用于填充间隙的方法和系统技术方案

公开了用于填充间隙的方法和系统。该方法和系统例如在集成电路制造领域中是有用的。和系统例如在集成电路制造领域中是有用的。和系统例如在集成电路制造领域中是有用的。

【技术实现步骤摘要】
用于填充间隙的方法和系统


[0001]本公开总体涉及半导体处理方法和系统的领域，并且涉及集成电路制造的领域。具体而言，公开了适于填充间隙的方法和系统。

技术介绍

[0002]半导体器件(例如逻辑器件和存储器件)的尺寸缩小已经导致集成电路的速度和密度显著提高。然而，传统的器件缩放技术面临着未来技术节点的重大挑战。
[0003]例如，一个挑战是寻找合适的方法来用一种材料填充间隙，比如凹部、沟槽、通孔等，而不形成任何间隙或空隙。
[0004]本部分中阐述的任何讨论(包括对问题和解决方案的讨论)已被包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景。这种讨论不应被视为承认任何或所有信息在本专利技术被做出时是已知的或者以其他方式构成现有技术。

技术实现思路

[0005]本
技术实现思路
可以简化的形式介绍一些概念，这将在下面进一步详细描述。该
技术实现思路
不旨在必要地标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0006]本公开的各种实施例涉及填充间隙的方法、使用这种方法形成的结构和器件以及用于执行该方法和/或用于形成该结构和/或器件的设备。这些层可用于各种应用。例如，它们可以用于集成电路制造领域。
[0007]因此，本文描述了一种填充间隙的方法。该方法包括向反应室提供衬底。衬底设置有间隙。该方法还包括在衬底上沉积可转化层，并将衬底暴露于活性物质。通过将衬底暴露于活性物质，可转化层的至少一部分被转化成至少部分填充间隙的间隙填充流体。
[0008]在一些实施例中，将可转化层的至少一部分转化成间隙填充流体包括液化可转化层。
[0009]在一些实施例中，可转化层包括可挥发元素，并且将可转化层的至少一部分转化成间隙填充流体包括：使可挥发元素挥发并形成挥发蒸汽；以及冷凝挥发蒸汽，从而形成间隙填充流体。
[0010]在一些实施例中，该方法还包括固化间隙填充流体，从而用固化材料填充间隙。
[0011]在一些实施例中，活性物质包括氟。
[0012]在一些实施例中，可转化层选自金属、金属合金、金属氧化物和金属氮化物。
[0013]在一些实施例中，可转化层包括包含金属和氧的金属氧化物，并且在衬底上沉积金属氧化物包括一个或多个金属氧化物沉积子循环。金属氧化物沉积子循环包括金属前体脉冲，其包括将衬底暴露于包含金属的金属前体；以及氧反应物脉冲，其包括将衬底暴露于包含氧的氧反应物。
[0014]在一些实施例中，该方法还包括将间隙填充流体转化成转化材料的步骤。
[0015]在一些实施例中，将间隙填充流体转化成转化材料的步骤包括将衬底暴露于直接等离子体的步骤。
[0016]在一些实施例中，直接等离子体是直接氧等离子体。
[0017]在一些实施例中，直接等离子体是直接氮等离子体。
[0018]在一些实施例中，这里描述的方法包括执行多个转化循环。转化循环包括将衬底暴露于活性物质；以及将间隙填充流体转化成转化材料。
[0019]在一些实施例中，本文描述的方法包括执行多个超循环。超级循环包括在衬底上沉积可转化层；将衬底暴露于活性物质；以及将间隙填充流体转化成转化材料。
[0020]在一些实施例中，金属氧化物包括氧化钛，并且金属包括钛。
[0021]在一些实施例中，金属前体选自卤化物、卤氧化物和有机金属化合物。
[0022]在一些实施例中，金属前体包括β
‑
二酮酸钛。
[0023]还描述了一种场效应晶体管，其包括栅极触点，该栅极触点的至少一部分是根据这里描述的方法形成的。
[0024]还描述了一种金属触点，其包括通过这里描述的方法沉积的层。
[0025]还描述了一种系统，该系统包括反应室、包括金属前体的前体气体源、包括沉积反应物的沉积反应物气体源、布置用于提供活性物质的活性物质源、布置用于提供转化反应物的转化反应物源和控制器。控制器配置成控制进入反应室的气流，以通过本文所述的方法在衬底上形成层。
[0026]通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见。本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
[0027]当结合以下说明性附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求，可以获得对本公开的实施例的更完整的理解。
[0028]图1示出了这里公开的方法的实施例。
[0029]图2示出了这里公开的方法的实施例。
[0030]图3示出了这里描述的方法的实施例的示意图。
[0031]图4示意性地示出了这里描述的方法的另一实施例。
[0032]图5示出了这里描述的方法的操作。
[0033]图6示出了使用本文所述方法的实施例形成的结构的显微照片。
[0034]图7示出了根据本公开的另外示例性实施例的系统700。
[0035]图8以程式化的方式示出了如本文所述的系统800的另一实施例。
[0036]图9示出了包括间隙910的衬底900的程式化表示。
[0037]图10
‑
12示出了如本文所述的系统1000、1100、1200的实施例的示意图
[0038]应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以有助于提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施方式
[0039]下面提供的方法、结构、器件和系统的示例性实施例的描述仅仅是示例性的，并且仅是为了说明的目的；以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，对具有所述特征的多个实施例的叙述并不旨在排除具有附加特征的其他实施例或者结合了所述特征的不同组合的其他实施例。例如，各种实施例被阐述为示例性实施例，并且可以在从属权利要求中叙述。除非另有说明，示例性实施例或其部件可以组合或可以彼此分开应用。
[0040]在本公开中，“气体”可以包括在常温常压(NTP)下为气体的材料、蒸发的固体和/或蒸发的液体，并且可以根据情况由单一气体或气体混合物构成。除了处理气体之外的气体，即不经过气体分配组件、其他气体分配装置等引入的气体，可以用于例如密封反应空间，并且可以包括密封气体，比如稀有气体。在一些情况下，术语“前体”可以指参与产生另一种化合物的化学反应的化合物，特别是指构成膜基质或膜主骨架的化合物；术语“反应物”可以与术语前体互换使用。
[0041]如本文所用，术语“衬底”可以指可用于形成或可在其上形成器件、电路或膜的任何一种或多种底层材料。衬底可以包括块体材料，比如硅(例如单晶硅)、其他IV族材料，比如锗，或者其他半导体材料，比如II
‑
VI族或III
‑
V族半导体材料，并且可以包括覆盖或位于块体材料下面的一个或多个层。此外，衬底可以包括各种特征，比如形成在衬底层的至少一部分内或上的凹部、凸起等。举例来说，衬底可以包括块体半导体材料和覆盖块体半导体材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填充间隙的方法，该方法包括：
‑
向反应室提供衬底，该衬底包括间隙；
‑
在衬底上沉积可转化层；以及
‑
将衬底暴露于活性物质，从而将可转化层的至少一部分转化成间隙填充流体；其中间隙填充流体至少部分地填充间隙。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述可转化层的至少一部分转化成间隙填充流体包括液化可转化层。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可转化层包括可挥发元素，并且其中，将可转化层的至少一部分转化成间隙填充流体包括：
‑
使可挥发元素挥发并形成挥发蒸汽；以及
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冷凝挥发蒸汽，从而形成间隙填充流体。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括固化所述间隙填充流体，从而用固化材料填充所述间隙。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述活性物质包括氟。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述可转化层选自金属、金属合金、金属氧化物和金属氮化物。7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述可转化层包括金属氧化物，所述金属氧化物包括金属和氧，并且其中，在衬底上沉积金属氧化物包括一个或多个金属氧化物沉积子循环，金属氧化物沉积子循环包括：
‑
金属前体脉冲，其包括将衬底暴露于金属前体，该金属前体包括所述金属；以及
‑
氧反应物脉冲，其包括将衬底暴露于氧反应物，该氧反应物包括所述氧。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括多个再沉积循环，再沉积循环包括在衬底上沉积可转化层和将衬底暴露于所述活性物质的步骤。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括将所述间隙填充流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：RHJ沃乌尔特，T布兰夸特，V波雷，Y徐，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：