用于在间隙内形成材料的多层方法和系统技术方案

公开了一种用于在衬底表面上的间隙内形成材料的多层方法。示例性方法包括形成覆盖衬底的第一材料层，并在第一材料区域内形成第二(例如初始可流动的)材料层，从而以无缝和/或无空隙的方式用材料至少部分填充间隙。无空隙的方式用材料至少部分填充间隙。无空隙的方式用材料至少部分填充间隙。

【技术实现步骤摘要】
用于在间隙内形成材料的多层方法和系统


[0001]本公开总体涉及用于形成电子器件的方法和系统。更具体地，本公开涉及适于在器件制造期间至少部分填充衬底表面上的间隙的方法和系统。

技术介绍

[0002]半导体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挑战。具体而言，随着器件特征的小型化，由于现有沉积过程的限制，用期望的材料无空隙地填充高纵横比间隙(例如纵横比为3或更高)变得越来越具有挑战性。
[0003]例如，保形沉积技术通常会在间隙内的材料中形成接缝和/或空隙。超保形沉积技术可能导致间隙内的材料形成接缝。虽然已经开发了一些例如自下而上的技术，试图在间隙内提供无缝材料，但这些方法可能无法以无缝和/或无空隙的方式在间隙内提供期望的材料。因此，需要用于在间隙内形成期望的材料，同时减轻或最小化材料内的空隙和/或接缝形成的改进的方法和系统。
[0004]本节中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已经包括在本公开中，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。本
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形成结构的方法和系统，更具体地，涉及用于在间隙内提供材料的，例如用期望的材料至少部分地填充间隙。如下文更详细阐述，示例性方法包括在间隙内形成第一材料层，其中在第一材料内形成区域，并且在该区域变成空隙或接缝之前停止第一材料层的形成。第二材料(例如初始可流动材料)可以在该区域内形成，以用第二材料至少部分填充该区域。第一材料可以是间隙内所需的材料。在一些情况下，第二材料可能不太理想，但可以用于填充间隙，使得间隙被填充而没有可观察到的接缝或空隙，或者空隙被最小化到不会有害地影响期望的性质的程度。在一些情况下，第一和第二材料可以混合以形成混合物，并且在一些情况下，混合物(例如其性质)可以与第一材料不可区分。
[0007]形成结构的示例性方法包括在间隙内形成第一材料层，第一材料具有形成在其中的区域，并在该区域内形成初始可流动材料。该区域可以相对较小，例如小于间隙的体积和/或横截面积的百分之二十、十、五、二或一，使得大部分间隙被第一材料填充。初始可流动材料可以用于填充或密封该区域，使得该间隙可以至少部分地，并且在一些情况下完全地以无空隙和无缝的方式被材料填充。根据这些实施例的方面，该方法还包括将初始可流动材料转化为转化材料的步骤。转化步骤可以包括向反应室提供反应物和前体中的一种或
多种。根据本公开的进一步示例，该方法可以包括将初始可流动材料和转化材料中的一种或多种暴露于能量，比如加热衬底(热能)、将初始可流动材料和/或转化材料暴露于由直接等离子体、间接等离子体、远程等离子体或离子束、或辐射比如紫外线辐射和/或本文所述的其他处理产生的物质中的一种或多种。根据进一步示例，形成第一材料层的步骤包括保形地沉积第一材料。可以使用例如循环沉积过程保形地沉积第一材料。示例性方法可以进一步包括热处理转化材料的步骤。
[0008]根据本公开的另外的示例性实施例，一种形成结构的方法包括在反应室内提供衬底，该衬底包括衬底表面上的间隙；在间隙内形成第一材料层，该第一材料具有形成在其中的区域；在该区域内形成第二材料层；以及加热衬底以在该区域内形成第一材料和第二材料的混合物。根据实施例的这些示例，第一材料和第二材料包括金属或半金属。
[0009]根据进一步的示例性实施例，一种形成结构的方法包括形成例如包含氮化钒的保形层，该保形层包含其中形成有区域的氮化钒；在该区域内形成包含钒和氧的层并热处理。热处理步骤可导致含钒和氧的层流动和/或可导致含氮化钒的层和含钒和氧的层混合。
[0010]根据本公开的又一示例，一种形成结构的方法包括使用钒前体形成包含氮化钒的保形层，该保形层包含氮化钒，其中形成有区域；使用钒前体和氧反应物，在该区域内形成包含钒和氧的层；以及热处理。
[0011]根据本公开的进一步示例，提供了一种结构。该结构包括衬底，该衬底包括间隙和形成在间隙内的材料(例如第一材料和第二或初始可流动材料和/或其混合物)。该材料可以包括根据这里描述的方法形成的材料。
[0012]根据本公开的进一步示例，一种方法包括在反应室内提供衬底，该衬底包括在衬底表面上的间隙；在间隙内形成第一材料层，该第一材料具有形成在其中的区域；在该区域内形成第二材料层；以及向衬底施加额外能量以聚结第一材料和第二材料以填充该区域，其中第一材料或第二材料中的至少一种包括金属。该方法可以进一步包括处理。在一些情况下，该方法可以包括多个超级循环，超级循环包括形成第一材料层的步骤、形成第二材料层以及将衬底暴露于处理的步骤。该处理可以包括本文所述的任何处理，比如将衬底暴露于等离子体，将衬底暴露于自由基和离子中的至少一种，将衬底暴露于热退火(例如将衬底暴露于氧化剂、氮化剂、还原剂和惰性气体中的至少一种)，和/或将衬底暴露于紫外辐射。
[0013]通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些及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
[0014]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。
[0015]图1示出了根据本公开的示例的示例性方法。
[0016]图2示出了根据本公开的示例的另一示例性方法。
[0017]图3
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5示出了根据本公开的示例形成的结构。
[0018]图6
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8示出了根据本公开的示例形成的附加结构。
[0019]图9和10示出了根据本公开的示例形成的结构的扫描透射显微照片。
[0020]图11
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13示出了根据本公开的进一步示例的示例性反应器系统。
[0021]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
[0022]下面提供的方法和结构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，各种实施例作为示例被阐述。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。
[0023]本公开提供了用材料至少部分填充间隙的改进方法。如下文更详细阐述，本文描述的方法可用于以无空隙和/或无缝的方式用期望的材料(即具有期望特性的材料)填充间隙。
[0024]在本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成结构的方法，该方法包括以下步骤：在反应室内提供衬底，该衬底包括衬底表面上的间隙；在间隙内形成第一材料层，该第一材料具有形成在其中的区域；在该区域内形成初始可流动材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述区域的横截面积小于所述间隙的横截面积的百分之十、百分之五、百分之二或百分之一。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述区域的体积小于所述间隙的体积的百分之十、百分之五、百分之二或百分之一。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括将初始可流动材料转化为转化材料的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中，转化步骤包括向反应室提供一种或多种转化反应物和/或由一种或多种转化反应物形成的受激物质。6.根据权利要求3或4所述的方法，包括将初始可流动材料和转化材料中的一种或多种暴露于能量，其中将初始可流动材料和转化材料中的一种或多种暴露于能量的步骤包括加热衬底(热能)、将初始可流动材料和/或转化材料暴露于由直接等离子体、间接等离子体、远程等离子体或离子束或辐射比如紫外线辐射产生的物质中的一种或多种。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中，形成第一材料层的步骤包括保形地沉积第一材料。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中，形成第一材料层的步骤包括循环沉积过程。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，所述第一材料包括硅以及O、N和C中的一种或多种。10.根据权利要求1
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10中任一项所述的方法，其中，形成初始可流动材料的步骤包括向反应室提供含卤素反应物或源自含卤素反应物的物质。11.根据权利要求1
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10中任一项所述的方法，其中，形成初始可流动...

【专利技术属性】
技术研发人员：H霍塔里，V波雷，T布兰夸特，RHJ沃乌尔特，C德泽拉，GA沃尼，RJ张，M吉文斯，EJ希罗，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：