本公開內(nèi)容的實(shí)施方式一般沉積在高深寬比結(jié)構(gòu)中提供硅基間隙填充（gapfill）的方法。特定而言，本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方式涉及在無需蒸汽的情況下在低溫下形成氧化硅間隙填充的方法。

背景技術(shù)：

1、通過在基板表面上產(chǎn)生復(fù)雜（intricately）圖案化材料層的處理使得可以制成集成電路。在基板上產(chǎn)生圖案化材料需要形成和去除暴露材料的受控方法。隨著器件尺寸不斷縮小，材料形成可能會影響后續(xù)操作。

2、在間隙填充操作中，可形成或沉積材料以填充在半導(dǎo)體基板上形成的溝槽或其他特征。由于特征可能被表征為較高的深寬比和減小的臨界尺寸，因此某些填充方法可能不合適。例如，一些方法在較窄特征的頂部處并沿側(cè)壁沉積更多材料。通過這些方法的連續(xù)沉積可能會夾斷（pinch?off）特征，其包括特征內(nèi)的側(cè)壁之間，且可能在其中產(chǎn)生空隙（void）。這些空隙會對器件性能和后續(xù)處理操作產(chǎn)生不利影響。

3、具體而言，目前用于沉積氧化硅的方法依賴于利用相對高溫的基于蒸汽的處理。然而，待填充的下層（underlying）結(jié)構(gòu)通常包括暴露的硅或硅-鍺材料，暴露的硅或硅-鍺材料可能會被這些高溫蒸汽條件氧化。一些用于沉積氧化硅間隙填充的方法使用多個(gè)腔室來滿足間隙填充材料的材料要求。這些多腔室處理處理時(shí)間較長且產(chǎn)量低。

4、因此，本技術(shù)領(lǐng)域需要在高深寬比和/或低臨界尺寸特征中沉積間隙填充材料的新方法。具體而言，亦需要在相對較低的溫度下在無需蒸汽的情況下且可以在單一處理腔室內(nèi)原位地執(zhí)行的氧化硅間隙填充。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式涉及一種沉積硅基的間隙填充的方法。該方法包括以下步驟：在其中具有至少一個(gè)特征的基板表面上沉積可流動(dòng)硅膜。該特征具有開口寬度、一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁，且該特征從基板的頂表面到底部延伸有深度?？闪鲃?dòng)硅膜在該頂表面上被沉積為頂部材料，在該一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁上被沉積為側(cè)壁材料，并且在該底部上被沉積為底部材料。相比于頂部材料和底部材料，側(cè)壁材料被更加選擇性地蝕刻。頂部材料和底部材料被轉(zhuǎn)換以形成轉(zhuǎn)換材料。

2、本公開內(nèi)容的額外實(shí)施方式涉及一種沉積硅基的間隙填充的方法。該方法包括以下步驟：在其中具有至少一個(gè)特征的基板表面上沉積可流動(dòng)硅膜。該特征具有開口寬度、一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁，并且該特征從該基板的頂表面到底部延伸有深度，該可流動(dòng)硅膜在該頂表面上被沉積為頂部材料，在該一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁上被沉積為側(cè)壁材料，并且在該底部上被沉積為底部材料。頂部材料和底部材料被選擇性地轉(zhuǎn)換以形成轉(zhuǎn)換材料。相比于轉(zhuǎn)換材料，側(cè)壁材料被更加選擇性地蝕刻。

技術(shù)特征：

1.一種沉積硅基間隙填充的方法，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述特征具有小于或等于約10?nm的開口寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述特征具有在約3:1至約30:1的范圍內(nèi)的所述深度對所述開口寬度的比率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積所述可流動(dòng)硅膜的步驟包括以下步驟：將所述基板表面暴露于沉積等離子體，所述沉積等離子體包括含硅前驅(qū)物的等離子體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述含硅前驅(qū)物包括以下硅烷、乙硅烷、丙硅烷或四硅烷中的一者或多者。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述沉積等離子體進(jìn)一步包括h2、ar或he中的一者或多者。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地蝕刻所述側(cè)壁材料的步驟包括以下步驟：將所述基板暴露于包含h2的定向等離子體。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述轉(zhuǎn)換材料的步驟包括以下步驟：將所述基板表面暴露于氧化劑等離子體，并且所述轉(zhuǎn)換材料包括氧化硅。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述氧化劑等離子體包括o2/ar等離子體和ar/he等離子體的循環(huán)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板被保持在小于或等于約200℃的溫度下。

11.一種沉積硅基間隙填充的方法，所述方法包括以下步驟：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述特征具有小于或等于約10?nm的開口寬度。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述特征具有在約3:1至約30:1的范圍內(nèi)的所述深度對所述開口寬度的比率。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中沉積所述可流動(dòng)硅膜的步驟包括以下步驟：將所述基板表面暴露于沉積等離子體，所述沉積等離子體包括含硅前驅(qū)物的等離子體。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述含硅前驅(qū)物包括硅烷、乙硅烷、丙硅烷或四硅烷中的一者或多者。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述沉積等離子體進(jìn)一步包括h2、ar或he中的一者或多者。

17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述轉(zhuǎn)換材料的步驟包括以下步驟：將所述基板表面暴露于定向氧化劑等離子體，并且所述轉(zhuǎn)換材料包括氧化硅。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述氧化劑等離子體包括o2/ar等離子體和ar/he等離子體的循環(huán)。

19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中選擇性地蝕刻所述側(cè)壁材料的步驟包括以下步驟：將所述基板暴露于包含h2的等離子體。

20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述基板被保持在小于或等于約200℃的溫度下。

技術(shù)總結(jié)
本公開內(nèi)容的實(shí)施方式涉及用于在基板特征內(nèi)形成硅基間隙填充的方法?？闪鲃?dòng)的硅膜形成在該特征內(nèi)，其底表面和頂表面的厚度大于側(cè)壁表面的厚度。蝕刻等離子體從側(cè)壁表面去除該硅膜。轉(zhuǎn)換等離子體用于將硅膜轉(zhuǎn)換為硅基間隙填充（例如，氧化硅）。在一些實(shí)施方式中，硅膜在從側(cè)壁表面蝕刻之前，優(yōu)先地（preferentially）在頂表面和底表面上被轉(zhuǎn)換。

技術(shù)研發(fā)人員：索哈姆·阿薩尼,巴加夫·S·西特拉,斯里尼瓦斯·D·內(nèi)曼尼,怡利·Y·葉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：應(yīng)用材料公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9