发明名称 沉积掺杂氮之氟玻璃层的方法
摘要 间隙填充及嵌入方法系被揭示,用以沉积一绝缘薄膜之硝基氟化的矽酸盐玻璃于处理室中之基材上。一由含矽,含氟,含氧及含氮气体的气体混合物所产生之高密度电浆沉积一层硝基氟化的矽酸盐玻璃至基材上。对于间隙填充应用,基材系被偏压以一于4.8至11.2瓦每平方公分之偏压功率密度及于该处理室中,含氧气体流率对用于所有含矽气体之组合流率比例系于1.0至1.8之间,较佳系于1.2至1.4之间。对于嵌入应用,偏压功率宓度系低于3.2瓦每平方公分,较佳系1.6瓦每平方公分,及流率比系于1.2至3.0间。使用最佳参数,该薄膜具有较氟玻璃为低之介电常数及较佳黏着特性。
申请公布号 TW580752 申请公布日期 2004.03.21
申请号 TW090110656 申请日期 2001.05.03
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 曾琳;马温;李庄
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种于一处理室中沉积一膜于一基材上之方法,该方法至少包含步骤:(a)提供一气体混合物至室中,该气体混合物包含一含矽气体,一含氟气体,一含氧气体及一含氮气体;(b)由该气体混合物产生一高密度电浆;(c)施加一偏压至该基材,以于4.8至11.2瓦每平方公分之偏压功率密度;及(d)藉由使用该电浆,沉积一硝基氟化的矽酸盐玻璃(NFSG)层至该基材上。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之施加至该基材的偏压功率密度系实质等于8.3瓦每平方公分。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之含氮气体为N2。4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中上述之N2系以于20至40sccm间之流率,被提供给该室。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之含氮气体系由N2O,NH3及NF3所构成之群组中选出。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之含氟气体为SiF4。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之含矽气体为矽烷。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之于气体混合物中,含氧气体流率对所有含矽气体的组合流率的比系于1.0及1.8之间。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中上述之比例系于1.2及1.4间。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之气体混合物更包含一惰性气体。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中上述之惰性气体为Ar。12.一种于一处理室内沉积一掺氮及掺氟氧化矽层于基材上之方法,该方法至少包含步骤:(a)将包含SiF4,SiH4,O2,N2及Ar之处理气体通入室中,其中O2之流率对SiF4及SiH4之组合流率之比例系于1.2至1.4间,及N2之流率系于20至40sccm间;(b)藉由施加源RF功率至电浆上,而由处理气体形成高密度电浆;(c)以实质等于8.3瓦每平方公分之偏压功率密度,施加一偏压至该基材;及(d)使用高密度电浆,沉积介电层至该基材。13.一种于处理室中沉积一膜于基材上之方法,该方法至少包含步骤:(a)提供一气体混合物至该室中,该气体混合物包含一含矽气体,一含氟气体,一含氧气体及一含氮气体;(b)由该气体混合物产生一高密度电浆;(c)以少于3.2瓦每平方公分之偏压功率密度,施加一偏压至该基材;及(d)藉由使用该电浆,沉积一硝基氟化的矽酸盐玻璃(NFSG)层至该基材上。14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之施加至该基材的偏压功率密度系实质等于1.6瓦每平方公分。15.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之含氮气体为N2。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中上述之N2具有于30至120sccm间之流率。17.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之含氮气体系由N2O,NH3及NF3所构成之群组中选出。18.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之含氟气体为SiF4。19.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之含矽气体为矽烷。20.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之于气体混合物中,含氧气体流率对所有含矽气体的组合流率的比系于1.2及3.0之间。21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述之比例系于1.8及2.5间。22.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之气体混合物更包含一惰性气体。23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中上述之惰性气体为Ar。24.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述之NFSG层系沉积于事先形成于基材上之阻障层上。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述之阻障层系氮化矽层。26.如申请专利范围第25项所述之方法,其中上述之NFSG层及氮化矽层系被沉积作为一铜嵌入制程的一部份。27.如申请专利范围第26项所述之方法,更包含于内部电浆中加热该基材,该电浆并不包含氧源,其中加热该基材的步骤系于执行沉积NFSG层步骤被执行。28.如申请专利范围第13项所述之方法,更包含:(a)沉积一层铜于该基材上;及(b)于内部电浆中加热该基材,该基材并不包含氧源,其中沉积一铜层及加热基材的步骤系执行沉积NFSG层步骤之前。29.一种电脑可读取储存媒体,具有电脑可读取程式内藏于其中,用以指示基材处理系统的操作,该处理系统包含一处理室;一电浆产生系统;一基材夹具;及一配气系统,架构以将气体引入处理室中,该电脑可读取程式包含指令,用以操作该基材处理系统,以于安置于处理室中之基材上,形成一薄膜之硝基氟化的矽酸盐玻璃(NFSG),其依据以下步骤:(a)提供一气体混合物至该处理室中,该气体混合物包含一含矽气体,一含氟气体,一含氧气体及一含氮气体;(b)由该气体混合物产生一高密度电浆;(c)施加一偏压至该基材;及(d)藉由使用该电浆,沉积一该NFSG至该基材上。30.如申请专利范围第29项所述之电脑可读取储存媒体,其中上述之偏压具有于4.8至11.2瓦每平方公分之偏压功率密度。31.如申请专利范围第29项所述之电脑可读取储存媒体,其中上述之偏压具有少于3.2瓦每平方公分之偏压功率密度。32.一种基材处理系统,至少包含:(a)一外壳,定义一处理室;(b)一高密度电浆产生系统,可操作以连接至该处理室;(c)一基材夹具,架构以于基材处理时,夹持一基材;(d)一配气系统,架构以引入气体至该处理室,该系统包含含矽气体,含氟气体,含氧气体,及含氮气体的气体源;(e)一压力控制系统,用以于该处理室内,维持一选定压力。(f)一控制器,用以控制高密度电浆系统,配气系统及压力控制系统;及(g)一记忆体,连接至该控制器,该记忆体包含一电脑可读取媒体,具有一电脑可读取程式内藏于其中,用以指示基材处理系统之操作,该电脑可读取程式包含:(i)指令,以控制配气系统流通一气体混合物,该气体混合物包含含矽气体,含氟气体,含氮气体,及含氧气体流;(ii)指令,以控制高密度电浆产生系统,以由该气体混合物产生一高密度电浆,并施加一偏压至该基材;及(iii)指令,以控制基材处理系统,以使用该高密度电浆,沉积一硝基氟化的矽酸盐玻璃至基材上。33.如申请专利范围第32项所述之基材处理系统,其中上述之施加至基材上的偏压具有于4.8及11.2瓦每平方公分之偏压功率密度。34.如申请专利范围第32项所述之基材处理系统,其中上述之施加至基材上的偏压具有低于3.2瓦每平方公分之偏压功率密度。图式简单说明:第1A图为依据本发明之高密度化学气相沉积系统一实施例的简化图;第1B图为配合第1A图之例示CVD处理室的气体环的简化垂直剖面图;第1C图为配合第1A图之例示CVD处理室的气体环的简化水平剖面图;第1D图为配合第1A图之例示CVD处理室的监视器及光笔的简化示意图;第1E图为用以控制第1A图之例示CVD处理室的例示处理控制电脑程式产品的流程图;第2图为依据本发明方法所制造之半导体装置的简化剖面图;第3(a)-3(h)图为接受依据本发明之一实施例之整合双层嵌入制程之部份形成积体电路的剖面图;第4图为一基材之垂直剖面图,其例示介电材料累积于间隙填充处理的导电特性上;及第5图为示于第4图之基材的垂直剖面图,展现若间隙之纵深比超出沉积技术的间隙填充能力时,内部孔隙的形成。
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