低应力含硼层的沉积的制作方法

本技术涉及用于半导体处理的方法和系统。更具体地，本技术涉及与用于生产低应力含硼层或半导体基板的系统和方法。

背景技术：

1、通过在基板表面上生产错综复杂图案化的材料层的工艺使得制作集成电路成为可能。在基板上产生经图案化材料需要用于形成和移除材料的受控方法。随着器件尺寸持续减小，膜特性可能会对器件性能产生更大的影响。用于形成材料层的材料可能会影响所生产的器件的操作特性。随着材料厚度持续减小，膜的沉积态(as-deposited)特性可对器件性能产生更大的影响。

2、因此，需要可用于产生高质量器件和结构的改良的系统和方法。本技术可满足这些和其他需求。

技术实现思路

1、本技术的实施例包括用于在基板上形成含硼材料的半导体处理方法。示例性处理方法可包括：将包括含硼前驱物的沉积前驱物输送至半导体处理腔室的处理区域。可在半导体处理腔室的处理区域内，从沉积前驱物形成等离子体。所述方法可进一步包括：在设置在半导体处理腔室的处理区域内的基板上沉积含硼材料，其中基板的特征在于：低于或约50℃的温度。

2、在示例性实施例中，含硼前驱物可包括选自碳化硼、氮化硼、氮化碳硼、含硼硅、含硼氧化硅、硼和含硼的氧化硅和含硼氮化硅中的一种或多种化合物。除了含硼前驱物之外，沉积前驱物可包括以下各项中的一者或多者：含硼前驱物、含硅前驱物和含氮前驱物。在额外实施例中，除了沉积前驱物之外，可将惰性前驱物输送至处理区域，并且惰性前驱物对沉积前驱物的流速比可以是大于或约10:1。示例性惰性前驱物可包括氦或氩。在进一步的实施例中，半导体处理腔室可以特征在于：基板处理区域中的压力是小于或约100毫托，并且形成的等离子体可以是在大于2000瓦的偏压功率下形成的偏压等离子体。

3、半导体处理方法的额外实施例可包括：将包括含硼前驱物的沉积前驱物输送至半导体处理腔室的处理区域。可对设置在半导体处理腔室的处理区域内的基板施加偏压功率，其中偏压功率是大于或约3000瓦。可在半导体处理腔室的处理区域内由沉积前驱物形成等离子体，并且可将含硼材料沉积在基板上。

4、在示例性实施例中，偏压功率可以是大于或约4000瓦。在额外的示例性实施例中，除了沉积前驱物之外，还可将惰性前驱物输送至处理区域，并且惰性前驱物对沉积前驱物的流速比可以是大于或约10:1。基板可以特征在于：在含硼材料的沉积的至少一部分期间的低于或约50℃的温度。

5、半导体处理方法的又额外实施例可包括：将含硼前驱物输送至半导体处理腔室的处理区域。示例性方法可进一步包括：在半导体处理腔室的处理区域内形成含硼前驱物的等离子体，并在设置在处理区域内的基板上沉积含硼材料。含硼材料可以特征在于：小于或约2nm的沉积态表面粗糙度。

6、在示例性实施例中，沉积态含硼材料可以特征在于：小于或约-500mpa的应力水平。沉积态含硼材料也可包括碳，其中大于或约60％的碳原子具有sp3杂化键。在额外的示例性实施例中，含硼材料可具有小于或约25摩尔％的氢。示例性含硼材料可包括选自碳化硼、氮化硼、氮化碳硼、含硼硅、含硼氧化硅、硼和含硼的氧化硅和含硼氮化硅中的一种或多种化合物。在进一步的示例性实施例中，除了含硼前驱物之外，还可将惰性前驱物输送至基板处理区域，并且惰性前驱物对含硼前驱物的流速比可以是大于或约10:1。在含硼材料的沉积期间，可将偏压功率施加至基板，其中偏压功率是大于或约3000瓦。基板可以特征在于：含硼材料的沉积期间的低于或约50℃的温度。

7、这样的技术可相对于常规系统和技术提供许多益处。例如，本技术的实施例产生具有低表面粗糙度的沉积态含硼层，这使得所述含硼层非常适合于硬模以及其他功能。此外，沉积态含硼层具有不会显著弯折或扭曲相邻的基板特征的低应力。结合以下描述和附图更详细地描述这些和其他实施例以及它们的优点和特征中的许多优点和特征。

技术特征：

1.一种半导体处理方法，包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的半导体处理方法，其中所述方法进一步包含以下步骤：将惰性前驱物输送至所述半导体处理腔室的所述处理区域，其中所述惰性前驱物对所述沉积前驱物的流速比为大于约10:1。

3.如权利要求2所述的半导体处理方法，其中所述惰性前驱物包含氦或氩中的至少一者。

4.如权利要求1所述的半导体处理方法，其中所述半导体处理腔室的特征在于：小于或约100毫托的压力。

5.如权利要求1所述的半导体处理方法，其中所述沉积前驱物进一步包含含硼前驱物。

6.如权利要求1所述的半导体处理方法，其中所述沉积前驱物进一步包含含硅前驱物或含氮前驱物中的至少一者。

7.如权利要求1所述的半导体处理方法，其中所述含硼材料包含以下各项中的至少一者：碳化硼、氮化硼、氮化碳硼、含硼硅、含硼氧化硅、硼和含硼的氧化硅或含硼氮化硅。

8.如权利要求1所述的半导体处理方法，其中所述等离子体是在大于2000瓦的偏压功率下形成的偏压等离子体。

9.一种半导体处理方法，包含以下步骤：

10.如权利要求9所述的半导体处理方法，其中所述基板的特征在于：低于或约50℃的温度。

11.如权利要求9所述的半导体处理方法，其中所述沉积前驱物进一步包含惰性前驱物。

12.如权利要求11所述的半导体处理方法，其中所述惰性前驱物对所述含硼前驱物的流速比为大于或约10:1。

13.如权利要求9所述的半导体处理方法，其中所述偏压功率是大于或约4000瓦。

14.一种半导体处理方法，包含以下步骤：

15.如权利要求14所述的半导体处理方法，其中所述基板的特征在于：低于或约50℃的温度。

16.如权利要求14所述的半导体处理方法，其中所述处理方法进一步包含以下步骤：

17.如权利要求14所述的半导体处理方法，其中所述含硼材料的特征在于：小于或约-500mpa的沉积态应力。

18.如权利要求14所述的半导体处理方法，其中所述含硼材料进一步包含碳原子，并且其中大于或约60％的所述碳原子具有sp3杂化键。

19.如权利要求14所述的半导体处理方法，其中所述含硼材料包含少于或约25摩尔％的氢。

20.如权利要求14所述的半导体处理方法，其中所述含硼材料包含以下各项中的至少一者：碳化硼、氮化硼、氮化碳硼、含硼硅、含硼氧化硅、硼和含硼的氧化硅或含硼氮化硅。

技术总结
本技术的示例包括用于在基板上形成含硼材料的半导体处理方法。示例性处理方法可包括：将包括含硼前驱物的沉积前驱物输送至半导体处理腔室的处理区域。可在半导体处理腔室的处理区域内，从沉积前驱物形成等离子体。所述方法可进一步包括：在设置在半导体处理腔室的处理区域内的基板上沉积含硼材料，其中基板的特征在于：低于或约50℃的温度。沉积态含硼材料可以特征在于：小于或约2nm的表面粗糙度，以及小于或约‑500MPa的应力水平。在一些实施例中，含硼材料的层可用作硬模。

技术研发人员：王慧圆,R·库斯特拉,戚波,A·B·玛里克,K·阿拉亚瓦里,J·D·平松
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13