[发明专利]衬底处理方法

说明书

一种用于间隙填充图案结构的第一突起和第二突起之间的凹陷的衬底处理方法，包括：改变形成在图案结构上的层的轮廓，其中层的轮廓的改变包括：在上部区域中，增加凹陷的宽度以抑制上部区域中空隙的形成；以及在下部区域中，减小凹陷的宽度以接触该层，从而导致在下部区域下方形成空隙，并因此允许调整空隙的位置。

技术领域

一个或多个实施例涉及衬底处理方法，更具体地，涉及填充间隙结构的方法。

背景技术

随着半导体器件集成度的增加，图案结构的纵横比(A/R)也在增加。例如，随着间隙结构入口的深度与宽度之比的增加，在没有接缝或空隙的情况下填充间隙结构的技术难度也在增加。原子层沉积方法具有能够在图案结构的壁和底表面上沉积具有均匀厚度的膜的优点。然而，在薄膜被顺序堆叠的逐层沉积的情况下，当以具有间隙的图案结构彼此面对堆叠的膜彼此接触时，会产生边界面，并且在边界面处会留下空隙。当空隙在后续过程中暴露于外部时，半导体器件的性能会恶化。例如，由于金属化过程中金属布线或互连材料的渗透，绝缘性能可能恶化。

发明内容

一个或多个实施例包括一种衬底处理方法，该方法通过在填充间隙结构的间隙填充过程中允许空隙形成在间隙的下部，能够防止在后续过程中暴露空隙的问题。

附加方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显而易见，或者可以通过实践本公开的所呈现的实施例来了解。

根据一个或多个实施例，一种衬底处理方法包括：提供具有第一突起和第二突起的图案结构，其中第一突起和第二突起的上表面均具有平面部分和围绕平面部分的边缘部分；在图案结构上形成第一厚度的第一层，其中通过第一层的形成在第一突起和第二突起之间形成第一宽度的第一凹陷；以及改变第一层的轮廓，其中第一层的轮廓被改变成使得邻近第一突起和第二突起的边缘部分的第一上部区域中的第一凹陷的宽度增加，并且第一上部区域下方的第一下部区域中的第一凹陷的宽度减小。

根据衬底处理方法的一示例，包括形成第一层和改变第一层的轮廓的循环被重复多次，以实现第一突起和第二突起之间的空间的间隙填充。

根据衬底处理方法的另一示例，该循环包括：在第一层上形成第二层，其中通过形成第二层在第一突起和第二突起之间形成第二凹陷；以及改变第二层的轮廓。在改变第二层的轮廓期间，第二上部区域中的第二凹陷的宽度可以增加，并且第二上部区域下方的第二下部区域中的第二凹陷的宽度可以减小。

根据衬底处理方法的另一示例，第二下部区域可以在第一下部区域下方。

根据衬底处理方法的另一示例，由于第二下部区域中的第二凹陷的宽度减小，第二层的第一突起的侧表面上的第一部分和第二层的第二突起的侧表面上的第二部分可以彼此接触以形成空隙。

根据衬底处理方法的另一示例，空隙可以包括在第二下部区域中。

根据衬底处理方法的另一示例，第一层的形成可以包括施加第一等离子体，并且第一层的轮廓的改变可以包括施加第二等离子体。

根据衬底处理方法的另一示例，第二等离子体的功率水平可以大于第一等离子体的功率水平。

根据衬底处理方法的另一示例，第二等离子体的频率可以低于第一等离子体的频率。

根据衬底处理方法的另一示例，第一等离子体的频率可以是第一频率范围，第二等离子体的频率可以包括第一频率范围和低于第一频率范围的第二频率范围。

根据衬底处理方法的另一示例，配置为执行衬底处理方法的衬底处理设备可以包括匹配网络，其中匹配网络可以配置为执行针对第一频率范围的第一匹配操作和针对第二频率范围的第二匹配操作。

根据衬底处理方法的另一示例，第一等离子体的施加可被执行第一时间段，第二等离子体的施加可被执行第二时间段，并且通过调整第一时间段和第二时间段之间的比率，可以改变图案结构的间隙填充之后剩余的空隙的位置。