【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用原位氧化的无氟钨沉积工艺及用于实现此工艺的设备
[0001]相关申请
[0002]本申请要求提交于2020年8月7日的美国非临时申请号16/987,717的优先权的权益，该专利文献的全部内容以引用的方式并入本文。
[0003]本公开一般涉及半导体制造领域，尤其涉及通过原位氧化工艺移除氟的无氟钨沉积工艺以及实现该工艺的设备。
技术介绍
[0004]在化学气相沉积工艺中使用含氟前驱气体诸如六氟化钨可有效地沉积钨。不幸的是，残留在沉积的钨材料中的残留氟原子会对周围材料部分产生不利影响。例如，包括绝缘层和导电层的竖直交替堆叠的三维存储器器件可通过以下操作形成：采用绝缘层和牺牲材料层的过程中竖直交替堆叠，通过移除牺牲材料层来形成横向延伸的腔体，并且通过在采用六氟化钨作为前驱气体的化学气相沉积工艺中在横向延伸的腔体中沉积钨。保留在含钨导电层中的残留氟原子可与介电材料层诸如氧化硅层反应。在这种情况下，氟原子蚀刻氧化硅材料并产生物理空隙，该物理空隙可以是导电材料迁移到其中时电短路的路径。因此，需要一种在使用含氟钨前驱气体...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在衬底上沉积钨的方法，所述方法包括：将所述衬底设置在钨沉积设备的真空外壳中；执行第一钨沉积工艺，所述第一钨沉积工艺通过将含氟钨前驱气体流入所述真空外壳中而在所述衬底的物理暴露表面上沉积第一钨层；通过当所述衬底保持在所述真空外壳内而不破坏真空时将所述第一钨层暴露于氧化剂气体，并且形成从所述真空外壳抽出的氟氧化钨气体，来执行原位氧化处理；以及执行第二钨沉积工艺，所述第二钨沉积工艺通过在所述原位氧化工艺之后的第二钨沉积工艺中，使所述含氟钨前驱气体流入所述真空外壳，而在所述第一钨层上沉积第二钨层。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述真空外壳包括包含多个衬底袋的工艺室；多个衬底被装载到所述多个衬底袋中的相应一个衬底袋中；在所述工艺室中的第一工艺位置处执行所述第一钨沉积工艺；并且在所述工艺室中的第二工艺位置处执行所述第二钨沉积工艺。3.根据权利要求2所述的方法，其中：所述工艺室包括覆盖所述第一工艺位置的第一喷头和覆盖所述第二工艺位置的第二喷头；当位于所述多个衬底袋中的第一衬底袋中的所述衬底位于所述第一工艺位置并且所述含氟钨前驱气体流过所述第一喷头时，执行所述第一钨沉积工艺；通过当位于所述第一衬底袋中的所述衬底位于所述第一工艺位置时，使所述氧化剂气体流过所述第一喷头来执行所述原位氧化工艺；并且当位于所述第一衬底袋中的所述衬底位于所述第二工艺位置并且所述含氟钨前驱气体流过所述第二喷头时，执行所述第二钨沉积工艺。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括在所述原位氧化工艺期间将所述衬底提升到所述第一衬底袋的基座上方，以及在所述第二钨沉积工艺期间将所述衬底降低到所述第一衬底袋的所述基座上。5.根据权利要求2所述的方法，其中：所述工艺室包括覆盖所述第一工艺位置的第一喷头、覆盖第二工艺位置的第二喷头以及位于所述第一工艺位置和所述第二工艺位置之间的氧化区；当位于所述多个衬底袋中的第一衬底袋中的所述衬底位于所述第一工艺位置并且所述含氟钨前驱气体流过所述第一喷头时，执行所述第一钨沉积工艺；通过当位于所述第一衬底袋中的所述衬底从所述第一工艺位置移动到所述第二工艺位置时，使所述氧化剂气体流入所述氧化区来执行原位氧化工艺；并且当位于所述第一衬底袋中的所述衬底位于所述第二工艺位置并且所述含氟钨前驱气体流过所述第二喷头时，执行所述第二钨沉积工艺。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述工艺室包括多个喷头和多个氧化区，所述多个喷头和多个氧化区沿着围绕穿过所述工艺室的整个体积的几何中心的竖直轴的方位角方向交替。7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括在执行所述原位氧化工艺的同时，使所述多个衬底袋在一个或两个方向上围绕所述竖直轴旋转。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：所述真空外壳包括：氧化室，所述氧化室通过处于真空下的传送区连接到工艺室；并且在将所述衬底从沉积所述第一钨层的所述工艺室传送到所述氧化室并使所述氧化剂气体流入所述氧化室之后，执行原位氧化工艺。9.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述原位氧化工艺包括：将所述第一钨层暴露于所述氧化剂气体以在所述第一钨层上形成氟氧化钨层；将所述衬底预热到至少110摄氏度，以使所述氟氧化钨层升华为氟氧化钨气体；以及将所述氟氧化钨气体从所述真空外壳中抽出。10.根据权利要求1所述的方法，其中：所述含钨前驱气体包括六氟化钨；并且所述第一钨沉积工艺和所述第二钨沉积工艺中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周非，R，
申请(专利权)人：桑迪士克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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