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TWI791508B - 用於沉積低介電常數膜的方法與設備 - Google Patents

用於沉積低介電常數膜的方法與設備 Download PDF

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TWI791508B TW107112679A TW107112679A TWI791508B TW I791508 B TWI791508 B TW I791508B TW 107112679 A TW107112679 A TW 107112679A TW 107112679 A TW107112679 A TW 107112679A TW I791508 B TWI791508 B TW I791508B
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Abstract

茲描述用以將共形SiOC膜形成於表面上的方法及設備。SiCN膜形成在基板表面上並暴露於蒸氣退火製程，以減低氮含量、升高氧含量並使碳含量維持約略相等。經退火之膜具有膜之濕式蝕刻率或介電常數中之一或多者。

Description

用於沉積低介電常數膜的方法與設備
一般而言，本揭示內容與用於沉積薄膜之設備及方法有關。詳言之，本揭示內容與用於蒸氣退火來選擇性沉積膜之方法有關。
藉由在基板表面上產生複雜圖案化材料層之製程，可實現積體電路。在基板上產生經圖案化材料需要受控之方法，以沉積並去除材料層。現代半導體製造製程越來越重視在製程步驟之間沒有空氣中斷的膜的整合。對於設備製造商而言，這樣的要求對允許將各種製程腔室整合到單一工具中構成挑戰。
沉積薄膜的一種流行製程為原子層沉積(ALD)。原子層沉積是一種方法，其中基板暴露於化學吸附到基板表面的前驅物，接著是與化學吸附的前驅物反應之反應物。ALD製程為自限性的，且可提供膜厚度的分子級控制。然而，由於需要在暴露於前驅物和反應物之間淨化反應腔室之故，ALD處理可能是耗時的。
由於對半導體之圖案化應用的需求，選擇性沉積製程正被越來越頻繁地利用。傳統上，已使用各種微影和蝕刻製程來完成微電子工業中的圖案化。然而，由於微影術正在成倍地變得複雜且昂貴，因此使用選擇性沉積來沉積特徵變得更具吸引力。
隨著元件尺寸不斷減小到小於10 nm的狀態，使用光微影技術的傳統圖案化製程變得更具挑戰性。在較小的元件尺寸下，非精確的圖案化和降低的元件性能更為普遍。另外，多重圖案化技術也使製造製程變得複雜且更昂貴。
因此，在本領域中需要以相對於不同表面具選擇性地方式將膜選擇性地沉積到一個表面上的設備和方法。
本揭示內容的一或多個實施例涉及了沉積膜的方法。提供具有基板表面之基板，複數個特徵形成在基板表面中。各特徵自基板表面延伸一距離並具有底部及至少一個側壁。將共形膜形成在基板表面上。將共形膜暴露於蒸氣退火，以形成具有增加的氧含量之經退火共形膜。
本揭示內容的額外實施例涉及了沉積膜的方法。提供具有基板表面之基板，複數個特徵形成在基板表面中。各特徵自基板表面延伸一距離並具有底部及至少一個側壁。在原子層沉積腔室中，藉由依序將基板暴露於矽前驅物和反應物，而將共形膜形成於基板表面上，所述矽前驅物包含雙(三氯矽烷基)甲烷(bis(trichlorosilyl)methane)，而所述反應物包含氨。共形膜具有初始碳含量、初始氧含量及初始氮含量。將基板從原子層沉積腔室移動至退火腔室。在約300°C至約500°C之範圍中的溫度下，且在約585托之水的分壓下，將該共形膜暴露於蒸氣退火，以形成經退火共形膜，該經退火共形膜具有在約100Å至約140Å的範圍內之厚度。經退火共形膜具有退火後碳含量、退火後氧含量及退火後氮含量。退火後氮含量小於初始氮含量。退火後氧含量大於初始氧含量。退火後碳含量在初始碳含量的±10%內。經退火共形膜具有：在稀釋HF中，就第一分鐘而言，小於約20Å/分鐘之一濕式蝕刻率、小於或等於約1.5 x 10-7 A/cm2 之漏電流，及小於5之介電常數。
本揭示內容的進一步實施例涉及處理平台，所述處理平台包含中央移送站、批次處理腔室、蒸氣退火腔室及控制器。中央移送站包含複數個側，並具有安置在中央移送站中之機器人。批次處理腔室連接至中央移送站的一側。蒸氣退火腔室連接至中央移送站的一側。控制器耦接中央移送站、批次處理腔室及蒸氣退火腔室。控制器具有一或多種配置，該等配置選自：第一配置，用以將基板移動至批次處理腔室；第二配置，用以將複數種製程氣體提供至批次處理腔室，以在批次處理腔室中將膜沉積在基板上；第三配置，用以將基板從批次處理腔室移動至蒸氣退火腔室；第四配置，用以將蒸氣退火腔室加熱至退火溫度；第五配置，用以將水蒸汽流提供至蒸氣退火腔室；或第六配置，用以從蒸氣退火腔室移出基板。
在說明本發明的數個示例性實施例之前，應瞭解到本發明不受限於下面說明書中所闡述的建置或處理步驟的細節。本發明能夠具有其他實施例，並能夠被由各種方式實作或執行。
本文所用之「晶圓(wafer)」或「基板(substrate)」指的是形成在基板上的任何基板或材料表面，在製造製程期間於所述基板上執行膜處理。舉例而言，取決於應用，可在其上執行處理的基板表面可包含諸如以下材料：矽、氧化矽、應變矽、絕緣體上矽(SOI)、碳摻雜氧化矽、非晶矽、摻雜矽、鍺、砷化鎵、玻璃、藍寶石，以及任何其它材料(如，金屬、金屬氮化物、金屬合金及其他導電材料)。基板可包括，但不限於，半導體晶圓。可將基板暴露於預處理製程，以研磨、蝕刻、還原、氧化、羥基化、退火、UV固化、電子束固化及/或烘烤基板表面。除了直接在基板自身表面上的膜處理以外，在本發明中，亦可對形成於基板上的下層(underlayer)執行所揭示的任何膜處理步驟(此將於下文更詳細揭示)，且術語「基板表面(substrate surface)」欲包括如前後文所指示的這種下層(underlayer)。因此，舉例而言，在膜/層或部分膜/層已被沈積至基板表面上的情況中，新沈積的膜/層的暴露表面成為基板表面。
對於10 nm及以下之半導體製造製程而言，低介電常數膜之選擇性沉積是有吸引力的技術。在其他潛在應用中，對低介電常數間隔層有高度需求，低介電常數間隔層可用於減少閘極與源極/汲極觸點之間的寄生電容。選擇性沉積意謂著膜生長可基於基板表面的類型而有選擇性，例如，在一定的沉積時間或目標厚度內，膜可生長在裸Si表面上但無法生長在氧化矽表面上。選擇性沉積可避免或減少一些製程步驟(如，光微影、蝕刻)，以獲得圖案化結構上的層。通常，選擇性沉積使用熱沉積製程，熱沉積製程易於實現3D結構上的沉積共形性，並避免使用反應性電漿物種來弱化表面反應選擇性。然而，熱沉積製程(特別是具有限制在小於550°C之溫度者)可能難以製造具有合理性質、空氣穩定性、濕式蝕刻率、介電常數值等等的膜。因此，本揭示內容的某些實施例有利地提供了能相對於SiO2 表面，在Si上選擇性地沉積膜之方法。某些實施例有利地提供了具低的濕式蝕刻率之膜的沉積方法。某些實施例有利地提供了具低介電常數值之膜的沉積方法。
本揭示內容之一或多個實施例提供了基於表面終端化學基團，將介電膜選擇性地形成在處理中晶圓的某些區域上之方法。可藉由傳統時域處理，或藉由批次處理腔室中之空間ALD，來完成原子層沉積(ALD)膜生長。
本揭示內容的某些實施例提供了在基板上形成共形膜的方法。可將共形膜沉積在基板的部分或全部表面上。舉例而言，可將共形膜沉積在具有至少一個表面特徵(如，溝槽或介層孔)之基板上。共形膜在特徵的頂部處與在特徵的底部處具有相同的厚度。在某些實施例中，膜的共形性可被測量為特徵的頂部處之厚度相對於特徵的底部處之厚度，且可大於或等於約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%或98%。
第1圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之處理平台100。第1圖所示之實施例僅代表一種可能的配置，且不應被視為本揭示內容之範疇的限制。舉例而言，在某些實施例中，處理平台100具有不同數量的製程腔室、緩衝腔室及機器人配置。
處理平台100包括中央移送站110，中央移送站110具有複數個側111、112、113、114、115、116。所示之移送站110具有第一側111、第二側112、第三側113、第四側114、第五側115及第六側116。儘管繪示了六側，但是本案所屬技術領域中具通常知識者將可理解，取決於例如處理平台100的整體配置，移送站110可以具有任何合適數量的側面。
移送站110中安置有機器人117。機器人117可為能在處理期間移動晶圓之任何合適的機器人。在某些實施例中，機器人117具有第一機械臂118和第二機械臂119。第一機械臂118和第二機械臂119可獨立於另一機械臂移動。第一機械臂118和第二機械臂119可在x-y平面中移動及/或沿著z軸移動。在某些實施例中，機器人117包括第三機械臂或第四機械臂(未繪示)。各機械臂可獨立於其他機械臂移動。
批次處理腔室120可連接至中央移送站110的第一側111。批次處理腔室120可經配置以在批次時間內一次處理x個晶圓。在某些實施例中，批次處理腔室120可經配置以同時處理約4個(x=4)至約12個(x=12)之範圍內的晶圓。在某些實施例中，批次處理腔室120經配置以同時處理6個(x=6)晶圓。本案所屬技術領域中具通常知識者將可理解，儘管批次處理腔室120可在裝載/卸載單獨晶圓之間處理多個晶圓，但各個晶圓可在任何給定的時間經受不同製程條件。舉例而言，類似於第2至6圖所示之空間原子層沉積腔室，可將晶圓暴露於不同處理區域中之不同製程條件，致使在晶圓移動通過各區域時完成製程。
第2圖繪示處理腔室200的剖面，處理腔室200包括氣體分配組件220以及基座組件240，氣體分配組件220亦稱為注入器或注入器組件。氣體分配組件220為在處理腔室中使用的任何類型的氣體遞送裝置。氣體分配組件220包括了面向基座組件240之前表面221。前表面221可具有任何數量或種類的開口，以朝向基座組件240遞送氣體流。氣體分配組件220也包括外邊緣224，在所示實施例中，外邊緣224實質上為圓形。
可取決於所使用的特定製程來改變所使用之氣體分配組件220的具體類型。本揭示內容之實施例可與任何類型的處理系統一起使用，其中基座與氣體分配組件之間的間隙為受控的。儘管可利用各種類型之氣體分配組件(如，噴淋頭)，但本揭示內容之實施例可特別有利於空間氣體分配組件(spatial gas distribution assembly)，所述空間氣體分配組件可具有複數個實質上平行的氣體通道。如本說明書與隨附申請專利範圍中所使用，術語「實質上平行(substantially parallel)」意指氣體通道的延長軸在大體相同的方向上延伸。氣體通道的平行性可有些許不完美。在二元反應中，複數個實質上平行的氣體通道可包括至少一個第一反應性氣體A通道、至少一個第二反應性氣體B通道、至少一個淨化氣體P通道及/或至少一個真空V通道。可朝晶圓的頂表面引導從(多個)第一反應性氣體A通道、(多個)第二反應性氣體B通道及(多個)淨化氣體P通道流出的氣體。部分氣體流跨晶圓的表面水平地移動，並透過(多個)淨化氣體P通道離開製程區域。從氣體分配組件的一端向另一端移動之基板將依序暴露於各製程氣體，而在基板表面上形成層。
在某些實施例中，氣體分配組件220為由單一注入器單元所製成的剛性固定體。在一或多個實施例中，如第3圖所示，氣體分配組件220可由複數個獨立區段(如，注入器單元222)製成。無論單件本體或多區段本體都可與本揭示內容所描述之各種實施例一起使用。
可將基座組件240安置在氣體分配組件220下方。基座組件240包括頂表面241及頂表面241中之至少一個凹部242。基座組件240也具有底表面243及邊緣244。根據待處理之基板60的形狀與尺寸，凹部242可為任何合適的形狀與尺寸。在第2圖所示之實施例中，凹部242具有平坦底部，以支撐晶圓的底部；然而，凹部的底部可變化。在某些實施例中，凹部在凹部的周圍邊緣具有階梯狀區域，階梯狀區域的尺寸經訂定以支撐晶圓的周圍邊緣。根據，例如，晶圓的厚度及已於晶圓的背側上存在之特徵，可改變由階梯部支撐之晶圓的周圍邊緣量。
在某些實施例中，如第2圖所示，基座組件240的頂表面241中之凹部242的尺寸經訂定，使得支撐於凹部242中之基板60的頂表面61與基座240的頂表面241實質上共平面。如本說明書與隨附申請專利範圍所使用，術語「實質上共平面(substantially coplanar)」指的是晶圓的頂表面與基座組件的頂表面在± 0.2 mm內共平面。在某些實施例中，所述頂表面在0.5 mm、± 0.4 mm、± 0.35 mm、± 0.30 mm、± 0.25 mm、± 0.20 mm、± 0.15 mm、± 0.10 mm或± 0.05 mm內共平面。
第2圖的基座組件240包括支撐柱260，支撐柱260能夠升舉、降低並旋轉基座組件240。基座組件可於支撐柱260的中心內包括加熱器、或氣體線、或電性部件。支撐柱260可為增加或減少基座組件240與氣體分配組件220間之間隙，從而將基座組件240移入適當的位置的主要構件。基座組件240亦可包含微調致動器262，微調致動器262可對基座組件240進行微小的調整，以在基座組件240與氣體分配組件220之間產生預定間隙270。
在某些實施例中，間隙270距離可在以下範圍內：約0.1 mm至約5.0 mm、或為約0.1 mm至約3.0 mm、或為約0.1 mm至約2.0 mm、或為約0.2 mm至約1.8 mm、或為約0.3 mm至約1.7 mm、或為約0.4 mm至約1.6 mm、或為約0.5 mm至約1.5 mm、或為約0.6 mm至約1.4 mm、或為約0.7 mm至約1.3 mm、或為約0.8 mm至約1.2 mm、或為約0.9 mm至約1.1 mm、或約1 mm。
圖式所示之處理腔室200為旋轉料架型腔室(carousel-type chamber)，其中基座組件240可固持複數個基板60。如第3圖所示，氣體分配組件220可包括複數個分隔的注入器單元222，在晶圓於注入器單元下方移動時，各注入器單元222能夠將膜沉積在晶圓上。兩個派形注入器單元222被繪示為安置在基座組件240的大略相對側，並於基座組件240上方。僅為了解說目的而繪示此數量的注入器單元222。將可理解，可包括更多或更少的注入器單元222。在某些實施例中，有足夠數量的派形注入器單元222，以形成與基座組件240的形狀相符之形狀。在某些實施例中，個別派形注入器單元222的每一者可獨立地移動、移除及/或替換，而不會影響任何其他注入器單元222。舉例而言，一個區段可被升高，以允許機器人接近介於基座組件240與氣體分配組件220之間的區域，以裝載/卸載基板60。
可使用具有多個氣體注入器的處理腔室來同時處理多個晶圓，使得所述晶圓經歷相同的製程流。舉例而言，如第4圖所示，處理腔室200具有四個氣體注入器組件及四個基板60。在處理開始時，可將基板60安置於氣體分配組件220之間。以4517基座組件240，將使得介於氣體分配組件220之間的各基板60被移動至氣體分配組件220，以進行膜沉積，如氣體分配組件220下方的虛線圓圈所圖解。額外的4560離開氣體分配組件220。基板60和氣體分配組件220的數量可為相同或相異。在某些實施例中，氣體分配組件的數量與待處理的晶圓數量相同。在一或多個實施例中，待處理之晶圓的數量為氣體分配組件的數量之分數或整數倍。舉例而言，若有四個氣體分配組件，則有4x個待處理晶圓，其中x為大於或等於1的整數值。在示範實施例中，氣體分配組件220包括由氣簾分隔的八個製程區域，且基座組件240可固持六個晶圓。
第4圖所示之處理腔室200僅代表一種可能的配置，且不應被當作對本揭示內容的範圍之限制。在此，處理腔室200包括複數個氣體分配組件220。在所示實施例中，有四個氣體分配組件220 (亦稱作注入器組件)繞著處理腔室200平均地隔開。所示之處理腔室200為八角形；然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解到這僅是一種可能的形狀，而不應被當作對本揭示內容的範圍之限制。所示之氣體分配組件220為梯型，但可為單一圓形部件或可由複數個派形區段製成(如第3圖所示)。
第4圖所示之實施例包括裝載鎖定腔室(load lock chamber) 280，或輔助腔室(如緩衝站)。此腔室280連接至處理腔室200的一側，以允許（例如）基板(亦稱為基板60)被裝載至/卸載自腔室200。可將晶圓機器人安置在腔室280中，以將基板移動至基座上。
旋轉料架(如，基座組件240)的旋轉可為連續的或間歇的(不連續的)。在連續處理中，晶圓持續旋轉，使得晶圓依次暴露於各注入器。在不連續的處理中，可將晶圓移動至注入器區域並停止，且接著被移動至注入器之間的區域84並停止。舉例而言，旋轉料架可旋轉而使晶圓從注入器間區域跨過注入器移動(或在注入器附近停止)，並繼續到旋轉料架可再次暫停之下一個注入器間區域。注入器之間的暫停可在各層沉積之間提供用於進行額外處理步驟(如，對電漿暴露)的時間。
第5圖繪示氣體分配組件220的區段或部分，所述區段或部分可稱為注入器單元222。可單獨或結合其他注入器單元使用注入器單元222。舉例而言，如第6圖所示，可結合四個第5圖之注入器單元222來形成單個氣體分配組件220。(為了清楚說明，未繪示分隔這四個注入器單元的線。)儘管除了淨化氣體埠255和真空埠245之外，第5圖之注入器單元222具有第一反應性氣體埠225和第二氣體埠235二者，但注入器單元222不需要所有這些部件。
請一併參見第5及6圖，根據一或多個實施例之氣體分配組件220可包含複數個區段(或注入器單元222)，而各區段可相同或相異。氣體分配組件220可被安置在處理腔室內，並在氣體分配組件220的前表面221中包含複數個延長氣體埠225、235、245。複數個延長氣體埠225、235、245、255從氣體分配組件220的內周圍邊緣223附近之區塊朝向外周圍邊緣224附近之區塊延伸。所繪示之複數個氣體埠包括第一反應性氣體埠225、第二氣體埠235、真空埠245以及淨化氣體埠255，其中真空埠245圍繞第一反應性氣體埠及第二反應性氣體埠中之各者。
參照第5或6圖所示之實施例，雖然指出埠從至少內周圍區域附近延伸到至少外周圍區域附近，但，埠可不止僅從內區域徑向延伸至外區域。當真空埠245圍繞反應性氣體埠225和反應性氣體埠235時，埠可正切地延伸。在第5及6圖所示之實施例中，真空埠245圍繞在楔形反應性氣體埠225、235的所有邊緣上，包括與內周圍區域和外周圍區域相鄰的邊緣。
請參見第5圖，隨著基板沿路徑227移動，基板表面的各部分暴露於各種反應性氣體。為了跟隨路徑227，基板將被暴露至(或「看到(see)」)淨化氣體埠255、真空埠245、第一反應性氣體埠225、真空埠245、淨化氣體埠255、真空埠245、第二氣體埠235及真空埠245。因此，在第5圖所示之路徑227的末端，基板已被暴露於第一反應性氣體225及第二反應性氣體235，以形成層。所示之注入器單元222形成四分之一圓，但可以更大或更小。第6圖所示之氣體分配組件220可被視為四個第4圖之注入器單元222串聯連接的組合。
第5圖的注入器單元222顯示了分隔反應性氣體之氣簾250。術語「氣簾(gas curtain)」被用於描述任何氣體流或真空的結合，所述氣體流或真空可分隔反應性氣體使其不混合。第5圖所示之氣簾250包含：真空埠245在第一反應性氣體埠225旁的部分、中間的淨化氣體埠255，及真空埠245在第二氣體埠235旁的部分。可使用此氣體流與真空的結合，以防止或最小化第一反應性氣體與第二反應性氣體的氣相反應。
請參見第6圖，來自氣體分配組件220的氣體流與真空的結合，分隔了複數個製程區域350。可以介於350之間的氣簾250粗略地界定圍繞個別氣體埠225、235之製程區域。第6圖所示之實施例由八個分隔的製程區域350構成，而其間有八個分隔氣簾250。處理腔室可具有至少兩個製程區域。在某些實施例中，存在至少三個、四個、五個、六個、七個、八個、九個、十個、十一個或十二個製程區域。
在處理期間，基板可在任何給定的時間下暴露於超過一個製程區域350。然而，暴露至不同製程區域的部分，將具有分隔所述兩個製程區域的氣簾。舉例而言，若基板的前緣進入了包括第二氣體埠235之製程區域，則基板的中間部分將處於氣簾250下方，且基板的尾緣將處於包括第一反應性氣體埠225之製程區域中。
將工廠介面280 (如第4圖所示)繪示為連接至處理腔室200，工廠介面280可為，例如，裝載鎖定腔室。基板60被繪示為疊接於氣體分配組件220上方，以提供參考框(frame)。基板60通常可位在基座組件上，以被固持在氣體分配板220的前表面221附近。可透過工廠介面280將基板60裝載進入處理腔室200至基板支撐件或基座組件上(請見第4圖)。基板60可被繪示為安置在製程區域內，因為基板被定位在鄰近第一反應性氣體埠225處並介於兩個氣簾250a、250b之間。沿著路徑227旋轉基板60將繞著處理腔室200逆時針移動基板。因此，基板60將被暴露於第一製程區域350a至第八製程區域350h，包括其間的所有製程區域。
本揭示內容的某些實施例涉及處理方法，包含處理腔室200，處理腔室200具複數個製程區域350a至350h，各製程區域藉由氣簾250與相鄰區域隔開。舉例而言，第6圖所示之處理腔室。取決於氣體流的設置，處理腔室內之氣簾和製程區域的數量可為任何合適的數量。第6圖所示之實施例具有八個氣簾250和八個製程區域350a至350h。
請回頭參見第1圖，處理平台100包括處理腔室140，處理腔室140連接至中央移送站110的第二側112。某些實施例之處理腔室140經配置而將晶圓暴露於製程，以在第一批次處理腔室120中的處理之前及/或之後處理晶圓。某些實施例之處理腔室140包含退火腔室。退火腔室可為爐退火腔室或快速熱退火腔室，或經配置以將晶圓保持在預定溫度和壓力下並提供氣體流至腔室之不同腔室。
在某些實施例中，處理平台進一步包含第二批次處理腔室130，第二批次處理腔室130連接至中央移送站110的第三側113。可以類似於批次處理腔室120的方式配置第二批次處理腔室130，或可配置第二批次處理腔室130來進行不同製程或處理不同數量的基板。
第二批次處理腔室130可與第一批次處理腔室120相同或相異。在某些實施例中，第一批次處理腔室120及第二批次處理腔室130經配置以在相同的批次時間(batch time)內對相同數量的晶圓進行相同的製程，致使x (第一批次處理腔室120中之晶圓的數量)與y (第二批次處理腔室130中之晶圓的數量)相同，且第一批次時間與(第二批次處理腔室130的)第二批次時間相同。在某些實施例中，第一批次處理腔室120和第二批次處理腔室130經配置而具有相異的晶圓數量(x不等於y)、相異的批次時間中之一或多者，或二者均相異。
在第1圖所示之實施例中，處理平台100包括第二處理腔室150，第二處理腔室150連接至中央移送站110的第四側114。第二處理腔室150可與處理腔室140相同或相異。
處理平台100可包括控制器195，控制器195連接至機器人117(未繪示所述連接)。控制器195可經配置而以機器人117的第一機械臂118在預清潔腔室140與第一批次處理腔室120之間移動晶圓。在某些實施例中，控制器195也可經配置而以機器人117的第二機械臂119在第二單晶圓處理腔室150與第二批次處理腔室130之間移動晶圓。
處理平台100還可包括連接至中央移送站110的第五側115之第一緩衝站151，及/或連接至中央移送站110的第六側116之第二緩衝站152。第一緩衝站151和第二緩衝站152可執行相同或相異的功能。舉例而言，緩衝站可固持晶圓的卡匣，所述晶圓經處理並返回原卡匣，或第一緩衝站151可固持未經處理之晶圓，並在處理後將所述晶圓移動至第二緩衝站152。在某些實施例中，一或多個緩衝站經配置以在處理之前及/或之後預處理、預熱或清潔晶圓。
在某些實施例中，控制器195經配置以使用機器人117的第一機械臂118，在第一緩衝站151與一或多個處理腔室140與第一批次處理腔室120之間移動晶圓。在某些實施例中，控制器195經配置以使用機器人117的第二機械臂119，在第二緩衝站152與一或多個第二處理腔室150或第二批次處理腔室130之間移動晶圓。
處理平台100還可在中央移送站110與任何處理腔室之間包括一或多個狹縫閥160。在所示實施例中，在各個處理腔室120、130、140、150與中央移送站110之間存在狹縫閥160。狹縫閥160可打開和關閉，以隔離處理腔室內的環境與中央移送站110內的環境。舉例而言，若處理腔室在處理期間將產生電漿，則關閉所述處理腔室之狹縫閥可有助於防止雜散電漿損壞移送站中之機器人。
在某些實施例中，處理腔室不容易從中央移送站110移去。為了在任何處理腔室上進行維護，各處理腔室可進一步在處理腔室的側面上包括複數個接取門(access door) 170。接取門170允許手動接取處理腔室，而無需從中央移送站110移去處理腔室。在所示實施例中，各處理腔室的各側(除了連接至移送站之該側以外)都具有接取門170。包括如此多的接取門170可使所採用之處理腔室的構造複雜化，因為腔室內的硬體可能需要經配置才能通過所述門進出。
某些實施例之處理平台包括連接到移送腔室110的水箱180。水箱180可經配置以將冷卻劑提供至任何或全部處理腔室。儘管被稱為「水(water)」箱，但是本案所屬技術領域中具通常知識者將可理解，可以使用任何冷卻劑。
在某些實施例中，處理平台100的尺寸允許經由單一電力連接器190連接至廠用電力(house power)。單一電力連接器190附接至處理平台100，以為各處理腔室和中央移送站110供電。
處理平台100可連接至工廠介面102，以容許晶圓或晶圓的卡匣裝載進入平台100。工廠介面102內的機器人103可將晶圓或卡匣移動進入或離開緩衝站151、152。可藉由中央移送站110中之機器人117在平台100內移動晶圓或卡匣。在某些實施例中，工廠介面102為另一個叢集工具的移送站。
本揭示內容之一或多個實施例涉及了沉積膜之方法。請參見第7A至7C圖，可提供具第一基板表面701和第二基板表面702之基板700。第一基板表面701和第二基板表面702可為不同材料(如，矽及氧化矽)，或可為具不同表面終端(如，-H和-OH)之相同材料。
在某些實施例中，第一基板表面701包含矽。在某些實施例中，第一基板表面701基本上由矽組成。在某些實施例中，第一基板表面701具有氫終端。
在某些實施例中，第二基板表面702包含氧化矽。在某些實施例中，第二基板表面702基本上由氧化矽組成。在某些實施例中，第二基板表面702具有羥基終端。
第一基板表面701和第二基板表面702可為用於選擇性沉積之任何合適表面。在某些實施例中，第一基板表面701包含具Si-H基團之矽表面，且第二基板表面702包含具-OH基團之氧化矽表面且具有或不具有原生氧化物。在某些實施例中，第二基板表面702包含具-OH端部基團之介電表面且具有或不具有原生氧化物，且第一基板表面701包含金屬表面。
若第一基板表面701和第二基板表面702中之任一或二者上存在有原生氧化物的話，則去除原生氧化物可允許更有效率的選擇性沉積製程。將基板100 暴露於蝕刻製程可從受影響的表面去除原生氧化物。蝕刻製程可為濕式蝕刻製程(如，暴露於稀釋HF(1%))，或乾式蝕刻製程(如，暴露於電漿)。在某些實施例中，蝕刻製程為電漿系製程。在某些實施例中，電漿系蝕刻製程包含將基板暴露於氨和氫氟酸之電漿。
在某些實施例中，從受影響的表面去除原生氧化物可提供實質上僅有氫終端的表面。以這種方式使用時，術語「實質上僅有氫終端(substantially only hydrogen terminations)」意指大於或等於約98%的表面積之表面終端為氫。在某些實施例中，從表面去除原生氧化物可提供實質上沒有氧終端之表面。以這種方式使用時，術語「實質上無氧終端(substantially no oxygen terminations)」意指表面終端包含少於約2%的表面積包含氧原子。
在一或多個實施例中，用於從表面去除原生氧化物的製程也氧化其他表面，而提供實質上無氫終端之表面。以這種方式使用時，術語「實質上無氫終端」意指對小於或等於約2%之表面積而言，所述表面的表面終端是氫。
如第7B圖所圖解，以相對於第二基板表面702具選擇性的方式在第一基板表面701上形成膜710。以這種方式使用時「以相對於…具選擇性的方式(selectively over)」意指優先形成或沉積在對象表面，使得膜優先形成在第一基板表面701而不是在第二基板表面702上。舉例而言，形成在第一基板表面701上之膜710的厚度可為形成在第二基板表面702上之膜的厚度之大於或等於20倍、30倍、40倍或50倍。
可藉由任何合適的技術來形成膜710，所述技術包括，但不限於，原子層沉積。在某些實施例中，可在如第2至6圖所示之批次處理腔室中形成膜710。舉例而言，可藉由依序暴露於矽前驅物及反應物來形成膜710。矽前驅物可為任何合適的矽前驅物，包括但不限於，鹵化矽和含鹵素或不含鹵素之有機矽化合物。在一或多個實施例中，矽前驅物包含雙(三氯矽烷基)甲烷(bis(trichlorosilyl)methane)。在某些實施例中，矽前驅物包含超過一個矽原子與至少一個碳一起排列，所述至少一個碳將所述矽原子分隔。舉例而言，矽前驅物可具有被亞甲基單元分隔的兩個矽原子。
反應物可為任何合適的反應物，包括但不限於，供氮物種、供氧物種及/或供碳物種。在某些實施例中，反應物包含氨。
所形成之膜710為矽前驅物及反應物的作用。在某些實施例中，膜包含SiC或SiCN中之一或多者。在某些實施例中，所形成之膜包含碳氮化矽。本案所屬技術領域中具通常知識者將可理解，名稱碳氮化矽或SiCN並不意味著具體的化學劑量；而僅是意味著構成膜之主體的元素。在某些實施例中，可以B、As或P中之一或多者(以基於原子計達約百分之二之量)來摻雜膜。
在批次處理腔室中，可在處理腔室之交替製程區域中，將基板暴露於矽前驅物及反應物。請參見第6圖，舉例而言，製程區域350a、350c、350e、350g可將基板表面暴露於矽前驅物，而製程區域350b、350d、350f、350h可將基板表面暴露於反應物，使得每次繞著處理腔室旋轉基板可將基板表面暴露於四個循環的矽前驅物/反應物。
可沉積膜710厚度至預定量。在某些實施例中，將膜沉積至約20Å至約500Å之範圍，或約200Å至約400Å之範圍內的厚度。在某些實施例中，可將膜沉積達大於或等於約50Å、100Å、150Å、200Å或250Å之厚度至小於或等於約700Å、650Å、600Å、550Å或500Å之厚度。一段時間之後，即使可能存在阻擋層或鈍化層(未繪示)，膜也可能開始沉積在第二表面上。為了增加膜的厚度並保持選擇性，可定期補充阻擋層或鈍化層。
可在任何合適的溫度下形成膜710。在某些實施例中，可在約200℃至約600℃之範圍中，或在約250℃至約550℃之範圍中，或在約300℃至約500℃之範圍中的溫度下形成膜710。在某些實施例中，藉由熱製程形成膜，而無電漿暴露。在某些實施例中，藉由電漿增進製程形成膜。
所沉積之膜可具有膜特性，可藉由沉積後處理來最佳化或改善膜特性。舉例而言，所沉積之碳氮化矽膜可具有高濕式蝕刻率。可利用將膜暴露於沉積後處理，來改善所沉積之膜的濕式蝕刻率。在某些實施例中，所述處理可改善膜的品質。在某些實施例中，所增進之膜的品質包含以下一或多者：濕式蝕刻率、折射率、密度、氫濃度、漏電流、崩潰電壓、介電常數或應力。
膜710具有的成分可作為處理製程的一部分進行改變。膜成分的改變可能與膜的品質或性質的改變有關。膜710具有初始氮含量、初始氧含量及初始碳含量。在某些實施例中，初始氧含量實質上為零。以這種方式使用時，術語「實質上為零(substantially zero)」意指以原子計，膜的含量為小於或等於約1%、0.5%或0.1%的所述元素(如，氧)。
某些實施例之處理製程包含將膜暴露於蒸氣退火製程，以形成經退火之膜，而所述膜的至少一個膜性質在蒸氣退火之後被改善。可在任何合適的環境中，於任何合適的溫度及壓力下進行蒸氣退火。如第7C圖所繪示，可以蒸氣退火來處理膜，以形成經退火之膜720。經退火之膜720具有退火後氮含量、退火後氧含量及退火後碳含量。
在某些實施例中，蒸氣退火可在約150°C至約600°C之範圍內，或在約200°C至約500°C之範圍內，或在約250°C至約450°C之範圍內的基板溫度下發生。在某些實施例中，蒸氣退火可在大於或等於約150°C、200°C、250°C、300°C、350°C或400°C的溫度下發生。
在某些實施例中，蒸氣退火可在約20 T至約100 T之範圍內，或在約30 T至約90 T之範圍內，或在約40 T至約80 T之範圍內，或在約50 T至約75 T之範圍內的壓力下發生。在某些實施例中，蒸氣退火製程的壓力取決於所使用之製程。
在某些實施例中，蒸氣退火可在退火爐中發生。在某些實施例中，退火爐的壓力是在約400 T至約850 T之範圍內，或在約450 T至約800 T之範圍內，或在約500 T至約760 T之範圍內，或在約550 T至約650 T之範圍內。在某些實施例中，退火爐中之水蒸汽的分壓可大於或等於約100 T、200 T、300 T、400 T、500 T或600 T。在某些實施例中，退火爐中之水蒸汽的分壓為約585托。
在某些實施例中，蒸氣退火包含加熱含有水的安瓿，並使水蒸汽從安瓿流到處理腔室。某些實施例之安瓿溫度在約25°C至約80°C之範圍內，或在約25°C至約70°C之範圍內，或在約20°C至約50°C之範圍內。在某些實施例中，將安瓿加熱至大於或等於約30°C、35°C、40°C、45°C、50°C或55°C之溫度。
載氣可通過安瓿將水蒸汽帶入處理腔室。載氣通常為惰性氣體，但也可為反應性氣體。在某些實施例中，載氣包含以下一或多種：氬、氫、氮、氦、氙、氪、CO、CO2 、NO或NO2 。在某些實施例中，載氣的流速可在約300 sccm至約5000 sccm之範圍內，或在約400 sccm至約4000 sccm之範圍內。
在某些實施例中，所形成之膜包含SiCN，且蒸氣退火將SiCN轉化為SiOC。在某些實施例中，蒸氣退火製程實質上將全部SiCN轉化為SiOC。如在這方面所用，術語「實質上將全部…轉化(converts substantially all)」意指大於或等於約90%、95%、98%或99%的主體成分被轉化。
在某些實施例中，經退火之膜720所具有之退火後氮含量小於或等於初始氮含量。在某些實施例中，退火後氮含量可小於或等於約50%、40%、30%、20%或10%的初始氮含量。在某些實施例中，退火將氮含量降低至實質上為零。在某些實施例中，以原子計，退火後氮含量小於或等於約1%、0.5%或0.1%。
在某些實施例中，經退火之膜720所具有之退火後碳含量與初始碳含量大約相同。在某些實施例中，退火後碳含量在初始碳含量的± 20%、15%、10%、5%、2%或1%內。預期膜的碳含量會因蒸氣退火製程而降低。在蒸氣退火製程之後維持大約相同的碳含量之事實是未預期的。以原子計，某些實施例之退火後碳含量在約5%至約15%之範圍內，或在約6%至約14%之範圍內，或在約7%至約13%之範圍內，或在約8%至約12%之範圍內，或在約9%至約11%之範圍內。
可在與蒸氣退火相同的處理腔室或在不同的處理腔室中形成膜。舉例而言，第6圖之批次處理腔室可被用於膜形成和蒸氣退火二者。在一或多個實施例中，可藉由在不同製程區域250中依序暴露於矽前驅物及反應物，來形成膜。一旦已形成膜厚度，可停止反應性氣體(即，矽前驅物和反應物)，且可將蒸氣流入製程區域250。在整個退火製程中，基座可停止或可持續旋轉。在某些實施例中，蒸氣退火發生在與沉積腔室相異之退火爐中。舉例而言，請參見第1圖，可在第一批次處理腔室120中沉積膜，且蒸氣退火可發生在位於處理腔室140處之退火爐中。
在某些實施例中，膜的性質在蒸氣退火後得到改善。在某些實施例中，經蒸氣退火之膜的濕式蝕刻率(在1%的HF中)為小於或等於約25Å/分鐘、20Å/分鐘、15Å/分鐘或10Å/分鐘。可在蝕刻的第二個整分鐘處(即，從進入蝕刻製程的第61至120秒)測量濕式蝕刻率。在某些實施例中，經蒸氣退火之膜的介電常數為小於或等於約6.0、5.9、5.8、5.7、5.6、5.5、5.4、5.3、5.2、5.1、5.0、4.9、4.8或4.7。
本揭示內容的某些實施例涉及了在基板上沉積共形膜的方法。請參見第8A至8C圖，提供基板800進行處理。如在這方面所用，術語「提供(provide)」意指將基板800置放在用於將一或多個膜沉積在基板800上之位置或環境。基板800具有基板表面802，基板表面802中形成有複數個特徵804。各特徵804從基板表面802延伸距離D。各特徵804具有底部806和至少一個側壁808。若特徵具有圓柱形狀的話，則存在一個側壁808；然而，從剖面圖觀之(如第8A圖所示之剖面圖)，似乎具有兩個側壁808。側壁808的數量不限於本揭示內容之範圍，且可使用具有任何數量之側壁808的任何形狀之特徵804。
特徵804從表面802延伸之距離D可為任何合適的距離。距離D對特徵14的寬度之比例稱為深寬比。在某些實施例中，特徵14具有大於或等於約10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1之高深寬比。在某些實施例中，特徵具有小於或等於約9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1或2:1之低深寬比。
對特徵804形成而言，第8A至8C圖中所圖解之基板800具有直角。本案所屬技術領域中具通常知識者將可理解，這僅是示範實施例的代表，且特徵804不必然具有方形轉角。特徵804的形狀可不具有能區分的底部，且側壁可相對於基板表面法線成角度，從而形成v形溝槽或介層孔。
某些實施例之基板800為V-NAND元件的一部分。所圖解的特徵804顯示為單塊材料中的凹部，致使底部806及側壁808由相同材料製成。在某些實施例中，特徵由不同材料之交替的層所形成，致使第一材料比第二材料短，以形成凹部形狀。在此類系統中，特徵的底部由第一材料所形成，且特徵的側壁由較高的第二材料所形成。舉例而言，由氧化矽膜及氮化矽膜之交替層構成之V-NAND結構。
第8B圖顯示共形膜810之沉積後的基板800。共形膜具有初始碳含量、初始氧含量及初始氮含量。第8C圖顯示蒸氣退火以形成退火膜820後的基板800。如上文所述，經退火之膜820具有退火後碳含量、退火後氮含量及退火後氧含量。
在某些實施例中，共形膜810具有之厚度在約10Å至約500Å的範圍內。在某些實施例中，共形膜810具有之厚度在約20Å至約400Å的範圍內，或在約50Å至約300Å的範圍內，或在約70Å至約200Å的範圍內，或在約80Å至約150Å的範圍內，或在約100Å至約140Å的範圍內，或約120Å。
預計退火製程對膜810的頂部之影響比對膜的下部影響程度更大。然而，令人驚訝地發現，退火製程以均勻的方式影響膜達約300Å或更大的深度。某些實施例之經退火共形膜820具有碳、氮和氧之實質上均勻的成分。以這種方式使用時，術語「實質上均勻的成分(substantially uniform composition)」意指膜的成分相對於膜中深度的變化不超過約10、5、2或1%。舉例而言，在10Å的深度處之膜成分與在約50Å的深度處之膜成分實質上一致。
請參見第1圖，某些實施例之控制器195具有儲存於可讀取媒體上之一或多種配置或可執行程式。在某些實施例中，控制器195包括一或多種電路、處理器、輸入/輸出裝置、暫態記憶體(即，隨機存取記憶體)、非暫態記憶體(即，硬碟)及/或對硬體部件之連線。在某些實施例中，控制器195具有選自以下配置之至少一種配置：第一配置，用以將基板移動至批次處理腔室；第二配置，用以將複數種製程氣體提供至批次處理腔室，以在批次處理腔室中將膜沉積在基板上；第三配置，用以將基板從批次處理腔室移動至蒸氣退火腔室；第四配置，用以將蒸氣退火腔室加熱至退火溫度；第五配置，用以將水蒸汽流提供至蒸氣退火腔室；或第六配置，用以從蒸氣退火腔室移出基板。這些配置可以包括任何命令或功能，以用於控制流量、氣閥、旋轉、移動、加熱、冷卻或執行各種配置的其他製程。 實例
藉由依序暴露於雙(三氯矽烷基)甲烷及氨，而在矽基板上沉積碳氮化矽膜。將SiCN膜暴露於蒸氣退火製程。沉積約340Å的SiCN，隨後在500°C、75 T、600 sccm之水安瓿推流(push flow)下退火一個小時。水安瓿溫度對膜性質的影響列於表1。 表1
Figure 107112679-A0304-0001
觀察到濕式蝕刻率及介電常數隨著水劑量的增加(即，較高的安瓿溫度)而降低。在暴露於蝕刻劑(1%的HF)之第二個整分鐘時，測量濕式蝕刻率。
沉積SiCN膜，並在不同條件下將SiCN膜暴露於爐退火，以形成SiOC膜。結果列於表2。 表2
Figure 107112679-A0304-0002
 *原位退火與沉積發生在相同的批次處理腔室中。
膜 SiOC膜的原子組成列示於表3。 表3
Figure 107112679-A0304-0003
根據一或多個實施例，基板在形成層之前及/或之後受到處理。此處理可在相同腔室中進行，或在一或多個單獨的處理腔室中進行。在某些實施例中，將基板從第一腔室移動至獨立的第二腔室，以做進一步處理。可將基板從第一腔室直接移動到獨立的處理腔室，或可將基板從第一腔室移動至一或多個移送腔室，並接著移動至獨立的處理腔室。因此，處理設備可包含與移送站連通的多個腔室。此類設備可稱為「叢集工具(cluster tool)」或「叢集式系統」等等。
一般而言，叢集工具為包含多個腔室的模組系統，所述腔室可執行各種功能，包括基板中央尋找與定向、除氣、退火、沉積及/或蝕刻。根據一或多個實施例，叢集工具包括至少一第一腔室與中央移送腔室。中央移送腔室可容置機器人，所述機器人可在處理腔室與裝載鎖定腔室之間傳送基板。通常將移送腔室維持在真空條件下，並提供中間階段(intermediate stage)，用於將基板從一個腔室傳送至另一腔室，及/或傳送至位在叢集工具的前端之裝載鎖定腔室。可適用於本發明的兩種已熟知的叢集工具為Centura®和Endura®，兩者均可獲自美國加州聖塔克拉拉市的應用材料公司。然而，可為了執行本文所描述之製程的特定步驟，來改變腔室的實際設置與組合。可使用的其他處理腔室包括，但不限於，循環層沈積(CLD)、原子層沈積(ALD)、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、蝕刻、預清潔、化學清潔、熱處理(如RTP)、電漿氮化、除氣、定向、羥基化以及其他基板製程。藉由在叢集工具上的腔室中施行製程，可避免大氣雜質對基板產生的表面污染，而不需在沉積後續膜之前進行氧化。
根據一或多個實施例，基板持續處於真空或「裝載鎖定(load lock)」條件下，且在從一個腔室移動至下一個腔室時不會暴露至環境空氣。移送腔室因此處於真空下，且在真空壓力下被「抽氣(pumped down)」。惰性氣體可存在於處理腔室或移送腔室中。在某些實施例中，使用惰性氣體作為淨化氣體，以移除部分或全部反應物。根據一或多個實施例，在沉積腔室的出口處注入淨化氣體，以防止反應物從沉積腔室移動至移送腔室及/或額外的處理腔室。因此，惰性氣體流在腔室出口處形成簾幕。
可在單基板沉積腔室中處理基板，其中在另一基板受處理之前，裝載、處理並卸載單一基板。亦可以連續方式(類似輸送系統)來處理基板，其中將多個基板獨立地裝載入腔室的第一部分、移動通過腔室，並從腔室的第二部分卸載。腔室的形狀以及相關聯的輸送系統可形成筆直路徑或彎曲路徑。此外，處理腔室可為旋轉料架，其中多個基板繞著中央軸移動，並透過旋轉料架路徑暴露於沉積、蝕刻、退火、清潔等製程。
在處理期間，可加熱或冷卻基板。可由任何適合的手段完成此種加熱或冷卻，所述手段包括，但不限於，改變基板支撐件的溫度，並使加熱氣體或冷卻氣體流至基板表面。在某些實施例中，基板支撐件包括加熱器/冷卻器，可控制加熱器/冷卻器以傳導性地改變基板溫度。在一或多個實施例中，可加熱或冷卻所應用之氣體(無論是反應性氣體或惰性氣體)，以局部改變基板溫度。在某些實施例中，可將加熱器/冷卻器安置在腔室內與基板表面相鄰，以對流性地改變基板溫度。
在處理期間，也可固定或旋轉基板。旋轉基板可被持續旋轉或分段旋轉。舉例而言，可在整體製程期間旋轉基板，或可在暴露至不同的反應性氣體或淨化氣體之間少量旋轉基板。在處理期間旋轉基板(無論連續或分段)可藉由，例如，使氣體流幾何形貌中的局部變異性的效應最小化，而有助於產生更均勻的沉積或蝕刻。
本說明書中對於「一個實施例」、「某些實施例」、「一或多個實施例」或「一實施例」的參照，表示在本發明的至少一個實施例中包含連同實施例所說明的特定特徵、結構、材料或特性。因此，在本說明書中各處出現諸如「在一或多個實施例中」、「在某些實施例中」、「在一個實施例中」或「在一實施例中」的詞語，並非必需參照本發明的相同實施例。再者，可以任何適合的方式結合一或多個實施例中之特定特徵、結構、材料或特性。
雖然已參照特定實施例說明了本文的發明，應瞭解到，這些實施例僅說明本發明的原理與應用。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者將明瞭到，可對本發明的方法與設備進行各種修改與變化，而不脫離本發明的精神與範圍。因此，本發明欲包括在隨附申請專利範圍及其均等範圍之範疇內的修改與變化。
60‧‧‧基板84‧‧‧區域100‧‧‧處理平台102‧‧‧工廠介面103‧‧‧機器人111‧‧‧第一側112‧‧‧第二側113‧‧‧第三側114‧‧‧第四側115‧‧‧第五側116‧‧‧第六側117‧‧‧機器人118‧‧‧第一機械臂119‧‧‧第二機械臂120‧‧‧第一批次處理腔室130‧‧‧第二批次處理腔室140‧‧‧處理腔室150‧‧‧第二處理腔室151‧‧‧緩衝站152‧‧‧緩衝站160‧‧‧狹縫閥170‧‧‧接取門180‧‧‧水箱190‧‧‧單一電力連接器195‧‧‧控制器200‧‧‧處理腔室220‧‧‧氣體分配板221‧‧‧前表面222‧‧‧注入器單元223‧‧‧內周圍邊緣224‧‧‧外邊緣225‧‧‧第一反應性氣體埠227‧‧‧路徑235‧‧‧第二氣體埠240‧‧‧基座組件241‧‧‧頂表面242‧‧‧凹部243‧‧‧底表面244‧‧‧邊緣245‧‧‧真空埠250‧‧‧氣簾250a、250b‧‧‧氣簾255‧‧‧淨化氣體埠260‧‧‧支撐柱262‧‧‧間隙270‧‧‧間隙280‧‧‧工廠介面350‧‧‧製程區域350a‧‧‧製程區域350b‧‧‧製程區域350c‧‧‧製程區域350f‧‧‧製程區域350e‧‧‧製程區域350d‧‧‧製程區域350g‧‧‧製程區域350h‧‧‧製程區域700‧‧‧基板701‧‧‧第一基板表面702‧‧‧第二基板表面720‧‧‧經退火之膜800‧‧‧基板802‧‧‧基板表面804‧‧‧特徵806‧‧‧底部808‧‧‧側壁810‧‧‧共形膜820‧‧‧退火膜
可參考多個實施例以更特定地說明以上簡要總結的本發明，以更詳細瞭解本發明的上述特徵，附加圖式圖示說明了其中一些實施例。然而應注意到，附加圖式僅圖示說明此發明的典型實施例，且因此不應被視為限制本發明的範圍，因為本發明可允許其他等效實施例。
第1圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之處理平台的示意圖；
第2圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之批次處理腔室的剖面視圖；
第3圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之批次處理腔室的部份透視圖；
第4圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之批次處理腔室的示意圖；
第5圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之供在批次處理腔室中使用之楔形氣體分配組件的一部分的示意圖；
第6圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之批次處理腔室的示意圖；
第7A至7C圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之選擇性沉積方法的示意代表圖；以及
第8A至8C圖繪示根據本揭示內容的一或多個實施例之共形沉積方法的示意代表圖。
在附圖中，類似的部件及/或特徵可以具有相同的元件符號。進一步，可藉由在元件符號後以破折號和區別類似部件之第二符號來區別相同類型的各種部件。若在說明書中僅使用第一元件符號，則該描述適用於具有相同第一元件符號之任何一個相似部件，無論第二符號為何。
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
60‧‧‧基板
200‧‧‧處理腔室
221‧‧‧前表面
224‧‧‧外邊緣
225‧‧‧第一反應性氣體埠
227‧‧‧路徑
235‧‧‧第二氣體埠
245‧‧‧真空埠
250‧‧‧氣簾
250a‧‧‧氣簾
255‧‧‧淨化氣體埠
280‧‧‧工廠介面
350b‧‧‧製程區域
350c‧‧‧製程區域
350d‧‧‧製程區域
350e‧‧‧製程區域
350f‧‧‧製程區域
350g‧‧‧製程區域
350h‧‧‧製程區域

Claims (18)

  1. 一種沉積一膜的方法，該方法包含以下步驟：提供一基板，該基板具有一基板表面，該基板表面中形成有複數個特徵，各特徵自該基板表面延伸一距離並具有一底部及至少一個側壁；將一共形膜形成於該基板表面上；以及將該共形膜暴露於一蒸氣退火(steam anneal)，以形成一經退火共形膜，該經退火共形膜具一增加的氧含量，其中該經退火共形膜具有在一初始碳含量之±10%內的該蒸氣退火後之一退火後碳含量。
  2. 如請求項1所述之方法，其中所形成之該共形膜包含具有一初始碳含量、一初始氮含量及一初始氧含量之SiCN。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該蒸氣退火降低該初始氮含量至一退火後氮含量，並增加該初始氧含量至一退火後氧含量。
  4. 如請求項3所述之方法，其中以原子計，該退火後氮含量係小於或等於約1%。
  5. 如請求項1所述之方法，其中以原子計，該退火後碳含量係約10%。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該共形膜具有在約10Å至約500Å的範圍內之一厚度。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該經退火共形膜具有碳、氮及氧之一實質上均勻的成分。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該經退火共形膜具有在約100Å至約140Å的範圍內之一厚度。
  9. 如請求項8所述之方法，其中在稀釋HF中，就第一分鐘而言，該經退火共形膜具有小於約20Å/分鐘之一濕式蝕刻率。
  10. 如請求項8所述之方法，其中該經退火共形膜具有小於或等於約1.5 x 10-7A/cm2之一漏電流。
  11. 如請求項8所述之方法，其中該經退火共形膜具有小於5之一介電常數。
  12. 如請求項1所述之方法，其中形成該共形膜之步驟包含：依序將該基板暴露於一矽前驅物及一反應物。
  13. 如請求項12所述之方法，其中該矽前驅物包含雙(三氯矽烷基)甲烷(bis(trichlorosilyl)methane)，且該反應物包含氨。
  14. 如請求項1所述之方法，其中形成該共形膜和該蒸氣退火發生在相同的處理腔室中。
  15. 如請求項1所述之方法，其中形成該共形 膜發生在一原子層沉積腔室中，且該蒸氣退火發生在一爐中。
  16. 如請求項1所述之方法，其中該蒸氣退火發生在約300℃至約600℃之範圍中的一溫度下。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該蒸氣退火在水的一分壓大於或等於約500托時發生。
  18. 一種沉積一膜之方法，該方法包含以下步驟：提供一基板，該基板具有一基板表面，該基板表面中形成有複數個特徵，各特徵自該基板表面延伸一距離並具有一底部及至少一個側壁；在一原子層沉積腔室中，藉由依序將該基板暴露於一矽前驅物和一反應物，而將一共形膜形成於該基板表面上，該矽前驅物包含雙(三氯矽烷基)甲烷(bis(trichlorosilyl)methane)，該反應物包含氨，該共形膜具有一初始碳含量、一初始氧含量及一初始氮含量；將該基板從該原子層沉積腔室移動至一退火腔室；以及在約300℃至約500℃之範圍中的一溫度下，且在約585托之水的一分壓下，將該共形膜暴露於一蒸氣退火(steam anneal)，以形成一經退火共形膜， 該經退火共形膜具有在約100Å至約140Å的範圍內之一厚度，該經退火共形膜具有一退火後碳含量、一退火後氧含量及一退火後氮含量，該退火後氮含量小於該初始氮含量，該退火後氧含量大於該初始氧含量，且該退火後碳含量在該初始碳含量之±10%內，該經退火共形膜具有：在稀釋HF中，就第一分鐘而言，小於約20Å/分鐘之一濕式蝕刻率、小於或等於約1.5 x 10-7A/cm2之一漏電流，及小於5之介電常數。
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