[发明专利]以UV辅助方式将材料注入多孔膜

说明书

描述用于减少图案化基板上的多孔膜经历的收缩的方法。该膜可以是含硅和氢的层，该含硅和氢的层进一步含有碳、氧及氮中的一者或两者。沉积之后，立刻通过同时暴露于相对小的分子前体(例如NH₃或C₂H₂)和UV光源来处理该含硅和氢的层。该处理甚至可以减少该多孔膜随后由于反应前的明显渗透而在该膜底部经历的收缩。该处理可以减少在填充有该多孔膜的沟槽的底部的收缩，从而在处理完成之后提供在该沟槽内保持较大填充因子的效益。

技术领域

本文公开的实施例涉及处理多孔膜。

背景技术

半导体电路元件的小型化已达到以商业规模制造约14nm的特征尺寸的点。随着尺寸持续变得越来越小，像是使用避免电串扰的电介质材料填充电路元件之间的缝隙之类的工艺步骤出现了新的挑战。随着元件之间的宽度持续缩小，元件之间的缝隙往往变得更高且更窄，使得缝隙的填充很难不发生电介质材料卡住而形成孔隙或弱接缝的情况。传统的化学气相沉积(CVD)技术时常在缝隙被完全填充之前在缝隙的顶部遭遇材料过度生长。此举会在沉积的电介质材料因过度生长而过早切断的缝隙中形成孔隙或接缝；这种问题有时被称为面包条化(breadloafing)。

面包条化问题的一种解决方案一直是使用液体前体作为更容易流入缝隙中的电介质原料。目前在商业用途中这样做的技术被称为旋涂玻璃(SOG)。最近已开发出赋予CVD沉积的电介质材料可流动特性的技术。这些技术可以沉积可流动前体以用多孔材料填充高、窄的缝隙，同时降低形成孔隙或弱接缝的发生率。虽然新的可流动CVD技术代表在使用多孔材料(例如低k电介质材料)填充高、窄(即高深宽比)缝隙的显著突破，但仍需要减少多孔材料在后续处理期间所经历的收缩。

发明内容

描述用于减少图案化基板上的多孔膜经历的收缩的方法。该膜可以是含硅和氢的层，该含硅和氢的层进一步含有碳、氧及氮中的至少一者。沉积之后，立刻通过同时暴露于相对小的分子前体(例如NH₃或C₂H₂)和UV光源来处理该含硅和氢的层。该处理甚至可以减少该多孔膜随后由于反应前的明显渗透而在该膜底部经历的收缩。该处理可以减少在填充有该多孔膜的缝隙的底部的收缩，从而在处理完成之后提供在该缝隙内保持较大填充因子的效益。

本文描述的实施例包括在图案化基板上处理缝隙填充电介质的方法。该方法包括在该图案化基板上形成含硅和氢的膜。该含硅和氢的膜填充该图案化基板上的缝隙。该方法进一步包括使该含硅和氢的膜暴露于含氢前体，同时使该含硅和氢的膜暴露于UV光。该含氢前体进一步包括氮、硅及碳中的至少一者。在暴露该含硅和氢的膜的操作之后，该含硅和氢的膜可以不含硅、碳、氮、氢及氧以外的元素。

本文描述的实施例包括在图案化基板中填充缝隙的方法。该方法包括使低k电介质材料流入该图案化基板上的该缝隙中。该方法进一步包括使该低k电介质材料暴露于含氢前体。该方法进一步包括使该图案化基板暴露于UV光。使该图案化基板暴露于UV光及使该低k电介质材料暴露于含氢前体的操作同时发生。

本文描述的实施例包括强化缝隙填充材料的方法。该方法包括将具有缝隙的图案化基板传送到基板处理室的基板处理区域中。该缝隙用多孔电介质进行填充。该方法进一步包括使含氢前体流入该基板处理区域中，同时在该缝隙上照射UV光。该方法进一步包括加热该图案化基板，其中加热该图案化基板使该缝隙的底部附近的多孔电介质收缩小于35％。依据实施例，加热该图案化基板可以将该基板的温度提高至高于150℃、高于200℃、高于250℃、或高于300℃。

附加的实施例与特征在一定程度上在以下的描述中进行阐述，而且对本领域技术人员而言将在检视说明书后变得显而易见，或者可通过实施实施例而学习到。实施例的特征与优点可以通过说明书中描述的手段、组合及方法来实现和获得。

附图说明

可以通过参照其余部分的说明书和附图来进一步理解实施例的本质与优点。