发明名称 使用具有差异的电浆能量改变窄且具有高深宽比凹沟之剖面的方法与设备
摘要 一种用来改变在一半导体基材上之窄的,高深宽比凹沟(gap)的剖面(profile)之方法与设备被用来以一种无空穴的方式填充该间陷。在一高密度电浆化学气相沉积(HDP- CVD)系统中之一基材的差异加热特性有助于防止凹沟在它们被填满之前即遭缩口(pinch off)。形成该电浆之线圈之间的能量分配改变该电浆之溅镀蚀刻构件之角度相依性,因此可被用来与该差异加热无关地或相关连地改变凹沟剖面。在沉积/蚀刻处理的同时,一热源可被施加至一基材的背侧用以进一步加强差异加热之剖面改变。
申请公布号 TW483067 申请公布日期 2002.04.11
申请号 TW088105560 申请日期 1999.04.07
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 普莱文那瓦卡;山米尔迪赛;瓦特尼格曼特;杜加特撒因;拉斯曼缪路盖许
分类号 H01L21/31 主分类号 H01L21/31
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种在一高密度电浆化学气相沉积(HDP-CVD)处理期间于一室中的一基材上形成一层的方法,该方法至少包含的步骤为:(a)将一适于形成一电浆的处理气体流入该室中用以在该基材的前侧上形成一层;及(b)在该HDP-CVD沉积处理期间加热该基材的背侧。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中加热该基材背侧的步骤(b)最好是藉由加热一支撑该基材的受体来实施。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该受体被该电浆所加热。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中加热该基材背侧的步骤(b)最好是藉由一与一基材支撑结构整合的加热器来实施,该晶圆支撑结构将该晶圆支撑于该室中。5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该基材被夹持于该晶圆支撑结构上。6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中一热传递气体将该基材热耦合至该晶圆支撑结构。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中加热该基材背侧的步骤(b)最好是藉由一灯来实施。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该电浆是由电感地耦合的能源及电容地耦合的能源两者所形成的。9.一种用来在一室中的一基材上形成一层的设备,其至少包含:一电浆产生器,其能够电感地耦合至一层形成处理气体用以在该室中产生一高密度电浆;及一具有一加热器之基材支撑结构,该加热器能够加热该基材的背侧。10.如申请专利范围第9项所述之设备,其更包含一与该基材支撑结构耦合的RF偏压产生器。11.如申请专利范围第9项所述之设备,其中该电浆产生器包括一第一电感耦合的结构及一第二电感耦合的结构,该第一电感耦合的结构是与该第二电感耦合的结构独立地被充电。12.一种在一高密度电浆化学气相沉积(HDP-CVD)处理期间于一室中的一基材上形成一层的方法,该方法至少包含的步骤为:(a)在该室中形成一高密度电浆;(b)将一适于形成一电浆的处理气体流入该室中用以在该基材的前侧上形成一层;及(c)在该HDP-CVD沉积处理期间用该电浆加热该基材的前侧,其中该基材没有热耦合至一基材支撑结构。13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中至少一具有一边缘的渠道被界定于该基材的一场域中。14.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该渠道在沉积该层之前具有一等于或小于0.25微米的凹沟及具有一等于或大于约5:1的深宽比。15.一种基材处理设备,其至少包含:(a)一具有一晶圆支撑结构的处理室;(b)一气体输送系统,其被设计来将一处理气体输送至该处理室;(c)一电浆系统,其被设计来在该处理室中形成一电感地耦合的电浆;(d)一真空系统,其被设计来在该处理室中设定并保持一选定的压力;(e)一控制器,其被设计来控制该气体输送系统,电浆系统及该真空系统;及(f)一与该控制器相连接之记忆体,其包含一电脑可读取的媒体,该媒体具有一电脑可读取的程式藏于其内用以指示该基材处理系统的操作,该电脑可读取的程式包含:(i)一第一组电脑指令,用来控制该气体输送系统及该电浆系统用以将一电浆气体流入该室中并在一第一电浆能量下形成一电浆;(ii)一第二组电脑指令,用来控制该气体输送系统用以将一来源气体流入该室中;及(iii)一第三组电脑指令,用来控制该电浆系统用以用该电浆来加热该基材及不将该基材热耦合至该晶圆支撑结构。16.一种改变在一HDP-CVD处理系统中之一基材上的一剖面的方法,该方法至含包含的步骤为:(a)将适于在该基材的一场域上及该渠道的一侧壁上形成一层的处理气体流入该HDP-CVD处理系统的一处理室中;(b)藉由电感地将RF能量耦合至该处理气体而从该在该室中的处理气体形成一电浆;(c)用每平方公厘的基材表面积至少0.057瓦的偏压能量偏压该电浆用以在该层被形成的时候同时溅射该层。17.一种用一介电材料填充在一基材上的渠道之基材处理设备,该设备至少包含:(a)一具有一基材支撑结构的处理室;(b)一气体输送系统,其被设计来将一处理气体输送至该处理室;(c)一RF来源电浆系统,其被设计来在该处理室中形成一高密度电浆;(d)一RF偏压电浆系统,其被耦合至该基材支撑结构;(e)一真空系统,其被设计来在该处理室中设定并保持一选定的压力;(f)一控制器,其被设计来控制该气体输送系统,RF来源电浆系统,及该真空系统;及(g)一与该控制器相连接之记忆体,其包含一电脑可读取的媒体,该媒体具有一电脑可读取的程式藏于其内用以指示该基材处理系统的操作,该电脑可读取的程式包含:(i)一第一组电脑指令,用来控制该气体输送系统及该RF来源电浆系统用以将一电浆气体流入该室中并从该气体形成一电浆;(ii)一第二组电脑指令,用来控制该气体输送系统用以将一来源气体流入该室中;及(iii)一第三组电脑指令,用来控制该RF来源电浆系统用以在该基材的一表面积上提供每平方公厘至少0.057瓦的偏压能量密度。18.一种在一HDP-CVD处理期间于一室中的一基材上形成一层的方法,该方法至少包含的步骤为:(a)将一适于形成一电浆的处理气体流入该室中用以在该基材的前侧上形成一层;及(b)藉由从一第一电感耦合的结构及一第二电感耦合的结构耦合一总RF来源能量而从该处理气体形成一高密度电浆,其中供应至该第一电感耦合的结构之一第一RF来源能量至少是该总RF来源能量的56%。19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该第一电感耦合的结构为一侧线圈及该第二电感耦合的结构为一上线圈。20.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该处理气体包含矽烷。21.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该基材包括一渠道。22.一种用一介电材料填充在一基材上的渠道之基材处理设备,该设备至少包含:(a)一处理室;(b)一气体输送系统,其被设计来将一处理气体输送至该处理室;(c)一RF来源电浆系统,其被设计来在该处理室中形成一高密度电浆,RF来源电浆系统包括一第一电感耦合的结构及一第二电感耦合的结构且被设计成用不同于该第二电感耦合的结构之能量对该第一电感耦合的结构充电;(d)一真空系统,其被设计来在该处理室中设定并保持一选定的压力;(e)一控制器,其被设计来控制该气体输送系统,RF来源电浆系统,及该真空系统;及(f)一与该控制器相连接之记忆体,其包含一电脑可读取的媒体,该媒体具有一电脑可读取的程式藏于其内用以指示该基材处理系统的操作,该电脑可读取的程式包含:(i)一第一组电脑指令,用来控制该气体输送系统及该电浆系统用以将一电浆气体流入该室中并在一第一电浆能量下从该气体形成一电浆;(ii)一第二组电脑指令,用来控制该气体输送系统用以将一来源气体流入该室中;及(iii)一第三组电脑指令,用来控制该电浆系统用以提供一总RF来源能量给该第一电感耦合的结构及该第二电感耦合的结构,其中该第一电感耦合的结构接受至少56%之该总RF来源能量。图式简单说明:第1A-1C图为经过依据一会在一渠道的边缘形成会造成该渠道中的一空穴之悬浮物的沉积处理处理过之晶圆的简化剖面图;第2图为一图表,其代表一标准化的溅射率及一标准化的沉积率对表面角度的关系;第3图为在一基材上之被部分地填充之渠道的简化剖面图,其具有一边缘刻面在溅射及沉积的同时被形成;第4图为根据本发明之一高密度化学气相沉积系统之一实施例的简化图示;第5图一气体环的简化剖面图,其可与第4图中之CVD处理室一起使用;第6图为一监式器及一光笔的简化图示,其可与第4图中之CVD处理室一起使用;第7图为被用来控制第4图中CVD处理室制程控制电脑程式产品的流程图;第8A图一根据本发明的一实施例加以处理过之积体电路的一部分的简化剖面图;第8B图为根据本发明的一实施例的流程图;第9A-9D图为具有在不同的射频偏压能量程度下被部分地填充之渠道的晶圆的剖面的扫描电子显微照像(SEMs)的简化线图;第10A图为在一被电气地夹持并带有氦气地热耦合至该夹头之基材上之被部分地填充之的渠道的一剖面的扫描电子显微照像(SEMs)的简化线图;第10B图为在一没有被电气地夹持之基材上之被部分地填充之的渠道的一剖面的扫描电子显微照像(SEMs)的简化线图;第11A图为一图表,其显示相对温度对一被夹持的晶圆及一未被夹持的晶圆厚度;第11B图为一图表,其显示在一举例的制程顺序的一部分中相对温度对一被夹持的晶圆及一未被夹持的晶圆;第12A图为在一没有于沉积处理期间被电气地夹持之基材上之被填满的渠道的一剖面的SEM的简化线图;第12B图为在该沉积期间一被置于一较大的受体(susceptor)晶圆上之基材上之被填满的渠道的一剖面的SEM的简化线图;第12C图为在一受体上之一晶圆的简化剖面图;第12D图为使用于一HDP-CVD系统中之一晶圆支撑结构的简化剖面图;及第13图为一晶圆的相对温度对在一受体上之悬浮(floating)基材及一被夹住的晶圆的图表。
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