沉积间隙填充流体的方法及相关系统和装置制造方法及图纸

用间隙填充流体填充包含在衬底中的间隙的方法和系统。该间隙填充流体在具有第一前体和第二前体的等离子体中形成。和第二前体的等离子体中形成。和第二前体的等离子体中形成。

【技术实现步骤摘要】
沉积间隙填充流体的方法及相关系统和装置


[0001]本公开总体涉及适于形成电子器件的方法和系统。更具体地，本公开涉及可用于通过等离子体辅助沉积过程等在间隙、沟槽等中形成材料的方法和系统。

技术介绍

[0002]可流动材料或间隙填充流体通常用于填充半导体器件处理中的小间隙或凹部。然而，使用现有技术的基于间隙填充流体的过程只能形成有限量的材料。此外，很难控制所形成的材料的构成。特别地，间隙填充流体的元素构成通常非常类似于在相应过程中使用的前体的元素构成。
[0003]现有技术试图控制使用基于间隙填充流体的过程形成的材料中的构成的一种方法是使用等离子体处理。等离子体处理可以适当地改变氮和氧含量，但会以降低流动性为代价。此外，等离子体处理通常会去除碳，使得用可流动过程形成高碳含量的材料是不切实际的。
[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。这种讨论不应该被认为是承认本专利技术的任何或全部是先前已知的现有技术或以其他方式构成现有技术。

技术实现思路

[0005]本公开的各种实施例涉及间隙填充方法、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/或器件的装置。下面更详细地讨论本公开的各种实施例解决现有方法和系统的缺点的方式。
[0006]这里特别描述了一种填充间隙的方法。该方法包括将衬底引入反应室。衬底设置有间隙。该方法还包括将反应气体引入反应室。反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体。第一前体不同于第二前体。该方法还包括在反应室中产生等离子体。因此，形成至少部分填充间隙的间隙填充流体。第一前体和第二前体具有至少50g/mol的摩尔质量。
[0007]本文还描述了填充间隙的另一种方法。该方法包括将衬底引入反应室。衬底设置有间隙。该方法还包括将反应气体引入反应室。反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体。第一前体不同于第二前体。该方法还包括在反应室中产生等离子体。因此，形成至少部分填充间隙的间隙填充流体。应当理解，第一前体和第二前体包括碱金属、碱土金属、硼(B)、铝(Al)、碳(C)和硅(Si)中的至少一种。
[0008]以下实施例适用于上述方法中的任何一种或两种。
[0009]在一些实施例中，第一前体包括第一元素，第二前体包括第二元素。第一元素和第二元素是不同的。第一元素和第二元素被结合到间隙填充流体中。
[0010]在一些实施例中，反应气体还包括第三前体。第三前体不同于第一和第二前体。第三前体包括第三元素。第三元素不同于第一元素和第二元素。第三元素被结合到间隙填充流体中。
[0011]在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种选自烃、胺、酰胺、酰亚胺、硅烷、烷基硅烷、硅氧烷和硼烷。
[0012]在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括C；Si；Si和C；Si,C和O；Si,C和N；Si和N；Si；B和N；或者C,O和N。
[0013]在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括金属前体。金属前体包括金属。
[0014]在一些实施例中，金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系元素和后过渡金属。
[0015]在一些实施例中，金属前体选自金属卤化物、金属烷基、金属烯基、金属芳基、金属β
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二酮酸盐、金属醇盐和金属芳基氧化物。
[0016]在一些实施例中，等离子体间歇产生。
[0017]在一些实施例中，等离子体连续产生。
[0018]在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种被间歇地提供给反应室。
[0019]在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种被连续地提供给反应室。
[0020]在一些实施例中，本文所述的方法在至少
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25℃到至多150℃的温度下进行。
[0021]在一些实施例中，本文所述的方法在至少500Pa的压力下进行。
[0022]在一些实施例中，稀有气体选自He,Ne,Ar和Kr。
[0023]在一些实施例中，稀有气体是Ar。
[0024]在一些实施例中，该方法包括以下步骤：固化间隙填充流体，使得固化的间隙填充流体的碳浓度相对于未固化的间隙填充流体降低。
[0025]在一些实施例中，衬底包括半导体。
[0026]在一些实施例中，本文所述的方法包括一个或多个循环。循环包括间隙填充流体形成步骤和固化步骤。间隙填充流体形成步骤包括将反应气体引入反应室并在反应室中产生等离子体。
[0027]本文进一步描述了一种系统。系统包括反应室。反应室包括衬底支撑件和上电极。衬底支撑件包括下电极。系统还包括布置用于产生射频功率波形的射频功率源。系统还包括流体联接到反应室的气体注射系统。系统还包括用于将第一前体和可选的载气引入反应室的第一前体气体源。系统还包括用于将第二前体和可选的载气引入反应室的第二前体气体源。系统还包括排气装置。系统还包括控制器，其布置成使系统执行这里描述的方法。
[0028]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
[0029]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。
[0030]图1是等离子体增强原子层沉积(PEALD)设备的示意图，该设备适于沉积结构和/或执行根据本公开的至少一个实施例的方法。
[0031]图2(a)
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(b)示出了根据本公开的至少一个实施例可用的使用流通系统(FPS)的前体供应系统的示意图。
[0032]图3示出了这里描述的方法的实施例。
[0033]图4示出了这里描述的方法的实施例。
[0034]图5示出了使用本文描述的方法的实施例可实现的增强的构成控制。
[0035]图6(a)
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(c)示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
[0036]图7(a)
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(c)示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
[0037]图8(a)
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(b)示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
[0038]图9示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
[0039]图10(a)
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(c)示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
[0040]图11(a)
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(b)示出了使用本文所述方法的实施例获得的脉冲方案和实验结果。
[0041]图12示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
[0042]图13示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
[0043]图14示出了使用本文描述的方法的实施例获得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填充间隙的方法，包括：将衬底引入反应室，该衬底设置有间隙；将反应气体引入反应室，该反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体，第一前体不同于第二前体；并且在反应室中产生等离子体；从而形成至少部分填充间隙的间隙填充流体，其中，第一前体和第二前体各自具有至少50g/mol的摩尔质量。2.一种填充间隙的方法，包括：将衬底引入反应室，该衬底设置有间隙；将反应气体引入反应室，该反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体，第一前体不同于第二前体；并且在反应室中产生等离子体；从而形成至少部分填充间隙的间隙填充流体，其中，第一前体和第二前体包括碱金属、碱土金属、硼(B)、铝(Al)、碳(C)和硅(Si)中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一前体包含第一元素，其中，所述第二前体包含第二元素，其中第一元素和第二元素是不同的，并且其中第一元素和第二元素被结合到所述间隙填充流体中。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述反应气体还包括第三前体，其中第三前体不同于所述第一和第二前体，其中第三前体包含第三元素，其中第三元素不同于所述第一元素和第二元素，并且其中第三元素被结合到所述间隙填充流体中。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种选自烃、胺、酰胺、酰亚胺、硅烷、烷基硅烷、硅氧烷和硼烷。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种包含C；Si；Si和C；Si,C和O；Si,C和N；Si和N；Si；B和N；或者C,O和N。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种包括金属前体，该金属前体包括金属。8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系元素和后过渡金属。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述金属前体选自金属卤化物、金属烷基、金属烯基、金属芳基、金属β
‑
二酮酸盐、金...

【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，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：