非金属掺入介电表面的钼中制造技术

本文提供了用于3D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非金属掺入介电表面的钼中
通过引用并入
[0001]PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

技术介绍

[0002]使用化学气相沉积(CVD)技术的钨(W)膜沉积是半导体制造工艺的不可或缺的部分。例如，W膜可用作水平互连形式中的低电阻率电连接件，相邻金属层之间的通孔，以及第一金属层和硅衬底上的装置之间的触点。钨膜也可用在多种存储器应用中，包括用于动态随机存取存储器(DRAM)的掩埋字线(bWL)架构的形成、用于3D NAND的字线的形成、以及逻辑应用中。然而，特征尺寸和膜厚度的持续减小带来了各种挑战，这些挑战包括较薄的膜的较高的电阻率。诸如钼(Mo)之类的其他金属正受评估以作为W的低电阻率替代品。
[0003]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

技术实现思路

[0004]本文提供了用于处理衬底的方法和装置。一个方面涉及一种用于处理衬底的方法，所述方法包括：提供其上具有氧化物材料的衬底；使用第一原子层沉积(ALD)工艺通过使用第一组工艺条件将所述氧化物材料暴露于第一含氧钼前体和第一还原剂的交替脉冲，在所述氧化物材料上沉积元素钼层的至少一部分；以及在沉积所述元素钼层的所述部分时调节所述第一组工艺条件以增加非钼含量。<br/>[0005]在多种实施方案中，第一组工艺条件包括在第一ALD工艺期间使用至少约1000sccm流速的第一还原剂。
[0006]在多种实施方案中，第一组工艺条件包括在第一ALD工艺的循环期间将衬底暴露于第一还原剂至少1秒。
[0007]在多种实施方案中，该方法还包括在沉积元素钼层的一部分之前，将氧化物材料暴露于浸泡气体，例如含硼气体、含钨气体、含氟气体、含氧气体气体、含氯气体及其组合。
[0008]在多种实施方案中，该方法还包括，在沉积元素钼层的一部分之前，将氧化物材料暴露于含硼气体和含钨气体的交替脉冲。在一些实施方案中，含硼气体包括乙硼烷并且含钨气体包括六氟化钨。
[0009]在多种实施方案中，该方法还包括在沉积元素钼层的一部分之前，在第二组工艺条件下，使用氧化物上的第二ALD工艺使用第二含氧钼前体和第二还原剂在氧化物材料上沉积第一层。在一些实施方案中，第二还原剂是含氮气体、氢气或其组合。
[0010]在一些实施方案中，第二组工艺条件包括在低于约400℃的衬底温度下沉积元素钼层的至少一部分。在一些实施方案中，第一含氧钼前体和第二含氧钼前体中的至少一个
是卤氧化钼。在一些实施方案中，第一含氧钼前体是卤氧化钼，并且第一组工艺条件包括使用约100:1与约10,000:1之间的氢气与卤氧化钼前体之比。
[0011]在一些实施方案中，第二组工艺条件包括在第二ALD工艺期间增加含氮气体的流量。
[0012]在一些实施方案中，该方法还包括在第一层的沉积期间使氮气流动。
[0013]在一些实施方案中，该方法还包括在沉积第一层之前用浸泡气体浸泡其上具有氧化物材料的衬底。浸泡气体可以是氧气、氨气或氮气中的任意一种或多种。
[0014]在一些实施方案中，该方法还包括将具有在沉积第一层之后，用浸泡气体浸泡衬底，衬底上具有沉积氧化物材料。
[0015]在一些实施方案中，在第一ALD工艺期间或之前，少于一半的第一层被转化为转化的元素钼层。转化的元素钼层可包含多于1(原子)％的杂质。杂质可以是氧、氯、氮及其组合中的任何一种。
[0016]在多种实施方案中，第一层是结晶层。
[0017]在多种实施方案中，第一层是非晶层。
[0018]在多种实施方案中，第一ALD工艺和第二ALD工艺在相同室中执行并且不暴露于空气。
[0019]在多种实施方案中，第一层是用于元素钼层中的金属晶粒生长的模板。
[0020]在多种实施方案中，第二ALD工艺在低于400℃的温度下执行。在一些实施方案中，第一ALD工艺在与第二ALD工艺相同的温度下进行。在一些实施方案中，元素钼层是梯度膜，使得第一ALD工艺的至少第一组循环在小于约400℃的温度下执行，并且第一ALD工艺的至少最后一组循环在高于400℃的温度下进行。
[0021]在多种实施方案中，第一层的沉积和元素钼层的沉积在同一室中进行。在一些实施方案中，第一层的沉积和元素钼层的沉积在同一室的不同站中进行。
[0022]在多种实施方案中，第一层的沉积在第一室中进行并且元素钼层的沉积在第二室中进行。
[0023]在多种实施方案中，该方法还包括在沉积元素钼层之前将第一层暴露于空气。
[0024]在多种实施方案中，元素钼层是结晶的。
[0025]在多种实施方案中，元素钼层含有小于1(原子)％的杂质。
[0026]在多种实施方案中，元素钼层是元素钼。
[0027]另一方面涉及一种处理衬底的装置，所述装置包括：第一和第二处理室各自被配置为容纳衬底；所述第一和所述第二处理室中的每一个中的衬底支撑件；气体入口，其被配置为通过一个或多个喷头将气体引导到所述第一和所述第二处理室中的每一个；加热器，其被配置为加热每个处理室中的所述衬底支撑件；以及控制器，其包括用于以下操作的程序指令：(a)在所述第一处理室中容纳有衬底的状态下，致使含氧钼前体和含氮气体依次流入所述第一处理室中；(b)在(a)之后，将所述衬底转移到所述第二处理室；(c)在(b)之后，当所述衬底容纳在所述第二处理室中时，致使含氧钼前体和氢气依次进入所述第二处理室；以及(d)致使所述程序指令中的一个或多个的实现，其选自：当所述衬底容纳在所述第一处理室中时，致使氮气进入所述第一处理室，当所述衬底容纳在所述第二处理室中时，致使所述第二处理室中的所述衬底支撑件的温度处于两种不同的温度，在将所述含氧钼前体
和所述含氮气体依次引入所述第一处理室之前或之后，致使将浸泡气体输送到所述第一处理室，以及当所述衬底容纳在所述第二处理室中时，致使流入所述第二处理室的氢减少。
[0028]在多种实施方案中，一个或多个喷头中的至少一个是单充气室喷头。
[0029]在多种实施方案中，一个或多个喷头中的至少一个是双充气室喷头。
[0030]在多种实施方案中，处理室是多室装置内的室。
[0031]另一方面涉及一种用于处理衬底的装置，所述装置包括：处理室，其被配置为容纳衬底；所述处理室中的衬底支撑件；第一气箱，其包括用于容纳氢气的气源；第二气箱，其包括用于容纳含钼气体的气源；第三气箱，其包括用于容纳含硼或含钨气体的气源；气体入口，其被配置为通过一个或多个喷头将来自所述第一气箱、所述第二气箱和所述第三气箱中的每一个的气体引导到所述处理室中；以及加热器，其被配置为加热每个处理室中的所述衬底支撑件。
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理衬底的方法，所述方法包括：提供其上具有氧化物材料的衬底；使用第一原子层沉积(ALD)工艺通过使用第一组工艺条件将所述氧化物材料暴露于第一含氧钼前体和第一还原剂的交替脉冲，在所述氧化物材料上沉积元素钼层的至少一部分；和在沉积所述元素钼层的所述部分时调节所述第一组工艺条件以增加非钼含量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组工艺条件包括在所述第一ALD工艺期间使用至少约1000sccm的流速的所述第一还原剂。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组工艺条件包括在所述第一ALD工艺的循环期间将所述衬底暴露于所述第一还原剂至少1秒。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括在沉积所述元素钼层的所述一部分之前，执行以下操作之一：将所述氧化物材料暴露于选自含硼气体、含钨气体、含氟气体、含氧气体、含氯气体及其组合的浸泡气体；或者将所述氧化物材料暴露于含硼气体和含钨气体的交替脉冲；或者在第二组工艺条件下，使用第二ALD工艺，使用第二含氧钼前体和第二还原剂，在所述氧化物材料上沉积第一层。5.根据权利要求4所述的方法，其中至少所述第二还原剂是含氮气体、氢气或其组合；或者所述第一含氧钼前体和所述第二含氧钼前体中的至少一者是卤氧化钼；或者所述第二组工艺条件包括在所述第二ALD工艺期间增加含氮气体的流量；或者在所述第一ALD工艺期间或之前，所述第一层的少于一半被转化为转化的元素钼层。6.根据权利要求4所述的方法，其还包括以下操作之一：在沉积所述第一层期间使氮气流入；在沉积所述第一层之前，用浸泡气体浸泡其上具有所述氧化物材料的所述衬底；或者，在沉积所述第一层之后，将具有所述氧化物材料的所述衬底用浸泡气体浸泡。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中，所述第一层是结晶层或非晶层。8.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：