[發明專利]用有機前體通過遠程等離子體表面處理含硅和碳的膜

在審

• 申請號: 201880078107.4
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN111433893A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 楊曉晅;仲華;呂新亮
• 申請（專利權）人: 馬特森技術有限公司;北京屹唐半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306;H01L21/02
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 劉文娜;郗名悅

提供用于處理低k介電材料的表面處理工藝。一個示例性實施可包括用于處理工件的方法。工件可包括含硅和碳的膜材料。方法可包括用表面處理工藝處理工件。表面處理工藝可包括在第一腔室中生成一種或多種核素；將一種或多種烴分子與核素混合以形成包括一種或多種有機自由基的混合物；和在第二腔室中將在工件上的含硅和碳的層暴露于混合物。

優先權聲明

本申請要求2018年4月20日提交的名稱為“Surface Treatment Of Silicon AndCarbon Containing Films By Remote Plasma With Organic Precursors(用有機前體通過遠程等離子體表面處理含硅和碳的膜)”的美國申請序列號15/958,635的優先權，其要求2017年10月3日提交的名稱為“Surface Treatment of Silicon and Carbon ContainingFilms by Remote Plasma with Organic Precursors(用有機前體通過遠程等離子體表面處理含硅和碳的膜)”的美國臨時申請序列號62/567,295的優先權，其為了所有目的通過引用并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及表面處理如半導體工件的基材。

背景技術

含碳低介電常數(k)的介電材料正越來越多地用于半導體器件的制造中。例如，SiOCN可用作高級半導體器件的生產線前道工序(front-end-of-line)(FEOL)應用中的隔離物材料。SiOC可用作生產線后道工序(back-end-of-line)(BEOL)應用中的互連電介質。

含碳低k介電材料如多孔的低k介電材料可容易受到半導體制造工藝步驟(例如，含氧等離子體干法刻蝕、等離子體干灰、濕法清洗、化學機械拋光(CMP)等等)的損壞。這種損壞可包括，例如與碳膜暴露的表面區域(例如，頂表面、側壁等等)的消耗和用Si-OH(羥基)鍵置換Si-CH₃(甲基)鍵相關的介電常數(k)的增加。

發明內容

本公開的實施方式的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或可以從描述中得知，或可以通過實施方式的實踐得知。

本公開的一個示例性方面涉及用于處理工件的方法。工件可包括含硅和碳的膜材料。方法可包括在含硅和碳的膜材料上進行基于有機自由基的表面處理工藝。表面處理工藝可包括在第一腔室中生成一種或多種核素(species)；將一種或多種烴分子與核素混合以形成包括一種或多種有機自由基的混合物；和在第二腔室中將在工件上的含硅和碳的層暴露于混合物。

本公開的其他示例性方面涉及用于工件的表面處理的系統、方法和儀器。

參考以下描述和所附權利要求，各種實施方式的這些和其他特征、方面和優點將變得更好理解。并入在該說明書中并構成該說明書的部分的附圖闡明了本公開的實施方式，并且與描述一起用來解釋相關原理。

附圖說明

針對本領域技術人員的實施方式的詳細討論參照了所附附圖的說明書中陳述，其中：

圖1描述了示例性生產線前道工序(FEOL)隔離物(spacer)結構；

圖2描述了示例性生產線后道工序(BEOL)互連結構；

圖3描述了根據本公開的示例性實施方式的示例性等離子處理儀器；

圖4描述了根據本公開的示例性實施方式的示例性方法的流程圖；

圖5描述了根據本公開的示例性實施方式的示例性表面處理工藝的流程圖；

圖6描述了根據本公開的示例性實施方式的示例性表面處理工藝的流程圖；

圖7描述了根據本公開的示例性實施方式在表面處理工藝期間在離子過濾后示例性氣體注入；