[發(fā)明專(zhuān)利]以UV輔助方式將材料注入多孔膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680044019.3
• 申請(qǐng)日: 2016-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107851558B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·S·安德伍德;A·B·瑪里克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/027
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/027;H01L21/02;H01L21/205
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 楊學(xué)春;侯穎媖

描述用于減少圖案化基板上的多孔膜經(jīng)歷的收縮的方法。該膜可以是含硅和氫的層，該含硅和氫的層進(jìn)一步含有碳、氧及氮中的一者或兩者。沉積之后，立刻通過(guò)同時(shí)暴露于相對(duì)小的分子前體(例如NH₃或C₂H₂)和UV光源來(lái)處理該含硅和氫的層。該處理甚至可以減少該多孔膜隨后由于反應(yīng)前的明顯滲透而在該膜底部經(jīng)歷的收縮。該處理可以減少在填充有該多孔膜的溝槽的底部的收縮，從而在處理完成之后提供在該溝槽內(nèi)保持較大填充因子的效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開(kāi)的實(shí)施例涉及處理多孔膜。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體電路元件的小型化已達(dá)到以商業(yè)規(guī)模制造約14nm的特征尺寸的點(diǎn)。隨著尺寸持續(xù)變得越來(lái)越小，像是使用避免電串?dāng)_的電介質(zhì)材料填充電路元件之間的縫隙之類(lèi)的工藝步驟出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)。隨著元件之間的寬度持續(xù)縮小，元件之間的縫隙往往變得更高且更窄，使得縫隙的填充很難不發(fā)生電介質(zhì)材料卡住而形成孔隙或弱接縫的情況。傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)時(shí)常在縫隙被完全填充之前在縫隙的頂部遭遇材料過(guò)度生長(zhǎng)。此舉會(huì)在沉積的電介質(zhì)材料因過(guò)度生長(zhǎng)而過(guò)早切斷的縫隙中形成孔隙或接縫；這種問(wèn)題有時(shí)被稱(chēng)為面包條化(breadloafing)。

面包條化問(wèn)題的一種解決方案一直是使用液體前體作為更容易流入縫隙中的電介質(zhì)原料。目前在商業(yè)用途中這樣做的技術(shù)被稱(chēng)為旋涂玻璃(SOG)。最近已開(kāi)發(fā)出賦予CVD沉積的電介質(zhì)材料可流動(dòng)特性的技術(shù)。這些技術(shù)可以沉積可流動(dòng)前體以用多孔材料填充高、窄的縫隙，同時(shí)降低形成孔隙或弱接縫的發(fā)生率。雖然新的可流動(dòng)CVD技術(shù)代表在使用多孔材料(例如低k電介質(zhì)材料)填充高、窄(即高深寬比)縫隙的顯著突破，但仍需要減少多孔材料在后續(xù)處理期間所經(jīng)歷的收縮。

發(fā)明內(nèi)容

描述用于減少圖案化基板上的多孔膜經(jīng)歷的收縮的方法。該膜可以是含硅和氫的層，該含硅和氫的層進(jìn)一步含有碳、氧及氮中的至少一者。沉積之后，立刻通過(guò)同時(shí)暴露于相對(duì)小的分子前體(例如NH₃或C₂H₂)和UV光源來(lái)處理該含硅和氫的層。該處理甚至可以減少該多孔膜隨后由于反應(yīng)前的明顯滲透而在該膜底部經(jīng)歷的收縮。該處理可以減少在填充有該多孔膜的縫隙的底部的收縮，從而在處理完成之后提供在該縫隙內(nèi)保持較大填充因子的效益。

本文描述的實(shí)施例包括在圖案化基板上處理縫隙填充電介質(zhì)的方法。該方法包括在該圖案化基板上形成含硅和氫的膜。該含硅和氫的膜填充該圖案化基板上的縫隙。該方法進(jìn)一步包括使該含硅和氫的膜暴露于含氫前體，同時(shí)使該含硅和氫的膜暴露于UV光。該含氫前體進(jìn)一步包括氮、硅及碳中的至少一者。在暴露該含硅和氫的膜的操作之后，該含硅和氫的膜可以不含硅、碳、氮、氫及氧以外的元素。

本文描述的實(shí)施例包括在圖案化基板中填充縫隙的方法。該方法包括使低k電介質(zhì)材料流入該圖案化基板上的該縫隙中。該方法進(jìn)一步包括使該低k電介質(zhì)材料暴露于含氫前體。該方法進(jìn)一步包括使該圖案化基板暴露于UV光。使該圖案化基板暴露于UV光及使該低k電介質(zhì)材料暴露于含氫前體的操作同時(shí)發(fā)生。

本文描述的實(shí)施例包括強(qiáng)化縫隙填充材料的方法。該方法包括將具有縫隙的圖案化基板傳送到基板處理室的基板處理區(qū)域中。該縫隙用多孔電介質(zhì)進(jìn)行填充。該方法進(jìn)一步包括使含氫前體流入該基板處理區(qū)域中，同時(shí)在該縫隙上照射UV光。該方法進(jìn)一步包括加熱該圖案化基板，其中加熱該圖案化基板使該縫隙的底部附近的多孔電介質(zhì)收縮小于35％。依據(jù)實(shí)施例，加熱該圖案化基板可以將該基板的溫度提高至高于150℃、高于200℃、高于250℃、或高于300℃。

附加的實(shí)施例與特征在一定程度上在以下的描述中進(jìn)行闡述，而且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將在檢視說(shuō)明書(shū)后變得顯而易見(jiàn)，或者可通過(guò)實(shí)施實(shí)施例而學(xué)習(xí)到。實(shí)施例的特征與優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)說(shuō)明書(shū)中描述的手段、組合及方法來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

可以通過(guò)參照其余部分的說(shuō)明書(shū)和附圖來(lái)進(jìn)一步理解實(shí)施例的本質(zhì)與優(yōu)點(diǎn)。