[发明专利]集成工艺调制一种利用HDP－CVD间隙填充的新型方法

权利要求书

1.一种用于填充在衬底上形成的金属沉积前的沟槽的方法，包括，

执行循环，该循环包括：

在高密度化学气相沉积腔室中在冷却至低于400℃的衬底上沉积层，以及

在所述腔室内蚀刻所述衬底上的部分所沉积的层；以及

以预设循环次数重复沉积所述层和蚀刻部分所述层的所述循环。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，重复沉积所述层和蚀刻部 分所述层的所述循环包括建立与用于一个或多个起始循环中相同的工艺条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括流入背部冷却气体 以冷却与所述衬底热耦合的平台。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积所述层包括产生包括 沉积气体和溅射气体的等离子体，其中沉积与溅射之比为在10：1到60：1 的范围内。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个连续的沉积和蚀刻循 环包括降低由所述层填充的沟槽的孔径比。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

沉积所述层包括在靠近所述沟槽的开口、所述沟槽的侧壁上、以及所述沟 槽的底部上沉积材料；以及

蚀刻包括从靠近所述沟槽的开口处去除的沉积材料比从所述沟槽的底部 去除的材料相对更多。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蚀刻包括形成氢和氦 中的一种或多种以及含氟气体构成的等离子体。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蚀刻部分所沉积的层包括 去除所述层的5-30％的沉积厚度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蚀刻包括允许所述衬底加 热至温度高于沉积温度。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蚀刻包括各向异性蚀刻和 各向同性蚀刻的多步骤蚀刻。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一蚀刻循环中蚀刻的 部分所沉积的层大于后续蚀刻循环中蚀刻的部分所沉积的层。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用终点技术终止在第一 沉积-蚀刻循环中蚀刻部分所沉积的层的过程，以及计时终止在后续沉积-蚀刻 循环中蚀刻部分所沉积的层的过程。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，在重复所述沉积 -蚀刻循环之前，形成氩、氢和氦的一种或多种以及氧构成的等离子体。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在重复所述沉积 -蚀刻循环之前，形成氢的溅射等离子体。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积所述层包括将所述衬 底冷却至低于300℃，进一步包括，在重复预设循环次数的所述沉积-蚀刻循 环之后，加热所述衬底以减少所述层中的水分。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在重复预设 循环次数的所述沉积-蚀刻循环之后，沉积覆盖层。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，加热所述衬底包括在所 述腔室中产生沉积气体或一种或多种惰性气体构成的高功率等离子体。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括，在开始所述 沉积-蚀刻循环之前，利用富硅沉积物时效处理所述腔室以避免用于蚀刻部分 所述层的蚀刻气体损坏所述腔室。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，时效处理所述腔室包括 在所述腔室内沉积所述层的沉积厚度的4-20倍厚度的沉积物。

20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积所述层包括在每个循 环中沉积小于的厚度。

21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蚀刻部分所述层包括形成 一种或多种含氟碳物质蚀刻气体构成的等离子体。