[发明专利]半导体装置处理方法、系统及设备

说明书

一种半导体装置处理方法、系统及设备。所述方法可包括：在层中提供空腔；将高能通量引导到所述空腔的底表面；执行将所述空腔暴露到含水分的环境；以及利用原子层沉积(ALD)工艺将填充材料引入所述空腔中，其中所述填充材料相对于所述空腔的侧壁选择性地沉积在所述空腔的底表面上。

相关申请

本申请主张在2015年11月13日提出申请且名称为“利用选择性表面修改填充结构的技术(TECHNIQUES FOR FILLING A STRUCTURE USING SELECTIVE SURFACEMODIFICATION)”的美国临时专利申请第62/255,017号的优先权，所述美国临时专利申请全文并入本申请供参考。

技术领域

本发明实施例涉及处理装置结构，且更具体来说涉及半导体装置处理方法、系统及设备。

背景技术

当前，装置制作(例如半导体装置制作)可能需要对例如沟槽、孔或其他结构等小空腔进行填充。可利用金属材料、绝缘体材料或其他材料来填充此类空腔。由于此类空腔的尺寸按比例缩放到较小的大小，因此填充空腔的能力变得更具挑战性。举例来说，对沟槽或通孔结构进行填充可能在给定结构的纵横比(深度/宽度)高时尤其困难。在一些实例中，沟槽可具有大于1(尤其是大于2)的纵横比。在各种已知的填充沟槽的沉积技术中，当向沟槽中引入填充材料时，可能会在多个被暴露表面(包括沟槽的底部以及沟槽侧壁)上发生填充材料的沉积。这种类型的沉积可能导致悬垂(overhang)及在沟槽内形成埋孔(buriedhole)，从而致使所得装置结构具有所不期望的性质。

鉴于这些及其他考虑因素，提供本公开。

发明内容

在一个实施例中，一种装置处理方法可包括：在层中提供空腔；将高能通量(energetic flux)引导到所述空腔的底表面；执行将所述空腔暴露到含水分的环境；以及利用原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)工艺将填充材料引入所述空腔中。所述填充材料可相对于所述空腔的侧壁选择性地沉积在所述空腔的所述底表面上。

在另一实施例中，一种系统可包括传送腔室(transfer chamber)，其中所述传送腔室被安排成在多个位置之间输送衬底。所述系统可包括高能通量腔室，其中所述高能通量腔室耦合到所述传送腔室以接纳所述衬底，其中所述高能通量腔室以定向方式(directional fashion)将高能通量引导到所述衬底。所述系统还可包括水分腔室(moisture chamber)，所述水分腔室耦合到所述传送腔室且为所述衬底提供H₂O环境。所述系统还可包括原子层沉积腔室，所述原子层沉积腔室耦合到所述传送腔室且向所述衬底提供第一反应剂及第二反应剂，所述第一反应剂及所述第二反应剂形成填充材料的至少一个单层。所述系统可包括刻蚀腔室，所述刻蚀腔室耦合到所述传送腔室且将刻蚀剂引导到所述衬底以对所述填充材料进行刻蚀。

在再一实施例中，一种处理设备可包括：处理腔室，用于容纳衬底；高能通量来源，所述高能通量来源以定向方式向所述衬底提供高能通量；及水分来源，所述水分来源向所述衬底提供H₂O；以及原子层沉积来源。所述原子层沉积来源可向所述衬底提供至少两种物质，以利用原子层沉积工艺将填充材料沉积在所述衬底上。所述高能通量来源、所述水分来源及所述原子层沉积来源可耦合到所述处理腔室。

附图说明

图1A到图1D示出根据本公开的实施例的一种方法中所涉及的示例性操作的示意图。

图2A到图2C示出根据本公开的其他实施例的示例性操作的示意图。

图3A到图3C示出根据本公开的额外实施例的示例性操作的示意图。

图4示出在原子层沉积工艺之前暴露到高能通量情况下衬底上的膜生长与在原子层沉积工艺之前不暴露到高能通量情况下衬底上的膜生长的傅立叶变换红外光谱(Fourier transform Infrared spectra)比较结果。