利用选择性表面修改填充结构的技术制造技术

一种装置处理方法。所述方法可包括：在层中提供空腔；将高能通量引导到所述空腔的底表面；执行将所述空腔暴露到含水分的环境；以及利用原子层沉积(ALD)工艺将填充材料引入所述空腔中，其中所述填充材料相对于所述空腔的侧壁选择性地沉积在所述空腔的底表面上。

Technology of filling structure with selective surface modification

A device processing method. The method may include providing a cavity in the layer, guiding the high energy flux to the bottom surface of the cavity, exposing the cavity to the water containing environment, and introducing the filling material into the cavity with the atomic layer deposition (ALD) process, wherein the filling material is selectively deposited relative to the side wall of the cavity. On the bottom surface of the cavity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用选择性表面修改填充结构的技术相关申请本申请主张在2015年11月13日提出申请且名称为“利用选择性表面修改填充结构的技术(TECHNIQUESFORFILLINGASTRUCTUREUSINGSELECTIVESURFACEMODIFICATION)”的美国临时专利申请第62/255,017号的优先权，所述美国临时专利申请全文并入本申请供参考。
本专利技术实施例涉及处理装置结构，且更具体来说涉及填充装置结构中的空腔。
技术介绍
当前，装置制作(例如半导体装置制作)可能需要对例如沟槽、孔或其他结构等小空腔进行填充。可利用金属材料、绝缘体材料或其他材料来填充此类空腔。由于此类空腔的尺寸按比例缩放到较小的大小，因此填充空腔的能力变得更具挑战性。举例来说，对沟槽或通孔结构进行填充可能在给定结构的纵横比(深度/宽度)高时尤其困难。在一些实例中，沟槽可具有大于1(尤其是大于2)的纵横比。在各种已知的填充沟槽的沉积技术中，当向沟槽中引入填充材料时，可能会在多个被暴露表面(包括沟槽的底部以及沟槽侧壁)上发生填充材料的沉积。这种类型的沉积可能导致悬垂(overhang)及在沟槽内形成埋孔(buriedhole)，从而致使所得装置结构具有所不期望的性质。鉴于这些及其他考虑因素，提供本公开。
技术实现思路
在一个实施例中，一种装置处理方法可包括：在层中提供空腔；将高能通量(energeticflux)引导到所述空腔的底表面；执行将所述空腔暴露到含水分的环境；以及利用原子层沉积(atomiclayerdeposition，ALD)工艺将填充材料引入所述空腔中。所述填充材料可相对于所述空腔的侧壁选择性地沉积在所述空腔的所述底表面上。在另一实施例中，一种系统可包括传送腔室(transferchamber)，其中所述传送腔室被安排成在多个位置之间输送衬底。所述系统可包括高能通量腔室，其中所述高能通量腔室耦合到所述传送腔室以接纳所述衬底，其中所述高能通量腔室以定向方式(directionalfashion)将高能通量引导到所述衬底。所述系统还可包括水分腔室(moisturechamber)，所述水分腔室耦合到所述传送腔室且为所述衬底提供H2O环境。所述系统还可包括原子层沉积腔室，所述原子层沉积腔室耦合到所述传送腔室且向所述衬底提供第一反应剂及第二反应剂，所述第一反应剂及所述第二反应剂形成填充材料的至少一个单层。所述系统可包括刻蚀腔室，所述刻蚀腔室耦合到所述传送腔室且将刻蚀剂引导到所述衬底以对所述填充材料进行刻蚀。在再一实施例中，一种处理设备可包括：处理腔室，用于容纳衬底；高能通量来源，所述高能通量来源以定向方式向所述衬底提供高能通量；及水分来源，所述水分来源向所述衬底提供H2O；以及原子层沉积来源。所述原子层沉积来源可向所述衬底提供至少两种物质，以利用原子层沉积工艺将填充材料沉积在所述衬底上。所述高能通量来源、所述水分来源及所述原子层沉积来源可耦合到所述处理腔室。附图说明图1A到图1D示出根据本公开的实施例的一种方法中所涉及的示例性操作。图2A到图2C示出根据本公开的其他实施例的示例性操作。图3A到图3C示出根据本公开的额外实施例的示例性操作。图4示出在原子层沉积工艺之前暴露到高能通量情况下衬底上的膜生长与在原子层沉积工艺之前不暴露到高能通量情况下衬底上的膜生长的傅立叶变换红外光谱(FouriertransformInfraredspectra)比较结果。图5是示出在执行原子层沉积之前在暴露到高能通量情况下与在不暴露到高能通量情况下利用原子层沉积在衬底上进行膜生长的比较的复合图。图6呈现根据本公开的实施例的示例性工艺流程。图7呈现根据本公开的实施例的示例性系统。图8呈现根据本公开的实施例的示例性设备。附图未必按比例绘制。附图只是表示图，而并非旨在描绘本公开的具体参数。附图旨在示出本公开的示例性实施例，且因此不应被视为对范围进行限制。在附图中，相同编号表示相同元件。此外，为使说明清晰起见，一些图中的某些元件可被省略或不按比例示出。为使说明清晰起见，剖视图可呈“切片”或“近视”剖视图的形式，以省略原本会在“真实的”剖视图中可见的某些背景线。此外，为清晰起见，可在某些附图中省略一些参考编号。具体实施方式现在将参照其中示出一些实施例的附图在下文中更充分地阐述本专利技术实施例。本公开的主题可被实施为诸多不同形式，而不应被视为仅限于本文所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容将透彻及完整，且将向所属领域中的技术人员充分传达所述主题的范围。在附图中，相同编号自始至终指代相同元件。本文所述的实施例提供新颖的装置处理，包括用于对衬底中的空腔(例如沟槽或通孔)进行填充的处理。在各种实施例中，提供各种技术来改善对包括其中纵横比大于1的高纵横比空腔在内的空腔的沟槽填充或通孔填充。所述实施例在此上下文中不受限制。图1A到图1D示出根据本公开的实施例的一种填充空腔的方法中所涉及的示例性操作。在各种实施例中，可在例如衬底基部或设置在衬底基部上的层等结构中提供空腔。衬底基部可例如为例如形成衬底的主要部分的半导体材料、绝缘体材料或其他材料等材料。可在衬底基部上设置任何数量的层。现在转向图1A，示出被安排在结构(被示出为层106)内的空腔100。在各种实施例中，层106可表示衬底基部或可为安排在衬底(图中未示出)内或衬底上的层。在一些实施例中，层106可由氧化硅、氮化硅或碳氧化硅构成。所述实施例在此上下文中不受限制。根据本公开的各种实施例，空腔100可具有不同的结构。在一些实施例中，空腔100可具有其中所述空腔在根据所示笛卡尔座标系统(Cartesiancoordinatesystem)的X-Y平面内具有椭圆形或圆形形状的通孔结构。在这些实施例中，侧壁104可能只是用于界定空腔100的侧面的一个侧壁。在其他实施例中，空腔具有其中沟槽包括一对相对的侧壁(被示出为侧壁104)的沟槽结构。另外，此种沟槽可包括相对的端壁(图中未示出)。空腔100还可包括底表面102，如图所示。在一些实施例中，空腔在X-Y平面内可具有复杂的形状(例如要填充的任何目标沟槽图案)。根据各种实施例，空腔100的侧壁及底表面可被表面物质108(例如氧)封端(terminated)。如下所详述，设置在空腔100的表面上的表面物质108可被配置成与沉积工艺中所提供的某些反应性物质发生反应，以有利于目标材料(例如绝缘体或金属)的沉积。现在转向图1B，示出其中将高能通量112引导到空腔100的底表面102的操作。在各种实施例中，可将高能通量112设置在高能通量腔室中，其中高能通量112可为离子、电子或光子或者其组合。可以定向方式将高能通量112提供到空腔100的底表面102，其中底表面102相比于侧壁104会优先受到撞击。在其中离子构成高能通量112的实施例中，可以准直方式将所述离子朝向底表面102引导。在特定实施例中，离子可以含有具有平行轨迹的离子的离子束形式被引导。举例来说，离子可被设置成具有与侧壁104平行的轨迹。在其中位于沟槽的相对侧上的侧壁104大体彼此平行设置的情况下，可平行于侧壁104引导平行的离子束以冲撞底表面102而不冲撞侧壁104。以此种方式，离子或其他高能通量可选择性地改变底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置处理方法，包括：在层中提供空腔；将高能通量引导到所述空腔的底表面；执行将所述空腔暴露到含水分的环境；以及利用原子层沉积(ALD)工艺将填充材料引入所述空腔中，其中所述填充材料相对于所述空腔的侧壁选择性地沉积在所述空腔的所述底表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.13 US 62/255,0171.一种装置处理方法，包括：在层中提供空腔；将高能通量引导到所述空腔的底表面；执行将所述空腔暴露到含水分的环境；以及利用原子层沉积(ALD)工艺将填充材料引入所述空腔中，其中所述填充材料相对于所述空腔的侧壁选择性地沉积在所述空腔的所述底表面上。2.根据权利要求1所述的装置处理方法，其中所述高能通量包括离子，所述离子具有平行的轨迹。3.根据权利要求2所述的装置处理方法，其中所述离子包含平行于所述空腔的所述侧壁进行取向的轨迹。4.根据权利要求2所述的装置处理方法，其中所述离子包含500eV或小于500eV的离子能量。5.根据权利要求1所述的装置处理方法，其中所述底表面在暴露之后形成OH封端表面，且其中所述侧壁在暴露之后不形成OH封端表面。6.根据权利要求1所述的装置处理方法，其中所述填充材料是高介电常数材料。7.根据权利要求1所述的装置处理方法，其中所述填充材料是金属。8.根据权利要求1所述的装置处理方法，其中所述空腔设置在包含氧化硅、氮化硅或碳氧化硅的材料中。9.根据权利要求1所述的装置处理方法，其中所述高能通量包括真空紫外线光子或电子。10.根据权利要求1所述的装置处理方法，其中所述原子层沉积工艺被执行预定数量个原子层沉积循环，所述装置处理方法还包括在所述预定数量个原子层沉积循环之后执行刻蚀工艺，所述刻蚀工艺有效地移除预...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇迪斯·勒施基斯，史帝文·维哈佛贝可，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US