用于填充间隙的方法和设备技术

根据本发明专利技术，提供一种用于通过在反应室中提供基底并提供沉积方法来填充在所述基底上制造特征期间形成的一个或多个间隙的方法。所述沉积方法包含：提供各向异性等离子体以用离子轰击所述一个或多个间隙的表面的底部区域，由此在所述底部区域形成吸附位点；将第一反应物引入到所述基底上；及允许所述第一反应物与所述表面的所述底部区域处的所述吸附位点反应，以从所述底部区域向上填充所述一个或多个间隙。

Method and equipment for filling gap

According to the present invention, a method for filling one or more gaps formed during manufacturing features on the substrate by providing a substrate in a reaction chamber and providing a deposition method is provided. The deposition method includes: providing anisotropic plasma to bombard the bottom region of the surface of one or more gaps with ions, thereby forming an adsorption site in the bottom region; introducing a first reactant to the substrate; and allowing the first reactant to react with the adsorption site at the bottom region of the surface to move from the bottom region to the surface. The one or more gaps are filled on.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于填充间隙的方法和设备
本专利技术总体上涉及用于制造电子装置的方法和设备。更具体地，本专利技术涉及一种用于通过以下操作来填充在基底上制造特征期间形成的一个或多个间隙的方法和设备：在反应室中提供所述基底并提供沉积方法，所述沉积方法包含：将第一反应物引入到所述基底上；及允许所述第一反应物在表面的底部区域处反应以填充所述一个或多个间隙。
技术介绍
在基底间隙上制造集成电路期间，可在基底上形成沟槽。根据特定应用，再填充沟槽可采取各种形式。基本沟槽填充过程可具有缺点，包括在再填充期间沟槽中会形成空隙。当再填充材料在沟槽被完全填充之前在沟槽顶部附近形成收缩物时，可形成空隙。此类空隙可能损害集成电路(IC)上的装置的装置隔离以及IC的总体结构完整性。不幸的是，防止在沟槽填充期间形成空隙可能常常会对沟槽本身的最小尺寸产生约束，这可能会限制装置的装置装填密度。如果为装置隔离填充了沟槽，则测量装置隔离的有效性的关键参数可以是场阈值电压，即，产生与邻近的隔离装置有关的寄生电流所需的电压。场阈值电压可受多种物理和材料性质的影响，例如沟槽宽度、沟槽填充材料的介电常数、基底掺杂，场植入剂量和基底偏置。可以通过减小沟槽深度和/或使沟槽侧壁逐渐变细来减少空隙形成，使得开口在顶部可以比在底部更宽。减小沟槽深度的权衡可能会降低装置隔离的有效性，同时具有锥形侧壁的沟槽的较大顶部开口会用掉额外的集成电路基底面。
技术实现思路
例如，目标是提供改进的或至少具替代性的间隙填充方法。因此，提供了一种用于通过提供沉积方法来填充在基底上制造特征期间形成的一个或多个间隙的方法，所述沉积方法包含：提供各向异性等离子体，以用离子轰击所述一个或多个间隙的表面的底部，由此在所述底部形成吸附位点；将第一反应物引入到所述基底上；及允许所述第一反应物与所述在所述表面的所述底部形成的吸附位点反应，以从所述底部区域向上填充所述一个或多个间隙。各向异性等离子体将用离子轰击一个或多个间隙的表面的底部，并由此在底部形成吸附位点。第一反应物被引入到反应室中的基底上，并且允许与表面底部的吸附位点反应，以从底部向上填充一个或多个间隙。根据另一实施例，提供一种半导体处理设备，其提供改进的或至少具替代性的间隙填充方法。所述设备包含：一个或多个反应室，所述一个或多个反应室用于容纳基底，所述基底具有在所述基底上制造特征期间形成的间隙；等离子体气体的等离子体气体源，其经由等离子体气体阀与所述反应室中的一个成气体连通；射频功率源，其构造并布置成形成所述等离子体气体的各向异性等离子体，以用离子轰击所述一个或多个间隙的表面的底部，由此在所述底部形成吸附位点；第一反应物的第一源，其经由第一阀与所述反应室中的一个成气体连通；及控制器，其以可操作方式连接到所述等离子体和第一气体阀以及所述射频功率源，且被配置和编程成：通过所述等离子体气体阀和射频源控制所述等离子体气体的定时和量，以使用所述等离子体气体源和所述射频功率源形成各向异性等离子体来用离子轰击所述一个或多个间隙的所述表面的所述底部，由此在所述底部形成吸附位点；及控制所述第一反应物的定时和量，以将所述第一反应物沉积在所述间隙的所述表面的所述底部中，从而与所述在所述底部形成的吸附位点反应。出于概述本专利技术和优于现有技术而实现的优势的目的，上文中已描述本专利技术的某些目标和优势。当然，应理解，未必所有此类目标或优势都可以根据本专利技术的任一特定实施例来实现。因此，例如，本领域的技术人员将认识到，本专利技术可以按实现或优化如本文中所教示或建议的一种优势或一组优势，但不一定实现如本文中可能教示或建议的其它目的或优势的方式来实施或进行。所有这些实施例都意欲在本文中所公开的本专利技术的范围内。本领域的技术人员根据以下参照附图的某些实施例的详细描述将清楚这些和其它实施例，本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。附图说明下文参考某些实施例的图式来描述本文公开的本专利技术的这些和其它特征、方面和优点，所述实施例旨在说明而不是限制本专利技术。图1A是可用于本专利技术的实施例的用于填充间隙的PEALD(等离子体增强原子层沉积)设备的示意图。图1B示出了可用于本专利技术的实施例的使用流通系统(flow-passsystem，FPS)的前体供应系统的示意图。图2是根据第一实施例的用于填充间隙的方法的流程图。具体实施方式尽管下文公开了某些实施例和实例，但本领域的技术人员将理解，本专利技术延伸超出了本专利技术具体公开的实施例和/或用途和显而易见的修改以及其等效物。因此，希望所公开的本专利技术的范围不应受下文所描述的特定公开的实施例的限制。图2是根据本专利技术的至少一个实施例的方法的流程图，其中在基底上制造特征期间形成的一个或多个间隙可以通过沉积方法100来填充。间隙的宽度可小于40或甚至20nm。间隙的深度可大于40、100、200或甚至400nm。沉积方法可包含在第一步骤110中，提供各向异性等离子体以用离子轰击一个或多个间隙的表面的底部，由此在底部形成吸附位点。一个或多个间隙的表面的底部可以定义为间隙的总高度的下部10％，包括底部本身。沉积方法可包含在第一步骤110中，提供各向异性等离子体以用离子相对于一个或多个间隙的表面的侧壁轰击表面的底部，由此在底部处产生比侧壁上更多的吸附位点或甚至在侧壁上不具有实质性吸附侧。各向异性等离子体可包含稀有气体等离子体，例如氦或氩等离子体，以轰击一个或多个间隙的表面的底部，从而在暴露表面上形成悬挂键。例如，各向异性等离子体可使用图1A中所示的设备来形成。图1A是PEALD设备的示意图，所述设备宜与被编程以进行本文所描述的工序的控制装置结合，且可用于本专利技术的一些实施例中。通过提供一对并联且在反应室3的内部11(反应区)中彼此面对面的导电平板电极4、2，将HRF功率(13.56MHz或27MHz)20施加到一侧，并且使另一侧12电接地，在电极之间激发等离子体。在下部平台2(下部电极)中提供温度调节器，并且将其上所放置的基底1的温度保持在指定温度不变。上部电极4也充当喷淋板，并且等离子体气体(例如，稀有气体，例如氩气或氦气)通过气体管线21引入反应室3中，并通过喷淋板4以形成等离子体。在反应室3中，可以提供具有排气管线7的环形管13，可以通过所述排气管线排出反应室3的内部11中的气体。此外，安置在反应室3下方的转移室5具有密封气体管线24以经由转移室5的内部16(转移区)将密封气体引入到反应室3的内部11中，在所述转移室5中提供用于隔离反应区与转移区的隔离板14(本图中省略闸阀，薄片通过所述闸阀转移到转移室5中或从所述转移室5转移出去)。转移室还具有排气管线6。在一些实施例中，在同一反应空间中进行各向异性蚀刻、膜的沉积和表面处理，使得所有步骤都可以连续地进行而不将基底暴露于空气或其它含氧气氛中。在一些实施例中，远程等离子体单元可以用于激发气体。在一些实施例中，基底可相对于多个反应室移动，使得一些处理步骤可在单独的反应室中完成。熟练的技术人员应了解，所述设备可包括一个或多个被编程或以其它方式配置成使得能够进行本文其它地方所描述的反应器清洁工艺的控制器(未示出)。如熟练的技术人员应了解，控制器与各种电源、加热系统、泵、机器人装置以及反应器的气体流量控制器或阀连通。参考图2，在第二步骤120中，可以将第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过提供沉积方法来填充在基底上制造特征期间形成的一个或多个间隙的方法，所述沉积方法包含：提供各向异性等离子体以用离子轰击所述一个或多个间隙的表面的底部区域，由此在所述底部区域形成吸附位点；将第一反应物引入到所述基底上；及允许所述第一反应物与所述在所述表面的所述底部区域形成的吸附位点反应，以从所述底部区域向上填充所述一个或多个间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 US 15/222,7801.一种用于通过提供沉积方法来填充在基底上制造特征期间形成的一个或多个间隙的方法，所述沉积方法包含：提供各向异性等离子体以用离子轰击所述一个或多个间隙的表面的底部区域，由此在所述底部区域形成吸附位点；将第一反应物引入到所述基底上；及允许所述第一反应物与所述在所述表面的所述底部区域形成的吸附位点反应，以从所述底部区域向上填充所述一个或多个间隙。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包含在提供所述各向异性等离子体和/或引入所述第一反应物之后从反应室去除多余的反应物和副产物。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述各向异性等离子体包含稀有气体等离子体。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述稀有气体等离子体包含氦等离子体。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述稀有气体等离子体包含氩等离子体。6.根据权利要求1所述的方法，其中在引入所述第一反应物期间，产生溅射等离子体以在所述表面的顶部区域中产生溅射。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述溅射等离子体包含氢等离子体。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述溅射等离子体包含氮等离子体。9.根据权利要求6所述的方法，其中所述溅射等离子体包含氧等离子体。10.根据权利要求6所述的方法，其中所述溅射等离子体包含氩等离子体。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一反应物包含有机硅化合物。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述有机硅化合物包含四有机硅烷。13.根据权利要求11所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：优财津，深泽笃毅，
申请(专利权)人：ASMIP控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL