[發明專利]用于填充在襯底表面內形成的凹部的循環沉積方法和設備

有效

• 申請號: 202010095851.4
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111593319B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 劉澤鋮;V.波雷
• 申請（專利權）人: ASMIP私人控股有限公司
• 主分類號: C23C16/04
• 分類號: C23C16/04;C23C16/455;C23C16/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

提供一種用于填充一個或多個凹部的方法，其通過在反應室中提供襯底；在第一脈沖時間內，將第一反應物引入襯底以形成第一活性物質；在第二脈沖時間內，將第二反應物引入襯底；以及在第三脈沖時間內，將第三反應物引入襯底以形成第二活性物質。還公開一種用于填充凹部的設備，以及公開一種使用所述方法和/或設備形成的結構。

技術領域

本公開大體上涉及用于制造電子裝置的方法和設備。更具體地說，本公開涉及用于在制造電子裝置期間填充在襯底的表面內形成的一個或多個凹部的方法和設備，以及使用所述方法和/或設備形成的結構。

背景技術

在制造電子裝置，如集成電路(IC)期間，可以在襯底的表面上形成凹部，如間隙、溝槽或翅片之間的區域。視特定應用而定，可以采用多種形式填充凹部。

典型凹部填充方法可能存在缺陷，包括在凹部中形成空隙。在凹部被完全填充之前，當填充材料在凹部的頂部附近形成收縮時，可能形成空隙。這類空隙可能損害IC上的裝置的裝置隔離以及IC的整體結構完整性。不幸的是，在凹部填充期間防止空隙形成可能對凹部的尺寸造成約束，其可能限制裝置的裝置充填密度。

可以通過減小凹部深度和/或使凹部側壁呈錐形，使得凹部的頂部處的開口比凹部的底部處的開口更寬來減少空隙形成。減小凹部深度的代價可能是降低裝置隔離的有效性，而較大的凹部頂部開口和錐形側壁可能會占用額外的IC空間。當試圖減小裝置尺寸時，這類問題會變得越來越明顯。因此，需要經改進的用于填充凹部的方法和設備。

發明內容

本公開的各種實施例涉及用于填充襯底表面上的凹部(如溝槽或翅片之間的區域)的方法。盡管下文更詳細地討論本公開的各種實施例解決現有方法的缺陷的方式，但總體上，本公開的各種實施例提供經改進的適用于使用所需材料(如介電材料)無縫填充高縱橫比凹部的方法和設備。如下文更詳細地闡述，相對于凹部的底部區域，例示性方法可以最初抑制材料在凹部的頂部區域處沉積，以促進凹部的無縫填充。此外，本公開的實例允許材料的低溫沉積，其可以減少下伏和/或周圍材料的氧化。此外，可以在無需沉積材料的處理后退火的情況下在凹部內形成高質量沉積材料，而在其它方法中通常需要進行處理后退火以改進凹部填充材料的質量。

根據本公開的至少一個實施例，用于填充在襯底表面內形成的凹部的方法包括以下步驟：在反應室中提供襯底；在第一脈沖時間內，在第一壓力下將第一反應物引入襯底以形成第一活性物質，其中所述第一活性物質修改凹部表面的第一部分(例如頂部)；在第二脈沖時間內，將第二反應物引入襯底，其中第二反應物與凹部表面的第二部分(例如底部)反應以在第二部分上形成以化學方式吸附的材料；以及在第三脈沖時間內，在第二壓力下將第三反應物引入襯底以形成第二活性物質，其中第二活性物質與以化學方式吸附的材料反應以形成沉積材料。根據例示性方面，第一脈沖時間大于第三脈沖時間。根據其它方面，第二壓力大于第一壓力。根據其它實例，可以在引入第一反應物的步驟期間形成各向異性等離子體。并且，根據其它實例，可以在引入第三反應物的步驟期間形成各向同性等離子體。根據其它實例，襯底溫度(或襯底支撐件溫度)可以相對較低(例如低于450℃、在約75℃與約450℃之間或在約250℃與約350℃之間)以減少襯底和/或凹部表面的任何氧化。