[发明专利]用于使用保护阻挡物层制造半导体结构的设备和方法

说明书

提供形成包括含硅(Si)层或硅锗(SiGe)层的半导体结构的方法。此方法包括在半导体结构之上沉积保护阻挡物(例如，衬垫)层，在衬垫层之上形成可流动介电层，以及将可流动介电层暴露于高压蒸气。一种群集系统包括配置以形成半导体结构的第一沉积腔室、配置以执行衬垫沉积工艺以形成衬垫层的第二沉积腔室、配置以在衬垫层之上形成可流动介电层的第三沉积腔室、配置以将可流动氧化物层暴露于高压蒸气的退火腔室。

背景技术

技术领域

本公开内容的实施例总体上涉及用于使用保护阻挡物(例如，衬垫)层制造半导体结构的方法和设备。

对相关技术的描述

形成在半导体器件中的沟槽的宽度已经变窄至使得沟槽深度比上沟槽宽度的深宽比变得高到足以使得以介电材料填充沟槽成为具有挑战性。在低温下沉积并在高压蒸气下退火的可流动介电材料(诸如硅氧化物(SiOx))可以用有质量的氧化物材料来填充高深宽比沟槽，而不形成任何缝隙或孔洞。然而，暴露至蒸气的任何下方材料(诸如硅(Si))可以转变为氧化物材料，这影响下方层的品质。转变的氧化物的厚度可为数埃例如，当暴露于高压蒸气时，硅锗(SiGe)材料可能特别地易于遭受氧化。

因此，本领域中有着对于解决上述问题的制造方法和设备的需求。

发明内容

本公开内容的实施例总体上涉及用于使用保护阻挡物(例如，衬垫)层来制造半导体的方法和设备。

在一个实施例中，提供一种用于处理基板的方法。此方法包括在基板上形成半导体结构，其中半导体结构包括含硅(Si)层或硅锗(SiGe)层。此方法也包括执行衬垫沉积工艺以在半导体结构之上形成衬垫层。此方法也包括执行可流动层沉积工艺以在衬垫层之上沉积可流动层。此方法也包括通过将可流动层的表面暴露于高压蒸气来执行退火工艺，其中衬垫层防止在退火工艺期间的下方含Si层或SiGe层的氧化，衬垫层的至少一部分通过在退火工艺期间的氧化从而逐渐减少。

在另一实施例中，提供一种能处理基板的群集系统。此群集系统包括第一沉积腔室，所述第一沉积腔室配置以在基板上形成半导体结构，其中半导体结构包括含硅(Si)层或硅锗(SiGe)层。第二沉积腔室配置以在半导体结构之上形成衬垫层。第三沉积腔室配置以在衬垫层之上形成可流动层。退火腔室配置以通过将可流动氧化物层暴露于高压蒸气来执行退火工艺，其中衬垫层防止在退火工艺期间的下方含Si层或SiGe层的氧化。衬垫层的至少一部分通过在退火工艺期间氧化从而逐渐减少。

附图说明

为了可详细地理解本公开内容的上述特征，可通过参照实施例，某些实施例示出在附图中，从而获得简短总结于上的本公开内容的更具体的说明。然而，将注意到附图仅示出本公开内容的典型实施例，且因而不被认为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可允许其他等效的实施例。

图1示出显示根据本公开内容的实施例的在半导体结构之上形成可流动介电层的制造工艺的流程图。

图2A至图2E示出根据本公开内容的实施例的在图1的每一个制造操作执行之后的半导体结构的一部分的示意性剖面视图。

图3示出根据本公开内容的实施例的在执行退火工艺之后具有多个层的各种组合沉积于其上的半导体结构的示意性剖面视图。

图4为根据本公开内容的实施例的可用于执行参照图1所描述的制造工艺的处理系统的示意性顶视图。

为了易于理解，已经尽可能地使用相同的附图标记指示附图中共通的相同元件。料想到公开在一个实施例中的元件可以有利地使用在其他实施例中而无需特定叙述。

具体实施方式