[发明专利]提高用于无孔间隙填充的介电膜质量的方法和系统

权利要求书

1.一种用于在基板上形成氧化硅层的方法，该方法包括：

提供基板；

形成覆盖至少一部分基板的第一氧化硅层，该第一氧化硅层包括剩余水、羟基和碳种类物质；

将第一氧化硅层暴露于多种含硅种类物质，多种含硅种类物质中的至少一部分与至少一部分剩余水和羟基反应或者被热分解以形成部分地与第一氧化硅层混合的多种非晶硅成分；

在氧化环境中退火部分地与多种非晶硅成分混合的第一氧化硅层以在基板上形成第二氧化硅层，其中至少一部分非晶硅成分被氧化以成为部分第二氧化硅层，且其中在第二氧化硅层中的未反应的剩余羟基和碳种类物质被基本去除。

2.如权利要求1的方法，其特征在于，使用含硅前体和含氧前体的化学气相沉积来沉积第一氧化硅层，该含氧前体包括由远程等离子体源产生的原子氧。

3.如权利要求1的方法，其特征在于，至少部分第一氧化硅层形成在浅沟槽隔离结构中。

4.如权利要求1的方法，其特征在于，在10m乇至600乇的压力下、室温至900℃的温度下，执行将第一氧化硅层暴露于多种含硅种类物质，执行持续时间为1秒至3小时。

5.如权利要求4的方法，其特征在于，含硅种类物质包括线性聚硅烷、环状聚硅烷、二氯硅烷或四氯硅烷。

6.如权利要求5的方法，其特征在于，所述线性聚硅烷包括硅烷、二硅烷、和更高级的同系物中的至少一种。

7.如权利要求5的方法，其特征在于，所述环状聚硅烷包括环戊二烯硅烷。

8.如权利要求4的方法，其特征在于，多种含硅种类物质用惰性气体稀释。

9.如权利要求1的方法，其特征在于，氧化环境包括室温至900℃下的蒸汽，室温至600℃下的臭氧，室温至900℃下的分子氧，或者在室温至600℃下的来自远程等离子体源的原子氧。

10.如权利要求1的方法，其特征在于，退火在快速热处理室中进行。

11.一种在基板上形成氧化硅层的方法，该方法包括：

提供基板；

形成多个双层直到达到目标厚度，其中形成每个双层包括在至少部分基板上沉积非晶硅层，以及沉积覆盖非晶硅层的第一氧化硅层，该第一氧化硅层包括羟基和碳种类物质；

在氧化环境中退火覆盖非晶硅层的第一氧化硅层以在基板上形成第二氧化硅层，其中非晶硅层被氧化以成为部分的第二氧化硅层，在第二氧化硅层中的羟基和碳种类物被基本去除。

12.如权利要求11的方法，其特征在于，非晶硅层使用选自由线性聚硅烷、环状聚硅烷、烷基硅烷、二氯硅烷、四氯硅烷构成的组中的至少一种前体，通过热CVD工艺、等离子体CVD工艺、等离子体喷射工艺或者热线CVD工艺进行沉积。

13.如权利要求12的方法，其特征在于，所述线性聚硅烷包括硅烷、二硅烷、和更高级的同系物中的至少一种。

14.如权利要求12的方法，其特征在于，所述环状聚硅烷包括环戊二烯硅烷。

15.如权利要求12的方法，其特征在于，所述烷基硅烷甲基硅烷、三甲基硅烷和四甲基硅烷中的至少一种。

16.如权利要求11的方法，其特征在于，非晶硅层包括共形的以随着包括浅沟槽隔离结构的基板结构形状的富硅自组装单层。

17.如权利要求11的方法，其特征在于，在每一个交替沉积循环中形成覆盖非晶硅层的第一氧化硅层包括用含硅前体和由远程等离子体源产生的原子氧、使用化学气相沉积来沉积5至500埃的氧化硅膜。

18.如权利要求11的方法，其特征在于，退火工艺是在氧化环境中进行的快速热处理，所述氧化环境包括下述物质中的一种：室温至900℃的蒸汽、室温至600℃的臭氧、室温至900℃的分子氧、室温至600℃的来自远程等离子体源的原子氧。