[发明专利]拉伸膜的应力管理

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是在2009年10月22日提交的发明名称为“STRESS MANAGEMENT FOR TENSILE FILMS”的美国专利申请No.12/604,332的PCT申请，且涉及在2009年8月6日提出的发明名称为“FORMATION OF SILICON OXIDE USING NON-CARBON FLOWABLE CVD PROCES SES”的美国临时专利申请No.61/231,729，为了所有目的，援引所述申请的全部内容作为参考。

发明背景

自从几十年以前引进了半导体器件，半导体器件几何形状在尺寸上已经显著地减小。现代半导体制造设备常规地制造具有250nm、180nm与65nm特征尺寸的器件，并且正在发展且实现新设备以制造具有甚至更小几何形状的器件。减小的特征尺寸使得器件上的结构特征具有减小的空间尺寸。器件上的间隙与沟槽窄到一个程度，所述程度为间隙深度对间隙宽度的深宽比变得足够高以使得用介电材料来填充间隙变得更有挑战性。沉积的介电材料倾向于在间隙完全被填满之前在顶部堵塞，而在间隙中间产生了空隙或缝隙。

多年来，已经发展许多技术来避免使介电材料堵塞间隙的顶部，或“密封”已经形成的空隙或缝隙。一种方式是已经以高可流动的前驱物材料来开始，所述高可流动前驱物材料是在液相中应用到旋转的基板表面(例如SOG沉积技术)。这些可流动的前驱物可流动到非常小的基板间隙内且将其填满，而不会形成空隙或弱的缝隙。然而，一旦这些高可流动的材料被沉积了，所述高可流动的材料需要被固化且被硬化成固体介电材料。

在许多例子中，硬化工艺包括热处理，所述热处理从所沉积材料去除碳与羟基团而留下诸如氧化硅之类的固体电介质。遗憾地，去除的碳与羟物种经常在硬化的电介质中留下孔隙，会降低最终材料的质量。此外，硬化的电介质还倾向于在体积上收缩，会在电介质与周围基板间的界面处留下裂缝与空间。在一些例子中，硬化的电介质的体积可减少40％或更多。

因此，存在有新沉积工艺与材料的需求，所述新沉积工艺与材料可在结构化基板上形成介电材料而不会在基板间隙与沟槽中产生空隙、缝隙或二者。还存在有材料与方法的需求，所述材料与方法可硬化可流动介电材料而具有更少的孔隙与更少的收缩以及容纳仍会发生的收缩。本发明满足了这种和其它需求。

发明概述

本发明描述了具有低破裂倾向间隙填充氧化硅层的形成。沉积涉及可流动含硅层的形成，所述可流动含硅层促进沟槽的填充。在高基板温度下的后续处理造成比根据现有技术方法所形成的可流动膜少的介电膜中的破裂。描述了在形成间隙填充氧化硅层之前所沉积的可压缩衬垫层，且可压缩衬垫层降低了后续沉积的膜会破裂的倾向。在可流动含硅层后沉积的可压缩覆盖层也已经被确定可减少破裂。可单独地或组合地利用可压缩衬垫层与可压缩覆盖层来减少且经常消除破裂。此外，在所公开的实施例中，已经确定可压缩覆盖层可使得氮化硅的下伏层被转变成氧化硅层。

在一个实施例中，一种形成氧化硅层于基板上的方法，所述基板含有沟槽，所述方法包括以下步骤：传送所述基板到基板处理腔室内；形成可压缩衬垫层于所述基板上且在所述沟槽中；形成介电层于所述基板上且在所述沟槽中，其中所述介电层是起初可流动的；以及固化所述介电层。

在又一个实施例中，一种形成氧化硅层于基板上的方法，所述基板含有沟槽，所述方法包括以下步骤：传送所述基板到在基板处理腔室中的基板处理区域内；将等离子体前驱物流动到远程等离子体区域内，以形成等离子体流出物；在所述基板处理区域中结合所述等离子体流出物和含硅前驱物的流动，其中所述含硅前驱物的流动还没由等离子体激发；形成含硅与氧层于所述基板上且在所述沟槽中；形成可压缩覆盖层于所述含硅与氧层上方；以及固化所述含硅与氧层。

在再一个实施例中，一种形成氧化硅层于基板上的方法，所述基板含有沟槽，所述方法包括以下步骤：传送所述基板到基板处理腔室中的基板处理区域内；将等离子体前驱物流动到远程等离子体区域内，以形成等离子体流出物；在所述基板处理区域中结合所述等离子体流出物和含硅前驱物的流动，其中所述含硅前驱物的流动还没由等离子体激发；形成含硅与氮层于所述基板上且在该所述沟槽中；形成可压缩覆盖层于所述含硅与氮层上方；以及在含氧气氛中加热所述基板，以将所述不含碳的含硅与氮层转变成所述氧化硅层。

额外的实施例与特征部分地公开在以下说明中，且部分地对于本领域技术人员在参阅说明书时变得明显或可通过实施所公开的实施例而获悉。所公开的实施例的特征与优点可通过描述在说明书中的装置、组合和方法来了解和获得。