为根据一实施方案的具有增大的沉积速率的ALD方法的流程图。

图2为根据另一实施方案的具有增大的沉积速率的ALD方法的流程图。

具体实施方式