背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體制造工藝涉及在低k電介質(zhì)材料上沉積含硅材料，包括硅氮化物材料。在形成高質(zhì)量硅氮化物時(shí)，在沉積硅氮化物期間降低對(duì)低k電介質(zhì)的損壞具有挑戰(zhàn)性。

2、這里提供的背景描述是為了總體呈現(xiàn)本公開的背景的目的。當(dāng)前指定的發(fā)明人的工作在其在此背景技術(shù)部分中描述的范圍內(nèi)以及在提交申請(qǐng)時(shí)不能確定為現(xiàn)有技術(shù)的說明書的各方面既不明確也不暗示地承認(rèn)是針對(duì)本公開的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一方面涉及一種用于處理襯底的方法，所述方法包括：提供其上沉積有電介質(zhì)材料的襯底；在無等離子體環(huán)境中于電介質(zhì)材料上沉積保護(hù)層；以及在沉積保護(hù)層之后，將襯底暴露于第一等離子體，以沉積第一硅氮化物，同時(shí)將保護(hù)層的至少一部分轉(zhuǎn)化成第二硅氮化物。

2、在多種實(shí)施方案中，通過將襯底的表面上的沉積前體熱分解來沉積保護(hù)層。

3、在多種實(shí)施方案中，保護(hù)層通過以下方式沉積：將襯底暴露于沉積前體；并將襯底加熱至足以使沉積前體分解至襯底的表面上的溫度。

4、在多種實(shí)施方案中，保護(hù)層通過以下兩者的時(shí)間交替脈沖來沉積：使襯底暴露于沉積前體；和使襯底暴露于惰性氣體。在一些實(shí)施方案中，襯底被加熱至至少約500℃的溫度。

5、在多種實(shí)施方案中，將襯底暴露于第一等離子體包括使用一或更多含氮?dú)怏w來產(chǎn)生第一等離子體。在一些實(shí)施方案中，含氮?dú)怏w為氮、氨及其組合中的一者。在一些實(shí)施方案中，對(duì)于單晶片室，第一等離子體使用約500w至約6000kw的等離子體功率來產(chǎn)生。在一些實(shí)施方案中，第二硅氮化物通過執(zhí)行一個(gè)或更多沉積循環(huán)來沉積。例如，在一些實(shí)施方案中，該一個(gè)或更多沉積循環(huán)中的一者包括使用暴露于含硅前體和暴露于含氮等離子體的時(shí)間交替脈沖。在一些實(shí)施方案中，該一或更多沉積循環(huán)中的一者包括使用暴露于含硅前體、暴露于點(diǎn)燃氮?dú)舛a(chǎn)生的該第一等離子體和暴露于點(diǎn)燃氨與氮?dú)獾幕旌衔锒a(chǎn)生的第三等離子體的時(shí)間上分隔的脈沖。

6、在多種實(shí)施方案及上述任何實(shí)施方案中，在保護(hù)層的沉積期間，消耗少于約的電介質(zhì)材料。

7、在多種實(shí)施方案及上述任何實(shí)施方案中，電介質(zhì)材料為碳氧化硅。

8、在多種實(shí)施方案及上述任何實(shí)施方案中，保護(hù)層直接沉積于電介質(zhì)材料上。

9、在多種實(shí)施方案及上述任何實(shí)施方案中，全部保護(hù)層都轉(zhuǎn)化成第二硅氮化物。

10、在多種實(shí)施方案中，通過分解襯底表面上的沉積前體以形成分解膜；且將分解膜暴露于第二等離子體以形成保護(hù)層來沉積保護(hù)層。在一些實(shí)施方案中，第二等離子體通過點(diǎn)燃惰性氣體來產(chǎn)生，且保護(hù)層被致密化。在一些實(shí)施方案中，第二等離子體通過點(diǎn)燃含氧或含氮?dú)怏w而產(chǎn)生，且保護(hù)層為氧化物或氮化物。在一些實(shí)施方案中，將分解膜暴露于第二等離子體包括將分解膜暴露于惰性氣體等離子體并接著將分解膜暴露于含氧或含氮等離子體。在一些實(shí)施方案中，該方法還包括重復(fù)分解沉積前體并將分解膜暴露于惰性氣體等離子體和含氧或含氮等離子體。

11、在多種實(shí)施方案中，沉積前體為二異丙基氨基硅烷。

12、在多種實(shí)施方案中，沉積前體為雙(叔丁基氨基)硅烷。

13、另一方面涉及處理襯底的方法，該方法包括：將其上沉積有氮氧化硅材料的襯底提供至處理室；將第一含硅前體引導(dǎo)至處理室，處理室處于足以在無等離子體環(huán)境中使第一含硅前體分解并在襯底的表面上形成分解后的第一含硅前體以形成包含有分解后的第一含硅前體的保護(hù)層的工藝條件下；在形成保護(hù)層之后，將第二含硅前體引導(dǎo)至處理室以在保護(hù)層的表面上形成第二含硅前體的吸附層；以及將含氮等離子體引導(dǎo)至處理室以將第二含硅前體轉(zhuǎn)化成硅氮化物并將保護(hù)層的至少一部分轉(zhuǎn)化成硅氮化物。

14、在多種實(shí)施方案中，第一與第二含硅前體中的至少一者為二異丙基氨基硅烷。

15、在多種實(shí)施方案中，第一與第二含硅前體中的至少一者為雙(叔丁基氨基)硅烷。

16、在多種實(shí)施方案中，第一含硅前體與第二含硅前體相同。

17、在多種實(shí)施方案中，第一含硅前體與第二含硅前體不同。

18、在多種實(shí)施方案中，含氮等離子體通過點(diǎn)燃氮?dú)?、氨氣、或氮?dú)馀c氨氣的混合物來產(chǎn)生。

19、另一方面涉及處理襯底的裝置，該裝置包括：一個(gè)或更多處理室，每一處理室包括卡盤；通向處理室的一或更多氣體入口和相關(guān)流量控制硬件；以及控制器，其具有存儲(chǔ)器和至少一個(gè)處理器，其中存儲(chǔ)器和至少一個(gè)處理器相互通信連接，至少一個(gè)處理器至少與流量控制硬件能操作地連接，以及存儲(chǔ)器儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于控制至少一個(gè)處理器而至少控制流量控制硬件以：在未點(diǎn)燃等離子體的情況下，致使將第一含硅前體引導(dǎo)至一個(gè)或更多處理室持續(xù)足以吸附第一含硅前體中的至少一些以吸附至襯底的表面的持續(xù)時(shí)間；致使將卡盤加熱，以分解第一含硅前體并在襯底的表面上形成保護(hù)層；在未點(diǎn)燃等離子體的情況下，致使將第二含硅前體引導(dǎo)至一個(gè)或更多處理室持續(xù)足以吸附第二含硅前體中的至少一些以吸附至保護(hù)層的表面的持續(xù)時(shí)間；以及使用含氮?dú)怏w，致使等離子體產(chǎn)生而將第二含硅前體轉(zhuǎn)化成硅氮化物并將保護(hù)層的至少一部分轉(zhuǎn)化成硅氮化物。

20、以下參照附圖進(jìn)一步描述這些及其他方面。

技術(shù)特征：

1.一種用于處理襯底的方法，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過將所述襯底的表面上的沉積前體熱分解來沉積所述保護(hù)層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述保護(hù)層通過以下方式沉積：將所述襯底暴露于沉積前體；并將所述襯底加熱至足以使所述沉積前體分解至所述襯底的表面上的溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述保護(hù)層通過以下兩者的時(shí)間交替脈沖來沉積：使所述襯底暴露于沉積前體；和使所述襯底暴露于惰性氣體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述襯底暴露于所述第一等離子體包括使用一種或更多含氮?dú)怏w來產(chǎn)生所述第一等離子體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述保護(hù)層通過以下方式沉積：分解所述襯底的表面上的沉積前體以形成分解膜；且將所述分解膜暴露于第二等離子體以形成所述保護(hù)層。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的方法，其中所述沉積前體為二異丙基氨基硅烷或雙(叔丁基氨基)硅烷。

8.一種用于處理襯底的方法，所述方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一含硅前體與所述第二含硅前體中的至少一者為二異丙基氨基硅烷或雙(叔丁基氨基)硅烷。

10.一種用于處理襯底的裝置，所述裝置包括：

技術(shù)總結(jié)
提供使用等離子體以將硅氮化物沉積于低k電介質(zhì)材料上方同時(shí)保護(hù)低k電介質(zhì)材料的方法和裝置。所述方法包括：提供其上沉積有電介質(zhì)材料的襯底；在無等離子體環(huán)境中于所述電介質(zhì)材料上沉積保護(hù)層；以及在沉積所述保護(hù)層之后，將所述襯底暴露于第一等離子體，以沉積第一硅氮化物，同時(shí)將所述保護(hù)層的至少一部分轉(zhuǎn)化成第二硅氮化物。

技術(shù)研發(fā)人員：阿維尼什·古普塔,達(dá)斯汀·扎卡里·奧斯丁,戈皮納特·布海馬拉塞蒂,龔波,安德魯·約翰·麥克羅,詹尼弗·利·佩特拉利亞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：朗姆研究公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30