[发明专利]用有机前体通过远程等离子体表面处理含硅和碳的膜

说明书

提供用于处理低k介电材料的表面处理工艺。一个示例性实施可包括用于处理工件的方法。工件可包括含硅和碳的膜材料。方法可包括用表面处理工艺处理工件。表面处理工艺可包括在第一腔室中生成一种或多种核素；将一种或多种烃分子与核素混合以形成包括一种或多种有机自由基的混合物；和在第二腔室中将在工件上的含硅和碳的层暴露于混合物。

优先权声明

本申请要求2018年4月20日提交的名称为“Surface Treatment Of Silicon AndCarbon Containing Films By Remote Plasma With Organic Precursors(用有机前体通过远程等离子体表面处理含硅和碳的膜)”的美国申请序列号15/958,635的优先权，其要求2017年10月3日提交的名称为“Surface Treatment of Silicon and Carbon ContainingFilms by Remote Plasma with Organic Precursors(用有机前体通过远程等离子体表面处理含硅和碳的膜)”的美国临时申请序列号62/567,295的优先权，其为了所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及表面处理如半导体工件的基材。

背景技术

含碳低介电常数(k)的介电材料正越来越多地用于半导体器件的制造中。例如，SiOCN可用作高级半导体器件的生产线前道工序(front-end-of-line)(FEOL)应用中的隔离物材料。SiOC可用作生产线后道工序(back-end-of-line)(BEOL)应用中的互连电介质。

含碳低k介电材料如多孔的低k介电材料可容易受到半导体制造工艺步骤(例如，含氧等离子体干法刻蚀、等离子体干灰、湿法清洗、化学机械抛光(CMP)等等)的损坏。这种损坏可包括，例如与碳膜暴露的表面区域(例如，顶表面、侧壁等等)的消耗和用Si-OH(羟基)键置换Si-CH₃(甲基)键相关的介电常数(k)的增加。

发明内容

本公开的实施方式的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可以从描述中得知，或可以通过实施方式的实践得知。

本公开的一个示例性方面涉及用于处理工件的方法。工件可包括含硅和碳的膜材料。方法可包括在含硅和碳的膜材料上进行基于有机自由基的表面处理工艺。表面处理工艺可包括在第一腔室中生成一种或多种核素(species)；将一种或多种烃分子与核素混合以形成包括一种或多种有机自由基的混合物；和在第二腔室中将在工件上的含硅和碳的层暴露于混合物。

本公开的其他示例性方面涉及用于工件的表面处理的系统、方法和仪器。

参考以下描述和所附权利要求，各种实施方式的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入在该说明书中并构成该说明书的部分的附图阐明了本公开的实施方式，并且与描述一起用来解释相关原理。

附图说明

针对本领域技术人员的实施方式的详细讨论参照了所附附图的说明书中陈述，其中：

图1描述了示例性生产线前道工序(FEOL)隔离物(spacer)结构；

图2描述了示例性生产线后道工序(BEOL)互连结构；

图3描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性等离子处理仪器；

图4描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性方法的流程图；

图5描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性表面处理工艺的流程图；

图6描述了根据本公开的示例性实施方式的示例性表面处理工艺的流程图；

图7描述了根据本公开的示例性实施方式在表面处理工艺期间在离子过滤后示例性气体注入；