專利名稱：具有用于減少電容的間隙的器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的形成。更具體地，本發(fā)明涉及
具有用于減少電容的間隙的半導(dǎo)體器件的形成。
背景技術(shù)：
在基于半導(dǎo)體的器件(例如，集成電路或平板顯示器) 制造中，雙大馬士革結(jié)構(gòu)可與銅導(dǎo)體材料結(jié)合使用，以減少與先前 技術(shù)所使用的鋁基材料中信號(hào)傳播相關(guān)的RC延遲。在雙大馬士革 中，不是蝕刻該導(dǎo)體材料，而是過孔和溝槽可蝕刻入介電材料并利 用銅填充。多余的銅可利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除，而保留利 用過孔連接的銅線條以用于信號(hào)傳輸。為進(jìn)一步減少RC延遲，可 使用多孔或無孔的低k介電常數(shù)材料。在該說明書和權(quán)利要求書中， ^f氐k定義為k<3.0。美國(guó)專利6,297,125 4皮露了使用空氣間隙以減少電容。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到前述以及符合本發(fā)明的目的，提供了 一種用于減 少半導(dǎo)體器件之間電容的方法。在介電層內(nèi)形成多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)。形
成掩才莫以4隻蓋該4妄觸結(jié)構(gòu)，其中該掩沖莫具有用于暴露該介電層部分 的掩模特征，其中該掩模特征具有寬度。利用側(cè)壁沉積物收縮該掩模特征的寬度。穿過該側(cè)壁沉積物將間隙蝕刻入該介電層。閉合該 間隙以在該間隙內(nèi)形成袋室。在本發(fā)明的另 一個(gè)表現(xiàn)形式，提供了 一種用于減少半導(dǎo) 體器件之間電容的方法。在介電層內(nèi)形成多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)。形成掩模 以覆蓋該接觸結(jié)構(gòu)，其中該掩模具有用于暴露該介電層部分的掩模 特征，其中該掩模特征具有寬度。利用側(cè)壁沉積物收縮該掩模特征 的寬度，其中收縮該掩模特征的寬度將該掩模特征的寬度收縮 5-80%，其中收縮該掩模特征的寬度包括至少一個(gè)收縮循環(huán)，其中 每個(gè)收縮循環(huán)包括收縮沉積階段，其在該掩模特征的側(cè)壁上形成 沉積物以收縮該掩模特征；以及收縮形貌成形階段，其在該掩模特 4正的側(cè)壁上成形該沉積物，其中該形貌成形階,殳成形該掩才莫特^正側(cè) 壁上的;冗積物以形成垂直側(cè)壁。穿過該側(cè)壁沉積物^1奪間隙蝕刻入該 介電層。閉合該間隙以在該間隙內(nèi)形成袋室，其中該閉合該間隙包 括多個(gè)循環(huán)，其中每個(gè)循環(huán)包括方包沉積階段以及方包形貌成形階 段。在本發(fā)明的另 一個(gè)表現(xiàn)形式中，提供了 一種用于減少半 導(dǎo)體器件之間電容的裝置。等離子處理室，包括室壁，其形成等 離子處理室內(nèi)腔；基片支撐件，其用于在該等離子處理室內(nèi)腔內(nèi)支 撐基片；壓力調(diào)節(jié)器，其用于調(diào)節(jié)該等離子處理室內(nèi)腔內(nèi)的壓力； 至少 一個(gè)電極，其用于提供功率到該等離子處理室內(nèi)腔以維持等離 子；氣體入口，其用于才是供氣體到該等離子處理室內(nèi)腔內(nèi)；以及氣 體出口，其用于從該等離子處理室內(nèi)腔排出氣體。提供與該氣體入 口流動(dòng)連接的氣體源，包括收縮沉積氣體源以及收縮形貌成形氣體 源。可控地連接到該氣體源和該至少一個(gè)電^及的控制器，包括至少 一個(gè)處理器以及計(jì)算才/L可讀介質(zhì)。該計(jì)算才幾可讀介質(zhì)包括用于利用
側(cè)壁沉積物收縮掩模特征寬度的計(jì)算機(jī)可讀代碼，其包括多個(gè)循 環(huán)。每個(gè)循環(huán)包括用于從該收縮沉積氣體源提供收縮沉積氣體的計(jì)算才幾可讀^碼，用于,人該收縮沉積氣體產(chǎn)生等離子的計(jì)算才幾可讀 代碼，用于停止來自該收縮沉積氣體源的收縮沉積氣體的計(jì)算才幾可 讀代碼，用于從該收縮形貌成形氣體源^是供不同于該沉積氣體的收 縮形貌成形氣體的計(jì)算機(jī)可讀代碼，用于從該收縮形貌成形氣體產(chǎn) 生等離子的計(jì)算機(jī)可讀代碼以及用于停止來自該收縮形貌成形氣 體源的收縮形貌成形氣體的計(jì)算4幾可讀代碼。該計(jì)算4幾可讀介質(zhì)進(jìn) 一步包括用于穿過該側(cè)壁沉積物將間隙蝕刻入4妄觸結(jié)構(gòu)之間的蝕 刻層的計(jì)算機(jī)可讀代碼以及用于閉合該間隙以在該間隙內(nèi)形成袋 室的計(jì)算才幾可讀代一碼。本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)將在以下詳細(xì)描述中結(jié)合附圖 進(jìn)行更詳細(xì)地說明。


在附圖中，本發(fā)明以示例而非限制性的方式進(jìn)行說明， 并且其中相似的參考標(biāo)號(hào)指代類似的元件，其中圖1是可用在本發(fā)明實(shí)施方式中的處理工藝的高層流程
圖；圖2A-E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的經(jīng)處理堆棧的橫截面 示意圖和^f府一見圖；圖3是收縮掩模內(nèi)特征的步驟的更詳細(xì)的流程圖；圖4是可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的等離子處理室的示意圖；圖5A-B說明了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其適于實(shí)現(xiàn)用于本發(fā) 明實(shí)施方式中的控制器；
圖6是形成袋室以及完成處理工藝的更詳細(xì)的流程圖；圖7A-H是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的處理的堆棧的 橫截面示意圖和俯視圖；圖8是形成袋室及完成該處理工藝的另一種處理工藝的 更詳細(xì)的流程圖；圖9是形成方包閉合部的更詳細(xì)的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)根據(jù)附圖中說明的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā) 明。在以下描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的徹底理 解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然，本發(fā)明可不利用這 些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部來實(shí)施。在有的情況下，7>知的工藝步 驟和/或結(jié)構(gòu)沒有詳細(xì)描述，以免不必要地混淆本發(fā)明。為Y更于理解，圖1是可用于本發(fā)明實(shí)施方式中的處理工 藝的高層流程圖。在介電層內(nèi)形成接觸結(jié)構(gòu)(步驟104)。在接觸結(jié) 構(gòu)上形成掩模(步驟108 )。該掩模具有用于形成間隙的掩?？?掩 才莫特征)。收縮該掩才莫特征(步驟112)。將間隙蝕刻入介電層(步 驟116)。在間隙內(nèi)形成袋室(步驟120)。優(yōu)選地，每個(gè)袋室的容 積至少是每個(gè)間隙容積大小的一半。這些袋室可利用多種流體填 充，例如液體或氣體(如空氣)。更優(yōu)選地，該袋室是利用氣體填 充的氣體袋室，以形成氣體袋室。
示例1在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的示例中，接觸結(jié)構(gòu)在有機(jī)硅酸 鹽玻璃(OSG)組成的介電層內(nèi)形成(步驟104)。圖2A是由該示例形成的堆棧200的橫截面4見圖。在該示例中，OSG介電層208在 基片204上，基片可以是晶片或中間層電介質(zhì)。接觸結(jié)構(gòu)210是雙 大馬士革結(jié)構(gòu)，其在該示例中是填充有銅的過孔和溝槽。在該示例 中，過孔與溝槽部分重疊?？赏ㄟ^首先蝕刻過孔然后4是供非對(duì)準(zhǔn)的 溝槽掩模來形成該結(jié)構(gòu)。在該示例中，阻擋層209形成在OSG介 電層208和4妄觸結(jié)構(gòu)210上。在該示例中，阻擋層209是氮4匕石圭或 碳化硅。在接觸結(jié)構(gòu)210上的阻擋層209部分上形成掩模212(步 驟108 )。在該示例中，掩模212是帶有光刻膠特征(孔)214的光 刻膠掩才莫。收縮光刻膠掩模特征214 (步驟112)。為收縮光刻膠掩 模特征214，將基片204置入處理室內(nèi)。圖4是可用于蝕刻間隙并且形成方包閉合的處理室400 的示意圖。等離子處理室400包括限制環(huán)402、上部電才及404、下 部電才及408、氣體源410以及4非氣泵420。氣體源410包4舌收縮沉^ 積氣體源412和收縮形貌氣體源416。該氣體源可包4舌附加的氣體 源，例如蝕刻氣體源418和間隙閉合氣體源422。在等離子處理室 400內(nèi)，基片204設(shè)在下部電極408上。下部電極408結(jié)合適合的 基片卡盤機(jī)構(gòu)(例如，靜電、機(jī)械夾緊等)以把持基片204。反應(yīng) 器頂部428結(jié)合'除好對(duì)著下部電才及408 i殳置的上部電才及404。上部 電極404、下部電極408和限制環(huán)402限定受限等離子容積。通過 氣體源410向該受限等離子容積提供氣體，并且由排氣泵420通過 限制環(huán)402和排氣口乂人該受限等離子容積排出氣體。第一RF源444 與上部電才及404電連4妻。第二 RF源448與下部電才及408電連4妄。 室壁452圍繞P艮制環(huán)402、上部電才及404和下部電才及408。第一 RF 源444和第二 RF源448均可包4舌27MHz功率源和2MHz功率源。 將RF功率連4妄到該電才及的不同組合是可能的。在Lam Research Corporation的乂又步貞電容(DFC )系統(tǒng)的情況中，由Fremont, California的LAM Research CorporationTM制造，其可用在本發(fā)明的4尤選實(shí)施 方式中，該27MHz和2MHz功率源兩者構(gòu)成連4妄到該下部電才及的 第二RF功率源448，而上部電極接地。在其它實(shí)施方式中，RF功 率源可具有高達(dá)300MHz的頻率?？刂破?35可控地連接到RF源 444、 448,排氣泵420和氣體源410。該DFC系統(tǒng)在4寺蝕刻層208 為介電層(如二氧化硅或有機(jī)硅酸鹽玻璃)時(shí)使用。圖5A和5B i兌明了一種計(jì)算才凡系統(tǒng)1300，其適于實(shí)玉見用 在本發(fā)明的實(shí)施方式中的控制器435。圖5A示出該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一 種可能的物理形式。當(dāng)然，該計(jì)算才幾系統(tǒng)可具有"^午多物理形式，其 范圍從集成電路、印刷電路板以及小型手持設(shè)備到巨形超級(jí)計(jì)算 機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300包括監(jiān)視器1302、顯示器1304、機(jī)箱1306、 石茲盤驅(qū)動(dòng)器1308、 4建盤1310和鼠標(biāo)1312。 f茲盤1314是用來/人計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)1300傳入和傳出凄t據(jù)的計(jì)算才幾可讀介質(zhì)。圖5B是用于計(jì)算才幾系統(tǒng)1300的方4匡圖的示例。連4妻到 系統(tǒng)總線1320的是多種多^f羊的子系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)處理器1322(也 稱為中央處理單元，或CPU)連接到存儲(chǔ)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器1324。 存儲(chǔ)器1324包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。 如本領(lǐng)域所^〉知的，ROM用來向CPU單向地傳輸數(shù)據(jù)和指令，而 RAM —般用來以雙向方式傳輸數(shù)據(jù)和指令。這兩種類型的存儲(chǔ)器 均可包括下述任何合適的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。固定,茲盤1326也雙向 連接到CPU 1322;其提供附加的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力并且可包括任何下 述計(jì)算才幾可讀介質(zhì)。固定石茲盤1326可用來存4諸禾呈序、tt才居等，并 且一般是次級(jí)存儲(chǔ)介質(zhì)(如硬盤)，其比主存儲(chǔ)器慢。可以理解的 是，在適合的情況下，保留在固定磁盤1326內(nèi)的信息可作為虛擬 存卡者器以標(biāo)準(zhǔn)的方式結(jié)合入存^f諸器1324?？梢苿?dòng)f茲盤1314可采用 下述4壬<可計(jì)算才幾可讀介質(zhì)的形式。
CPU 1322也連4妄到多種輸入/輸出設(shè)備，如顯示器1304、 鍵盤1310、鼠標(biāo)1312和揚(yáng)聲器1330。通常，輸入/輸出設(shè)備可以是 下列任意設(shè)備視頻顯示器、軌跡球、鼠標(biāo)、鍵盤、麥克風(fēng)、觸摸 顯示器、傳感讀卡器、磁帶或紙帶閱讀器、書寫板、書寫筆、語(yǔ)音 或手寫"i只別器、生物識(shí)別器或其它計(jì)算才幾。CPU 1322可選iiM吏用 網(wǎng)絡(luò)接口 1340連接到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)或連接到遠(yuǎn)端通信網(wǎng)絡(luò)。利用 該網(wǎng)結(jié)4妄口，設(shè)想CPU可在執(zhí)行上述方法步驟過程中從網(wǎng)絡(luò)4妄收 信息或者向該網(wǎng)絡(luò)llr出信息。此外，本發(fā)明的方法實(shí)施方式可在 CPU 1322上單獨(dú)執(zhí)4亍或可在如Internet的網(wǎng)癥各上與遠(yuǎn)程CPU十辦同 #丸行，該遠(yuǎn)程CPU共享該處理的一部分。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)一 步涉及具有計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)產(chǎn)品，在其上有用于執(zhí)行多種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)梯:作的計(jì) 算機(jī)代碼。該介質(zhì)和該計(jì)算機(jī)代碼可以是那些為本發(fā)明的目的專門 設(shè)計(jì)和構(gòu)建的，或者它們可以是對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說公知的或者可以得到的類型。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括，但不 限于》茲介質(zhì)，如石更盤、壽欠盤和;茲帶；光介質(zhì)，如CD-ROM和全 息設(shè)備；》茲-光介質(zhì)，如光軟盤；以及為存儲(chǔ)和4丸行程序代碼專門配 置的硬件設(shè)備，如專用集成電路(ASIC )，可編程邏輯設(shè)備(PLD ) 和ROM及RAM設(shè)備。計(jì)算機(jī)代碼的示例包括如由編譯器生成的 機(jī)器代碼，以及包含高級(jí)代碼的文件，該高級(jí)代碼可由計(jì)算機(jī)使用 解釋器拍J亍。計(jì)算才幾可讀介質(zhì)還可以是由嵌入載波中的計(jì)算積4t據(jù) 信號(hào)傳輸并代表可由處理器執(zhí)行的指令序列的計(jì)算代碼。圖3是收縮掩才莫特征214步驟的更詳細(xì)的流程圖(步驟 112)。如圖3所示，收縮該掩^f莫特征包括多個(gè)循環(huán)性步驟的循環(huán)， 每個(gè)循環(huán)包括收縮沉積階段(步驟304 )和形貌成形階段(步驟308 )。 收縮沉積階段(步驟304 )的一個(gè)示例4是供了 150 sccm CF3、 75 sccm N2和100 sccm Ar的流。壓力i殳定為80 mTorr?；?呆才爭(zhēng)在20°C的溫度。第二 RF源448提供在27MHz頻率的400瓦特功率以及在 2MHz頻率的0瓦特功率。在沉積階段中，纟是供沉積氣體，該沉積 氣體轉(zhuǎn)換為等離子，然后停止沉積氣體。收縮形貌成形階段(步驟308)的一個(gè)示例提供含卣素 (例如，氟、溴、氯)氣體，例如100sccmCF4。在該示例中，CF4 是在形貌成形過程中提供的唯一氣體。提供20 mTorr的壓力到該 室。第二 RF源448 l是供在27MHz頻率的600瓦特功率以及在2MHz 頻率的O瓦特功率。在形貌成形階段中，提供形貌成形氣體，該形 貌成形氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子，然后停止該形貌成形氣體。當(dāng)存在由于非對(duì)準(zhǔn)掩才莫而導(dǎo)致暴露銅的可能性時(shí)，期望 避免使用含氧的制法以防止銅氧化。但是，阻擋層209的存在減少 或防止了銅由于該非對(duì)準(zhǔn)而被暴露的可能性。優(yōu)選地，該處理l丸行2到20個(gè)循環(huán)。更優(yōu)選地，該處理 4丸4亍3到10個(gè)循環(huán)。經(jīng)過多個(gè)循環(huán)的沉積和形貌成形的組合考慮 到形成收縮的垂直側(cè)壁。該處理工藝形成收縮側(cè)壁215,如圖2B 所示。優(yōu)選地，該收縮側(cè)壁使光刻膠掩?？椎膶挾葴p少5-80%。更 優(yōu)選地，該收縮側(cè)壁使光刻膠掩?？椎膶挾葴p少5-50%。該周期性 的循環(huán)可具有額外的沉積和/或成形階^:或可具有其它額外的階,殳。穿過收縮側(cè)壁215之間的孔將間隙216蝕刻入介電層 208,如圖2C所示。對(duì)于蝕刻介電層208,使用常規(guī)的蝕刻制法。然后形成袋室(步-驟120)。圖6是該示例中形成該袋室 以及完成該結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)的流程圖。剝除光刻"交掩才莫(步驟604 ), 如圖2D所示。在該示例中，在光刻膠掩才莫?jiǎng)兂陂g還去除側(cè)壁沉 積物。在介電層208、 4妻觸部210和間隙上形成中間層電介質(zhì)(ILD ) 224 (步-驟608),其密去于該間隙以形成袋室220,如圖2E所示?？?使用形成ILD的常少見方法，例如》定'凃(spin on)或化學(xué)氣相沉積 (CVD )。該特征收縮處理工藝允許所形成間隙的關(guān)鍵尺寸比使用 的光刻處理的關(guān)4建尺寸更小。光刻膠特征214可具有對(duì)于使用的光 刻處理可能的最小關(guān)鍵尺寸。在該示例中，溝槽寬度是對(duì)于使用的 光刻膠處理可能的最小關(guān)鍵尺寸。該收縮處理考慮到進(jìn)一步減少特 征尺寸的關(guān)鍵尺寸。沒有該收縮，則間隙的蝕刻會(huì)允許該接觸結(jié)構(gòu) 暴露給該間隙蝕刻，這會(huì)破壞接觸結(jié)構(gòu)。另外，該處理工藝允許電 介質(zhì)為多種不同介電才才津牛中的一種，其中在美國(guó)專利6,297,125中 披露的處理工藝受到可使用的介電材料的限制，并且需要阻擋層以 保護(hù)4秦觸部，這會(huì)增加介電常數(shù)。
示例2在本發(fā)明實(shí)施方式的第二個(gè)示例中，在介電層中形成接 觸結(jié)構(gòu)(步驟104 )。圖7A是利用該示例形成的堆棧700的橫截面 示意圖。在該示例中，介電層708是在基片704上的有機(jī)硅玻璃 (OSG),該基片可以是晶片或中間層電介質(zhì)。接觸結(jié)構(gòu)710是已 #皮蝕刻4旦未利用金屬4妄觸填充的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。-接觸結(jié)構(gòu)利用填 充材料711填充，例如光刻膠或其它聚合物或可不破壞電介質(zhì)而不 -故去除的材津牛，如圖7B所示。在4妻觸結(jié)構(gòu)內(nèi)的填充才才4'十711上形成掩才莫712 (步-驟 108 )。在該示例中，掩模712是具有光刻膠特征(孔)714的光刻 膠掩才莫。通過在光刻力交掩模特征的側(cè)壁上形成收縮側(cè)壁715，收縮 光刻膠掩才莫特征714 (步驟112 )，如圖7C所示。為了收縮光刻月交 掩沖莫特征714,將基片704設(shè)置入處理室內(nèi)，例如以上所述的處理 室400。可4吏用以上關(guān)于圖3示例中所描述的收縮處理。
如圖3所示，收縮間隙包括循環(huán)性工藝的多個(gè)循環(huán)，每 個(gè)循環(huán)包括收縮沉積階段(步驟304 )和形貌成形階段(步驟308 )。 優(yōu)選地，收縮沉積階段(步驟304 )使用的沉積氣體包括CF4與H2 組合，或者CH3F和N2或CxFy或QJiyFz組合的至少一種，并帶有 氧4匕或還原添加劑，例如氫、氮或氧，以及載體氣體，例如He、 Ar、 Ne、 Kr、 Xe等。更一般地，沉積氣體包括碳?xì)浠衔?、碳?化合物和氫氟石友化合物的至少一種。更優(yōu)選地，沉積氣體進(jìn)一步包 括載體氣體，例如氬或氙。更優(yōu)選地，沉積氣體包括氧化添加劑和 還原添加劑的至少一種，例如02、 H2或NH3。形貌成形階段使用不同于沉積氣體的形貌成形氣體，其 包括CxFy和NF3以及CxHyFz的至少 一種。更優(yōu)選地，形貌成形氣 體進(jìn)一步包括載體氣體，例如氬或氙。更優(yōu)選地，形貌成形氣體進(jìn) 一步包4舌氧化添加劑和還原添力口劑的至少一種，例如02、H2或NH3。收縮沉積階段(步驟304)的一個(gè)示例提供了 150sccm 的CH3F、 75sccm的N2和100 sccm的Ar所組成的流。壓力i殳定為 80mTorr?；S持在2(TC的溫度。第二 RF源448 4是供在27MHz 頻率的400瓦特功率以及在2MHz頻率的0瓦特功率。優(yōu)選地，收縮形貌成形階段使用的形貌成形氣體包括 QFy和NF3以及CxHyFz的至少一種。更優(yōu)選地，形貌成形氣體進(jìn)一 步包括載體氣體，例如氬或氙。更優(yōu)選地，形貌成形氣體進(jìn)一步包 才舌氧〗t添加劑和還原添加劑的至少 一種，例如02、 H2或NH3。形貌成形階段(步驟308)的一個(gè)示例提供含囟素(例 如，氟、溴、氯)氣體，例如100 sccm CF4。在該示例中，CF4是 在形貌成形過程中提供的唯一氣體。提供20 mTorr的壓力到該室。 第二 RF源448才是供在27MHz頻率的600瓦特功率以及在2MHz 頻率的0瓦特功率。
穿過收縮側(cè)壁715之間的孔將間隙716蝕刻入介電層 708，如圖7D所示。 -使用常^L的用于蝕刻介電層208的蝕刻制法。形成袋室(步驟120)。圖8是該示例中形成袋室的更詳 細(xì)的流程圖。方包沉積物用來形成對(duì)于該間隙的閉合部718，以形 成閉合的袋室720,并且去除收縮側(cè)壁(步驟804 ),如圖7 E所示。 優(yōu)選地，每個(gè)袋室720具有的容積至少是該間隙容積的一半?？墒?用沉積處理工藝或通過4吏用多階賴:循環(huán)沉積處理工藝形成方包閉 合部718。圖9是用于形成方包閉合部同時(shí)去除收縮側(cè)壁步驟的多 階段處理的循環(huán)處理更詳細(xì)的視圖(步驟804)。執(zhí)行方包沉積階段 (步驟904)。該階段在間隙的側(cè)壁上提供沉積物。在沉積階段提供 沉積氣體，由該沉積氣體形成等離子，以及然后4f止該沉積氣體。 然后提供方包形貌成形階段(步驟908 )。該階段成形沉積物的形貌 以形成方包閉合部。在方包形貌成形階^殳提供方包形貌成形氣體， 其不同于沉積氣體，由該方包形貌成形氣體形成等離子，以及然后 停止該方包形貌成形氣體。另外，該階,殳用于去除收縮側(cè)壁。優(yōu)選 地，該循環(huán)重復(fù)3到20次。該多階卓殳和多循環(huán)的處理工藝可在介 電層上表面下的間隙內(nèi)^是供方包閉合部。形成方包閉合部同時(shí)去除收縮側(cè)壁的優(yōu)點(diǎn)是避免了后續(xù) 的收縮側(cè)壁去除，其會(huì)-皮壞方包閉合部。但是，其它實(shí)施方式可通 過不石皮壞方包閉合部的處理工藝(如4吏用CMP處理工藝)單獨(dú)地 去除收縮側(cè)壁。期望在間隙內(nèi)形成方包閉合部，乂人而該閉合部J立于蝕刻 層上部表面下。這樣做的一個(gè)好處是CMP處理工藝不會(huì)破壞這樣 的閉合部。確信多階)爻和/或多循環(huán)處理工藝對(duì)于在間隙中形成閉合 部是有利的處理工藝。
然后剝除光刻膠掩才莫(步驟808)，如圖7F所示。在其 它實(shí)施方式中，光刻膠掩?？稍谛纬煞桨]合部的過程中被剝除。 在該示例中，當(dāng)剝除光刻膠掩模時(shí)，從接觸結(jié)構(gòu)710去除聚合物， 如圖7F所示。使用常規(guī)的金屬填充處理工藝，利用金屬材料732 (如銅)i真充4妄觸結(jié)構(gòu)(步驟812),以形成金屬4妄觸部，如圖7G 所示。方包閉合部阻止了金屬材料填充袋室720。在介電層708、 4妄觸部和方包閉合部718 (步-像816 )上 形成中間層電介質(zhì)(ILD) 724，如圖7H所示。可4吏用形成ILD的 常頭見方法，例如4t:涂或CVD 。盡管本發(fā)明根據(jù)多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但仍存 在落入本發(fā)明范圍內(nèi)的改變、修改、替換和各種替代等同方式。還 應(yīng)當(dāng)注意的是，有許多替代的方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法和裝置。因 此，后附權(quán)利要求應(yīng)解釋為包括落入本發(fā)明主旨和范圍內(nèi)的所有這 些改變、修改、替換以及各種替代等同方式。
權(quán)利要求
1.一種用于減少半導(dǎo)體器件配線之間電容的方法，包括在介電層內(nèi)形成多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)；形成掩模以覆蓋該接觸結(jié)構(gòu)，其中該掩模具有用于暴露該介電層部分的掩模特征，其中該掩模特征具有寬度；利用側(cè)壁沉積物收縮該掩模特征的寬度；穿過該側(cè)壁沉積物將間隙蝕刻入該介電層；以及閉合該間隙以在該間隙內(nèi)形成袋室。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該收縮該掩沖莫特征的寬度包 括至少一個(gè)收縮循環(huán)，其中每個(gè)收縮循環(huán)包括收縮沉積階4殳，其在該掩才莫特4正的側(cè)壁上形成沉積物以 收縮該掩模特征；以及收縮形貌成形階萃殳，其成形在該掩才莫特征的側(cè)壁上的沉積物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該收縮該掩模特征的寬度將 該掩模特征的寬度收縮5-80%,并且其中該形貌成形階段成形 該掩才莫特4正側(cè)壁上的沉積物以形成垂直側(cè)壁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中該收縮該掩才莫特 征的寬度包括3到20個(gè)收縮循環(huán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)間隙具有容 積并且每個(gè)袋室具有容積，其中每個(gè)袋室的容積是該袋室所處 間隙的容積、的至少 一半。
6. 才艮據(jù)^L利要求2-5中4壬一項(xiàng)所述的方法，其中該收縮沉積階,殳 包括提供沉積氣體；由該沉*積氣體形成等離子；以及 停止該沉積氣體流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中該收縮形貌成形 階段包括提供形貌成形氣體；由該形貌成形氣體形成等離子；以及停止該形貌成形氣體流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中該沉積氣體包括 碳?xì)浠衔?、碳氟化合物和氫氟碳化合物的至少一種，并且該 形貌成形氣體包括QJV NF3和QHyFz的至少一種。
9. 才艮據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中該閉合該間隙包 4舌多個(gè)循環(huán)，其中每個(gè)循環(huán)包括方包沉^只階,殳；以及 方包形貌成形階段。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中形成接觸結(jié)構(gòu)， 包括在該介電層內(nèi)蝕刻特4正；以及在該介電層中被蝕刻的特征內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在形成該掩才莫以覆蓋該_接觸結(jié)構(gòu)之前，在該-接觸結(jié)構(gòu)和介電層上形成 阻擋層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中形成該接觸結(jié) 構(gòu)，包括在該介電層內(nèi)蝕刻特征，并且其中形成該掩^^莫以覆蓋 該4妄觸結(jié)構(gòu)利用光刻月交填充該4妄觸結(jié)構(gòu)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中該接觸結(jié)構(gòu)各 包者舌至少 一個(gè)過^L和至少 一個(gè)溝才曹。
14. 一種由根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法形成的半導(dǎo)體 器件。
15. —種用于減少半導(dǎo)體器件之間電容的方法，包括在介電層內(nèi)形成多個(gè)4妻觸結(jié)構(gòu)；形成掩模以覆蓋該接觸結(jié)構(gòu)，其中該掩模具有用于暴露 該介電層部分的掩模特征，其中該掩模特征具有寬度；利用側(cè)壁沉積物收縮該掩模特征的寬度，其中收縮該掩 模特征的寬度將該掩模特征的寬度收縮5-80%,其中該收縮該 掩模特征的寬度包括至少一個(gè)收縮循環(huán)，其中每個(gè)收縮循環(huán)包 括收縮沉積階^更，其在該掩一莫特征側(cè)壁上形成沉積物以收 縮該掩才莫特4正；以及收縮形貌成形階_歐，其成形在該掩一莫特;f正側(cè)壁上的沉積 物，其中該形貌成形階段成形該掩模特征側(cè)壁上的沉積物以形 成垂直側(cè)壁；穿過該側(cè)壁沉積物將間隙蝕刻入該介電層；以及閉合該間隙以在該間隙內(nèi)形成袋室，其中閉合該間隙包^括多個(gè)循環(huán)，其中每個(gè)循環(huán)包4舌 方包沉4只階,殳；以及 方包形貌成形階^:。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中收縮該掩模特征的寬度包 括3到20個(gè)收縮循環(huán)。
17. 才艮據(jù)4又利要求15-16中任一項(xiàng)所述的方法，其中該4妄觸結(jié)構(gòu)各 包4舌至少 一 個(gè)過孔和至少 一個(gè)溝槽。
18. —種用于減少半導(dǎo)體器件之間電容的裝置，包括等離子處理室，包4舌室壁，其形成等離子處理室內(nèi)腔；基片支撐件，其用于在該等離子處理室內(nèi)腔內(nèi)支撐基片；壓力調(diào)節(jié)器，其用于調(diào)節(jié)該等離子處理室內(nèi)腔內(nèi)的壓力；至少一個(gè)電才及，其用于^是供功率到該等離子處理室 內(nèi)腔以維持等離子；氣體入口，其用于^是供氣體到該等離子處理室內(nèi)腔內(nèi)；以及氣體出口，其用于^Mv該等離子處理室內(nèi)腔排出氣體；與該氣體入口流體連通的氣體源，包括 收縮沉積氣體源；以及收縮形貌成形氣體源； 可控地連接到該氣體源和該至少 一個(gè)電極的控制器，包括至少一個(gè)處理器；以及計(jì)算才幾可讀介質(zhì)，其包括用于利用側(cè)壁沉積物收縮掩模特征寬度的計(jì) 算機(jī)可讀代碼，其包括多個(gè)循環(huán)，其中每個(gè)循環(huán)包括用于乂人該收縮沉積氣體源纟是供收縮沉 積氣體的計(jì)算才幾可讀代^碼；用于從該收縮沉積氣體產(chǎn)生等離子的i十算一幾可讀代^馬；用于停止來自該收縮沉積氣體源的收 縮沉積氣體的計(jì)算4幾可讀4義碼；用于從該收縮形貌成形氣體源提供收 縮形貌成形氣體的計(jì)算機(jī)可讀代碼；用于從該收縮形貌成形氣體產(chǎn)生等離 子的計(jì)算才幾可讀代/馬；以及用于停止來自該收縮形貌成形氣體源 的收縮形貌成形氣體的計(jì)算機(jī)可讀代碼；用于穿過該側(cè)壁沉積物將間隙蝕刻入4妄觸結(jié) 構(gòu)之間的該蝕刻層內(nèi)的計(jì)算機(jī)可讀代碼；以及用于閉合該間隙以在該間隙內(nèi)形成袋室的i十算一幾可讀^碼。
全文摘要
一種用于減少半導(dǎo)體器件之間電容的方法。在介電層(208)內(nèi)形成多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)(210)。形成掩模(212)以覆蓋該接觸結(jié)構(gòu)，其中該掩模具有用于暴露該介電層部分的掩模特征(214)，其中該掩模特征具有寬度。利用側(cè)壁沉積物(215)收縮該掩模特征的寬度。穿過該側(cè)壁沉積物將間隙(216)蝕刻入該介電層。閉合該間隙以在該間隙內(nèi)形成袋室(220)。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101317259SQ200680044251
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者S·M·列扎·薩賈迪, 黃志松 申請(qǐng)人:朗姆研究公司