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TWI874035B - 用於可流動間隙填充膜的多步驟處理 - Google Patents

用於可流動間隙填充膜的多步驟處理 Download PDF

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TWI874035B
TWI874035B TW112148222A TW112148222A TWI874035B TW I874035 B TWI874035 B TW I874035B TW 112148222 A TW112148222 A TW 112148222A TW 112148222 A TW112148222 A TW 112148222A TW I874035 B TWI874035 B TW I874035B
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麥克斯米利安 克雷蒙斯
尼可拉奧斯 貝奇亞里斯
史林尼法斯Ｄ 奈馬尼
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

通常，本文描述的範例涉及用於在相同處理腔室中對沉積在基板上的可流動間隙填充膜上實行多個處理的方法和處理系統。在範例中，半導體處理系統包括處理腔室和系統控制器。系統控制器包括處理器和記憶體。記憶體儲存指令，該等指令在由處理器執行時使系統控制器執行以下操作：控制在處理腔室中的第一處理，該第一處理在基板上實行，該基板具有透過可流動處理沉積的膜於其上，並控制在處理腔室中的第二處理，該第二處理在基板上實行，該基板具有膜於其上。第一處理包括穩定膜中的鍵以形成經穩定的膜。第二處理包括緻密化經穩定的膜。

Description

用於可流動間隙填充膜的多步驟處理
本文描述的範例大體上涉及半導體處理領域，並且更具體地涉及在基板上的可流動間隙填充膜上的例如在相同處理腔室中實行多步驟處理。
對於下一代半導體裝置的超大型積體電路（VLSI）和極大型積體電路（ULSI），可靠地產生奈米級和更小的特徵是技術挑戰之一。隨著電路技術極限的推升，VLSI和ULSI技術的尺寸不斷縮小，對處理能力提出了更高的需求。隨著積體電路元件的尺寸減小（例如，奈米尺寸），通常仔細選擇用以製造元件的材料和處理，以獲得令人滿意的電性能等級。
積體電路元件的尺寸的減小可導致元件之間的間隙越來越小。可能已適合於填充較大尺寸類似間隙的一些處理可能不適合於填充較小尺寸間隙。因此，需要一種能夠在保持積體電路的裝置的令人滿意的性能的同時以較小的尺寸形成複雜裝置的處理和處理系統。
範例包括半導體處理系統。半導體處理系統包括處理腔室和系統控制器。系統控制器包括處理器和記憶體。記憶體儲存指令，該等指令在由處理器執行時使系統控制器執行以下操作：控制在處理腔室中的第一處理，該第一處理在基板上實行，該基板具有透過可流動處理沉積的膜於其上，並控制在處理腔室中的第二處理，該第二處理在基板上實行，該基板具有膜於其上。第一處理包括穩定膜中的鍵以形成經穩定的膜。第二處理包括緻密化經穩定的膜。
範例亦包括用於半導體處理的方法。將其上具有透過可流動處理沉積的膜的基板傳送到處理腔室中。在處理腔室中在基板上的膜上實行第一處理。第一處理包括穩定膜中的鍵以形成經穩定的膜。在處理腔室內在基板上的膜上實行第二處理。第二處理包括緻密化經穩定的膜。
範例進一步包括非暫態電腦可讀取儲存媒體，其儲存指令，該等指令在由處理器執行時，使電腦系統實行操作。操作包括：控制處理系統以在處理系統的處理腔室中實行第一處理，並控制處理系統以在處理腔室中實行第二處理。第一處理在基板上實行，該基板具有透過可流動處理沉積的膜於其上。第一處理包括穩定在膜中的鍵以形成經穩定的膜。第二處理在基板上實行，該基板具有經穩定的膜於其上。第二處理包括緻密化經穩定的膜。
通常，本文描述的範例涉及用於在相同處理腔室中對沉積在基板上的可流動間隙填充膜上實行多個處理的方法和處理系統。多個處理可包括穩定透過可流動處理沉積的膜中的鍵，並接著使膜緻密化。
在可流動的膜上實行本文描述的範例處理可以改善膜的品質。可流動的膜由於其流入間隙，特別是高長寬比間隙（例如，深比寬的長寬比大於10:1）的能力而廣泛被使用。可流動的膜通常具有不良品質，包括低密度。先前已進行了嘗試提高可流動的膜的品質，包括實施熱水浸塗的處理。這些處理是使用多個工具或處理腔室來實現的，每個工具或處理腔室實行不同的處理。即使採用這些處理，也發現膜的品質可能仍不佳。例如，由於例如整個膜的密度的不均勻性，膜的濕蝕刻率可以基於膜中的蝕刻的深度而變化。此外，濕蝕刻率，即使變化，也可能相對較高，這可能引起蝕刻率的任何偏差，導致結果的顯著差異。這可能導致不同數量的膜殘留在縫隙中。本文所述的範例可改善膜的品質，例如改善膜的密度。改善的密度可以達到更均勻和更低的蝕刻率，該蝕刻率可以更容易地控制並且由於與蝕刻率的偏差而較不容易受到結果的顯著差異的影響。此外，可以在膜上實行較少的處理以獲得這種益處，這可以進一步減少處理和排隊時間。減少的處理和排隊時間可繼而減少製造最終產品的成本。此外，在一些應用中，更高品質的膜可以改善電特性。根據各種範例可以實現這些和/或其他益處。
以下描述各種不同的範例。本文中以在基板上的鰭片（fin）之間形成隔離結構（例如，淺溝槽隔離（shallow trench isolations，STIs））為背景描述了一些範例。透過這種處理形成的隔離結構可以在例如鰭式場效電晶體（FinFET）中實施。提供這些範例是為了理解各種態樣。其他範例可以在不同的上下文中實施。例如，一些範例可以以透過可流動處理（例如，可流動化學氣相沉積（FCVD）或旋塗）在任何基底結構上沉積的任何膜來實施。儘管可以在處理流或系統中一起描述不同範例的多個特徵，但是多個特徵可以各者分別或單獨地和/或在不同處理流程或不同系統中實施。此外，將各種處理流程描述為按順序實行；其他範例可以以不同的順序和/或以更多或更少的操作來實施處理流程。
圖1示出了根據一些範例的多腔室處理系統100的示意性頂視圖。通常，多腔室基板處理系統包括至少一個處理腔室，該至少一個處理腔室經配置以在諸如高壓和低壓的不同環境下實行處理。
處理系統100包括兩個移送腔室102、104；傳送機器人106、108，分別位於移送腔室102、104中；處理腔室110、112、114、116、118、120，其被設置成耦合到移送腔室102、104中的相應的一個；兩個脫氣腔室122，設置成與第一移送腔室102耦接；通過腔室124，其設置成與兩個移送腔室102、104中的每一個以及在兩個移送腔室102、104之間耦接；及控制器126。處理系統100可進一步包括裝載鎖腔室128和工廠介面模組130。
第一移送腔室102是中央真空腔室，其與相鄰的處理腔室110、112和脫氣腔室122對接。第一移送腔室102與處理腔室110、112，脫氣腔室122、通過腔室124、和兩個裝載鎖腔室128耦接。處理腔室110、112和脫氣腔室122中的每一者具有隔離閥，該隔離閥設置在相應的腔室與第一移送腔室102之間。通過腔室124和裝載鎖腔室128亦具有設置在相應的腔室124、128和第一移送腔室102之間的相應的隔離閥。每個隔離閥允許相應的腔室與第一移送腔室102流體隔離並且流體連接到第一移送腔室102。腔室的隔離閥允許相應的腔室在例如與第一移送腔室102不同的壓力水平下操作，並防止在相應腔室中使用或引入的任何氣體被引入到第一移送腔室102中。每個裝載鎖腔室128具有向外部環境開啟的門，例如向工廠介面模組130開啟的門。
第二移送腔室104是與相鄰處理腔室114、116、118、120對接的中央真空腔室。第二移送腔室104與處理腔室114、116、118、120和通過腔室124耦接。處理腔室114、116、118、120中的每一者均具有隔離閥，該隔離閥設置在各個腔室與第二移送腔室104之間。通過腔室124亦具有設置在相應腔室124和第二移送腔室104之間的相應隔離閥。每個隔離閥允許相應的腔室與第二移送腔室104流體隔離。腔室的隔離閥允許相應的腔室在例如與第二移送腔室104不同的壓力水平下操作，並防止在相應腔室中使用或引入的任何氣體被引入到第二移送腔室104中。
第一移送腔室102和第二移送腔室104由可以包括冷卻腔室或預熱腔室的通過腔室124隔開。當第一移送腔室102和第二移送腔室104在不同壓力下操作時，通過腔室124也可以在基板處理期間被抽空或通風。
儘管未示出，但是將氣體和壓力控制系統（例如，包括複數個真空泵）設置成與每個移送腔室102、104，每個通過腔室124，以及每個處理腔室和脫氣腔室110-122流體連通，以獨立地調節各個腔室中的壓力。氣體和壓力控制系統可包括一或多個氣體泵（例如，渦輪泵、低溫泵、粗抽泵等）、氣體源、各種閥、和流體耦接到各個腔室的導管。氣體和壓力控制系統能夠將任何腔室保持在目標壓力下。
處理系統100由控制器126自動化，該控制器126程式化以控制處理系統100的操作、處理、或功能。控制器126可以對處理系統100的每個腔室進行單獨的操作以處理基板。例如，控制器126可使用對處理系統100的腔室102-124的直接控制或透過控制與腔室102-124相關聯的控制器來控制處理系統100的操作。在操作中，控制器126使得能夠從各個腔室收集資料和反饋以協調處理系統100的性能。控制器126通常可以包括處理器132（例如，中央處理單元（CPU）或其他處理器）、記憶體134、和支持電路136。處理器132可以是可以在工業設置中使用的任何形式的通用處理器中的一種。記憶體134（例如，非暫態電腦可讀取儲存媒體）可由處理器存取，並且可以是諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、軟碟、硬碟、或任何其他形式的本地或遠端的數位儲存之類的記憶體中的一或多個。支持電路136可以耦接到處理器，並且可包括快取、時鐘電路、輸入/輸出子系統、電源等。通常，透過處理器132執行儲存在記憶體136中的電腦指令代碼作為例如軟體例程，可以在處理器132的控制下實施本揭示的各種方法。當由處理器132執行電腦指令代碼時，處理器132根據各種方法控制腔室以實行處理、和/或控制腔室內的處理。
基板（未示出）透過裝載鎖腔室128被加載到處理系統100中。例如，工廠介面模組130（如果存在）將可負責從操作員或自動基板處理系統接收一​或多個基板，例如，晶圓、晶圓盒、或晶圓的封閉倉。工廠介面模組130可以打開基板的盒或倉（如果適用），並將基板移入和移出裝載鎖腔室128。第一移送腔室102從裝載鎖腔室128接收基板，且基板可以被傳送遍及整個移送腔室102、104，包括經由通過腔室124。各個腔室110-122從移送腔室102、104接收基板，處理基板，並允許將基板傳送回到移送腔室102、104中。
在正常操作中，將裝載有基板的盒從工廠介面模組130穿過門而被放置到裝載鎖腔室128中，並且門關閉。接著將裝載鎖腔室128抽空至與第一移送腔室102相同的壓力，並且打開裝載鎖腔室128與第一移送腔室102之間的隔離閥。將第一移送腔室102中的傳送機器人106移動到位，並且從裝載鎖腔室128中移出一個基板。裝載鎖腔室128較佳地配備有升降機構，以便從盒中取出一個基板，升降機移動盒中的晶圓堆疊以將另一晶圓定位在傳送平面中，使得其可定位於機器人葉片上。
接著第一移送腔室102中的傳送機器人106與基板一起旋轉，使得基板與處理腔室位置對準。處理腔室中沖洗任何有毒氣體，並達到與移送腔室相同的壓力水平，並且打開處理腔室與第一移送腔室102之間的隔離閥。接著傳送機器人106將晶圓移入處理腔室，在處理腔室將其提離傳送機器人106。接著傳送機器人106從處理腔室縮回，並且關閉隔離閥。接著處理腔室經歷一系列操作以在晶圓上執行指定的處理。當完成時，將處理腔室帶回到與第一移送腔室102相同的環境，並打開隔離閥。傳送機器人106從處理腔室中取出晶圓，然後將其移動到另一個處理腔室以進行其他操作、或將其移動到通過腔室124中以傳送到第二移送腔室104中、或將其在裝載鎖腔室中替換以當整個晶圓盒都已被處理時，從處理系統100中取出。
如果傳送機器人106將基板移動到通過腔室124，則第一移送腔室102中的傳送機器人106與基板一起旋轉，從而使基板與通過腔室124的位置對準。使通過腔室124達到與移送腔室相同的壓力水平，並且打開通過腔室124與第一移送腔室102之間的隔離閥。接著傳送機器人106將晶圓移入通過腔室124，在通過腔室將其提離傳送機器人106。接著傳送機器人106從通過腔室124縮回，並且關閉隔離閥。然後可以將通過腔室124達到與第二移送腔室104相同的環境，例如包括壓力。當通過腔室124回到與第二移送腔室104相同的環境時，打開通過腔室124與第二移送腔室104之間的隔離閥。傳送機器人108從通過腔室124移出晶圓，並且關閉隔離閥。接著傳送機器人108將基板移動到與第二移送腔室104耦接的另一處理腔室，以進行另一操作。傳送機器人108可以將基板移動到與第二移送腔室104耦接的另一處理腔室，如以上關於傳送機器人108將基板移動到與第一移送腔室102耦接的處理腔室所描述的那樣。
傳送機器人108可接著將基板移動到通過腔室124，以將其傳送到第一移送腔室102，例如透過與穿過通過腔室124將基板容納於第二移送腔室104中相反的操作順序。第一移送腔室102中的傳送機器人106可以將基板移動到另一處理腔室以進行另一操作，或者可以將其在裝載鎖腔室128中替換以在當已經處理了整個晶圓盒時從處理系統100中移除。傳送機器人106、108分別包括機械臂107、109，它們在不同的處理腔室之間支撐和移動基板。
處理腔室110-120可以是或包括任何適當的處理腔室。處理腔室110-120中的一或多個是配置為在腔室中使用不同環境（例如具有不同壓力等）在基板上實行處理的腔室。以下描述各種範例。用於處理腔室110-120的其他範例處理腔室包括化學氣相沉積（CVD）腔室、原子層沉積（ALD）腔室、活性離子蝕刻（RIE）腔室、快速熱退火（RTA）或快速熱處理（RTP）腔室之類的。
其他處理系統可以處於其他配置中。例如，更多或更少的處理腔室可以耦合到傳送設備。在所示的範例中，傳送設備包括移送腔室102、104和通過腔室124。在其他範例中，更少或更多的移送腔室、通過腔室、和/或一或多個保持腔室可以被實施為處理系統中的傳送設備。
圖2示出了多壓力處理腔室200的示意圖，多壓力處理腔室被配置為產生用於處理基板的高壓環境和用於處理基板的低壓環境。多壓力處理腔室200包括第一腔室202和第二腔室204。第一腔室202設置在第二腔室204內並且可以被認為是內腔室，並且第二腔室204可以被認為是外腔室。此外，從以下描述中顯而易見的是，第一腔室202可以被配置以使得能夠進行高壓處理，並且可進一步被認為是高壓腔室。在一些實例中，第一腔室202和第二腔室204可以流體耦接在一起並被配置為能夠進行低壓處理。可以獨立於第二腔室204中的壓力來控制第一腔室202中的壓力。
受控制的多壓力處理腔室200進一步包括氣體分配系統206、真空處理系統208、和控制器210。在一些範例中，氣體分配系統206和真空處理系統208是圖1的處理系統100的氣體和壓力控制系統的至少一部分。在一些範例中，處理系統100的控制器126可以是或包括控制器210。
氣體分配系統206例如透過氣流導管，流體耦接至第一腔室202，並且可操作以對第一腔室202加壓和減壓。第一腔室202是高壓處理腔室，其從氣體分配系統206接收處理氣體並建立高壓，例如，處於至少1 Bar的壓力。處理氣體可以是或包括氧氣（O 2）、臭氧氣體（O 3）、一氧化二氮（N 2O）、一氧化氮（NO）、蒸汽（H 2O）、氨氣（NH 3）等，或其中的組合。氣體分配系統206可包括例如可由控制器210控制以將處理氣體輸送至第一腔室的氣體控制板、導管、和閥的組合，第一腔室可具有不同的處理氣體組成，以用於在多壓力處理腔室200中實行的不同處理。為了加壓第一腔室202，氣體分配系統206將處理氣體引入第一腔室202中。氣體分配系統206可包括排氣系統212，以從第一腔室202排出處理氣體，從而使第一腔室202減壓。
在一些實施中，多壓力處理腔室200包括遠端電漿源（RPS）214。在這樣的實施中，RPS 214是例如透過氣流導管流體地耦接到氣體分配系統206。RPS 214進一步流體耦接至第一腔室202。可以在RPS 214中的電漿中點燃從氣體分配系統206流出的處理氣體。RPS 214中來自電漿的流出物可流入第一腔室202。例如，RPS 214可以是電容耦合電漿源或電感耦合電漿源。
真空處理系統208是例如透過氣流導管流體耦接至第二腔室204，並且可操作以將第二腔室204的壓力控制為處於低壓，例如處於真空或接近真空的壓力。低壓可以是，例如，低至10 milliTorr。例如，真空處理系統208將第二腔室204內的壓力降低至接近真空，從而建立用於處理基板的合適的低壓環境。
閥組件216設置在第一腔室202和第二腔室204之間，並且被配置為將第一腔室202內的壓力與第二腔室204內的壓力隔離。因此，可以將第一腔室202內的高壓環境與第二腔室204內的環境分離並密封。閥組件216可打開以將第一腔室202流體連接至第二腔室204和/或使基板能夠從多壓力處理腔室200轉移。
在一些實施方式中，多壓力處理腔室200包括連接到多壓力處理腔室200並連接到外部環境的前級管線218。沿著前級管線218佈置隔離閥220，以將第二腔室204內的壓力與外部環境的壓力隔離。可操作隔離閥220以調節第二腔室204內的壓力並釋放第二腔室204內的氣體。隔離閥220可與真空處理系統208結合操作以調節第二腔室204內的壓力。
通常，在將基板設置在多壓力處理腔室200內的第一腔室202內的同時，可透過多種處理來處理基板。例如，可以將基板傳送到第一腔室202內的底座（未示出）。在一些範例中，可以透過閥組件216將基板傳送到第一腔室202中。在將基板設置在第一腔室202中的底座上的情況下，閥組件216可以保持打開，從而將第一腔室202的內部容積與第二腔室204的內部容積流體耦接。因此，在閥組件216打開的同時，真空處理系統208可抽出第一腔室202和第二腔室204內的壓力。因此，可以在將基板放置在第一腔室202中的底座上的同時在基板上實行低壓處理。低壓處理可包括使處理氣體從氣體分配系統206流入第一腔室202，該腔室可被真空處理系統208抽空。在一些範例中，低壓處理可包括使用在RPS 214中點燃的電漿。
此外，在將基板設置在第一腔室202中的底座上的情況下，可以關閉閥組件216以將第一腔室202的內部容積與第二腔室204的內部容積流體隔離。氣體分配系統206可以在閥組件216關閉的情況下在第一腔室202內建立高壓。因此，可以在將基板放置在第一腔室202中的底座上的同時在基板上實行高壓處理。高壓處理可包括使處理氣體從氣體分配系統206流入第一腔室202。在一些範例中，高壓處理可包括使用在RPS 214中點燃的電漿。
圖3至圖6描繪了用於處理基板的多壓力處理腔室的各種範例。這些多壓力處理腔室的腔室的壓力可使用與關於圖2描述的系統類似的系統來控制。
參照圖3，多壓力處理腔室300包括第一腔室302、底座304、第二腔室306、和控制器（例如，控制器126）。從以下描述中顯而易見的是，第一腔室302設置在第二腔室306內並且可以被認為是內腔室，並且第二腔室306可以被認為是外腔室。此外，從以下描述中顯而易見的是，第一腔室302可以被配置以使得能夠進行高壓處理，並且可進一步被認為是高壓腔室。在一些實例中，第一腔室302和第二腔室306可以流體耦接在一起並被配置為能夠進行低壓處理。
多壓力處理腔室300進一步包括類似於真空處理系統208的真空處理系統（未示出）和類似於針對圖2所述的氣體分配系統206的氣體分配系統307。例如，氣體分配系統307包括輸入管線307a和排氣管線307b。透過輸入管線307a將處理氣體引入第一腔室302中，並且透過排氣管線307b從第一腔室302中排出處理氣體。在一些範例中，多壓力處理腔室300可包括RPS，RPS可耦接至輸入管線307a，以使電漿流出物從RPS流入第一腔室302。
底座304支撐基板314，膜將在基板上處理。底座304在第一腔室302內定位或可定位。在一些實施中，基板314直接位於底座的平坦頂表面上。在一些實施中，基板314位於從底座突出的銷330上。
多壓力處理腔室300包括內壁320、基部322、和外壁324。第一腔室302由內壁320和基部322內的空間提供。第二腔室306在內壁320內和內壁320外，例如在內壁320和外壁324之間，的體積提供。
多壓力處理腔室300進一步包括在第一腔室302和第二腔室306之間的閥組件316，其提供圖2的閥組件216的功能，例如，其可以被操作以將第一腔室302與第二腔室306隔離並且使第一腔室302和第二腔室306流體耦接。例如，閥組件316包括內壁320、基部322、和致動器323，以使基部322相對於內壁320移動。致動器323可被控制為驅動基部322以垂直移動，例如，移動遠離或朝向界定第一腔室302的內壁320。波紋管328可用於將第二腔室306與外部大氣密封，同時允許基部322垂直移動。波紋管328可以從基部322的底部延伸到由外壁324形成的第二腔室306的底部。
當閥組件316處於關閉位置時，基部322接觸內壁320，從而在基部322和內壁320之間形成密封，從而將第二腔室306與第一腔室302分隔開。致動器323被操作以以足夠的力將基部322朝著內壁320驅動以形成密封。密封件防止來自第一腔室302的氣體被排放到第二腔室306中。
當閥組件316處於打開位置時，基部322與內壁320間隔開，從而允許氣體在第一腔室302和第二腔室306之間傳導，並且亦允許基板314被接近並轉移到另一腔室。
由於底座304支撐在基部322上，因此底座304也可相對於內壁320移動。底座304可以被移動以使得基板314能夠被傳送機器人更容易地接近。例如，傳送機器人106或108的臂（見圖1）可延伸穿過穿過外壁324的孔326（例如，狹縫）。當閥組件316處於打開位置時，機械臂可穿過內壁320和基部322之間的間隙以接近底座304上的基板314。
在一些實施中，多壓力處理腔室300包括一或多個加熱元件318，其被配置為向基板314施加熱。當基板314被支撐在底座304上並且處理氣體（如果使用的話）已經被引入到第一腔室302中時，來自加熱元件318的熱可以足以，例如，對基板314進行退火。加熱元件318可以是電阻加熱元件。一或多個加熱元件318可定位在，例如，嵌入界定第一腔室302的內壁320中，例如在由內壁320提供的第一腔室302的天花板中。加熱元件318可操作以加熱內壁320，從而導致輻射熱到達基板314。基板314可以由底座304以例如2-10mm緊密地與天花板把持，以改善熱從內壁320到基板314的傳遞。
一或多個加熱元件318可佈置在多壓力處理腔室300內的其他位置中，例如佈置在側壁中而不是天花板內。加熱元件318的範例包括離散的加熱線圈。代替地或除了嵌入內壁中的加熱器之外，輻射加熱器（例如，紅外燈）可以定位在第一腔室302的外部，並引導紅外輻射穿過內壁320中的窗。電線將諸如電壓源的電源（未示出）連接到加熱元件，並且可以將一或多個加熱元件318連接到控制器。
控制器可操作地連接至真空處理系統、氣體分配系統307、和閥組件316，以控制操作來處理基板314。在一些實施中，控制器亦可可操作地連接到其他系統。在一些情況中，圖1中所示的控制器126可以是或包括多壓力處理腔室300的控制器。
在處理基板314時，控制器可操作真空處理系統以將第二腔室306減壓至低壓，以準備穿過第二腔室306傳送基板314。在第二腔室306處於低壓的同時，藉由傳送機器人（例如，傳送機器人106、108之一）使基板314移動通過孔326和第二腔室306，從而可以抑制基板314的污染。
基板314被傳送到底座304上以進行處理。為了將基板314傳送到底座304上，控制器可以操作閥組件316以打開閥組件316以提供開口，透過該開口可以將基板314傳送到第一腔室302中並傳送到底座304上。控制器可操作傳送機器人，以將基板314運送到第一腔室302中，並將基板314放置在底座304上。
在將基板314傳送到底座304上之後，控制器可以操作閥組件而打開以進行低壓處理或關閉以進行高壓處理。可以實施任何順序的高壓處理和低壓處理。在一些範例中，可以透過循環實行低壓和高壓處理來處理基板。
在閥組件316關閉的情況下，第一腔室302的內部空間與第二腔室306的內部空間隔離。在閥組件316關閉的情況下，可以將第一腔室302和第二腔室306中的壓力設置為不同的值。控制器可操作氣體分配系統307以將處理氣體引入第一腔室302中以對第一腔室302加壓並處理基板314。處理氣體的引入可以將第一腔室302內的壓力增加到例如1 Bar或更高。第一腔室302中的處理可以處於高壓下。如果實施的話，可以在高壓處理期間將電漿流出物從RPS引入第一腔室302中以處理基板314。
控制器可操作閥組件316以打開閥組件316，從而使第一腔室302和第二腔室306彼此流體連通。在閥組件316打開的情況下，第一腔室302和第二腔室306中的壓力可以相等。控制器可操作真空處理系統，以使第一腔室302和第二腔室306處於低壓以處理基板314。第一腔室302和第二腔室306內的低壓可以，例如，低至10 milliTorr。因此，第一腔室302和第二腔室306中的處理可以處於低壓下。控制器可操作氣體分配系統307以將處理氣體引入第一腔室302，第一腔室可以由真空處理系統抽空以處理基板314。如果實施的話，可以在低壓處理期間將電漿流出物從RPS引入第一腔室302中以處理基板314。
在第一腔室302中的高壓處理之後，控制器可在閥組件316打開之前操作氣體分配系統307的排氣系統以減壓第一腔室302。可以將壓力降低到低壓，使得第一腔室302和第二腔室306之間的壓差可以最小化。
此外，在處理基板時（例如，在閥組件316打開或關閉和/或在高壓或低壓的情況下），控制器可在不同的處理期間將加熱元件318操作於相同或不同的溫度。此外，控制器可操作氣體分配系統307以在任何處理（例如，高壓處理或低壓處理）期間使任何合適的氣體流動。
當在多壓力處理腔室300中完成基板314的處理時，可以使用傳送機器人將基板314從第一腔室302移除。為了準備將基板314從第一腔室302中移出，如果合適的話，在閥組件316打開之前，控制器可操作氣體分配系統307的排氣系統以減壓第一腔室302。特別地，在將基板314移出第一腔室302之前，可以從第一腔室302排出處理氣體以降低第一腔室302內的壓力。
為了使基板314能夠從第一腔室302移出，控制器可以打開閥組件316。打開的閥組件316提供開口，基板314通過該開口移動以被傳送到第二腔室306中並穿過孔326。特別地，打開的閥組件316使基板314能夠被直接傳送到第二腔室306中，例如，傳送到第二腔室306的低壓環境中。控制器接著可操作傳送機器人以將基板314傳送到處理系統例如，處理系統100，的另一腔室。例如，基板314被傳送到適當的處理腔室以進行進一步處理，或者被傳送到裝載鎖腔室以從處理系統移除基板。
參照圖4，在另一範例中，多壓力處理腔室400包括第一腔室402、底座404、第二腔室406、和控制器（未示出）。第一腔室402設置在第二腔室406內並且可以被認為是內腔室，並且第二腔室406可以被認為是外腔室。此外，第一腔室402可以被配置以使得能夠進行高壓處理，並且可進一步被認為是高壓腔室。在一些實例中，第一腔室402和第二腔室406可以流體耦接在一起並被配置為能夠進行低壓處理。多壓力處理腔室400類似於關於圖3所描述的多壓力處理腔室300；除非另外指明，否則各種選項和實施也適用於圖4的範例。
例如，多壓力處理腔室400的氣體分配系統和真空處理系統以類似的方式操作，以維持使用多壓力處理腔室400處理的基板414的低壓和高壓環境。第二腔室406可以由內壁420和外壁424之間的空間界定。此外，基板414也可支撐在底座404上，以在第一腔室402內進行處理。再次，基板414可直接位於底座404上，或位於延伸穿過底座的升舉銷430上。
多壓力處理腔室400在一些方面與圖3的多壓力處理腔室300不同。首先，界定第一腔室402的內壁420相對於界定第一腔室402的基部422不可移動。底座404因此相對於內壁420和基部422固定。在一些範例中，底座404被固定到界定第一腔室402的基部422。
圖4所示的範例的一或多個加熱元件418被佈置在底座404內，而非佈置在第一腔室402的內壁420中，如圖3的範例的一或多個加熱元件318的情況那樣。基板414可因此透過與底座404接觸而加熱。
多壓力處理腔室400進一步包括在第一腔室402和第二腔室406之間的閥組件416，其類似於圖3的閥組件316，將第一腔室402與第二腔室406隔離。然而，與閥組件316相反，閥組件416不是由界定第一腔室402的內壁420和基部422形成的，而是包括臂組件425，臂組件具有相對於第一腔室402的內壁420可移動的一或多個元件。
具體而言，閥組件416包括臂組件425和閥門423，閥門423經配置以隔離並流體地連接第一腔室402和第二腔室406。孔423a穿過內壁420並且在第一腔室402和第二腔室406之間。臂組件425的臂425b穿過內壁420定位在孔423a中，而閥門423位於第一腔室402內。閥門423在臂組件425的其餘部分的遠端的位置處連接到臂425b。如圖所示，臂425b進一步延伸穿過穿過外壁424的孔426，並且臂組件425的其餘部分位於第二腔室406的外部。臂組件425由致動器428驅動，致動器428連接到臂組件425的驅動軸425a，該驅動軸也位於第二腔室406的外部。由致動器428驅動的驅動軸425a的運動被臂組件425轉換成臂425b的運動。在其他範例中，臂組件425（例如，包括驅動軸425a）和致動器428可以定位在第二腔室406內。
臂組件425延伸穿過孔423a並且相對於內壁420可移動，使得閥門423可移動到與內壁420形成密封的位置。致動器428驅動臂組件425的驅動軸425a，該驅動軸將驅動軸425a的驅動轉換成臂425b相對於內壁420的運動，並且沿孔423a延伸穿過內壁420的大致方向運動。臂425b在此方向上的運動可導致閥門423與內壁420接合（例如，當臂425b縮回時），從而與內壁420形成密封並將第一腔室402與第二腔室406隔離，並且可以使閥門423從內壁420移位（例如，當臂425b伸出時），從而將第一腔室402和第二腔室406流體連接。具體而言，閥門423可以是或包括從臂425b的凸緣，該凸緣基本上平行於內壁420的相鄰內表面延伸。
像閥組件316一樣，閥組件416可在打開位置和關閉位置之間移動。當閥組件416處於關閉位置時，臂組件425的臂425b橫向縮回，使得閥門423覆蓋孔423a並接觸內壁420中的一個，從而形成密封以將第一腔室402與第二腔室406隔離。具體而言，臂組件425的臂425b使閥門423（例如，凸緣）接觸界定第一腔室402的內壁420的內表面。
當閥組件416處於打開位置時，臂組件425的臂425b橫向延伸，使得閥門423與內壁420（例如，內壁420的內表面）橫向間隔開。因此孔423a提供開口，該開口使得在第一腔室402和第二腔室406之間能流體連通。
控制器可以以與關於多壓力處理腔室300的控制器所描述的處理類似的方式操作多壓力處理腔室400，以將基板414傳送入和傳送出第一腔室402及處理基板414。在此處理中，為了打開和關閉閥組件416，控制器可操作致動器428以驅動臂組件425。
參照圖5，在進一步的範例中，多壓力處理腔室500包括第一腔室502、底座504、第二腔室506、和控制器（未示出）。多壓力處理腔室500類似於關於圖4描述的多壓力處理腔室400；除非另外指明，否則各種選項和實施也適用於此範例。
例如，多壓力處理腔室500的氣體分配系統和真空處理系統以類似的方式操作，以維持針對使用多壓力處理腔室500處理的基板（未示出）的低壓和高壓環境。此外，基板也可支撐在底座504或升舉銷上，以在第一腔室502內進行處理。
多壓力處理腔室500與圖4的多壓力處理腔室400不同在於，底座504被安裝到界定第一腔室502的天花板521，而不是安裝到界定第一腔室502的基部522。像底座504一樣，底座504相對於壁520、天花板521、和基部522是固定的。此外，多壓力處理腔室500的一或多個加熱元件518佈置在底座504內。為了將基板定位在底座504上以使得基板被支撐在底座504上，將基板插入在底座504的板之間。一或多個加熱元件518相對於板佈置，使得當將基板插入到由底座504的板界定的槽中時，一或多個加熱元件518可均勻地將熱施加至基板。
參照圖6，在進一步的範例中，多壓力處理腔室600包括第一腔室602、底座604、第二腔室606、和控制器（未示出）。多壓力處理腔室600類似於關於圖4描述的多壓力處理腔室400；除非另外指明，否則各種選項和實施也適用於此範例。
例如，多壓力處理腔室600的氣體分配系統和真空處理系統以類似的方式操作，以維持使用多壓力處理腔室600處理的基板614的低壓和高壓環境。此外，基板614也可支撐在底座604上，以在第一腔室602內進行處理。
多壓力處理腔室600與圖4的多壓力處理腔室400不同在於，多壓力處理腔室600的閥組件616的閥門623接觸界定第一腔室602的內壁620的外表面而不是內壁620的內表面，以覆蓋內壁620中的孔623a。類似於閥組件416，閥組件616操作以將第一腔室602與第二腔室606隔離。閥組件616可以定位在第一腔室602和第二腔室606之間。
閥組件616包括設置在第二腔室606中的臂組件625和閥門623。孔623a穿過內壁620並且在第一腔室602和第二腔室606之間。閥門623位於第一腔室602的外部。臂組件625位於第一腔室602的外部和第二腔室606的內部。臂組件625不延伸穿過狹縫626。
臂組件625的臂625b可相對於內壁620移動，使得閥門623可移動到與內壁620形成密封的位置。例如，多壓力處理腔室600包括致動器628，致動器可操作以驅動臂組件625。致動器628耦接至臂組件625的驅動軸625a，驅動軸625a經配置成驅動以使臂組件625的臂625b相對於內壁620運動。
像閥組件316一樣，閥組件616可在打開位置和關閉位置之間移動。例如，當閥組件616處於關閉位置時，臂組件625的臂625b橫向延伸，使得閥門623接觸覆蓋孔623a的內壁620，從而形成密封以將第一腔室602與第二腔室606隔離。
當閥組件616處於打開位置時，臂組件625的臂625b橫向縮回，使得閥門623不接觸內壁620而露出孔623a。因此孔623a提供開口，該開口使得在第一腔室602和第二腔室606之間能流體連通。
控制器可以以與關於多壓力處理腔室300的控制器所描述的處理類似的方式來操作多壓力處理腔室600。在此處理中，為了打開和關閉閥組件616，控制器可操作致動器628以驅動臂組件625的臂625b。
圖7是根據一些範例的用於半導體處理的方法700的流程圖。圖8至圖10是根據一些範例示出了圖7的方法700的態樣的中間半導體結構的截面圖。本文描述的範例是在基板上的鰭片（fin）之間形成隔離結構（例如，淺溝槽隔離（shallow trench isolations，STIs））為背景。所屬技術領域具有通常知識者將容易地理解本文所描述的態樣在其他上下文中的各種應用，並且在其他範例的範圍內考慮了這種變型。
根據圖7的方塊702，將可流動的膜沉積在基板上的鰭片上和鰭片之間。圖8示出了沉積在基板802上的鰭片804上和鰭片804之間的可流動膜808的截面圖。為了獲得圖8的結構，提供了基板802。基板802可以是任何合適的半導體基板，例如，大塊基板（bulk substrate）、絕緣體上半導體（SOI）基板等。在一些範例中，基板802是大塊矽晶圓（bulk silicon wafer）。基板尺寸的範例包括直徑為200 mm、直徑為350 mm、直徑為400 mm、和直徑為450mm等。接著在基板802上形成鰭片804。鰭片804可透過蝕刻特徵，諸如溝槽806之類的特徵，來形成，該溝槽延伸到基板802中，使得每個鰭片804在相鄰的一對特徵（例如，溝槽806）之間界定。可以實施任何適當的圖案化處理以形成特徵。圖案化處理可包括多圖案化處理，例如自對準雙重圖形（SADP）、微影-蝕刻-微影-蝕刻（LELE）雙重圖案化等，以實現鰭片804之間的目標間距。蝕刻溝槽806的範例蝕刻處理包括反應離子蝕刻（RIE）處理等。每個溝槽806可具有或形成高長寬比。長寬比可以是溝槽806的深度810與溝槽806的寬度812的比率。長寬比可以為10:1或更大。在一些範例中，在鰭片804上形成一層或多層，例如擴散阻障層，並且可以從最外層的外表面測量深度810和寬度812。
接著將可流動膜808沉積在溝槽806中和鰭片804上。在一些範例中，可透過FCVD處理或旋塗來沉積可流動膜808。例如，在FCVD處理中，可流動膜808可以是包括高濃度的氮和/或氫的矽基介電質。例如，在FCVD處理中，前驅物可以是或包括矽烷基胺（silyl-amines），例如H 2N（SiH 3）、HN（SiH 3） 2、和N（SiH 3） 3、矽烷（SiH 4）或其他類似的前驅物，它們可與其他氣體混合，例如三矽烷胺（N(SiH 3) 3）、氫氣（H 2）、氮氣（N 2）、和/或氨氣（NH 3）。可流動膜808的流動性可以允許可流動膜808提供良好的間隙填充，例如以高長寬比的間隙（例如，可以由溝槽806形成）。
根據方塊704，將其上沉積有可流動膜808的基板802接著傳送到處理腔室。處理腔室是多壓力處理腔室，例如以上相對於圖2至圖7所描述的任何腔室。作為本文上下文的範例，方塊704的處理腔室是圖3的多壓力處理腔室300。處理腔室可被包括在處理系統中，例如圖1的處理系統100。
例如，基板802透過前開式晶圓傳送盒（FOUP）被傳送到工廠介面模組130，並且在工廠介面模組130處，基板802從FOUP被傳送到裝載鎖腔室128。隨後的傳送和處理在處理系統100中實行，例如，不將基板802暴露於處理系統100外部的大氣環境中，並且不破壞在處理系統100的傳送設備內維持的低壓或真空環境。傳送機器人106將基板802從裝載鎖腔室128傳送到第一移送腔室102中。如果多壓力處理腔室300耦接到第一移送腔室102，之後基板802可以透過傳送機器人106傳送到處理腔室（例如，多壓力處理腔室300），或者如果多壓力處理腔室300耦接到第二移送腔室104，基板802可透過傳送機器人106傳送到通過腔室，並接著由傳送機器人108從通過腔室124傳送到多壓力處理腔室300。在一些範例中，可流動膜808的沉積可以在處理系統內的處理腔室中。因此，在這樣的範例中，基板802可以在可流動膜808的沉積之前被傳送到處理系統100中，並且隨後可以在處理系統100內被傳送到多壓力處理腔室300。如上所述，打開多壓力處理腔室300的閥組件316，並且移送腔室的傳送機器人將基板802傳送到底座304上。
根據方塊706，在處理腔室中實行處理，包括在方塊708的第一處理，接著在方塊710的第二處理。方塊710的第二處理不同於方塊708的第一處理。在其他範例中，可以在處理腔室中實行附加處理。
在一些範例中，在方塊708處的第一處理形成更多的鍵和/或在可流動膜中更穩定的鍵，並且在方塊710處的第二處理緻密化，並且可在穩定的膜內進一步建立更穩定的鍵。因此，在方塊708處的第一處理包括穩定可流動膜，並且在方塊710處的第二處理包括緻密化穩定的膜。
在一些範例中，方塊708處的第一處理和方塊710處的第二處理可以處於相同或不同的壓力。在一些範例中，方塊708處的第一處理的壓力低於方塊710處第二處理的壓力。在一些範例中，方塊710處的第二處理是在處理腔室內的壓力大於方塊708處的第一處理實行的處理腔室內的壓力三個數量級或更多（例如，四個數量級或更多）的情況下實行的。在一些範例中，方塊708處的第一處理的壓力大於方塊710處的第二處理的壓力。作為範例，第一處理可以在從10 milliTorr至100 Bar的範圍內的壓力下實行，並且第二處理可以在大於或等於1 Bar的壓力下，諸如大於或等於5 Bar的壓力下實行。
在一些範例中，實行第一處理和第二處理的溫度相等，而在其他範例中，溫度可以不同。在一些範例中，在方塊708處的第一處理的溫度小於在方塊710處的第二處理的溫度。作為範例，在方塊708處的第一處理的溫度可以在從300℃到1000℃的範圍內，並且在方塊710處的處理的溫度可以在從300℃到1000℃的範圍內而該溫度可以等於、小於、或大於方塊708處的第一處理的溫度。作為範例，在方塊708處的第一處理的溫度可以在從100℃到300℃的範圍內，並且在方塊710處的處理的溫度可以在從300℃到1000℃的範圍內。
在一些範例中，針對方塊708處的第一處理而流動的處理氣體組成（例如，可以是單一氣體或氣體的混合物）不同於針對方塊710處的第二處理而流動的處理氣體組成。以下描述第一處理和第二處理的範例。
在一些範例中，方塊708處的第一處理除了是穩定處理之外，還是轉換處理。轉換和穩定處理將可流動膜808轉換為具有另一介電質組成。例如，轉換處理可以將包括透過FCVD處理沉積的高濃度的氮和/或氫的矽基介電質轉換成氧化矽。轉換處理可以是氧化處理。
在一些範例中，氧化處理是熱氧化處理或電漿氧化處理。在熱氧化處理中，可以在處理腔室中流過含氧的處理氣體，例如氧氣（O 2）、臭氧氣體（O 3）、一氧化二氮（N 2O）、一氧化氮（NO）、或其中之組合。含氧的處理氣體可以連續地流入處理腔室中，或者可以流入處理腔室中，直到達到所需的壓力並停止，在停止處接著在氧化處理期間保持該壓力。含氧處理氣體的流率例如可以在約5 sccm至約200 slm的範圍內。在熱氧化處理期間，處理腔室內的壓力可以保持在10 milliTorr 和100 Bar之間。熱氧化處理可以在大於300℃的溫度下實行，例如在大約300℃至大約1000℃的範圍內。在電漿氧化處理中，使用諸如氧氣（O 2）、臭氧氣體（O 3）、一氧化二氮（N 2O）、一氧化氮（NO）、或其中之組合等含氧處理氣體在RPS中點燃電漿。含氧的電漿流出物在處理腔室中流動。RPS的RF電源可具有頻率在約2 MHz至約40 MHz的範圍內，例如13.56 MHz，並且可具有在約50 W至約3000 W的範圍內的功率。電漿氧化處理中的氣體流動、溫度和壓力可以與先前針對熱氧化所描述的一樣。
在一些範例中，方塊708處的第一處理是穩定化處理，其不會顯著影響可流動膜的組成。例如，穩定處理可以基本上保持矽基介電質的組成，該矽基介電質包括透過FCVD處理沉積的高濃度的氮和/或氫。
在一些範例中，穩定處理是熱處理或電漿處理。在熱處理中，含氨的處理氣體（例如氨氣（NH 3））可以在處理腔室中流動。含氨的處理氣體可以連續地流入處理腔室中，或者可以流入處理腔室中直到達到所需的壓力並停止，在停止處接著在熱處理期間保持該壓力。含氨的處理氣體的流率例如可以在約5 sccm至約200 slm的範圍內。在熱處理期間，處理腔室內的壓力可以保持在10 milliTorr 和100 Bar之間。熱處理可以在大於300℃的溫度下實行，例如在大約300℃至大約1000℃的範圍內。在電漿處理中，使用諸如氨氣（NH 3）之類的含氨處理氣體在RPS中點燃電漿。含氮的電漿流出物和/或含氫的電漿流出物在處理腔室中流動。RPS的RF電源可具有頻率在約2 MHz至約40 MHz的範圍內，例如13.56 MHz，並且可具有在約50 W至約3000 W的範圍內的功率。電漿處理中的氣體流動、溫度、和壓力可以與先前針對在沒有電漿的穩定所描述的一樣。
在方塊708處的第一處理可以在多壓力處理腔室300中實行，同時閥組件316保持在打開或關閉位置，例如，取決於實行第一處理的壓力。閥組件316可保持打開以進行低壓處理，或者可以關閉以進行高壓處理。含氧的處理氣體或含氨的處理氣體可透過真空處理系統流通過氣體分配系統307，並通過第二腔室306抽空。加熱元件318可以在第一處理期間維持第一腔室302中的溫度。
在一些範例中，方塊710處的第二處理是緻密化處理。緻密化處理增加了從可流動膜808穩定和/或轉換的介電材料的密度。例如，緻密化處理可增加氧化矽的密度，該氧化矽是從矽基介電質轉換而來的，該矽基介電質包括透過FCVD處理沉積的高濃度的氮和/或氫。緻密化處理可以額外進一步將穩定的膜轉換成另一種介電組成（例如，氧化矽）。緻密化處理可以催化形成Si-O-Si鍵的反應。緻密化處理可以是退火處理。
在一些範例中，退火處理是乾退火處理或蒸汽退火處理。乾退火處理可以在大於300℃的溫度下實行，例如在大約300℃至大約1000℃的範圍內。在乾退火處理中，諸如氨氣（NH 3）、一氧化二氮（N 2O）、一氧化氮（NO）等的處理氣體可以在處理腔室中流動。處理氣體可以連續流入處理腔室中，或者可以流入處理腔室中直到達到所需的壓力並停止，在停止處接著在乾退火處理期間保持該壓力。處理氣體的流率例如可以在約5 sccm至約200 slm的範圍內。當處理氣體包括諸如一氧化二氮（N 2O）和/或一氧化氮（NO）的含氧氣體時，乾退火處理可以另外是氧化處理以進一步轉換膜。在乾退火處理期間，可以將處理腔室內的壓力保持在高壓，例如Bar的數量級，例如大約1 Bar或更高，或更具體地，大約5 Bar或更高。
蒸汽退火處理可以在大於300℃的溫度下實行，例如在大約350℃至大約1000℃的範圍內。在蒸汽退火處理中，有或沒有其他處理氣體（例如氨氣（NH 3）、一氧化二氮（N 2O）、一氧化氮（NO）、或其中之組合）的蒸汽（H 2O）可以在處理腔室中流動。有或沒有處理氣體的蒸汽可以連續流入處理腔室中，或者可以流入處理腔室中直到達到所需的壓力並停止，在停止處接著在蒸汽退火處理期間保持該壓力。有或沒有處理氣體的蒸汽的流率例如可以在大約5 sccm至大約200 slm的範圍內。蒸汽退火處理可以另外是氧化處理以進一步轉換膜。在蒸汽退火處理期間，可以將處理腔室內的壓力保持在高壓，例如Bar的數量級，例如大約1 Bar或更高，或更具體地，大約5 Bar或更高。
在方塊710處的第二處理可以在多壓力處理腔室300中實行，同時閥組件316在打開或關閉位置，例如，取決於實行第一處理的壓力。處理氣體（例如，包括蒸汽）可以流通過氣體分配系統307，氣體分配系統可以建立並維持高壓。加熱元件318可以在第二處理期間維持第一腔室302中的溫度。
在進一步的範例中，方塊708處的第一處理除了是穩定處理之外，還是轉換處理。如上所述，轉換和穩定處理將可流動膜808轉換為具有另一介電質組成。轉換處理可以是氧化處理。在一些範例中，氧化處理是蒸汽氧化處理或電漿氧化處理。在蒸汽氧化處理中，蒸汽（H 2O）可以在處理腔室中流動。蒸汽可以連續流入處理腔室中，或者可以流入處理腔室中直到達到所需的壓力並停止，在停止處接著在蒸汽氧化處理期間保持該壓力。蒸汽的流率例如可以在約5 sccm至約200 slm的範圍內。在蒸汽氧化處理期間，處理腔室內的壓力可以保持在小於5 Bar的壓力下。蒸汽氧化期間的壓力小於在方塊710的第二處理的壓力。蒸汽處理可以在大於100℃的溫度下實行，例如在大約100℃至大約300℃的範圍內。蒸汽氧化期間的溫度小於在方塊710的第二處理的溫度。在電漿氧化處理期間，使用蒸汽（H 2O）在RPS中點燃電漿。含氧電漿流出物和/或含氫電漿流出物在處理腔室中流動。RPS的RF電源可具有頻率在約2 MHz至約40 MHz的範圍內，例如13.56 MHz，並且可具有在約50 W至約3000 W的範圍內的功率。電漿氧化處理中的蒸汽流動、溫度和壓力可以與先前針對蒸汽氧化所描述的一樣。
以下表1總結了根據一些範例的處理的不同組合。表1的各列中包含一個範例。可以實施不同的組合。可以實行其他處理，例如透過重複第一和第二處理。
表1
第一處理 第二處理
範例.(1) 處理氣體：O 2、O 3、N 2O、NO、或其中之組合 壓力：10 milliTorr至100 Bar 溫度：300°C至1000°C 類型：氣體或RPS 處理氣體：H 2O、NH 3、N 2O、NO、或其中之組合 壓力：＞= 1 Bar 溫度：300°C至1000°C 類型：氣體或RPS
範例.(2) 處理氣體：NH 3壓力：10 milliTorr至100 Bar 溫度：300°C至1000°C 類型：氣體或RPS 處理氣體：H 2O、N 2O、NO或其中之組合，其中任何一者都可額外包含NH 3壓力：＞= 1 Bar 溫度：300°C至1000°C 類型：氣體或RPS
範例.(3) 處理氣體：H 2O 壓力：＜= 5 Bar 溫度：100 °C至300 °C 類型：氣體或RPS 處理氣體：H 2O、NH 3、N 2O、NO、或其中之組合 壓力：＞ = 1 Bar（或 ＞= 5 Bar）[大於第一處理的壓力] 溫度：300°C至1000°C [大於第一處理的溫度] 類型：氣體或RPS
圖9示出了在基板802上的鰭片804上和鰭片804之間的，從可流動膜808轉換的轉換和緻密化的膜814的截面圖。在一些範例中，可流動膜808從包括高濃度的氮和/或氫的矽基介電質轉換成被緻密化的二氧化矽。在此範例中，轉換並緻密化的膜814是緻密化的氧化矽，其與最初沉積的可流動膜808是不同的材料組成。
根據圖7的方塊712，蝕刻在方塊706處處理的膜。在一些範例中，在方塊706的處理之後，透過與處理腔室耦接的移送腔室的傳送機器人將基板802從處理腔室中移除。例如，如上所述，可以從多壓力處理腔室300的第一腔室302中去除基板802。基板802可以被傳送到處理系統100內的另一處理腔室或到另一處理系統的處理腔室。蝕刻可透過任何適當的蝕刻處理進行。在一些範例中，蝕刻處理是濕蝕刻，但是也可以實施乾蝕刻。此外，濕蝕刻可使用稀釋氫氟酸（dHF），其可以對氧化矽具有選擇性。在一些範例中，實施100:1 dHF溶液以蝕刻氧化矽的經轉換和緻密化的膜。如上所述，方塊706的蝕刻的蝕刻率可以更均勻且更低，這可以更容易地控制。
圖10示出了隔離結構（例如，STIs）的剖視圖，該隔離結構是在基板802上的鰭片804之間的溝槽806中形成有經轉換和緻密化的膜814，例如，在蝕刻經轉換和緻密化的膜814之後。作為蝕刻處理的結果，鰭片804從相鄰的隔離結構之間突出。隔離結構的頂表面（例如，經轉換和緻密化的膜814的頂表面）可以從鰭片804的頂表面凹進任何深度，並且圖10的圖示僅是範例。
鰭片804及其間的隔離結構可隨後用以形成任何適當的裝置結構。例如，鰭片804可以用於形成FinFETs。閘極結構可形成在鰭片804上並縱向垂直於鰭片804。閘極結構可包括沿著鰭片的表面的閘極介電質（例如，高k閘極介電質）、閘極介電質上的一或多個功函數調整層，以及功函數調整層上的金屬填充。閘極結構可以在閘極結構下方的相應鰭片804中界定通道區域。源極/汲極區域（例如，外延源極/汲極區域）可以在鰭片中形成在通道區域的相對側上。閘極結構、通道區域、和源極/汲極區域一起可形成FinFET。
儘管前述內容針對本揭示的各種範例，但是在不脫離本揭示的基本範圍的情況下，可以設計其他和進一步的範例，並且其範圍由所附權利要求書確定。
100:多腔室處理系統 102:移送腔室 104:移送腔室 106:傳送機器人 107:機械臂 108:傳送機器人 109:機械臂 110:處理腔室 112:處理腔室 114:處理腔室 116:處理腔室 118:處理腔室 120:處理腔室 122:脫氣腔室 124:通過腔室 126:控制器 128:裝載鎖腔室 130:工廠介面模組 132:處理器 134:記憶體 136:支持電路 200:多壓力處理腔室 202:第一腔室 204:第二腔室 206:氣體分配系統 208:真空處理系統 210:控制器 212:排氣系統 214:遠端電漿源 216:閥組件 218:前級管線 220:隔離閥 300:多壓力處理腔室 302:第一腔室 304:底座 306:第二腔室 307:氣體分配系統 307a:輸入管線 307b:排氣管線 314:基板 316:閥組件 318:加熱元件 320:內壁 322:基部 323:致動器 324:外壁 326:孔 328:波紋管 330:銷 400:多壓力處理腔室 402:第一腔室 404:底座 406:第二腔室 414:基板 416:閥組件 418:加熱元件 420:內壁 422:基部 423:閥門 423a:孔 424:外壁 425:臂組件 425a:驅動軸 425b:臂 426:孔 428:致動器 430:升舉銷 500:多壓力處理腔室 502:第一腔室 504:底座 506:第二腔室 518:加熱元件 520:壁 521:天花板 522:基部 600:多壓力處理腔室 602:第一腔室 604:底座 606:第二腔室 614:基板 616:閥組件 620:內壁 623:閥門 623a:孔 625:臂組件 625a:驅動軸 625b:臂 626:狹縫 628:致動器 700:方法 702:方塊 704:方塊 706:方塊 708:方塊 710:方塊 712:方塊 802:基板 804:鰭片 806:溝槽 808:可流動膜 810:深度 812:寬度 814:膜
為了可以詳細了解本揭示的上述特徵的方法，更具體的描述，簡要概述於上，可參照範例，其中一些範例描繪在隨附圖式中 。然而，應注意，隨附圖式示出了一些範例，且因此不應視為限制本揭示的範圍，因為本揭示可以允許其他等效的範例。
圖1示出了根據一些範例的多腔室處理系統的示意性頂視圖。
圖2示出了根據一些範例的多壓力處理腔室的示意圖，多壓力處理腔室被配置為產生用於處理的高壓環境和用於處理的低壓環境。
圖3、4、5和6示出了根據一些範例的多壓力處理腔室的各個範例。
圖7是根據一些範例的用於半導體處理的方法的流程圖。
圖8、9和10是根據一些範例的示出圖7的方法的態樣的中間半導體結構的截面圖。
為了便於理解，在可能的情況下，已使用相同的元件符號來表示圖中共同的相同元件。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
200:多壓力處理腔室
202:第一腔室
204:第二腔室
206:氣體分配系統
208:真空處理系統
210:控制器
212:排氣系統
214:遠端電漿源
216:閥組件
218:前級管線
220:隔離閥

Claims (20)

  1. 一種半導體處理系統，其包括：一多壓力處理腔室；和一系統控制器，該系統控制器包括一處理器和一記憶體，該記憶體儲存若干指令，當該處理器執行該等指令時，使該多壓力處理腔室實行以下步驟：在該多壓力處理腔室內對一基板實行一第一處理，其中該基板具有在其上由一可流動處理所沉積的一膜，該第一處理包括將該膜中的若干鍵加以穩定以形成一穩定膜；和在該多壓力處理腔室內對該穩定膜實行一第二處理，該第二處理包括將該穩定膜緻密化。
  2. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中：在一第一壓力下實行該第一處理；和在大於該第一壓力的一第二壓力下實行該第二處理。
  3. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中：實行該第一處理包括使一第一處理氣體組成流動；和實行該第二處理包括使不同於該第一處理氣體組成的一第二處理氣體組成流動。
  4. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中：在一第一溫度下實行該第一處理；和 在高於該第一溫度的一第二溫度下實行該第二處理。
  5. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中，第一處理還包括：將該膜轉換成一不同的組成。
  6. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中：實行該第一處理包括使一第一處理氣體流動，該第一處理氣體包括氧氣、臭氧、一氧化二氮(nitrous oxide)、一氧化氮(nitric oxide)、或其中之組合；和實行該第二處理包括使一第二處理氣體流動，該第二處理氣體包括蒸汽、氨、一氧化二氮、一氧化氮、或其中之組合。
  7. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中：實行該第一處理包括使包括氨的一第一處理氣體流動；和實行該第二處理包括使一第二處理氣體流動，該第二處理氣體包括蒸汽、一氧化二氮、一氧化氮、或其中之組合。
  8. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中，實行該第一處理包括使包括蒸汽的一第一處理氣體流動，並且該第一處理是在一第一壓力和一第一溫度下實行的；和實行該第二處理包括使一第二處理氣體流動，該第二處 理氣體包括蒸汽、氨、一氧化二氮、一氧化氮、或其中之組合，並且該第二處理是在一第二壓力和一第二溫度下實行的，該第二壓力大於該第一壓力，該第二溫度大於該第一溫度。
  9. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中當由該處理器執行時，該等指令使得在該第一處理、該第二處理或該第一處理和該第二處理兩者期間在耦合到處理腔室的一遠端電漿源中形成電漿。
  10. 一種半導體處理系統，其包括：一多壓力處理腔室；和一系統控制器，該系統控制器耦合到該多壓力處理腔室，該系統腔室包括一處理器和一記憶器，該記憶體儲存若干指令，當該處理器執行該等指令時，使該多壓力處理腔室實行以下步驟：使用在該多壓力處理腔室內的第一處理來穩定透過一可流動處理沉積在一基板上的一膜上的若干鍵以形成一穩定膜，其中該第一處理是在約300℃至約1000℃之間的一溫度下實行的一熱氧化處理、一電漿氧化處理、一穩定熱處理，或一穩定電漿處理中的至少一者，或蒸汽氧化處理；和在該多壓力處理腔室內以約300℃至約1000℃之間的一溫度對該穩定膜實行一第二處理。
  11. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該第一處理在10毫托(milliTorr)至小於或等於1巴(Bar)之間的一壓力下實行。
  12. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該第二處理在大於或等於1巴的一壓力下實行。
  13. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該第二處理在大於或等於該第一處理的一壓力下實行。
  14. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該第二處理包括：透過一退火處理將該穩定膜緻密化。
  15. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該多壓力處理腔室包括：一內部處理腔室，其設置在一外部處理腔室內並且在該外部處理腔室中；和一閥組件，該閥組件包括一第一狀態和一第二狀態，在該第一狀態中，該閥組件將該內部處理腔室與該外部處理腔室隔離而在該內部處理腔室中進行該第二處理，且在該在第二狀態中，該內部處理腔室和該外部處理腔室流體連接而在該內部處理腔室中進行該第一處理。
  16. 一種儲存若干指令的非暫態電腦可讀儲存媒體，當由一處理器執行時，會使一多壓力處理腔室執行包含下列步驟的操作：控制該多壓力處理腔室內的一第一處理，對一基板實行該第一處理，其中該基板具有在其上的由一可流動處理 所沉積的一膜，該第一處理包括將該膜中的若干鍵加以穩定以形成一穩定膜；和控制該多壓力處理腔室內的一第二處理，該第二處理將該穩定膜緻密化。
  17. 如請求項16所述之非暫態電腦可讀儲存媒體，其中實行該第一處理包括使一第一處理氣體組成流動；和實行該第二處理包括使不同於該第一處理氣體組成的一第二處理氣體組成流動。
  18. 如請求項16所述之非暫態電腦可讀儲存媒體，其中在一第一壓力下實行該第一處理；和在大於該第一壓力的一第二壓力下實行該第二處理。
  19. 如請求項16所述之非暫態電腦可讀儲存媒體，其中該第一處理還包括將該膜轉換成一不同的組成。
  20. 如請求項16所述之非暫態電腦可讀儲存媒體，其中該第一處理是在10毫托(milliTorr)至小於或等於1巴(Bar)之間的一壓力下實行的，該第一處理是在約300℃與約1000℃之間的一溫度下的一熱氧化處理、一電漿氧化處理、一穩定化熱處理、或一穩定化電漿處理中的至少一者，或一蒸汽氧化處理，且該第二處理在大於或等於1巴(Bar)的壓力下實行。
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