脉冲等离子体沉积蚀刻阶梯覆盖率的改良制造技术

本公开的实施例涉及薄膜的原位沉积和处理以改善阶梯覆盖率的方法。一个实施例中，提供用于处理基板的方法。该方法包括：通过将基板暴露至第一前驱物与第二前驱物的气体混合物、同时等离子体存在于工艺腔室中，而在基板的多个图案化特征上形成介电层，其中该等离子体由第一脉冲RF功率形成；在工艺腔室中将介电层暴露于使用氮与氦的气体混合物的第一等离子体处理；以及通过将介电层暴露于由含氟前驱物与载气的气体混合物所形成的等离子体而执行等离子体蚀刻工艺，其中等离子体是在工艺腔室中由第二脉冲RF功率形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲等离子体沉积蚀刻阶梯覆盖率的改良
本公开的实施例总体上涉及用于半导体处理的方法。特定而言，本公开的实施例涉及薄膜的原位沉积及处理以改良阶梯覆盖率(stepcoverage)的方法。
技术介绍
介电层已用于许多应用，诸如现代半导体器件的制造中的阻挡层或间隔物。能够使用诸如化学气相沉积(CVD)或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)之类的沉积工艺于特征(例如，用于垂直互连件的沟槽或通孔)上沉积介电层。然而，通过PECVD技术将介电层沉积于高深宽比(aspectratio)特征上且还要有适当阶梯覆盖率一直是具有挑战性的。由于等离子体无法渗透到深沟槽中，所以PECVD技术倾向于在顶部周围比在沟槽底部更快地沉积介电层。这造成从顶部夹止(pinchoff)狭窄沟槽，而在沟槽中形成空隙。因此，本领域需要提供一种用于在高深宽比沟槽中沉积介电层而不形成空隙或接缝的改良方法。
技术实现思路
本公开的实施例涉及薄膜的原位沉积和处理以改善阶梯覆盖率的方法。一个实施例中，提供用于处理基板的方法。该方法包括：通过将基板暴露至第一前驱物与第二前驱物的气体混合物、同时等离子体存在于工艺腔室中而在该基板的多个图案化特征上形成介电层工艺腔室，其中该等离子体通过第一脉冲RF功率形成。该方法进一步包括：在该工艺腔室中将该介电层暴露至使用氮与氦的气体混合物的等离子体处理；以及，通过将该介电层暴露至由含氟前驱物与载气的气体混合物所形成的等离子体而执行等离子体蚀刻工艺，其中该等离子体是在该工艺腔室中由第二脉冲RF功率形成。在另一实施例中，一种用于处理基板的方法包括：通过等离子体沉积工艺在该基板的多个图案化特征上形成介电层，其中第一等离子体在工艺腔室中由第一脉冲RF功率形成。该方法进一步包括：通过等离子体处理使该介电层致密化，以及通过等离子体蚀刻工艺蚀刻该介电层的一部分，其中第二等离子体由含氟气体和载气的气体混合物形成，其中该第二等离子体由第二脉冲RF功率在工艺腔室中形成。在另一实施例中，一种用于处理基板的方法包括：通过等离子体沉积工艺在该基板的多个图案化特征上形成介电层，其中第一等离子体在工艺腔室中由第一脉冲RF功率形成。该方法进一步包括：在该工艺腔室中使用氮和氦的气体混合物通过等离子体处理使该介电层致密化；在该介电层上形成第一钝化层；通过等离子体蚀刻工艺蚀刻该第一钝化层和一部分的该介电层，以形成蚀刻的介电层，其中第二等离子体由第二脉冲RF功率在该工艺腔室中形成。该方法进一步包括在该蚀刻的介电层上形成第二钝化层。附图说明通过参考附图中描绘的本公开的说明性实施例，能够理解上文简要概述且于下文更详细讨论的本公开的实施例。然而，应注意，附图仅说明本公开的典型实施例，因此不应视为是对本公开的范围的限制，因为本公开可允许其他等效实施例。图1描绘能够用于实行本文所述的实施例的沉积系统的示意性剖面视图。图2A和2B描绘根据本公开的实施例的用于在基板上形成介电层的方法的流程图。为助于理解，只要可能则使用相同的附图标号指定附图中共通的相同元件。附图并未依照比例绘制，且为了清楚起见而可能经过简化。构想到，一个实施例的元件和特征可以有利地并入其他实施例而无须赘述。具体实施方式下文将参考PECVD工艺来描述本文描述的实施例，该PECVD工艺能够使用任何适合的薄膜沉积系统执行。适合系统的示例包括可使用处理腔室的系统、系统、系统、GTTM系统、XPPrecisionTM系统、SETM系统、处理腔室、及Mesa处理腔室，上述的全部都可购自美国加州圣克拉拉的应用材料公司。能够执行PECVD工艺的其他工具也可适于受惠于本文所述的实施例。此外，能够使用可实现本文所述的PECVD工艺的任何系统以获益。本文所述的设备的叙述是说明性的，不应该被理解或诠释为限制本文所述的实施例的范围。图1描绘根据本文所述的实施例的基板处理系统132的示意图，该基板处理系统132能用于执行介电层的沉积。基板处理系统132包括耦接至气体面板130和控制器110的工艺腔室100。该工艺腔室100大致上包括界定处理空间126的顶壁124、侧壁101、和底壁122。基板支撑组件146设置在工艺腔室100的处理容积126中。该基板支撑组件146大致上包括由心柱160所支撑的基板支撑件，诸如静电吸盘150。静电吸盘150可使用任何适合的机构在垂直方向上于工艺腔室100内移动。电极170嵌入静电吸盘150中，且电源106耦接至电极170。基板190布置在静电吸盘150的表面192上。真空泵102耦接形成在工艺腔室100底部中的通口。真空泵102用于维持工艺腔室100中的期望气体压力。真空泵102也从工艺腔室100抽空后处理气体及工艺的副产物。基板处理系统132可进一步包括用于控制腔室压力的附加设备，例如，定位在工艺腔室100和真空泵102之间的阀(例如，节流阀和隔离阀)，以控制该腔室压力。具有多个孔隙128的气体分配组件120布置在静电吸盘150上方、于工艺腔室100的顶部上。气体分配组件120的孔隙128用于将处理气体引入工艺腔室100中。孔隙128可具有不同的尺寸、数量、分布、形状、设计、及直径，以助于各种工艺气体的流动以满足不同的工艺要求。气体分配组件120连接到气体面板130，而允许各种气体在处理期间供应到处理空间126。由离开气体分配组件120的工艺气体混合物形成等离子体，以增强工艺气体的热分解，造成材料沉积在基板190的表面191上。气体分配组件120和静电吸盘150可以在处理容积126中形成一对间隔开的电极。一个或多个RF电源140通过匹配网络138(视情况任选的)提供偏压电位至气体分配组件120，而助于在气体分配组件120和静电吸盘150之间产生等离子体。作为替代方案，RF电源140和匹配网络138可耦接至气体分配组件120、静电吸盘150或耦接至气体分配组件120和静电吸盘150两者，或耦接至布置在工艺腔室100外部的天线(图中未示)。在一些实施例中，RF电源140可产生下述频率的功率：350KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz或100MHz。在一个实施例中，RF电源140可以约50kHz至约13.6MHz之间的频率提供大约100瓦至约3000瓦之间的功率。在另一实施例中，RF电源140可以约50kHz至大约13.6MHz的频率提供约500瓦至约1,800瓦之间的功率。控制器110包括中央处理单元(CPU)112，存储器116、和支持电路114，用于控制工艺顺序且调节来自气体面板130的气流。CPU112可以是任何形式的通用计算机处理器，该处理器可在工业设定中使用。软件例程可以存储在存储器116中，例如随机存取存储器、只读存储器、软盘、或硬盘机、或其他形式的数字存储装置。常规上，支持电路114耦接CPU112，且可包括高速缓冲存储器、时钟电路、输入/输出系统、电源供应器、及类似物。控制器110与基板处理系统132的各种部件之间的双向通讯是通过统称信号总线118的许多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理基板的方法，包括：/n通过将所述基板暴露至第一前驱物与第二前驱物的气体混合物、同时等离子体存在于工艺腔室中，而在所述基板的图案化特征上形成介电层，其中所述等离子体由第一脉冲RF功率形成；/n在所述工艺腔室中将所述介电层暴露于使用氮与氦的气体混合物的等离子体处理；以及/n通过将所述介电层暴露于由含氟前驱物与载气的气体混合物所形成的等离子体而执行等离子体蚀刻工艺，其中所述等离子体是在所述工艺腔室中由第二脉冲RF功率形成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180619 US 62/687,1001.一种用于处理基板的方法，包括：
通过将所述基板暴露至第一前驱物与第二前驱物的气体混合物、同时等离子体存在于工艺腔室中，而在所述基板的图案化特征上形成介电层，其中所述等离子体由第一脉冲RF功率形成；
在所述工艺腔室中将所述介电层暴露于使用氮与氦的气体混合物的等离子体处理；以及
通过将所述介电层暴露于由含氟前驱物与载气的气体混合物所形成的等离子体而执行等离子体蚀刻工艺，其中所述等离子体是在所述工艺腔室中由第二脉冲RF功率形成。


2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在将所述介电层暴露于所述第一等离子体处理之后且在执行所述等离子体蚀刻工艺之前，将所述介电层暴露于含硅前驱物。


3.如权利要求2所述的方法，其中所述含硅前驱物包括甲硅烷。


4.如权利要求2所述的方法，其中所述介电层在暴露于所述含硅气体的同时暴露于含氮气体。


5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述第一等离子体处理之前和/或之后净化所述工艺腔室。


6.如权利要求1所述的方法，其中所述图案化特征是深宽比为约3:1至约10:1的沟槽。


7.一种用于处理基板的方法，包括：
通过等离子体沉积工艺在所述基板的图案化特征上形成介电层，其中第一等离子体在工艺腔室中由第一脉冲RF功率形成；
通过等离子体处理使所述介电层致密化；以及
通过等离子体蚀刻工艺蚀刻所述介电层的一部分，其中第二等离子体由含氟气体和载气的气体混合物形成，其中所述第二等离子体由...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·V·瓦茨，H·俞，D·帕德希，李昌陵，G·M·阿米科，S·G·卡马斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US