System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 含硅层的沉积和蚀刻制造技术_技高网

含硅层的沉积和蚀刻制造技术

技术编号:44383837 阅读:0 留言:0更新日期:2025-02-25 09:58
一种基于硅的膜保形地沉积在特征中,并使用远程等离子体进行可控蚀刻。基于硅的膜可为非晶硅层或掺杂硅层,包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅。基于硅的膜可根据所期望的深度和几何形状利用远程等离子体通过调节以下蚀刻参数中的一或更多者而被部分地蚀刻:室压强、衬底温度、暴露时间、RF功率、气体组成以及气体组成的相对浓度。还提供用于沉积具有可调膜组成及密度的含硅膜的方法与装置,其中通过热原子层沉积或热化学气相沉积来形成含硅膜,并用致密化气体等离子体处理含硅膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、许多半导体设备制造工艺涉及形成基于硅的介电膜。基于硅的介电膜可包括含有一种元素硅;或两种元素,例如氧化硅、碳化硅或氮化硅;或三种元素,例如氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅;或四种元素,例如碳氮氧化硅的膜。根据目标深度和轮廓来沉积且蚀刻基于硅的介电膜可能特别具有挑战性。挑战也可包括使用基于硅的介电膜进行高深宽比特征的间隙填充。

2、基于硅的介电膜的一些沉积涉及热化学气相沉积(cvd)和/或热原子层沉积(ald)。在某些应用中,需要热沉积,但沉积条件可能受限于使用某些沉积前体。

3、这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。在此
技术介绍
部分中描述的范围内的当前指定的专利技术人的工作以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。


技术实现思路

1、一方面涉及处理衬底的方法,该方法包括:在该衬底的一或更多个凹入特征中保形地沉积含硅膜;以及通过使该衬底暴露于远程等离子体,将该含硅膜的至少一部分蚀刻至所期望的深度与所期望的轮廓中的至少一者。

2、在多种实施方案中,含硅膜包括非晶硅层。在多种实施方案中,保形地沉积含硅膜包括使含硅前体流动以吸附在衬底的表面上,以及使含硅前体热分解以形成非晶硅层。

3、在多种实施方案中,该含硅膜包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅。在多种实施方案中,保形地沉积该含硅膜包括:使含硅前体流动以吸附至该衬底的表面上;使该含硅前体热分解以形成非晶硅层;以及使该非晶硅层暴露于等离子体,以将该非晶硅层转化成氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅。

4、在多种实施方案中,保形地沉积含硅膜包括:通过热ald或热cvd,沉积该含硅膜;以及利用致密化气体等离子体处理该含硅膜。

5、在多种实施方案中,远程等离子体包括一或更多种等离子体活化物质,其包括氢、卤、烃、碳氟化合物或其组合的自由基。在多种实施方案中,该一或更多等离子体活化物质包括氢自由基。

6、在多种实施方案中,该蚀刻的该所期望的深度与该所期望的轮廓中的该至少一者是基于以下蚀刻参数中的一或更多者:室压强、衬底温度、暴露时间、气体组成、该气体组成的相对浓度、以及rf功率。在多种实施方案中,根据室压强调节所期望的蚀刻深度。在多种实施方案中,根据衬底温度调节蚀刻的所期望的深度。在多种实施方案中,根据rf功率调节蚀刻的所期望的深度。在多种实施方案中,根据气体组成的相对浓度调节蚀刻的所期望的轮廓。

7、在多种实施方案中,沉积含硅膜与蚀刻含硅膜的至少一部分发生在同一反应室中。

8、在多种实施方案中,该方法进一步包括:重复沉积与蚀刻操作,以用含硅间隙填充材料部分填充或完全填充衬底的该一或更多个凹入特征。

9、另一方面涉及处理衬底的方法,该方法包括:使基于硅烷的前体流动进入反应室中以吸附于该衬底的一或更多个凹入特征中,其中该衬底处于升高温度以使该基于硅烷的前体热分解并在该衬底的该一或更多个凹入特征中保形地沉积非晶硅层。该方法进一步包括在该反应室上游的远程等离子体室中产生远程等离子体,该远程等离子体包括氢、卤化物、烃、碳氟化合物或其组合的自由基;以及在该反应室中使该衬底暴露于该远程等离子体,以通过调节以下蚀刻参数中的一或更多者而将该一或更多凹入特征中的含硅层的至少一部分蚀刻至所期望的深度与所期望的轮廓中的至少一者:室压强、衬底温度、暴露时间、该远程等离子体的气体组成、该气体组成的相对浓度、以及rf功率。

10、在多种实施方案中,含硅层包括非晶硅层。

11、在多种实施方案中,含硅层包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅。

12、在多种实施方案中,远程等离子体包括氢自由基。

13、在多种实施方案中,基于硅烷的前体包括硅烷、乙硅烷或丙硅烷。

14、在多种实施方案中,该方法进一步包括:重复沉积与蚀刻操作,以用含硅间隙填充材料部分填充或完全填充衬底的该一或更多个凹入特征。

15、另一方面涉及处理容纳于处理室中的衬底的方法,该方法包括:在衬底温度低于约700℃下,将含硅前体和反应物引入该处理室以在没有点燃等离子体的情况下在该衬底上方形成含硅膜;在形成该含硅膜之后,执行等离子体处理操作,该等离子体处理操作包括:停止该含硅前体的流动和该反应物的流动;将致密化气体引入该处理室;以及点燃等离子体以处理该含硅膜;以及在该等离子体处理操作期间调节该含硅前体、该反应物或工艺条件中的至少一者,以至少改变该含硅膜的组成或密度,从而形成经处理的含硅膜。

16、在多种实施方案中,在含硅膜形成至约至约或约至约厚度之后执行等离子体处理操作。

17、在多种实施方案中,该方法还可包括停止等离子体处理操作并引入含硅前体和反应物以在经处理的含硅膜上方形成额外含硅膜。

18、在多种实施方案中,同时引入含硅前体和反应物。

19、在多种实施方案中,含硅前体与反应物以时间上分开的脉冲引入。

20、在多种实施方案中,该方法还可包括在形成含硅膜与执行等离子体处理操作之间清扫处理室。

21、在多种实施方案中,含硅膜选自由碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、碳氮化硅及其组合所组成的群组。

22、在多种实施方案中,该方法进一步包括通过将衬底暴露于远程等离子体以蚀刻含硅膜的至少一部分。

23、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,等离子体是原位产生的。

24、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,第一等离子体和第二等离子体是使用单频等离子体产生器来点燃。

25、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,等离子体是使用双频等离子体产生器来点燃。

26、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,反应物选自由氧、臭氧、过氧化物、一氧化二氮、一氧化氮、氮、氨、肼及其组合所组成的群组。

27、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,含硅膜的密度为至少约2.0g/cm3至约2.6g/cm3。

28、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,等离子体处理操作在低于约700℃的温度下执行。在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,等离子体处理操作在低于约650℃的温度下执行。

29、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,含硅膜形成在具有至少约5:1深宽比的特征中。

30、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,含硅膜是使用热原子层沉积来沉积。

31、在多种实施方案中以及一些任何上述实施方案中,含硅膜是使用热化学气相沉积来沉积。

32、另一方面涉及用于处理衬底的装置,该装置包括:一或更多个处理室,每一处理室包括卡盘;通向该处理室内的一或更多个气体入口和相关的流量控制硬件;以及控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种处理衬底的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述含硅膜包括非晶硅层。

3.根据权利要求1所述的方法,其中所述含硅膜包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅。

4.根据权利要求3所述的方法,其中保形地沉积所述含硅膜包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其中保形地沉积所述含硅膜包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其中所述蚀刻的所述所期望的深度与所述所期望的轮廓中的所述至少一者是基于以下蚀刻参数中的一或更多者:室压强、衬底温度、暴露时间、气体组成、所述气体组成的相对浓度、以及RF功率。

7.一种处理衬底的方法,所述方法包括:

8.一种处理容纳于处理室中的衬底的方法,所述方法包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其还包括:

10.一种处理衬底的装置,所述装置包括:

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种处理衬底的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述含硅膜包括非晶硅层。

3.根据权利要求1所述的方法,其中所述含硅膜包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅。

4.根据权利要求3所述的方法,其中保形地沉积所述含硅膜包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其中保形地沉积所述含硅膜包括:

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨诺亚王宇希龚波安德鲁·约翰·麦克罗张净云
申请(专利权)人:朗姆研究公司
类型:发明
国别省市:

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