[发明专利]SiOC膜的氧化还原

说明书

在此描述的实施例总体上涉及在沟槽之上形成可流动低k介电层的方法，所述沟槽形成于图案化基板的表面上。所述方法包括：将含硅和碳前驱物传递至基板处理腔室的基板处理区域中达第一时间段和第二时间段；使含氧前驱物流进等离子体源的远程等离子体区域中，同时点燃远程等离子体以形成自由基氧前驱物；在经过所述第一时间段之后且于所述第二时间段期间，使所述自由基氧前驱物以第二流速流进所述基板处理区域；以及在经过所述第二时间段之后，将所述含硅和碳介电前驱物暴露至电磁辐射达第三时间段。

背景技术

技术领域

本公开内容的实施例总体上涉及可流动的间隙填充膜及其制造工艺，更详细而言，涉及形成基于碳氧化硅(SiOC)的可流动膜及减少其中的氧化。

相关技术的描述

在包括浅沟槽隔离(STI)、金属间介电(IMD)层、层间介电(ILD)层、金属前介电(PMD)层、钝化层等等的微型化半导体元件的制造中，必须使用绝缘材料来填充高深宽比的间隙。随着晶体管的特征尺寸以及它们之间的空间已降至20nm或更小，且热预算减少，此种微小且高深宽比的特征的无空隙填充变得越来越有挑战性。在已开发用于填充间隙和沟槽的技术中的一者中，将液相的介电前驱物传递到间隙和沟槽中，随后硬化为固相的介电膜(称为可流动膜或间隙填充膜))，在常规上所述硬化是通过蒸汽退火、热压和高温烧结达成。在许多例子中，在介电膜形成工艺中所用的介电前驱物中的化学结构包括可移除的化学基团，从而在硬化后的介电膜中留下孔隙或引起介电膜的皱缩。再者，高温下的常规硬化工艺不可避免地增加了介电膜内的氧化。因此，需要仔细选择化学处理方法，以形成具有低模数和粘度的柔软的可流动膜，以确保间隙和沟槽的无空隙填充和减少的氧化，以用于诸如相变存储器和集成电路的产线后端(BEOL)部分的元件中的应用。

再者，需要可流动膜有改进的机械性质(诸如改进的相对于热氧化物的湿蚀刻速率WERR(2:1))以及与热氧化物相等或比热氧化物少的介电常数和低内应力。

发明内容

在本文描述的实施例总体上涉及基板处理设备与基板的表面上形成介电层的方法。本公开内容的实施例可进一步提供一种在沟槽之上形成低k介电可流动膜的方法，所述沟槽形成于图案化基板的表面上。所述方法包括：将含硅和碳(silicon and carboncontaining)前驱物传递至基板处理腔室的基板处理区域中达第一时间段和第二时间段；使含氧前驱物流进等离子体源的远程等离子体区域中，同时点燃远程等离子体以形成自由基氧前驱物；在经过所述第一时间段之后且于所述第二时间段期间，使所述自由基氧前驱物以第二流速流进所述基板处理区域；和在经过所述第二时间段之后，将所述含硅和碳介电前驱物暴露至电磁辐射达第三时间段。

本公开内容的实施例可以进一步提供一种在沟槽之上形成低k可流动介电膜的方法，所述沟槽形成于图案化基板的表面上。所述方法包括：以第一流速将含硅和碳前驱物传递至第一基板处理腔室的基板处理区域中达第一时间段和第二时间段；使含氧前驱物流入等离子体源的远程等离子体区域，同时点燃远程等离子体以形成自由基氧前驱物；在经过第一时间段之后并且在第二时间段期间，以第二流速使所述自由基氧前驱物流进所述基板处理区域中；以及在经过第二时间段之后，将所述含硅和碳前驱物暴露于电磁辐射达第三时间段，同时所述图案化基板维持在40℃至500℃之间的温度，其中所述电磁辐射是以第一波长并且以第一功率提供。

附图说明

为了能够详细理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施例(其中一些于附图中说明)而获得上文简要总结的本公开内容的更特定的描述。然而，应注意，附图仅说明本公开内容的典型实施例，因此不应被认为是对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施例。

图1是示出根据一个实施例的形成基于碳氧化硅(SiOC)的可流动膜且减少其中的氧化的沉积系统中的所选步骤。

图2是根据一个实施例的沉积腔室和固化腔室的系统的示意图。

图3A是根据一个实施例的处理腔室的示意性侧视剖面图。