[發明專利]半導體器件制造的方法和處理系統

有效

• 申請號: 201610900900.0
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN106992118B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 蔡承晏;李欣怡;吳仲強;李達元;張文;蔡明興
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/67
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種半導體器件制造的方法，包括：

在襯底上方形成柵極介電層；

在所述柵極介電層上方沉積功函金屬層；

實施第一原位工藝，所述第一原位工藝包括所述功函金屬層的預處理工藝，其中，通過使用氯和/或氟基金屬前體的所述預處理工藝去除了所述功函金屬層的氧化層以形成處理的功函金屬層；以及

在實施所述第一原位工藝之后，實施第二原位工藝，所述第二原位工藝包括在所述處理的功函金屬層上方的另一金屬層的沉積工藝。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在處理系統的第一室中實施所述第一原位工藝，并且其中，在所述處理系統的第二室中實施所述第二原位工藝。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，當保持所述處理系統的真空條件時，實施所述第一原位工藝和所述第二原位工藝。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述預處理工藝包括選自由TiCl_x、TaCl_x、TiF_x、HfCl_x、WF_x和WCl_x組成的組中的前體，其中，x在1和6之間。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述功函金屬層包括TiN、TaN、TiAlC、TiAl、TiSiN、TaSi和TiAlN的至少一種。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，在200攝氏度至600攝氏度的溫度下沉積所述功函金屬層。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，在300攝氏度至1000攝氏度的溫度下實施所述預處理工藝。

8.根據權利要求4所述的方法，其中，所述前體的流率在100sccm和8000sccm之間。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，通過原子層沉積來沉積所述功函金屬層和所述另一金屬層。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述另一金屬層包括TiAlC層。

11.根據權利要求10所述的方法，還包括實施第三原位工藝，所述第三原位工藝包括在所述TiAlC層上方沉積TiN層。

12.根據權利要求1所述的方法，其中，所述預處理工藝偏移了所述功函金屬層的帶邊。

13.一種半導體器件制造的方法，包括：

在排空的處理系統的第一室中，在襯底上方形成柵極介電層；

當保持處理系統的真空條件時，在所述排空的處理系統的第二室中在所述柵極介電層上方沉積功函金屬層；

當保持所述排空的處理系統的真空條件時，將所述襯底轉移至所述排空的處理系統的第三室，并且在所述第三室中實施所述功函金屬層的預處理工藝，通過使用氯和/或氟基金屬前體的所述預處理工藝從所述功函金屬層的頂面去除氧化層，從而形成處理的功函金屬層；以及

當保持所述排空的處理系統的真空條件時，將所述襯底轉移至所述排空的處理系統的第四室，并且可以在所述第四室中在所述處理的功函金屬層上方沉積隨后的金屬層。

14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述功函金屬層包括N-型功函金屬層。

15.根據權利要求13所述的方法，其中，所述隨后的金屬層包括TiAlC層。

16.根據權利要求15所述的方法，還包括在所述TiAlC層上方沉積TiN層。