可流动膜形成和处理的制作方法

本技术涉及半导体处理。更具体而言，本技术涉及沉积、蚀刻和转化包括可流动膜的材料的方法。

背景技术：

1、通过在基板表面上产生错综复杂地图案化的材料层的处理，可制作集成电路。在基板上产生经图案化的材料需要形成并去除暴露的材料的受控方法。随着组件尺寸持续缩减，材料形成可影响后续操作。举例而言，在间隙填充操作中，可形成或沉积材料来填充形成在半导体基板上的沟槽或其他特征。由于特征可由更高的深宽比和减小的临界尺寸表征，这些填充操作可能面临挑战。举例而言，由于可能在特征的顶部并沿着特征的侧壁发生沉积，继续沉积可能捏夹(pinch off)包括在特征内的侧壁之间的特征，并且可能在特征内产生空隙。这可能影响组件表现和后续的处理操作。

2、因此，需要可用于产生高质量装置和结构的改进的系统和方法。本技术可满足这些和其他需求。

技术实现思路

1、示例处理方法可包括：形成含硅前驱物的等离子体。方法可包括：利用含硅前驱物的等离子体流出物在半导体基板上沉积可流动膜。半导体基板可容纳于半导体处理腔室的处理区域中。半导体基板可限定半导体基板内的特征。处理区域可至少部分地限定于面板与基板支撑件之间，其中半导体基板安置于基板支撑件上。方法可包括：在半导体处理腔室的处理区域内形成含氢前驱物之等离子体。可在来自等离子体功率源的第一功率水平形成含氢前驱物的等离子体。可从第二功率水平的偏压功率源将偏压功率施加至基板支撑件，第二功率水平小于第一功率水平。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物从半导体基板内的特征的侧壁蚀刻可流动膜。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物将限定在半导体基板内的特征内的保留的可流动膜致密化。

2、在一些实施例中，半导体基板内的特征可由大于或约5:1的深宽比表征，并且特征可由小于或约10nm的跨特征的宽度表征。可以利用小于或约1khz的脉冲频率以脉冲模式操作偏压功率源。在以脉冲模式操作偏压功率源时，可以利用连续波模式操作等离子体功率源。可以利用小于或约75％的占空比操作偏压功率源。可在等离子体功率源投入后，投入偏压功率源。致密化可包括：将可流动膜的氢含量降低至小于或约30原子％。方法还可包括：在致密化后形成转化前驱物的等离子体。方法可包括：将可流动膜转化为经修改膜。转化前驱物可以是或可包括含氮前驱物、含氧前驱物或含碳前驱物。可在第二循环中重复方法。在方法期间，可将半导体基板的温度维持在小于或约0℃的温度下。

3、本技术的一些实施例可涵盖处理方法。方法可包括：形成含硅前驱物的等离子体。方法可包括：利用含硅前驱物的等离子体流出物在半导体基板上沉积可流动膜。半导体基板可容纳于半导体处理腔室的处理区域中。半导体基板可限定半导体基板内的特征。方法可包括：在半导体处理腔室的处理区域内形成含氢前驱物的等离子体。可在来自等离子体功率源的第一功率水平下形成含氢前驱物的等离子体。可在第二功率水平将偏压功率从偏压功率源施加至含氢前驱物的等离子体。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物从限定于半导体基板内的特征的侧壁蚀刻可流动膜。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物将限定于半导体基板内的特征内的可流动膜致密化。

4、在一些实施例中，以小于或约1khz的频率以脉冲模式操作偏压功率源时，可连续地操作提供第一功率水平的等离子体功率源。可以利用小于或约50％的占空比操作偏压功率源。蚀刻可从特征的基底填充物上方的特征的侧壁完全去除可流动膜。方法可包括：在致密化后形成转化前驱物的等离子体。方法可包括：将可流动膜转化为经修改膜。转化前驱物可以是或可包括含氮前驱物、含氧前驱物或含碳前驱物。经修改膜可以是或可包括氮化硅、氧化硅或碳化硅。

5、本技术的一些实施例涵盖处理方法。方法可包括：形成含硅前驱物的等离子体。方法可包括：利用含硅前驱物的等离子体流出物在半导体基板上沉积可流动膜。半导体基板可容纳于半导体处理腔室的处理区域中。半导体基板可限定半导体基板内的特征。方法可包括：在半导体处理腔室的处理区域内形成含氢前驱物的等离子体。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物从限定于半导体基板内的特征的侧壁蚀刻可流动膜。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物将限定于半导体基板内的特征内的保留的可流动膜致密化。方法可包括：形成转化前驱物的等离子体。方法可包括：将可流动膜转化为经修改膜。在一些实施例中，经修改膜可以是或可包括硅和以下中的一者或多者：氮、氧或碳。

6、这样的技术相对于常规系统和技术可提供许多益处。举例而言，通过执行根据本技术的实施例的硬化或处理操作，可限制或控制侧壁覆盖率，这可限制小特征中的空隙形成。此外，通过在硬化处理后执行转化操作，可通过限制膜膨胀的影响而进一步防止空隙形成。结合以下描述和随附附图更详细地描述这些和其他实施例以及它们的诸多优点和特征。

7、图式说明

8、通过参考说明书的其余部份和附图，可进一步了解公开的技术的本质与优点。

9、图1示出根据本技术的一些实施例的示例处理腔室的示意剖面视图。

10、图2示出根据本技术的一些实施例的处理方法中的示例操作。

11、图3a至图3c示出在根据本技术的一些实施例的处理期间的基板的示意剖面视图。

12、以示意方式包括数个附图。应理解，附图仅用于说明的目的，并且除非特别说明是按比例绘示，否则不应被视为按比例绘示。此外，作为示意图，附图用于帮助理解，并且相较于现实的表现，可能不包括所有方面或信息，并且出于说明的目的，可包括夸大的材料。

13、在随附附图中，类似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。进一步而言，同类的各部件可通过在附图标记后加上区别类似部件的字母加以区别。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同第一附图标记的相似部件中的任何一者，与字母无关。

技术特征：

1.一种处理方法，包含：

2.如权利要求1所述的处理方法，其中所述半导体基板内的所述特征由大于或约5:1的深宽比表征，并且其中所述特征由小于或约10nm的跨所述特征的宽度表征。

3.如权利要求1所述的处理方法，其中以小于或约1khz的脉冲频率以脉冲模式操作所述偏压功率源。

4.如权利要求3所述的处理方法，其中在以所述脉冲模式操作所述偏压功率源时，以连续波模式操作所述等离子体功率源。

5.如权利要求3所述的处理方法，其中以小于或约75％的占空比操作所述偏压功率源。

6.如权利要求1所述的处理方法，其中在所述等离子体功率源投入后，投入所述偏压功率源。

7.如权利要求1所述的处理方法，其中所述致密化包含：将所述可流动膜的氢含量降低至小于或约30原子％。

8.如权利要求1所述的处理方法，进一步包含：

9.如权利要求8所述的处理方法，其中所述转化前驱物包含：含氮前驱物、含氧前驱物或含碳前驱物。

10.如权利要求8所述的处理方法，其中在第二个循环中重复所述方法。

11.如权利要求8所述的处理方法，其中在所述方法期间，将所述半导体基板的温度维持在小于或约0℃的温度。

12.一种处理方法，包含：

13.如权利要求12所述的处理方法，其中以小于或约1khz的频率以脉冲模式操作所述偏压功率源时，连续地操作提供所述第一功率水平的等离子体功率源。

14.如权利要求13所述的处理方法，其中以小于或约50％的占空比操作所述偏压功率源。

15.如权利要求12所述的处理方法，其中所述蚀刻从所述特征的基底填充(base fill)上方的所述特征的所述侧壁完全去除所述可流动膜。

16.如权利要求12所述的处理方法，进一步包含：

17.如权利要求16所述的处理方法，其中所述转化前驱物包含：含氮前驱物、含氧前驱物或含碳前驱物。

18.如权利要求17所述的处理方法，其中所述经修改膜包含：氮化硅、氧化硅或碳化硅。

19.一种处理方法，包含：

20.如权利要求19所述的处理方法，其中所述经修改膜包含硅以及以下中的一者或多者：氮、氧或碳。

技术总结
示例处理方法可包括：形成含硅前驱物的等离子体。方法可包括：利用含硅前驱物的等离子体流出物在半导体基板上沉积可流动膜。半导体基板可限定半导体基板内的特征。方法可包括：在半导体处理腔室的处理区域内形成含氢前驱物的等离子体。可从偏压功率源将偏压功率施加至基板支撑件。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物从半导体基板内的特征的侧壁蚀刻可流动膜。方法可包括：利用含氢前驱物的等离子体流出物将限定于半导体基板内的特征内的保留的可流动膜致密化。

技术研发人员：江施施,P·杰哈,A·B·玛里克
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13