介电材料的填充和处理方法与流程 专利技术说明

电气元件制品的制造及其应用技术介电材料的填充和处理方法1.领域2.本公开内容的多个实施方式一般涉及电子装置制造和改变介电层的性质的领域。3.背景4.介电材料广泛用于半导体工业中，以生产具有尺寸不断减小的电子装置。通常，介电材料用作间隙填充膜、浅槽隔离(sti)、过孔填充、掩模、栅介质或用作其他电子装置特征结构。5.介电材料通常包括含硅材料，诸如二氧化硅(sio2)，并且可使用可流动的化学气相沉积(flowable chemical vapor deposition，fcvd)处理从前驱物形成为可流动的材料。当与使用常规方法沉积的含硅材料层相比时，可流动的含硅材料处理(如，使用(fcvd)处理而沉积的含硅材料层)通常可提供高深宽比特征结构的改进的间隙填充效能。然而，发明人发现，通常由fcvd处理提供的低k介电材料层在形成低k介电层时有问题地包括了导致低k介电膜密度较低或较差的孔隙(void)。6.尽管可流动的低k材料可在低k材料的沉积后进一步处理，但是发明人发现，氧处理(oxygen treatment)和退火会由于氧化而造成损坏下面的金属特征结构(诸如通过减法蚀刻方法在基板上形成的金属线)的风险，或否则氧处理和退火就不足以处理设置在高深宽高宽比开口(诸如在由减法方法形成的金属线之间的(多个)空间)中的含低k材料。例如，高温退火可能引起膜收缩和应力，从而导致膜的破裂(cracking)、剥离(peeling)或两者，从而阻碍了深槽和过孔填充应用中的介电膜的形成。此外，金属线的氧化会降低装置的可靠性，并可能(例如)降低金属氧化物半导体(mos)栅极氧化物中的电场，在该电场下mos栅极氧化物会击穿或不可逆地失去绝缘性质(如，电击穿强度或ebd)。7.因此，需要的是用于形成用于减性互连件的低k介电层的改进方法，以实现低k介电层的期望密度和/或其他期望的材料性质，同时消除或减少一个或多个金属特征结构的氧化。技术实现要素：8.本文提供了用于制造半导体基板的方法和设备。在一些实施方式中，一种制造半导体装置的方法包括以下步骤：蚀刻设置在基板的顶上的金属层，以形成具有顶表面、第一侧和第二侧的一条或多条金属线；在足以减少或消除与一条或多条金属线的氧接触的条件下，在顶表面、第一侧和第二侧的顶上沉积钝化层；在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的低k介电材料的可流动层；和在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下，使低k介电材料的可流动层与氧接触。9.在一些实施方式中，本公开内容涉及一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤：在基板的一个或多个钝化特征结构之上沉积低k介电材料的可流动层；和在整个低k介电材料的可流动层中注入氧以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度，其中一个或多个钝化特征结构包括厚度足以防止氧接触一个或多个钝化特征结构的金属部分的保护层。10.在一些实施方式中，本公开内容涉及一种在上面储存有指令的非暂时性计算机可读介质，当指令执行时导致一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤：蚀刻设置在基板的顶上的金属层，以形成具有顶表面、第一侧和第二侧的一条或多条金属线；在足以减少或消除与一条或多条金属线的氧接触的条件下，在顶表面、第一侧和第二侧的顶上沉积钝化层；在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的低k介电材料的可流动层；和在足以退火并增加低k介电材料的密度的条件下，使低k介电材料的可流动层与氧接触。11.在多个实施方式中，本公开内容涉及一种设备，构造为用于蚀刻设置在基板的顶上的金属层，以形成具有顶表面、第一侧和第二侧的一条或多条金属线；在足以减少或消除与一条或多条金属线的氧接触的条件下，在顶表面、第一侧和第二侧的顶上沉积钝化层；在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的低k介电材料的可流动层；和在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下，使低k介电材料的可流动层与氧接触。12.下面描述本公开内容的多个其他和进一步的实施方式。附图说明13.可通过参考在附图中描绘的本公开内容的多个说明性实施方式来了解上面简要概述并且在下面更详细地讨论的本公开内容的多个实施方式。然而，附图仅显示了本公开内容的多个典型实施方式，且因此不应视为对本发明范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的多个实施方式。14.图1是用于本公开内容的方法中的处理腔室的示意性截面图。15.图2a是根据本公开内容的用于处理的半导体基板的侧视图。16.图2b是根据本公开内容的用于处理的半导体基板的侧视图。17.图2c是根据本公开内容的多个实施方式的沉积在半导体基板的特征结构之上的钝化层的侧视图。18.图2d是根据本公开内容的多个实施方式的沉积在半导体基板的特征结构之上的可流动层的侧视图。19.图2e显示了根据本公开内容的多个实施方式的接触可流动层的氧。20.图2f显示了根据本公开内容的多个实施方式将氧注入或结合到可流动层中。21.图3是根据本公开内容的一些实施方式的制造半导体装置的流程图。22.图4是根据本公开内容的一些实施方式的制造半导体装置的实施方式的流程图。23.图5是根据本公开内容的一个实施方式的三栅极(tri-gate)晶体管结构的立体图。24.图6描绘了根据本公开内容的一些实施方式的适于执行用于处理基板的方法的群集工具。25.为了便于理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记来表示图式中共有的相同组件。图式未按比例绘制，并且为清楚起见可简化。一个实施方式的组件和特征结构可有益地并入其他多个实施方式中，而无需进一步叙述。具体实施方式26.本文提供了用于形成具有一个或多个钝化金属表面的半导体装置的方法，钝化金属表面包括在钝化金属表面上设置并固化的可流动的低k介电材料。在多个实施方式中，本公开内容提供了一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤：蚀刻设置在基板的顶上的金属层，以形成具有顶表面、第一侧和第二侧的一条或多条金属线；在足以减少或消除与一条或多条金属线的氧接触的条件下，在顶表面、第一侧和第二侧的顶上沉积钝化层；在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的低k介电材料的可流动层；和在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下，使低k介电材料的可流动层与氧接触。通过保护金属底层以避免金属底层的氧化并避免高接触电阻和不良的间隙填充，本文所述的发明方法可有利地用以促进改进的金属接触、过孔和栅极的形成。通过钝化金属特征结构或金属特征结构的表面，可维持金属底层的纯度，因为氧或含氧分子致密化和/或退火了设置在金属特征结构或金属特征结构的表面上的可流动低k介电层，从而导致降低了接触电阻并降低了孔隙或较大接缝的风险，同时改善了装置的可靠性。27.图1是适用于本公开内容的方法的处理腔室的示意性截面图。在一些实施方式中，处理腔室100包括腔室盖组件101、一个或多个侧壁102和腔室基底104，它们共同界定处理空间120。腔室盖组件101包括腔室盖103、喷头112和设置在腔室盖103与喷头112之间的电绝缘环，它们界定了气室122。穿过腔室盖103设置的进气口114流体地耦接到气体源106。在一些实施方式中，进气口114进一步流体耦接至远程等离子体源107。喷头112(具有穿过喷头112设置的多个开口118)用以将来自气室122的处理气体或氧通过多个开口118均匀地分配到处理空间120中。28.在一些实施方式中，当开关设置在第一位置(如图所示)时，功率供应器142(诸如rf或vhf功率供应器)经由开关144电耦接至腔室盖。当开关设置于第二位置(未显示)时，功率供应器142电耦接至喷头112。在一些实施方式中，开关144任选地处于第一位置，并且功率供应器142用以激发(ignite)并维持远离基板115的第一等离子体(诸如设置在气室122中的远程等离子体128)。在一些实施方式中，远程等离子体128由流入气室的处理气体构成，并通过电容耦接来自与气室相连的功率供应器142的功率而维持为等离子体。在一些实施方式中，开关144处于第二位置中，且功率供应器142用以在喷头112与设置在基板支撑件127上的基板115之间的处理空间120中激发并维持第二等离子体(未显示)。29.在一些实施方式中，处理空间120通过真空出口113流体地耦接到真空源(诸如耦接到一个或多个专用真空泵)，真空出口113将处理空间120维持在低于大气压的条件下并排空来自处理空间120的处理气体和其他气体。设置在处理空间120中的基板支撑件127设置在支撑轴124上，支撑轴密封地延伸穿过腔室基底104，诸如被在腔室基底104下方的区域中的波纹管(未显示)包围。支撑轴124耦接至控制器140，控制器140控制电机以升高和降低支撑轴124以及设置在支撑轴124上的基板支撑件127，以在处理基板期间支撑基板115，并将基板115传送进出处理腔室100。30.在多个实施方式中，基板115通过一个或多个侧壁102的一个侧壁中的开口126装载到处理空间120中，开口126通常在基板115的处理期间通过门或阀(未显示)密封。在多个实施方式中，使用常规升降杆系统(未显示)将基板115传送到基板支撑件127的表面上并从基板支撑件127的表面传送基板115，传统升降杆系统包含可移动地设置成穿过基板支撑件的多个升降杆(未显示)。典型地，多个升降杆通过升降杆环(lift pin hoop)(未显示)从下方接触，并且移动以在基板支撑件127的表面上方延伸，以从基板支撑件127的表面升起基板115，并且使得能通过机械手搬运器进出(access)。当升降杆环(未显示)处于降低位置时，多个升降杆的顶部定位成与基板支撑件127的表面齐平或在基板支撑件127的表面下方，并且基板置于基板支撑件127的表面上。基板支撑件可在开口126下方的下部位置(用于在下部位置上放置基板或从下部位置移除基板115)与升高位置(用于处理基板115)之间移动。在一些实施方式中，基板支撑件127(和设置在基板支撑件127上的基板115)使用设置在基板支撑件中的电阻加热组件129和/或一个或多个冷却通道137而维持在期望的处理温度。通常，冷却通道137流体地耦接至冷却剂源133(诸如具有相对较高电阻的改良水源或制冷剂源)。在一些实施方式中，基板设置在处理腔室100内，处理腔室100构造为在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的低k介电材料的可流动层；并使低k介电材料的可流动层在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下与氧接触，如下文进一步所述。31.在一些实施方式中，处理腔室100进一步耦接到远程等离子体源107，远程等离子体源107向处理空间120提供气态处理自由基。通常，远程等离子体源(rps)包括电感耦接等离子体(icp)源、电容耦接等离子体(ccp)源或微波等离子体源。在一些实施方式中，远程等离子体源是独立的rps单元。在其他多个实施方式中，远程等离子体源是与处理腔室100流体连通的第二处理腔室。在其他多个实施方式中，远程等离子体源是被激发并维持在腔室盖103与喷头112之间的气室122中的远程等离子体128。32.图2a是根据本公开内容的电子装置结构200的侧视图。在多个实施方式中，电子装置结构200包括基板201。在一些实施方式中，基板201包括半导体材料，如，硅(si)、锗(ge)、硅锗(sige)、基于iii-v材料的材料或它们的任何组合。在一些实施方式中，基板适用于集成装置。在多个实施方式中，基板201可由硅(si)、氧化硅(诸如一氧化硅(sio)或二氧化硅(sio2))、氮化硅(诸如sin)或类似物质的一种或多种形成或包括硅(si)、氧化硅(诸如一氧化硅(sio)或二氧化硅(sio2))、氮化硅(诸如sin)或类似物质的一种或多种。在多个非限制性实施方式中，基板201可由介电材料、介电材料的层形成，或者由与上述相同的材料(诸如sin、sio和类似物质)制成。在多个实施方式中，低k介电材料可适合作为基板201或基板201的层(如，介电常数小于氧化硅或小于约3.9的材料)或类似者。另外，基板201可包括附加的材料层，或者可具有形成在基板201中、在基板201上或在基板201下的一个或多个完整或部分完整的结构或装置(未显示)。在一些实施方式中，基板201可包括任何数量的特征结构(诸如多个沟道、过孔、自对准过孔、自对准接触特征结构、决斗金属镶嵌结构和类似结构)，或者可适用于许多处理应用，诸如双金属镶嵌结构制造处理、自对准接触特征结构处理和类似处理。33.在多个实施方式中，基板201可不限于任何尺寸或形状。基板201可以是具有200mm直径、300mm直径或其他直径(诸如450mm)等的圆形晶片。基板201也可以是任何多边形、正方形、矩形、弯曲或其他非圆形的工件，诸如用于制造平板显示器的多边形玻璃基板。34.在一些实施方式中，以下相对于如图2a-图2f所示描绘的处理基板的阶段来描述以下在图3中描述的方法300。本文描述的方法可在单独的处理腔室(诸如处理腔室100或蚀刻腔室)中执行，单独的处理腔室可以独立构造为或作为一个或多个群集工具(例如，如图6所示的整合工具600(即，群集工具)或诸如可从加州圣克拉拉市的应用材料公司取得的那些群集工具)的一部分来提供。其他处理腔室(包括可从其他制造商处取得的处理腔室)也可适以从本公开内容中受益。35.参照图2a，在多个实施方式中，基板201包括金属层209(诸如设置在金属层209上的覆盖金属层)。在多个实施方式中，金属层209沉积到足以被图案化或蚀刻以形成用于集成电路的金属化互连层的厚度。在一个实施方式中，金属层209包括铜(cu)、铝(al)、铟(in)、锡(sn)、铅(pb)、银(ag)、锑(sb)、铋(bi)、锌(zn)、镉(cd)、金(au)、钌(ru)、镍(ni)、钴(co)、铬(cr)、铁(fe)、锰(mn)、钛(ti)、铪(hf)、钽(ta)、钨(w)、钒(v)、钼(mo)、钯(pd)、金(au)、铂(pt)或它们的组合的一种或多种。在一些实施方式中，金属层209包括钌(ru)、钼(mo)、铜(cu)、钨(w)、铝(al)或它们的组合的一种或多种。在一些实施方式中，金属层209包括使用一种或多种沉积技术(诸如(但不限于)化学气相沉积(cvd)(如，等离子体增强化学气相沉积(pecvd))、物理气相沉积(pvd)、分子束外延法(mbe)、金属有机化学气相沉积(mocvd)、原子层沉积(ald)或电子装置制造领域的技术人员已知的其他沉积技术)而沉积在基板201上的一个或多个金属层。36.现在参考图2b和图3，在一些实施方式中，蚀刻金属层209以形成多个特征结构(诸如特征结构203、204和205)。例如，参考制造半导体装置的方法300，方法300包括在处理顺序302处蚀刻设置在基板201的顶上的金属层209，以形成具有顶表面134、第一侧135和第二侧136的一条或多条金属线132。如图2b所示，在基板201上在特征结构(诸如一条或多条金属线132)之间形成多个沟道(诸如沟道131和131’)。在多个实施方式中，沟道具有底部部分232和相对的侧壁233和234。底部部分232是在特征结构204和特征结构205之间的基板201的暴露部分。侧壁233是特征结构205的侧壁，并且侧壁234是特征结构204的侧壁。在一些实施方式中，使用电子装置制造领域中技术人员已知的图案化和蚀刻技术图案化和蚀刻金属层209的一层或多层，以形成特征结构(诸如特征结构203、204和205)。在一个实施方式中，金属层209的每个特征结构是一个或多个层的堆叠物。在一个实施方式中，金属层209的特征结构是电子装置(如，晶体管、内存、电容器、电阻器、光电装置、开关和任何其他主动和被动电子装置)的特征结构。在一些实施方式中，蚀刻金属层209以形成在基板201上形成的一个或多个半导体鳍片。在一些实施方式中，特征结构(如203、204和205)是鳍片结构，以形成(例如)包括多个晶体管的三栅极晶体管阵列(诸如图5所示的三栅极晶体管(晶体管500))。37.在一些实施方式中，特征结构203、204和205的高度在从约30nm至约500nm(纳米)的大约范围中。在一些实施方式中，在特征结构203和204之间的距离是从约2nm到约100nm。在一些实施方式中，在金属特征结构(如203、204和205)之间的空间的特征在于具有高的深宽比(高度比宽度)，诸如2：1或20：1。38.在一些实施方式中，特征结构203、204和205包括导电层或由导电材料制成。在一个实施方式中，装置层202的特征结构包括诸如上述的那些金属，例如，铜(cu)、铝(al)、铟(in)、锡(sn)、铅(pb)、银(ag)、锑(sb)、铋(bi)、锌(zn)、镉(cd)、金(au)、钌(ru)、镍(ni)、钴(co)、铬(cr)、铁(fe)、锰(mn)、钛(ti)、铪(hf)、钽(ta)、钨(w)、钒(v)、钼(mo)、钯(pd)、金(au)、铂(pt)或电子装置制造领域的技术人员已知的其他导电层，或它们的任何组合。39.如图2c所示，钝化层215沉积在特征结构(诸如装置层202的特征结构203、204和205)之上。例如，参考图3中的处理顺序304，方法包括在足以减少或消除与一条或多条金属线132的氧接触的条件下，沉积钝化层在顶表面134、第一侧135和第二侧136的顶上。在一些实施方式中，处理顺序304在处理系统中执行，无需破坏真空。在多个实施方式中，钝化层215覆盖装置层202的每个特征结构的顶表面134，如图2c所示。在一些实施方式中，沉积钝化层215以保护装置层202的特征结构在以后的阶段不与氧接触。在一些实施方式中，钝化层215是硬模层。在一些实施方式中，钝化层覆盖顶表面134和侧壁(诸如装置层202的每个特征结构的第一侧135和第二侧136)。在一些实施方式中，钝化层215是氮化物层(如，氮化硅、氮化钛)或碳基膜(诸如sic)、其他保护层或它们的任意组合。在一些实施方式中，钝化层215包括氮化硅、碳氮化硅(sicn)或sibcn。在一些实施方式中，钝化层215可包括蚀刻终止材料，如，氮化铝(aln)和氮化硅、碳氮化硅(sicn)或sibcn的组合。在一些实施方式中，钝化层215可包括具有氮化硅、氮化硅碳(sicn)或sibcn的选择性金属盖(如，钴(co))。在一些实施方式中，钝化层完全由不含氧的材料制成。40.在一些实施方式中，钝化层215的厚度是从约1nm到约50nm，诸如1-25nm或1-5nm。在一些实施方式中，钝化层215的厚度足以防止氧接触顶表面134和侧壁(诸如装置层202的每个特征结构的第一侧135和第二侧136)。41.在一些实施方式中，可使用一种或多种沉积技术(诸如(但不限于)化学气相沉积(cvd)(如，等离子体增强化学气相沉积(pecv”))、物理气相沉积(pvd)、分子束外延法(mbe)、金属有机化学气相沉积(mocvd)、原子层沉积(ald)或电子装置制造领域的技术人员已知的其他沉积技术)来沉积钝化层215。42.图2d显示了根据本公开内容的电子装置结构210的侧视图。在多个实施方式中，电子装置结构210包括在可流动层206沉积在装置层202的特征结构之上(诸如顶上)和周围之后的基板201。在一些实施方式中，如图3和处理顺序306所示，本公开内容的方法包括在钝化层215的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线132的厚度的低k介电材料的可流动层206。在多个实施方式中，本公开内容的方法包括在钝化层215的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线132的厚度的氧化物材料的可流动层。在一些实施方式中，可流动层206覆盖沉积在装置层的特征结构的顶部部分、侧壁和沟道的底部部分(诸如底部部分232)上的钝化层215。在一些实施方式中，可流动层206沉积在基板201的填充在装置层202的特征结构之间的空间中的部分上。在一个实施方式中，可流动层206是低k介电层。适用于本文使用的低k介电材料的非限制性示例可包括碳掺杂的氧化物或碳掺杂的氧化物的变体，如，氟化碳、纳米簇二氧化硅(ncs)、介孔氧化物或有机“旋涂”材料，可从加州圣克拉拉市的应用材料公司取得的品牌为black的膜层(如，bd1、bdii和bd3)。在多个实施方式中，根据本文所述的多个实施方式，也可利用其他合适的低k介电材料(如，介电常数在约2.4和2.5之间的材料)。在一些实施方式中，可流动层206是氧化物层(如，氧化硅(如，sio2)、氧化铝(al2o3)或其他氧化物层)、氮化物层(如，氮化硅(如，si3n4)或其他氮化物层)、碳化物层(如，碳，sioc)或其他碳化物层、氮氧化物层(如，sion)或它们的任意组合。在多个实施方式中，低k介电材料中仅包括氧化铝(al2o3)。在多个实施方式中，处理顺序306在处理系统中执行，无需破坏真空。43.在一些实施方式中，可流动层206的沉积密度(如)小于或约1.5g/cm3。在一些实施方式中，通过本公开内容的方法将可流动层206的密度增加到诸如大于1.5g/cm3的量。通常，材料的密度是指每单位体积的材料的质量(质量除以体积)。在一些实施方式中，可流动层206具有孔(未显示)。在一些实施方式中，材料中的孔是指含有除所考虑的材料以外的其他物质的区域(如，空气、真空、液体、固体，或气体或气体混合物)，使得可流动层的密度取决于位置而变化。44.在一些实施方式中，可流动层206是被发展为含硅材料的可流动层的可流动cvd膜，其中所沉积的膜通常含有si-h、si-n和-nh键。膜接着通过根据本公开内容的固化和退火在氧化环境中转化为si-o网络。在一些实施方式中，使用位于加州圣克拉拉市的应用材料公司开发的一种或多种可流动化学气相沉积(fcvd)沉积技术或电子装置制造领域中技术人员已知的其他fcvd沉积技术来沉积可流动层206。在一些实施方式中，可流动层206的厚度是从约30nm至约500nm。在一些实施方式中，可流动层206的厚度是约40nm至约100nm。45.在一些实施方式中，可流动层206充当间隙填充层。在一些实施方式中，可流动层206充当基板的一部分之上的间隙填充层，并且充当基板的另一部分之上的硬模层。在一些实施方式中，可流动层206以高深宽比(高度比宽度)特征结构(诸如2：1或20：1)充当间隙填充层，其中该特征结构具有小于20纳米的宽度。46.现在参考图2e，根据本公开内容的一些实施方式，含氧材料(诸如氧分子211、臭氧或它们的组合)接触可流动层206。参照图3，方法300包括在处理顺序308处在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下使低k介电材料的可流动层206与氧接触。在一些实施方式中，在足以退火和/或增加含硅材料的可流动层的密度的条件下，将设置在基板上的含硅材料的可流动层与多种氧、臭氧或它们的组合接触。例如，在足以退火低k介电材料的可流动层的条件下与氧接触之后，材料的密度可增加5至100倍。在一些实施方式中，低k介电材料的可流动层包括氧化物层、氮化物层、碳化物层、氮氧化物层或它们的组合。在一些实施方式中，低k介电材料的可流动层包括氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sion)、氮化硅(si3n4)、碳氧化硅(sioc)或它们的组合。在一些实施方式中，使低k介电材料的可流动层与氧接触在760torr至40,000torr的压强下。在一些实施方式中，使低k介电材料的可流动层与氧接触在100摄氏度至400摄氏度的温度下。在一些实施方式中，使低k介电材料的可流动层与氧接触持续长达10分钟的持续时间。在一些实施方式中，氧穿透低k介电材料的可流动层的顶部部分和底部部分。在一些实施方式中，金属层包含钌、钼、铜、钨或铝的一种或多种。在一些实施方式中。氧设置在反应气体内，其中反应气体包括氢、氮或它们的组合的一种或多种。在一些实施方式中，钝化层包括氮化硅(si3n4)、碳化硅(sic)、碳氮化硅(sicn)或它们的组合。在一些实施方式中，半导体装置的特征结构在于在3.0-3.2的电容(集成k值(integrated-k value))下大于5mv/cm的ebd。在一些实施方式中，制造半导体装置的方法进一步包括用紫外光固化低k介电材料的可流动层。47.在一些实施方式中，多个氧分子设置在反应气体内，其中反应气体包含氧(o2)、氢(h2)或氮(n2)的一种或多种。例如，反应气体可包括氢与氧混合的混合物或氢与氮混合的混合物，其中混合物包括氧、臭氧或它们的组合。在多个实施方式中，反应气体包含氧分子并且可进一步包含高达95％的氢。48.参照图2f和电子装置结构210，显示了根据本公开内容的多个实施方式的将多个氧分子(诸如氧分子211)注入到可流动层206中。如图2f所示，将多个氧分子(诸如氧分子211)供应给可流动层206。在一些实施方式中，多个氧分子排除氧自由基。在多个实施方式中，多个氧分子渗透或掺入可流动层206的1/3部分的顶部部分、上半部或顶部2/3部分中。在一些实施方式中，当在足以穿透整个可流动层206的全部的条件下供应多个氧分子时。在一些实施方式中，在足以注入并掺入整个可流动层206的全部的条件下供应多个氧分子。在多个实施方式中，钝化层215防止在可流动层206内的氧分子(诸如氧分子211)与金属线(诸如装置层202的特征结构203、204和205)接触和/或反应。49.在一些实施方式中，当在足以增加可流动层206的密度的量供应多个氧分子时。在一些实施方式中，以足以增加可流动层206的密度的量和适合增加可流动层206的密度的条件下供应氧分子211。在一些实施方式中，可通过本领域中的已知技术来测量密度，包括代表密度变化的指示(proxy)(诸如湿法蚀刻速率比(werr))。在一些实施方式中，根据本公开内容，在0-2分钟的蚀刻持续时间之后低k介电材料的处理过的可流动层形成并且在稀释hf中具有在约9-10之间的湿法蚀刻速率比(werr)。在多个实施方式中，使用稀释hf(如1：100hf)相对于热氧化硅膜测量湿法蚀刻速率比。50.现在参考图4，显示了根据本公开内容的一些实施方式的制造半导体装置的方法的流程图。在多个实施方式中，方法400包括在处理顺序402处在基板的一个或多个钝化特征结构之上沉积低k介电材料的可流动层；和在处理顺序404处，在整个低k介电材料的可流动层中注入氧以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度，其中一个或多个钝化特征结构包括厚度足以防止氧接触一个或多个钝化特征结构的金属部分的保护层。在一些实施方式中，保护层包括氮化硅(si3n4)、碳化硅(sic)、碳氮化硅(sicn)或它们的组合。在一些实施方式中，保护层与上述钝化层相同。在一些实施方式中，半导体装置的特征在于在3.0-3.2的电容(集成k值)下大于5mv/cm的ebd。在一些实施方式中，保护层具有约1-2纳米的厚度。在一些实施方式中，使低k介电材料的可流动层与紫外光接触。在一些实施方式中，保护层没有氧。51.现在参考图5，显示了根据本公开内容的多个实施方式的三栅极晶体管(晶体管500)的立体图。在一些实施方式中，包括鳍片502的鳍片层形成在基板501上。在一些实施方式中，鳍片层代表鳍片502沿a-a1轴线的截面图。在一个实施方式中，三栅极晶体管(晶体管500)是包括多个三栅极晶体管的三栅极晶体管阵列的一部分。在一些实施方式中，如上文关于图2a至图2f所描述的，根据本公开内容通过注入氧而改性的可流动介电层形成在与鳍片502相邻的基板501上，以提供在基板501上将一个电子装置与其他装置隔离的场隔离(如，sti)区域。在一些实施方式中，鳍片502从基板501的顶面突出。鳍片502可由任何已知的半导体材料形成。在一些实施方式中，栅极介电层(未显示)沉积在鳍片502的和三个侧面上。在一些实施方式中，栅极介电层形成在鳍片502的相对侧壁和顶表面上。如图5所示，栅极电极506沉积在鳍片502上的栅介层上。如图5所示，栅极电极506被扇形散布在鳍片502上的栅介层上和周围。如图5所示，在鳍片502中的栅极电极506的相对侧处形成有漏极区域505和源极区域503。52.现在参考图6，本文描述的方法可在单独的处理腔室中执行，处理腔室可以独立构造为或作为一个或多个群集工具(例如，以下关于图6而描述的整合工具600(即，群集工具))的一部分提供。在多个实施方式中，群集工具构造为成执行方法(诸如本文所述的用于处理基板的方法300)，包括：蚀刻设置在基板的顶上的金属层，以形成具有顶表面、第一侧和第二侧的一条或多条金属线；在足以减少或消除与一条或多条金属线的氧接触的条件下，在顶表面、第一侧和第二侧的顶上沉积钝化层；在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的低k介电材料的可流动层；在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下，使低k介电材料的可流动层与氧接触。在多个实施方式中，群集工具构造为成执行方法(诸如本文所述的用于处理基板的方法400)，包括：在基板之上的一个或多个钝化特征结构之上沉积低k介电材料的可流动层；和在整个低k介电材料的可流动层中注入氧以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度，其中一个或多个钝化特征结构包含厚度足以防止氧接触一个或多个钝化特征结构的金属部分的保护层。在多个实施方式中，群集工具构造为在真空下操作，以防止形成的金属特征结构在制造处理顺序期间接触氧。例如，在蚀刻覆盖金属层以形成金属线之后，群集工具构造为在真空下操作，以防止金属线接触氧。在多个实施方式中，群集工具可构造为包括另外的腔室。用于选择性金属沉积的附加腔室的非限制性示例包括可从加州圣克拉拉市的应用材料公司取得的品牌为的处理腔室。整合工具600的示例包括可从加州圣克拉拉市的应用材料公司获得的和整合工具。然而，本文描述的方法可使用具有耦接到群集工具上的合适的处理腔室的其他群集工具或在其他合适的处理腔室中实施。例如，在一些实施方式中，以上讨论的发明方法可有利地在整合工具中执行，使得在处理时存在有限的真空中断或没有真空中断。53.在多个实施方式中，整合工具600可包括两个装载锁定腔室606a、606b，用于将基板传送进出整合工具600。通常，由于整合工具600处于真空状态下，因此装载锁定腔室606a、606b可“抽吸(pump down)”引入整合工具600中的基板。第一中央传送腔室650包括第一机械手610，第一机械手610可在装载锁定腔室606a、606b与耦接到第一中央传送腔室650的第一组一个或多个基板处理腔室612、614、616、618(显示了四个)之间传送。每个基板处理腔室612、614、616、618可装配并构造成执行许多基板处理操作。在一些实施方式中，第一组一个或多个基板处理腔室612、614、616、618可包括pvd腔室、ald腔室、cvd腔室、蚀刻腔室或脱气腔室的任何组合。例如，在一些实施方式中，基板处理腔室612和614包括诸如图1所示的处理腔室，该处理腔室被构造成将包括低k介电表面和特征结构(诸如金属线)的基板暴露于包括根据本公开内容的氧化剂(诸如氧)的处理气体。54.在一些实施方式中，第一机械手610还可向/从两个中间传送腔室622、624传送基板。中间传送腔室622、624可用以维持超高真空条件，同时允许在整合工具600内传送基板。第二中央传送腔室655包括第二机械手630，第二机械手630可在中间传送腔室622、624和耦接到第二中央传送腔室655的第二组的一个或多个基板处理腔室632、634、635、636、638之间传送基板。基板处理腔室632、634、635、636、638可装配成执行各种基板处理操作，除了物理气相沉积处理(pvd)、化学气相沉积(cvd)、选择性金属沉积、蚀刻、定向和其他基板处理之外，还包括上述方法300、400。若对于由整合工具600执行的特定处理不是必需的，则可从整合工具600移除基板处理腔室612、614、616、618、632、634、635、636、638的任一个。55.在一些实施方式中，本公开内容涉及一种在上面储存有指令的非暂时性计算机可读介质，当指令执行时导致反应腔室执行用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤：蚀刻设置在基板的顶上的金属层，以形成具有顶表面、第一侧和第二侧的一条或多条金属线；在足以减少或消除与一条或多条金属线的氧接触的条件下，在顶表面、第一侧和第二侧的顶上沉积钝化层；在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的低k介电材料的可流动层；和在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下，使低k介电材料的可流动层与氧接触。56.在一些实施方式中，本公开内容涉及一种在上面储存有指令的非暂时性计算机可读介质，当指令执行时导致反应腔室执行用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤：在基板之上的一个或多个钝化特征结构之上沉积低k介电材料的可流动层；和在整个低k介电材料的可流动层中注入氧以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度，其中一个或多个钝化特征结构包含厚度足以防止氧接触一个或多个钝化特征结构的金属部分的保护层。57.在一些实施方式中，本公开内容涉及一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤：蚀刻设置在基板的顶上的金属层，以形成具有顶表面、第一侧和第二侧的一条或多条金属线；在足以减少或消除与一条或多条金属线的氧接触的条件下，在顶表面、第一侧和第二侧的顶上沉积钝化层；在钝化层的顶上沉积足以覆盖一条或多条金属线的厚度的氧化物材料的可流动层；和在足以退火并增加低k介电材料的可流动层的密度的条件下，使氧化物材料的可流动层与氧接触。在多个实施方式中，氧化物材料的可流动层包括氧化物层。在多个实施方式中，氧化物层的材料包含氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sion)、碳氧化硅(sioc)或它们的组合。在一些实施方式中，在760torr至40,000torr的压强下使氧化物材料的可流动层与氧接触。58.尽管前述内容涉及本公开内容的多个实施方式，但是在不背离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他和进一步的多个实施方式。









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