專利名稱：利用bdeas沉積的二氧化硅層的制作方法
利用BDEAS沉積的二氧化硅層背景本發(fā)明的實施例關(guān)于電子電路制造中的二氧化硅層的沉積。電子電路，諸如集成電路、顯示電路、存儲器電路及功率電路，現(xiàn)今已制作得越來越小以增加便攜性及運算能力。二氧化硅層用于制造電子電路的有源或無源特征結(jié)構(gòu)的各種應(yīng)用。在一個應(yīng)用中，二氧化硅層用以制造多層抗蝕刻疊層，如揭露于美國專利第 6, 136, 511 號“Method of patterning substrates using multiplayer resistprocessing (利用多層抗蝕劑處理來圖案化襯底的方法)”(授予Reinberg等人且申請于1999年I月20日)，在此通過引用所述專利全文的方式而將所述專利納入本發(fā)明。示例性的多層疊層包含基底抗蝕劑層、二氧化硅的中間間隔層(以保護(hù)下方的基底抗蝕劑層)，及對能量(如光、X光或電子能)敏感的頂部成像抗蝕劑層。高解析度圖案可使用光刻工藝而產(chǎn)生于薄成像抗蝕劑層中。之后，此圖案被傳送至下方的間隔層及抗蝕劑層以產(chǎn)生多層疊層。然而，很難在不損傷或腐蝕下方光阻層的情形下而于光阻層上形成二氧化硅的間隔·層。這是因為傳統(tǒng)的二氧化硅層通常以超過200°C的溫度沉積。在這些溫度下，下方的光阻層藉由等離子體中的活性氧離子而腐蝕，所述等離子體用以在光阻上沉積二氧化硅。降低二氧化硅沉積溫度會減少對光阻的損傷，然而，低溫沉積工藝通常導(dǎo)致不共形的二氧化硅層沉積。此外，等離子體中的活性基(如0_2、0!1_或(1_2)會改變光阻層的感光結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生不良的圖案化結(jié)果。因此，很難在以低溫或不損傷或腐蝕抗蝕劑層的前提下，在抗蝕劑層上沉積二氧化硅間隔涂層。在另一應(yīng)用中，在制造娃通孔(through-silicon vias, TSV)時使用二氧化娃層，TSV用以電性連接不同并垂直堆疊的硅平板中的有源或無源特征結(jié)構(gòu)。在TSV制造方法中，在硅平板中蝕刻通孔，并充填電導(dǎo)體以作為垂直互連進(jìn)入結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，在將含金屬的材料沉積于所述結(jié)構(gòu)之前，可使用二氧化硅層以來內(nèi)襯通孔的壁。此二氧化硅內(nèi)襯可作為如絕緣層、散射阻障、密封、抗?jié)駳饣驗槠渌碛伤?。然而，在制造TSV特征結(jié)構(gòu)的工藝中，多個硅平板利用粘著劑彼此連接，所述粘著劑可流動且會在超過200°C的溫度下劣化。傳統(tǒng)的二氧化硅工藝在較高溫下操作，而不能用于TSV的制造。由于包含有這些和其他瑕疵的各種理由，不管沉積二氧化硅層的各種方法如何發(fā)展，仍需不斷地尋找對沉積二氧化娃的進(jìn)一步改善方案。

發(fā)明內(nèi)容
一種在襯底上形成多層抗蝕刻疊層的方法包括以下步驟形成圖案化抗蝕劑層，所述圖案化抗蝕劑層具有多個彼此間隔的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)；及通過以下步驟在圖案化抗蝕劑層的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)上沉積二氧化硅層(i)將具有圖案化抗蝕劑層的襯底置放于工藝區(qū) '及(ii)將包含有BDEAS及含氧氣體的工藝氣體引入至工藝區(qū)?！N使用于電子電路制造中的中間產(chǎn)物包括襯底；所述襯底上的圖案化抗蝕劑層，所述圖案化抗蝕劑層具有多個間隔的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)及介于抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)之間的間隙，抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)具有頂表面、側(cè)壁；以及二氧化硅層，與圖案化抗蝕劑層的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)共形，共形的二氧化硅層以誤差小于5%的厚度覆蓋抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)的頂表面及側(cè)壁。一種襯底處理設(shè)備，用以將二氧化硅層沉積在襯底上，所述設(shè)備包括襯底支撐件，用以在工藝區(qū)接收襯底，襯底具有圖案化抗蝕劑層，圖案化抗蝕劑層具有多個間隔的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)及介于抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)之間的間隙，抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)具有頂表面、側(cè)壁；臭氧產(chǎn)生器，具有產(chǎn)生臭氧的能力；BDEAS蒸發(fā)器，用以產(chǎn)生BDEAS蒸氣；及工藝氣體分配器，包含氣體歧管，氣體歧管具有第一氣體導(dǎo)管以接收BDEAS蒸氣及第二氣體導(dǎo)管以接收臭氧，使得BDEAS及臭氧在位于工藝區(qū)正上方的混合區(qū)中混合，并接著將混合的BDEAS及臭氧釋放入工藝區(qū)。一種硅通孔制造方法包括以下步驟在硅平板中蝕刻多個穿孔，穿孔包括側(cè)壁及底壁。通過以下步驟在穿孔的側(cè)壁及底壁上沉積二氧化硅層在工藝區(qū)中提供具有多個穿孔的硅平板；及將包含有BDEAS及含氧氣體的工藝氣體引入至工藝區(qū)。
附圖本發(fā)明的這些特征、方面及優(yōu)點將通過參考以上的說明、所附權(quán)利要求書及附圖(說明本發(fā)明的示例)而變得更易了解。然而，應(yīng)理解，每一特征皆可使用于本發(fā)明中，并非僅使用于特定附圖的情境，且本發(fā)明包含這些特征的任何結(jié)合，在附圖中圖IA至IE是制造多層抗蝕刻疊層時不同工藝階段下的襯底的剖視示意圖，包括

圖1A，在襯底上形成抗蝕劑層襯底；圖1B，曝露抗蝕劑層至輻射的圖案；圖1C，以光刻工藝形成圖案化抗蝕劑層，圖案化抗蝕劑層具有彼此間隔的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)；圖1D，在工藝區(qū)中，在圖案化抗蝕劑層的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)上沉積共形的二氧化硅層；及圖1E，襯底上具有多層抗蝕刻疊層；圖2A至2G是襯底中制造硅通孔時襯底在不同工藝階段的剖視示意圖，包括圖2A，在襯底上顯示圖案化抗蝕劑層襯底；圖2B，在硅平板中蝕刻穿孔；圖2C，在穿孔中沉積共形的二氧化硅層；圖2D，在硅平板中蝕刻掉沉積在穿孔的底壁上的二氧化硅；圖2E，在硅平板中，在穿孔中沉積含金屬材料；圖2F，將襯底翻轉(zhuǎn)以化學(xué)機械拋光表面；及圖2G，硅通孔具有在穿孔中的含金屬材料的曝光接觸區(qū)域。圖3A是襯底處理腔室的實施例的示意圖，該襯底處理腔室是化學(xué)氣相沉積工藝
腔室；圖3B是用于圖2A的腔室的氣體傳送系統(tǒng)的實施例的側(cè)視圖，所述氣體傳送系統(tǒng)包含有蒸發(fā)器；圖3C是用于圖2A的腔室的氣體傳送系統(tǒng)的實施例的側(cè)視圖，所述氣體傳送系統(tǒng)包含有起泡器；圖4是使用BDEAS及臭氧所沉積的二氧化硅層的傅立葉變換紅外線(FTIR)光譜圖；圖5是襯底上的毯覆光阻層的厚度的曲線圖，所述毯覆光阻層在遠(yuǎn)端等離子體生成氧工藝及臭氧工藝中被蝕刻；圖6A是顯示在光刻工藝中所形成的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)的截面形狀的掃描電子顯微圖；圖6B是沉積在抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)上的共形二氧化硅層的掃描電子顯微圖；以及圖7沉積在抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)上的二氧化硅層的透射電子顯微圖8是TSV特征結(jié)構(gòu)以及BDEAS沉積的二氧化硅層的截面的掃描電子顯微圖，示出了頂部、穿孔的整個橫截面、底部以及中部，如圖中所標(biāo)示；以及圖9是TSV特征結(jié)構(gòu)的截面以及常規(guī)的PECVD沉積的二氧化硅層的橫截面的掃描電子顯微圖,示出了穿孔的頂部、中部、底角部及底部平坦部,如圖中所標(biāo)示。描述藉由目前的工藝而沉積在襯底上的二氧化硅層具有不同應(yīng)用。襯底可為，如(i)半導(dǎo)體晶圓(諸如硅晶圓、鍺晶圓或硅鍺晶圓)；(ii)化合物半導(dǎo)體晶圓(諸如砷化鎵)；或(iii)介電性平板(諸如玻璃或聚合物平板)，介電性平板可包含硼磷硅酸鹽玻璃、磷硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃，及磷硅酸鹽玻璃、聚合物及其他材料。如圖IA所示，襯底12還可包含一個或多個層15，層15可由含金屬、介電性或半導(dǎo)體材料所制成。層15可呈現(xiàn)為單一連續(xù)層、分割層或不同的有源或無源特征結(jié)構(gòu)(諸如集成電路、顯示器組件、光伏組件、晶 體管或其類似物)，可置于襯底12中或置于襯底12的表面上。適用于在襯底12上制造多層抗蝕刻疊層10的一工藝的示范實施例示于圖IA至IE中。如圖IA所示，抗蝕劑層14形成在襯底12上。典型地，抗蝕劑層14沉積在已在襯底12上的層15上。然而，抗蝕劑層14亦可直接形成在襯底12上?？刮g劑層14被圖案化以形成具有抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的圖案化抗蝕劑層24，抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26作為抗蝕刻特征結(jié)構(gòu)，藉由蝕刻位于抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26之間的層15的曝露區(qū)域，將圖案轉(zhuǎn)印至襯底12上的下層15。在一個方面中，抗蝕劑層14為光阻層16，光阻層16是不限于光子或光敏感材料的輻射敏感材料，且可為光敏感、電子敏感、X射線敏感及其他輻射敏感材料。在一個方面中，光阻層16是對光敏感的正型光阻劑或負(fù)型光阻劑。正型抗蝕劑是一種曝露至光的光阻部分會變得可溶解于光阻顯影劑、而未曝露至光的部分保持不可溶解于光阻顯影劑的光阻齊U。負(fù)型抗蝕劑是一種曝露至光的光阻部分會變得不可溶解于光阻顯影劑、而未曝露至光的部分則藉由光阻顯影劑而溶解的光阻劑。光阻層16可為光阻材料，諸如聚甲基丙烯酸酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、聚甲基環(huán)己亞酸胺(Polymethylglutarimide,PMGI)、酌·甲醒樹脂、雙氮基醌(diazonaphthoquinone,DNQ)及酹醒樹脂(苯酹甲醒樹脂，及環(huán)氧基負(fù)型光阻的 SU-8)。抗蝕劑層 14 可由 Hoechst AZ 4620,Hoechst AZ 4562，Shipleyl400_17，Shipley 1400-27, Shipley 1400-37 及 Shipley Microposit Developer 而取得。在一個方面中，光阻層16形成有約從20至500nm的厚度，如從約50至200nm或從約120至150nm。可以液體的方式藉由浸潰涂布或旋轉(zhuǎn)涂布而應(yīng)用抗蝕劑層14。在旋轉(zhuǎn)涂布工藝中，液體抗蝕劑被分配在襯底12的表面上，同時襯底12急速的轉(zhuǎn)動直到液體抗蝕劑變干燥。旋轉(zhuǎn)涂布工藝通常以轉(zhuǎn)速約從3000rpm至7000rpm進(jìn)行20至30秒。抗蝕劑涂布后接著為軟烘烤工藝，軟烘烤工藝加熱旋轉(zhuǎn)涂布的抗蝕劑層，以從旋轉(zhuǎn)中的抗蝕劑處蒸發(fā)溶劑，改善抗蝕劑對襯底12的粘著性，或甚至將抗蝕劑層14退火以減少在旋轉(zhuǎn)涂布過程中所引入的剪切應(yīng)力。軟烘烤可在烘箱中執(zhí)行，如對流烘箱、紅外線烘箱或熱平板烘箱。軟烘烤的通常溫度范圍約從80至100°C。如另一示例，亦可應(yīng)用干燥薄膜，如輻射敏感的聚合物薄膜。干燥薄膜根據(jù)其薄膜特性可能需要或不需要烘烤或固化。之后，如圖IB所示，包含有如光阻層16的抗蝕劑層14曝露至輻射18的圖案，輻射18由輻射源19通過掩模20提供。掩模20可為具有孔22 (如圖所示)或透明部分(未圖示)的平板21，對應(yīng)于允許輻射18選擇性地透過掩模部分以形成交錯的線或弧的輻射圖案。掩模20通過傳統(tǒng)方法制成。在一個方面中，光阻層16為光敏感材料，如雙氮基醌。輻射源19提供具有波長小于300nm，如248nm的紫外光，諸如汞燈。包括雙氮基醌(DNQ)的光阻層16強烈地吸收具有波長約為300nm至450nm的光。在另一方面中，光阻層16為基于雙氮基醌(DNQ)與酚醛樹脂(苯酚甲醛樹脂)的混合物的正型光阻劑。適合用于此光阻劑的輻射源19為汞蒸氣燈，設(shè)定成從汞蒸氣燈提供包含I、G及H譜線的光。在又一方面中，光阻層16包含SU-8，它是粘性聚合物，可旋布或散布于厚度從O. I微米至2毫米的厚度上，并經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)接觸式光刻技術(shù)來處理。此光阻層16可有利地使用以圖案化具有等于或大于20的高深寬比(即特征結(jié)構(gòu)的高度對寬度之比)的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26。在此方面中，輻射源19提供具有波長為193nm的紫外光?！?br> 在又一方面中，光阻劑16包括電子敏感材料,且福射源19為電子束源。電子束光刻技術(shù)通常依賴專用于電子束曝光的光阻材料?？墒褂脗鹘y(tǒng)的電子束光刻技術(shù)及材料。在抗蝕劑層14曝露至輻射18以在抗蝕劑層14中產(chǎn)生圖案后，曝露的抗蝕劑層14被顯影以形成具有多個抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的圖案化抗蝕劑層24，抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26彼此間隔，如圖IC所示。在顯影步驟中，輻射曝露的光阻層16以液體顯影劑處理以設(shè)定曝露及未曝露部分，以形成圖案化抗蝕劑層24。液體顯影劑在曝露的抗蝕劑層14中觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)，其中光阻層16的未曝露或曝露部分根據(jù)該抗蝕劑是正型抗蝕劑還是負(fù)型抗蝕劑而溶解于顯影劑。合適的顯影劑包含堿的稀釋溶液，如碳酸鈉或碳酸鉀。舉例來說，顯影劑可為1%的碳酸鈉水化物(Na2CO3H2O)或碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鈉或其混合物?？墒褂胮H值自動控制的進(jìn)料一排放顯影方式，并將PH值設(shè)定在約10. 5?？刮g劑層14可藉由在所選擇的顯影劑中浸潤或噴涂而顯影。在顯影之后，具有抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的襯底12被沖洗及干燥以確保在顯影劑從襯底12移除后不會繼續(xù)顯影。在下一步驟中，二氧化硅層28沉積在圖案化抗蝕劑層24的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26上，以形成多層抗蝕刻疊層10，如圖ID及IE所示。多層疊層10包括具有頂表面30及側(cè)壁32的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26，且具有介于抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26之間的間隙34。二氧化硅層28形成連續(xù)層，覆蓋抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的頂表面30及側(cè)壁32，及介于抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26之間的間隙34，使得二氧化硅層的側(cè)壁厚度(Ts)對二氧化硅層的頂部厚度(Tt)的比率約為O. 95:1至約I :1，或甚至即為I :1，且Tt對二氧化硅層的底部厚度(Tb)的比率亦約為O. 95 1至約I :1，或甚至即為1:1。Tt與Ts之間厚度低于或約5%的誤差及Tt與Tb之間厚度低于1%的誤差為完美且非預(yù)期結(jié)果。共形的二氧化硅層28以偏差低于5%或甚至低于3%的厚度的層連續(xù)地覆蓋阻抗特征結(jié)構(gòu)26，并越過包含有300mm硅晶圓的基材。共形的二氧化硅層28保護(hù)下方抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的形狀及尺寸。這允許圖案化抗蝕劑層24在后續(xù)工藝維持較精確的尺寸(如臨界尺寸)后續(xù)工藝是指在襯底12上蝕刻位于圖案化抗蝕劑層24下方的層15。層15可為介電性層、含金屬層或半導(dǎo)體材料層，或甚至為顯示器或晶圓的一部分。共形的二氧化硅層28保護(hù)下方的抗蝕劑層14在后續(xù)的沉積或蝕刻工藝中不會燒除或氧化，特別是當(dāng)抗蝕劑層14包含有聚合材料時。在另一示范實施例中，使用二氧化硅層28以在襯底12中制造硅通孔(TSVs)Jf底12具有硅平板25，如圖2A至2G所示。在一種通常使用的制造方法中，硅平板25安裝在載體27上,如圖2A中所不。娃平板25可具有各種形式，如娃層，例如薄娃晶圓，薄娃晶圓包括沉積在載體27上的單晶硅、多晶硅，或其他形式的晶體或非晶硅。在制造硅通孔(TSVs)45的步驟期間，硅平板25由如玻璃、聚合物、陶瓷或諸如硅晶圓之類的半導(dǎo)體平板或由其他材料所制成的載體27所支撐。在一個實施例中，載體27為具有厚度約從400至800微米(如，約700微米)的硅晶圓，且硅平板25為具有較小厚度約從50至500微米(如，約100微米)的硅晶圓。粘著層29將硅平板25連結(jié)至載體27。合適的粘著層29包含如熱塑性粘著層，如可以UV或熱固化的熱塑性樹脂。合適的熱塑性樹脂包括烴聚合物，如BREWER (由明尼蘇達(dá)州的3M公司制造)。某些熱塑性樹脂在低于約350°C的溫度(如250°C或甚至200°C)下流動并固化。為制造硅通孔(TSVs) 45，在硅平板25連結(jié)至玻璃載體27之后，經(jīng)所述硅平板25蝕穿多個穿孔31。在蝕刻工藝之前，可使用傳統(tǒng)的抗蝕劑及光刻工藝以在硅平板25上形成多個抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)35，如圖2A中所示。在蝕刻工藝中，襯底12置放于工藝區(qū)42a并曝露 至硅蝕刻氣體36以蝕刻硅平板25的曝露硅表面38，如圖2B所示，襯底12包括具有上層抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)35圖案的硅平板25，硅平板25的曝露硅表面38在抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)35之間。在一個實施例中，蝕刻氣體包括四氟甲烷(CF4)及六氟丙烯(C3F6)。藉由施加13.6MHz的頻率的電流至工藝電極，硅蝕刻等離子體在工藝區(qū)42a約維持從100瓦至10000瓦的功率電平，以蝕刻襯底12。蝕刻等離子體蝕刻曝露的硅部分38以在所述硅部分38中形成多個穿孔31，如圖2B中所示。通常，穿孔31基本上垂直并延伸經(jīng)過大部分的硅平板25或甚至全部的硅平板25。在一個實施例中，穿孔31被蝕刻以形成深寬比(高度除以特征結(jié)構(gòu)的寬度的比例)至少約為10 :1，或甚至從10 :1至15 :1的孔。在此實施例中，穿孔31具有約從4微米至50微米的直徑。在蝕刻工藝后，使用傳統(tǒng)的抗蝕劑灰化及剝除工藝以移除殘余在襯底12上的殘余抗蝕劑材料——例如，使用含氧等離子體以灰化殘余抗蝕劑。之后，二氧化硅層28沉積在穿孔31中以覆蓋穿孔31的側(cè)壁39及底壁41以及硅平板25的表面38，如圖2C中所示。在沉積工藝期間，腔室40被維持在約從5至200托的壓力，或甚至約從10至100托的壓力。將沉積氣體引進(jìn)至腔室40，沉積氣體包括約從100至5000mgm或甚至約從300至3000mgm流率的BDEAS，及約從200至20000sccm或甚至2000至12000sccm流率的氧氣。含氧氣體可為O2或O3 (臭氧)，或可提供O2以形成O3 (臭氧)。溫度在沉積期間可維持在或低于180°C。在沉積工藝中使用低的工藝溫度可有助于將共形的二氧化硅層28在低于200°C的溫度下沉積到穿孔31中，此溫度低于使用以將載體27連結(jié)至硅平板25的粘著劑的回流溫度。此外，本工藝允許沉積共形的二氧化硅層28，而這對于使用傳統(tǒng)工藝在低溫下是難以實現(xiàn)的。二氧化硅層28令穿孔31的側(cè)壁39電性絕緣。在沉積二氧化娃層28之后,襯底12接受反應(yīng)離子蝕刻(reactive ion etching,RIE)工藝以將形成于穿孔31的底壁41上的二氧化硅層28蝕刻去除。在此工藝中，襯底12置放于工藝腔室40b，并將使用氧化物蝕刻劑氣體37 (如含氟氣體)等離子體的傳統(tǒng)氧蝕刻工藝引入腔室40b的工藝區(qū)42b，以蝕刻去除穿孔31底壁41上的二氧化硅層28，如圖2D所示。之后，使用金屬沉積工藝以將含金屬材料47沉積至穿孔31中。在一個實施例中，使用傳統(tǒng)的電化學(xué)工藝以將金屬電鍍到穿孔31中，如圖2E所示。在此工藝中，襯底12被浸入包含合適的含金屬離子的電鍍浴。襯底12作為陰極而帶電，而另一電極，如陽極(圖未示)置放于電鍍浴中。組合而產(chǎn)生的電流將金屬離子沉積在穿孔31中以建立含金屬材料47。在電鍍工藝之前，包含有與含金屬材料47相同金屬原子的種晶層可藉由物理氣相沉積的方式而沉積在穿孔31的表面上。此外，亦可沉積阻障層以防止金屬離子的擴(kuò)散，如鈦層或鉭層。除了電鍍工藝外，亦可使用傳統(tǒng)的金屬沉積工藝，如物理氣相沉積，以將含金屬材料47沉積入穿孔31。合適的含金屬材料47包含鋁、銅、金、鈦、鎢及其合金或化合物。在沉積含金屬材料47之后,將襯底12翻轉(zhuǎn),使用傳統(tǒng)的化學(xué)機械拋光方法以拋光去除沉積在硅平板25的表面38上的多余含金屬材料47，如圖2F中所示。執(zhí)行化學(xué)機械拋光步驟直到所有的含金屬材料47皆被拋光去除。也可使用拋光工藝以移除仍殘留在硅平板25的表面38中的殘余二氧化硅層28。因此，含金屬材料47的頂部分現(xiàn)在可曝露以作為接點。 二氧化硅層28使用熱CVD工藝而沉積作為多層疊層10的一部分，或沉積在硅通孔45的側(cè)壁39上。圖3A顯示襯底工藝腔室40的實施例，腔室40可用于藉由熱CVD而沉積二氧化硅層28。腔室40作為示例腔室,然而,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，亦可使用其他腔室。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)被限制于在此所述的示例腔室。在沉積方法中，較佳地使用包含BDEAS (BDEAS即雙(二乙氨基)硅甲烷，且可具有化學(xué)式SiH2 (NC2H5)2)的工藝氣體作為二氧化硅層28的硅來源。使用理論模擬及實驗以選擇BDEAS結(jié)合含氧氣體而作為先驅(qū)物氣體。此獨特方面的先驅(qū)物允許將二氧化硅層28沉積在襯底12上，且不產(chǎn)生額外數(shù)量的反應(yīng)自由基或離子(這些反應(yīng)自由基或離子會損傷圖案化抗蝕劑層24的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26或粘著層29或其他室溫材料)。此理論模擬模型預(yù)測BDEAS前驅(qū)物可在沉積期間藉由0_自由基或O3自由基以相對較低溫度生成的負(fù)熱而氧化，無須形成必要的直接或遠(yuǎn)端等離子體。以反應(yīng)阻障計算的BDEAS的可能氧化反應(yīng)路徑如下所示
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H在此工藝中，具有圖案化抗蝕劑層24的襯底12或用于硅通孔45的穿孔31置放在工藝腔室40的工藝區(qū)42中。在工藝區(qū)42中提供包含有BDEAS及含氧氣體的工藝氣體以在襯底12上沉積氧化硅?？梢圆煌椒ㄌ峁┮簯B(tài)BDEAS至工藝腔室40。在一個方法中，使用包含有BDEAS液體蒸發(fā)器210及注入閥211的氣體傳送系統(tǒng)200而令液態(tài)形式的BDEAS經(jīng)由氣體管道288并藉由載氣而傳送至工藝腔室40。液體蒸發(fā)器210包括經(jīng)由液體流量計223而耦接至液態(tài)BDEAS源225的注入閥211。液態(tài)BDEAS源225耦接至相應(yīng)的壓縮氣體源229 (如氦氣源)，該壓縮氣體源229用于將液態(tài)BDEAS推出并傳送至注入閥211。單獨的載氣源233以由質(zhì)量流控制器239所控制的載氣流率而供應(yīng)載氣至注入閥211，質(zhì)量流控制器239接著連接至系統(tǒng)控制器并由系統(tǒng)控制器控制，以允許控制質(zhì)量流控制器239及為了監(jiān)測阻塞的目的而監(jiān)控質(zhì)量流控制器239的溫度。在操作中，惰性載氣(如氦氣)從載氣源233流出以蒸發(fā)在蒸發(fā)器210中提供的處理液體。蒸發(fā)器210的流入及流出由閥289及閥290所控制，閥289位于蒸發(fā)器210的氣體傳送管道288上游處，閥290位于蒸發(fā)器210的氣體傳送管道288下游處。具體而言，上游的關(guān)斷閥289控制載氣經(jīng)由氣體管道288流向至蒸發(fā)器210。終閥290位于蒸發(fā)器210的下游處及傳送管道288的出口前，且可用于控制載氣/蒸發(fā)的液體混和物從蒸發(fā)器210至工藝腔室40的氣體分配器72的流量。從氣體源233的載氣的流率可使用質(zhì)量流控制器239而設(shè)定成所需的流率。處理液體在蒸發(fā)器210中蒸發(fā)，如參考圖3A至3B所描述，產(chǎn)生蒸發(fā)的BDEAS及氦氣的混和物，以從注入閥211的出口 217經(jīng)由終閥290及轉(zhuǎn)向閥291而流至工藝腔室40。蒸發(fā)器210包括傳統(tǒng)的注入閥211，注入閥211具有用于輸入處理液體(如BDEAS液體)的· 處理液體入口 213，用于輸入惰性載氣的載氣入口 215，及輸出蒸發(fā)的處理液體/載氣混和物的出口 217。在每一注入閥211內(nèi)，處理液體入口 213終止于流孔219，流孔219通到處理液體入口 213、載氣入口 215及出口 217相遇的中央?yún)^(qū)221。注入閥211配置成使得流孔219及中央?yún)^(qū)221的相對尺寸、處理液體及載體流的壓力、流率和相對方向可在中央?yún)^(qū)221的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生壓降，如本領(lǐng)域中所公知。此壓降使得供應(yīng)至處理液體入口 213的處理液體當(dāng)從處理液體入口 213經(jīng)由流孔219而至中央?yún)^(qū)221時蒸發(fā)。處理液體入口 213與液體流量計223 (LFM)耦接，以控制處理液體行進(jìn)至注入閥211的流率。液體流量計223亦經(jīng)由管道227與蒸發(fā)器210內(nèi)的液體BDEAS源225耦接，液體BDEAS源225接著耦接至壓縮氣體源229，如壓縮氦氣的不銹鋼罐。在操作中，壓縮氦氣流迫使處理液體從處理液體BDEAS源225經(jīng)由管道227流至液體流量計223。當(dāng)處理液體從液體流量計223經(jīng)由處理液體入口 213及流孔219流至注入閥211的中央?yún)^(qū)221時，液體流量計223控制處理液體的流率。從載氣源233流出的壓縮載氣(如氦氣)經(jīng)由載氣入口 215而流入中央?yún)^(qū)221。由于當(dāng)處理液體從流孔219行進(jìn)至中央?yún)^(qū)221時所遭受到的壓降，當(dāng)處理液體進(jìn)入中央?yún)^(qū)221時，處理液體蒸發(fā)并與載氣混和。所結(jié)合的蒸發(fā)處理液體/載氣從注入閥211經(jīng)由出口 217而流至工藝腔室40。在另一方法中，藉由將包含有液態(tài)BDEAS的載氣經(jīng)由起泡器336起泡而提供BDEAS，并將載氣與由相同載氣所傳送的BDEAS蒸氣流至工藝腔室40，如圖3C所示。載氣經(jīng)由起泡器336而起泡，以用蒸發(fā)的BDEAS形式而傳送液體至工藝腔室40的氣體分配器72。起泡器336包括能容納液態(tài)BDEAS的容器337 ;用于載氣源339的入口管345，載氣源339提供作為從載氣源339輸出的壓縮氣體；以及出口管346，用以釋放具有所傳送BDEAS的載氣。合適的載氣源339包括壓縮氦氣或氦氣與其他氣體的混和物(如氬氣)的不銹鋼罐。當(dāng)經(jīng)由起泡器336而起泡，載氣傳送蒸發(fā)的BDEAS或甚至液體前驅(qū)物的部分至腔室40。BDEAS的合適的質(zhì)量流率約從200至2000mb/min,或甚至從約500至1000mg/min。合適的載氣包含惰性氣體或不與BDEAS反應(yīng)的氣體。在一個方面中，載氣傳送液體前驅(qū)物至位于工藝區(qū)42上的混和區(qū)43，所述液體前驅(qū)物在工藝區(qū)42被加熱及蒸發(fā)，如圖3A所示。為產(chǎn)生此流率的BDEAS，載氣經(jīng)由起泡器336以約從100至5000mgm的流率，或甚至約從500至3000sccm的流率起泡。在沉積工藝中可使用不同種類的含氧氣體。例如，含氧氣體可包含臭氧、氧氣或臭氧和氧氣的混合物。含氧氣體的合適流率約從200至20000sccm,或甚至約從2000至lOOOOsccm。在一個方面中,含氧氣體包括臭氧。有利地，臭氧不產(chǎn)生氧自由基(如0_2)且因此不會氧化或腐蝕抗蝕劑層14，如光阻層16。臭氧產(chǎn)生0_3自由基，所述0_3自由基與光阻層16的反應(yīng)性比由氧氣或等離子體所產(chǎn)生的自由基與光阻層16的反應(yīng)性顯著更低。臭氧可經(jīng)由將含氧氣體(如氧氣)通過臭氧產(chǎn)生器而產(chǎn)生。合適的臭氧產(chǎn)生器包括臭氧器，如MKS 8403 (由馬薩諸塞州安多弗市的MKS Instruments所制造)。當(dāng)使用臭氧時,用于臭氧的體積流率與用于制造臭氧的含氧氣體的體積流率相同，約從200至20000sccm。在一個方面中，BDEAS對含氧氣體(如臭氧)的合適比例約從0.005 :1至50 :1，或甚至約從0.05 :I至15 :1。此比例控制沉積的二氧化硅層28的化學(xué)計量，其可為SiO2的化學(xué)計量比例或其他的比例，如Six0y。此比例也控制共同沉積到二氧化硅層28中的碳含量。可使用包括有混和區(qū)43的氣體分配器72以混和BDEAS及含氧氣體。在此方面中，BDEAS及含氧氣體經(jīng)由獨立的流動路徑而引入，使得氣體在位于工藝區(qū)42正上方的混和區(qū)·43中混合?；旌蛥^(qū)43防止在這些氣體引進(jìn)工藝區(qū)42之前的不必要反應(yīng)?；旌蛥^(qū)43也允許藉由控制混和區(qū)43的溫度而在預(yù)設(shè)的溫度下混合工藝氣體。在一個方面中，混和區(qū)43維持于約至少90°C的溫度，或甚至約至少120°C的溫度。此溫度可藉由使用加熱器(如電阻式加熱器、燈或其他加熱器)來主動地加熱混和區(qū)而實現(xiàn)。在沉積工藝期間，襯底12可維持在相對低溫以促進(jìn)BDEAS與含氧氣體間的反應(yīng)，以在襯底12上沉積二氧化硅層28。在一個方面中，襯底12的溫度維持在低到不損傷襯底12上的抗蝕劑層14 (特別是在抗蝕劑層14為聚合物光阻層時)。夠低的溫度指低于70°C或甚至低于50°C。然而，若抗蝕劑層14對熱敏感，則BDEAS沉積工藝可甚至在更低的溫度下執(zhí)行(如，在室溫下)。有利地，熱或溫度輔助的反應(yīng)促進(jìn)了氣體相位反應(yīng)，而無需使用任何的等離子體，以避免對光阻層16的可能損傷。工藝區(qū)42中的氣體壓力維持在約從I至60托，或甚至約從2至10托，或甚至約4托。氣體壓力可藉由氣體排出器90來控制，氣體排出器90包括節(jié)流閥及排出泵，如真空泵及渦輪分子泵。現(xiàn)參考圖3A，通常，腔室40為化學(xué)氣相沉積腔室，適用于處理襯底12，如硅晶圓，合適的腔室為Producer SE種類(來自加利福尼亞州圣克拉拉市的應(yīng)用材料公司)。腔室40包括環(huán)繞壁48，環(huán)繞壁48包含頂板52、側(cè)壁54及底壁56，所述頂板52、側(cè)壁54及底壁56包圍工藝區(qū)42。腔室40亦可包括襯墊(圖未示)，所述襯墊繞工藝區(qū)42內(nèi)襯環(huán)繞壁48的至少一部分。為處理300mm硅晶圓，腔室一般具有約20000至30000cm3的容積，較特定地為24000cm3的容積。在工藝循環(huán)期間，襯底支撐件58降低且襯底12通過入口端口 62藉由襯底傳送器64(如機械臂)而置放于支撐件58上。襯底支撐件58可在裝載及卸載的較低位置以及用以處理襯底12的可調(diào)整較高位置之間移動。襯底支撐件58可包含圍繞的電極44a以從引進(jìn)至腔室40的工藝氣體產(chǎn)生等離子體。襯底支撐件58亦可藉由熱交換器68 (可為流體循環(huán)熱交換器、加熱器、加熱燈、冷卻器)而冷卻或加熱以維持于所欲的溫度，或襯底溫度可通過等離子體自身來維持。例如，可采用熱交換器68以將襯底支撐件上的襯底12維持在低于200°C的溫度。襯底12亦可藉由將襯底提高至接近氣體分配器72的面板74而加熱。襯底支撐件58 —般包括具有接收表面以接收襯底12的陶瓷和/或金屬結(jié)構(gòu)，陶瓷和/或金屬結(jié)構(gòu)保護(hù)電極44a免于受到腔室環(huán)境的影響。在使用時，施加無線射頻(RF)電壓至電極44a及施加直流(DC)電壓至熱交換器68。亦可使用襯底支撐件58中的電極44a以將襯底12靜電地夾持至支撐件58。襯底支撐件58也可包括一個或多個環(huán)(圖未不)，所述一個或多個環(huán)至少部分地環(huán)繞在支撐件58上的襯底12的周緣。在襯底12裝載于襯底支撐件58上之后，支撐件58被舉高至接近氣體分配器72的面板74的處理位置，以在所述支撐件58與所述面板74之間提供所欲的間隔距離ds。間隔距離可約從2mm至50mm。氣體分配器72的面板74位于工藝區(qū)42上，用于在襯底12上均勻地分配工藝氣體。氣體分配器72亦包含氣體歧管73，可分別傳送兩個獨立的第一及第二工藝氣體流至混和區(qū)43，而無須在將第一及第二工藝氣體引入混和區(qū)43前先混和所述氣體流。例如，第一氣體流可傳送含硅前驅(qū)物氣體，如BDEAS，而第二氣體流可傳送氧前驅(qū)物氣體，如臭氧。這允許含硅前驅(qū)物氣體(如BDEAS)具有獨立于含氧氣體的流動路徑，以避免預(yù)先混和所述氣體，直到含硅前驅(qū)物氣體到達(dá)腔室40的混和區(qū)43和/或工藝區(qū)42。面 板74具有氣體孔76，允許工藝氣體從所述氣體孔76中通過。面板74 一般由金屬所制成，以允許施加電壓或電位于其上，并藉此作為腔室40中的電極44a。合適的面板74可由具有陽極化涂層的鋁而制成。襯底處理腔室40也包括第一及第二氣體供應(yīng)器80a及80b，以傳送第一及第二工藝氣體至氣體分配器72，氣體供應(yīng)器80a及80b分別包括氣源82a及82b、一個或多個氣體導(dǎo)管84a及84b及一個或多個氣體閥86a及86b。例如，在一個方面中，第一氣體供應(yīng)器80a包括第一氣體導(dǎo)管84a及第一氣體閥86a以從氣源82a傳送第一工藝氣體至氣體分配器72的第一入口 78a，而第二氣體供應(yīng)器80b包括第二氣體導(dǎo)管84b及第二氣體閥86b以從第二氣源82b傳送第二工藝氣體至氣體分配器72的第二入口 78b。在一個方面中，第一氣體供應(yīng)器80a可包含具有BDEAS源的第一氣源82a，而第二氣體供應(yīng)器80b可包含具有臭氧源的第二氣體源82b。BDEAS可由如前所述的液體蒸發(fā)器210或起泡器336而供應(yīng)。當(dāng)使用BDEAS作為含硅氣體時，氣體分配器72的面板亦可包含加熱器75，以將氣體分配器72的面板74加熱至足夠高以改善前驅(qū)物的氣相反應(yīng)的溫度。加熱器75可為電阻式加熱器、燈、流體熱交換器或其他加熱器。合適的溫度包括至少約120°C，或甚至至少約140°C，如為160。。?？蛇x擇地，可藉由耦合電磁能(如，高頻電壓能)至工藝氣體而對工藝氣體供能，以從工藝氣體形成等離子體。然而，在某些應(yīng)用中，較佳地不對工藝氣體供能，特別在工藝氣體包括BDEAS或在抗蝕劑層為聚合物抗蝕劑時，聚合物抗蝕劑會經(jīng)由含氧等離子體離子而氧化。為對工藝氣體供能，電壓可施加于(i)第一電極44a與(ii)第二電極44b之間，所述第一電極44a可為氣體分配器72、頂板52或腔室側(cè)壁54，所述第二電極44b位于支撐件58中。經(jīng)由一對電極44a及44b所施加的電壓，使能量電容耦合至工藝區(qū)42中的工藝氣體。通常，施加至電極44a及44b的電壓是在射頻下震蕩的交流電壓。一般說來，射頻覆蓋范圍約為3kHz至300GHz。為了本申請的目的，低射頻指的是低于約IMHz的頻率，較佳地約從IOOKHz至IMHz (如約300KHz的頻率)。同樣是為了本發(fā)明的目的，高射頻指的是約從3MHz至60MHz的頻率，較佳地約為13. 56MHz的頻率。所選擇的射頻電壓以約從IOW至IOOOff的功率電平施加至第一電極44a，而第二電極44b —般接地。然而,所使用的特定射頻范圍及所施加電壓的功率電平依據(jù)待沉積的材料類型而定。腔室40亦包括排氣裝置90，以從腔室40移除使用過的工藝氣體及副產(chǎn)物，并將工藝區(qū)42中的工藝氣體維持于預(yù)定的壓力。在一個方面中，排氣裝置90包含用于接收來自工藝區(qū)42排出的使用過工藝氣體的泵通道92、排氣端口 94、節(jié)流閥96及一個或多個排氣泵98，以控制腔室40中的工藝氣體的壓力。排氣泵98可包含一個或多個渦輪分子泵、低溫泵、低真空泵及具有超過一個功能的結(jié)合功能泵。腔室40亦可包括經(jīng)過腔室40的側(cè)壁56的入口端口或管(圖未示)，以傳送清潔氣體至腔室40。清潔氣體一般從入口端口向上經(jīng)過襯底支撐件58而至環(huán)型泵通道。使用清潔氣體以保護(hù)襯底支撐件58的表面及其他腔室元件免于在處理期間的非預(yù)期沉積。亦可使用清潔氣體以期望的方式影響工藝氣體流動。亦可提供控制器102以控制腔室40的操作及操作參數(shù)。例如，控制器102可包括處理器及存儲器。處理器執(zhí)行腔室控制軟件，如儲存于存儲器中的計算機程序。存儲器可為硬盤驅(qū)動器、只讀存儲器、快閃存儲器、或其他種類的存儲器?？刂破?02亦可包括其他 組件，如軟盤驅(qū)動器或插卡框架。插卡框架可包含單板計算機、模擬及數(shù)字輸入/輸出板、接口板及步進(jìn)電機控制板。腔室控制軟件包含多組指令，所述多組指令指定時間、氣體混和物、腔室壓力、腔室溫度、微波功率電平、高頻功率電平、支撐件位置及其他特定工藝的參數(shù)。腔室40亦包括電源供應(yīng)器104以傳送電力至不同的腔室組件，如襯底支撐件58中的第一電極44a及腔室中的第二電極44b。為傳送電力至腔室電極44a及44b，電源供應(yīng)器104包括射頻電壓源，射頻電壓源提供電壓，所述電壓具有選擇的射頻及期望的可選擇功率電平。電源供應(yīng)器104可包含單一射頻電壓源或同時提供高射頻及低射頻的多電壓源。電源供應(yīng)器104亦可包含RF匹配電路。電源供應(yīng)器104可進(jìn)一步包括靜電充電源，以提供靜電充電至電極，所述電極通常是襯底支撐件58中的靜電夾頭。當(dāng)在襯底支撐件58內(nèi)使用熱交換器68時，電源供應(yīng)器104也包含加熱器電力源，以提供合適的可控制電壓至熱交換器68。當(dāng)DC偏壓施加至氣體分配器72或襯底支撐件58時，電源供應(yīng)器104亦包含DC偏壓電壓源，DC偏壓電壓源連接至氣體分配器72面板74的導(dǎo)電金屬部分。電源供應(yīng)器104亦可包含用于其他腔室組件(如電機或腔室40的機械臂)的功率源。襯底處理腔室40也包括溫度感應(yīng)器(圖未示)，如熱耦元件或干涉儀，以監(jiān)測腔室40內(nèi)各表面的溫度，如組件表面或襯底12表面。溫度感應(yīng)器將其數(shù)據(jù)中繼至腔室控制器102，腔室控制器102可接著使用溫度數(shù)據(jù)來控制處理腔室40的溫度(如藉由控制襯底支撐件58中的電阻加熱元件)。范例以下的說明范例將證明依據(jù)本方法沉積的二氧化硅層28的效用與優(yōu)點。二氧化硅層28沉積在襯底12上，作為多層抗蝕刻疊層10的一部分，亦可作為形成于硅平板25中的硅通孔45的氧化物襯墊。參考這些說明范例將更易理解本文所描述的結(jié)構(gòu)和方法。然而，應(yīng)理解的是，在此所述的每一特征結(jié)構(gòu)可單一使用或與其他結(jié)構(gòu)結(jié)合，并非僅如所述特定范例中所描述。因此，在此所提供的說明范例不應(yīng)用于限制本發(fā)明的范圍。范例I :多層疊層關(guān)于多層疊層范例，抗反射涂層15先沉積在某些襯底12上。對這些實驗中的一些來說，包含厚度約193nm的光阻層16 (如EPIC 2135光阻)的上方毯覆抗蝕劑層14形成在襯底12上。可選擇地，抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26通過傳統(tǒng)的光刻工藝從抗蝕劑層14制成。之后，在某些示例中，使用包含有BDEAS及臭氧的工藝氣體及以下的工藝條件，將共形的二氧化硅層28沉積在抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26上，所述工藝條件為由液體蒸發(fā)器產(chǎn)生的BDEAS的流率為2000mgm，載氣流率為4000sCCm ;臭氧流率為lOOOOsccm ;工藝氣體壓力為4托；襯底溫度為70°C ;以及面板溫度為160°C。如上所述所沉積的二氧化硅層28的傅立葉變換紅外線(FTIR)光譜在圖4中示出。如從曲線圖中所示，Si-O信號峰值相當(dāng)明確且監(jiān)測到強度較低的Si-OH峰值。相信出現(xiàn)于所沉積的二氧化硅層28中的Si-OH可藉由降低沉積壓力而減少。此外，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沉積層中的Si-OH含量較低時，例如，Si-OH對Si-O比例低于10%(任意FTIR強度單位)時，所沉積的二氧化硅層28更共形于下方的光阻層16。更共形的二氧化硅層28更緊密地配合抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的形狀，并以均勻的二氧化硅厚度覆蓋特征結(jié)構(gòu)的頂表面30及側(cè)壁32。所沉積的二氧化硅中較高的Si-OH含量導(dǎo)致氣體產(chǎn)生至較可流動的沉積層，這意味著所述層并未以均勻的方式而覆蓋頂表面30、側(cè)壁32及間隙34，反倒是以較厚層填滿間隙34，且同時以較薄的二氧化硅層覆蓋頂表面30及側(cè)壁32。進(jìn)一步確定FTIR光譜中監(jiān)測到·的少量碳可藉由沉積后等離子體處理而移除。此外，二氧化硅層28的沉積速率可藉由改變工藝參數(shù)(如工藝氣體壓力及面板溫度)而調(diào)諧。將襯底12維持于低于70°C的襯底溫度(例如，藉由使用較低溫度的熱交換器)亦可提供較低的沉積速率。不同的氧化環(huán)境對于包括有毯覆光阻層16的抗蝕劑層14的影響可藉由將位于襯底12上的毯覆光阻層16曝露至不同的氧化環(huán)境而測得。襯底12維持于70°C的溫度，且測量襯底12上的毯覆光阻層16在氧化工藝中被蝕刻去除的厚度，如圖5所示。氧化環(huán)境在與實際沉積工藝相同的工藝條件下模擬；然而，BDEAS并未被引入工藝區(qū)42。在第一實驗中，含氧氣體(如02或隊0)藉由遠(yuǎn)端區(qū)中的遠(yuǎn)端等離子體源以微波能而活性化或供能，接著被引進(jìn)工藝區(qū)42以在工藝區(qū)42中提供遠(yuǎn)端充能的氧離子。在第二實驗中，由臭氧產(chǎn)生器(如MKS 4803產(chǎn)生器)所產(chǎn)生的臭氧被引入工藝區(qū)42，且無等離子體從臭氧形成。執(zhí)行這些實驗以估計氧化環(huán)境對光阻層16的定量影響，且不產(chǎn)生二氧化硅沉積(由于BDEAS的存在)。我們發(fā)現(xiàn)由遠(yuǎn)端等離子體源所提供的氧自由基會對光阻層16產(chǎn)生相當(dāng)顯著的蝕亥IJ，而通過臭氧則不會對光阻層16產(chǎn)生任何的蝕刻或損傷。此實驗證實了使用臭氧作為氧化氣體以沉積氧化物層是理想的。使用BDEAS及含氧氣體以在低溫(甚至低于90°C的溫度下)沉積二氧化硅層28的沉積工藝的優(yōu)點可從所沉積的二氧化硅層28的顯微圖了解。圖6A示出了顯示在沉積工藝前的光阻層16的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的截面形狀的掃描電子顯微圖。圖6B示出了沉積在此光阻層16上的BDEAS衍生二氧化硅層28?？梢钥闯鏊练e的二氧化硅層28顯現(xiàn)出良好的階梯覆蓋且配合抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的頂表面30及側(cè)壁32的輪廓，且并未腐蝕或以其它方式損傷抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26。圖7示出相同的二氧化硅層28的透射電子顯微圖，顯示覆蓋抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26的二氧化硅層的均勻厚度。所述顯微圖同時也顯示所沉積的二氧化硅層28共形于特征結(jié)構(gòu)26，且并未損傷特征結(jié)構(gòu)26的光阻材料。從這些顯微圖中，我們測得共形的二氧化硅層28連續(xù)地覆蓋抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)26以形成具有均勻厚度的層。例如，沉積的二氧化硅層28共形到足以具有層的側(cè)壁厚度(Ts)對頂部厚度(Tt)的一特定比例(如圖IE所示)，由圖6的照片可測得，所述比例介于約從O. 95 :1至I :1或甚至即為I :1，同時，Tt對底部厚度(Tb)的比例介于約從O. 95 :1至I :1，或甚至即為I :1。此資料證實了使用BDEAS的沉積反應(yīng)(可在低于70°C的低溫下執(zhí)行)促進(jìn)二氧化硅的氣相反應(yīng)及沉積。藉由不使用等離子體，即便在存在臭氧形式的氧離子的情況下，也可避免對光阻層16的氧化損傷。此外，以BDEAS作為基礎(chǔ)的工藝提供良好的階梯覆蓋及二氧化硅的共形層，且易于選擇參數(shù)(如沉積速率)以提供特定目標(biāo)。此工藝也以低于70°C的溫度沉積氧化薄膜，這允許用于許多光刻技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用中，如減少抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)和蝕刻特征結(jié)構(gòu)的臨界尺寸收縮及實現(xiàn)雙圖案化的光刻工藝。范例2 :硅通孔在另一示例中，共形的二氧化硅層沉積在硅通孔的穿孔內(nèi)側(cè)，硅通孔形成在硅平板中。在以下工藝條件下使用包含有BDEAS及臭氧的沉積氣體藉由液體蒸發(fā)器產(chǎn)生的BDEAS流率為2000mgm,氦氣載氣流率為4000sccm ;臭氧流率為lOOOOsccm ;沉積氣體壓力為4托；以及襯底溫度維持在180°C的溫度。
圖8中示出了硅通孔特征結(jié)構(gòu)(或多個特征結(jié)構(gòu))的穿孔的截面的SEM顯微圖，所述硅通孔特征結(jié)構(gòu)經(jīng)由硅晶圓蝕刻，且具有使用BDEAS作為基礎(chǔ)的工藝沉積的二氧化硅襯墊。穿孔具有高的深寬比，約為11(高度約為100微米，直徑約為9微米)。如圖示，二氧化硅層對穿孔的側(cè)壁、底壁及底角提供良好的覆蓋，即便對于高的深寬比(至少10 1)的孔也如此。以BDEAS沉積的二氧化硅層顯示I σ標(biāo)準(zhǔn)差為I的百分比薄膜均勻度。尺寸低于
O.16微米的缺陷可發(fā)現(xiàn)少于30個。折射率及折射率范圍為I. 45±0. 01。550埃/分的沉積率是良好的。相對地，圖9顯示硅通孔特征結(jié)構(gòu)的截面的SEM顯微圖，硅通孔特征結(jié)構(gòu)包括以等離子體加強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝所沉積的傳統(tǒng)二氧化硅層。顯微圖是穿孔的中央部及底部的顯微圖，如所標(biāo)示。本工藝亦產(chǎn)生非預(yù)期且令人吃驚的結(jié)果。例如，當(dāng)比較來自圖8的以BDEAS沉積的二氧化硅層的側(cè)壁覆蓋率(由側(cè)壁厚度及對頂部厚度的比例而定義)及來自圖9的以PECVD沉積的二氧化硅層的側(cè)壁覆蓋率時，發(fā)現(xiàn)由BDEAS沉積層的穿孔的側(cè)壁厚度覆蓋率始終比PECVD沉積的二氧化硅沉積層的穿孔的側(cè)壁厚度覆蓋率好。例如，在側(cè)壁底角處，BDEAS階梯覆蓋率為46%，而PECVD 二氧化硅層僅為3%。表I顯示這些結(jié)果及其他以證明BDEAS衍生的二氧化硅層的令人驚異的較佳特質(zhì)。表I
權(quán)利要求
1.一種在襯底上形成多層抗蝕刻疊層的方法，所述方法包括以下步驟 (a)形成圖案化抗蝕劑層，所述圖案化抗蝕劑層具有多個彼此間隔的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)；以及 (b)通過以下步驟在所述圖案化抗蝕劑層的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)上沉積二氧化硅層 (i)將具有所述圖案化抗蝕劑層的所述襯底置放在工藝區(qū)中；以及 ( )將包含有BDEAS及含氧氣體的工藝氣體引入至所述工藝區(qū)中。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)包括多個頂表面、多個側(cè)壁及介于所述多個頂表面與多個側(cè)壁之間的多個間隙，且其中(b)步驟包括沉積覆蓋所述抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)的所述頂表面及側(cè)壁的二氧化硅層。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中(b)步驟包括沉積覆蓋所述抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)的所述頂表面及側(cè)壁的二氧化硅層，使得所述二氧化硅層的側(cè)壁厚度(Ts)對所述二氧化硅層的頂部厚度(Tt)的比率為約O. 95 :1至約I :1。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中(b)步驟包括將所述襯底維持在低于70°C的溫度。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述含氧氣體包括臭氧。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，包括以下步驟將所述BDEAS及含氧氣體經(jīng)由多個獨立的氣體導(dǎo)管引進(jìn)，使得所述氣體在位于所述工藝區(qū)正上方的混合區(qū)中混合。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，包括以下步驟將所述混合區(qū)維持在至少90°C的溫度。
8.一種用于電子電路制造中的中間產(chǎn)物，所述中間產(chǎn)物包括 (a)襯底； (b)所述襯底上的圖案化抗蝕劑層，所述圖案化抗蝕劑層具有多個間隔的抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)和介于所述抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)之間的多個間隙，所述抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)具有多個頂表面和多個側(cè)壁；以及 (C) 二氧化硅層，共形于所述圖案化抗蝕劑層的所述抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)，所述共形的二氧化硅層以偏差小于5%的厚度覆蓋所述抗蝕劑特征結(jié)構(gòu)的所述頂表面及側(cè)壁。
9.如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)物，其中所述二氧化硅層為BDEAS衍生的二氧化硅層。
10.一種襯底處理設(shè)備，用于將二氧化硅層沉積在襯底上，所述設(shè)備包括 (a)工藝腔室，包括用于接收襯底的襯底支撐件； (b)臭氧產(chǎn)生器，能夠產(chǎn)生臭氧； (c)BDEAS蒸發(fā)器，用于產(chǎn)生BDEAS蒸氣；以及 (d)工藝氣體分配器，包含氣體歧管，所述氣體歧管具有第一氣體導(dǎo)管以接收所述BDEAS蒸氣及第二氣體導(dǎo)管以接收所述臭氧，使得所述BDEAS及所述臭氧在位于所述處理區(qū)正上方的混合區(qū)中混合，并接著將所述混合的BDEAS及臭氧釋放入所述處理區(qū)。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，包括加熱器，用于將所述混合區(qū)加熱至至少90°C的溫度。
12.—種硅通孔制造方法，包括以下步驟 (a)在硅平板中蝕刻多個穿孔，所述穿孔包括多個側(cè)壁及底壁；以及 (b)通過以下步驟在所述穿孔的所述側(cè)壁及底壁上沉積二氧化硅層 (i)在工藝區(qū)中提供具有多個穿孔的所述硅平板；以及 ( )將包含有BDEAS及含氧氣體的工藝氣體引入至所述工藝區(qū)中，以在所述穿孔的所述側(cè)壁及底壁上沉積所述二氧化硅層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中(a)步驟包括蝕刻所述穿孔，使所述穿孔具有至少約10 :1的深寬比。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述含氧氣體包括臭氧。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，包括將所述襯底維持在低于200°C的溫度。
全文摘要
使用包含有BDEAS及諸如臭氧之類的含氧氣體的工藝氣體將二氧化硅層沉積在襯底上。二氧化硅層可為包含有抗蝕劑層的抗蝕刻疊層的一部分。在另一方面中，將二氧化硅層沉積到穿孔中以形成用于硅通孔的氧化物襯墊。
文檔編號C23C16/04GK102906304SQ201180026221
公開日2013年1月30日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者Y-w·李, V·佐泊考伏, 石美儀, 夏立群, P·艾文加, S·巴錄佳, S·A·亨德里克森, J·C·羅查-阿爾瓦雷斯, T·諾瓦克, D·R·威蒂 申請人:應(yīng)用材料公司