CN115602527A - 衬底处理方法 - Google Patents

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姜熙成
J.B.安
吴锡宰
林完奎
H.M.崔
金永宰
上田真也
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    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
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Abstract

提供了一种能够在间隙结构中填充膜而不在间隙中形成空隙或缝隙的衬底处理方法，该衬底处理方法包括：第一步骤，通过多次执行包括在包括间隙的结构上供应第一反应气体和供应第二反应气体的第一循环来在该结构上形成薄膜；第二步骤，通过将含氟气体供应到薄膜上来蚀刻薄膜的一部分；第三步骤，将含氢气体供应到薄膜上；第四步骤，向间隙的上部供应抑制气体；以及第五步骤，通过多次执行包括供应第一反应气体和在薄膜上供应第二反应气体的第二循环来形成薄膜。

Description

衬底处理方法
技术领域
一个或多个实施例涉及衬底处理方法，更具体地，涉及填充在衬底上的结构中形成的间隙的衬底处理方法。更详细地，一个或多个实施例涉及在形成于衬底上的凹陷区域中的间隙结构中填充膜的衬底处理方法。
背景技术
随着半导体器件的不断集成，填充具有高纵横比的间隙结构的过程难度也在增加。当使用通过沉积过程简单填充间隙的方法时，存在诸如在间隙内形成空隙的限制。因此，作为替代，已经使用了沉积-蚀刻-沉积(DED)方法。该DED方法使用三氟化氮(NF3)气体作为蚀刻气体来周期性地蚀刻形成在间隙上部的入口区域中的膜，使得间隙上部的入口在间隙填充过程中可以保持打开。然而，当使用这种方法时，氟(F)残留在膜中，并且膜形成速率、膜质量和器件性能降低。
为了解决DED方法的问题，已经提出了沉积-蚀刻-H2等离子体处理-沉积(DEHD)方法，其中在使用NF3气体蚀刻之后，通过使形成在间隙结构上的膜经受氢等离子体处理，以氟化氢(HF)的形式去除氟气。然而，氢作为氢封端位点来促进在膜表面的沉积，从而增加间隙的上部区域的膜沉积速率。因此，存在的问题是间隙的上部区域首先被封闭，从而在间隙内部形成空隙。
发明内容
一个或多个实施例包括无空隙地填充间隙，同时去除在间隙填充过程中可能残留在膜中的氟(F)成分。
一个或多个实施例包括通过无空隙地填充间隙并同时提高间隙填充率来提供更有效的间隙填充方法。
额外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显而易见，或者可以通过实践本公开的所呈现的实施例来了解。
根据一个或多个实施例，一种衬底处理方法包括：第一步骤，通过多次执行包括在包括间隙的结构上供应第一反应气体和供应第二反应气体的第一循环来在该结构上形成薄膜；第二步骤，通过将含氟气体供应到薄膜上来蚀刻薄膜的一部分；第三步骤，将含氢气体供应到薄膜上；第四步骤，向间隙的上部供应抑制气体；以及第五步骤，通过多次执行包括供应第一反应气体和在薄膜上供应第二反应气体的第二循环来形成薄膜。
根据衬底处理方法的示例，在第二步骤期间，间隙上部的薄膜的蚀刻速率可以大于间隙下部的薄膜的蚀刻速率。
根据衬底处理方法的示例，在第三步骤期间供应的含氢气体可以去除通过第二步骤形成在薄膜表面上的氟封端位点。
根据衬底处理方法的另一示例，在第三步骤期间供应的含氢气体可以到达间隙的下部。
根据衬底处理方法的示例，在第四步骤期间供应的抑制气体可以去除结合到第一或第二反应气体的薄膜上的氢封端位点。
根据衬底处理方法的另一示例，在第四步骤期间供应的抑制气体去除间隙上部中的薄膜上的氢封端位点，从而在第五步骤期间抑制间隙上部上薄膜的形成。
根据衬底处理方法的另一示例，抑制气体可以包括含氮气体，并且在第四步骤之后，氮封端位点可以存在于间隙上部中的薄膜上，氢封端位点可以存在于间隙下部中的薄膜上。
根据衬底处理方法的另一示例，可以重复执行第二至第五步骤，直到间隙被填充。
根据衬底处理方法的另一示例，在间隙填充期间，间隙上部的入口宽度可以保持大于间隙下部的宽度。
根据衬底处理方法的示例，抑制气体的供应时间可以小于第一反应气体、第二反应气体、含氟气体和含氢气体的供应时间。
根据衬底处理方法的示例，在第一步骤至第五步骤期间供应RF功率，并且在第二步骤期间供应的RF功率的强度小于在第一步骤、第三步骤和第四步骤期间供应的RF功率的强度。
根据衬底处理方法的示例，在第一步骤至第五步骤期间供应RF功率，并且在第二步骤期间供应的RF频率小于在第一步骤、第三步骤和第四步骤期间供应的RF频率。
根据一个或多个实施例，一种衬底处理方法包括：第一步骤，通过多次执行包括在包括间隙的结构上供应第一反应气体、供应第二反应气体、供应RF功率和吹扫残留物的第一循环来在该结构上形成薄膜；第二步骤，通过多次执行包括在薄膜上供应蚀刻气体、供应RF功率和吹扫残留物的第二循环来蚀刻薄膜的一部分；第三步骤，通过多次执行包括向薄膜供应膜形成促进气体、供应RF功率和吹扫残留物的第三循环来在薄膜上形成反应促进层，以促进第一反应气体或第二反应气体的结合；第四步骤，通过多次执行包括向间隙的上部供应抑制气体、供应RF功率和吹扫残留物的第四循环来在间隙的上部中的薄膜上形成钝化层；以及第五步骤，通过多次执行包括将第一反应气体供应到薄膜上、供应第二反应气体、供应RF功率和吹扫残留物的第五循环来形成附加薄膜。
根据衬底处理方法的示例，在第三循环中供应的RF功率可以是高频高功率，并且可以供应得比在第一循环、第二循环、第四循环和第五循环中供应的RF功率的供应时间长，使得膜形成促进气体可以到达间隙的下部。
根据衬底处理方法的示例，在第四循环中供应的RF功率可以是高频功率，并且其供应时间可以比在第一循环至第三循环以及第五循环中供应的RF功率短。
根据一个或多个实施例，一种衬底处理方法包括：第一步骤，在包括间隙的结构上形成薄膜；第二步骤，将含氟气体供应到薄膜上以蚀刻薄膜的一部分，其中，在间隙的上部中的薄膜的蚀刻速率大于在间隙的下部中的薄膜的蚀刻速率；第三步骤，将含氢气体供应到薄膜上，以去除在第二步骤期间在薄膜的表面上形成的氟封端位点；第四步骤，将含氮气体供应到薄膜上，以去除在第三步骤期间在薄膜的表面上形成的氢封端位点的一部分；以及第五步骤，在已经执行了第二至第四步骤的薄膜上沉积附加薄膜。
根据衬底处理方法的示例，在第三步骤期间供应的含氢气体到达间隙的下部，以在间隙下部中的薄膜表面上形成氢封端位点，并且在间隙下部中的薄膜表面上形成的氢封端位点可以用作促进在第五步骤期间供应的反应气体的结合的反应促进层。
根据衬底处理方法的另一示例，第四步骤可以包括将含氮气体供应到间隙的上部，以去除在间隙上部中的薄膜表面上形成的氢封端位点。
根据衬底处理方法的另一示例，在第四步骤期间供应的含氮气体可以在间隙上部的薄膜表面上形成氮封端位点，并且在间隙上部的薄膜表面上形成的氮封端位点可以用作抑制层，其抑制在第五步骤期间供应的反应气体的结合。
根据衬底处理方法的示例，在第五步骤期间，间隙上部的薄膜沉积速率可以比间隙下部的薄膜沉积速率慢。
附图说明
从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1至图6是示出根据实施例的衬底处理方法的截面图；
图7是示出根据实施例的衬底处理方法的截面图；
图8是在图7的第四步骤之后根据间隙结构的位置的薄膜部件的视图；
图9是示出根据实施例的衬底处理方法的流程图；
图10是示出根据实施例的衬底处理方法的视图；
图11A-11C是分别示出根据一实施例的通过传统沉积-蚀刻-沉积(DED)方法的间隙填充过程的结果、通过传统沉积-蚀刻-H2等离子体处理-沉积(DEHD)方法的间隙填充过程的结果以及通过沉积-蚀刻-H2等离子体处理-N2等离子体处理-沉积(DEHND)方法的间隙填充过程的结果的视图；以及
图12A和12B是示出二次离子质谱(SIMS)分析结果的视图，示出了在图11A的DED过程和图11B的DEHD过程期间薄膜内部的成分。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。在这点上，本实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于这里阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图来描述实施例，以解释本说明书的各个方面。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。当在元素列表之前时，诸如“至少一个”的表达式修改整个元素列表，而不修改列表的单个元素。
在下文中，将参照附图更全面地描述一个或多个实施例。
在这点上，本实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于这里阐述的描述。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并将本公开的范围完全传达给本领域普通技术人员。
这里使用的术语用于描述特定的实施例，并不意图限制本公开。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。还应当理解，这里使用的术语“包括”、“包含”指定存在所陈述的特征、整数、步骤、过程、构件、部件和/或其组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、过程、构件、部件和/或其组合。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
在本公开中，“气体”可以包括蒸发的固体和/或液体，并且可以包括单一气体或气体混合物。在本公开中，供应到反应空间的处理气体可以包括前体气体和添加剂气体。前体气体和添加剂气体通常可以作为混合气体引入，或者可以单独引入反应空间。前体气体可以与诸如惰性气体的载气一起引入。添加剂气体可以包括稀释气体，比如反应气体和惰性气体。反应气体和稀释气体可以混合或分别引入反应空间。前体可以包括两种或更多种前体，反应气体可以包括两种或更多种反应气体。在一些实施例中，术语“膜”可以指在垂直于厚度方向的方向上连续延伸而基本没有针孔来覆盖整个目标或相关表面的层，或者可以指仅仅覆盖目标或相关表面的层。膜可以包括离散的单个膜或层或者具有一些特征的多个膜或层，并且相邻膜或层之间的边界可以是清晰的或不清晰的，并且可以基于物理、化学和/或一些其他特征、形成过程或顺序和/或相邻膜或层的用途或目的来设置。
在下文中，将参照附图描述本公开的实施例。在附图中，由于例如制造技术和/或公差，可以预期与所示形状的变化。因此，本公开的实施例不应被解释为限于本文所示的区域的特定形状，而是可以包括例如由制造过程导致的形状偏差。
图1至图6是示出根据实施例的衬底处理方法的截面图。
参照图1，包括间隙G的结构1设置在衬底(未示出)上。
通常，当通过等离子体过程(例如PEALD)用氮化物(或氧化物)填充间隙G时，随着氮化物沉积在间隙G的两个侧壁上，形成氮化物壁，并且随着氮化物壁的厚度增加，氮化物壁之间的宽度减小。随着氮化物壁之间的物理距离(宽度)减小，反应气体流入间隙G的下部变得越来越困难，并且由于沉积集中在间隙G的上部区域，空隙或缝隙留在间隙G内部和氮化物壁之间。这些空隙导致金属膜图案化过程中的缺陷。因此，本公开试图通过沉积-蚀刻H2等离子体处理-N2等离子体处理-沉积(DEHND)方法来填充间隙，这将在后面参照图2至图6进行描述。
参照图2，在包括间隙G的结构1上形成薄膜2。可以通过多次执行包括将第一反应气体供应到包括间隙G的结构100上和供应第二反应气体的循环，在结构1上形成薄膜2。第一反应气体和第二反应气体可以交替且顺序地供应。该循环可以重复一次或多次，并且随着循环的重复，薄膜2的厚度可以增加。
第一反应气体可以包括含硅源气体。例如，第一反应气体可以是氨基硅烷基含硅源气体，其包括烷基，例如甲基(-CnH2n+1)或乙基(-CnH2n+2)。
第二反应气体可以包括含氮气体。例如，第二反应气体可以是N2,NH3,N2O或NO2中的至少一种，或者它们中的一种或多种的混合物。
当第一反应气体是含硅源气体并且第二反应气体是含氮气体时，薄膜2可以是氮化硅膜(SiN)。
在一些实施例中，可以在用于形成薄膜2的循环的至少一部分期间提供RF功率(参见图10)。通过RF功率激活第二反应气体以引发第一反应气体和第二反应气体之间的反应，可以将薄膜2吸附在结构1上。例如，薄膜2可以通过PEALD形成。
可以调节RF功率的强度、RF频率、过程压力和反应气体供应时间中的至少一个，使得第一反应气体和第二反应气体到达间隙G的下部，以形成薄膜2直到间隙G的下部区域。
参考图3，可以通过将蚀刻气体供应到沉积在图2中的结构1上的薄膜2上来蚀刻薄膜2的一部分。
在一些实施例中，在薄膜2的一部分的蚀刻期间，可以供应RF功率(参见图10)。蚀刻气体可被RF功率激活以蚀刻薄膜2的一部分。在一些实施例中，可以调整RF功率的强度、RF频率、过程压力和反应气体供应时间中的至少一个，以便蚀刻气体仅到达间隙G的上部，蚀刻间隙G的上部上的薄膜2的一部分，并且保持间隙G的下部上的薄膜2不被蚀刻。在其他实施例中，可以调整RF功率的强度、RF频率、过程压力和反应气体供应时间中的至少一个，以便蚀刻气体到达间隙G的下部并蚀刻间隙G的下部以及上部上的薄膜2的一部分。在后一种情况下，由于等离子体活性物质(离子)的平直度，间隙结构1的顶表面T和底表面B上的薄膜2在垂直于包括蚀刻气体成分的活性物质的行进方向的方向上的蚀刻速率将大于间隙结构1的侧表面S上的薄膜2在平行于活性物质的行进方向的方向上的蚀刻速率。此外，间隙结构1的上部区域中的薄膜2直接暴露于等离子体活性物质并具有高蚀刻速率，而间隙结构1的下部区域中的薄膜2的蚀刻速率(例如底表面B上的薄膜2)由于周围结构(例如间隙结构1的侧壁S)引起的屏蔽效应以及由于因活性物质相对较长的迁移距离导致的活性物质的消失而可能相对低于间隙结构1的上部区域中的蚀刻速率。因此，在蚀刻步骤之后，间隙结构1上的薄膜的轮廓可以形成“V”或“U”形，如图3所示。也就是说，间隙G的上部的入口宽度du可以大于间隙G的下部的宽度dl(du>dl)。这可以防止在填充间隙时间隙G的上部区域首先被封闭，从而防止在间隙G内部形成空隙。
蚀刻气体可以包括含氟气体，例如三氟化氮(NF3)。含氟气体可以原位活化或者通过远程供应的RF功率活化，并且薄膜(例如SiN薄膜)的一部分可以通过活化的氟(F)成分蚀刻。在实际实验中，证实了NF3在低频(例如430kHz)和低功率(例如300瓦)RF功率以及低过程压力(例如3托)下被稳定地激活。通常，在低频低功率和低过程压力的等离子体下，尽管活性物质的密度低，但活性物质的平均自由程(MFP)相对较长。因此，在低频低功率等离子体和低过程压力下活化的氟成分可以到达间隙G的底表面B。然而，如上所述，在间隙结构1的下部或底表面B上的薄膜2的情况下，由于因周围结构导致的屏蔽效应以及因等离子体活性物质的长迁移距离导致的活性物质动量的减少和消失，蚀刻速率可能小于间隙结构1上部的薄膜2的蚀刻速率。因此，间隙结构1上的薄膜的形状仍可以形成“V”或“U”形。
此外，在蚀刻步骤中，氟活性物质可以蚀刻薄膜，并将一部分氟活性物质吸附到薄膜的表面，以形成氟封端位点(参见图7(b))。这些氟封端位点在随后的间隙填充过程中充当抑制层(F孵化效应)。如上所述，由于低频低功率等离子体以及低过程压力条件，氟活性物质到达间隙结构1的下部区域，所以除了间隙结构1的上部区域之外，抑制层(即氟封端位点)可以均匀地形成在下部区域和底表面B上(见图7(b))。
因此，该蚀刻步骤具有通过供应蚀刻气体(具体地，氟气)来加宽间隙结构1的上部区域的宽度du的技术效果，同时具有在间隙结构1的下部中也形成抑制层的问题。
为了解决这个问题，即，为了去除在图3的步骤中形成的抑制层，图4示出了供应膜形成促进气体的步骤。
膜形成促进气体可以去除在图3的步骤中形成的抑制层，并且可以形成促进第一反应气体和/或第二反应气体在薄膜2上结合的反应促进层。
在一些实施例中，在去除薄膜2上的抑制层的步骤期间，可以供应RF功率。膜形成促进气体可以被RF功率激活以去除抑制层。
对于无空隙的间隙填充过程，反应促进层优选形成到间隙G的下部。换句话说，优选膜形成促进气体到达间隙G的下部。为此，可以调节RF功率的强度、RF频率、过程压力和膜形成促进气体的供应时间中的至少一个。
膜形成促进气体可以包括含氢气体，例如氢气(H2)。由RF功率激活的氢活性物质(例如氢自由基或氢离子)可以通过与氟抑制层的化学反应产生氟化氢气体(气态HF),以去除作为蚀刻残留物的氟。也就是说，氟封端位点可被去除。
在实际实验中，当氢气(H2)与高频RF功率、高RF功率(例如700瓦)和高过程压力(例如15托)一起供应时，形成稳定的氢等离子体。由于高频和高处理压力，氢活性物质的MFP(平均自由程)缩短。然而，当含氢气体供应时间增加时，由于高RF功率和相对长的供应时间(例如40秒)导致的高离子密度，氢活性物质可以到达间隙结构1的下部和底部B，并且形成在间隙结构1的下部区域中的氟层可被去除。
此外，在含氢气体供应步骤中，氢活性物质可以通过与氟封端位点的化学反应去除氟层，并且一些氢活性物质替换薄膜表面上的氟封端位点以形成氢封端位点(参见图7(c))。通常，因为Si源气体与下部结构表面上的氢封端位点反应形成-Si-N-(或-Si-O-)键并沉积该键，所以当在薄膜2上形成氢封端位点时，这些氢封端位点可以在随后的间隙填充过程中促进Si源分子的结合。因此，这些氢封端位点可以在随后的间隙填充过程中用作反应促进层。如上所述，因为氢活性物质由于高RF功率和相对长的供应时间而到达间隙结构1的下部区域，所以除了间隙结构1的上部区域之外，沉积促进层(即氢封端位点)可以均匀地形成在下部区域和底表面B上(参见图7(c))。
因此，通过供应膜形成促进气体(例如含氢气体)以去除形成在间隙结构1中特别是间隙结构1的下部中的抑制层，并形成反应促进层，该步骤具有在随后的间隙填充过程期间从间隙G的下部区域朝向上部区域以自下而上的间隙填充的形式形成薄膜的技术效果。
此外，该步骤具有去除蚀刻气体杂质(例如氟杂质)的技术效果，当使用沉积-蚀刻-沉积(DED)方法填充间隙结构的内部时，蚀刻气体杂质可能残留在半导体器件的间隙结构中。
此外，该步骤具有通过长时间一起供应含氢气体和氮气来形成稳定的氢等离子体以及通过在高频RF功率和高过程压力下同时向间隙结构的下部和底表面供应氢活性物质来形成反应促进层的技术效果。
然而，当使用该步骤时，不仅在间隙结构的下部和底部产生反应促进层，而且在间隙结构的上部区域也产生反应促进层，因此在随后的间隙填充过程中可能出现薄膜更多地沉积在间隙G的上部区域的问题。
在图5中，可以执行通过在间隙G中形成的薄膜2上供应抑制气体来形成钝化层PL的步骤。
钝化层PL可以形成在薄膜2上，以去除结合到第一反应气体和/或第二反应气体的薄膜2的表面上的反应促进层。例如，可以去除可能结合到第一反应气体的薄膜2上的氢封端位点。因此，当随后使用第一反应气体填充间隙G时，其上形成有钝化层PL的薄膜2将不会结合到第一反应气体，并且第一反应气体将不会吸附在其上。
钝化层PL优选形成在间隙G上部的薄膜2上，如图5中的粗线所示，以去除其上的反应促进层。因为，当如上所述填充间隙5时，填充气体(在这种情况下，第一反应气体和第二反应气体)可以集中在间隙G的上部。因此，当钝化层PL形成在间隙G的上部时，可以消除这种上部集中现象。换句话说，形成在间隙G的上部的钝化层PL可以防止第一反应气体和第二反应气体沉积在间隙G的上部比下部多以封闭间隙G的现象。
在一些实施例中，为了激活抑制气体，可以在供应抑制气体期间供应RF功率。特别地，为了在间隙G的上部形成钝化层，可以向等离子体供应高频功率。此时，抑制气体可以在高频功率下被供应以到达间隙G的上部区域。因为被激活的抑制气体的离子密度在高频功率下增加并且离子的MFP被缩短，所以抑制气体到达的区域可被限制到间隙G的上部区域，并且可以最小化到达间隙G的下部区域的抑制气体的量。
抑制气体可以包括含氮气体，例如氮气(N2)。由RF功率激活的氮活性物质(例如氮自由基或氮离子)可以去除结合到第一或第二反应气体的薄膜2上的反应促进层(例如氢封端位点)。优选地，氮活性物质可以选择性地去除间隙G的上部中的薄膜2上的氢封端位点，从而在随后的间隙填充步骤中抑制间隙G的上部上薄膜的形成。更详细地，氮活性物质可以与氢封端位点发生化学反应，形成氨气(气态NH3)并去除氢封端位点。
此外，在抑制气体供应步骤中，氮活性物质可以通过与氢封端位点化学反应来去除反应促进层，并且其一部分可以取代薄膜表面上的氢封端位点以形成氮封端位点(参见图7(d))。这些氮封端位点可以用作抑制层，该抑制层在随后的间隙填充过程期间防止第一反应气体和/或第二反应气体(例如硅(Si)源分子)的吸附。如上所述，因为离子的MFP由于高频RF功率而缩短，所以氮活性物质到达的区域可被限制在间隙G的上部区域，并且抑制层(即氮封端位点)可以均匀地形成在间隙结构1的上部区域上(参见图7(d))。
在实际实验中，在高频(例如13.56MHz)的RF功率和高RF功率(例如700W)以及高过程压力(例如15托)下，短时间(例如2秒)供应氮等离子体。由于高频、高过程压力条件和短供应时间，氮活性物质的MFP缩短，因此大多数氮活性物质分布在间隙结构1的上部区域。因此，在执行图5的步骤之后，氢封端位点被去除，氮封端位点形成在间隙上部区域的薄膜2上，而氢封端位点保留在间隙下部区域的薄膜2上。
因此，图5的步骤具有在随后的间隙填充过程期间通过在间隙结构中去除间隙上部区域中的反应促进层(其中反应促进层(例如氢封端位点)由图4的步骤均匀地形成)并形成抑制层而形成从间隙下部区域到间隙上部区域的薄膜的技术效果，同时保留间隙下部中的反应促进层。换句话说，由于在间隙的上部区域中形成的抑制层(即钝化层)，可以在随后的间隙填充步骤中防止第一反应气体和第二反应气体在间隙的上部比下部沉积更多且上部首先被封闭的问题。
图6示出了在薄膜2上形成附加薄膜2’以填充间隙G的步骤。例如，可以通过多次执行包括供应第一反应气体的步骤和在薄膜2上供应第二反应气体的步骤的循环来形成附加薄膜2’。第一反应气体和第二反应气体可以交替且顺序地供应。该循环可以重复一次或多次，并且随着循环的重复，薄膜2的厚度可以增加。因为使用相同的反应气体(即第一反应气体和第二反应气体)，所以薄膜2和附加薄膜2’可以包括相同的成分。例如，薄膜2和附加薄膜2’可以是氮化硅膜(SiN)。
可以调节RF功率的强度、RF频率、过程压力和反应气体供应时间中的至少一个，使得第一反应气体和第二反应气体到达间隙G的下部，以形成薄膜2’直到间隙G的下部区域。
当在图6中供应第一反应气体和第二反应气体时，通过图5的步骤在间隙G的上部中的薄膜2上形成钝化层PL。钝化层PL可以去除结合到第一反应气体的薄膜2上的反应促进层(例如氢封端位点)，从而抑制在间隙G的上部的薄膜2上形成附加薄膜。如上所述，当间隙G被填充时，填充气体(例如第一反应气体)可以集中在间隙G的上部，并且因为钝化层PL已经去除了薄膜2上的反应促进层，所以抑制第一反应气体在间隙G的上部中的薄膜2上的吸附。此外，如上所述，第一反应气体和/或第二反应气体可以到达间隙G的下部。因此，如图6所示，附加薄膜2’可以在间隙G的下部比上部沉积得更厚。
这样，由于蚀刻气体的蚀刻步骤和在间隙G的上部形成的钝化层PL，在图6的间隙填充过程期间，间隙G的上部的入口宽度可以保持大于间隙G的下部的宽度，从而防止间隙G的上部区域首先被封闭的现象。因此，根据本方法，间隙G可以被填充而不会形成空隙或缝隙。
在一些实施例中，在对间隙结构执行图2至图5的步骤之后，可以通过图6的步骤填充间隙。然而，在其他实施例中，可以重复至少两次图2至图6的步骤的组循环，直到间隙被填充。
图7是示意性示出根据实施例的衬底处理方法的示例的截面图。在下文中，将在第一反应气体包括Si源气体、第二反应气体包括含氮气体、蚀刻气体包括含氟气体以及抑制气体包括含氮气体的前提下进行描述。在下文中，这里将不给出实施例的重复描述。
图7(a)示出了在包括间隙G的结构1上形成薄膜2的第一步骤。更详细地，可以通过原子层沉积方法形成SiN膜2，同时交替并顺序地供应作为第一反应气体的含硅前体和作为第二反应气体的含氮气体。
图7(b)示出了通过供应含氟气体(例如三氟化氮(NF3))作为蚀刻气体来蚀刻形成在间隙结构1的表面上的SiN膜2的第二步骤。在薄膜2的一部分的蚀刻期间，可以供应RF功率。含氟气体在反应空间中被RF功率活化和分解，并且活化的氟活性物质(例如氟自由基)可以蚀刻SiN薄膜2。此时，如上所述，由于间隙结构1的侧壁导致的屏蔽效应，间隙结构1的下部区域中的SiN薄膜2可以具有比结构1的上部区域中的SiN薄膜2相对更低的蚀刻速率。因此，间隙结构1的上部区域中的SiN薄膜2比间隙结构1的下部区域中的SiN薄膜2被蚀刻得更多，使得间隙G的上部区域的宽度可以大于间隙G的下部区域的宽度。换句话说，通过第二步骤，间隙结构1的上宽度可以更大。这可以防止在填充间隙时间隙G的上部区域首先被封闭，从而防止在间隙G内部形成空隙。
此外，如图7(b)所示，在蚀刻SiN薄膜之后剩余的氟活性物质部分地吸附在SiN薄膜的表面上以形成氟封端位点，或者可以保留在间隙结构1的表面上，同时与SiN薄膜的表面形成弱悬挂键。这些氟封端位点在随后的间隙填充过程中用作抑制层。如上所述，在低频(例如430kHz)的RF功率和低功率(例如300瓦)和低过程压力(例如3托)下激活的氟活性物质可以到达间隙G的底表面。因此，如图7(b)所示，氟封端位点可以均匀地形成在间隙结构1的下部区域和底表面以及上部区域上。
图7(c)示出了通过供应含氢气体作为膜形成促进气体来去除间隙结构1的SiN薄膜2的表面上的氟抑制层(即残留氟)的第三步骤。可以在去除SiN薄膜2上的残留氟的同时提供RF功率。从图7(c)中可以看出，通过与由RF功率激活的氢活性物质(例如氢自由基、氢离子等)发生化学反应，残留氟(氟封端位点)可被还原成氟化氢气体(HF(g))，并被去除。氢活性物质可以部分吸附在SiN薄膜2的表面上，同时去除氟封端位点。吸附在SiN薄膜2的表面上的氢可以用作氢封端位点，其是在随后的间隙填充步骤期间第一反应气体和/或第二反应气体被吸附的活性区域。如上所述，在间隙填充过程中，优选从间隙的下部沉积薄膜。因此，优选的是，氢活性物质到达间隙G的下部，使得氢封端位点形成至间隙G的底表面。为此，可以调节RF功率的强度、RF频率、过程压力和含氢气体供应时间中的至少一个。在本实施例中，含氢气体在高功率RF功率和相对长的含氢气体供应时间下被活化。因此，如图7(c)所示，除了间隙结构1的上部区域之外，氢封端位点可以均匀地形成在下部区域和底表面中。
然而，当执行该第三步骤时，在间隙结构1的上部区域中也产生氢封端位点，这可能导致在填充间隙期间薄膜更多地沉积在间隙G的上部区域上的问题。
图7(d)示出了通过供应氮气作为抑制气体来去除吸附在SiN薄膜2表面上的氢封端位点的第四步骤。可以在去除SiN薄膜2上的氢封端位点的同时提供RF功率。从图7(d)中可以看出，通过与由RF功率激活的氮活性物质进行化学反应，氢封端位点可被还原成氨气(气态NH3),并被去除。特别地，氮可以仅到达间隙结构1的上部区域，并去除吸附在其中的SiN薄膜2的表面上的氢封端位点。为此，可以调整RF功率的强度、RF频率、过程压力和含氮气体供应时间中的至少一个。例如，含氮气体可以在低RF功率或高RF频率、高过程压力和短供应时间的条件下被激活，使得氮活性物质集中在间隙G的上部区域。如图7(d)中可见，与间隙结构1的上部区域相比，相对更多的氢封端位点可以保留在间隙结构1的下部区域中，氮封端位点可以形成在间隙结构1的上部区域中。由于这种构造，当间隙被填充时，第一反应气体和第二反应气体可以集中沉积在间隙的下部而不是上部。
图8示出了在图7的第四步骤之后根据间隙结构1的位置的不同形状的薄膜部件。
图8示出了由于氮等离子体处理(N2处理)效应，SiN键形成在间隙结构1上部的薄膜2的表面上，并且由于氢等离子体处理(H2处理)效应，SiNH键形成在间隙结构1下部的薄膜2的表面上。
如上所述，因为Si源气体与下部结构表面上的氢封端位点反应，形成-Si-N-键并沉积，所以氢封端位点可以促进Si源分子的键合。因此，在随后的间隙填充步骤(第五步骤)期间，间隙上部中薄膜的沉积速率将小于间隙下部中薄膜的沉积速率，因此存在自下而上的间隙填充过程成为可能的技术效果。
再次回到图7，图7(e)示出了在填充间隙G的同时沉积SiN薄膜2的第五步骤。更详细地，可以在已经在其上执行了第一至第四步骤的SiN薄膜2上交替并顺序地供应第一反应气体(在这种情况下，Si源气体)和第二反应气体(在这种情况下，氮气)的同时执行沉积附加薄膜的第五步骤。可以调节RF功率的强度、RF频率、过程压力和反应气体供应时间中的至少一个，使得第一反应气体和第二反应气体到达间隙G的下部并形成薄膜2直到间隙G的下部区域。
在前面的步骤(第四步骤)中，通过供应含氮气体作为抑制气体，可以吸附第一反应气体(Si源气体)的氢封端位点从间隙G的上部区域去除，而相对大量的氢封端位点保留在间隙G的下部区域。因此，更多的Si分子可被吸附到间隙G的下部区域中的SiN薄膜2的表面。此后，可以在供应第二反应气体(含氮气体)的同时从间隙G的下部区域沉积SiN薄膜2。这样，可以通过Si源气体和含氮气体之间的化学反应形成SiN薄膜2，同时顺序并交替地供应Si源气体和含氮气体。根据一实施例，含氮气体可被RF功率激活，并被供应以通过等离子体原子层沉积来形成SiN薄膜2。
可以通过在重复第五步骤的同时进一步沉积SiN薄膜2来填充间隙G。如图7(e)所示，在间隙填充过程中，间隙G上部的入口宽度可以保持大于间隙G下部的宽度。当在填充间隙G的同时间隙G上部的入口宽度小于间隙G下部的宽度时，另外执行第二至第四步骤以增加间隙G的上部的宽度。图7(f)示出了第六步骤，其中重复执行第二至第五步骤。如图7(f)所示，至少一次重复第二步骤至第五步骤的组步骤(即第六步骤)可以重复直到间隙G被填充。在一些实施例中，第二步骤至第四步骤和第五步骤可以一定比率重复。例如，可以配置和重复其中第二步骤至第四步骤重复一次而第五步骤重复5次的第六步骤。作为另一示例，可以配置其中第二步骤至第四步骤重复一次而第五步骤重复10次的第六步骤，或者可以配置其中第二步骤至第四步骤重复一次而第五步骤重复20次的第六步骤。因此，由于薄膜的部分蚀刻而加宽间隙结构的上部，重复执行氢处理、氮处理和薄膜形成，以无空隙地填充间隙。通过加宽间隙结构的上部，在间隙的下部产生氢封端位点，并周期性地在间隙的上部产生氮封端位点，具有更有效地防止薄膜更多地沉积在间隙的上部的技术效果。
图9是示出根据实施例的衬底处理方法的流程图。图10是示出根据实施例的衬底处理方法的视图。参照图9和图10，使用第一反应气体、第二反应气体、蚀刻气体、膜形成促进气体、抑制气体和吹扫气体来处理衬底。在下文中，将在第一反应气体包括Si前体、第二反应气体包括含氮气体、蚀刻气体包括含氟气体、膜形成促进气体包括含氢气体、抑制气体包括含氮气体以及吹扫气体包括含氮气体的前提下进行描述。在下文中，这里将不给出实施例的重复描述。
第一步骤901：首先，可以执行通过在包括间隙的结构上供应第一反应气体和第二反应气体来形成薄膜的第一步骤。更详细地，在结构上形成薄膜的第一步骤可以通过多次执行第一循环来执行，该第一循环包括在包括间隙的结构上供应第一反应气体(在这种情况下是Si前体)、供应第二反应气体(在这种情况下是N2)、供应RF功率和吹扫残留物。第一循环可以重复一次或多次(即a≥1)，并且第一薄膜2的厚度可以随着第一循环的重复而增加。在这种情况下，因为第一反应气体是含硅源气体，第二反应气体是含氮气体，所以可以形成氮化硅层(SiN)。可以调节RF功率的强度、RF频率、过程压力和反应气体供应时间中的至少一个，使得第一反应气体和第二反应气体到达间隙的下部，以形成薄膜直到间隙的下部区域。例如，RF功率的强度可以是700W，并且RF频率可以是13.56MHz。
Si源气体可以是由氮和烷基(CnH2n+1或CnH2n+2)构成的氨基硅烷气体，比如二异丙基氨基硅烷(DIPAS)气体。在这种情况下，吸附到包括间隙的结构的Si源气体可以是其中构成元素之间的结合结构被破坏的Si源分子碎片，或者单独的Si、碳、氮和氢元素，或者相应元素的混合物。吸附到结构上的该Si源气体可以是弱键的混合物，该弱键由比化学键弱的物理键构成。Si源气体可被吸附到间隙结构上，并与间隙结构表面上的H-封端位点反应，以形成-Si-N-化学键。N2气体是吹扫气体，第二反应气体也是吹扫气体，并且反应副产物可以通过N2吹扫气体从反应空间中被吹扫和去除。
第二步骤902：可以执行向在第一步骤中沉积在结构上的薄膜供应蚀刻气体的第二步骤。更详细地，蚀刻薄膜的一部分的第二步骤可以通过多次执行第二循环来执行，该第二循环包括在薄膜上供应蚀刻气体(在这种情况下为NF3)、供应RF功率和吹扫残留物。第二循环可以重复一次或多次(即b≧1)，并且薄膜的蚀刻量可以随着第二循环的重复而增加。如上所述，通过该步骤，间隙上部的入口宽度可以大于间隙下部的宽度。
如上所述，在实际实验中，证实了NF3在低频(430kHz)和低功率(300瓦)的RF功率下以及在低过程压力(3托)下被稳定地激活。也就是说，在第二步骤期间供应的RF功率的强度p1小于在第一步骤和第三步骤至第五步骤期间供应的RF功率的强度p2(即p1<p2)，并且在第二步骤期间供应的RF频率的强度f1可以小于在第一步骤和第三步骤至第五步骤期间供应的RF频率的强度f2(即f1<f2)。在本实施例中，第二步骤在这些条件下进行20秒(即t5＝20秒)。因为氟活性物质由于低频低功率等离子体和低过程压力条件而到达间隙结构的下部区域，所以除了间隙结构的上部区域之外，氟封端位点还可以均匀地形成在下部区域和底部表面中。
第三步骤903：可以执行将膜形成促进气体供应到已经执行了第二步骤的薄膜上的第三步骤。更详细地，形成促进第一反应气体或第二反应气体在薄膜上的结合的反应促进层的第三步骤可以通过多次执行第三循环来执行，该第三循环包括在薄膜上供应膜形成促进气体(在这种情况下是H2气体)、供应RF功率和吹扫残留物。第三循环可以重复一次或多次(即c≥1),以充分去除薄膜上的氟封端位点。
如上所述，在实际实验中，证实了当氢气(H2)与高频(13.56MHz)和高功率(700瓦)的RF功率以及高过程压力(15托)一起供应时，形成稳定的氢等离子体。由于高频率和高过程压力，氢活性物质的MFP缩短，但含氢气体的供应时间足够(在这种情况下，t7＝40秒)以允许氢活性物质到达间隙结构的下部和底部，并去除形成在其上的氟层。即，为了使膜形成促进气体(H2气体)到达间隙的下部，第三循环的RF功率供应时间t7可以大于第一循环、第二循环、第四循环和第五循环的RF功率供应时间t3、t5、t9和t13。
第四步骤904：接下来，可以执行向间隙的上部供应抑制气体的第四步骤。更详细地，在间隙上部的薄膜上形成钝化层的第四步骤可以通过多次执行第四循环来执行，该第四循环包括在间隙的上部供应抑制气体(在这种情况下为N2气体)、供应RF功率和吹扫残留物。第四循环可以重复一次或多次以形成钝化层(即d≥1)。
当供应作为抑制气体的氮气时，高频和高功率的RF功率以及高过程压力被施加到反应空间以产生氮自由基。由于高频和高过程压力条件，氮自由基的MFP很短，因此到达区域可被限制在间隙的上部区域。氮气被供应相对短的时间(在这种情况下，t9＝2秒)，因为当氮气被供应足够长的时间时，氮气可能到达间隙的下部区域。也就是说，在第四循环中供应的RF功率可以是高频功率，并且其供应时间可以比在第一循环至第三循环和第五循环中供应的RF功率的供应时间短(t9<t3、t5、t7和t13)。因此，抑制气体可以去除在间隙上部的薄膜上形成的氢封端位点。
第五步骤905：接下来，可以执行通过在薄膜上供应第一反应气体和第二反应气体来形成附加薄膜的第五步骤。更详细地，形成附加薄膜的第五步骤可以通过多次执行第五循环来执行，该第五循环包括在薄膜上供应第一反应气体、供应第二反应气体、供应RF功率和吹扫残留物。当执行第五步骤时，可以填充间隙，同时在已经执行了第一至第四步骤的薄膜上形成附加薄膜。优选的是，在其上执行第一至第四步骤的薄膜和附加薄膜具有相同的膜质量。Si源气体与下部结构的表面上的H-封端位点反应以形成-Si-O-化学键并沉积该化学键。因为在间隙上部的薄膜上的H-封端位点在第四步骤中被去除，所以在第五步骤中供应的Si源气体从间隙的中部和下部沉积。当供应作为第二反应气体的含氮气体时，RF功率被施加到反应空间以形成氮自由基，并且氮自由基可以到达间隙的中部和下部以在那里形成附加膜。
第四循环可以重复一次或多次从而以自下而上的方式填充间隙(即e≥1)。
第六步骤906：可以执行重复执行第二步骤902至第五步骤905的第六步骤。第六步骤906可以重复多次(f次)直到填充间隙G(即f≥1)。第二步骤到第四步骤和第五步骤可以一定比率重复。例如，第二步骤至第四步骤和第五步骤(x次:y次)的重复率(b＝c＝d:e)可以1:5或1:10或1:20的比率重复多次(f次),并且可以自下而上的方式填充间隙。通过加宽间隙结构的上部，在间隙的下部产生氢封端位点，并以这种方式周期性地在间隙的上部产生氮封端位点，可以更有效地防止薄膜更多地沉积在间隙的上部的现象。
下面的表1示出了执行图10的上述实施例的实验条件的示例。
[表1]
Figure BDA0003717431930000171
Figure BDA0003717431930000181
在表1中，硅烷、氨基硅烷和碘代硅烷中的至少一种可以用作Si源。例如，可以使用至少一种基于TSA的混合物，比如TSA,(SiH3)3N；DSO,(SiH3)2；DSMA,(SiH3)2NMe；DSEA,(SiH3)2NEt；DSIPA,(SiH3)2N(iPr)；DSTBA,(SiH3)2N(tBu)；DEAS,SiH3NEt2；DTBAS,SiH3N(tBu)2；BDEAS,SiH2(NEt2)2；BDMAS,SiH2(NMe2)2；BTBAS,SiH2(NHtBu)2；BITS,SiH2(NHSiMe3)2；DIPAS；SiH3N(iPr)2；TEOS,Si(OEt)4；SiCl4；HCD,Si2Cl6；3DMAS,SiH(N(Me)2)3；BEMAS,Si H2[N(Et)(Me)]2；AHEAD,Si2(NHEt)6；TEAS,Si(NHEt)4；Si3H8；DCS,SiH2Cl2；SiHI3；SiH2I2；TSA(三甲硅烷基胺)和三聚体三甲硅烷基胺，或其衍生物和基团，或者其混合物。作为反应气体的含氮气体可以是N2,NH3,N2O或NO2中的至少一种，或者它们中的一种或多种的混合物。
在上述实施例中，氮化硅膜被呈现为实施例，但本公开不限于此。例如，当在供应第二反应气体的步骤中供应含氧气体而不是含氮气体时，可以形成氧化硅膜，然后，可以通过用氢气和氮气处理来执行没有空隙的氧化硅膜间隙填充过程。
此外，应当注意，本公开不限于上述实施例。例如，尽管上述实施例是在500度或更高的高温下实施的，但其不限于此，并且可以在低温或其他温度范围内实施。
图11A、B和C是分别示出根据一实施例的通过传统沉积-蚀刻-沉积(DED)方法的间隙填充过程的结果、通过传统沉积-蚀刻-H2等离子体处理-沉积(DEHD)方法的间隙填充过程的结果以及通过沉积-蚀刻-H2等离子体处理-氮等离子体处理-沉积(DEHND)方法的间隙填充过程的结果的视图。
图11(a)示出了通过DED方法填充间隙的状态，其中在间隙结构上沉积SiN薄膜(图10中的第一步骤)，使用NF3气体执行蚀刻(图10中的第二步骤)，并且再次重复沉积(图10中的第五步骤)。因为使用NF3气体进行蚀刻，所以间隙上部区域的宽度变宽，而吸附在薄膜表面上的氟元素抑制SiN薄膜的沉积，所以膜生长速率低。从图11A可以看出，薄膜的厚度
Figure BDA0003717431930000191
明显小于DEHD过程结果(图11B)和DEHND过程结果(图11C)的薄膜厚度。这样，因为在DED方法的情况下，在蚀刻过程之后立即进行沉积过程，所以氟成分可能残留在薄膜的表面上，并且在蚀刻过程之后的后续沉积过程期间，膜的生长速率可能降低，从而降低每小时的生产率。
图11B示出了通过DEHD方法填充间隙的状态，该DEHD方法重复在间隙结构上沉积SiN薄膜(图10中的第一步骤)、使用NF3气体执行蚀刻(图10中的第二步骤)、执行氢等离子体处理(图10中的第三步骤)和沉积(图10中的第五步骤)。如参照图7所述，氢元素可以去除吸附在薄膜表面上的氟封端位点，并且吸附在薄膜表面上以形成氢封端位点，并且氢封端位点可以用作Si元素的键合位点。因此，存在薄膜的生长速率大于图11A的方法(即DED方法)的技术效果。从图11B中可以看出，由DEHD过程形成的薄膜的厚度(
Figure BDA0003717431930000193
到
Figure BDA0003717431930000192
)可以大于DED过程结果的薄膜厚度(图11A)。然而，由于薄膜的快速生长，间隙结构的上部首先封闭，因此，在间隙结构的下部形成空隙。
图11C示出了通过DEHND方法填充间隙的状态，该方法重复在间隙结构上沉积SiN薄膜(图10中的第一步骤)、使用NF3气体执行蚀刻(图10中的第二步骤)、执行氢等离子体处理(图10中的第三步骤)、执行氮等离子体处理(图10中的第四步骤)和沉积(图10中的第五步骤)。如上所述，可以在使用氢等离子体去除吸附到薄膜表面的氟封端位点的同时形成氢封端位点，然后可以使用氮等离子体在间隙结构的上部区域中形成氮封端位点。氮封端位点可以作为抑制层，其抑制Si源分子的吸附。另一方面，氢封端位点仍保留在间隙结构的下部区域中，以促进Si源分子的吸附，因此沉积速率可以大于间隙结构的上部区域中的沉积速率。也就是说，通过执行氮等离子体处理，存在根据氢处理选择性地控制薄膜的过度生长速率的技术效果，这取决于间隙结构中的位置。在这种情况下，因为间隙结构的上部区域中薄膜的沉积速率小于间隙结构的下部区域中薄膜的沉积速率，所以存在不形成空隙并且间隙被填充的技术效果。实际上，比较图11的B和C，可以看出，间隙结构的上部区域中的薄膜厚度在图11的B中大于在C中，并且间隙结构的下部区域中的薄膜厚度在图11的C中大于在B中。此外，通过氢等离子体处理，通过去除薄膜中的氟杂质并同时提高间隙填充率，具有提高每小时生产率的额外技术效果。
图12是示出二次离子质谱(SIMS)分析结果的视图，示出了在图11A的DED过程和图11B的DEHD过程期间薄膜内部的成分。
图12A的下视图示出了由DED过程产生的结构，上视图示出了由DED过程产生的结构的SIMS分析结果。更详细地，图12A的下视图示出了已经沉积和蚀刻在衬底100上的薄膜(第一沉积+蚀刻膜)120和沉积在薄膜120上的薄膜(第二沉积膜)120’。
图12B的下视图示出了由DEHD过程产生的结构，上视图示出了由DEHD过程产生的结构的SIMS分析结果。更详细地，图12B的下视图示出了已经在衬底100上沉积、蚀刻和氢处理的薄膜(第一沉积+蚀刻+H2处理膜)121和沉积在薄膜121上的薄膜(第二沉积膜)121’。
比较图12A和B的曲线图，可以看出氟成分在已经在图12A的DED过程期间沉积和蚀刻的薄膜(第一沉积+蚀刻膜)的表面上(例如图3中的薄膜2和图12中的薄膜120)(箭头①)，但如图12B所示，当在沉积和蚀刻过程之后的DEHD过程期间进行氢处理时，薄膜(第一沉积膜+蚀刻+H2处理膜)(例如图4的薄膜2和图12的薄膜121)的表面上的氟成分大大减少(箭头②)。图12B中箭头①所示的虚线曲线是为了理解和比较而添加的假设分布曲线，表示当不进行氢处理时残留在薄膜表面上的氟成分的分布，并且对应于图12A中箭头①所示的曲线。
因为图12的过程是在500度或更高的高温下执行的，所以由于扩散导致的氟成分可能残留在薄膜120或121内部。然而，证实了薄膜120或121表面上的氟成分可以通过氢处理去除。
应当理解，附图的每个部分的形状是为了清楚理解本公开而说明的。应当注意，这些部分可被修改成除了所示形状之外的各种形状。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
应该理解，这里描述的实施例应该被认为仅仅是描述性的，而不是限制性的。每个实施例中的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。虽然已经参照附图描述了一个或多个实施例，但本领域普通技术人员将会理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种衬底处理方法，包括：
第一步骤，通过多次执行包括在包括间隙的结构上供应第一反应气体和供应第二反应气体的第一循环来在该结构上形成薄膜；
第二步骤，通过将含氟气体供应到薄膜上来蚀刻薄膜的一部分；
第三步骤，将含氢气体供应到薄膜上；
第四步骤，向间隙的上部供应抑制气体；以及
第五步骤，通过多次执行包括供应第一反应气体和在薄膜上供应第二反应气体的第二循环来形成薄膜。
2.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，在所述第二步骤期间，所述间隙的上部中的薄膜的蚀刻速率大于间隙的下部中的薄膜的蚀刻速率。
3.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，在所述第三步骤期间供应的含氢气体去除在所述第二步骤期间形成在所述薄膜的表面上的氟封端位点。
4.如权利要求3所述的衬底处理方法，其中，在所述第三步骤期间供应的含氢气体到达所述间隙的下部。
5.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，在所述第四步骤期间供应的抑制气体去除结合到所述第一反应气体或所述第二反应气体的薄膜上的氢封端位点。
6.如权利要求5所述的衬底处理方法，其中，在所述第四步骤期间供应的抑制气体去除所述间隙的上部中的薄膜上的氢封端位点，从而抑制在所述第五步骤期间在间隙的上部中薄膜的形成。
7.如权利要求6所述的衬底处理方法，其中，所述抑制气体包括含氮气体，并且在所述第四步骤之后，在所述间隙的上部中的薄膜上形成氮封端位点，并且在间隙的下部中的薄膜上保留氢封端位点。
8.如权利要求7所述的衬底处理方法，其中，重复执行所述第二步骤、第三步骤、第四步骤和第五步骤，直到所述间隙被填充。
9.如权利要求8所述的衬底处理方法，其中，在填充所述间隙期间，间隙上部的入口宽度保持大于间隙下部的间隙宽度。
10.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述抑制气体的供应时间小于所述第一反应气体、第二反应气体、含氟气体和含氢气体的供应时间。
11.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，
在所述第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤和第五步骤期间供应RF功率，并且
在第二步骤期间供应的RF功率的强度小于在第一步骤、第三步骤和第四步骤期间供应的RF功率的强度。
12.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，
在所述第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤和第五步骤期间供应RF功率，并且
在第二步骤期间供应的RF频率小于在第一步骤、第三步骤和第四步骤期间供应的RF频率。
13.一种衬底处理方法，包括：
第一步骤，通过多次执行包括在包括间隙的结构上供应第一反应气体、供应第二反应气体、供应RF功率和吹扫残留物的第一循环来在该结构上形成薄膜；
第二步骤，通过多次执行包括在薄膜上供应蚀刻气体、供应RF功率和吹扫残留物的第二循环来蚀刻薄膜的一部分；
第三步骤，通过多次执行包括向薄膜供应膜形成促进气体、供应RF功率和吹扫残留物的第三循环来在薄膜上形成反应促进层，以促进第一反应气体或第二反应气体的结合；
第四步骤，通过多次执行包括向间隙的上部供应抑制气体、供应RF功率和吹扫残留物的第四循环来在间隙的上部中的薄膜上形成钝化层；以及
第五步骤，通过多次执行包括将第一反应气体供应到薄膜上、供应第二反应气体、供应RF功率和吹扫残留物的第五循环来形成附加薄膜。
14.如权利要求13所述的衬底处理方法，其中，在所述第三循环中供应的RF功率是高频高功率，并且供应的时间比在所述第一循环、第二循环、第四循环和第五循环中供应的RF功率的供应时间长，使得所述膜形成促进气体到达所述间隙的下部。
15.如权利要求13所述的衬底处理方法，其中，在所述第四循环中供应的RF功率是高频功率，并且其供应时间比在所述第一循环至第三循环和第五循环中供应的RF功率的供应时间短。
16.一种衬底处理方法，包括：
第一步骤，在包括间隙的结构上形成薄膜；
第二步骤，将含氟气体供应到薄膜上以蚀刻薄膜的一部分，其中，在间隙的上部中的薄膜的蚀刻速率大于在间隙的下部中的薄膜的蚀刻速率；
第三步骤，将含氢气体供应到薄膜上，以去除在第二步骤期间在薄膜的表面上形成的氟封端位点；
第四步骤，将含氮气体供应到薄膜上，以去除在第三步骤期间在薄膜的表面上形成的氢封端位点的一部分；以及
第五步骤，在已经执行了第二至第四步骤的薄膜上沉积附加薄膜。
17.如权利要求16所述的衬底处理方法，其中，
在所述第三步骤期间供应的含氢气体到达所述间隙的下部，以在间隙的下部中的薄膜的表面上形成氢封端位点，并且
在间隙的下部中的薄膜的表面上形成的氢封端位点用作反应促进层，其促进在所述第五步骤期间供应的反应气体的结合。
18.如权利要求16所述的衬底处理方法，其中，所述第四步骤包括：
将含氮气体供应到所述间隙的上部上，以去除在间隙上部中的薄膜表面上形成的氢封端位点。
19.如权利要求18所述的衬底处理方法，其中，
在所述第四步骤期间供应的含氮气体在间隙上部中的薄膜表面上形成氮封端位点，并且
在间隙上部中的薄膜表面上形成的氮封端位点可以用作抑制层，其抑制在所述第五步骤期间供应的反应气体的结合。
20.如权利要求18所述的衬底处理方法，其中，在所述第五步骤期间，所述间隙的上部的薄膜沉积速率小于间隙的下部的薄膜沉积速率。
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