ALD METHOD FOR DEPOSITING METALS FREE ALD SILICON NITRIDE FILMS USING HALIDE-BASED PRECURSORS

단일 반도체 기판이 페데스탈의 세라믹 표면 상에 지지되고 프로세스 가스가 샤워헤드의 세라믹 표면의 가스 유출구들을 통해 반도체 기판 위의 반응 존 내로 도입되는, PEALD (plasma enhanced atomic layer deposition) 반응 챔버의 마이크로-볼륨 (micro-volume) 내에서 프로세싱된 반도체 기판들 상에 실리콘 나이트라이드 막들을 증착하는 방법은 (a) 불소 플라즈마를 사용하여 페데스탈의 세라믹 표면 및 샤워헤드의 세라믹 표면을 세정하는 단계; (b) 세라믹 표면들 상에 할라이드-프리 (halide-free) ALD (atomic layer deposition) 옥사이드 언더코팅을 증착하는 단계; (c) 할라이드-프리 ALD 옥사이드 언더코팅 상에 ALD 실리콘 나이트라이드의 프리코팅 (precoating) 을 증착하는 단계; 및 (d) 반도체 기판 각각을 반응 챔버 내로 이송하고 페데스탈의 세라믹 표면 상에 지지된 반도체 기판 상에 ALD 실리콘 나이트라이드 막을 증착함으로써 반도체 기판들의 배치 (batch) 를 프로세싱하는 단계를 포함한다. A method of depositing ALD films on semiconductor substrates processed in a micro-volume of a plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) reaction chamber wherein a single semiconductor substrate is supported on a ceramic surface of a pedestal and process gas is introduced through gas outlets in a ceramic surface of a showerhead into a reaction zone above the semiconductor substrate, includes (a) cleaning the ceramic surfaces of the pedestal and showerhead with a fluorine plasma such that aluminum-rich byproducts are formed on the ceramic surfaces, (b) depositing a conformal halide-free atomic layer deposition (ALD) oxide undercoating on the ceramic surfaces so as to cover the aluminum-rich byproducts, (c) depositing a pre-coating on the halide-free ALD oxide undercoating, and (d) processing a batch of semiconductor substrates by transferring each semiconductor substrate into the reaction chamber and depositing a film on the semiconductor substrate supported on the ceramic surface of the pedestal.