在凹槽内形成材料的方法与流程

本公开总体涉及适用于电子器件制造的方法。更具体地，本公开的示例涉及适于在衬底表面上的间隙内形成材料的方法。

背景技术：

1、在器件(比如半导体器件)的制造过程中，通常希望用绝缘或电介质材料填充衬底表面上的特征(例如沟槽或通孔)。例如，绝缘材料可用于填充各种应用的间隙，例如器件或器件特征的隔离。

2、一种填充间隙的技术包括在反应室内形成可流动材料，其中可流动材料在衬底表面上的间隙内流动。一旦可流动材料已在间隙内流动，可流动材料可被处理以硬化或致密材料。

3、这种技术可以很好地用于各种应用。然而，用可流动材料填充间隙的典型技术通常不会用均匀(例如均匀高度)的材料填充不同纵横比的间隙。相反，在典型的可流动材料处理中，间隙内的可流动材料会出现相对不均匀的分布。例如，高纵横比间隙内的可流动材料的高度可以远大于低纵横比间隙内的可流动材料的高度。

4、对于许多应用，可能希望相对均匀地均匀填充不同纵横比和/或其他尺寸差异的间隙，使得每个间隙内的材料具有大约相同的高度。因此，需要用于在间隙内均匀形成材料(例如基于材料的高度)的改进方法。

5、本部分中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已经包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景，并且不应被认为是承认任何或所有的讨论在本发明被做出时是已知的，或者构成现有技术。

技术实现思路

1、本公开的各种实施例涉及在衬底表面上的凹槽内形成材料的方法。这种方法可以用于例如电子器件比如半导体器件的形成。虽然下面更详细地讨论了本公开的各种实施例解决现有方法的缺点的方式，但总体上，本公开的示例性实施例提供了用材料均匀地(例如基于材料的高度)填充间隙的改进方法。

2、根据本公开的各种实施例，提供了一种在衬底表面上的凹槽内形成材料的方法。示例性方法包括在反应室内提供衬底，在反应室内以第一温度(t1)形成可流动材料，该可流动材料在凹槽内形成沉积材料，使用活性物质处理沉积材料以形成已处理材料，以及在第二温度(t2)下加热衬底以去除一部分沉积材料。根据这些实施例的各个方面，t2大于t1。处理步骤期间的温度(t3)大于或等于t1和/或小于t2。形成可流动材料的步骤可以包括循环沉积过程。根据本公开的示例，沉积材料包括氮化硅碳。根据进一步示例，用于形成可流动材料的前体可以包括硅和氮。举例来说，前体可以包括硅氮烷、甲硅烷基胺或硅烷基胺中的一种或多种。用于形成可流动材料的反应物可以包括氩气、氮气或氢气中的一种或多种。在加热步骤期间，可以向反应室提供氩气、氮气、氦气、氢气和/或氨气中的一种或多种。根据本公开的进一步示例，在处理步骤期间，可以向反应室提供包含氢气的气体。根据另外示例，该方法可以包括重复形成可流动材料、处理沉积材料和加热衬底的步骤—例如以填充间隙。在一些情况下，该方法可以包括在加热衬底的步骤之前，重复形成可流动材料和处理沉积材料的步骤。

3、根据本公开的又一示例性实施例，使用如本文所述的方法形成结构。

4、根据本公开的又一示例性实施例，提供了用于执行如本文所述的方法和/或形成如本文所述的结构的系统。

5、通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见；本发明不限于所公开的任何特定实施例。

技术特征：

1.一种在衬底表面上的凹槽内形成材料的方法，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述凹槽的底部的沉积材料的厚度在约5nm和约30nm之间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，t2比t1高约150℃至约600℃。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，t1小于或等于150℃或介于约30℃和约100℃之间或介于约50℃和约90℃之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，t2大于或等于300℃或介于约300℃和约600℃之间或介于约300℃和约500℃之间。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，处理步骤期间的温度(t3)大于或等于t1。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，t3小于t2。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，形成可流动材料的步骤包括循环沉积过程。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述循环沉积过程包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述前体包括硅和氮。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述前体包括硅氮烷、甲硅烷基胺或硅烷基胺中的一种或多种。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中，所述反应物包括氩气、氮气或氢气中的一种或多种。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，在加热步骤期间，向反应室提供氩气、氮气、氦气、氢气和/或氨气中的一种或多种。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，在加热步骤期间，所述反应室内的压力在约10pa和约3000pa之间或在约300pa和约2000pa之间或在约300pa和约1500pa之间。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，处理步骤包括向所述反应室提供包含氢气的处理气体。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，包括重复形成可流动材料、处理沉积材料和加热衬底的步骤。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中，加热步骤在所述反应室内进行。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中，使用衬底加热器和/或灯进行加热。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，包括在加热衬底的步骤之前，重复形成可流动材料和处理沉积材料的步骤。

20.一种根据权利要求1-19中任一项所述的方法形成的结构。

21.一种系统，包括：

技术总结
公开了在凹槽内形成材料的方法和系统。示例性方法包括在反应室内以第一温度(T1)形成可流动材料，该可流动材料在凹槽内形成沉积材料，处理该沉积材料以形成已处理材料，以及以第二温度(T2)加热包括该已处理材料的衬底以去除一部分沉积材料。

技术研发人员：五十岚诚,吉本信哉,J·R·古希特,L·C·黄
受保护的技术使用者：ASM IP私人控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25