[发明专利]氮化硅膜的高压处理

说明书

涉及处理在工件上的氮化硅膜的工艺的方法和系统，包括：在腔室中支撑工件，将胺气引入腔室中且建立至少5个大气压的压力；并且当腔室中的压力是至少5个大气压时，将工件上的氮化硅膜暴露于胺气。

技术领域

本发明涉及在诸如半导体晶片的工件上的氮化硅层的高压处理。

背景技术

微电子电路和其他微尺度器件通常是通过在基板或晶片上顺序沉积和图案化多个层来制造，诸如在硅或其他半导体材料晶片上。对于一些应用，绝缘膜、例如是氮化硅，被沉积在基板上以形成蚀刻终止层、掩模层，或栅极间隔层。

对于一些层，为了实现所需材料性质，基板通常经受退火工艺，在所述退火工艺中，基板常常被快速加热至约200℃至500℃，且更典型地至300℃至400℃。基板被保持在所述温度达相对短的时间，例如60至300秒。基板随后可快速地冷却，其中整个过程通常仅花费几分钟。退火可用于改变基板上的层的材料性质。退化也可用于活化掺杂剂、驱动基板上的膜之间的掺杂剂、改变膜对膜或膜对基板界面、致密化沉积的膜，或修复来自离子注入的损坏。

发明内容

在一方面中，处理在工件上的包括氮化硅键的电介质膜包括：在腔室中支撑工件，所述工件具有包括氮化硅键的电介质膜；将胺气引入腔室中；在腔室中建立至少5个大气压的压力；并且当腔室中的压力为至少5个大气压时，将包括氮化硅的电介质膜暴露于胺气。

此方面的其他实施方式包括被配置以执行方法的动作的对应系统、装置，以及在计算机存储设备上编码的计算机程序。

所述和其他实施方式可各自可选地包括以下特征中的一或多个。

电介质膜的温度可升高至介于200℃与500℃之间。可通过将用于腔室中的工件的支撑件维持在升高的温度来升高氮化硅膜的温度。电介质膜的温度可在腔室中建立至少5个大气压的压力之前升高。

在腔室中建立压力可包括在腔室中引入胺气。在一些实现方式中，胺气包括氨气。胺气可包括甲胺气体和/或二甲胺气体。在一些实现方式中，电介质膜被暴露于胺气达至少5分钟且不超过一小时。

电介质膜可以是在制造中的鳍式场效晶体管(fin field-effect transistor；FinFET)的一部分。

在另一方面中，一种在工件上形成电介质材料的方法包括：通过可流动化学气相沉积(flowable chemical vapor deposition；FCVD)在工件上沉积包括氮化硅键的电介质膜；并且当腔室中的压力为至少5个大气压时，将包括氮化硅键的电介质膜暴露于腔室中的胺气。在一些实现方式中，电介质膜在工件上的沉积是在低于380℃的温度下。

在另一方面中，退火系统包括：腔室主体，界定腔室；支撑件，用于利用暴露于腔室中的环境的工件的外表面来保持工件；机器人，用于将工件插入腔室中；气源，用以提供胺气至腔室；压力源，耦接至腔室以将腔室中的压力升高至至少5个大气压；和控制器，耦接至机器人、气源和压力源。控制器被配置以致使机器人运输在其上具有电介质膜的工件至腔室中，致使气源供应胺气至腔室，并且致使压力源当工件保持在腔室中的支撑件上时将腔室中的压力升高至至少5个大气压。

退火系统可包括加热器，以将支撑件上的工件的温度升高至250℃至500℃之间。加热器可包括嵌入在支撑件中的电阻式加热器，和/或加热器可为在腔室主体的壁中的辐射加热器，所述辐射加热器被定位以照射支撑件上的工件。压力源可包括泵。