KR20140133597A - 대체 규소 전구체를 사용한 유동성 필름 - Google Patents

대체 규소 전구체를 사용한 유동성 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR20140133597A
KR20140133597A KR20147027978A KR20147027978A KR20140133597A KR 20140133597 A KR20140133597 A KR 20140133597A KR 20147027978 A KR20147027978 A KR 20147027978A KR 20147027978 A KR20147027978 A KR 20147027978A KR 20140133597 A KR20140133597 A KR 20140133597A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon
precursor
film
nitrogen
substrate
Prior art date
Application number
KR20147027978A
Other languages
English (en)
Inventor
아브히지트 바수 말릭
니틴 케이. 잉글
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20140133597A publication Critical patent/KR20140133597A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/0217—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02293—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process formation of epitaxial layers by a deposition process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02321—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment introduction of substances into an already existing insulating layer
    • H01L21/02323—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment introduction of substances into an already existing insulating layer introduction of oxygen
    • H01L21/02326—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment introduction of substances into an already existing insulating layer introduction of oxygen into a nitride layer, e.g. changing SiN to SiON
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02337—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본원에서는 기판상에 초기 유동성 유전 필름을 증착시키는 방법이 기재되어 있다. 그러한 방법은 규소-함유 전구체를 기판을 함유하는 증착 챔버에 도입함을 포함한다. 그러한 방법은 추가로 증착 챔버의 외부에 위치한 원격 플라즈마 시스템에 의해서 하나 이상의 여기된 전구체, 예컨대, 라디칼 질소 또는 산소 전구체를 생성시킴을 포함한다. 여기된 전구체가 또한 증착 챔버에 도입되며, 그러한 증착 챔버에서, 여기된 전구체는 반응 구역 내의 규소-함유 전구체와 반응하여 기판상에 초기 유동성 필름을 증착시킨다. 유동성 필름은, 예를 들어, 스팀 환경에서 처리되어 실리콘 옥사이드 필름을 형성시킬 수 있다.

Description

대체 규소 전구체를 사용한 유동성 필름{FLOWABLE FILMS USING ALTERNATIVE SILICON PRECURSORS}
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 2012년 3월 5일에 발명의 명칭 "Flowable Films Using Alternative Silicon Precursors"로 출원된 미국 가특허출원 제61/606,805호의 우선권을 주장하며, 상기 가출원은 2007년 10월 22일에 발명의 명칭 "HIGH QUALITY SILICON OXIDE FILMS BY REMOTE PLASMA CVD FROM DISILANE PRECURSORS"으로 출원된 Mallick 등의 공동-양도된 미국특허 제7,867,923호; 및 2006년 5월 30일에 발명의 명칭 "CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF HIGH QUALITY FLOW-LIKE SILICON DIOXIDE USING A SILICON CONTAINING PRECURSOR AND ATOMIC OXYGEN"으로 Ingle 등에 의해서 출원된 미국 특허출원 제60/803,493호와 관련이 있다. 본 출원은 또한 2007년 10월 22일에 발명의 명칭 "METHOD AND SYSTEM FOR IMPROVING DIELECTRIC FILM QUALITY FOR VOID FREE GAP FILL"로 Mallick 등에 의한 공동-양도된 미국특허 제7,541,297호와 관련이 있다. 상기 가출원 및 관련된 출원의 전체 내용이 본원에서 모든 목적으로 참조로 통합된다.
발명의 배경
반도체 소자들 상의 구성요소들을 전기적으로 분리시키기 위해서 갭(gap) 및 트렌치(trench), 예컨대, 얕은 트렌치 분리 구조물(shallow trench isolation structure: STIs)이 일반적으로 사용되고 있다. STI는 근처의 소자 구조물들(예, 트랜지스터, 다이오드 등)의 전기적 연결을 방해하기 위한 유전 물질로 충전되는 반도체 기판의 분리 부위에 형성된 트렌치 또는 갭을 포함할 수 있다. 집적 회로상의 소자 밀도가 계속 증가함에 따라서, 소자 구조물들 사이의 크기 및 거리가 감소하고 있다. 그러나, STI의 수직 높이는 일반적으로 이들의 수평 폭 만큼 빠르게 감소하지 않아서, 더 큰 높이 대 폭 비율(즉, 더 큰 가로세로비)을 지닌 갭 및 트렌치를 생성시킨다.
가로세로비를 증가시키면서 소자 구조물을 제조할 수 있는 기술은 더 많은 구조물들(예, 트랜지스터, 커패시터, 다이오드 등)이 반도체 칩 기판의 동일한 표면 영역 상에 팩킹(packing)되게 하지만, 이는 또한 제작 문제를 발생시켰다. 이들 문제 중 하나는 충전 공정(filling process) 동안 공극 또는 시임(seam)을 발생시키기 않으면서 이들 구조물 내의 갭 및 트렌치를 완전히 충전시키기는 어려움이다. 실리콘 옥사이드와 같은 유전 물질로 갭 및 트렌치를 충전시키는 것은 근처의 소자 구조물들을 서로 전기적으로 분리시켜서 전기적 노이즈 및 전류 누설을 최소화시키기 위해서 필요하다. 가로세로비가 증가함에 따라서, 트렌치를 충전시키는 유전 물질에 공극 또는 시임을 발생시키지 않으면서 깊고 좁은 트렌치를 충전시키가 더욱 어려워진다.
유전층 내의 공극 및 시임은 반도체 소자 제작 동안 그리고 마무리된 소자 둘 모두에서 문제를 유발시킨다. 공극 및 시임은 유전 물질에 무작위로 형성되며 예측 불가능한 크기, 모양, 위치 및 밀도를 지닌다. 이는 예측 불가능하고 일관되지 못한 층의 증착 후 프로세싱, 예컨대, 불균일한 에칭, 폴리싱(polishing), 어닐링(annealing) 등을 초래한다. 마무리된 소자 내의 공극 및 시임은 또한 소자 구조물내의 갭 및 트렌치의 유전 특성에 변화를 발생시킨다. 이는 전기적 혼선, 전하 누설, 및 일부의 경우에 다른 문제 중에서도 소자 내의 단락으로 인한 불규칙적이고 열등한 소자 성능을 발생시킬 수 있다.
높은 가로세로비 구조물 상에의 유전 물질의 증착 동안에 공극 및 시임의 형성을 최소화시키기 위한 기술이 발달해 왔다. 이들 기술은 유전물질의 증착 속도를 늦춰서 유전 물질이 트렌치의 바닥과 측벽에 더욱 등각(conformal)으로 유지되게 함을 포함한다. 더욱 등각인 증착은 트렌치의 상부에서의 유전물질 축적 및 트렌치 상부를 너무 빠르게 봉쇄하여 공극(때로는 "브레드로핑(breadloafing)"으로 일컬어지는 문제)을 형성시키는 유전 물질의 기회를 감소시킬 수 있다. 그러나, 불행하게도, 증착 속도를 늦추는 것은 또한 증착 시간을 증가시킴을 의미하며, 이는 프로세싱 효율 및 생산 속도를 저하시킨다.
공극 형성을 제어하는 또 다른 기술은 증착된 유전 물질의 유동성을 증가시키는 것이다. 더 큰 유동성을 지니는 물질은 공극 또는 시임을 더욱 신속하게 충전시킬 수 있고, 이것이 충전 공간 내의 영구적인 결함이 되는 것을 방지한다. 예를 들어, PSZ films, SAM 24, BTBAS, 등과 같은 고도의 유동성 스핀-온-글래스(spin-on-glass: SOG) 전구체가 양호한 등각성(conformality)을 지니는 트렌치를 충전시키기 위해서 통상적으로 사용되었다. 그러나, 그러한 통상의 SOG 필름에 의해서 실리콘 옥사이드 유전 물질의 유동성을 증가시키는 것은 흔히 잔류 탄소 및 실라놀기에 의해서 야기된 낮은 필름 밀도를 지니는 증착된 대로의 필름을 생성시킨다. 증가된 필름 치밀화에 대한 한 가지 방법은 SOG 필름을 실리콘 옥사이드 필름으로 경화시키는 때에 고온 어닐링을 이용하는 것이다. 그러나, 잔류 탄소 및 OH 기를 제거하기 위해서 사용된 고온 어닐링은 또한 필름의 상당한 정도의 부피 수축을 야기시킬 수 있다. STI 적용을 위한 좁은 트렌치에서, 증착된 대로의 필름은 속박되어 있으며 수축에 불안정하여, 기공 또는 공극 함유 구조물을 지닌 저밀도 필름을 생성시킨다.
따라서, 트렌치, 갭, 및 높은 가로세로비를 지니는 그 밖의 소자 구조물에서 유전 필름의 밀도를 증가시켜서 무공극 갭필(void-free gapfill)을 달성시키는 개선된 공정에 대한 필요가 여전하다. 마무리된 갭필의 품질에 약영향을 주지 않으면서 높은 속도 및 양호한 유동성 특성으로 유전 물질을 증착시킬 수 있는 유전 증착 공정에 대한 요구가 또한 여전하다. 유전 필름 증착의 이들 및 다른 양태가 본 발명에 의해서 다루어지고 있다.
발명의 간단한 요약
본 발명은 반도체 소자를 제작하기 위한 실리콘 옥사이드 필름을 형성시키는 방법에 관한 것이다. 구체예는 원격 플라즈마에서 생성된 라디칼 질소 전구체 (예, -N, -NH, -NH2)와 반응하는 규소-함유 전구체로부터 형성된 규소-및-질소-함유 물질 (예, Si-N(H)-Si 결합을 지니는 필름)의 화학적 기상 증착(chemical vapor deposition: CVD)을 포함하는 유동성 유전 필름을 형성시키는 방법을 포함한다. 증착된 필름은 규소-및-질소-함유 물질을 실리콘 옥사이드(예, Si-O-Si)로 전환시켜서 증착 후 어닐링(예, 스팀 어닐링) 동안 필름 치밀화를 증가시키도록 경화된다. 그러한 방법들은 STI(얕은 트렌치 분리) 구조물을 위한 고 품질 실리콘 옥사이드 필름을 형성시키는데 적용될 수 있지만, 이들은 더 넓은 적용성을 지님이 인지될 것이다.
구체예는 또한 기판상에 규소-및-질소-함유 물질을 증착시키는 방법을 포함한다. 그러한 방법은 기판을 함유하는 증착 챔버에 규소-함유 전구체를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 방법은 또한 증착 챔버의 외부에 위치한 원격 플라즈마 시스템에 의해서 하나 이상의 라디칼 질소 전구체를 발생시킴을 포함할 수 있다. 추가적으로, 그러한 방법은 라디칼 질소 전구체를 증착 챔버에 도입함을 포함할 수 있고, 그러한 챔버에서는 라디칼 질소와 규소-함유 전구체가 반응하고 기판상에 규소 및 질소 함유 필름을 증착시킨다.
구체예는 추가로 기판상에 실리콘 옥사이드 필름을 형성시키는 방법을 포함할 수 있다. 그러한 방법은 기판을 증착 챔버에 제공하고 증착 챔버에 연결된 원격 플라즈마 시스템에 의해서 활성화된 질소 종(예, 하이드로니트렌 라디칼)을 생성시킴을 포함할 수 있다. 추가적으로, 그러한 방법은 규소-함유 전구체를 증착 챔버에 도입함을 포함한다. 그러한 방법은 추가로 활성화된 질소 종을 증착 챔버에 도입함을 포함하고, 그러한 증착 챔버에서는 활성화된 질소 종이 규소-함유 전구체와 반응하고 기판상에 제 1 필름을 증착시킨다. 제 1 필름은 규소-및-질소-함유 필름(예, 복수의 Si-N(H)-Si 결합을 지니는 필름)일 수 있다. 더욱이, 그러한 방법은 증기 대기 중에서 제 1 필름을 어닐링하고 기판 상에 제 2 필름을 형성시킴을 포함한다. 제 2 필름은 질소의 일부 또는 전부를 산소로 대체시켜서, 예를 들어, 복수의 Si-O-Si 결합을 형성시킬 수 있다.
추가의 구체예 및 특징이 이어지는 설명에서 일부 기재되고 있으며, 일부는 명세서를 검토할 때 당업자에게는 자명해지거나 발명의 실시에 의해서 알게 될 수 있다. 본 발명의 특징 및 이점은 명세서에 기재된 방편들, 조합들, 및 방법들에 의해서 실현되고 달성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 구체예에 따라서 규소 전구체내의 Si-Si 결합을 반응성 질소 종과 반응시켜서 Si-N(H)-Si 함유 화합물을 형성시키고, 이어서, 화합물을 Si-O-Si 함유 화합물로 산화시키는 화학 반응 과정을 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 구체예에 따라서 기판상에 실리콘 옥사이드 필름을 형성시키는 방법을 예시하는 간단한 플로우 챠트이다.
도 3은 본 발명의 구체예에 따라서 원격 플라즈마에서의 암모니아의 분해에 의해서 생성된 라디칼 질소 전구체 및 디실란 또는 폴리실란 전구체로부터 실리콘 카르보니트라이드 Si:C:N:H를 형성시키기 위한 화학 반응 단계들을 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 구체예에 따라서 유동성 실리콘 및 질소 함유 필름을 증착시키는 방법을 예시하는 간단한 플로우 챠트이다.
도 5는 본 발명의 구체예에 따른 증착된 대로의 유전 필름 중의 탄소계 종의 산 촉매작용 제거를 위한 화학 반응 메카니즘을 개략적으로 도시하고 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 구체예에 따른 증착된 대로의 유전 필름 중의 탄소계 종의 염기 촉매작용 제거를 위한 화학 반응 메카니즘을 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 구체예에 따라서 기판상에 실리콘 옥사이드 필름을 형성시키기 위한 예시적인 공정 시스템의 횡단면을 도시하고 있다.
발명의 상세한 설명
반도체 소자의 제작중 일부로서 기판상에 유전 물질, 예컨대, 실리콘 옥사이드를 형성시키는 방법이 기재된다. 구체예는 원격 플라즈마에서 형성된 라디칼 질소 전구체 (예, -N, -NH, -NH2)와의 규소 전구체의 반응으로부터의 규소 및 질소롤 포함하는 유동성 유전 필름(예, Si-N(H)-Si 결합을 지닌 필름)을 형성시키는 화학적 기상 증착 방법을 포함한다. 그러한 방법은 또한 증착 후 어닐링(예, 스팀 어닐링)에 의해서 규소-및-질소-함유 물질을 실리콘 옥사이드 물질로 전환시키기 위해서 유동성 유전 필름을 경화시킴을 포함할 수 있다. 다른 적용 중에서도, 그러한 방법은 고품질 실리콘 옥사이드 갭필(예, STI 구조물의 형성)을 형성시키기 위해서 이용될 수 있다.
규소 전구체는 규소와 질소 원자 둘 모두를 지니는 탄소 비함유 전구체를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 규소-및-질소-함유 전구체의 일부 예는 하기 전구체를 포함한다:
Figure pct00001
추가의 규소-및-질소-함유 전구체는 또한 탄소를 포함할 수 있다. 그러한 유형의 전구체의 일부 예는 하기 전구체를 포함한다:
Figure pct00002
Figure pct00003
추가의 예로, 규소-및-질소-함유 전구체는 사이클릭 성분을 지닐 수 있다. 사이클릭 전구체는 규소 및 질소에 동반되는 추가 원소(예, 수소 원자)의 수를 줄이기 위해서 선택될 수 있다. 이들은 또한 반응 구역에서의 더 적은 에너지 조건하에서 반응성 종을 생성시키기 위한 이들의 더 적은 결합 파괴 에너지를 위해서 선택될 수 있다. 이러한 유형의 전구체의 일부 예는 하기 전구체를 포함한다:
Figure pct00004
예시적인 규소 전구체는 또한 질소-비함유 전구체일 수 있으며, 질소 성분을 초기-유동성 유전 필름에 제공하기 위해서 라디칼 질소 반응물에 의존할 수 있다. 일부 예에서, 규소 전구체는 이하 나타낸 바와 같이 탄소를 포함할 수 있다:
Figure pct00005
추가의 예에서, 규소 전구체는 또한 이하 전구체와 같은 탄소-비함유 전구체일 수 있다:
Figure pct00006
규소 전구체, 및/또는 그러한 전구체를 생성시키기 위해서 사용된 출발 반응물은 할로겐(즉, 불소, 염소, 브롬, 및/또는 요오드 기)를 포함할 수 있다. 예시적인 할로겐-함유 규소 전구체는 이하 전구체를 포함한다:
Figure pct00007
규소 전구체는 또한 산소를 함유할 수 있다. 산소는 두 부분 사이(예, 두 규소 기 사이, 규소 기와 탄소 기 사이, 등)에서 브릿지(bridge)로서 작용할 수 있거나, 이는 말단 부분의 일부(예, -OH, -COOH, -NCO, 등)일 수 있다. 예시적인 산소-함유 규소 전구체는 이하 전구체를 포함한다:
Figure pct00008
도 1은 본 발명의 구체예에 따라서 기판상에 실리콘 옥사이드 필름을 형성시키는 방법(100)에서 선택된 단계들을 강조하는 간단한 플로우챠트이다. 그러한 방법은 먼저 유동성 필름을 기판상에 증착시키고, 이어서, 유동성 필름을 옥사이드로 전환시킴으로써 실리콘 옥사이드를 형성시킨다. 예시적인 방법(100)은 추가의 단계들(도시되지 않음)이 또한 추가될 수 있는 비전면적인 단계들의 시리즈(non-exhaustive series of steps)를 포함한다. 당업자는 많은 변경, 변화 및 대안을 인식할 수 있을 것이다.
도시된 구체예에서, 방법은 기판을 증착 챔버(110)에 제공함으로 시작한다. 방법은 규소-함유 전구체를 증착 챔버(120)에 도입한다. 규소-함유 전구체는 상기 기재된 규소 화합물뿐만 아니라 다른 규소-함유 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 방법은 또한 하나 이상의 여기된 질소 전구체(excited nitrogen precursors: 130)를 생성시킴을 포함한다. 여기된 질소 전구체는, 예를 들어, 증착 챔버에 연결된 원격 암모니아 플라즈마 시스템에서 생성되는 라디칼 질소 전구체일 수 있다.
여기된 질소 전구체는 증착 챔버내로 도입되어 규소-함유 전구체와 반응하고 기판(140) 상에 유동성 규소-및-질소-함유 유전 필름을 증착시킬 수 있다. 여기된 질소 전구체는 규소-함유 전구체와 동시에 그리고 독립적으로 증착 챔버에 도입될 수 있다. 예를 들어, 여기된 질소 전구체는 원격 플라즈마 장치에서 생성될 수 있으며 듀얼-존 샤워헤드(dual-zone showerhead) 내의 규소-함유 전구체와는 별도의 흐름 채널을 통해서 증착 챔버로 전송될 수 있다. 두 전구체는 먼저 접촉이 이루어지고 기판과 인접하여 위치될 수 있는 증착 챔버의 반응 구역에서 반응할 수 있다.
방법은 또한 초기의 유동성의 증착된 필름(150)의 증착 후 처리를 포함할 수 있다. 처리는 스팀 어닐링하여 유동성 유전 필름을 실리콘 옥사이드 필름으로 산화시킴을 포함할 수 있다. 일부 유동성 필름의 경우에, 스팀 산화는, 예를 들어, Si-O-Si 결합으로의 Si-N(H)-Si 결합의 전환으로 인한, 필름 팽창을 포함할 수 있으며, 이러한 팽창은, 예를 들어, CVD-증착된 필름으로부터의 일부 하이드록실기의 제거로 인한, 필름 수축에 대응할 수 있다. 팽창과 수축 압력이 증착 후 처리 동안에 더욱 균형을 이루는 때에, 응력 균열(stress crack)이 더 적으면서 치밀한 실리콘 옥사이드 필름이 형성될 수 있다.
초기 증착된 유동성 유전 필름은 상부 부분에 점착되는 대신에 기판 내의 갭 및 트렌치의 바닥 부분으로 흐르는 경향이 있다. 증착된 필름의 유동 특성은 증착되는 필름이 상부 부분을 너무 이르게 폐쇄하는 때에 유발되는 갭필 또는 STI 트렌치의 중심 둘레에서의 공극의 형성을 감소시킨다.
방법(100)에서 기재된 CVD 증착 공정은 규소-함유 전구체를 여기된 질소 전구체와 반응시켜서 유동성 필름을 형성시킨다. 추가의 방법이 규소-함유 전구체와 여기된 전구체의 선택에 따라서 유동성 필름을 형성시키기 위해서 이용될 수 있음을 인지해야 한다. 예를 들어, 2006년 5월 30일자 출원된 발명의 명칭 "CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF HIGH QUALITY FLOW-LIKE SILICON DIOXIDE USING A SILICON CONTAINING PRECURSOR AND ATOMIC OXYGEN"의 Ingle 등에 의한 공동 양도된 미국특허 출원 제60/803,493호(이의 전체 내용이 본원에서 모든 목적으로 참조로 포함된다)는 여기된 질소 대신에 여기된 산소 전구체를 사용하고 있다. 여기된 산소 전구체가 또한 선택된 규소-함유 전구체, 특히, 탄소를 또한 포함하는 규소-함유 전구체와 함께 사용될 수 있다. 여기된 산소(예, 원격 플라즈마 장치에서 생성된 라디칼 산소 원자)와의 규소-함유 전구체의 반응은 후속 처리되어 실리콘 옥사이드를 생성시킬 수 있는 초기 유동성 유전 필름을 생성시킬 수 있다.
상기 주지된 바와 같이, 방법(200)에서 사용되는 반응성 질소 종(예컨대, -N, -NH, 및 -NH2)은 원격 플라즈마 시스템에 암모니아(NH3)를 도입함으로써 생성될 수 있다. 원격 플라스마 시스템은 증착 챔버에 연결되는 별도의 챔버를 포함할 수 있다. 암모니아를 NH/N/H 라디칼로 분해시키기 위해서 사용되는 플라즈마 조건은 실온 내지 약 200℃ 범위의 챔버 온도에서 1 Torr 내지 10 Torr 범위의 챔버 압력하에 플라즈마를 생성시키기 위해서 3 kW 내지 15 kW 범위의 RF 파워를 사용함을 포함할 수 있다. 원격 플라즈마 시스템내의 암모니아의 분해는 라디칼 질소 전구체, 예컨대, NH 또는 NH2와 같은 하이드로니트렌 라디칼을 생성시킨다. 원자 수소(H) 라디칼이 또한 생성될 수 있다. 예를 들어, 하이드로니트렌 및 수소 라디칼은 방법(200)의 단계(230)에서 생성된다.
도 2는 Si-N(H)-Si 결합을 지니는 규소-및-질소-함유 필름을 초기 증착시키기 위해서 Si-Si 결합을 지니는 규소 전구체를 라디칼 질소 전구체와 반응시키는 한 가지 예시적인 화학 반응 과정을 도시하고 있다. 초기 필름은 이어서 Si-N(H)-Si 결합을 Si-O-Si 결합으로 전환시키는 산소-함유 환경에 노출된다. 도 2의 다이아그램은 단지 화학 반응 과정의 예이며, 이는 본원의 특허청구범위를 과도하게 제한하지 않아야 한다. 당업자는 비-유동성 유전 물질, 예컨대, 실리콘 옥사이드로 전환되는 초기 유동성 필름을 형성시키기 위한 다른 변경, 변화 및 대안적인 규소 전구체를 인지할 것이다.
도시된 바와 같이, 화학 반응은 CVD(화학적 기상 증착) 공정이며, 그러한 공정 동안에 하나 이상의 Si-Si 결합을 지니는 규소 함유 전구체가 원격 플라즈마(즉, 유동성 Si-N(H)-Si 필름의 증착과는 별도로 형성되는 플라즈마)에서 암모니아의 분해로부터 생성되는 라디칼 질소 종과 혼합된다. CVD 공정은 Si-N(H)-Si 결합으로의 규소 전구체(또는 전구체들) 내의 Si-Si 결합의 전환을 유도한다. Si-N(H)-Si 결합은 이어서 후속 어닐링 단계 동안에 Si-O-Si 결합으로 전환되고, 그러한 단계에서 어닐링은, 예를 들어, 스팀(즉, H2O 증기) 환경 중에서 수행될 수 있다. 산소 원자는 질소 원자보다 더 큰 원자 부피를 지니기 때문에, 어닐링 동안 실리콘 옥사이드의 형성은 유전 필름의 팽창을 발생시킬 수 있다.
상기 CVD 공정은 규소-함유 전구체를 증착 챔버로 도입시켜서 유전 물질의 규소 성분의 적어도 일부를 제공한다. 예시적인 규소 함유 반응물은 하나 이상의 Si-Si 결합을 지니는 상기 기재된 규소-함유 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 추가의 규소-함유 전구체는 알콕시 디실란, 알콕시-알킬 디실란, 알콕시-아세톡시 디실란, 및 폴리실란을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알콕시 디실란은 Si2(EtO)6 에톡시 디실란, Si2(MeO)6 메톡시 디실란, 및 Si6(MeO)12 메톡시 사이클로헥실실란을 포함하고, 여기서, Et는 에틸기(C2H6)를 나타내며 Me는 메틸기(CH3)를 나타낸다. 또 다른 예에서, 알콕시-알킬 디실란은 Si2(EtO)4(Me)2 테트라에톡시-디메틸 디실란, Si2(EtO)4(Et)2 테트라에톡시-디에틸 디실란, Si2(EtO)2(Me)4 디에톡시-테트라메틸 디실란, Si2(MeO)4(Me)2 테트라메톡시-디메틸 디실란, 및 Si4O2(Me)8 메틸 사이클로헥실실록산, Si6(MeO)6(Me)6 메톡시-메틸 사이클로헥실실란, Si4O2(H2)4 하이드로-사이클로헥실실록산을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 알콕시-아세톡시 디실란은 Si2(AcO)6 아세톡시 디실란, Si2(Me)4(AcO)2 테트라메틸-디아세톡시 디실란, 및 Si2(Me)2(AcO)4 디메틸-테트라세톡시 디실란을 포함할 수 있으며, 여기서, Ac는 아세틸기를 나타낸다. 그리고, 또 다른 예에서, 폴리실란은 사이클로펜틸실란 또는 다른 서브인스티튜트(subinstitute)를 포함한다. Si-함유 전구체는 증착 챔버에 도달하기 전에, 그리고 일부의 경우에, 증착 챔버 내부의 전구체 반응 구역에 도달하기 전에, 다른 반응물을 반응시키거나 또한 다른 반응물을 접촉시키는 것을 피할 수 있다.
규소-함유 전구체는 여기된 질소-함유 종과 반응하여 유동성 필름을 형성시킬 수 있다. 여기된 질소-함유 종(예, 라디칼 질소 종)은 원격 암모니아 플라즈마로부터 생성될 수 있다. 예를 들어, 라디칼 질소 종은 질소 이온, 하이드로니트렌 라디칼 NHx를 포함할 수 있고, 여기서, x = 1 또는 2이다. 규소-함유 전구체는 고도로 반응성인 하나 이상의 Si-Si 결합을 지니고 있기 때문에, CVD 공정은 Si-N(H)-Si 결합을 함유하는 유동성 필름을 생성시킨다. 그러한 필름은 또한 전구체에 존재했던 산소 및 탄소 종을 함유할 수 있다. 예를 들어, 규소-함유 전구체가 탄소를 포함하는 경우에, 전구체는 기판상에 유동성 실리콘 카르보니트라이드 필름을 증착시키기 위해서 반응할 수 있다. 탄소는 증착된 필름의 유동성에 기여할 수 있다. 유사하게, 전구체에 존재하는 산소 부분은 이의 유동성에 기여하는 증착된 필름 내에서의 하이드록실(-OH)기를 형성할 수 있다.
또 다른 구체예에서, 수증기 환경 내의 후속 열처리는 증착된 규소-및-질소-함유 필름과 H2O 증기 사이의 또 다른 화학 반응을 유도한다. 이러한 반응은 Si-N(H)-Si 결합이 Si-O-Si 결합으로 전환되어 실리콘 옥사이드 필름의 형성을 발생시키는 산화 과정이다. 한 가지 부생성물은 NH3 암모니아를 포함할 수 있으며, 이는 챔버에 설치된 배출 시스템을 통해서 즉각적으로 펌프로 퍼내질 수 있다.
도 3은 본 발명의 구체예에 따라서 암모니아 원격 플라즈마에 의해서 생성된 라디칼 질소 전구체와의 디실란 및/또는 폴리실란 전구체의 반응으로부터 실리콘 카브로니트라이드(Si:C:N:H) 필름을 형성시키는 개략적 화학 반응 단계를 도시하고 있다. 도 3은 한 가지 예시적인 예이며, 본 발명의 특허청구범위를 과도하게 한정하지 않아야 한다. 당업자는 다른 변경, 변화 및 대안을 인지할 것이다.
도시된 바와 같이, 하이드로니트렌 NH 라디칼 및 수소 H 라디칼은 암모니아 플라즈마에 의해서 공정(310)에서 생성된다. 하이드로니트렌 NH 라디칼 및 수소 H 라디칼은 증착 챔버내의 디실란 또는 폴리실란 전구체와 만날 때에, 도 3의 반응 공정(320)에 도시된 바와 같이, 디실란 또는 폴리실란 전구체 내의 고도의 반응성 Si-Si 결합이 일반적으로 끊어져서 -NH2와 재결합된 규소-하이드록실 라디칼을 형성시킨다. 대안적으로, 디실란 또는 폴리실란 전구체 내의 Si-Si 결합은 파괴되어, 도 3의 사이드 공정(325)에 도시된 바와 같이, -H와 직접적으로 재결합된 규소-하이드록실 라디칼을 형성시킬 수 있다. 물론, 당업자는 많은 대안, 변경 및 변화를 인지할 것이다.
도시된 예에서, -NH2 라디칼과 결합된 규소-하이드록실기는 알코올기를 방출시킴으로써 규소-하이드로니트렌 라디칼로 분해될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 공정(330)에 도시된 바와 같이, 본래의 규소 함유 전구체 내의 하이드록실기는 질소 원자에 결합하여 메탄올(CH3OH)을 형성시키는 H 원자를 포획한다. 생성된 메탄올은 추가의 메탄올 형성을 유도하도록 진공 펌프에 의해서 용이하게 제거될 수 있다. 반응물의 나머지 부분은 두 개의 완결되지 않은 결합(dangling bond)을 지니는 Si-NH 결합을 함유한 라디칼이 된다. 후속하여, 도 3의 공정(340)에 예시된 바와 같이, 두 개의 완결되지 않은 결합은 신속하게 재결합하여 Si=NH 이중 결합을 지닌 디메틸실란이민 라디칼을 형성시킨다. 물론, 당업자는 많은 대안, 변경 및 변화를 인지할 것이다.
또 다른 예에서, 화학 반응은 추가로 규소 함유 전구체에 존재하는 Si-C 결합과 디메틸실란이민 라디칼 사이의 반응을 포함할 수 있다. 도 3의 공정(350)에 도시된 바와 같이, 이러한 반응은 디메틸실란이민 라디칼이 Si 원자와 C 원자 사이에 직접적으로 삽입되어 실리콘 카르보니트라이드 생성물을 생성시키는 결합 삽입 공정이다. 물론, 당업자는 많은 대안, 변경 및 변화를 인지할 것이다.
도 4는 본 발명의 구체예에 따른 유동성 규소 및 질소 함유 필름을 증착시키는 방법을 예시하는 간단한 플로우 챠트이다. 이러한 다이어그램은 단지 일예이며, 본 발명의 특허청구범위를 과도하게 제한하지 않는다. 당업자는 다른 변경, 변화, 및 대안을 인지할 것이다. 도시된 바와 같이, 방법(400)은 기판상에 흐름-유사 특성을 지니는 비정질 실리콘 카르보니트라이드 필름을 증착시키는 CVD 공정이다. 방법(400)은 증착 챔버(410)에 기판을 제공함을 포함할 수 있다. 증착 챔버는 원격 플라즈마 시스템에 연결된다. 방법(400)은 또한 암모니아를 원격 플라즈마 시스템에 도입시켜 원격 플라즈마 내에서의 암모니아의 분해로부터의 라디칼 질소 전구체를 생성시킴을 포함할 수 있다. 생성된 라디칼 질소 전구체는 하이드로니트렌 NH 라디칼 및 수소 H 라디칼을 포함할 수 있다. 물론, 다른 대안, 변경 및 변화가 있을 수 있다.
추가로, 방법(400)은 하이드로니트렌 NH 라디칼 및 수소 H 라디칼을 증착 챔버(420)에 전달함을 포함한다. 한 가지 구체예에서, 하이드로니트렌 NH 라디칼 및 수소 H 라디칼은 증착 챔버를 원격 플라즈마 시스템에 유체 소통 가능하게 연결되는 샤워헤드를 통해서 전달된다. 예를 들어, 반응성 질소 라디칼(및 수반되는 캐리어 가스)가 2007년 5월 29일자 출원된 발명의 명칭 "PROCESS CHAMBER FOR DIELECTRIC GAPFILL"의 Lubomirsky 등의 공동 양도된 미국특허 출원 일련번호 제11/754,924호에 도시된 것과 같은 배플 또는 사워헤드를 통해서 증착 챔버에 진입할 수 있으며, 상기 출원의 전체 내용이 본원에서 모든 목적으로 참조로 포함된다.
방법(400)은 또한 하나 이상의 Si-Si 결합을 지니는 하나 이상의 규소 함유 전구체를 증착 챔버(430)에 도입함을 포함한다. 한 가지 구체예에서, 규소 함유 전구체는 증착 챔버에 독립적으로 유도된다. 예를 들어, 이들 전구체는 하나 이상의 별도의 CVD 가스 공급원으로부터 전구체이고, 증착 챔버에 도입되기 전에 어떠한 암모니아 플라즈마와 만나지 않는다. 또 다른 구체예에서, 규소 함유 전구체는 분자 골격에 단일의 Si-Si 단위를 지니는 디실란 및/또는 복수의 Si-Si 단위를 지니는 폴리실란을 포함한다. 예를 들어, 규소 함유 전구체는 도 3에 도시된 바와 같은 에틸 하이드록실기를 지닌 디실란이다.
방법(400)은 추가로 CVD 공정을 수행하여 증착 챔버(440) 내에서 기판상에 유동성 실리콘 카르보니트라이드 필름을 증착시킴을 포함한다. 규소 함유 전구체가 증착 챔버내에서 하이드로니트렌 NH 라디칼 및 수소 H 라디칼과 만남에 따라서, 전구체 내의 Si-Si 결합은 고도로 반응성이어서 Si-Si 결합(들)을 지니는 디실란 또는 폴리실란 전구체가 규소-하이드로니트렌 라디칼로 파괴될 것이다. 추가로, 알코올 분해 및 재결합 반응성 공정 후의 규소-하이드로니트렌 라디칼은 디메틸실란이민 라디칼로 변할 수 있다. 디메틸실란이민 라디칼은 이어서 결합 삽입 공정에 의해서 전구체 내의 Si-C 결합과 반응하여 실리콘 카르보니트라이드 분자를 형성시킬 수 있다.
예를 들어, CVD 공정(440)은 하기 공정 조건하에 증착 챔버에서 수행될 수 있다: 1) 전구체 유량은 1m gm/min 내지 15 gm/min의 범위로 설정되고; 2) 증착 챔버는 약 1 mTorr 내지 약 600 Torr 범위의 압력으로 고정되고; 3) 챔버 온도는 약 0℃ 내지 약 400℃ 사이로 조절된다. 규소-하이드로니트렌 라디칼의 형성은 도 3의 공정(320) 동안 수행된다. 상기 CVD 공정(440)과 연루되는 추가의 화학 반응 과정은 도 3에 도시된 반응 단계(330, 340 및 350)를 포함할 수 있다. 이어서, 생성되는 실리콘 카르보니트라이드 분자는 기판 상에 증착되어 고형 필름을 형성시킨다. 그러한 필름은 자연 상태에서 비정질이고 분자 골격에 하이드록실기를 지닌 흐름-유사 특성을 지닌다.
유동성의 증착된 필름은 소자 유전 분리를 위해 매우 저밀도를 지니는 무공극 갭필을 형성시킨다. 방법(400)은 추가로 산화 환경에서 유동성 실리콘 카르보니트라이드 필름을 어닐링시켜서 치밀한 실리콘 옥사이드 필름(450)을 형성시킴을 포함할 수 있다. 다른 유동성 유전 필름, 예컨대, 통상의 SOG 필름과 유사하게, 고온 어닐링은 하이드록실기와 잔류 탄소가 즉각적으로 펌프로 퍼내어지는 물 및/또는 알코올 증기로 분해되게 하여, 상당한 필름 수축 및 치밀화를 생성시킨다. 특정의 구체예에서, 어닐링 공정(450)은 스팀(수증기) 대기 내의 산화 환경에서의 열적 어닐링이다. 예를 들어, 스팀 어닐링은 약 200℃ 내지 약 1050℃의 기판 온도에서 수행될 수 있다. 어닐링 동안의 수증기 압력은 대체로 1 Torr 내지 1 atm(즉, 약 760 Torr) 범위이다.
대안적인 구체예에서, 어닐링 공정(450)은 실온 내지 약 600℃로 유지된 기판의 오존 처리이다. 오존 처리가 추가로 UV 광 조사(UV light irradiation)와 통합될 수 있다. 또 다른 대안적인 구체예에서, 어닐링 공정(450)은 실온 내지 약 900℃의 분자 산소 처리 또는 실온 내지 약 600℃의 원자 산소 처리를 포함하는 필름 경화 공정이다. 물론, 당업자는 많은 대안, 변경 및 변화를 인지할 것이다.
또 다른 특정의 구체예에서, 증착된 대로의 실리콘 카르보니트라이드 필름에서 형성된 Si-N(H)-Si 결합의 존재로 인해서, 산화 공정(450)은 Si-O-Si 결합으로의 이들 Si-N(H)-Si 결합의 전환을 유발시킬 것이다. 질소보다 더 큰 산소의 원자 부피 때문에, 이러한 전환은 본질적으로 필름을 팽창시킨다. 예를 들어, 결합 전환 공정은 도 1에 기재된 화학 반응 과정과 동일하다. 이러한 필름 팽창은 미반응된 탄소와 OH 종의 손실에 기인한 필름 수축에 대응한다. 필름 팽창과 수축을 균형되게 하는 순수한 효과는 무공극 갭 충전을 유지하면서 전체적인 수축은 덜하지만 필름 밀도가 증가된 보다 고품질의 실리콘 옥사이드 필름을 생성시킨다.
또 다른 구체예에서, 유동성 실리콘 카르보니트라이드 필름을 어닐링하는 것은 수증기와 산 증기 둘 모두를 포함하는 대기 중에서 수행된다. 알콕시 치환된 디실란과 연루된 CVD-증착된 필름의 경우에, 산 환경이 증착 동안 미반응된 유기 부분의 반응을 촉매작용하는 것을 도울 수 있다. 도 5는 본 발명의 구체예에 따른 증착된 대로의 유전 필름을 처리하기 위한 산 촉매작용의 화학적 도면을 개략적으로 도시하고 있다. 이러한 다이어그램은 단지 일예이며, 본 발명의 특허청구범위를 과도하게 제한하지 않는다. 당업자는 다른 변경, 변화 및 대안을 인지할 것이다. 도시된 바와 같이, 어닐링 동안에 첨가된 산성 증기에 의해서 미반응된 하이드록실기가 산의 친전자성 공격을 받을 수 있고, 즉, 산으로부터의 H+ 이온이 미반응된 CH3O기를 반응성 CH3OH기로 변화시킬 수 있는데, 산소 원자로부터의 하나의 전자를 수소 원자에 줌으로써 변화시킬 수 있다. 이는 도 5의 공정(510)에 예시되어 있다.
이어서, 수증기는 공정(520)에 도시된 바와 같이 반응성 CH3OH 기와 반응할 수 있다. 그러한 반응은 실라놀 Si-OH 기의 형성 및 필름으로부터의 알코올 CH3OH 분자의 방출을 야기한다. 형성된 실라놀 Si-OH 기의 축합(즉, 두 실라놀 Si-OH 기를 결합시키는 때에 물을 방출시킴으로써)은 필름내에서 실리콘 옥사이드 네트워크의 형성을 유도한다. 한 가지 구체예에서, 산 처리에 의한 어닐링은 탄소 종의 제거에 의해서 필름 밀도를 증가시키고 다른 방식을 통한 하이드록실기의 손실을 통한 공극 형성의 가능성을 감소시키는 것을 돕는다. 물론, 다른 대안, 변경 및 변화가 있을 수 있다.
추가의 구체예에서, 유동성 실리콘 카르보니트라이드 필름을 어닐링하는 것은 수증기와 염기성 증기, 예컨대, 암모니아(NH3) 둘 모두를 포함하는 대기 중에서 수행된다. 알콕시 치환된 디실란과 연루된 CVD-증착 필름의 경우에, 염기성 환경은 증착 동안 미반응된 유기 부분의 반응을 촉매작용하는 것을 도울 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 증착된 대로의 유전 필름의 염기 촉매작용된 처리에 대한 두 화학 반응 메커니즘을 개략적으로 도시하고 있다. 도 6a에 도시된 첫 번째 메커니즘은 암모니아를 포함하는 염기성 증기에 의한 알킬기의 친핵성 공격을 포함한다. 이러한 메커니즘에서, 실리콘 알콕사이드기의 알킬 부분이 암모니아로 이전되고, 이는 또한 이전 동안에 양성자(H+)를 방출시킨다. 알킬기의 이전은 또한 물 분자와 연루되어 있으며, 이러한 물 분자는 알킬기를 대체시키기 위해서 양성자를 공여하고, 그러한 알킬기는 이탈하여 실라놀(-Si-OH) 기를 형성시킨다. 후속 반응에서, 실라놀 축합 반응이 발생하여 -Si-OH 기를 경화된 유전 옥사이드 필름 내의 -Si-O-Si- 기로 전환시킨다.
도 6b에 도시된 두 번째 반응 메커니즘은 암모니아를 포함하는 염기성 증기에 의한 실리콘 알콕사이드 내의 실리콘 원자의 친핵성 공격을 포함한다. 그러한 반응은 규소에 결합된 알콕사이드기를 암모니아 분자로 치환시켜 실릴 아민을 형성시킴을 포함한다. 알콕사이드기는 물 분자로부터 공여된 양성자와 반응하여 알코올을 형성시킨다. 후속 반응에서, 실릴 아민은 가수분해되어 실라놀을 형성시키고 암모니아를 재생시킬 수 있다. 이어서, 도 6a에 기재된 메커니즘과 유사하게 실라놀기는 -Si-OH 기를 경화된 유전 옥사이드 필름 내의 -Si-O-Si- 기로 전환시키는 축합 반응을 진행할 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 기재된 염기 촉매작용된 반응 메커니즘은 단지 가능한 반응 메커니즘의 두 가지 예이며 본 발명의 특허청구범위를 과도하게 제한하지 않음을 인지해야 한다. 당업자는 증착된 대로의 실리콘 알콕사이드 종의 염기 촉매작용된 처리에 대한 다른 변경, 변화 및 대안을 인지할 것이다.
유동성 유기-규소 필름으로부터의 탄소(예, 알킬 및 알킬 옥사이드기의 염기 촉매작용된 제거를 위한 예시적인 공정 조건은 물 및 염기 증기를 포함하는 환경에서의 필름의 증착 후 경화를 포함할 수 있다. 예를 들어, 염기 증기가 염기 촉매로서 암모니아를 포함하면, 증착된 필름은 약 1 Torr 내지 약 40 Torr의 압력에서 약 2분 내지 약 5분 동안 모이스트 암모니아 대기(moist ammonia atmosphere)에 노출되면서 약 300℃로 가열될 수 있다. 추가의 구체예에서, 암모니아 대기는 또한 산소(O2) 가스, 및/또는 질소 전구체(예, NH3)의 원격 플라즈마 해리에 의해서 생성된 원자 질소(N)를 포함할 수 있다.
이제, 도 7을 참조하면, 본 발명의 구체예에 따른 예시적인 프로세싱 시스템(700)의 횡단면도가 도시되어 있다. 그러한 시스템(700)은 전구체가 화학적으로 반응하고 기판 웨이퍼(702) 상에 유동성 유전 필름을 증착시키는 증착 챔버(701)를 포함한다. 웨이퍼(702)(예, 200 mm, 300 mm, 400 mm, 등의 직경의 반도체 기판 웨이퍼)가 회전 가능한 기판 페데스탈(substrate pedestal: 704)에 연결될 수 있으며, 그러한 페데스탈은 또한 수직으로 변환 가능하여 기판(702)을 위에 가로놓인 전구체 분배 시스템(706)으로부터 더 가깝거나 더 멀리 정위시킨다. 그러한 페데스탈은 약 1 rpm 내지 약 2000 rpm(예, 약 10 rpm 내지 약 120 rpm)의 회전 속도에서 기판 웨이퍼를 회전시킬 수 있다. 페데스탈은 기판을 전구체 분배 시스템의 측면 노즐(708)로부터, 예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 100 mm의 거리를 수직으로 변환시킬 수 있다.
전구체 분배 시스템(706)은 복수의 방사상 분포 측면 노즐들(708)을 포함하고, 이들 각각은 두 가지의 상이한 길이 중 하나를 지닌다. 추가의 구체예(도시되지 않음)에서, 측면 노즐은 제거되어 증착 챔버의 벽 둘레에 분포된 개구들의 고리를 남길 수 있다. 전구체는 이들 개구들을 통해서 챔버 내로 흐른다.
분배 시스템(706)은 또한 기판 페데스탈(704)의 중심과 동축일 수 있는 원뿔 모양 상부 배플(conically-shaped top baffle: 710)을 포함할 수 있다. 유체 채널(712)은 배플(710)의 중앙을 통해서 진행하여 배플의 외향 표면(outside directing surface)으로 흘러내리는 전구체와 상이한 조성을 지니는 전구체 또는 캐리어 가스를 공급할 수 있다.
배플(710)의 외부 표면은 증착 챔버(701) 위에 정위되는 반응성 종 생성 시스템(도시되지 않음)으로부터 반응성 전구체를 유도하는 도관(714)에 의해서 둘러싸일 수 있다. 도관(714)은 배플(710)의 외부 표면상의 한 단부 개구 및 반응성 종 생성 시스템에 연결된 반대쪽 단부를 지니는 일직선의 원형 튜브일 수 있다.
반응성 종 생성 시스템은 더 안정한 출발 물질을 플라즈마에 노출시킴으로써 반응성 종을 생성시키는 원격 플라즈마 생성 시스템(remote plasma generating system: RPS)일 수 있다. 예를 들어, 출발 물질은 분자 산소(또는 오존)를 포함하는 혼합물일 수 있다. RPS로부터의 플라즈마에의 이러한 출발 물질의 노출은 분자 산소의 일부가 원자 산소, 즉, 저온(예, 100℃ 미만)에서 유기-규소 전구체(예, TMOS, OMCTS)와 화학적으로 반응하여 기판 표면상에 유동성 유전물질을 형성시키는 고도의 반응성 라디칼 종으로 해리되게 한다. 반응성 종 생성 시스템에서 생성된 반응성 종은 종종 실온에서도 다른 증착 전구체와 고도로 반응성이기 때문에, 이들은, 다른 증착 전구체와 혼합되기 전에, 별도의 가스 혼합물 다운 도관(isolated gas mixture down conduit: 714)으로 이송되며 배플(710)에 의해서 반응 챔버(701) 내로 분산될 수 있다.
시스템(700)은 또한 증착 챔버(701)의 돔(716) 둘레에 감긴 RF 코일(도시되지 않음)을 포함한다. 이들 코일은 증착 챔버(701) 내에 유도-결합 플라즈마(inductively-coupled plasma)를 생성시켜서 반응성 종 전구체와 다른 전구체의 반응성을 추가로 향상시켜 기판 상에 유체 유전 필름을 증착시킬 수 있다. 예를 들어, 배플(710)에 의해 챔버내로 분산된 반응성 원자 산소 및 채널(712) 및/또는 측면 노즐(708) 중 하나 이상으로부터의 유기-규소 전구체를 함유하는 가스 흐름이 RF 코일에 의해서 기판(702) 위에서 형성된 플라즈마에 유도될 수 있다. 원자 산소와 유기-규소 전구체는 저온에서도 플라즈마 내에서 신속하게 반응하여 기판 표면상에 고도의 유동성 유전 필름을 형성시킨다.
기판 표면 자체가 페데스탈(704)에 의해서 회전하여 증착된 필름의 균일성을 향상시킬 수 있다. 회전 평면은 웨이퍼 증착 표면의 평면과 평행하거나, 그러한 두 평면이 부분적으로 정렬되지 않을 수 있다. 평면이 정렬되지 않은 경우에, 기판(704)의 회전은 증착 표면 위의 공간에 유체 난류를 생성시킬 수 있는 흔들림(wobble)을 생성시킬 수 있다. 어떠한 상황에서는, 이러한 난류가 또한 기판 표면 상에 증착된 유전 필름의 균일성을 향상시킬 수 있다. 페데스탈(704)은 또한 페데스탈이 이동함에 따른 페데스탈 상의 웨이퍼를 제위치에 공정시키기 위한 진공 척(vacuum chuck)을 생성시키는 리세스(recess) 및/또는 다른 구조물을 포함할 수 있다. 챔버 내의 전형적인 증착 압력은 약 0.05 Torr 내지 약 200 Torr의 전체 챔버 압력(예, 1 Torr) 범위이고, 이러한 압력은 진공 척이 웨이퍼를 제위치에 고정하는 것을 실현 가능하게 한다.
페데스탈 회전은 증착 챔버(701)의 아래에 위치한 모터(718)에 의해서 작동될 수 있고 페데스탈(704)을 지지하는 샤프트(720)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 샤프트(720)는 또한 증착 챔버 아래의 냉각/가열 시스템(도시되지 않음)으로부터 페데스탈(704)까지 냉각 유체 및/또는 전기 와이어를 운반하거나 연결하는 내부 채널(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이들 채널은 페데스탈의 중심으로부터 주변부로 연장되어 위에 있는 기판 와이퍼(702)에 균일한 냉각 및/또는 가열을 제공할 수 있다. 이들은 또한 샤프트(720)과 기판 페데스탈(704)이 회전 및/또는 변환되는 때에 작동하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 냉각 시스템은 페데스탈이 회전하는 동안의 유동성 옥사이드 필름의 증착 동안에 기판 웨이퍼(702) 온도를 100℃ 미만으로 유지시키도록 작동할 수 있다.
시스템(700)은 추가로 돔(716) 위에 정위된 조사 시스템(irradiation system: 722)을 포함할 수 있다. 조사 시스템(722)로부터의 램프(도시되지 않음)는 아래에 있는 기판(702)을 조사하여 기판상의 증착된 필름을 베이킹 또는 어닐링할 수 있다. 램프는 또한 증착 동안 활성화되어 필름 전구체 또는 증착된 필름내의 반응을 향상시킬 수 있다. 적어도 돔(716)의 상부 부분은 램프로부터 방출되는 광의 일부를 투과시킬 수 있는 반투명 물질로 제조된다.
값의 범위가 제공되는 경우에, 문맥에서 달리 명확하게 나타내고 있지 않은 한, 그 범위의 상한과 하한 사이에서의 하한의 단위의 1/10까지의 각각의 중간 값이 또한 특별히 개시됨을 이해해야 한다. 언급된 범위 내의 어떠한 언급된 값 또는 중간 값과 그 언급된 범위 내의 어떠한 다른 언급된 값 또는 중간 값 사이의 각각의 더 작은 범위가 본 발명 내에 포함된다. 이들 더 작은 범위의 상한 및 하한은 그 범위에 독립적으로 포함되거나 그로부터 배제될 수 있으며, 언급된 범위 내의 어떠한 특별히 배제된 제한을 조건으로, 상한과 하한 중 하나, 또는 둘 모두가 그러한 더 작은 범위에 포함되거나 그들 둘 모두가 그러한 더 작은 범위에 포함되지 않는 각각의 범위가 또한 본 발명 내에 포함된다. 언급된 범위가 한계 값 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우에, 이들 포함된 한계 값 중 하나 또는 둘 모두를 배제하는 범위가 또한 본 발명에 포함된다.
명세서에서 그리고 첨부된 특허청구범위에서 사용된 단수 형태 및 "및"은 문맥으로 달리 명확히 나타내지 않은 한 복수의 지시 대상물을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "공정"에 대한 언급은 복수의 그러한 공정을 포함하며, "노즐"에 대한 언급은 복수의 노즐 및 당업자에게는 공지된 이의 균등물의 언급을 포함할 수 있으며, 기타 등등이다.
또한, 본 명세서 및 이하 특허청구범위에서 사용되는 경우의 용어 "포함하는", 및 "포함한"은 언급된 특징, 정수, 성분, 또는 단계의 존재를 명시하고자 하는 것이지만, 이들은 하나 이상의 다른 특징, 정수, 성분, 단계 또는 기의 존재 또는 추가를 방해하지 않는다.

Claims (14)

  1. 규소-함유 전구체를 기판을 함유하는 증착 챔버에 도입하는 단계;
    증착 챔버의 외부에 위치된 원격 플라즈마 시스템에 의해서 하나 이상의 라디칼 질소 전구체를 생성시키는 단계; 및
    라디칼 질소 전구체를 증착 챔버에 도입하는 단계를 포함하여, 기판상에 유동성 규소-및-질소 함유 필름을 증착시키는 방법으로서,
    라디칼 질소와 규소-함유 전구체가 반응하고 기판상에 규소 및 질소 함유 필름을 증착시키는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 원자 질소의 생성이 암모니아를 원격 플라즈마 시스템내의 플라즈마에 노출시킴을 포함하고, 암모니아의 일부 또는 전부가 라디칼 질소 전구체로 분해되는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 라디칼 질소 전구체가 일반식 NHx를 지니며, 여기서, x는 0, 1 또는 2인 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 규소-함유 전구체가
    Figure pct00009
    를 포함하는 탄소-비함유 규소-및-질소-함유 전구체인 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 규소-함유 전구체가
    Figure pct00010

    Figure pct00011
    를 포함하는 사이클릭 규소-및-질소-함유 전구체인 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 규소-함유 전구체가
    Figure pct00012
    를 포함하는 탄소-함유 규소 전구체인 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 규소-함유 전구체가
    Figure pct00013
    를 포함하는 Si-Si 결합 함유 전구체인 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 규소-함유 전구체가
    Figure pct00014
    를 포함하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 규소 및 질소 함유 필름이 실리콘 카르보니트라이드 필름을 포함하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 규소 및 질소 함유 필름이 Si-N(H)-Si 결합 함유 필름을 포함하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 규소 및 질소 함유 필름을 어닐링하여 실리콘 옥사이드 필름을 형성시킴을 추가로 포함하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 어닐링이 스팀을 포함하는 대기 중에서 수행되는 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 기판상의 규소 및 질소 함유 필름의 증착을 위한 온도가 약 0℃ 내지 약 400℃인 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 기판상의 규소 및 질소 함유 필름의 증착을 위한 온도가 약 0℃ 내지 약 200℃인 방법.
KR20147027978A 2012-03-05 2013-02-13 대체 규소 전구체를 사용한 유동성 필름 KR20140133597A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261606805P 2012-03-05 2012-03-05
US61/606,805 2012-03-05
US13/765,328 US8871656B2 (en) 2012-03-05 2013-02-12 Flowable films using alternative silicon precursors
US13/765,328 2013-02-12
PCT/US2013/025934 WO2013133942A1 (en) 2012-03-05 2013-02-13 Flowable films using alternative silicon precursors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140133597A true KR20140133597A (ko) 2014-11-19

Family

ID=49117186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20147027978A KR20140133597A (ko) 2012-03-05 2013-02-13 대체 규소 전구체를 사용한 유동성 필름

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8871656B2 (ko)
KR (1) KR20140133597A (ko)
TW (1) TW201341570A (ko)
WO (1) WO2013133942A1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180008372A (ko) * 2015-03-30 2018-01-24 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 실리콘-포함 및 질소-포함 박막을 형성하기 위한 기상 증착 방법
KR20180030548A (ko) * 2015-07-09 2018-03-23 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 알킬아미노 치환 할로카보실란 전구체
KR20180114197A (ko) * 2016-02-26 2018-10-17 버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨 규소 함유 막의 증착을 위한 조성물, 및 이를 이용한 방법
WO2018194396A1 (ko) * 2017-04-20 2018-10-25 (주)디엔에프 다이실릴아민 화합물을 포함하는 실리콘 함유 박막증착용 조성물 및 이를 이용하는 실리콘 함유 박막의 제조방법
WO2018194391A1 (ko) * 2017-04-20 2018-10-25 (주)디엔에프 다이실릴아민 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 실리콘 함유 박막증착용 조성물
US10894799B2 (en) 2017-04-20 2021-01-19 Dnf Co., Ltd. Composition for depositing silicon-containing thin film including disilylamine compound and method for manufacturing silicon-containing thin film using the same
KR20210038817A (ko) * 2019-09-30 2021-04-08 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 반도체 디바이스 내의 게이트 구조
KR20220027287A (ko) * 2015-02-06 2022-03-07 버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨 탄소 도핑된 규소 함유 필름을 위한 조성물 및 이의 사용 방법
US11319333B2 (en) 2017-04-20 2022-05-03 DNF Co., LTD Disilylamine compound, method for preparing the same, and composition for depositing silicon-containing thin film including the same
US11915979B2 (en) 2019-09-30 2024-02-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gate structures in semiconductor devices

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8980382B2 (en) * 2009-12-02 2015-03-17 Applied Materials, Inc. Oxygen-doping for non-carbon radical-component CVD films
KR102106885B1 (ko) * 2013-03-15 2020-05-06 삼성전자 주식회사 실리콘 산화막 증착용 전구체 조성물 및 상기 전구체 조성물을 이용한 반도체 소자 제조 방법
US9536771B2 (en) * 2013-04-11 2017-01-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Gap fill self planarization on post EPI
WO2015047914A1 (en) 2013-09-27 2015-04-02 Antonio Sanchez Amine substituted trisilylamine and tridisilylamine compounds
US20150167160A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-18 Applied Materials, Inc. Enabling radical-based deposition of dielectric films
WO2015159371A1 (ja) * 2014-04-15 2015-10-22 住友金属鉱山株式会社 被覆膜、被覆膜の形成方法ならびに発光ダイオードデバイス
US20160079034A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Applied Materials Inc. Flowable film properties tuning using implantation
US9355922B2 (en) 2014-10-14 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning in plasma processing equipment
US9966240B2 (en) 2014-10-14 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
KR102079501B1 (ko) 2014-10-24 2020-02-20 버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨 규소-함유 필름의 증착을 위한 조성물 및 이를 사용하는 방법
US11001599B2 (en) 2015-03-23 2021-05-11 Gelest Technologies, Inc. N-alkyl substituted cyclic and oligomeric perhydridosilazanes, methods of preparation thereof, and silicon nitride films formed therefrom
US11124876B2 (en) 2015-03-30 2021-09-21 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Si-containing film forming precursors and methods of using the same
TWI716333B (zh) 2015-03-30 2021-01-11 法商液態空氣喬治斯克勞帝方法研究開發股份有限公司 碳矽烷與氨、胺類及脒類之觸媒去氫耦合
EP3307744B1 (en) * 2015-06-12 2020-09-02 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Vapor deposition processes for forming silicon- and oxygen-containing thin films
EP3307745B1 (en) * 2015-06-12 2020-04-01 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Vapor deposition processes for forming silicon- and nitrogen-containing thin films
US20170114465A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 Applied Materials, Inc. Methods Of Depositing Flowable Films Comprising SiO and SiN
JP7082571B2 (ja) 2015-12-18 2022-06-08 ナタ セミコンダクター マテリアルズ カンパニー リミテッド 高純度トリシリルアミン、その製造方法、及び使用
US10053775B2 (en) 2015-12-30 2018-08-21 L'air Liquide, Societé Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Methods of using amino(bromo)silane precursors for ALD/CVD silicon-containing film applications
US9777373B2 (en) 2015-12-30 2017-10-03 American Air Liquide, Inc. Amino(iodo)silane precursors for ALD/CVD silicon-containing film applications and methods of using the same
US9701695B1 (en) 2015-12-30 2017-07-11 American Air Liquide, Inc. Synthesis methods for amino(halo)silanes
TWI724141B (zh) 2016-03-23 2021-04-11 法商液態空氣喬治斯克勞帝方法硏究開發股份有限公司 形成含矽膜之組成物及其製法與用途
US11515149B2 (en) * 2016-07-19 2022-11-29 Applied Materials, Inc. Deposition of flowable silicon-containing films
WO2018052476A1 (en) 2016-09-14 2018-03-22 Applied Materials, Inc. Steam oxidation initiation for high aspect ratio conformal radical oxidation
US10062561B2 (en) * 2016-11-01 2018-08-28 Applied Materials, Inc. High-pressure annealing and reducing wet etch rates
US10192734B2 (en) 2016-12-11 2019-01-29 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploration des Procédés Georges Claude Short inorganic trisilylamine-based polysilazanes for thin film deposition
US10224224B2 (en) 2017-03-10 2019-03-05 Micromaterials, LLC High pressure wafer processing systems and related methods
US11011384B2 (en) * 2017-04-07 2021-05-18 Applied Materials, Inc. Gapfill using reactive anneal
US11177127B2 (en) * 2017-05-24 2021-11-16 Versum Materials Us, Llc Functionalized cyclosilazanes as precursors for high growth rate silicon-containing films
US10622214B2 (en) 2017-05-25 2020-04-14 Applied Materials, Inc. Tungsten defluorination by high pressure treatment
WO2018222771A1 (en) 2017-06-02 2018-12-06 Applied Materials, Inc. Dry stripping of boron carbide hardmask
TWI722292B (zh) * 2017-07-05 2021-03-21 美商應用材料股份有限公司 氮含量高的氮化矽膜
US10276411B2 (en) 2017-08-18 2019-04-30 Applied Materials, Inc. High pressure and high temperature anneal chamber
KR102405723B1 (ko) 2017-08-18 2022-06-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 고압 및 고온 어닐링 챔버
US11177128B2 (en) 2017-09-12 2021-11-16 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for manufacturing semiconductor structures using protective barrier layer
US10643867B2 (en) 2017-11-03 2020-05-05 Applied Materials, Inc. Annealing system and method
US10872762B2 (en) * 2017-11-08 2020-12-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods of forming silicon oxide layer and semiconductor structure
CN117936417A (zh) 2017-11-11 2024-04-26 微材料有限责任公司 用于高压处理腔室的气体输送系统
JP7330181B2 (ja) 2017-11-16 2023-08-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 高圧蒸気アニール処理装置
KR20200075892A (ko) 2017-11-17 2020-06-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 고압 처리 시스템을 위한 컨덴서 시스템
WO2019147400A1 (en) 2018-01-24 2019-08-01 Applied Materials, Inc. Seam healing using high pressure anneal
KR102536820B1 (ko) 2018-03-09 2023-05-24 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 금속 함유 재료들을 위한 고압 어닐링 프로세스
US10714331B2 (en) 2018-04-04 2020-07-14 Applied Materials, Inc. Method to fabricate thermally stable low K-FinFET spacer
US10950429B2 (en) 2018-05-08 2021-03-16 Applied Materials, Inc. Methods of forming amorphous carbon hard mask layers and hard mask layers formed therefrom
US12057310B2 (en) 2018-05-22 2024-08-06 Versum Materials Us, Llc Functionalized cyclosilazanes as precursors for high growth rate silicon-containing films
US10704141B2 (en) 2018-06-01 2020-07-07 Applied Materials, Inc. In-situ CVD and ALD coating of chamber to control metal contamination
US10748783B2 (en) 2018-07-25 2020-08-18 Applied Materials, Inc. Gas delivery module
US10675581B2 (en) 2018-08-06 2020-06-09 Applied Materials, Inc. Gas abatement apparatus
JP6980624B2 (ja) * 2018-09-13 2021-12-15 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
WO2020092002A1 (en) 2018-10-30 2020-05-07 Applied Materials, Inc. Methods for etching a structure for semiconductor applications
JP2022507390A (ja) 2018-11-16 2022-01-18 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 強化拡散プロセスを使用する膜の堆積
WO2020117462A1 (en) 2018-12-07 2020-06-11 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system
CN113330141B (zh) 2019-01-24 2023-10-17 应用材料公司 沉积氮化硅的方法
US11901222B2 (en) 2020-02-17 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Multi-step process for flowable gap-fill film
JP7274039B2 (ja) * 2020-02-27 2023-05-15 株式会社Kokusai Electric 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
CN115917037A (zh) 2020-05-27 2023-04-04 盖列斯特有限公司 从n-烷基取代的全氢化环三硅氮烷制备的硅基薄膜
US11551926B2 (en) * 2021-01-22 2023-01-10 Micron Technology, Inc. Methods of forming a microelectronic device, and related systems and additional methods
CN118186373A (zh) * 2022-12-06 2024-06-14 拓荆科技股份有限公司 通过cvd方法形成高质量膜的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6630413B2 (en) * 2000-04-28 2003-10-07 Asm Japan K.K. CVD syntheses of silicon nitride materials
US7875556B2 (en) * 2005-05-16 2011-01-25 Air Products And Chemicals, Inc. Precursors for CVD silicon carbo-nitride and silicon nitride films
US20070281106A1 (en) 2006-05-30 2007-12-06 Applied Materials, Inc. Process chamber for dielectric gapfill
US7541297B2 (en) 2007-10-22 2009-06-02 Applied Materials, Inc. Method and system for improving dielectric film quality for void free gap fill
US7867923B2 (en) * 2007-10-22 2011-01-11 Applied Materials, Inc. High quality silicon oxide films by remote plasma CVD from disilane precursors
US7803722B2 (en) * 2007-10-22 2010-09-28 Applied Materials, Inc Methods for forming a dielectric layer within trenches
US8357435B2 (en) * 2008-05-09 2013-01-22 Applied Materials, Inc. Flowable dielectric equipment and processes

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220027287A (ko) * 2015-02-06 2022-03-07 버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨 탄소 도핑된 규소 함유 필름을 위한 조성물 및 이의 사용 방법
KR20180008372A (ko) * 2015-03-30 2018-01-24 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 실리콘-포함 및 질소-포함 박막을 형성하기 위한 기상 증착 방법
KR20180030548A (ko) * 2015-07-09 2018-03-23 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 알킬아미노 치환 할로카보실란 전구체
KR20180114197A (ko) * 2016-02-26 2018-10-17 버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨 규소 함유 막의 증착을 위한 조성물, 및 이를 이용한 방법
WO2018194396A1 (ko) * 2017-04-20 2018-10-25 (주)디엔에프 다이실릴아민 화합물을 포함하는 실리콘 함유 박막증착용 조성물 및 이를 이용하는 실리콘 함유 박막의 제조방법
WO2018194391A1 (ko) * 2017-04-20 2018-10-25 (주)디엔에프 다이실릴아민 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 실리콘 함유 박막증착용 조성물
US10894799B2 (en) 2017-04-20 2021-01-19 Dnf Co., Ltd. Composition for depositing silicon-containing thin film including disilylamine compound and method for manufacturing silicon-containing thin film using the same
US11319333B2 (en) 2017-04-20 2022-05-03 DNF Co., LTD Disilylamine compound, method for preparing the same, and composition for depositing silicon-containing thin film including the same
KR20210038817A (ko) * 2019-09-30 2021-04-08 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 반도체 디바이스 내의 게이트 구조
US11756832B2 (en) 2019-09-30 2023-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gate structures in semiconductor devices
TWI832012B (zh) * 2019-09-30 2024-02-11 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體裝置及其形成方法
US11915979B2 (en) 2019-09-30 2024-02-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gate structures in semiconductor devices

Also Published As

Publication number Publication date
US20140051264A1 (en) 2014-02-20
US8871656B2 (en) 2014-10-28
TW201341570A (zh) 2013-10-16
WO2013133942A1 (en) 2013-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8871656B2 (en) Flowable films using alternative silicon precursors
US7867923B2 (en) High quality silicon oxide films by remote plasma CVD from disilane precursors
KR102447498B1 (ko) 리모트 플라즈마 처리를 사용한 실리콘 카바이드 막의 치밀화
US7541297B2 (en) Method and system for improving dielectric film quality for void free gap fill
US7745352B2 (en) Curing methods for silicon dioxide thin films deposited from alkoxysilane precursor with harp II process
KR101215033B1 (ko) 실리콘 함유 전구체 및 원자 산소를 이용하는 고품질플로우-형 실리콘 이산화물의 화학적 기상 증착
KR101853802B1 (ko) 라디칼­성분 ｃｖｄ에 의한 컨포멀 층들
KR101019295B1 (ko) 트렌치 내에 유전층을 형성시키는 방법
JP2012504867A (ja) 窒化ケイ素系膜又は炭化ケイ素系膜を形成する方法
US20140302689A1 (en) Methods and apparatus for dielectric deposition
JP2009539268A (ja) シリコン含有前駆物質と原子酸素を用いた高品質流動状二酸化シリコンの化学気相堆積
KR20120094490A (ko) 비­탄소 유동성 ｃｖｄ 필름의 경화

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination