[發明專利]形成薄膜的方法

在審

• 申請號: 202110339032.4
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113493906A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 姜成圭;崔鐘完;金英勛;金熙哲;李庚垠;柳太熙
• 申請（專利權）人: ASMIP私人控股有限公司
• 主分類號: C23C16/505
• 分類號: C23C16/505;C23C16/455;C23C16/40;H01L21/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

本發明提供一種用于填充間隙而無縫隙或空隙的襯底處理方法，所述方法包含：在反應室中提供具有間隙的襯底，對所述反應室進行抽氣到5托或以下的壓力，以及通過交替且依次供應前體、反應物和包含相對高射頻分量和相對低射頻分量的射頻電磁輻射來用膜填充所述間隙。

技術領域

本公開提供一種用于填充間隙的方法，更確切地說，提供一種用于填充間隙而無縫隙或空隙的方法。

背景技術

在用于半導體制造工藝的間隙填充工藝中，原子層沉積或等離子體增強原子層沉積方法可用于在圖案的深底部分上沉積無縫隙和/或無空隙的均勻膜。當溝槽經歷后續熱處理時，在填充溝槽的膜中可出現裂痕。

圖1示出在填充間隙的膜中出現并在后續熱處理中擴散到溝槽的頂部表面的裂痕。在圖1中，在填充間隙后的后續熱處理步驟中，收縮應力在膜上朝向溝槽的側表面起作用，并產生空隙1或裂痕2。因此，膜可能需要致密且堅硬，以使膜收縮減到最少，尤其是在溝槽的側表面上的膜。通常，膜收縮可與耐濕式蝕刻性成反比。也就是說，具有高耐濕式蝕刻性的膜可能是致密的并且收縮較少，但具有低耐濕式蝕刻性的膜可能不太致密并且收縮更多。因此，通過控制耐濕式蝕刻性，可控制膜收縮。

等離子體工藝中的自由基可用于使膜更致密并且改良耐濕式蝕刻性，因為自由基增強對膜的離子轟擊效應。例如，當膜在間隙填充工藝中沉積在溝槽的內表面上時，供應射頻電磁輻射。舉例來說，可施加例如RF功率的較高射頻電磁輻射和/或較長射頻電磁輻射供應時間，以使得膜更致密并且改良膜的耐濕式蝕刻性。

圖2示出在膜中出現裂痕的溝槽的每個位置的SiO₂膜的濕式蝕刻速率(WER)。如圖2中所示，在溝槽的頂部部分中的SiO₂的耐濕式蝕刻性可比在中部(側)和底部部分中的SiO₂膜的濕式蝕刻速率更高并且更致密，并且沿著間隙中的膜的豎直方向的不均勻耐濕式蝕刻性可引起膜中的收縮差異和裂痕。因此，可能需要減小膜中耐濕式蝕刻性的差異，并且可能需要將更多自由基移動到溝槽的底部部分，以制備更致密的膜并防止此處出現裂痕。為此，可增加射頻電磁輻射的量值，例如RF功率和/或可增加射頻電磁輻射供應時間。

增加RF功率可在反應空間內/反應空間周圍產生寄生等離子體，并觸發不安全情況，例如RF功率放電到襯底處理設備的外部，并且增加RF功率供應時間可降低生產率。另外，由于溝槽的縱橫比可能升高，因此自由基可能更難以到達溝槽的底部部分。因此，本發明提供了一種方法，其使膜更致密，并且改良了具有高縱橫比的溝槽的底部部分中的膜的耐濕式蝕刻性，防止膜中出現裂痕，并且不觸發安全問題且不降低生產率。

發明內容

本公開提供了一種用于填充間隙并形成具有高耐濕式蝕刻性的膜的方法。

在根據本公開的一個實施例中，間隙通過以下方式填充：在反應室中提供具有溝槽的襯底，對反應室進行抽氣到5托或以下的壓力，交替且依次供應前體和反應物，其中所述反應物通過供應包含相對高射頻分量和相對低射頻分量的射頻電磁輻射來激活。

在根據本公開的另一個實施例中，間隙通過以下方式填充：在反應室中提供具有溝槽的襯底，對反應室進行抽氣到5托或以下的壓力，交替且依次供應前體和反應物，其中所述反應物通過包含相對高射頻分量和相對低射頻分量的射頻電磁輻射來激活，其中相對高的射頻和相對低的射頻部分重疊。

在根據本公開的另一個實施例中，間隙通過以下方式填充：在反應室中提供具有溝槽的襯底，對反應室進行抽氣到5托或以下的壓力，交替且依次供應前體和反應物，其中所述反應物通過包含相對高射頻分量和相對低射頻分量的射頻電磁輻射來激活，其中相對高射頻分量和相對低射頻分量RF功率以占空比為大約10％至75％的脈沖的形式供應。