在此公开用于将一层耐火金属层溅射到设置在基板上的阻挡层上的系统和方法。在一或多个实施方式中，在集成电路中溅射沉积钨结构的方法包括以下步骤：将基板移动到等离子体处理腔室中，且移动到与溅射靶材组件相对的基板支撑件上，溅射靶材组件包含具有不超过10ppm的碳和不超过10ppm的氧作为杂质存在的钨靶材；将氪气流入等离子体处理腔室；和将氪气激发成等离子体，以通过溅射而在由基座所支撑的基板的材料层上沉积钨膜层。在一些实施方式中，靶材组件进一步包括钛背板和设置在钛背板与钨靶材之间的铝粘合层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钨膜的低电阻率物理气相沉积的系统和方法
本公开内容的实施方式一般涉及基板处理系统。
技术介绍
现代集成电路的导电互连层通常具有非常精细的间距和高的密度。最终形成集成电路的金属互连层的前驱物金属膜中的单个小缺陷可能被定位成严重损害集成电路的操作完整性。集成电路的金属膜通常通过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)而形成。一种PVD方法使用DC磁控管设备，例如，如可从加州的应用材料公司所取得的系统。在上述类型的DC磁控管设备中，金属或金属合金靶材的离子轰击使靶材材料的原子或分子被溅射到基板上。虽然PVD系统可产生具有相对低缺陷密度的高质量金属膜，但是本专利技术人在此已经观察到可通过这样的系统实现的位线小型化的程度在很大程度上由金属膜的电阻率所决定。
技术实现思路
在此公开用于将一层耐火金属层溅射到设置在基板上的阻挡层上的系统和方法。在一或多个实施方式中，在集成电路中溅射沉积钨结构的方法包括以下步骤：将基板移动到等离子体处理腔室中，且移动到与溅射靶材组件相对的基板支撑件上，溅射靶材组件包含具有不超过10ppm的碳和不超过10ppm的氧作为杂质存在的钨靶材；将氪气流入等离子体处理腔室；及将氪气激发成等离子体，以通过溅射而在由基座所支撑的基板的材料层上沉积钨膜层。在一些实施方式中，靶材组件进一步包括钛背板和设置在钛背板与钨靶材之间的铝粘合层。在一些实施方式中，根据与本公开内容一致的一或多个实施方式的用于在等离子体处理腔室中使用的靶材包括：溅射靶材组件，包含具有不超过5ppm的碳和不超过10ppm的氧作为杂质存在的钨靶材。根据与本公开内容一致的一或多个实施方式而构造的等离子体处理腔室包含：溅射靶材组件，包含具有不超过10ppm的碳和不超过10ppm的氧作为杂质存在的钨靶材，钨靶材具有与处理区域接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面。等离子体处理腔室进一步包括：基板支撑件，具有设置在钨靶材的下方的基板接收表面；DC电源，耦接到钨靶材；RF电源，耦接到基板支撑件；及磁控管，设置邻近于钨靶材的第二表面，磁控管包括：外磁极，包含多个磁体；及内磁极，包含多个磁体，其中外磁极和内磁极形成闭环磁控管组件，且其中外磁极和内磁极各自产生磁场。在一实施方式中，靶材组件进一步包括钛背板和设置在钛背板与钨靶材之间的铝粘合层。额外的实施方式和特征部分地在随后的实施方式中阐述，且部分地将对于本领域技术人员在审查说明书时将变得显而易见，或可通过实施所公开的实施方式而习得。所公开的实施方式的特征和优点可通过在说明书中所描述的手段、组合和方法来实现和获得。附图说明可通过参考说明书的剩余部分和附图来实现对所公开的实施方式的本质和优点的进一步理解。附随的附图仅显示与所附随的公开内容一致的示例性实施方式，且不应被认为是限制性的，因为本公开内容可允许其他同等有效的实施方式。图1A显示根据本公开内容的一或多个实施方式的具有改进的性质的DRAM存储器中的动态存储单元的电路图。图1B显示根据本公开内容的一或多个实施方式的可应用于图1A的DRAM单元的栅电极堆叠，栅电极堆叠包括通过沉积低电阻率的钨薄膜而形成的特征。图2显示根据本公开内容的一或多个实施方式的通过沉积低电阻率的钨薄膜在基板上形成特征的方法的处理图。图3显示根据本公开内容的一或多个实施方式的具有用于形成电路结构的多腔室的平台系统，电路结构包括通过在基板上薄膜沉积钨而形成的特征。图4A显示根据本公开内容的实施方式的等离子体处理腔室的截面图。图4B描绘根据本公开内容的实施方式的腔室的等角视图。图5描绘根据本公开内容的一或多个实施方式的用于在通过沉积低电阻率的钨薄膜而在基板上形成特征中使用的磁控管的一部分的顶视图。图6描绘根据本公开内容的一或多个实施方式的用于在通过沉积低电阻率的钨薄膜而在基板上形成特征中使用的替代磁控管的一部分的顶视图。图7是描绘根据与本公开内容一致的实施方式的通过溅射而获得的薄膜钨层的电阻率和厚度之间的关系的图形表示。为促进理解，尽可能使用相同的附图标记来表示附图中共同的相同元件。附图是未按比例而绘制的，且为了清楚起见可被简化。此外，一个实施方式的元件和特征可有利地并入在与本公开内容一致的其它实施方式中，而无需进一步详述。具体实施方式与本公开内容一致的实施方式通常提供包括一或多个低电阻率特征的结构，一或多个低电阻率特征由薄膜耐火金属所形成，诸如(例如)钨，如可在栅电极堆叠或在位线结构中所实现的，且包括其形成的方法和设备。通过例子，根据本公开内容的实施方式所形成的栅电极堆叠结构可为存储器型半导体装置，诸如DRAM型集成电路。现转到图1A，显示有诸如可在DRAM存储器中使用的一个晶体管单元的电路图。适于根据本公开内容的修改的晶体管存储单元的另一例子描述于Cao等人于2014年2月13日公开，且转让给加州圣克拉拉市的应用材料公司的美国申请案公开号第2014/00420151号中。图1A中所示的晶体管存储单元包含储存电容10和选择晶体管20。选择晶体管20形成为场效应晶体管，且具有第一源/漏电极21和第二源/漏电极23，在第一源/漏电极21和第二源/漏电极23之间布置有有源区22。在有源区22的上方是栅极绝缘层或介电层24和栅电极25，它们一起作用如板电容，且可影响在有源区22中的电荷密度，以形成或阻挡在第一源/漏电极21和第二源/漏电极23之间的电流传导通道。选择晶体管20的第二源/漏电极23经由连接线14而连接到储存电容10的第一电极11。储存电容10的第二电极12接着连接到电容板15，电容板15可共享于DRAM存储单元布置的储存电容。选择晶体管20的第一源/漏电极21还连接到位线16，以可写入和读出以电荷形式储存在储存电容10中的信息。写入或读出操作经由连接到选择晶体管20的栅电极25的字线17而控制。写入或读出操作通过施加电压以在有源区22中产生电流传导通道在第一源/漏电极21和第二源/漏电极23之间而发生。不同类型的电容可用作诸如沟槽电容、堆叠电容和平面电容的DRAM型存储单元中的储存电容10。随着DRAM型存储单元不断增加的小型化和沟槽电容不断降低的截面，电路(如，DRAM型存储单元的MOS装置)的RC时间常数的减少变得有益。RC时间常数是与通过电阻对电容充电至完全充电的百分比，或将电容放电至一小段的初始电压相关联的时间。RC时间常数等于电路电阻和电路电容的乘积。栅电极是电路电阻的一个贡献者。因此，减小DRAM型存储单元中的MOS装置的RC时间常数的一种方式可为降低栅电极的电阻。图1B说明可用于DRAM型存储单元(诸如图1A中的选择晶体管20)中的MOS装置20B的栅电极堆叠25B的实施方式。诸如MOS装置20B的半导体装置形成在基板30上。基板可由诸如硅、锗等的任何类型的半导体材料所形成。MOS装置20B包括在基板30上的源极区域21B和漏极区域23B。源极区域21B和漏极区域23B可通过使用传统的掺杂技术掺杂基板30而形成。栅电极堆叠25B的下方的区域可为基板30的轻掺杂区域22B，其中掺杂剂具有与用以形成源极区域21B和漏极区域23B的掺杂剂不同的导电性。另外，浅沟槽绝缘区域32也可形成在基板30上。栅电极堆叠25B形成在源极区域21B与漏极区域23B之间。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在集成电路中溅射沉积钨结构的方法，包含以下步骤：将基板移动到等离子体处理腔室中，且移动到与溅射靶材组件相对的基板支撑件上，所述溅射靶材组件包含具有不超过10ppm的碳和不超过10ppm的氧作为杂质存在的钨靶材；将氪气流入所述等离子体处理腔室；和将所述氪气激发成等离子体，以通过溅射而在由所述基板支撑件所支撑的基板的材料层上沉积钨膜层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.22 US 62/245,050;2015.12.28 US 14/981,1901.一种在集成电路中溅射沉积钨结构的方法，包含以下步骤：将基板移动到等离子体处理腔室中，且移动到与溅射靶材组件相对的基板支撑件上，所述溅射靶材组件包含具有不超过10ppm的碳和不超过10ppm的氧作为杂质存在的钨靶材；将氪气流入所述等离子体处理腔室；和将所述氪气激发成等离子体，以通过溅射而在由所述基板支撑件所支撑的基板的材料层上沉积钨膜层。2.如权利要求1所述的方法，其中所述溅射靶材组件进一步包背板，耦接至所述钨靶材。3.如权利要求2所述的方法，其中所述背板为钛背板，并且其中所述溅射靶材组件进一步包括铝粘合层，设置在所述钛背板与所述钨靶材之间。4.如权利要求2所述的方法，其中所述钨靶材具有约8.75至约9.0μohm-cm的电阻率。5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中所述钨靶材具有以下的至少一者：至少的厚度；或。从约19至约19.35g/cm3的密度和约8.75至约9.0μohm-cm的电阻率。6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中所述钨膜层在从约250至约的厚度下具有小于约9.0μohm-cm的电阻率。7.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中所述激发步骤包含以下步骤：将偏压RF功率从RF电源传递到所述基板，且将DC功率从DC功率源传递到所述钨靶材。8.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔斯林甘·罗摩林甘，清·X·源，王志勇，雷建新，唐先民，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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