[發(fā)明專利]在半導(dǎo)體襯底上的三維結(jié)構(gòu)中填充間隙的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110447012.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN113555315A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金基康;權(quán)學(xué)龍;金熙哲;姜成圭;李承桓;金成培;J.H.安;S.R.金;K.M.金;Y.M.金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ASMIP私人控股有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L27/11551;H01L27/11578;C23C16/56;C23C16/505
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 焦玉恒

本申請(qǐng)涉及在半導(dǎo)體襯底上方的三維結(jié)構(gòu)中填充間隙。該方法可以包括使用利用具有第一頻率的第一射頻(RF)功率激活的至少一種反應(yīng)氣體將薄膜至少沉積在襯底上方的三維結(jié)構(gòu)上，所述三維結(jié)構(gòu)包括溝槽和/或孔。該方法還可以包括使用利用具有小于第一頻率的第二頻率的第二RF功率激活的至少一種蝕刻劑蝕刻沉積的薄膜。該方法還可以包括重復(fù)至少一次沉積和蝕刻的循環(huán)，直到溝槽和/或孔被薄膜填充。根據(jù)一些實(shí)施例，可以在三維結(jié)構(gòu)中形成基本上沒有空隙和/或接縫的薄膜。

相關(guān)申請(qǐng)的引用

本申請(qǐng)要求于2020年4月24日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?3/014,916的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于填充半導(dǎo)體襯底上的諸如溝槽或孔的三維結(jié)構(gòu)中的間隙的方法。

背景技術(shù)

在高長寬比的溝槽或孔內(nèi)沉積薄膜對(duì)于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域(例如在間隙填充工藝中)很有用。利用諸如原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等方法，可以將薄膜直接沉積在三維(3D)結(jié)構(gòu)中，例如高長寬比孔內(nèi)。已經(jīng)注意到，在高長寬比結(jié)構(gòu)中沉積薄膜時(shí)，會(huì)至少在溝槽或孔的上部上形成懸垂或凸出部分。因此，溝槽或孔的上部可能首先被薄膜填充，并且溝槽的間隙從頂部閉合，使得在溝槽的中部中產(chǎn)生一些空隙和/或接縫。類似地，在溝槽具有負(fù)斜率的情況下，其中溝槽的上部的寬度較小，而溝槽的下部的寬度較大，溝槽的上部可能也首先填充薄膜，且溝槽的間隙從頂部閉合，使得在溝槽的中部中產(chǎn)生一些空隙和/或接縫。

發(fā)明內(nèi)容

為了總結(jié)所描述的技術(shù)和相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所獲得的優(yōu)點(diǎn)，在此描述所描述的技術(shù)的某些目的和優(yōu)點(diǎn)。在所描述的技術(shù)的任何特定實(shí)施例中，并非所有這些目的或優(yōu)點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以以實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化本文所教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式實(shí)施或執(zhí)行所描述的技術(shù)，而不必實(shí)現(xiàn)本文所教導(dǎo)或建議的其他目的或優(yōu)點(diǎn)。

一個(gè)方面是一種在半導(dǎo)體襯底的三維結(jié)構(gòu)中填充間隙的方法，該方法包括：使用利用具有第一頻率的第一射頻(RF)功率激活的至少一種反應(yīng)氣體將薄膜沉積在三維結(jié)構(gòu)上，三維結(jié)構(gòu)包括溝槽和/或孔；以及使用利用具有小于第一頻率的第二頻率的第二RF功率激活的至少一種蝕刻劑蝕刻沉積的薄膜。

上述方法還包括重復(fù)至少一次沉積和蝕刻的循環(huán)，直到溝槽和/或孔被薄膜填充。在上述方法中，反應(yīng)氣體包括氧氣。在上述方法中，反應(yīng)氣體包括O₂、O₃、H₂O、NO₂、N₂O中的至少一個(gè)，或其組合。在上述方法中，第一頻率在約100kHz至約3,000MHz的范圍內(nèi)。在上述方法中，第一頻率在約27.12MHz至約100MHz的范圍內(nèi)。在上述方法中，第一RF功率在約100瓦至約20,000瓦的范圍內(nèi)。在上述方法中，第一RF功率在約500瓦至約3,000瓦的范圍內(nèi)。

在上述方法中，第二頻率在約3kHz至約13,560kHz的范圍內(nèi)。在上述方法中，第二頻率在約100kHz至約5,000kHz的范圍內(nèi)。在上述方法中，第二RF功率在約100瓦至約500瓦的范圍內(nèi)。在上述方法中，第一頻率在約27.12MHz至約100MHz的范圍內(nèi)，且其中第二頻率在約100kHz至約5,000kHz的范圍內(nèi)。在上述方法中，蝕刻劑包括氟。在上述方法中，蝕刻劑包括NF₃、ClF₃、F₂、SF₆、CF₄中的至少一個(gè)，或其組合。在上述方法中，溝槽和/或孔的長寬比至少約為20：1。