本公開涉及用于形成半導(dǎo)體膜的過程，尤其涉及在有效使用抑制劑的同時用半導(dǎo)體膜填充間隙的方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的pecvd(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)方法已經(jīng)用于填充半導(dǎo)體器件中的間隙結(jié)構(gòu)，例如sti(淺溝槽隔離)。隨著器件尺寸的縮小，電路的線寬變得更窄。然而，pecvd方法主要在間隙的頂部形成膜，并阻礙填充間隙的下部。因此，在間隙中產(chǎn)生空隙，如圖1所示。在圖1中，可以通過pecvd方法用膜3填充形成在襯底1上的間隙2，在間隙2中產(chǎn)生空隙。

2、另一方面，可以采用peald(等離子體增強(qiáng)原子層沉積)方法代替pecvd方法來填充間隙。peald方法能夠沿著間隙的表面共形地形成膜。但是隨著間隙變得更深并且其入口變得更窄，源氣體更難行進(jìn)到間隙的下部，導(dǎo)致間隙中出現(xiàn)空隙。

3、為了解決這個問題，在peald方法中使用了抑制劑。抑制劑防止在間隙的上部形成膜。因此，與間隙的下部相比，間隙的入口是敞開的，導(dǎo)致無空隙的間隙填充過程。如圖2所示，填充間隙的傳統(tǒng)抑制過程包括供應(yīng)被激活的抑制氣體比如氮自由基，隨后在其上形成膜。

4、在圖2中，可以在具有間隙2的襯底1的間隙2上形成膜5(步驟1)。然后，可以向襯底供應(yīng)抑制劑，并且可以在間隙2的上部形成抑制層6(步驟2)。抑制劑可以包含原位產(chǎn)生的氮自由基。重復(fù)步驟1和步驟2。由于抑制層6已經(jīng)形成在間隙的上部，與步驟3中所示的間隙的下部相比，在上部可以抑制膜形成。換句話說，間隙的入口可以是敞開的，并且可以進(jìn)行自下而上的填充?？梢灾貜?fù)步驟1至步驟3，直到間隙被完全填充而沒有空隙(步驟4)。

5、然而，傳統(tǒng)的抑制過程在填充具有高縱橫比和窄入口的間隙方面具有局限性。填充這種間隙需要在間隙的上部具有更強(qiáng)的抑制特征。為此，在供應(yīng)抑制劑時向反應(yīng)室施加更高的等離子體功率，但這會對襯底和反應(yīng)室造成不希望的損害以及膜分層。因此，需要一種避免這些影響的間隙填充方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開公開了一種填充間隙的方法。本公開特別公開了一種通過采用原位等離子體和遠(yuǎn)程等離子體更有效地使用抑制劑填充間隙的方法。

2、在一個或多個實(shí)施例中，填充在襯底上形成的間隙的方法可以包括將襯底提供到反應(yīng)室中的襯底支撐件上的步驟、在襯底上形成膜的步驟和處理在襯底上形成的膜的步驟。

3、在一個或多個實(shí)施例中，在襯底上形成膜的步驟可以包括在反應(yīng)室中供應(yīng)第一氣體和在反應(yīng)室中供應(yīng)第二氣體。

4、在一個或多個實(shí)施例中，處理襯底上的膜的步驟可以包括在反應(yīng)室中供應(yīng)第三氣體和在反應(yīng)室中供應(yīng)第四氣體。

5、在一個或多個實(shí)施例中，第二氣體和第四氣體可被原位激活，第三氣體可被遠(yuǎn)程激活。

6、在一個或多個實(shí)施例中，第一氣體可以包括氨基硅烷、碘代硅烷或鹵化硅中的一種或多種。

7、在一個或多個實(shí)施例中，第一氣體可以包括以下中的至少一種：tsa,(sih3)3n；dso,(sih3)2；dsma,(sih3)2nme；dsea,(sih3)2net；dsipa,(sih3)2n(ipr)；dstba,(sih3)2n(tbu)；deas,sih3net2；dtbas,sih3n(tbu)2；bdeas,sih2(net2)2；bdmas,sih2(nme2)2；btbas,sih2(nhtbu)2；bits,sih2(nhsime3)2；dipas,sih3n(ipr)2；teos,si(oet)4；sicl4；hcd,si2cl6；3dmas,sih(n(me)2)3；bemas,sih2[n(et)(me)]2；ahead,si2(nhet)6；teas,si(nhet)4；si3h8；dcs,sih2cl2；sihi3；sih2i2,其衍生物或其混合物。

8、在一個或多個實(shí)施例中，第二氣體可以包括含氧氣體。

9、在一個或多個實(shí)施例中，第二氣體可以包括o2、no、n2o、no2、o3或其混合物中的至少一種。

10、在一個或多個實(shí)施例中，第三氣體可以包括含氮?dú)怏w。

11、在一個或多個實(shí)施例中，第三氣體可以包括n2、nh3、nh4、n2h2、n2h4或其混合物中的至少一種。

12、在一個或多個實(shí)施例中，第三氣體可以在遠(yuǎn)程室中被激活并被供應(yīng)到反應(yīng)室。

13、在一個或多個實(shí)施例中，第四氣體可以包括惰性氣體。

14、在一個或多個實(shí)施例中，可以在整個形成膜的步驟和處理膜的步驟中供應(yīng)第四氣體，并且可以同時激活第三氣體和第四氣體。

15、在一個或多個實(shí)施例中，形成膜的步驟與處理膜的步驟的循環(huán)比可以是1:5或更小。

16、在一個或多個實(shí)施例中，處理具有間隙的襯底的襯底處理室可以包括反應(yīng)室、連接到反應(yīng)室的遠(yuǎn)程室以及連接到反應(yīng)室和遠(yuǎn)程室的多個氣體供應(yīng)管線。

17、在一個或多個實(shí)施例中，襯底處理室可以進(jìn)一步包括連接到反應(yīng)室的第一電源、連接到遠(yuǎn)程室的第二電源以及控制第一電源和第二電源的主控制器。

18、提供本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
是為了以簡化的形式介紹一些概念。這些概念在以下本公開的示例實(shí)施例的詳細(xì)描述中被進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明內(nèi)容不旨在標(biāo)識所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)的主題的范圍。

技術(shù)特征：

1.一種填充形成在襯底上的間隙的方法，該方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一氣體包括氨基硅烷、碘代硅烷或鹵化硅中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一氣體包括以下中的至少一種：tsa,(sih3)3n；dso,(sih3)2；dsma,(sih3)2nme；dsea,(sih3)2net；dsipa,(sih3)2n(ipr)；dstba,(sih3)2n(tbu)；deas,sih3net2；dtbas,sih3n(tbu)2；bdeas,sih2(net2)2；bdmas,sih2(nme2)2；btbas,sih2(nhtbu)2；bits,sih2(nhsime3)2；dipas,sih3n(ipr)2；teos,si(oet)4；sicl4；hcd,si2cl6；3dmas,sih(n(me)2)3；bemas,sih2[n(et)(me)]2；ahead,si2(nhet)6；teas,si(nhet)4；si3h8；dcs,sih2cl2；sihi3；sih2i2,其衍生物或其混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二氣體包括含氧氣體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第二氣體包括o2、no、n2o、no2、o3或其混合物中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第三氣體包括含氮?dú)怏w。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第三氣體包括n2、nh3、nh4、n2h2、n2h4或其混合物中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第四氣體包括惰性氣體。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在供應(yīng)所述第二氣體的步驟和供應(yīng)所述第四氣體的步驟中，將介于約50w和約400w之間的功率或介于約100w和約300w之間的功率施加到所述反應(yīng)室。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第三氣體在遠(yuǎn)程室中被激活并被供應(yīng)到所述反應(yīng)室。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在整個形成膜的步驟和處理膜的步驟中供應(yīng)所述第四氣體，并且同時激活所述第三氣體和第四氣體。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將約1000w和約10000w之間的功率或約2000w和約8000w之間的功率施加至所述遠(yuǎn)程室。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成膜的步驟重復(fù)多次。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，形成膜的步驟與處理膜的步驟的循環(huán)比為5:1或更小。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成膜的步驟和處理膜的步驟重復(fù)多次，直到間隙填充有膜。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐件的溫度在約200℃和約400℃之間，或在約250℃和350℃之間。

17.一種用于處理具有間隙的襯底的襯底處理室，包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的襯底處理室，其中，所述氣體供應(yīng)單元包括第一氣體供應(yīng)管線、第二氣體供應(yīng)管線、第三氣體供應(yīng)管線和第四氣體供應(yīng)管線，

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的襯底處理室，所述控制器控制所述第一電源和第二電源以向所述反應(yīng)室和遠(yuǎn)程室同時施加功率。

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的襯底處理室，其中，所述襯底處理室配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
提供了一種填充形成在襯底上的間隙的方法，該方法包括以下步驟：將襯底提供到反應(yīng)室中的襯底支撐件上，在襯底上形成膜，包括以下步驟：向反應(yīng)室供應(yīng)第一氣體和向反應(yīng)室供應(yīng)第二氣體，以及處理在襯底上形成的膜，包括向反應(yīng)室供應(yīng)第三氣體和向反應(yīng)室供應(yīng)第四氣體的步驟，其中第二氣體和第四氣體被原位激活，第三氣體被遠(yuǎn)程激活。

技術(shù)研發(fā)人員：張彥,中野竜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：ASM IP私人控股有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2