本文档包含关于可流动氧化物沉积设备和工艺技术,该设备和工艺技术用于填充 30nm 或更小半导体器件的高深宽比间隙和沟槽, 且不会产生空隙 。
发展背景: 随着半导体图案的小型化和高度集成,现有的高密度等离子体化学气相沉积(HDP-CVD)、化学沉积和化学气相沉积(SACVD)以及衬底光学沉积(SOD)等技术暴露出间隙填充能力有限、薄膜密度降低以及随之而来的工艺缺陷等问题 。
关键方法:
摒弃了传统的单晶圆型成型方法,采用了一种原位循环沉积/处理方法,在该方法中,薄绝缘膜在同一腔室内多次重复沉积,并在两次沉积之间进行后处理以提高薄膜质量 。
为了克服生产率下降的问题,我们实施了半批量式设备,其中多个晶圆(5 个晶圆)在一个腔室中同时处理 。
流动绝缘膜沉积和致密化工艺的开发:
在 35nm 或更小的图案中实现 100% 间隙填充特性,无间隙 。
高温退火后收缩率达到 10% 或更低,薄膜密度优异(湿法刻蚀速率等) 。
优化硅基前驱体的开发:
设计和合成用于 STI 工艺的无碳杂质无机前驱体和用于低 k IMD 工艺的有机前驱体 。
拥有纯度超过 99.9999% 的高纯度纯化技术和大规模生产技术 。
液态前体定量输送系统(汽化器和供应系统)的开发:
开发了一种能形成细小液滴的雾化器和高效加热室,以建立稳定的汽化系统 。
通过应用流量波动预防技术实现精确的流量控制 。
指标:
间隙填充: 100%
厚度均匀性: 2.21%(目标值 3%C3%)
湿蚀刻速率: 0.15 纳米/秒( <0.6 纳米/秒)
缩水率: 5.3%(目标 3%-10%)
生产率: 22 张/小时(目标 3020 张/小时)