。
[0049] 圖2是半導體制造設備的示意性橫斷面視圖，顯示了根據本發明示例性實施方案 的用于形成薄膜的循環沉積法。如圖2中所示，可以形成入口通道12以使得反應源引入半 導體制造設備10的室11。通過入口通道12提供的反應源氣體可以穿過噴頭13并噴入室 11內。具有薄膜沉積在其上的襯底100可以位于卡盤14上，且所述卡盤14可以由卡盤支 架16支撐。當需要時，卡盤14可以向襯底100施加熱以使得襯底100具有預定溫度。在 使用這種裝置實施沉積工藝之后，通過出口 17排出室11內的殘余物。此外，半導體制造設 備10可以包括用于形成等離子體氣氛的等離子體發生器18。
[0050] 圖3是顯示根據本發明示例性實施方案的用于形成薄膜的循環沉積法的工藝的 圖。參考圖3,可以重復實施硅前體的注射和吹掃。在將硅前體的注射和吹掃分別重復實 施幾次之后，可以依次形成多種等離子體氣氛。在其中形成等離子體氣氛的狀態中，根據需 要，可以分別注射第一和第二反應源。
[0051] 由此，可以在單循環中實施如下工藝：依次重復注射硅前體和吹掃直至形成等離 子體氣氛。換言之，可以在單循環中實施如下工藝：其中通過硅前體的注射和吹掃的重復工 藝形成硅薄膜，形成第一等離子體氣氛以實施預加工，以及形成第二等離子體氣氛以形成 含硅的絕緣膜。
[0052] 因此，在用于形成薄膜的循環沉積法中，不僅可以重復實施硅前體的注射和吹掃， 還可重復實施硅薄膜的形成和絕緣膜的形成。
[0053] 根據上述說明，將參考圖4A~7對根據本發明示例性實施方案的用于形成薄膜的 循環沉積法的工藝進行詳細說明。在圖4A~7的描述中，可以使用與圖1~3中相同的參 考編號。
[0054] 圖4A~4C是顯示根據本發明示例性實施方案的硅沉積的橫斷面視圖。圖4A是 顯示根據本發明示例性實施方案的硅前體注射的橫斷面視圖。
[0055] 如圖4A中所示，可以將硅前體50注入其中裝載襯底100的室11內。襯底100的 實例可以包括半導體襯底如硅半導體晶片或復合半導體晶片。此處，襯底100可以包括與 半導體材料不同的襯底材料如玻璃、金屬、陶瓷、石英等。硅前體50例如可以為：氨基類硅 烷的前體，如雙乙基甲基氨基硅烷（BEMAS)、雙二甲基氨基硅烷（BDMAS)、BDEAS、四乙基甲 基氨基硅烷（TEMS)、四二甲基氨基硅烷（TDMS)和TEDAS ;氯類硅烷的前體，如六氯二硅烷 (HCD);或包括硅和氫的硅烷類前體。襯底100可以保持在例如50~600°C的溫度下，使得 襯底100與硅前體50反應。此外，在其中裝載襯底100的室11的內部的壓力可以保持在 例如0. 01~10托。
[0056] 圖4B是顯示其中根據本發明示例性實施方案將硅沉積在襯底表面上的狀態的橫 斷面視圖。如圖4B中所不，娃前體50的一部分可以與襯底100反應，以使得娃原子沉積在 襯底100的表面上，從而在其上形成娃層112。該娃層112可以由一個或多個娃原子層構 成。硅前體50可以與襯底100反應，并可以形成副產物52。此外，硅前體50的一部分可以 不與襯底100反應并可以保持在未反應狀態。
[0057] 圖4C是顯示其中根據本發明示例性實施方案已經實施了第一吹掃的狀態的橫斷 面視圖。如圖4C中所示，在襯底100的表面上形成硅層112之后，可以實施吹掃以從室11 的內部除去剩余的未反應硅前體50和反應副產物52。將其中從室11的內部除去剩余的未 反應硅前體50和反應副產物52的吹掃工藝稱作第一吹掃。在第一吹掃期間，將襯底100 保持在例如50~600°C的溫度下。此外，在其中裝載襯底100的室11的內部的壓力可以保 持在例如0.0 l~10托。例如，在硅層112的沉積和第一吹掃期間，襯底100的溫度和在室 11的內部的壓力可以保持在恒定水平。
[0058] 圖5是顯示其中根據本發明示例性實施方案形成多個硅薄膜的狀態的橫斷面視 圖。如圖5中所示，可以重復參考圖4A~4C的工藝，以在襯底100的表面上沉積多個硅層 112、114和116,從而形成使用無定形硅或具有多晶特性的多晶硅形成的硅薄膜110。硅薄 膜110可具有例如1~10 A的厚度。可以重復實施硅薄膜110的沉積和第一吹掃1~1〇 次，從而使硅薄膜110可以包括3~10個硅層112、114和116。由于硅薄膜110由多個硅 層112、114和116以此方式構成，所以硅薄膜110可以具有優異的膜品質和階梯覆蓋。
[0059] 圖6是顯示根據本發明示例性實施方案的硅薄膜的示意圖，此處，可以將雙二乙 基氨基硅烷（BDEAS，SiH 2[N(C2H5)2]2)用作硅前體50。如同BDEAS的實例中所觀察到的，硅 前體50可以包括娃原子和氫原子。如圖6中所不，娃薄膜110可以包含在娃前體50的分 子結構中包含的娃原子和氫原子，且所述娃原子和所述氫原子可以包含在娃前體50的分 子結構中。
[0060] 在其中在襯底100表面上形成硅薄膜110的狀態中，硅原子可以吸附在襯底100 的表面上且氫原子可以與硅原子結合。由此，吸附在襯底100表面上的硅前體50的密度會 因氫原子而下降，且在氫原子通過后續工藝以硅-氫（Si-H)化合物的形式存在于絕緣膜 (氧化硅膜或氮化硅膜）中的情況中，由于絕緣膜的孔隙率提高而在提高的濕腐蝕速度方 面發生問題。下文中將描述解決該問題的方法。
[0061] 圖7A是顯示根據本發明示例性實施方案對硅薄膜進行預加工的橫斷面視圖。如 圖7A中所示，可以將等離子體涂布到在其上形成硅薄膜110的襯底100的表面。例如，可以 在其中已經裝載了襯底100的室11的內部形成等離子體氣氛。為了形成等離子體氣氛，可 以使用感應耦合等離子體（ICP)法、電容耦合等離子體（CCP)法或微波（MW)等離子體法。 此處，為了形成等離子體氣氛，可以使用IOW~3kW的功率。
[0062] 為了形成等離子體氣氛，可以注射例如選自包括如下的一種或多種引燃氣體：Ar、 He、Kr和Xe，并注射例如具有氫原子的第一反應源60如冊13或H2。在此情況中，所述引燃氣 體可以以例如100~3000sccm的量注射，且所述第一反應源60可以以例如10~2000sccm 的量注射。此處，為了形成等離子體氣氛，可以注射選自包括例如冊13或!12的組的一種或多 種第一反應源60。此時，第一反應源60可以充當引燃氣體，且可以不注射單獨的引燃氣體。 為了在等離子體氣氛中對硅薄膜110的表面進行預加工，在其中裝載襯底100的室11內的 壓力可以保持在例如〇. 01~10托。然后，可以實施第二吹掃以除去剩余的第一反應源60 或反應副產物。
[0063] 上述預加工可以降低硅薄膜110的孔隙率并通過從硅薄膜110除去氫原子對硅薄 膜的結構致密化。例如，在預加工中，包括在第一反應源60中的氫原子可以在等離子體氣 氛中轉換成自由基形式，且硅薄膜110中硅原子與氫原子的結合可以被氫自由基斷裂。然 后，通過氫自由基與硅薄膜110中的氫原子結合并產生氫氣（H 2)，可以將硅薄膜110中的氫 原子除去。由此，通過預加工，硅薄膜110可以具有更低的孔隙率和致密結構。
[0064] 另一方面，與本發明的示例性實施方案不同，包括氫原子的第一反應源60可以被 包含氧原子的氣體如N0 2、O2、或O3代替。在預加工中，包括在第一反應源60中的氧原子可 以在等離子體氣氛中轉換成自由基形式，且硅薄膜110中硅原子與氫原子的結合可以被氧 自由基斷裂。然后，通過氫自由基與硅薄膜110中的氫原子結合并由此產生水（H2O)，可以 將硅薄膜110中的氫原子除去。然而，將其中第一反應源60可以為包括氫原子的氣體的情 況與其中第一反應源60可以為包括氧原子的氣體的情況相比，考慮鍵能，硅薄膜110中的 氫原子在其中第一反應源60為包括氫原子的氣體的前一種情況中更易于除去，因此，可以 采用其中第一反應源60為包括氫原子的氣體的情況。
[0065] 圖7B是顯示其中根據本發明示例性實施方案將硅薄膜形成為含硅的絕緣膜的工 藝的橫斷面視圖。如圖7B中所示，可以將等離子體涂布到在其上形成硅薄膜110的襯底100 的表面。例如，可以在其中裝載襯底100的室11的內部形成等離子體氣氛。為了形成等離 子體氣氛，可以使用感應耦合等離子體（ICP)法、電容耦合等離子體（CCP)法或微波（MW) 等離子體法。此處，為了形成等離子體氣氛，可以使用IOW~3kW的功率。
[0066] 為了形成等離子體氣氛，可以注射例如選自包括如下氣體中的一種或多種引燃氣 體：Ar、He、Kr和Xe，并注射選自包括例如02、03、隊和NH3的一種或多種第二反應源70。此 處，所述引燃氣體可以以例如100~3000s CCm的量注射。或者，為了形成等離子體氣氛，可 以注射選自包括例如如下的一種或多種第二反應源70 : 02、03、隊和NH3。在此情況中，第二 反應源70可以充當引燃氣體，且可以不注射單獨的引燃氣體。
[00