專利名稱：形成至少一層介電層的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及形成至少一層介電層的方法和 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自從幾十年前半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，半導(dǎo)體器件的幾何形狀在尺寸上顯著 減小。現(xiàn)代半導(dǎo)體制造裝置一般生產(chǎn)部件尺寸為250nm、 180nm和65nm的 器件，而即將開發(fā)和實(shí)施的新裝置使器件甚至具有更小的幾何形狀。然而， 小尺寸意味著器件單元必須靠近一起工作，這會(huì)增加包括串音和寄生電容的 電干擾機(jī)會(huì)。
為了減小電干擾的程度，采用介電絕緣材料填充器件單元、金屬線和其 它器件部件之間的間隙、溝槽和其它空隙。選擇在器件部件之間的空隙中容 易形成并且具有低介電常數(shù)(即，k值)的介電材料。具有較低k值的介電 材料有利于最小化串音和RC延時(shí)同時(shí)減小器件的總體功耗。傳統(tǒng)介電材料包括氧化硅，當(dāng)用傳統(tǒng)CVD技術(shù)沉積時(shí)，氧化硅的平均k值在4.0到4.2之 間。
在形成半導(dǎo)體器件期間，采用氮化硅介電膜作為各種應(yīng)用中的阻擋層或 蝕刻終止層。氮化硅介電膜具有與諸如低k介電材料的氧化硅不同的蝕刻速 率。氮化硅介電膜可以對(duì)諸如其下方的晶體管柵極等結(jié)構(gòu)提供期望的保護(hù)。
然而，橫跨具有密集并且絕緣的器件的晶片而形成的氮化硅介電膜可能 具有不均勻的厚度，這是不想要的。而且，形成在呈階梯式高度分布的部分 的底部、側(cè)壁和頂部的氮化硅介電膜的厚度也會(huì)不利地影響隨后的低-k介電 材料的間隙填充效果。當(dāng)半導(dǎo)體器件的形狀按比例縮小時(shí)這種情況變得更

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實(shí)施方式， 一種結(jié)構(gòu)的形成方法包括橫跨襯底表面形成至少 一個(gè)部件。在所述至少一個(gè)部件上方形成含氮介電層。以第一速率去除所述 至少一個(gè)部件的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一部分含氮層，以第二速率去除與所述 至少一個(gè)部件的底部區(qū)域鄰近的襯底上方的第二部分含氮層。該第一速率大 于該第二速率。在該含氮介電層上方形成介電層。
根據(jù)另一示例性實(shí)施方式， 一種晶體管的形成方法包括在襯底上方形成 至少一個(gè)晶體管柵極。在所述至少一個(gè)晶體管柵極的側(cè)壁上形成至少一個(gè)介 電間隔部。在襯底中形成鄰近所述晶體管柵極的至少一個(gè)接觸區(qū)域。在所述 至少一個(gè)晶體管柵極上方形成含氮介電層。以第一速率去除所述至少一個(gè)晶 體管柵極的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一部分含氮層，以第二速率去除與所述至少 一個(gè)晶體管柵極的底部區(qū)域鄰近的襯底上方的第二部分含氮層，其中該第一 速率大于該第二速率。在該含氮介電層上方形成介電層。
根據(jù)一替代實(shí)施方式， 一種結(jié)構(gòu)的形成方法包括橫跨襯底表面形成至少 一個(gè)部件；在所述至少一個(gè)部件上方形成第一介電層。在所述第一介電層上 方形成第二介電層。以第一速率去除所述至少一個(gè)部件的至少一個(gè)側(cè)壁上的 第二介電層的第一部分，以第二速率去除與所述至少一個(gè)部件的底部區(qū)域鄰 近的襯底上方的第二介電層的第二部分，該第一速率大于該第二速率。在蝕 刻后的第二介電層上方形成第三介電層。根據(jù)其它示例性實(shí)施方式， 一種設(shè)備裝置包括室?；O(shè)置在該室中， 用來(lái)支撐襯底，其中橫跨該襯底形成至少一個(gè)部件，在所述至少一個(gè)部件上 方形成有含氮層。噴頭設(shè)置在該室中并在該基座的上方。等離子體發(fā)生器與 該室相連，其中該等離子體發(fā)生器被構(gòu)造為產(chǎn)生包括氟離子和氫離子的等離 子體。該等離子體被提供到該室中，用于以第一速率去除所述至少一個(gè)部件 的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一部分含氮層，以第二速率去除與所述至少一個(gè)部件 的底部區(qū)域鄰近的襯底上方的第二部分含氮層，該第一速率大于該第二速 率。
關(guān)于其它實(shí)施方式和特征， 一部分將在下面的說(shuō)明書中闡明， 一部分對(duì) 本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)通過(guò)研究本說(shuō)明書將變得更加明顯，或者通過(guò)本發(fā)明的 實(shí)踐獲知。通過(guò)說(shuō)明書所描述的裝置、組合和方法可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特征和 優(yōu)點(diǎn)。


參照說(shuō)明書的其它部分和附圖，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一 步理解，其中在整個(gè)附圖中用相似的附圖標(biāo)記表示相似的組成部分。在一些 實(shí)施例中，次級(jí)標(biāo)記與附圖標(biāo)記相關(guān)。當(dāng)引用一個(gè)不帶有次級(jí)標(biāo)記的附圖標(biāo) 記時(shí)，這個(gè)附圖標(biāo)記意指所有這樣的多種相似的組成部分。
圖1A-1D是示出在兩個(gè)晶體管柵極之間填充示例性介電材料的示例性 工藝的示意截面圖。
圖1E是形成在示例性晶體管上方形成的示例性介電結(jié)構(gòu)的示意截面圖。
圖2A是示出去除含氮介電層的多個(gè)部分的示例性工藝的流程圖。
圖2B是示出去除含氮介電層的多個(gè)部分的另一個(gè)示例性工藝的流程圖。
圖3A是示出示例性薄膜沉積系統(tǒng)的垂直截面圖。
圖3B是示出薄膜沉積系統(tǒng)的示例性系統(tǒng)監(jiān)視器/控制器組件的簡(jiǎn)化圖。
圖4是示例性蝕刻系統(tǒng)的示意截面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明描述了在至少一個(gè)部件(feature)(例如橫跨襯底表面形成的晶 體管柵極)上方形成至少一層介電層的系統(tǒng)和方法。介電層經(jīng)蝕刻處理。蝕刻處理可以期望減小間隙和/或溝槽的縱橫比(例如，大約5: 1或更高的縱 橫比)。然后可以在蝕刻的介電層上方形成介電層，以使得可以用介電材料 基本無(wú)縫地填充這種縱橫比的間隙和/或溝槽。
本發(fā)明的方法包括橫跨襯底表面形成至少一個(gè)部件。在至少一個(gè)部件上 方形成介電層。以第一速率去除部件拐角周圍的第一部分介電層，以第二速 率去除在鄰近至少一個(gè)部件底部區(qū)域的襯底上方的第二部分介電層。在蝕刻 后的介電層上方形成介電層。
示例性工藝
圖1A-1D是示出在兩個(gè)晶體管柵極之間填充示例性介電材料的示例性
工藝的示意截面圖。
參見圖1A，橫跨襯底100的表面形成至少一個(gè)部件101。部件101可以 是，例如，晶體管、晶體管柵極、溝槽、開口、間隙、導(dǎo)電線或其它具有縱 橫比的部件。晶體管101可以形成在襯底100的上方。襯底可以是例如硅襯 底、m-V族化合物襯底、硅/鍺(SiGe)襯底、外延襯底(epi-substrate)、 絕緣體上硅(SOI)襯底、顯示器基板例如液晶顯示器(LCD)、等離子體 顯示器、電致發(fā)光(EL)燈顯示器或發(fā)光二極管(LED)襯底。在一些實(shí)施 方式中，襯底100可以是半導(dǎo)體晶片(例如200mm、 300mm、 400 mm等硅 晶片)°
每個(gè)晶體管101可以包括形成在襯底100上方的柵極介電層105。晶體 管柵極110形成在柵極介電層105的上方。接觸區(qū)域120，例如源/漏極區(qū)域， 形成在襯底100中并且鄰近晶體管柵極110。柵極介電層105可以由，例如， 氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k介電材料(例如氧化鋁(A1203)、氧化鉿 (HfD2)、氮氧化鉿(HfDN)、硅酸鉅(HfSi04)、氧化鋯(Zr02)、氮 氧化鋯(ZrON)、硅酸鋯(ZrSiO》、氧化釔(Y203)、氧化鑭(La203)、 氧化鈰(Ce02)、氧化鈦(Ti02)、氧化鉭(Ta205))、其它介電材料或 其各種組合制成。柵極介電層可以通過(guò)，例如，化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、 物理氣相沉積(PVD)工藝、其它適于形成柵極介電材料層的半導(dǎo)體工藝或 其各種組合來(lái)形成。
晶體管柵極110可以由，例如，多晶硅；非晶硅；金屬材料，例如，Ru、 Ti、 Ta、 W、 Hf、 Cu、 Al;金屬氮化物；金屬氧化物，例如Ru02或Ir02;金屬氮化物，例如MoN、 WN、 TiN、 TaN、 TaAlN;柵極硅化物，例如CoSi2 或NiSi;適于用作晶體管柵極的其它金屬材料，或其各種組合。在一些實(shí)施 方式中，晶體管柵極110可以通過(guò)CVD工藝、PVD工藝、電化學(xué)電鍍工藝、 無(wú)電鍍工藝或其各種組合形成。
接觸區(qū)域120可以形成在襯底100內(nèi)。接觸區(qū)域120可以具有n型摻雜 劑例如磷和砷或p型摻雜劑例如硼。接觸區(qū)域120可以通過(guò)至少一道注入工 藝形成。在一些實(shí)施方式中，接觸區(qū)域120可以包括至少一個(gè)輕摻雜漏極 (LDD)。
再次參見圖1A，例如氧化物層113、氮化物層115和氧化物層117的至 少一層介電層形成在晶體管柵極110的側(cè)壁上?？梢詫⒀趸飳?13、氮化 物層U5和氧化物層117構(gòu)造為保護(hù)晶體管柵極110和/或用作向襯底中注入 離子以形成接觸區(qū)域120的掩模。在一些實(shí)施方式中，氧化物層113、氮化 物層115和氧化物層117可以通過(guò)，例如CVD工藝形成。值得注意的是， 多層間隔部只是一個(gè)示例性實(shí)施方式。在其它的實(shí)施方式中可以采用單介電 層間隔部。
在一些實(shí)施方式中，晶體管柵極110可以具有大約35納米(nm)的寬 度和大約100nm的高度。晶體管柵極110之間的空隙可以是大約180 nm。 氧化物層113、氮化物層115和氧化物層117的底部寬度可以是大約35 mn。 值得注意的是，可以采用其它尺寸的晶體管101來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的晶體管。本發(fā) 明的范圍不限定于此。
在圖1B中，至少一層介電層例如介電層125可以形成在晶體管101的 上方。介電層125可以是，例如氮化硅(SiN)層、氮氧化硅(SiON)層、 氮碳化硅(SiCN)層、氧化硅層、碳氧化硅層、碳化硅層、氮硼化硅層、氮 化硼層、其它介電層或其各種組合。
在一些形成含氮介電層的實(shí)施方式中，可以由含硅前驅(qū)體例如硅烷 (SiH4) 、 二氯硅烷(SiH2Cl2)、三氯硅烷(SiHCl3)、和四氯硅垸(SiCl4)， 和含氮前驅(qū)體例如氮?dú)?N2)和氨氣(NH3)形成。在其它的實(shí)施方式中， 介電層125可以由含硅前驅(qū)體例如垸氧基乙硅垸、垸氧基-烷基乙硅垸、垸氧 基-乙酰氧基乙硅烷、和聚硅酸鹽；以及含氮前驅(qū)體例如氮?dú)夂桶睔庑纬伞＠?如垸氧基乙硅垸可以包括Si2(EtO)6乙氧基乙硅烷、Si2(MeO)6甲氧基乙硅烷和Si6(Me0^2甲氧基環(huán)己基硅垸，其中Et表示乙基(C2H6)以及Me表示甲 基(CH3)。在一些實(shí)施方式中，垸氧基-烷基乙硅垸可包括Si2(EtO)4(Me)2 四乙氧基二甲基乙硅烷、Si2(EtO)4(Et)2四乙氧基二乙基乙硅垸、Si2(EtO)2(Me)4 二乙氧基-四甲基乙硅烷、Si2(MeO)4(Me)2四甲氧基-二甲基乙硅烷、以及 Si402(Me)8甲基環(huán)己基硅烷、Si6(MeO)6(Me)6甲氧基-甲基環(huán)己基硅垸、 Si402(H2)4氫環(huán)己基硅烷。在一些實(shí)施方式中，垸氧基-乙酰氧基乙硅垸可包 括Si2(AcO)6乙酰氧基乙硅烷、Si2(Me)4(AcO)2四甲基-二乙酰氧基乙硅烷和 Si2(Me)2(AcO)4二甲基-四乙酰氧基乙硅烷，其中Ac表示乙酰基。在一些實(shí) 施方式中，聚硅酸鹽可以包括環(huán)戊基硅烷或其它成分()。
再次參見圖IB,可以發(fā)現(xiàn)介電層125在晶體管101的拐角126周圍具 有修剪(pinch-off)輪廓和/或負(fù)分布(negativeprofile)。如果形成厚的介電 層125，介電層125的修剪輪廓和/或負(fù)分布可能在晶體管101之間產(chǎn)生空隙 或縫隙。在一些實(shí)施方式中，晶體管柵極H0上的介電層125的厚度"a"大于 襯底100上的鄰近晶體管101底部區(qū)域的介電層125的厚度"b"。在另一個(gè)實(shí) 施方式中，介電層125的厚度"b"大于晶體管101側(cè)壁上的介電層125的厚度 "c"。
參照?qǐng)D1C，蝕刻工藝130可以以第一蝕刻速率去除晶體管101的拐角 126周圍的介電層125的第一部分，以第二蝕刻速率去除鄰近晶體管101底 部區(qū)域127的介電層125的第二部分,其中第一蝕刻速率大于第二蝕刻速率。
在去除介電層125例如氮化硅(SiN)層的多個(gè)部分的某些實(shí)施方式中， 蝕刻工藝130可以用含氟前驅(qū)體例如三氟化氮(NF3)、四氟化硅(SiF4)、 四氟化碳(CF4)、氟化甲垸(CH3F) 、 二氟化甲烷(CH2F2)、三氟化甲烷 (CHF3)、八氟化丙垸(C3F8)、六氟化乙烷(C2F6)、其它含氟前驅(qū)體或 其各種組合；以及含氫前驅(qū)體例如氫氣(H2)、氨氣(NH3)、肼(N2H4)、 疊氮酸(HN3)、其他含氫前驅(qū)體或其各種組合。在一些實(shí)施方式中，蝕刻 工藝130可以具有大約每分鐘10標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)和大約每分鐘5標(biāo) 準(zhǔn)升(slm)之間的氣體流速；在大約100毫托和大約200托之間的處理壓 力；在大約5瓦和大約3,000瓦之間的射頻(RF)功率以及大約100kHz和 大約64MHz之間的RF。在其它的實(shí)施方式中，RF可以在大約400kHz和大 約13.67MHz之間。在一些實(shí)施方式中，將NF3、 H2和He提供給外部等離子體發(fā)生器用于 產(chǎn)生等離子體，如圖2A中步驟210所述。NF3可以具有大約50 sccm的流速； H2可以具有大約300 sccm的流速；He可以具有大約100 sccm的流速。處理 壓力是大約3托，RF功率是大約40瓦。在一些實(shí)施方式中，可以在被配置 為執(zhí)行蝕刻工藝130的蝕刻室中產(chǎn)生等離子體?？梢园凑障率龇磻?yīng)式產(chǎn)生等 離子體
NF3 + H2 —NHxFy (或NHxFy HF) +HF+F
然后可以將等離子體導(dǎo)入到用于蝕刻氮化硅層的多個(gè)部分的蝕刻室中。 遠(yuǎn)程產(chǎn)生的等離子體可以與氮化硅相互作用以產(chǎn)生副產(chǎn)物，例如(NF4)2SiF6，
如圖2A中步驟220所述。在一些實(shí)施方式中，襯底100放置在溫度在大約 -IO(TC和大約l，OO(TC之間的基座上方。在其它實(shí)施方式中，基座的溫度可以 為大約30。C。期望基座的溫度可以促進(jìn)等離子體與氮化硅的相互作用。在一 些實(shí)施方式中，等離子體與氮化硅的相互作用可以指蝕刻步驟。蝕刻步驟可 以按照如下反應(yīng)式所述
NHxFy.HF + SiN— (NF4) 2SiF6+N2+NH3
然后如圖2A中步驟230所述，副產(chǎn)物(NF4) 2SiF6經(jīng)受熱處理以分解
和/或升華副產(chǎn)物。在一些實(shí)施方式中，可以通過(guò)將副產(chǎn)物接近噴頭來(lái)實(shí)現(xiàn)熱 處理，其中可操作該噴頭以提供大約-50。C到大約l,OOO'C之間的處理溫度。 在一實(shí)施方式中，處理溫度是大約180°C。在其它的實(shí)施方式中，熱處理可 以通過(guò)，例如烤箱、爐子、快速熱退火(RTA)裝置、或其它熱裝置來(lái)執(zhí)行。 副產(chǎn)物的分解和/或升華可以如下反應(yīng)式所述 (NF4) 2SiF6 — SiF4 + NH3 + HF 再次參見圖1C，基本可以消除介電層125的修剪輪廓和/或負(fù)分布。在 一些形成厚度大約l，OOOA的介電層125的實(shí)施方式中，蝕刻工藝130可以 將厚度b減少大約14%，和將厚度c減少大約50%。在形成厚度大約600A 的氮介電層125的其它實(shí)施方式中，蝕刻工藝130可以減少大約11%的厚度 b和大約40%的厚度c。由于蝕刻工藝130可以以比鄰近晶體管101底部區(qū) 域127的介電層125要快的蝕刻速率去除晶體管101的拐角126周圍的介電 層125，蝕刻后的介電層125a之間的間隙(圖1C所示)的縱橫比小于介電 層125之間的間隙(圖1B所示)的縱橫比。在一些實(shí)施方式中，蝕刻工藝130可以以比去除厚度b快的速率去除厚 度a。對(duì)厚度a的蝕刻速率與對(duì)厚度b的蝕刻速率的比率可以是大約2: 1或 更高。在其它的實(shí)施方式中，該比率可以是10: l或更高。在一些實(shí)施方式 中，蝕刻工藝130可以以基本等于或快于對(duì)厚度b的去除速率來(lái)去除此厚度。
對(duì)此厚度的蝕刻速率與對(duì)厚度b的蝕刻速率的比率可以是大約1: 1更高。 在其它的實(shí)施方式中，該比例是大約2: l或更高。
在圖1D中，在蝕刻后的介電層125a上方形成介電層135。介電層135 可以由，例如氧化物、氮化物、氮氧化物、低k介電材料、超低k介電材料、 其它介電材料或其各種組合制成。介電層135可以通過(guò)，例如CVD工藝、 旋轉(zhuǎn)涂敷工藝、其它適用于形成介電層的方法或其各種組合形成。由于基本 上消除了介電層125的修剪輪廓和負(fù)分布(如圖1B所示)，期望介電層135 可以填充在蝕刻后的介電層125a之間的間隙中。
再次參見圖1D,晶體管101可以是p型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體 管(MOSFET)。蝕刻后的介電層125a例如含氮層是水平擠壓晶體管柵極 110的壓縮層。蝕刻后的介電層125a可以感應(yīng)晶體管柵極110下面的襯底 200中的晶體管101溝道區(qū)域中的壓縮應(yīng)變。
還發(fā)現(xiàn)厚度b'可以影響PMOSFET的空穴遷移率。厚度b'的增加可以預(yù) 期地提高PMOSFET的空穴遷移率。由于蝕刻工藝130可能不會(huì)充分地蝕刻 鄰近晶體管101底部127的介電層125，蝕刻后的介電層125的殘余厚度b' 可以預(yù)期地改善PMOSFET的空穴遷移率。在一些實(shí)施方式中，蝕刻后的介 電層125a的厚度b'可以是大約600A或更高。因此，厚度b'可以預(yù)期地提高 PMOSFET的空穴遷移率并同時(shí)減小晶體管101之間的縱橫比。
圖1E是形成在示例性晶體管上方的示例性介電結(jié)構(gòu)的示意截面圖。在 圖1E中，介電層140和介電層145可以連續(xù)地形成在晶體管101的上方。 在一些實(shí)施方式中，介電層140和145是不同的介電層。在其它的實(shí)施方式 中，介電層140和145可以相似于上述圖1B中的介電層125。在其它的實(shí) 施方式中，介電層140和145是SiC層/SiN層、SiCN層/SiN層、SiCN層/SiN 層、BN層/SiN層或其各種組合。
在一些實(shí)施方式中，上述參照?qǐng)D1C描述的蝕刻工藝130可以以比去除 與晶體管101底部區(qū)域127鄰近的介電層145的第二部分要快的速率去除晶2 體管柵極110的上表面上方的介電層145的第一部分。在其它的實(shí)施方式中， 蝕刻工藝130還可以去除晶體管柵極110的上表面上方的介電層140的一部 分，而基本不去除與晶體管101底部區(qū)域127鄰近的介電層。
值得注意的是介電層的數(shù)量不限于上述的示例性實(shí)施方式所描述的。多 于兩層的介電層可以形成在晶體管101的上方，然后將這些介電層進(jìn)行蝕刻 工藝130以實(shí)現(xiàn)蝕刻后的結(jié)構(gòu)的期望縱橫比。還應(yīng)當(dāng)注意蝕刻工藝130可以 包括用于去除介電層140和/或介電層145的多個(gè)部分的單一步驟或多個(gè)步 驟。
圖2B是示出去除氮碳化硅(SiCN)層的多個(gè)部分的示例性工藝的流程 圖。在一些實(shí)施方式中，介電層125是氮碳化硅層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于碳的存 在，NF3/H2/He前驅(qū)體可能不能預(yù)期地去除SiCN層。在一些實(shí)施方式中，SiCN 層可以在，例如，圖2B中步驟240所述的沉積室中被氧化。SiCN層可以被， 例如氧、臭氧、其它含氧氣體或其各種組合氧化。氧化之后，SiCN中的碳 可以預(yù)期地被去除，SiCN層可以基本上被氧化為氮氧化硅(SiON)層。
再次參見2B，步驟250可以產(chǎn)生含氟等離子體。在一些實(shí)施方式中， 步驟250可以與上述圖2A中步驟210相似。在其它實(shí)施方式中，步驟250 可以用NF3/NH3前驅(qū)體產(chǎn)生含氟等離子體。在其它的實(shí)施方式中，步驟250 可以使用NF3/H2/He前驅(qū)體和MVNH3前驅(qū)體產(chǎn)生含氟等離子體。
再次參見圖2B，步驟260使含氟等離子體與SiON層的多個(gè)部分相互作 用以形成副產(chǎn)物；步驟270熱處理副產(chǎn)物來(lái)分解或升華副產(chǎn)物。在一些實(shí)施 方式中，步驟260和270分別與上述圖2A中的步驟220和230相似。
步驟270之后，在蝕刻后的介電層上方可形成介電層。介電層和形成介 電層的方法可以與上述結(jié)合圖1D所描述的相似。
示例性膜沉積系統(tǒng)
可以沉積介電層的沉積系統(tǒng)可以包括高密度等離子體化學(xué)氣相沉積 (HDP-CVD)系統(tǒng)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)、次大氣 壓化學(xué)氣相沉積(SACVD)系統(tǒng)、和熱化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、及其它類型的系 統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施方式的CVD系統(tǒng)的具體實(shí)例包括CENTURA ULTIMA HDP-CVD室/系統(tǒng)，和PRODUCER PECVD室/系統(tǒng)例如從加 利福尼亞州的圣克拉拉的Applied Materials公司可得到的PRODUCER CeleraTMPECVD。
可以使用本發(fā)明示例方法的襯底處理系統(tǒng)的實(shí)例包括共同轉(zhuǎn)讓的 Lubomirsky等、2006年5月30日提交的，題為"PROCESS CHAMBER FOR DIELECTRIC GAPFILL"的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/803，499中所示和所述 的，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考引入其中。其它的示例性系統(tǒng)可以包括美國(guó)專利 No.6，387，207和6,830,624所示和所述，其全部?jī)?nèi)容也通過(guò)參考引入其中。
下面參見圖3A， CVD系統(tǒng)10的垂直截面示出其具有包括室壁15a和室 蓋組件15b的真空或處理室15。 CVD系統(tǒng)10包括用于向襯底(未示出)分 散處理氣體的氣體分配歧管ll，襯底放置在處理室15中心的加熱基座12上。 氣體分配歧管11可以由導(dǎo)電材料形成，以用作形成電容等離子體的電極。 在處理期間，襯底(例如，半導(dǎo)體晶片)放置在基座12的平坦(或輕微凸 起)的表面12a上。基座12可以可控地在低負(fù)載/無(wú)負(fù)載位置(圖3A所示) 和上方的處理位置(圖3A中虛線14所示)之間移動(dòng)，所述上方的處理位置 非常接近歧管ll。中心板(未示出)包括提供晶片位置信息的傳感器。
通過(guò)常規(guī)的平坦的、圓形氣體分配面板13a的穿孔13b將沉積和載體氣 體導(dǎo)入到室15中。更具體地，使沉積處理氣體通過(guò)入口歧管11、通過(guò)常規(guī) 的沖孔的阻隔板42，然后通過(guò)氣體分配面板13a中的穿孔13b流入到室中。
在到達(dá)歧管11之前，沉積和載體氣體從氣體源7通過(guò)氣體供應(yīng)線路8 進(jìn)入到混合系統(tǒng)9中，在混合系統(tǒng)9中沉積和載體氣體混合，然后送至歧管 11。 一般，每種處理氣體的供應(yīng)線路包括(i )可以用于自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)閉流 入室中的處理氣體流的幾個(gè)安全關(guān)斷閥(未示出)，和(ii)測(cè)量通過(guò)供應(yīng) 線路的氣體流量的流量控制器(未示出)。當(dāng)在處理中使用有毒氣體時(shí)，幾 個(gè)安全關(guān)斷閥設(shè)置在常規(guī)結(jié)構(gòu)的每條氣體供應(yīng)線路上。
CVD系統(tǒng)10中進(jìn)行的沉積處理可以是熱處理或等離子體增強(qiáng)處理。在 等離子體增強(qiáng)處理中，RF電源44在氣體分配面板13a和基座12之間供應(yīng) 電力，以在面板13a和基座12之間的柱狀區(qū)域內(nèi)激勵(lì)處理氣體混合物來(lái)形 成等離子體。(該區(qū)域?qū)⒎Q為"反應(yīng)區(qū)域")。等離子體成分起反應(yīng)以在基座 12上支撐的半導(dǎo)體晶片表面上沉積期望的膜。RF電源44是混頻RF電源， 一般供應(yīng)13.56 MHz的高RF頻率(RF1)和360 KHz的低RF頻率(RF2) 的電力來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)入到真空室15中的反應(yīng)粒種的分解。在熱處理中，不需使用RF電源44，處理氣體混合物發(fā)生熱反應(yīng)以在支撐在基座12上的半導(dǎo)體 晶片的表面上沉積期望的膜，其中將處理氣體混合物進(jìn)行電阻加熱來(lái)為反應(yīng) 提供熱能。
在等離子體增強(qiáng)沉積處理期間，等離子體加熱整個(gè)處理室10，處理室 10包括圍繞廢氣排出通道23和關(guān)斷閥24的室主體的壁15a。當(dāng)?shù)入x子體沒 有導(dǎo)通時(shí)或沒有處于熱沉積處理期間，熱的液體循環(huán)通過(guò)處理室15的壁15a， 以維持室在提高的溫度下。未示出剩余處理室壁15a中的通道。用于加熱室 壁15a的流體包括典型流體類型，即水基乙二醇或油基傳熱流體。這種加熱 (指通過(guò)"熱交換"加熱)可以有利地減少或消除不期望的反應(yīng)產(chǎn)物的凝聚并 促進(jìn)了處理氣體揮發(fā)產(chǎn)物的消除和可能污染處理的其他污染物的消除(這些 物質(zhì)本來(lái)會(huì)凝聚在冷卻真空通道的壁上并在沒有氣體流過(guò)期間遷移回到處 理室中)。
殘余的沒有沉積到層中的氣體混合物，包括反應(yīng)副產(chǎn)物，通過(guò)真空泵(未 示出)從室15中排出。具體地，氣體通過(guò)圍繞反應(yīng)區(qū)域的環(huán)形、槽狀孔排 出，并進(jìn)入環(huán)形排氣壓力通風(fēng)部17。通過(guò)在室的柱形側(cè)壁15a的頂部(包 括壁上的上部的介電襯套19)與圓形室蓋20的底部之間的間隙來(lái)限定環(huán)形 槽16和壓力通風(fēng)部17。對(duì)于在晶片上方獲得均勻的處理氣體流以在晶片上 沉積均勻的膜，槽孔16和壓力通風(fēng)部17的360度可循環(huán)、均勻性和一致性 是非常重要的。
排氣壓力通風(fēng)部17的橫向擴(kuò)展部分21下面的氣流，從排氣壓力通風(fēng)部 17，通過(guò)檢視端口 (未示出)，通過(guò)向下延伸的氣體通道23，通過(guò)真空關(guān)斷 閥24(其主體與較下方的室壁15a集成在一起)，進(jìn)入通過(guò)前級(jí)管道(foreline) (未示出)與外部真空泵(未示出)相連的排出口25。
利用內(nèi)嵌單回路的內(nèi)置式加熱器元件來(lái)電阻加熱基座12的晶片支撐淺 盤(優(yōu)選鋁、陶瓷或其組合)，該加熱器元件被構(gòu)造為以兩個(gè)并行同心圓環(huán) 的形式繞兩個(gè)整圈。加熱器元件的外部趨向鄰近于支撐淺盤的周緣，同時(shí)內(nèi) 部在具有較小半徑的同心圓環(huán)的路徑上。通往加熱器元件的布線經(jīng)過(guò)基座12 的基桿(stem)。
一般，任何或所有的室襯套、氣體入口歧管面板和各種其它反應(yīng)器硬件 由例如鋁、陽(yáng)極氧化鋁或陶瓷制成。這種CVD裝置的實(shí)例如共同轉(zhuǎn)讓的Zhao等、題為"CVD PROCESSING CHAMBER"的美國(guó)專利No.5,558，717所描述 的，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考引入其中。
隨著通過(guò)機(jī)械手刀片(未示出)經(jīng)室10 —側(cè)的的插入/去除開口 26將晶 片移入/移出室15的主體，升降機(jī)械裝置和電動(dòng)機(jī)32 (圖3A)提升和降低 加熱器基座組件12及其晶片升降針12b。電動(dòng)機(jī)32在處理位置14和較低的 晶片加載位置之間提升和降低基座12。連接至供應(yīng)線路8的電動(dòng)機(jī)、閥或流 量控制器，氣體傳遞系統(tǒng)，節(jié)流閥，RF電源44，以及室和襯底加熱系統(tǒng)均 由系統(tǒng)控制器通過(guò)控制線路36控制，在圖中僅示出了其中的一些?？刂破?34根據(jù)光學(xué)傳感器的反饋來(lái)確定可移動(dòng)機(jī)械組件例如節(jié)流閥和襯托器 (susceptor)在控制器34的控制下由適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)移動(dòng)的位置。
在示例性實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器包括硬盤驅(qū)動(dòng)器(存儲(chǔ)器38)、軟盤 驅(qū)動(dòng)器和處理器37。處理器包括單板機(jī)(SBC)、模擬和數(shù)字輸入/輸出板、 接口板和步進(jìn)電機(jī)控制板。CVD系統(tǒng)10的各個(gè)部分符合歐洲通用模塊(Versa Modular European, VME)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)限定了板、插件架和接連器的尺寸 和類型。VME標(biāo)準(zhǔn)還可以限定具有16位數(shù)字總線和24位地址總線的總線 結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)控制器34控制CVD機(jī)器的所有活動(dòng)。系統(tǒng)控制器執(zhí)行系統(tǒng)控制軟 件，系統(tǒng)控制軟件是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如存儲(chǔ)器38中的計(jì)算機(jī)程序。 優(yōu)選地，存儲(chǔ)器38是硬盤驅(qū)動(dòng)器，但是存儲(chǔ)器38還可以是其他類型的存儲(chǔ) 器。計(jì)算機(jī)程序包括規(guī)定具體工藝的時(shí)間、氣體混合物、室壓力、室溫度、 RF功率水平、襯托器位置和其它參數(shù)的指令組。還可以使用存儲(chǔ)在其它存 儲(chǔ)裝置中，例如，軟盤或其它適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器中的其它計(jì)算機(jī)程序來(lái)操作控制 器34。
可以利用通過(guò)控制器34執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)執(zhí)行在襯底上沉積膜 的工藝或清潔室15的工藝?？梢砸匀魏纬Ｒ?guī)計(jì)算機(jī)可讀程序語(yǔ)言，例如， 68000匯編語(yǔ)言、C 、 C++、 Pascal、 Fortran或其他語(yǔ)言編寫計(jì)算機(jī)程序代碼。 適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)程序代碼利用常規(guī)文本編輯器寫成單文件或多文件，并存儲(chǔ)或 包含在計(jì)算機(jī)可用的媒介，例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)。如果所輸入的代碼文本 是高級(jí)語(yǔ)言形式，編輯代碼然后將得到的編譯代碼與預(yù)編譯Microsoft Window^的庫(kù)存程序的目標(biāo)代碼鏈接。為了執(zhí)行鏈接、編譯目標(biāo)代碼，系統(tǒng)用戶調(diào)用目標(biāo)代碼，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將該代碼加載在存儲(chǔ)器中。然后，讀取CPU
并執(zhí)行代碼來(lái)執(zhí)行程序中識(shí)別的任務(wù)。
如圖3B所示，用戶和控制器34之間的界面通過(guò)CRT監(jiān)視器50a和光 筆50b實(shí)現(xiàn)，圖3B是襯底處理系統(tǒng)中系統(tǒng)監(jiān)視器和CVD系統(tǒng)10的簡(jiǎn)化示 意圖，襯底處理系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)室。在優(yōu)選實(shí)施方式中，使用兩個(gè) 監(jiān)視器50a， 一個(gè)安裝在干凈的室壁上用于操作者，另一個(gè)在壁的后面用于 服務(wù)技術(shù)員。監(jiān)視器50a同時(shí)顯示相同的信息，但是僅一個(gè)光筆50b被使能。 光筆50b筆尖中的光傳感器檢測(cè)CRT顯示器發(fā)出的光。為了選擇具體的顯 示屏或功能，操作者接觸顯示屏的指定區(qū)域并按下筆50b上的按鈕。接觸區(qū) 域改變它的高亮顏色，或顯示新的菜單或屏，以確認(rèn)光筆和顯示屏之間的通 信連接。其它的裝置，例如鍵盤、鼠標(biāo)或其它指示或通信裝置，可以替代或 附加于光筆50b來(lái)使用以允許用戶與控制器34通信。
圖3A示出安裝在處理室15的蓋組件15b上的遠(yuǎn)程等離子體發(fā)生器60， 處理室15包括氣體分配面板13a和氣體分配歧管11。如圖3A中可以清楚 看到的，安裝適配器64將遠(yuǎn)程等離子體發(fā)生器60安裝在蓋組件15b上。適 配器64 —般由金屬材料制成。混合裝置70與氣體分配歧管11 (圖3A)的 上游側(cè)相連?；旌涎b置70包括設(shè)置在用于混合氣體的混合塊的槽74內(nèi)部的 混合嵌入物72。陶瓷絕緣體66放置在安裝適配器64和混合裝置70 (圖6A) 之間。陶瓷絕緣體66可以由陶瓷材料例如A1203 (99%純度)、Teflon⑧等制 成。當(dāng)安裝混合裝置70和陶瓷絕緣體66時(shí)，混合裝置70和陶瓷絕緣體66 可以形成蓋組件15b的一部分。陶瓷絕緣器66使金屬適配器66與混合裝置 70、氣體分配歧管11絕緣，以使蓋組件15b中要形成的輔助等離子體的電 勢(shì)最小化，下面將更加詳細(xì)描述。三相閥77控制直接或通過(guò)遠(yuǎn)程等離子體 發(fā)生器60流向處理室15的處理氣體流。
期望遠(yuǎn)程等離子體發(fā)生器60是緊湊的、獨(dú)立的單元，該單元能夠方便 地安裝在蓋組件15b上并且容易被改型翻新到現(xiàn)有室上而不需要花費(fèi)大量金 錢和時(shí)間去修改。 一個(gè)適合的單元是Wobum， Mass的Applied Science and Technology公司市售的的ASTRON⑧發(fā)生器。ASTRON⑧發(fā)生器用低場(chǎng)環(huán)形 等離子體來(lái)離解處理氣體。在一個(gè)實(shí)施方式中，等離子體離解的處理氣體包 括含氟氣體例如NF3和載體氣體例如氬，以產(chǎn)生用于清潔處理室15中的膜沉積物的自由氟。
示例性蝕刻系統(tǒng)
可以執(zhí)行蝕刻處理的蝕刻系統(tǒng)可以包括，例如，加利福尼亞州圣克拉拉
的Applied Materials公司市售的SiConiTM Preclean室/系統(tǒng)。
圖4是示例性蝕刻室的示意截面圖。蝕刻室400可以包括室壁430。蝕 刻室400可以包括等離子體分配裝置410例如向放置在基座420上的襯底 100分散處理等離子體415的管、管道和/或歧管，基座420處于處理室的中 心。蝕刻室400可以通過(guò)等離子體分配裝置410與等離子體發(fā)生器405連接。 等離子體發(fā)生器405用以產(chǎn)生等離子體415。襯底100可以通過(guò)針440可控 制地在較低位置/接近噴頭450的較高位置之間移動(dòng)。襯底100可以具有部件 101和形成在其上方的介電層125 (圖1B中所示)。
在一些實(shí)施方式中，等離子體分配裝置410可以將例如通過(guò)上述圖2A 或2B中步驟210或250產(chǎn)生的等離子體415，分別導(dǎo)入到處理室400中。 在一些實(shí)施方式中，用于蝕刻等離子體415的供應(yīng)線路可以包括(i )能夠 用于自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)閉流入室的處理等離子體流的安全關(guān)斷閥(未示出)，和 (ii)測(cè)量通過(guò)供應(yīng)線路的等離子體415的流量的流量控制器(未示出)。
再次參見圖4，室壁430可以具有充分防止蝕刻劑和/或其上的副產(chǎn)物凝 聚的溫度。在一些實(shí)施方式中，可以操作基座420來(lái)提供大約-10(TC到大約 l，OO(TC之間的期望溫度來(lái)凝結(jié)襯底100表面即襯底100上方的介電層125 上的蝕刻劑。然后，蝕刻劑可以預(yù)期地與形成在襯底100上方的介電層125 發(fā)生相互作用，以產(chǎn)生上述圖2A或2B中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。產(chǎn)生副產(chǎn)物之后， 針440可以升降襯底100使其靠近噴頭450?？梢圆僮鲊婎^450來(lái)提供大約 -5(TC到大約l，OO(TC之間的處理溫度。在一些實(shí)施方式中，噴頭450可以分 別進(jìn)行上述圖2A或2B中的步驟230或270，以分解和/或升華副產(chǎn)物從而 去除介電層125的多個(gè)部分。
再次參見圖4，可以在蝕刻室400中設(shè)置至少一個(gè)泵通道460，以預(yù)期 地去除副產(chǎn)物和/或分解氣體。泵通道460可以與，例如，泵或電動(dòng)機(jī)相連， 以預(yù)期地去除副產(chǎn)物。在一些實(shí)施方式中，泵通道460可以具有至少一個(gè)孔 (未示出)，通過(guò)孔可以預(yù)期地去除副產(chǎn)物。
在一些實(shí)施方式中，RF電源(未示出)可以連接等離子體發(fā)生器405來(lái)激勵(lì)包括含氟前驅(qū)體和含氫前驅(qū)體的處理氣體以形成等離子體415?？梢?操作RF電源以提供大約5瓦和大約3,000瓦之間的RF功率。RF電源可以 提供大約100 kHz和大約64 MHz之間的RF頻率的功率。
系統(tǒng)控制器(未示出)可以控制蝕刻系統(tǒng)的所有活動(dòng)。系統(tǒng)控制器執(zhí)行 系統(tǒng)控制軟件，系統(tǒng)控制軟件是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如存儲(chǔ)器中的計(jì)算 機(jī)程序。在一些實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器是硬盤驅(qū)動(dòng)器，但是存儲(chǔ)器還可以是其 他類型的存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)程序包括規(guī)定具體工藝的時(shí)間、氣體混合物、室壓 力、室溫度和其它參數(shù)的指令組。還可以使用存儲(chǔ)在其它存儲(chǔ)裝置，例如， 軟盤或其它適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器中的其它計(jì)算機(jī)程序來(lái)操作控制器。
用于蝕刻襯底上方的膜的多個(gè)部分的處理可以由上述通過(guò)控制器執(zhí)行 的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以以任何常規(guī)計(jì)算機(jī)可讀程序語(yǔ)言，例如， 68000匯編語(yǔ)言、C、 C++、 Pascal、 Fortran或其他語(yǔ)言編寫計(jì)算機(jī)程序代碼。 適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)程序代碼利用常規(guī)文本編輯器寫成單文件或多文件，并存儲(chǔ)或 包含在計(jì)算機(jī)可用的媒介，例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)。如果以高級(jí)語(yǔ)言寫入代 碼文本，編輯代碼然后將得到的編譯代碼與預(yù)編譯Microsoft \\^1^0^@的庫(kù)存
程序的目標(biāo)代碼鏈接。為了執(zhí)行鏈接、編譯目標(biāo)代碼，系統(tǒng)用戶調(diào)用目標(biāo)代 碼，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將該代碼加載到存儲(chǔ)器中。然后，CPU讀取并執(zhí)行代碼 來(lái)執(zhí)行程序中識(shí)別的任務(wù)。
由已經(jīng)說(shuō)明的幾個(gè)實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明 的精神的條件下，本發(fā)明可以有各種修改、替代結(jié)構(gòu)和等效物。另外，為了 避免不必要的復(fù)雜化本發(fā)明，很多熟知的工藝和元件沒有描述。因此，上述 說(shuō)明不應(yīng)當(dāng)被視為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。
在給出數(shù)值范圍時(shí)，可以理解除非上下文清楚地另有規(guī)定，還具體公開 了在該范圍的上限和下限之間的、 一直到下限的十分之一單位的每個(gè)居間 值。在提及范圍內(nèi)的任何提及值或居間值與在提及范圍內(nèi)的任何其它提及值 或居間值之間的每個(gè)較小范圍也包含在本發(fā)明中。這些較小范圍的上限和下 限可以獨(dú)立地包含在該范圍中，或者也可以被該范圍排除限，其上限和/或下 限都包含在所述較小范圍內(nèi)的每個(gè)范圍以及其上限和下限都不包含在所述 較小范圍內(nèi)的每個(gè)范圍也包含在本發(fā)明中，且受到在提及范圍中被具體排除 的那些的限制。在提及范圍包括上限和/或下限時(shí)，排除了這些上限/下限的任何一個(gè)或兩者的范圍也包含在本發(fā)明中。
如在說(shuō)明書或所附權(quán)利要求所用的，除非上下文清楚地另行規(guī)定，否則 名詞都包括其復(fù)數(shù)形式。因此，例如"一種方法"包括一個(gè)或多個(gè)這種方法，"一 種前驅(qū)體"包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的一個(gè)或多個(gè)前驅(qū)體和等效物、等等。
而且，當(dāng)在本說(shuō)明書或所附權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"等時(shí)， 意在具體說(shuō)明提及的部件、整數(shù)、成分或步驟，但它們不排除存在或增加一 個(gè)或多個(gè)其它部件、整數(shù)、成分、步驟、行為或基團(tuán)。
權(quán)利要求
1、一種結(jié)構(gòu)的形成力法，包括橫跨襯底表面形成至少一個(gè)部件；在所述至少一個(gè)部件上方形成含氮介電層；以第一速率去除所述至少一個(gè)部件的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一部分含氮層，以第二速率去除與所述至少一個(gè)部件的底部區(qū)域鄰近的襯底上方的第二部分含氮層，該第一速率大于該第二速率；以及在該含氮介電層上方形成介電層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中形成至少一個(gè)部件包括形成至少一個(gè) 晶體管柵極。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括在襯底中形成與所述至少一個(gè)晶體管柵極鄰近的至少一個(gè)接觸區(qū)域；以及在所述至少一個(gè)晶體管的至少一個(gè)側(cè)壁上形成至少一個(gè)介電間隔部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中去除所述第一部分含氮介電層和第二 部分含氮介電層還包括以第三速率去除所述至少一個(gè)部件上方的第三部分 含氮介電層，該第三速率與該第二速率的比為大約2: l或更高。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中形成含氮介電層包括形成氮化硅SiN 層或氮氧化硅SiON層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中形成含氮介電層包括形成氮碳化硅SiCN層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括將SiCN層基本上氧化成氮氧化硅層。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中去除多個(gè)部分的含氮介電層包括 產(chǎn)生含氟等離子體；使含氟等離子體與該第一部分含氮介電層、第二部分含氮介電層相互作 用以生成副產(chǎn)物；以及熱處理該副產(chǎn)物以去除多個(gè)部分的含氮介電層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中利用選自三氟化氮NF3、四氟化硅SiF4、 四氟甲垸CF4、氟化甲烷CH3F、 二氟甲烷CH2F2、三氟甲烷CHF3、八氟丙 烷C3F8和六氟乙烷C2F6組成的集合中的前驅(qū)體產(chǎn)生含氟等離子體。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中使含氟等離子體與多個(gè)部分的含氮介電層相互作用包括在溫度大約在-iocrc到大約i,oocrc之間的基座上放置襯 底。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中熱處理副產(chǎn)物包括升華該副產(chǎn)物。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中熱處理副產(chǎn)物具有大約-5(TC到大約 1，000。C之間的處理溫度。
13、 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括升降襯底以使其靠近噴頭。
14、 一種晶體管的形成方法，包括 在襯底上方形成至少一個(gè)晶體管柵極；在所述至少一個(gè)晶體管柵極的側(cè)壁上形成至少一個(gè)介電間隔部； 在襯底中形成鄰近所述晶體管柵極的至少一個(gè)接觸區(qū)域； 在所述至少一個(gè)晶體管柵極上方形成含氮介電層；以第一速率去除所述至少一個(gè)晶體管柵極的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一部 分含氮層，以第二速率去除與所述至少一個(gè)晶體管柵極的底部區(qū)域鄰近的襯 底上方的第二部分含氮層，其中該第一速率大于該第二速率；以及在該含氮介電層上方形成介電層。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中形成含氮介電層包括形成氮化硅SiN 層或氮氧化硅SiON層。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中形成含氮介電層包括形成氮碳化硅 SiCN層。
17、 根據(jù)權(quán)利球16的方法，還包括將SiCN層充分氧化成氮氧化硅層。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中去除第一部分含氮介電層和第二部 分含氮介電層包括產(chǎn)生含氟等離子體；使含氟等離子體與該第一部分含氮介電層、第二部分含氮介電層相互作 用以生成副產(chǎn)物；以及熱處理該副產(chǎn)物以去除該第一部分含氮介電層和第二部分含氮介電層。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中利用選自三氟化氮NF3、四氟化硅 SiF4、四氟甲烷CF4、氟化甲烷CHsF、 二氟甲垸CH2F2、三氟甲烷CHF3、八 氟丙垸C3F8和六氟乙烷C2F6組成的集合中的前驅(qū)體產(chǎn)生含氟等離子體。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中使含氟等離子體與多個(gè)部分的含氮 介電層相互作用包括在溫度大約-100。C到大約l，OO(TC之間的基座上放置襯 底。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中熱處理副產(chǎn)物包括升華該副產(chǎn)物。
22、 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中熱處理副產(chǎn)物具有大約在-5(TC到大 約l，OO(TC之間的處理溫度。
23、 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括升降該襯底以使其靠近噴頭。
24、 一種結(jié)構(gòu)的形成方法，包括 橫跨襯底表面形成至少一個(gè)部件； 在所述至少一個(gè)部件上方形成第一介電層； 在所述第一介電層上方形成第二介電層；以第一速率去除所述至少一個(gè)部件的至少一個(gè)側(cè)壁上的第二介電層的 第一部分，以第二速率去除與所述至少一個(gè)部件的底部區(qū)域鄰近的襯底上方 的第二介電層的第二部分，該第一速率大于該第二速率；以及在蝕刻后的第二介電層上方形成第三介電層。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中去除第二介電層的第一部分和第二 部分還包括以第三速率去除所述至少一個(gè)部件上方的第二介電層的第三部 分，該第三速率與該第二速率的比為大約2: l或更高。
26、 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中去除第二介電層的第一部分和第二 部分還包括在基本上不去除與所述至少一個(gè)部件的底部區(qū)域鄰近的第一介 電層的條件下，去除所述至少一個(gè)部件上方的第一介電層的一部分。
27、 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中該第一介電層包括碳化硅層、氮碳 化硅層、氮硼化硅層、氮化硼層、氧化硅層、碳氧化硅層和氮氧化硅層中的 至少之一，該第二介電層包括氮化硅層。
28、 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中去除第二介電層的第一部分和第二 部分包括產(chǎn)生含氟等離子體；使含氟等離子體與該第二介電層的第一部分和第二部分相互作用以生 成副產(chǎn)物；以及熱處理該副產(chǎn)物以去除該第二介電層的第一部分和第二部分。
29、 根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中利用選自三氟化氮NF3、四氟化硅 SiF4、四氟甲垸CF4、氟化甲烷CH3F、 二氟甲垸CH2F2、三氟甲烷CHF3、八氟丙垸QF8和六氟乙烷C2F6組成的集合中的前驅(qū)體產(chǎn)生含氟等離子體。
30、 根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中使含氟等離子體與介電層的第一部 分和第二部分相互作用包括在溫度大約-10(TC到大約l,OO(TC之間的基座上 放置襯底。
31、 根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中熱處理副產(chǎn)物包括升華該副產(chǎn)物。
32、 根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中熱處理副產(chǎn)物具有大約-50'C到大約 l，OO(TC之間的處理溫度。
33、 根據(jù)權(quán)利要求28的方法，還包括升降該襯底以使其靠近噴頭。
34、 一種設(shè)備，包括 室；基座，其設(shè)置在該室中，用來(lái)支撐襯底，其中橫跨該襯底形成至少一個(gè) 部件，在所述至少一個(gè)部件上方形成有含氮層； 噴頭，設(shè)置在該室中并在該基座的上方；與該室相連的等離子體發(fā)生器，其中該等離子體發(fā)生器被構(gòu)造為產(chǎn)生包 括氟離子和氫離子的等離子體，該等離子體被提供到該室中，用于以第一速 率去除所述至少一個(gè)部件的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一部分含氮層，以第二速率 去除與所述至少一個(gè)部件的底部區(qū)域鄰近的襯底上方的第二部分含氮層，該 第一速率大于該第二速率。
35、 根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，還包括連接在該等離子體發(fā)生器與該室 之間的等離子體分配裝置。
36、 根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，還包括設(shè)置在該襯底下方的至少一個(gè)針， 其中所述至少一個(gè)針可操作為朝向該噴頭升降該襯底。
37、 根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，還包括在該室中的至少一個(gè)泵通道。
38、 根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，其中該基座可操作為提供大約-10(TC到大 約l，OOO'C之間的溫度。
39、 根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，其中該噴頭可操作為提供大約-5(TC到大 約l,OOO'C之間的溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供形成至少一層介電層的方法和系統(tǒng)。其中一種結(jié)構(gòu)的形成方法，包括橫跨襯底表面形成至少一個(gè)部件；在所述至少一個(gè)部件上方形成含氮介電層；以第一速率去除所述至少一個(gè)部件的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一部分含氮層，以第二速率去除與所述至少一個(gè)部件的底部區(qū)域鄰近的襯底上方的第二部分含氮層，該第一速率大于該第二速率；以及在該含氮介電層上方形成介電層。
文檔編號(hào)H01L21/31GK101425458SQ20081017114
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者伊沙姆·邁'薩德, 盧欣亮, 夏立群, 梅 張, 德里克·R·維迪, 楊海春, 米哈拉·鮑爾西努, 維克多·恩古源, 高乾泰 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司