可流动膜和形成可流动膜的方法技术

实施例是方法，方法包括在加工区中在衬底上方沉积第一可流动膜，第一可流动膜包括硅和氮，在第一步中在第一温度下使用第一工艺气体和紫外光固化第一可流动膜，第一工艺气体包括氧气，在第二步中在第二温度下使用第二工艺气体和紫外光固化第一可流动膜，第二工艺气体不同于第一工艺气体，以及在第三温度下退火固化的第一可流动膜以在衬底上方将固化的第一可流动膜转化为氧化硅膜。本发明专利技术实施例涉及可流动膜和形成可流动膜的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及可流动膜和形成可流动膜的方法。
技术介绍
通常，浅沟槽隔离(STI)用于使半导体晶圆上的有源区彼此分隔和隔开。这些STI历史上通过蚀刻沟槽形成，所述沟槽有时称为间隙，使用诸如氧化物的介电材料过填充沟槽，然后使用诸如化学机械抛光(CMP)或蚀刻的工艺去除任何过多的电介质以去除沟槽外部的电介质。该电介质有助于使有源区彼此电隔离。然而，由于电路密度继续增加，这些间隙的宽度减小，从而增加了间隙的纵横比，所述纵横比通常被定义为间隙高度除以间隙宽度。结果，使用间隙填充介电材料完全填充这些狭窄和深的间隙非常困难。不完全填充导致不期望的空隙和间隙填充介电材料不连续以及包含不期望的材料。这些空隙和包含物导致有源区之间不充分隔离。具有不充分隔离的器件的电性能差并且器件产量降低。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，提供了一种方法，包括：在加工区中的衬底上方沉积第一可流动膜，所述第一可流动膜包括硅和氮；在第一步骤中在第一温度下使用第一工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第一工艺气体包括氧气；在第二步骤中在第二温度下使用第二工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第二工艺气体不同于所述第一工艺气体；以及在第三温度下退火所述固化的第一可流动膜以在所述衬底上方将所述固化的第一可流动膜转化为氧化硅膜，根据本专利技术的另一些实施例，还提供了一种方法，包括：在衬底上形成半导体鳍；在所述衬底上形成隔离区，所述隔离区包围所述半导体鳍，形成所述隔离区还包括：在所述衬底上方沉积第一可流动膜；在两步固化工艺中固化所述第一可流动膜，其中，两个固化步骤都包括紫外光；以及在第一温度下退火所述固化的第一可流动膜以在所述衬底上方将所述固化的第一可流动膜转化为所述隔离区。根据本专利技术的又一些实施例，还提供了一种方法，包括：在衬底上形成半导体鳍；在所述衬底上形成隔离区，所述隔离区包括氧化硅膜并且包围所述半导体鳍，形成所述隔离区还包括：在衬底上方沉积第一可流动膜，所述第一可流动膜包括硅和氮；在第一步骤中在小于100℃的固化温度下使用第一工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第一工艺气体包括氧气；在第二步骤中在小于100℃的固化温度下使用第二工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第二工艺气体包括氩气、氦气或它们的组合；以及在小于600℃的退火温度下退火所述固化的第一可流动膜以将所述固化的第一可流动膜转化为所述氧化硅膜；在所述半导体鳍的顶面和侧壁上以及所述隔离区的顶面上形成栅极电介质；在所述栅极电介质上形成栅电极；以及在所述半导体鳍中形成源极区和漏极区，将所述栅电极插入在所述源极区和所述漏极区之间。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1是根据一些实施例形成可流动膜的工艺的工艺流程图。图2是三维视图中的鳍式场效应晶体管(FinFET)的实例。图3至图7、图8A-8C、图9A-9C、图10A-10C、图11A-11C、图12A-12C、图13A-13C、图14A-14C和图15A-15C是根据一些实施例制造FinFET的中间阶段的截面图。图16是根据一些实施例的工艺的工艺流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同的实施例或实例以实现本专利技术的不同特征。下面将描述元件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然这些仅仅是实例并不旨在限定本专利技术。例如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括第一部件和第二部件以直接接触方式形成的实施例，也可以包括额外的部件可以形成在第一和第二部件之间，使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各实施例中重复参考标号和/或字符。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。随着晶体管尺寸减小，各个部件的尺寸也减小。一种这样的部件是在有源区之间使用的浅沟槽隔离(STI)以将一个半导体器件与另一个半导体器件隔离，并且另一个是在栅极结构之间的层间电介质(ILD)。部件尺寸降低常导致增大的纵横比，因为开口宽度更小但深度通常与以前一样。用于填充具有更低纵横比的开口(例如，衬底中的STI或栅极结构之间的ILD)的技术通常不能用于充分填充具有诸如8:1或更大的纵横比的高纵横比的先进技术的开口。在许多化学气相沉积(CVD)工艺中，与含硅前体和含氧气体一起使用等离子体以在开口表面上直接形成氧化硅。这些基于等离子体的CVD工艺在沉积时形成氧化硅；然而，它们不充分地填充高纵横比的间隙。改善填充的一种可选方法涉及在沉积时使用可流动介电材料代替常规氧化硅。正如其名所暗示的，可流动介电材料可流动以填充间隙中的空隙。通常，将各种化学物质添加至含硅前体以允许沉积的膜流动。在一些实例中，添加氮氢键合物。在沉积可流动膜之后，将其固化，然后退火以去除添加的化学物质从而形成氧化硅。当去除添加的化学物质时，可流动膜致密并收缩。在高达1200摄氏度的高温下将可流动膜固化和退火很长时间，时间为总共30小时或更多。固化和退火显著降低半导体制造工艺的剩余部分允许的热预算。此外，即使使用高温固化和退火工艺，诸如可流动膜的湿蚀刻速率的机械性质随膜深度而变化。本专利技术的各个方面涉及结构以及使用较低温度固化和退火工艺形成可流动膜的方法，同时改善可流动膜的机械性能(例如，湿蚀刻速率)。图1是根据一些实施例，使用可流动化学气相沉积(FCVD)工艺形成可流动膜的工艺的工艺流程图。工艺从提供含硅前体至加工区开始，加工区诸如存在衬底/晶圆的加工室(步骤10)。在一些实施例中，含硅前体为聚硅氮烷。聚硅氮烷是具有按照交替顺序由硅和氮原子组成的基础结构的聚合物。在聚硅氮烷中，每个硅原子通常结合两个氮原子，或者每个氮原子结合两个硅原子，使得这些可被主要地描述为通式[R1R2Si-NR3]n的分子链。R1-R3可为氢原子或有机取代基。当只存在氢原子作为取代基时，将聚合物称为全氢聚硅氮烷[H2Si-NH]n。如果有机取代基结合至硅和/或氮，则将化合物称为有机聚硅氮烷。在一些实施例中，含硅前体为甲硅烷基胺，诸如三甲硅烷基胺(TSA)、二甲硅烷基胺(DSA)或其组合。一种或多种载气也可与含硅前体包含在一起。载气可包括氦气、氩气、氮气(N2)等或其组合。接下来，将含氮前体提供至加工区(步骤12)。在一些实施例中，含氮前体包括NH3、N2等或其组合。在一些实施例中，在位于加工区外部的远程等离子体系统(RPS)中将含氮前体活化并将其运输至加工区中。诸如O2的氧源气体等可与含氮前体包含在一起。此外，诸如H2、N2、He等或其组合的载气可与含氮前体包含在一起。在加工区中，含硅前体和含氮前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在加工区中的衬底上方沉积第一可流动膜，所述第一可流动膜包括硅和氮；在第一步骤中在第一温度下使用第一工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第一工艺气体包括氧气；在第二步骤中在第二温度下使用第二工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第二工艺气体不同于所述第一工艺气体；以及在第三温度下退火所述固化的第一可流动膜以在所述衬底上方将所述固化的第一可流动膜转化为氧化硅膜。

【技术特征摘要】
2015.08.21 US 14/832,5651.一种方法，包括：在加工区中的衬底上方沉积第一可流动膜，所述第一可流动膜包括硅和氮；在第一步骤中在第一温度下使用第一工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第一工艺气体包括氧气；在第二步骤中在第二温度下使用第二工艺气体和紫外光固化所述第一可流动膜，所述第二工艺气体不同于所述第一工艺气体；以及在第三温度下退火所述固化的第一可流动膜以在所述衬底上方将所述固化的第一可流动膜转化为氧化硅膜。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二工艺气体包括氩气、氦气或它们的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一温度小于100℃，并且其中，所述第二温度小于100℃。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三温度小于600℃。5.根据权利要求1所述的方法，其中，用于固化的第一步骤的所述紫外光为全光谱紫外光，并且其中，用于固化的第二步骤的所述紫外光为全光谱紫外光。6.根据权利要求1所述的方法，其中，用于固化的第一步骤的所述紫外光为具有从约300nm至约600nm的范围的波长的部分光谱紫外光，并且其中，用于固化的第二步骤的所述紫外光为具有小于约400nm的波长的部分光谱紫外光。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述衬底上方沉积所述第一可流动膜还包括：提供含硅前体至所述加工区内；以及提供含氮前体至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠程，许峻豪，萧寒稊，林耕竹，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71