[發(fā)明專利]通過集成工藝流程系統(tǒng)形成低電阻觸點(diǎn)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680069176.X
• 申請(qǐng)日: 2016-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN108431924A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷雨;維卡什·班西埃;吳凱;傅新宇;徐毅;大東和也;馬飛躍;普及特·阿咖瓦;林馳籌;吳典曄;簡國強(qiáng);唐薇;薇·V·唐;喬納森·巴克;森德·拉馬默蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/205;H01L21/285
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本文提供用于形成具有鎢襯墊層的金屬觸點(diǎn)的方法。在一些實(shí)施方式中，一種處理基板的方法包括：在第一基板處理腔室內(nèi)將基板暴露至等離子體以沉積鎢襯墊層，該等離子體是由第一氣體形成，該第一氣體包括金屬有機(jī)鎢前驅(qū)物氣體或無氟鹵化鎢前驅(qū)物，其中該鎢襯墊層沉積在介電層頂上且于特征內(nèi)，該特征形成在基板的該介電層的第一表面中；將該基板傳送到第二基板處理腔室而不將該基板暴露至大氣；以及將該基板暴露至第二氣體以在該鎢襯墊層頂上沉積鎢填充層，該第二氣體包括氟化鎢前驅(qū)物。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式一般涉及處理基板的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的金屬觸點(diǎn)的形成是由下伏的金屬層、鎢襯墊層、與化學(xué)氣相沉積(CVD)鎢層構(gòu)成，上述層一般都是在分別的系統(tǒng)中處理。于是，在后續(xù)的CVD鎢層沉積之前及沉積之后，鎢襯墊層暴露至大氣(atmosphere)。大氣中的氧與濕氣使鎢襯墊層的頂表面氧化，且形成一般為10至20埃的氧化物層。

該襯墊層材料的氧化部分一般具有非常高的電阻率(例如大于約1E3μOhm-cm)，而未氧化的襯墊層材料的電阻率一般是低于1E3μOhm-cm。因此，襯墊層的氧化物部分的存在會(huì)引發(fā)對(duì)金屬觸點(diǎn)有一些額外的電阻。

后續(xù)沉積的CVD鎢層形成于該襯墊層的頂表面上。該CVD鎢層的培養(yǎng)延遲取決于該襯墊層的表面膜性質(zhì)而有所差異。氧化物膜引發(fā)比未氧化或部分氧化的膜有更多的延遲。此外，培養(yǎng)延遲在基板的場(chǎng)區(qū)域及特征(例如，通孔或溝槽)內(nèi)之間可能有所差異，而造成CVD鎢縫隙填充工藝期間有空隙(void)或大接縫(seam)。此類孔隙或大接縫的存在會(huì)造成更高的觸點(diǎn)電阻及不良的可靠度。

隨著集成電路的特征尺寸持續(xù)縮小，特別是對(duì)于20nm等級(jí)的觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)(例如，溝槽或通孔)而言，來自氧化襯墊材料的對(duì)觸點(diǎn)電阻的貢獻(xiàn)將會(huì)顯著地增加且引發(fā)高觸點(diǎn)電阻，而限制裝置驅(qū)動(dòng)電流且劣化裝置效能。此外，培養(yǎng)延遲差異能夠引發(fā)嚴(yán)重的縫隙填充問題(諸如空隙)，造成不良的可靠度和高電阻。

從而，發(fā)明人已提供用于有鎢襯墊層的金屬觸點(diǎn)形成的改良方法。

發(fā)明內(nèi)容

本文提供形成具有鎢襯墊層的金屬觸點(diǎn)的方法。在一些實(shí)施方式中，一種處理基板的方法包括：在第一基板處理腔室內(nèi)將基板暴露至等離子體以在第一基板處理腔室內(nèi)沉積鎢襯墊層，該等離子體是由第一氣體形成，該第一氣體包括金屬有機(jī)鎢前驅(qū)物氣體或無氟鹵化鎢前驅(qū)物，其中該鎢襯墊層沉積在介電層頂上且于特征內(nèi)，該特征形成在基板的該介電層的第一表面中；將該基板傳送到第二基板處理腔室而不將該基板暴露至大氣；以及將該基板暴露至第二氣體以在該鎢襯墊層頂上沉積鎢填充層，該第二氣體包括氟化鎢前驅(qū)物。

在一些實(shí)施方式中，一種處理基板的方法包括：于約200攝氏度至約400攝氏度的溫度將該基板暴露至六氟化鎢(WF₆)氣體達(dá)約0.5秒至約600秒或于約300攝氏度至約500攝氏度的溫度將該基板暴露至氫(H₂)氣達(dá)約0.5秒至約600秒；在第一基板處理腔室內(nèi)將基板暴露至等離子體以沉積鎢襯墊層，該等離子體是由第一氣體形成，該第一氣體包括金屬有機(jī)鎢前驅(qū)物氣體或無氟鹵化鎢前驅(qū)物，其中該鎢襯墊層沉積在介電層頂上且于特征內(nèi)，該特征形成在基板的該介電層的第一表面中；將該基板傳送到第二基板處理腔室而不將該基板暴露至大氣；以及將該基板暴露至第二氣體以在該鎢襯墊層頂上沉積鎢填充層，該第二氣體包括氟化鎢前驅(qū)物。

在一些實(shí)施方式中，提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)于該計(jì)算機(jī)可讀媒體上的指令，所述指令當(dāng)經(jīng)執(zhí)行時(shí)，引發(fā)處理腔室執(zhí)行處理基板的方法。該方法可包括本文公開的所述方法的任一者。

下文描述本公開內(nèi)容的其他與進(jìn)一步的實(shí)施方式。

附圖說明