TW202414588A - 基板的選擇性氧化 - Google Patents

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美商應用材料股份有限公司
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本文描述了一種用於選擇性氧化基板的方法。該方法包括在基板的溝槽或孔的至少一個側表面上形成非共形層。在形成非共形層之後,該至少一個溝槽或該至少一個孔可經選擇性地氧化,其中該非共形層及未被該非共形層覆蓋的至少一個側壁的暴露部分發生氧化以形成氧化層。該氧化層在至少一個側壁的下部處比在該至少一個側壁的上部處更厚,以使得該側壁成錐形。

Description

基板的選擇性氧化
本案之實施例通常係關於一種用於氧化基板的方法,其中該用於氧化的方法使用非共形層以實現基板的不同區域之間的選擇性氧化。
在半導體工業中,裝置係藉由生產尺寸不斷減小的結構的數個製造製程來製造。該等裝置中的一些包括高深寬比結構,該等結構包括裝置中的複數個孔或溝槽。
為了製造一些裝置,執行了氧化步驟。然而,已經發現,當氧化高深寬比結構時,氧化層主要地在結構的上部形成,並且氧化層的厚度在結構更深處更薄。此舉被認為會發生是因為當氧化劑施加至結構時,氧化劑首先與高深寬比結構的上部相互作用,耗盡了導致氧化的化學物質。隨著氧化劑與上部區域相互作用,氧化劑被消耗並且氧化層開始在上部區域形成,該氧化層防止或阻止氧化劑向下移動至高深寬比結構的下部。因此,此舉導致非共形氧化層形成,其中高深寬比特徵的頂部或上部具有比高深寬比特徵的底部或下部更厚的氧化層,後者可能具有更薄或甚至無氧化層。
在本案的一些實施例中,提供了一種氧化基板的方法。該方法可包括在基板上形成的溝槽的至少一個側壁上形成非共形層,其中該非共形層形成在該至少一個側壁的上部上並且隨著至溝槽中的深度增加而厚度減小。非共形層可包括氮或碳。在一些實施例中,該方法可包括選擇性氧化包括非共形層的至少一個溝槽。非共形層及未被非共形層覆蓋的至少一個側壁的暴露部分發生氧化以形成氧化層。氧化層在至少一個側壁的下部處比在該至少一個側壁的上部處更厚。
在本案的另一實施例中,提供了一種包括基板的製品。基板可包括形成於其中的至少一個溝槽,該至少一個溝槽具有頂表面、底表面及至少一個側壁。製品亦可包括在至少一個溝槽的至少一個側壁上的氧化層,其中該氧化層在至少一個側壁的下部處比在該至少一個側壁的上部處更厚。
在本案的另一實施例中,提供了另一方法。該另一方法包括接收一基板,該基板包括形成於其中的至少一個溝槽。該至少一個溝槽具有至少一個側壁,其中該溝槽的至少一個側壁包括非共形層,該非共形層塗佈至少一個側壁的上部,而不塗佈該至少一個側壁的下部。該方法亦可包括選擇性地氧化基板以在至少一個側壁上形成氧化層,其中該非共形層經轉換為氣體,並且隨著氧化層形成而從至少一個側壁移除。氧化層在至少一個溝槽的至少一個側壁的下部處比在該至少一個側壁的上部處更厚。
在裝置的製造期間,使用奈米製造及微製造製程產生的許多裝置(例如,半導體裝置)經氧化以在裝置之結構上形成氧化層。取決於裝置的性質、氧化層形成的位置,及/或其他變數,氧化層可用於多個目的。氧化層的厚度可經控制以最小化裝置的效能變化及/或實現足夠產量。在本案之實施例中的基板上形成的氧化層為錐形層,以使得該氧化層在下部上比在上部上更厚。
本文揭示的實施例描述一種用於選擇性氧化基板的方法。用於選擇性氧化基板的方法可包括在形成於基板上的溝槽或其他高深寬比特徵(例如,諸如孔)的至少一個側壁上形成非共形層。非共形成形成於至少一個側壁的上部上,並且隨著至溝槽或其他高深寬比特徵中的深度增加而厚度減小。在實施例中,非共形層可包括氮或碳。該方法可進一步包括氧化包括該非共形層的至少一個溝槽或其他高深寬比特徵。非共形層及未被非共形層覆蓋的至少一個側壁的暴露部分發生氧化以形成氧化層。歸因於在側壁上的非共形層的存在,氧化層可在至少一個側壁的下部處比在該至少一個側壁的上部處更厚。
在該方法的一些實施例中,氧化可包括具有第一選擇性的初始氧化製程,及具有第二選擇性的至少一個額外氧化製程。在一些實施例中,初始氧化製程可經執行以達成氧化層的目標錐度,並且至少一個額外氧化製程經執行以達成氧化層的目標厚度。在一些實施例中,初始氧化製程可經執行以達成氧化層厚度的約5%至約50%,並且至少一個額外氧化製程可經執行以達成其餘氧化層。
本文論述了關於在基板溝槽的側壁上形成非共形層及最終氧化層的實施例。然而,應理解,溝槽為本文所述的技術可操作的高深寬比(high aspect ratio; HAR)特徵的一個實例。應進一步理解,本文關於溝槽所述的技術同等地適用於任何其他類型的高深寬比特徵。深寬比特徵可為具有大於長度/深度與寬度/直徑比率閾值的長度/深度與寬度/直徑比率的特徵(例如,諸如溝槽、孔、通道等)。長度/深度與寬度/直徑比率閾值可為例如5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、300:1或其他閾值。另外地,應理解,該等實施例亦適合於基板上並非高深寬比特徵的特徵的選擇性氧化。
在一些實施例中,非共形層的形成係經由化學氣相沉積(chemical vapor deposition; CVD)製程、原子層沉積(atomic layer deposition; ALD)製程、自由基電漿製程(例如,自由基電漿沉積或生長製程),或熱製程達成。在使用化學氣相沉積(CVD)製程或原子層沉積(ALD)製程的實施例中,該製程可經調諧以與基板的下部相比在基板的上部上沉積更多。在CVD及/或ALD製程的一些實施例中,該沉積可藉由可在約250℃至約750℃的溫度下執行的非共形沉積的氨與前驅物的組合或順序循環來達成。該前驅物可為二氯矽烷(DCS)、六氯二矽烷(HCDS)或上述兩者的組合。在使用自由基電漿製程的實施例中,可使用遠端電漿製程,包括使用氮、氨、氫、氬(Ar)、氦(He)或上述各者的組合。在使用熱製程的實施例中,可使用氨。在自由基電漿製程或熱製程的任一者中,該製程可在約250℃至約1250℃的溫度下執行約5秒至約4小時。壓力可經選擇以確保與基板的下部相比在基板的上部更多地沉積或生長非共形層。
在一些實施例中,氧化可經由熱氧化進行。熱氧化在本技術中為已知的。在熱氧化期間,氧源經引入含有基板的腔室中,同時基板經加熱至高溫,並且在基板表面上生長一層氧化物。在一些實施例中,熱氧化可用氧化電漿進行。在另一實施例中,熱氧化可在無氧化電漿的情況下進行。
在該方法的一些實施例中,形成在至少一個側壁上的氧化層可為二氧化矽。例如,若側壁係由矽或多晶矽形成,則氧化物可與矽或多晶矽反應以形成二氧化矽。
在該方法的某些實施例中,選擇性地氧化至少一個溝槽可包括該非共形層與氧化劑反應以在非共形層上生長氧化層,而非共形層可經同時地轉換為氣體並且從至少一個側壁移除。替代地或另外地,氧化劑可與氧化層反應以形成氣體,消耗非共形層的一部分。
在該方法的一些實施例中,非共形層可以具有約5 Å至約50 Å、約10 Å至約45 Å、約15 Å至約40 Å、約20 Å至約35 Å、或約25 Å至約30 Å,或其中的任何子範圍的厚度。在一些實施例中,非共形層可具有約5 Å、約10 Å、約15 Å、約20 Å、約25 Å、約30 Å、約35 Å、約40 Å、約45 Å或約50 Å,或其中的任何值的厚度。
在該方法的一些實施例中,非共形層不形成在至少一個側壁的下部上,導致至少一個側壁的下部為至少一個側壁的暴露部分。在實施例中,非共形層為錐形層,其在溝槽的頂部或入口處最厚,並且隨著進入溝槽的深度增加而逐漸變薄。
在一些實施例中,非共形層形成在至少一個側壁的約25%上、至少一個側壁的約50%上、至少一側壁的約75%上,或至少一個側壁的約80%上。
在該方法的一些實施例中,選擇性氧化可使用包含過氧化物、蒸汽(H 2O)或H 2:O 2的氧化劑進行,其中H 2和O 2的比率為5.5:1至約9:1。在該方法的一些實施例中,基板可為或包括矽、多晶矽及/或氮化矽。
在本案的另一實施例中,提供了一種製品。製品可包括基板,其中該基板包括形成於其中的至少一個溝槽,該至少一個溝槽具有頂表面、底表面及至少一個側壁。製品可進一步包括在至少一個溝槽的至少一個側壁上的氧化層,其中該氧化層在至少一個側壁的下部處比在該至少一個側壁的上部處更厚。製品的至少一個溝槽的側壁上的氧化層可以根據本文所述的方法形成。
在製品的某些實施例中,至少一個側壁的下部上的氧化層可具有約50 Å至約100 Å、約55 Å至約95 Å、約60 Å至約90 Å、約65 Å至約85 Å或約70 Å至約80 Å,或其中的任何值或子範圍的厚度。氧化層可為錐形氧化層,該層在溝槽底部處或底部附近較厚,而在溝槽頂部處或頂部附近較薄。在製品的某些實施例中,至少一個側壁的上部上的氧化層可具有大約25 Å至大約50 Å的厚度,或者可為大約25 Å、大約30 Å、大約35 Å、大約40 Å、大約45 Å或大約50 Å,或者其中的任何子範圍或值。
迄今為止,奈米製造製程和微製造技術尚無法在高深寬比特徵上形成錐形層,其中該層在高深寬比特徵的最深區域(例如,離特徵的最上部區域最遠的彼等特徵)處最厚。本文所述的實施例使得能夠在高深寬比特徵上形成錐形氧化層,該等特徵對於某些類型的裝置,諸如某些類型及/或結構的半導體裝置是有益的。
在又一實施例中,提供了一種方法。該方法包括接收基板,該基板包括形成於其中的至少一個溝槽,該至少一個溝槽具有至少一個側壁。該溝槽的至少一個側壁包括非共形層,該非共形層塗佈至少一個側壁的上部,而不塗佈該至少一個側壁的下部。該方法進一步包括選擇性地氧化基板以在至少一個側壁上形成氧化層,其中該非共形層經轉換為氣體,並且隨著氧化層形成而從至少一個側壁移除。氧化層在至少一個溝槽的至少一個側壁的下部處比在該至少一個側壁的上部處更厚。
如本文所使用,術語「基板」代表製程在其上起作用的表面,或表面的一部分。基板的實例包括半導體晶圓(視情況地具有在其上形成的一或多個特徵、層等)、顯示器(視情況地具有在其上形成的一或多個特徵、層等)等。亦應由熟習該項技術者所理解,對基板的參考亦可僅代表基板的一部分,除非上下文另有明確指示。另外地,對在基板上沉積的參考可意謂裸基板及具有一或多個膜/層或特徵沉積或形成於其上的基板兩者。
如本文所使用的基板亦可代表在製造製程期間於其上進行膜處理的任何基板或在基板上形成的材料表面。例如,取決於應用,可在其上執行處理的基板表面包括諸如矽、多晶矽、氧化矽、應變矽、絕緣體上矽(silicon on insulator; SOI)、碳摻雜的氧化矽、氮化矽、摻雜矽、矽鍺、及諸如金屬、金屬氮化物、金屬合金的任何其他材料,以及其他導電材料。基板包括但不限於半導體晶圓。
基板可經暴露於預處理製程以研磨、蝕刻、還原、氧化、羥基化(或以其他方式產生或接枝目標化學部分以賦予化學功能性)、退火及/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上的膜處理之外,在本案中,所揭示的膜處理步驟中的任一者亦可在如下文中更詳細揭示的基板上形成的底層上執行,並且術語「基板表面」意欲包括如上下文指示的此底層。因此,例如,在膜/層或部分膜/層已經沉積至基板表面上的情況下,最新沉積的膜/層的暴露表面變為基板表面。給定的基板表面包含何者將取決於待沉積的膜,以及所使用的特定化學物質。在一或多個實施例中,第一基板表面可包含金屬、金屬氧化物或H端接的Si xGei 1-x,且第二基板表面可包含含Si介電質,反之亦然。在一些實施例中,基板表面可包括某些官能基(例如—OH、—NH等)。
現在參看附圖,第1圖圖示可用於執行本文所述的選擇性氧化的方法的基板處理系統100。其他沉積腔室亦可受益於本案,並且本文揭示的參數可根據用於形成本文所述的HAR結構的特定沉積腔室而變化。例如,使用大於或小於本案的氣體流速的氣體流速,其他沉積腔室可具有更大或更小的容積。
基板處理系統100包括熱處理腔室102及前驅物活化器180,前驅物活化器180耦合至熱處理腔室104並且用於將電漿的自由基遠端提供至熱處理腔室102的處理區域113。前驅物活化器180亦可用於提供並非電漿的活化氣體混合物,例如藉由向不會顯著離子化氣體的氣體施加能量。熱處理腔室102具有由一或多個側壁114(例如,四個側壁)和基座115封閉的處理區域113。側壁114的上部可經密封至窗口組件117(例如,使用「O」形環)。輻射能組件118經定位在窗口組件117之上並經耦合至窗口組件117。輻射能組件118具有複數個燈119,該等燈可為鹵鎢燈,每一鹵鎢燈安裝至插座121中並且定位成將電磁輻射發射至處理區域113中。第1圖的窗口組件117具有複數個光導管141,但是窗口組件117可僅具有無光導管的平坦實心窗口。窗口組件117具有外壁116(例如,圓柱形外壁),外壁116形成圍繞窗口組件117的圓周包圍該窗口組件的邊緣。窗口組件117亦具有覆蓋複數個光導管141的第一端的第一窗口120和覆蓋複數個光導管141的與第一端相對的第二端的第二窗口122。第一窗口120及第二窗口122延伸至窗口組件117的外壁116並且與之接合,以包圍和密封包括複數個光導管141的窗口組件117的內部。在該等情況下,當使用光導管時,藉由將真空透過導管153穿過外壁116施加至複數個光導管141中的一個光導管,可在複數個光導管141中產生真空,該光導管141進而流體連接至其餘的管。
基板101係由處理區域113內的支撐環162支撐在熱處理腔室102中。支撐環162安裝在可旋轉圓筒163上。藉由旋轉可旋轉圓筒163,在處理期間使支撐環162和基板101旋轉。熱處理腔室102的基座115具有反射表面111,用於在處理期間將能量反射至基板101的背側上。或者,單獨的反射器(未圖示)可經定位在熱處理腔室102的基座115與支撐環162之間。熱處理腔室102可包括複數個溫度探針171,該等溫度探針171穿過熱處理腔室102的基座115安置以偵測基板101的溫度。在使用單獨的反射器的情況下,如上所述,溫度探針171亦穿過單獨的反射器安置,用於對來自基板101的電磁輻射進行光學存取。
可旋轉圓筒163由磁性轉子164支撐,磁性轉子164為具有凸耳165的圓柱形構件,當兩個構件均安裝在熱處理腔室102中時,可旋轉圓筒163擱置在凸耳165上。磁性轉子164在凸耳165下方的磁體區域166中具有複數個磁體。磁性轉子164沿著基座115安置在位於熱處理腔室102的周邊區域的環形井160中。蓋173擱置在基座115的周邊部分上,並且在環形井160上朝向可旋轉圓筒163和支撐環162延伸,從而在蓋173與可旋轉圓筒163及/或支撐環162之間留下公差間隙。蓋173通常保護磁性轉子164不暴露於處理區域113中的製程條件。
磁性轉子164係藉由來自安置在基座115周圍的磁性定子167的磁能而旋轉。磁性定子167具有複數個電磁體168,在基板101的處理期間,電磁體168根據旋轉模式經供電以形成旋轉磁場,該旋轉磁場提供磁能以旋轉磁性轉子164。磁性定子167藉由支撐件170耦接至線性致動器169,在此情況下線性致動器169為螺旋驅動器。操作線性致動器169將磁性定子167沿著熱處理腔室102的軸線172移動,此舉進而將磁性轉子164、可旋轉圓筒163、支撐環162和基板101沿著軸線172移動。
處理氣體穿過腔室入口175經提供至熱處理腔室102,並且穿過腔室出口排出,該腔室出口定向在頁面之外並且通常沿著與腔室入口175和支撐環162(第1圖中未示出)相同的平面。基板穿過形成在側壁114中並且在第1圖中的後部示出的存取埠174進入和離開熱處理腔室102。在本文中不描述基板輸送製程。
前驅物活化器180具有圍繞內部空間184的主體182,在內部空間184中可形成離子、自由基和電子的電漿183。由石英或藍寶石製成的襯墊185保護主體182免受電漿的化學侵蝕。內部空間184較佳地不具有可能吸引帶電粒子(例如,離子)的任何電勢梯度。氣體入口186經安置在主體182的第一端187處,並且與位於主體182的第二端189處的氣體出口188相對。當前驅物活化器180耦接至熱處理腔室102時,氣體出口188經由至腔室入口175的輸送管線190與熱處理腔室102流體連通,以使得在內部空間184內產生的電漿183的自由基經供應至熱處理腔室102的處理區域113。氣體出口188可具有比氣體入口186大的直徑,以允許經激發的自由基以目標流動速率有效地排出,並且最小化自由基與襯墊185之間的接觸。若作為目標,則可在氣體出口188處將單獨的孔口插入襯套185內,以減小氣體出口188處的內部空間184的內部尺寸。氣體出口188(或孔口,若使用)的直徑可經選擇以在處理區域113與前驅物活化器180之間提供壓差。壓差可經選擇以產生流入熱處理腔室102的離子、自由基和分子的組成物,該組成物適合於在熱處理腔室102中進行的製程。
為了提供用於電漿處理的氣體,第一氣源192經由四通閥194的第一輸入及用於控制從第一氣源192釋放的氣體的流速的閥197耦接至氣體入口186。四通閥194的第二輸入可經耦接至第二氣源198。四通閥的第三輸入可經耦接至第三氣源199。第一氣源192、第二氣源198和第三氣源199中的每一者可為或包括含氮氣體、含氧氣體、含矽氣體、含氫氣體或諸如氬氣或氦氣的電漿形成氣體中的一或多種。流量控制器196經連接至四通閥194,以取決於要執行的製程在四通閥194的不同位置之間切換該四通閥。流量控制器196亦控制四通閥194的切換。
前驅物活化器180可經耦接至能量源(未圖示)以向前驅物活化器180提供激發能量,諸如具有微波或射頻(radio frequency; RF)頻率的能量,以活化從第一氣源192行進至電漿183中的製程氣體。在使用含氮氣體(例如,N 2)的情況下,前驅物活化器180中的電漿活化在內部空間184中產生N*自由基、帶正電的離子(諸如N+和N 2+)及電子。藉由將前驅物活化器180定位成遠離熱處理腔室102的處理區域113,可最小化基板暴露於離子。離子可能損壞半導體基板上的敏感結構,而自由基為反應性的且可用以進行有益的化學反應。使用諸如前驅物活化器180的活化氣源促進基板101暴露於自由基並且最小化基板101暴露於離子。
在一些實施例中,第二氫氣源(未圖示)與熱處理腔室102流體耦接。第二氫氣源將氫氣輸送至處理區域113,在處理區域113中,氫氣可藉由從前驅物活化器180輸送至處理區域113的遠端電漿活化。在以高百分比氫氣為目標的一些實施例中,氫氣可經由第三氣源199和第二氫氣源供應至處理區域113。
第2圖為根據本案之實施例的表示選擇性氧化基板的方法200的流程圖。在方法200中,在方塊205處,接收已經圖案化的基板。基板可經圖案化為具有至少一個溝槽及/或其他特徵。將參考溝槽來論述基板,但是應當理解,溝槽可用任何其他類型的特徵來代替,該特徵可為高深寬比特徵。
該至少一個溝槽可以具有頂表面、至少一個側壁表面和底表面。例如,基板可具有如第3A圖中所示的溝槽。第3A圖圖示根據本案之實施例的基板303的溝槽306。
在第3A圖中,基板303經示出為具有溝槽306。基板303可包括矽或氮化矽。溝槽306具有至少一個側壁302。溝槽可經蝕刻至基板中(例如,經蝕刻至矽晶圓中)及/或可經蝕刻或以其他方式形成於在基板表面上形成的一或多個層中。在實施例中,溝槽的壁302係由與溝槽底部相同的材料形成。在其他實施例中,溝槽的壁302係由與溝槽底部不同的材料形成(例如,諸如若氮化矽層已經形成在矽晶圓上,並且氮化矽層經蝕刻以暴露溝槽底部的矽晶圓)。在一些實施例中,至少一個側壁302可具有形成在側壁302上的層(未示出)。在一個實施例中,該層可包括氮化矽(SiN)。在其他實施例中,該層可為矽、損壞的氮化矽、氧化矽或低κ材料。如本文所理解,術語「低κ材料」代表相對於二氧化矽具有較小相對介電常數(κ,卡帕)的材料。由於至少一個溝槽306的選擇性氧化,本案的方法200允許形成在至少一個側壁的下部302b上比至少一個側壁302的上部302a上更厚的氧化層。
返回參看第2圖,在接收圖案化基板之後,在方塊210中,可在基板上形成的溝槽的至少一個側壁上形成非共形層。此舉可見於第3B圖中。第3B圖圖示根據本案之實施例的,在溝槽306的側壁302上沉積非共形層304之後的第3A圖的溝槽306。
在第3B圖中,非共形層304形成至至少一個側壁302的上部302a上。在一些實施例中,非共形層304也可亦可稱為「抑制(poison)」層或「阻滯(retard)」層。在實施例中,該非共形層304充當阻障層以控制基板中溝槽的氧化速率。
非共形層304為厚度隨著進入溝槽306的深度增加而減小的錐形層。非共形層在至少一個側壁302的上部具有約5 Å至約50 Å的厚度。在一些實施例中,非共形層304可在至少一個側壁302的上部302a具有約5 Å、約10 Å、約15 Å、約20 Å、約25 Å、約30 Å、約35 Å、約40 Å、約45 Å或約50 Å的厚度。如第3B圖中可見,非共形層304可不形成在至少一個側壁302的下部302b上,導致至少一個側壁的下部302b為至少一個壁302的暴露部分。在一些實施例中,非共形層304形成在至少一個側壁302的大約50%上、在至少一個側壁302的大約55%上、在至少一個側壁302的大約60%上、在至少一個側壁302的大約65%上、在至少一個側壁302的大約70%上、在至少一個側壁302的大約75%上、在至少一個側壁302的大約80%上、在至少一個側壁302的大約85%上,或在至少一個側壁302的大約90%上。
在一些實施例中,非共形層304為包括氮的層。在一些實施例中,非共形層304為氮化物層,諸如氮化矽。在一些實施例中,非共形層304包括碳。在一些實施例中,非共形層304是碳化物層,諸如碳化矽層。
非共形層的形成可經由化學氣相沉積(CVD)製程,或自由基電漿製程(例如,自由基電漿沉積或生長製程)達成。在自由基電漿製程中,可產生含有自由基的遠端電漿。遠端電漿可包括氮電漿(例如,具有氮自由基)、氨電漿(例如,具有氨自由基)或上述兩者的組合。自由基電漿製程可在相對高壓的狀態下(例如,在1托或1托以上)進行,並且在高壓狀態下產生激發態。例如,若使用氮電漿,則可產生N 2 *激發態。在另一實例中,若使用氨電漿,則可產生NH 2或NH自由基片段。壓力應控制為足夠低以引起與基板的反應。例如,壓力可經控制以產生將自由基電漿製程集中在基板上部附近的自由基壽命。此外,該製程的時間亦應設定為短時間段(例如,約5秒至約4小時),以允許在基板的目標區域(例如,上部302a)上的選擇性反應。在一些實施例中,用於進行自由基電漿製程的壓力可為約0.5托(Torr; T)至約5 T,或約0.5 T、約1 T、約2 T、約3 T、約4 T、約5 T或其中的任何值或子範圍。用於進行自由基電漿製程的時間段可為約5秒至約1小時。藉由執行用於形成非共形層304的自由基電漿製程,自由基的能量可經控制以使得自由基無法沿著整個側壁302反應,而是可選擇性地與基板的側壁302的上部302a反應(例如,不到達側壁302的下部302b或不與側壁302的下部302b反應)。在另一實施例中,除了壓力可為約0.5 T至約500 T之外,熱製程可在類似的條件下進行。
在一些實施例中,非共形層304經由CVD或ALD形成。存在各種類型的化學氣相沉積製程,並且特定類型的製程可基於諸如待塗覆的表面、塗覆材料、表面與塗覆材料之間的化學相互作用、靶材厚度、靶材塗覆特性等若干因數來選擇。CVD製程的一些實例包括常壓化學氣相沉積(atmospheric pressure chemical vapor deposition; APCVD)、低壓化學氣相沉積(low pressure chemical vapor deposition; LPCVD)、電漿增強化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD)、氣相磊晶等等。在實施例中,可使用該等CVD製程的任一者。對於各種CVD製程,基板經暴露於一或多種揮發性前驅物,該前驅物在製品表面上反應及/或分解以產生目標塗層。可產生副產物,該副產物係藉由從進行CVD製程的沉積腔室中排出副產物來移除。
第4圖圖示根據實施例的可用於塗覆製品的示例性化學氣相沉積(CVD)系統。
該系統包含化學氣相前驅物供應系統405和CVD反應器410。蒸氣前驅物供應系統405的作用是從起始材料415產生蒸氣前驅物420(諸如非共形層304的蒸氣前驅物),該前驅物可為固體、液體或氣體形式。然後,蒸氣經輸送至CVD反應器410中,並作為薄膜445沉積在基板430(例如,其可對應於第3A圖的基板300A)上,基板430可定位在固持器435上。
CVD反應器410使用加熱器440將基板430加熱至沉積溫度。在一些實施例中,加熱器可加熱CVD反應器的壁(亦稱為「熱壁反應器」),並且反應器的壁可將熱量傳遞至基板430。在其他實施例中,可單獨加熱基板,同時將CVD反應器的壁保持冷(亦稱為「冷壁反應器」)。應當理解,CVD系統配置不應當被解釋為限制性的。CVD系統可使用各種設備,並且該設備經選擇以獲得最佳處理條件,該最佳處理條件可得到具有均勻厚度、表面形態、結構及組成的塗層。
各種CVD製程包含以下製程步驟:(1)從起始材料產生活性氣體反應物物種(亦稱為「前驅物」);(2)將前驅物輸送至反應腔室(亦稱為「反應器」)中;(3)將前驅物吸收至加熱的基板上(亦即,吸收至基板300A的上部302a上);(4)在氣固界面處參與前驅物與基板之間的化學反應以形成沉積物及氣態副產物;以及(5)從反應腔室中移除氣態副產物及未反應的氣態前驅物。
適當的CVD前驅物可在室溫下為穩定的,可具有低蒸發溫度,可產生在低溫下穩定的蒸汽,具有適當的沉積速率(薄膜塗層的低沉積速率和厚膜塗層的高沉積速率)、相對低毒性、成本高效,並且相對純淨。對於一些CVD反應,諸如熱分解反應(亦稱為「熱解」)或歧化反應,單獨的化學前驅物可足以完成沉積。對於其他CVD反應,除了化學前驅物之外,亦可使用其他試劑或反應物(諸如含氧或含氟反應物)來完成沉積,以形成諸如本文所述的彼等金屬氟化物保護塗層。
CVD具有許多優點,該等優點包括其能夠以相當高的沉積速率沉積具有良好再現性及黏附性的高度緻密及純的塗層。在實施例中使用CVD沉積的層可具有低於1%的孔隙度和低於0.1%(例如,大約0%)的孔隙度。因此,當使用足夠低量的前驅物使得前驅物未到達(或較少量的前驅物到達)未經靶向為具有沉積層的區域時,該沉積可用於塗覆複雜形狀的元件並且沉積非共形膜。
返回參看第3B圖,在一些實施例中,非共形層304可包括氮。在一些實施例中,非共形層304亦可包括矽。例如,非共形層304可包括氮化矽。在一些實施例中,藉由對基板303進行氮化來形成包括氮的非共形層304。氮化可藉由施加氮氣(N 2)、氨氣(NH 3)、氫氣(H 2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)或上述氣體的組合來達成。在一些實施例中,氮化可用電漿來達成。電漿可以包括氮(N 2)、氨(NH 3)、氫(H 2)、氬(Ar)、氦(He)或上述各者的組合。在一些實施例中,氮化可藉由在有或無電漿的情況下將氨施加至基板來達成。氮化可在約0.5 T至約5 T、約0.5 T、約1 T、約2 T、約3 T、約4 T或約5 T的壓力下,或在其中的任何值或子範圍下進行。氮化可在約250℃至約1250℃、約350℃至約1150℃、約450℃至約1050℃、約550℃至約950℃、約650℃至約850℃、或約250℃、約350℃、約450℃、約550℃、約650℃、約750℃、約950℃、約1050℃、約1150℃或約1250℃的溫度下,或其中的任何值或子範圍下進行。
在某些實施例中,在形成非共形層304之前,原生氧化物可在基板303的表面上(例如,在基板303的側壁302上)形成。例如,若基板303暴露於氧氣及/或濕氣,則可能形成原生氧化物。在實施例中,原生氧化物可阻礙非共形層304的形成。因此,在實施例中,在形成非共形層304之前執行清洗或蝕刻製程以移除原生氧化物。
返回參看第2圖,在非共形層形成於溝槽的至少一個側壁的一部分上之後,在方塊215處,氧化劑經施加至具有非共形的層的至少一個側壁。氧化劑可包括過氧化物、蒸汽(H 2O)或H 2:O 2,其中H 2與O 2的比率為5.5:1至約9:1。在實施例中,在加熱基板的同時施加氧化劑。
氧化劑的選擇係基於其選擇性地氧化基板。在一些實施例中,較佳氧化劑係具有高度選擇性以與基板中的材料(即矽)快速反應,同時與非共形層(即含氮或含碳層)更慢反應。例如,富氫(H)的氧化劑在該步驟期間可能更具選擇性。在另一實例中,蒸汽(H 2O)及/或過氧化氫(H 2O 2)可為選擇性氧化劑。相反,氧自由基(O *)及/或氫氧化物(OH)的選擇性可能較低。
在方塊220中,氧化劑與非共形層和基板反應,以在其上生長氧化層一段時間。如第3C圖中所示,氧化層305沿著溝槽306的至少一個側壁302生長,而非共形層304在至少一個側壁306上減少。第3C圖圖示根據本案之實施例的,在氧化製程已開始之後並且在完成氧化製程之前的第3B圖的溝槽。
氧化劑反應的時間段可取決於氧化劑的選擇性。在一些實施例中,該時間段可為約30秒、約45秒、約1分鐘、約5分鐘、約10分鐘、約15分鐘、約20分鐘、約30分鐘、約45分鐘、約1小時、約2小時、約3小時、約4小時、約5小時或約6小時,或其內的任何值。
在一些實施例中,可使用多種不同的氧化化學物質。例如,可使用具有第一選擇性(例如,在側壁302的裸露部分與側壁的被非共形層覆蓋的部分之間的較低選擇性)的第一氧化劑執行第一氧化步驟,並且可使用具有第二選擇性(例如,在側壁302的裸露部分與側壁的被非共形層覆蓋的部分之間的較高選擇性)的第二氧化劑執行第二氧化步驟。用於第一氧化步驟的第一時間段和用於第二氧化步驟的第二時間段可經選擇以將整個氧化製程的選擇性調節至目標選擇性,該目標選擇性可在第一氧化步驟的第一選擇性與第二氧化步驟的第二選擇性之間。可進行額外的氧化步驟來控制氧化的選擇性。
返回參看第2圖,在方塊225中,在生長氧化層的同時,從溝槽中同時移除非共形層。在一些實施例中,當氧化劑與非共形層反應時,其可使非共形的層的一部分轉化為氣相。然後,可將非共形層的反應部分的氣相從進行氧化的製程腔室中移除(例如,藉由泵出反應副產物)。例如,若非共形層包括氮,則氧化劑可與基板和氮二者反應,以使得氧化層開始在基板的溝槽的至少一個側壁的暴露部分上生長,同時使氮轉化為氣體,以便氧化層最終將其取代。因此,氧化層可僅在基板自身上生長,因為在選擇性氧化製程期間移除了非共形層。
在方塊230中,形成氧化層,該氧化層在至少一個側壁的下部處比在至少一個側壁的上部處更厚。此亦在第3D圖中示出。第3D圖圖示根據本案之實施例的,在完成氧化操作之後的第3B圖的溝槽。如第3D圖中所示,氧化層205在溝槽的下部302b處較厚,並且在溝槽306的側壁302的上部302a附近逐漸變薄。在一些實施例中,氧化層生長以在基板的溝槽的至少一個側壁的下部暴露部分上形成較厚的層,因為非共形層(例如,氮化物)的氧化比側壁的暴露部分(例如矽)的氧化慢。因此,氧化速率及錐度經控制以達到目標厚度和目標錐度量(例如,在實施例中,在溝槽側壁的表面上的目標厚度輪廓)。
在一些實施例中,至少一個側壁的下部上的氧化層可具有約50 Å至約100 Å、約55 Å至約95 Å、約60 Å至約90 Å、約65 Å至約85 Å或約70 Å至約80 Å,或其中的任何值或子範圍的厚度。在一些實施例中,至少一個側壁的下部上的氧化層可具有約50 Å、約55 Å、約60 Å、約65 Å、約70 Å、約75 Å、約80 Å、約85 Å、約90 Å、約95 Å或約100 Å的厚度。
在一些實施例中,至少一個側壁的上部上的氧化層可具有約25 Å至約50 Å的厚度,或者可為約25 Å、約30 Å、約35 Å、約40 Å、約45 Å或約50 Å,或者其中的任何子範圍或值。在一些實施例中,在至少一個側壁的上部上的氧化層可具有約25 Å、約30 Å、約35 Å、約40 Å、約45 Å或約50 Å的厚度。
在一些實施例中,至少一個側壁上的氧化層可從至少一個側壁的上部至下部逐漸變厚(例如,可為錐形)。下部和上部的厚度以及錐形的量可基於在該方法的早期步驟中形成的非共形層、氧化製程的選擇性以及氧化的時間及/或溫度來控制。
在一些實施例中,選擇性氧化的方法可在第一氧化步驟中執行,以在基板的溝槽的至少一個側壁上生長目標輪廓,隨後是第二氧化步驟(例如,自由基氧化步驟)以完成基板的溝槽氧化。在實施例中,第二氧化步驟允許基板以更快的速率被氧化。在實施例中,第一氧化步驟具有較高的選擇性但較低的氧化物生長速率,並且第二氧化步驟具有較低的選擇性但較高的生長速率。在一些實施例中,基板的溝槽的完全氧化(選擇性氧化,隨後是自由基氧化)可在小於約一小時內進行。
如上所述,在一些實施例中,在溝槽的側壁上形成非共形層之前,可在基板的溝槽的側壁上形成原生氧化物。在一些實施例中,包括群集工具的電子裝置製造系統用於處理基板。在基板中形成溝槽之後並且在溝槽的側壁上形成非共形層之前,可將基板保持在真空中。藉由在不破壞真空的情況下於腔室之間移動基板,可防止原生氧化物的形成。
第5圖圖示根據本案之實施例的電子裝置製造系統500的示意俯視圖。電子裝置製造系統500經配置以處理基板,並且可包括具有四個刻面501A至501D的主機(亦稱為移送腔室)504。儘管四個刻面501A至501D以矩形配置示出,但是主機504可替代地具有其他數目的刻面(例如,5個刻面、6個刻面,7個刻面和8個刻面等)及/或其他形狀。在實施例中,刻面可具有相同的尺寸(例如,相同的寬度)或不同的尺寸。在一個實施例中,主機504具有矩形形狀,其中刻面501A和501C大致彼此平行,刻面501B和501D大致彼此平行並且刻面501A和501C大致垂直於刻面501B和501D。在一個實施例中,主機504具有五邊形形狀。在一個實施例中,主機包括具有第一長度的第一刻面、在第一刻面之任一側上的第二刻面和第三刻面,該第二刻面和第三刻面各自具有大於第一長度的第二長度,以及分別連接至第二刻面和第三刻面的第四和第五刻面,該第四和第五刻面各自具有大於或等於第一長度且小於第二長度的第三長度。
主機504可包括內部容積534,其中刻面501A至501D可界定內部容積534的側壁。主機504可另外包括基座(未示出)及蓋(未示出)。刻面501A至501D、基座和蓋可共同界定內部容積534。機器人臂(亦稱為機器人組件)536可經安置在主機504的內部容積534內。內部容積534可典型地在主機504的操作期間處於真空下。
每一刻面501A至501D可包括一或多個基板存取埠532。每一基板存取埠532可經配置以允許水平定向的基板540從該存取埠穿過。基板540可為晶圓(例如,半導體晶圓或非半導體裝置基板)、玻璃板或面板,及/或用於製造電子裝置或電路元件的其他工件。每一基板存取埠532可為例如在主機504的側壁中形成的細長狹槽或狹縫。每一基板存取埠532皆可包括例如狹縫閥或用於打開和關閉基板存取埠534的其他適當的裝置,及/或適合於確定經由基板存取埠530移送的基板540的位置的局部中心搜尋器(local center finder; LCF)。狹縫閥可為任何合適的傳統構造,諸如L運動狹縫閥。其他適當的裝置亦可用於打開和關閉基板存取埠532。在實施例中,基板存取埠532可包括單閘極或雙閘極(例如,在基板存取埠處可替換介面板的內部上具有第一閘極,在基板存取埠處可替換介面板的外部上具有第二閘極)。
製程腔室506、508、510、512、514、516附接於主機504的各個刻面501A至501D。製程腔室506至116中的每一者具有腔室埠,該腔室埠與基板存取埠532對齊。
裝載閘腔室126可各自為批量型或單基板型的裝載閘腔室。在一些實施例中,裝載閘腔室526可為堆疊的裝載閘腔室。例如,裝載閘腔室126可為雙堆疊裝載閘腔室、三堆疊裝載閘腔室、具有四個或更多個堆疊裝載閘的裝載閘腔室(例如,四裝載閘腔室)等等。或者,裝載閘腔室126可為單個容積的裝載閘腔室。裝載閘腔室126可各自具有一或多個腔室埠,該腔室埠對應於相應的基板存取埠532。例如,可具有兩個單獨的基板容積的經堆疊裝載閘腔室126可以具有分別對應於垂直對準的基板存取埠532的兩個垂直對準的腔室埠。可具有三個單獨的基板容積的三層堆疊的裝載閘腔室可以具有三個垂直對準的腔室埠,該腔室埠對應於垂直對準的基板存取埠。單容積裝載閘腔室可具有與單個基板存取埠532相對應的單個腔室埠。裝載閘腔室126中的任何一或多者可為經堆疊裝載閘腔室、三層堆疊裝載閘腔室及/或單容積裝載閘腔室。此外,在一些實施例中,裝載閘腔室126中的任何一或多者可為能夠處理的腔室。亦即,裝載閘腔室126中的任何一或多者,或者位於本文中的容積中的任一者,可能夠執行基板預熱製程、減弱製程、冷卻製程及/或另一處理製程。
主機504、製程腔室506至516及/或裝載閘腔室526可各自在真空壓力下操作。製程腔室506至516可各自在基板540上執行相同或不同的製程,包括例如沉積、氧化、氮化、蝕刻、研磨、清洗、微影、檢查等。亦可在製程腔室中執行其他製程。
主機504亦可包括在內部容積534中的機器人組件536。機器人組件536可經配置以將一或多個基板540移送至每個製程腔室506至516和裝載閘腔室526,以及從每個製程腔室506至516和裝載閘室526移送一或更多個基板540。機器人組件536可經配置以將基板540從任一腔室直接移送至附接於主機504的任何其他腔室。在一些實施例中,基板540可由機器人組件536以任何順序或方向移送。在一些實施例中,機器人組件536可具有雙輸送葉片(或更多個輸送葉片,亦稱為端效器),每一輸送葉片可獨立地往返於附接至主機504的任何腔室突出和縮回,從而藉由實現同時的基板移送來增加系統產量。在一些實施例中,機器人組件536可具有單個輸送葉片及/或可為選擇順應性關節機械手臂(selective compliance articulated robot arm; SCARA)機器人。或者,機器人組件536可為用於在附接至主機504的腔室之間移送基板的任何適當機構,諸如線性機器人或非線性機器人。
裝載閘腔室126可耦合至工廠介面502,工廠介面502可耦合至一或多個前開式晶圓傳送盒(front opening unified pod; FOUP) 518。一或多個裝載閘腔室126可在工廠介面502與移送腔室126之間提供第一真空介面。在一些實施例中,裝載閘腔室526的每一者可藉由交替地與主機(移送腔室)504和工廠介面502連通來增加基板產量。亦即,當一個裝載閘腔室526或堆疊或三堆疊裝載閘腔室的任一容積與移送腔室504連通時,其他裝載閘腔室126或堆疊的或三堆疊的裝載閘室的其他容積可與工廠介面502連通。在工廠介面502、裝載閘腔室126與移送腔室504之間的基板移送可以任何其他適當方式進行。
FOUP 518可各自為其中具有用於保持多個基板的固定盒匣的容器。FOUP 518可各自具有經配置以與工廠介面502一起使用的前開式介面。工廠介面502可具有緩衝腔室(未示出)及一或多個機器人組件538,該一或多個機器人組件經配置以經由FOUP 518與裝載閘腔室126之間的線性、旋轉及/或垂直移動來移送基板540。基板可在FOUP 518與裝載閘腔室126之間以任何順序或方向移送。裝載閘腔室126可各者為批量型或單基板型的裝載閘腔室。
控制器571可控制機器人組件538、機器人組件536及/或電子裝置製造系統的操作。控制器571可控制基板540在電子裝置製造系統中以及經由電子裝置製造系統的處理和移送。控制器571可為例如通用電腦及/或可包括微處理器或其他適當的CPU(中央處理單元)、用於儲存控制電子裝置製造系統的軟體常式的記憶體、輸入/輸出週邊設備,以及支援電路(諸如例如,電源、時鐘電路、用於驅動機器人組件538、536的電路、快取記憶體等)。控制器571可經程式設計為,例如,經由附接至主機504的每一製程腔室順序地處理一或多個基板。在其他實施例中,控制器571可經程式設計為經由製程腔室以任何順序處理基板。在其他實施例中,控制器571可經程式設計以跳過及/或重複在一或多個製程腔室中對一或多個基板的處理。控制器571可替換地經程式設計為以任何適當方式處理電子裝置製造系統中的一或多個基板。
電子裝置製造系統可具有除了所示的FOUP 518及/或裝載閘腔室526之外的其他適當數目的FOUP 518及/或裝載閘腔室526。在一些實施例中,耦合至刻面501A的裝載閘腔室的數目可獨立於耦合至刻面的501B至501D中的任一者的製程腔室的數目。例如,裝載閘腔室的數目可不同於耦合至刻面的製程腔室的最高數目。此外,在一些實施例中,取決於相對於四個製程腔室的尺寸的主機504的尺寸,多達四個製程腔室可經耦合至單個刻面,或者多於四個製程腔室可經耦合至單個刻面。
在實施例中,基板可經移動至主機504中,並且可在不破壞真空的情況下藉由各種製程腔室506至516執行多個製程。例如,製程腔室506可在基板中形成溝槽,製程腔室508可在溝槽的側壁上形成非共形層,並且製程腔室510可執行氧化以在溝槽的側壁上形成氧化層並且移除非共形層。基板540可藉由機器人532在真空下於製程腔室506至516之間傳遞。因此,在一些實施例中,在溝槽的形成、溝槽上的非共形層的形成以及溝槽上的氧化層之間,無原生氧化物可在基板上生長。
本案的方法可用於在具有高深寬比的特徵中或其上形成錐形氧化層。例如,高深寬比製程可受益於溝槽下部的較厚氧化層。因此,此舉可使用如上所述的方法來達成。
先前的描述闡述了許多特定細節,諸如特定系統、元件、方法等的實例,以提供對本發明的若干實施例的良好理解。然而,將對熟習該項技術者顯而易見的是,本發明之至少一些實施例可在無該等特定細節的情況下實踐。在其他情況下,眾所熟知的元件或方法未經詳細描述或以簡單的方塊圖格式呈現,以避免不必要地混淆本發明。因此,所闡述的特定細節僅是示例性的。特定實施可與該等示例性細節不同,並且仍然被預期在本發明的範圍內。
在整個說明書中對「一個實施例」或「一實施例」的引用意謂結合實施例描述的特定特徵、結構或特性包括在至少一個實施例中。因此,在整個說明書的不同位置出現的用語「在一個實施例中」或「在一實施例中」不必皆代表相同的實施例。此外,術語「或」意欲意謂包含的「或」而非排他的「或」。當本文使用術語「約」或「大約」時,其意欲意謂所呈現的標稱值精確在±10%以內。
儘管以特定次序示出和描述了本文方法的操作,但是可改變每一方法的操作次序,從而可以相反的次序執行某些操作,或以便可至少部分地與其他操作同時進行某些操作。在另一實施例中,不同操作的指令或子操作可以間歇及/或交替的方式進行。
應理解,上述描述意欲為說明性的,而非限制性的。在閱讀和理解以上描述之後,許多其他實施例對於熟習該項技術者而言將是顯而易見的。因此,本發明的範圍應當參考附加申請專利範圍,以及該申請專利範圍所賦予的等效物的全部範圍來確定。
100:基板處理系統 101:基板 102:熱處理腔室 111:反射表面 113:處理區域 114:側壁 115:基座 116:外壁 117:窗口組件 118:輻射能組件 119:燈 120:第一窗口 121:插座 122:第二窗口 126:裝載閘腔室 141:光導管 153:導管 160:環形井 162:支撐環 163:可旋轉圓筒 164:磁性轉子 165:凸耳 166:磁體區域 167:磁性定子 168:電磁體 169:線性致動器 170:支撐件 171:溫度探針 172:軸線 173:蓋 174:存取埠 175:腔室入口 180:前驅物活化器 182:主體 183:電漿 184:內部空間 185:襯墊 186:氣體入口 187:第一端 188:氣體出口 189:第二端 190:輸送管線 192:第一氣源 194:四通閥 196:流量控制器 197:閥 198:第二氣源 199:第三氣源 200:方法 205:操作 210:操作 215:操作 220:操作 225:操作 230:操作 302:側壁 302a:上部 302b:下部 303:基板 304:非共形層 305:氧化層 306:溝槽 405:化學氣相前驅物供應系統 410:CVD反應器 415:起始材料 420:蒸氣前驅物 430:基板 435:固持器 440:加熱器 500:電子裝置製造系統 501A:刻面 501B:刻面 501C:刻面 501D:刻面 504:主機 506:製程腔室 508:製程腔室 510:製程腔室 512:製程腔室 514:製程腔室 516:製程腔室 518:前開式晶圓傳送盒 532:機器人 534:內部容積 536:機器人臂 540:基板 571:控制器
本案以實例的方式而非限制的方式示出,在附圖的諸圖中,相同的元件符號指示相同的元件。應注意,本案中對「一(an)」或「一個(one)」實施例的不同引用並不一定指相同實施例,此類引用意謂至少一個實施例。
第1圖圖示遠端電漿系統的橫截面圖;
第2圖為根據本案之實施例的表示用於選擇性氧化基板的方法的流程圖;
第3A圖圖示根據本案之實施例的基板的溝槽;
第3B圖圖示根據本案之實施例的,在溝槽的側壁上沉積非共形層之後的第3A圖的溝槽;
第3C圖圖示根據本案之實施例的,在完成氧化操作之前的第3B圖的溝槽;
第3D圖圖示根據本案之實施例的,在完成氧化操作之後的第3B圖的溝槽;
第4圖圖示示例性化學氣相沉積(chemical vapor deposition; CVD)系統;
第5圖圖示電子裝置製造系統的示意俯視圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
200:方法
205:操作
210:操作
215:操作
220:操作
225:操作
230:操作

Claims (20)

  1. 一種方法,包含以下步驟: 在一基板上形成的一溝槽或一孔的至少一個側壁上形成一非共形層,其中該非共形層形成在該至少一個側壁的一上部上並且隨著至該溝槽或該孔中的深度增加而厚度減小,並且其中該非共形層包含氮;以及 將該溝槽或該孔的包含該非共形層的該至少一個側壁氧化,其中該非共形層及未被該非共形層覆蓋的該至少一個側壁的一暴露部分發生氧化以形成一氧化層,其中該氧化層在該至少一個側壁的一下部處比在該至少一個側壁的該上部處更厚。
  2. 如請求項1所述之方法,其中該氧化之步驟包含具有一第一選擇性的一初始氧化製程,及具有一第二選擇性的至少一個額外氧化製程。
  3. 如請求項2所述之方法,其中該初始氧化製程經執行以達成該氧化層的一目標錐度,並且該至少一個額外氧化製程經執行以達成該氧化層的一目標厚度。
  4. 如請求項2所述之方法,其中該初始氧化製程經執行以達成該氧化層的一厚度的約5%至約50%。
  5. 如請求項1所述之方法,其中該形成該非共形層之步驟係經由一化學氣相沉積製程、一熱製程或一自由基電漿製程達成。
  6. 如請求項1所述之方法,其中該形成該非共形層之步驟包含以下步驟:藉由執行該基板的氮化來形成氮。
  7. 如請求項6所述之方法,其中該氮化係藉由施加氮氣(N 2)、氨氣(NH 3)、氫氣(H 2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)或上述氣體的一組合來達成。
  8. 如請求項7所述之方法,其中該氮化係在約0.5 T與500 T托之間的一壓力下進行。
  9. 如請求項7所述之方法,其中該氮化係在約250℃至約1250℃之間的一溫度下進行。
  10. 如請求項1所述之方法,其中該氧化之步驟係經由熱氧化進行。
  11. 如請求項1所述之方法,其中該氧化層包含二氧化矽。
  12. 如請求項1所述之方法,其中該非共形層在該至少一個側壁的該上部具有約5 Å至約50 Å的一厚度。
  13. 如請求項1所述之方法,其中該非共形層不形成在該至少一個側壁的該下部上,導致該至少一個側壁的該下部為該至少一個側壁的該暴露部分。
  14. 如請求項1所述之方法,其中該非共形層形成在該至少一個側壁的約25%上。
  15. 如請求項1所述之方法,其中該氧化係使用包含過氧化物、蒸汽(H 2O)或H 2:O 2的一氧化劑進行,其中H 2和O 2的比率為5.5:1至約9:1。
  16. 如請求項1所述之方法,其中該基板包含矽或氮化矽。
  17. 一種製品,包含: 一基板,其中該基板包含形成於其中的至少一個溝槽或至少一個孔,該至少一個溝槽或該至少一個孔具有一頂表面、一底表面及至少一個側壁;以及 一氧化層,在該至少一個溝槽或該至少一個孔的該至少一個側壁上,其中該氧化層在該至少一個側壁的一下部處比在該至少一個側壁的一上部處更厚。
  18. 如請求項17所述之製品,其中在該至少一個側壁的該下部上的該氧化層具有約50 Å至約100 Å的一厚度。
  19. 如請求項17所述之製品,其中在該至少一個側壁的該上部上的該氧化層具有約25 Å至約50 Å的一厚度。
  20. 一種方法,包含以下步驟: 接收一基板,該基板包含形成於其中的至少一個溝槽或至少一個孔,該至少一個溝槽或該至少一個孔具有至少一個側壁,其中該溝槽或該孔的該至少一個側壁包括一非共形層,該非共形層塗佈該至少一個側壁的一上部,而不塗佈該至少一個側壁的一下部;以及 選擇性地氧化該基板以在該至少一個側壁上形成一氧化層,其中該選擇性地氧化該至少一個溝槽或該至少一個孔之步驟包含以下步驟:該非共形層與一氧化劑反應以生長該氧化層,而同時從該至少一個側壁移除該非共形層, 其中該氧化層生長的速率係藉由包含氮的該非共形層減慢,以使得該氧化層在該至少一個溝槽或該至少一個孔的該至少一個側壁的該下部處比該至少一個側壁的該上部處更厚。
TW112137228A 2022-09-29 2023-09-28 基板的選擇性氧化 TW202414588A (zh)

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