JP2011517841A

A technique for forminig an interlayer dielectric material of increased reliability above a structure including closely spaced lines

Abstract

By removing the excess material of the interlayer insulating material (207,307) deposited by SACVD, the adverse effect of the material is reduced while utilizing the gap fill ability of the SACVD deposition method. In another embodiment, a buffer material (360) (such as silicon dioxide) may be formed prior to depositing the interlayer insulating material (207,307) based on SACVD, thereby forming a dielectric layer with different high intrinsic stress levels. The uniformity of the deposition process when depositing the interlayer insulating material (207,307) on top is improved. Therefore, while the reliability of the interlayer insulating material (207,307) can be improved, the advantages obtained by SACVD deposition can be preserved.

JP2011517841A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 11

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13 claims: 3 independent, 10 dependent

  1. 1
    半導体デバイス(200,300)の、高密度間隔のライン状特徴を有する複数の回路要素(204,304)の上にエッチストップ材料(209,309A,309B)を形成するステップと、 前記高密度間隔のライン状特徴(204,304)間に形成されたスペース(211)を実質的に埋めるように設計された第1の堆積プロセスによって、前記回路要素(204,304)および前記エッチストップ材料(209,309A,309B)の上に第1の層間絶縁材料(207,307)を形成するステップと、 前記スペース(211)の少なくとも一部に前記第1の層間絶縁材料(207R,307R)が埋め込まれて残るように、前記第1の層間絶縁材料(207,307)の一部を除去するステップと、 前記第1の層間絶縁材料(207R,307R)の上に第2の層間絶縁材料(207A)を形成するステップとを含む方法。
  2. 2
    前記第1の層間絶縁材料(207,307)の一部を除去するステップは、前記第1の層間絶縁材料(207,307)の前記一部を、前記エッチストップ材料(209,309A,309B)に対して選択的に除去するために、エッチングプロセスを実施するステップを含む請求項1に記載の方法。
  3. 3
    前記回路要素(204)の上に指標材料(241)を提供し、前記指標材料(241)のエッチングによって発生する信号を用いて前記エッチングプロセスを制御するステップを更に有する請求項2に記載の方法。
  4. 4
    前記第1の層間絶縁材料(207,307)は、シリコン含有プリカーサ材料を使用する準常圧化学気相成長法プロセスを実施して形成される請求項1に記載の方法。
  5. 5
    前記エッチストップ層の第1の部分(309A)が、圧縮応力を有して前記回路要素(304)の第1の回路要素の上に形成され、前記エッチストップ層の第2の部分(309B)が、引張応力を有して前記回路要素(304)の第2の回路要素の上に形成され、前記方法は、前記第1の層間絶縁材料(307)の形成前に、前記エッチストップ層の前記第1の部分および前記第2の部分(309A,309B)の上にバッファ層(360)を形成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  6. 6
    前記第1の層間絶縁材料(307)の一部を除去するステップは、化学機械研磨プロセス(342)を実施するステップを含む、請求項5に記載の方法。
  7. 7
    第1の複数のトランジスタ(320)の上に、圧縮固有応力を有する第1のエッチストップ層(309A)を形成するステップと、 第2の複数のトランジスタ(350)の上に、引張固有応力を有する第2のエッチストップ層(309B)を形成するステップと、 前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタ(320,350)のうちの隣接するトランジスタ間のスペース(211)に実質的にコンフォーマルな堆積挙動を与える第1の堆積法によって、前記第1のエッチストップ層および前記第2のエッチストップ層(309A,309B)の上にバッファ層(360)を形成するステップと、 前記第1の堆積法よりもギャップフィル能の高い第2の堆積法によって、前記バッファ層(360)上に層間絶縁材料(307)の少なくとも一部を形成するステップとを含む方法。
  8. 8
    前記バッファ層(360)はプラズマ化学気相成長法によって堆積される請求項7に記載の方法。
  9. 9
    前記層間絶縁材料(307)の前記少なくとも一部は、準常圧化学気相成長法によって形成される請求項7に記載の方法。
  10. 10
    前記層間絶縁材料の追加部分を堆積する前に、前記層間絶縁材料(307)の前記少なくとも一部の一部分を除去するステップをさらに含む請求項7に記載の方法。
  11. 11
    前記バッファ層(360)は、前記第1のエッチストップ層および前記第2のエッチストップ層(309A,309B)よりも固有応力レベルの低い窒素含有材料を含む請求項7に記載の方法。
  12. 12
    半導体領域(210,310)の上に形成された、複数の密に充填されたゲート電極構造(204,304)を有し、前記ゲート電極構造(204,304)のうちの隣接する2つの間にスペース(211)が画定されている第1のデバイス領域(220,320)と、 前記複数のゲート電極構造(204,304)の上に形成されたエッチストップ材料(209,309A,309B)と、 二酸化シリコンを含み、前記スペース(211)内で、前記複数のゲート電極構造(204,304)と前記エッチストップ材料(209,309A,309B)とによって規定される高さレベルよりも低い高さレベルで設けられている第1の層間絶縁材料(207R,307R)と、 二酸化シリコンを含み、前記第1の層間絶縁材料(207R,307R)の上に形成され、前記第1の層間絶縁材料(207R,307R)よりも吸水能が低い第2の層間絶縁材料(207A)とを備える、 半導体デバイス(200,300)。
  13. 13
    分離構造(231)の上に設けられた第2のデバイス領域(230)をさらに備え、前記第2のデバイス領域(230)上には、前記エッチストップ層(209)と前記第2の層間絶縁材料(207A)とが形成されている請求項12に記載の半導体デバイス(200,300)。
Independent claims13