使用电容耦合等离子体的氧化硅间隙填充制造技术

示例性沉积方法可包括经由半导体处理腔室的面板将前驱物引入半导体处理腔室的处理区域中。所述方法可包括使含氧前驱物从半导体处理腔室的基座下方流入处理区域。基座可支撑基板。基板可在基板的表面中限定沟槽。所述方法可包括在半导体处理腔室的处理区域中形成前驱物的第一等离子体。所述方法可包括在沟槽内沉积第一氧化物膜。所述方法可包括在处理区域中形成第二等离子体。所述方法可包括在使含氧前驱物流动的同时蚀刻第一氧化物膜。所述方法可包括在处理区域中重新形成第一等离子体。所述方法也可包括在经蚀刻的氧化物膜上沉积第二氧化物膜。第二氧化物膜。第二氧化物膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用电容耦合等离子体的氧化硅间隙填充
相关申请的交叉引用
[0001]本申请主张于2020年11月18日提交的题为“SILICON OXIDE GAP FILL USING CAPACITIVELY COUPLED PLASMAS(使用电容耦合等离子体的氧化硅间隙填充)”的美国专利申请第16/951,495号的权益和优先权，该美国专利申请通过引用以其全文并入本文。


[0002]本技术涉及半导体工艺和腔室部件。更具体地，本技术涉及修改的部件和沉积方法。

技术介绍

[0003]通过在基板表面上产生复杂图案化材料层的工艺使得集成电路成为可能。在基板上产生图案化材料需要形成和移除暴露的材料的受控方法。随着设备大小持续缩小，沟槽可接近比在单次沉积操作中填充沟槽时典型沉积工艺可在沟槽内形成空隙的特性尺寸或纵横比更小的特性尺寸或纵横比。在沉积方法期间，化学气相沉积工艺可沉积氧化物膜，所述氧化物膜包括沟槽中的空隙体积，所述空隙体积可影响设备质量。
[0004]因此，存在对能够用于生产高质量设备和结构的改进的系统和方法的需要。本技术解决了这些和其他需要。

技术实现思路

[0005]示例性沉积方法可包括经由半导体处理腔室的面板将前驱物引入半导体处理腔室的处理区域中。所述方法可包括使含氧前驱物从半导体处理腔室的基座下方流入处理区域。基座可支撑基板。基板可在基板的表面中限定沟槽。所述方法可包括在半导体处理腔室的处理区域中形成前驱物的第一等离子体。所述方法可包括在沟槽内沉积第一氧化物膜。所述方法可包括在处理区域中形成第二等离子体。所述方法可包括在使含氧前驱物流动的同时蚀刻第一氧化物膜。所述方法可包括钝化经蚀刻的氧化物膜。所述方法可包括在处理区域中重新形成第一等离子体。所述方法也可包括在经蚀刻的氧化物膜上沉积第二氧化物膜。
[0006]在一些实施例中，使含氧前驱物流入处理区域中可包括以至少5slm的流率使氧气流入半导体处理腔室。第一等离子体可以是或包括电容耦合等离子体。第一等离子体可以在半导体处理腔室的基座与面板之间撞击。第二等离子体可以是或包括电容耦合等离子体。第二等离子体可以在基座与面板之间撞击。蚀刻经沉积的氧化物膜可包括净化半导体处理腔室，将蚀刻剂气体引入处理区域，以及在处理区域中形成蚀刻剂气体的第二等离子体。净化半导体处理腔室可包括熄灭第一等离子体，以及在处理区域中将前驱物和含氧前驱物换成蚀刻剂气体。蚀刻剂气体可以是或包括含氟气体。前驱物可以是或包括硅烷。
[0007]本技术的一些实施例可涵盖沉积方法。所述方法可包括将前驱物引入半导体处理腔室的处理区域中。所述方法可包括在处理区域中在半导体处理腔室的面板与基座之间形
成等离子体。基座可以支撑在基板的表面中限定沟槽的基板。所述方法可包括在沟槽中沉积第一氧化物膜。所述方法可包括将基座与面板之间的间距从第一间距修改为第二间距。所述方法可包括蚀刻第一氧化物膜。所述方法可包括将基座与面板之间的间距从第二间距修改为第一间距。所述方法可包括在处理区域中重新形成等离子体。所述方法也可包括在经蚀刻的氧化物膜上沉积第二氧化物膜。
[0008]在一些实施例中，第一间距可以是至少200密耳。第二间距可小于340密耳。第一间距可小于340密耳。第二间距可以是至少200密耳。前驱物可以是或包括原硅酸四乙酯。等离子体可以是第一等离子体。蚀刻沉积的氧化物膜可包括净化半导体处理腔室，使氧气从基座下方流动，将蚀刻剂气体引入处理区域中，以及在处理区域中形成第二等离子体。卤素前驱物可以是或包括三氟化氮。第二等离子体可以是电容耦合等离子体。第二等离子体可以在基座与面板之间撞击。
[0009]本技术的一些实施例可包括沉积方法。所述方法可包括经由半导体处理腔室的面板使前驱物流入半导体处理腔室的处理区域。前驱物可以是或包括硅源气体和惰性气体。所述方法可包括在处理区域中在半导体处理腔室的面板与基座之间形成等离子体，所述基座支撑基板。所述方法可以包括在基板上沉积第一氧化物膜。所述方法可包括在维持惰性气体流动的同时中止硅源气体的输送。所述方法可包括在等离子体活跃的同时使蚀刻剂气体流入处理区域。所述方法可包括在处理区域中通过等离子体蚀刻第一氧化物膜。所述方法可包括在惰性气体流动的同时停止蚀刻剂气体。所述方法可包括在等离子体活跃的同时使硅源气体流动。所述方法也可包括在经蚀刻的氧化物膜上沉积第二氧化物膜。
[0010]在一些实施例中，等离子体可以是电容耦合等离子体。等离子体可在基座与面板之间撞击。所述方法可以进一步包括在蚀刻第一氧化物膜之前，使含氧前驱物从基座下方流入处理区域。使含氧前驱物流入处理区域可包括以至少5slm的流率使氧气流入半导体处理腔室。在沉积第一氧化物膜和第二氧化物膜的同时，可以使基座和面板以至少200密耳的间距分隔开。
[0011]与常规系统和技术相比，这种技术可以提供许多益处。例如，所述方法和系统可以在高纵横比沟槽内提供氧化物膜。以此方式，本技术的实施例的操作可以产生改进的CMOS工艺，改进的CMOS工艺可促进更小的半导体特征的制造。此外，例如通过减少腔室表面的蚀刻或通过提供基板表面对等离子体产生的物质的改进的暴露，所述方法和系统可以提供沉积
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蚀刻
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沉积工艺的改进的均匀性。结合以下描述和附图，更详细地描述了这些和其他实施例连同它们的许多优点和特征。
附图说明
[0012]通过参考说明书的剩余部分和附图，可以实现对所公开的技术的本质和优点的进一步理解。
[0013]图1示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理腔室的示意性横截面图。
[0014]图2示出了根据本技术的一些实施例的沉积方法中的示例性操作。
[0015]图3A
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图3D示出了根据本技术的一些实施例的沉积方法中的操作期间的示例性处理腔室的示意图。
[0016]附图中的若干图作为示意图被包括。应当理解的是，附图用于说明性目的，并且除
非特别声明是按比例的，否则不被视为是按比例的。此外，作为示意图，附图被提供以帮助理解，并且与现实表示相比，附图可以不包括所有方面或信息，并且可包括用于说明性目的的夸大材料。
[0017]在所附附图中，相似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种部件可以通过在附图标记后面加上在相似的部件之间进行区分的字母来区分。如果说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同第一附图标记的相似部件中的任何一个相似部件，而无论字母为何。
具体实施方式
[0018]在诸如氧化物材料的材料沉积期间，等离子体增强沉积可以在喷头或气体分配器与基板支撑件之间产生局部等离子体。随着前驱物在等离子体中被激活，沉积材料可形成并沉积在基板上。在基板限定凹陷的特征(诸如沟槽或间隙)的情况下，由此产生的沉积材料可以沉积在基板上作为桥接在凹陷的特征上的保形涂层。在此类情况下，保形涂层可使凹陷的特征不被填充，从而限制涂覆工艺用于制造间隙填充结构的有效性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种沉积方法，所述方法包括：经由半导体处理腔室的面板将前驱物引入所述半导体处理腔室的处理区域中；使含氧前驱物从所述半导体处理腔室的基座下方流入所述处理区域中，其中所述基座支撑基板，并且其中所述基板在所述基板的表面中限定沟槽；在所述半导体处理腔室的所述处理区域中形成所述前驱物的第一等离子体；在所述沟槽内沉积第一氧化物膜；在所述处理区域中形成第二等离子体；在使所述含氧前驱物流动的同时蚀刻所述第一氧化物膜；钝化所述经蚀刻的氧化物膜；在所述处理区域中重新形成所述第一等离子体；以及在所述经蚀刻的氧化物膜上沉积第二氧化物膜。2.如权利要求1所述的沉积方法，其中使所述含氧前驱物流入所述处理区域中包括：以至少5slm的流率使氧气流入所述半导体处理腔室中。3.如权利要求1所述的沉积方法，其中所述第一等离子体是电容耦合等离子体，并且其中所述第一等离子体在所述半导体处理腔室的所述基座与所述面板之间撞击。4.如权利要求1所述的沉积方法，其中所述第二等离子体是电容耦合等离子体，并且其中所述第二等离子体在所述基座与所述面板之间撞击。5.如权利要求1所述的沉积方法，其中蚀刻所述沉积的氧化物膜包括：净化所述半导体处理腔室；将蚀刻剂气体引入所述处理区域中；以及在所述处理区域中形成所述蚀刻剂气体的所述第二等离子体。6.如权利要求5所述的沉积方法，其中净化所述半导体处理腔室包括：熄灭所述第一等离子体；以及在所述处理区域中将所述前驱物和所述含氧前驱物换成所述蚀刻剂气体。7.如权利要求5所述的沉积方法，其中所述蚀刻剂气体包括含氟气体。8.如权利要求1所述的沉积方法，其中所述前驱物包括硅烷。9.一种沉积方法，所述方法包括：将前驱物引入半导体处理腔室的处理区域中；在所述处理区域中在所述半导体处理腔室的面板与基座之间形成电容耦合等离子体，所述基座支撑基板，所述基板在所述基板的表面中限定沟槽；在所述沟槽中沉积第一氧化物膜；将所述基座与所述面板之间的间距从第一间距修改为第二间距；蚀刻所述第一氧化物膜；将所述基座与所述面板之间的所述间距从所述第二间距修改为所述第一间距；在所述处理区域中重新形成所述等离子体；以及在所述经蚀刻的氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：