[发明专利]利用注入的可流动膜性质调谐

说明书

相关申请

本专利申请主张于2014年9月12日提出的标题为“利用注入的可流动膜性质调谐(FLOWABLE FILM PROPERTIES TUNING USING IMPLANTATION)”的美国非临时专利申请第14/485,505号的申请的优先权权益，所述美国申请在此以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本发明的实施方式涉及电子器件制造的领域，尤其是涉及修改介电层的性质。

背景技术

电介质材料被广泛使用于半导体产业中，用以生产尺寸不断缩小的电子器件。一般来说，电介质材料被用来作为缝隙填充膜、浅沟槽隔离(STI)、通孔填充物、掩模、栅介质、或作为其他的电子器件特征。

一般来说，二氧化硅(SiO₂)是电介质材料。典型地，使用化学气相沉积(CVD)工艺沉积、被用作缝隙填充膜的SiO₂具有不良的密度(约1.5g/cm³)。目前，有两种固化工艺(臭氧固化工艺和在500℃的蒸汽退火工艺)被用来改良沉积薄膜的密度。然而，这两种额外的工艺会导致技术上的挑战。蒸汽退火工艺具有图案密度依赖性。典型地，在蒸汽退火工艺固化之后，在图案空旷(ISO)区域中的SiO₂膜密度大于在图案密集区域中的SiO₂膜密度。这种不均匀的膜质量导致横跨不同的图案区域有非常不同的蚀刻结果。

此外，500℃蒸汽退火会导致膜收缩并增加薄膜应力。图案的ISO区域和密集区域之间的不同薄膜密度和应力会在蚀刻中引起剧烈的负载效应。特别是在密集图案区域中，高的应力通常会造成破裂、薄膜剥离或上述两者。此外，薄膜收缩和高薄膜应力会在深沟槽和通孔填充及其他应用中明显妨碍电介质薄膜。

发明内容

本发明描述了用以调谐可流动层的性质的方法和设备。在一个实施方式中，物种被供应到基板上的可流动层。通过将物种注入到可流动层来修改可流动层的性质。所述性质包含密度、应力、薄膜收缩率、蚀刻选择性或上述的任意组合。

在一个实施方式中，物种被供应到基板上的可流动层。通过将物种注入到可流动层来修改可流动层的性质。所述性质包含密度、应力、薄膜收缩率、蚀刻选择性或上述的任意组合。所述可流动层作为绝缘填充层、硬掩模层或上述两者。

在一个实施方式中，物种被供应到基板上的可流动层。通过将物种注入到可流动层来修改可流动层的性质。所述性质包含密度、应力、薄膜收缩率、蚀刻选择性或上述的任意组合。调整物种的温度、能量、剂量及质量中的至少一个，以控制可流动层的所述性质。

在一个实施方式中，物种被供应到基板上的可流动层。通过将物种注入到可流动层来修改可流动层的性质。所述性质包含密度、应力、薄膜收缩率、蚀刻选择性或上述的任意组合。所述物种包含硅、氢、锗、硼、碳、氧、氮、氩、氦、氖、氪、氙、氡、砷、磷或上述的任意组合。

在一个实施方式中，多个鳍结构被形成在基板上。可流动层被填充在所述多个鳍结构之间。可流动层被氧化。物种被供应到可流动层。通过将物种注入到可流动层来修改可流动层的性质。所述性质包含密度、应力、薄膜收缩率、蚀刻选择性或上述的任意组合。至少一部分的经修改可流动层被去除。

在一个实施方式中，图案化基板上的硬掩模层以形成多个沟槽。将可流动层填入多个沟槽中。物种被供应到可流动层。通过将物种注入到可流动层来修改可流动层的性质。所述性质包含密度、应力、薄膜收缩率、蚀刻选择性或上述的任意组合。修改之后，去除图案化硬掩模层，同时使可流动层的多个部分保持完整。

在一个实施方式中，基板上的可流动层被氧化。物种被供应到可流动层。通过将物种注入到可流动层来修改可流动层的性质。所述性质包含密度、应力、薄膜收缩率、蚀刻选择性或上述的任意组合。

在一个实施方式中，将可流动层沉积在基板上的多个特征上。将物种注入到可流动层，以提高可流动层的密度。调整物种的温度以控制可流动层的密度。

在一个实施方式中，将可流动层沉积在基板上的多个特征上。所述多个特征包含鳍结构。将保护层沉积在鳍结构上。将物种注入到可流动层，以提高可流动层的密度。调整物种的温度以控制可流动层的密度。

在一个实施方式中，将可流动层沉积在基板上的多个特征上。将可流动层氧化。将物种注入到可流动层，以提高可流动层的密度。调整物种的温度以控制可流动层的密度。