[发明专利]用于氮化硅薄膜的处理方法

说明书

本文的实施例提供使用可流动化学气相沉积(FCVD)工艺沉积的氮化硅层的基于自由基的处理。该FCVD沉积的氮化硅层的基于自由基的处理期望地增加层中稳定的Si‑N键的数目，从该层移除不期望的氢杂质，且期望地提供所得的氮化硅层中的进一步交联、致密化、及氮化(氮的并入)。在一个实施例中，形成氮化硅层的方法包括：将基板定位在基板支撑件上，该基板支撑件设置在处理腔室的处理容积中；以及处理沉积在该基板上的氮化硅层。处理该氮化硅层包括：使第一气体的一种或多种自由基物质流动，该第一气体包括NH₃、N₂、H₂、Ar、He、或前述气体的组合；以及将氮化硅层暴露于该自由基物质。

技术领域

本公开的实施例大致上关于半导体组件制造工艺的领域，更具体而言，关于用于在电子组件制造工艺中已沉积于基板表面上的氮化硅层的基于自由基的处理的方法。

背景技术

氮化硅常用作电子组件制造工艺中的介电材料，诸如金属层级之间的绝缘层、防止氧化或其他扩散的阻挡层、硬模、钝化层、诸如用于晶体管中的间隔件材料、抗反射涂层材料、非易失性存储器中的层、以及作为组件特征之间的沟槽中的间隙填充材料(以减少其间的串扰)。经常，在沉积氮化硅层之后，进一步处理该氮化硅层，以达成期望的膜化学计量、蚀刻选择性、以及其它期望的膜性质。常规的处理方法包括，使氮化硅层暴露于高密度等离子体(HDP)。但是，常规的处理方法由于该方法的离子轰击而制造了损坏在基板上的下方特征和材料的风险，或在其他方面不适合用于对设置在高深宽比开口中的氮化硅材料进行处理。

因此，本领域中所需要的是处理所沉积的氮化硅层以达成期望的氮化硅化学计量和其它期望材料特性的改进的方法。

发明内容

本文描述的实施例大致上提供使用可流动化学气相沉积(FCVD)工艺沉积的氮化硅层的基于自由基的处理。在一些实施例中，该方法进一步包括，在进行氮化硅层的处理之前沉积氮化硅层。

在一个实施例中，一种处理基板的方法包括：将基板定位在基板支撑件上，该基板支撑件设置在处理腔室的处理容积中；以及处理已经沉积在该基板上的氮化硅层。处理该氮化硅层包括：使第一气体中的一种或多种自由基物质流动，该第一气体包括NH₃、N₂、H₂、He、Ar、或其组合；以及将氮化硅层暴露于该自由基物质。在一些实施例中，该方法进一步包括沉积该氮化硅层，包括：使一种或多种硅前驱物流进该处理腔室的处理容积；将该基板暴露于该一种或多种硅前驱物；提供包括第二气体的自由基物质的一种或多种自由基共反应物；以及将该基板暴露于该一种或多种自由基共反应物。

在另一个实施例中，一种用于氮化硅层的基于自由基的处理的方法，包括：将基板定位在基板支撑件上，该基板支撑件设置在处理腔室的处理容积中；以及处理已经沉积在该基板上的氮化硅层。处理该氮化硅层包括：使第一气体的一种或多种自由基物质流动，该第一气体包括NH₃、N₂、H₂、He、Ar、或前述气体的组合；以及将所沉积的氮化硅层暴露于该自由基物质。在此，使用一方法沉积该氮化硅层，该方法包括：使一种或多种硅前驱物流进该处理腔室的该处理容积；将该基板暴露于该一种或多种硅前驱物；使包括第二气体的自由基物质的一种或多种自由基共反应物流动；以及将该基板暴露于该一种或多种自由基共反应物。

在另一个实施例中，一种形成氮化硅层的方法包括：沉积氮化硅层以及对沉积的该氮化硅层进行基于自由基的处理。沉积该氮化硅层包括：使一种或多种硅前驱物流进第一处理腔室的处理容积；将该基板暴露于该一种或多种硅前驱物；使包括第一气体的自由基物质的一种或多种自由基共反应物流动；以及将该基板暴露于该一种或多种自由基共反应物。处理所沉积的氮化硅层包括：使第二气体的一种或多种自由基物质流动，该第二气体包括NH₃、N₂、H₂、He、Ar、或前述气体的组合；以及将经沉积的氮化硅层暴露于该第二气体的该自由基物质。