[发明专利]可流动膜固化穿透深度改善和应力调谐

说明书

技术领域

本公开的实施例总体涉及增加可流动层中的UV(紫外)穿透。更具体 地说，本文所述的实施例总体涉及用于预处理可流动层以增加固化效率的 方法。

背景技术

自从几十年前半导体器件的引入以来，半导体器件几何形状的尺寸已 显著减小。现代半导体制造设备通常用于生产具有小至28nm和更小的几 何形状的器件，并且正不断开发并实现新的设备设计以生产具有甚至更小 的几何形状的器件。随着器件的几何形状减小，互连电容对器件性能的影 响增加。为了降低互连电容，正在使用较低介电常数的材料(低k材料) 来形成传统上由氧化硅形成的层间材料。已使用的一些低k材料包括氟化 氧化硅、碳酸氧化硅，以及各种聚合物与气凝胶。这些低k材料的使用通 常呈现严峻的可靠性、可制造性和/或集成化挑战。

多年以来，已经开发许多技术来避免使电介质材料阻塞间隙的顶部， 或“合拢”(“heal”)已形成的空隙或接缝。已有一种方法是以高度可流 动的前体材料开始，所述材料能以液相被施加到旋转的基板表面(例如， 旋涂玻璃沉积(spinonglassdeposition)技术)。这些可流动前体可在不形 成空隙或弱接缝的情况下流入并填充非常小的基板间隙。然而，一旦沉积 了这些高度可流动的材料，则必须将这些材料硬化为固体电介质材料。

在许多情况下，在熔炉转换和致密化之前，为了进一步使材料交联成 膜，用于可流动材料的硬化工艺包括在UV光下进行的非热固化。凭借着 UV暴露，膜密度和Si-Si键增加。因为表面是膜与UV辐射接触的第一个 区域，所以膜的光学性质首先在表面处改变。表面层的反射率和消光系数 增加，并且这阻碍或降低了块状膜中的UV强度。

因此，需要用于更好地控制UV固化工艺的装置和方法。

发明内容

本文中所公开的实施例包括沉积可流动电介质层的方法。在一个实施 例中，一种沉积层的方法可包括：在基板上形成可流动电介质层，所述基 板被定位在工艺腔室的处理区域中；将含氧气体传递至所述基板和所述处 理区域，所述可流动电介质层被浸透在所述含氧气体中达一段时间，从而 产生经浸透的电介质层；在所述一段时间之后，净化来自所述处理区域的 所述含氧气体；以及将所述经浸透的电介质层暴露于UV辐射，其中，所 述UV辐射至少部分地固化所述经浸透的电介质层。

在另一实施例中，用于处理基板的方法可顺序地包括：在工艺腔室中 的基板的基板表面上沉积具有小于约2.5的介电常数的可流动电介质层，所 述基板表面具有基板表面积；以每平方毫米的基板表面积约3.1sccm至约 10.6sccm之间的流率来使含氧气体流入所述工艺腔室；使所述含氧气体进 入UV处理腔室中的流动终止；将基板传递至紫外(ultraviolet；UV)处理腔 室；以及将所述可流动电介质层暴露于UV辐射。

在另一实施例中，一种固化层的方法可包括：将无碳硅前体提供给工 艺腔室，所述工艺腔室包含处理区域，所述处理区域具有被定位在所述处 理区域上的基板，所述基板具有基板表面，所述基板表面具有基板表面积； 将自由基氮前体提供给工艺腔室；使所述无碳硅前体和所述自由基氮前体 混合并反应，以便在所述基板表面上沉积可流动的含硅氮层，所述可流动 的含硅氮层具有小于约2.5的介电常数；以每平方毫米的基板表面积约3.1 sccm至约10.6sccm之间的流率来将含氧气体传送进所述基板和所述工艺 腔室，所述可流动的含硅氮层被浸透在所述含氧气体中达一段时间，所述 含氧气体包含臭氧(O₃)；使用惰性气体净化来自所述处理区域的所述含氧气 体；以及将所述可流动的含硅氮的层暴露于UV辐射，其中，所述UV辐 射至少部分地固化所述可流动电介质层。

附图说明

因此，可详细地理解本公开的上述特征的方式，可通过参照实施例来 进行上文简要概述的本公开的更特定描述，所述实施例中的一些实施例在 附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出本公开的典型实施例，并且因 此不将附图视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他同等有效的实 施例。

图1是根据一个实施例的处理系统的一个实施例的俯视图。

图2是根据一个实施例的工艺腔室的一个实施例的示意性剖视图。

图3是根据一个实施例的沉积可流动层的方法的框图。

图4是根据一个实施例的固化可流动层的方法的框图。