用于字線應(yīng)用的鎢的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于字線應(yīng)用的鎢，公開了用于在存儲器器件中形成鎢字線的方法和相關(guān)設(shè)備。本文還公開了用于沉積不含氟的鎢(FFW)的方法和相關(guān)設(shè)備。根據(jù)多個實施方式，所述方法涉及使用氯化鎢(WClx)前體和含硼(B)的、含硅(Si)的或含鍺(Ge)的還原劑沉積多組分鎢膜。
【專利說明】
用于字線應(yīng)用的鉆
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體上設(shè)及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體設(shè)及用于字線應(yīng)用的鶴。
【背景技術(shù)】
[0002] 使用化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的鶴(W)膜沉積是半導(dǎo)體制造工藝的不可或缺的部 分。例如，鶴膜可用作水平互連形式中的低電阻電連接件，相鄰金屬層之間的通孔，W及第 一金屬層和娃襯底上的設(shè)備之間的觸點。在示例性的鶴沉積工藝中，在介電襯底上沉積阻 擋層，接著沉積鶴膜的薄成核層。此后，在成核層上沉積鶴膜的剩余部分作為本體層。通常， 鶴本體層是在化學(xué)氣相沉積工藝中通過使用氨氣化2)還原六氣化鶴(WF6)形成的。
[0003] 鶴膜也可用在多種存儲器應(yīng)用中，包括用于動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)的掩埋字 線(抓L)架構(gòu)的形成中。在bWL沉積的示例中，鶴層可被沉積在氮化鐵(TiN)層上W通過使用 WF6的CVD過程形成TiN/W雙層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文公開了在襯底上沉積鶴的方法。在一些實施方式中，所述方法包括脈沖發(fā)送 (pulsing)還原劑，其中所述還原劑是含棚(B)的、含娃(Si)的或含錯(Ge)的和脈沖發(fā)送氯 化鶴前體，其中所述氯化鶴前體由還原劑或其產(chǎn)物還原W在襯底上形成含有B、Si和Ge中的 一種或更多種的多組分含鶴膜。
[0005] 在一些實施方式中，所述方法設(shè)及脈沖發(fā)送第Ξ反應(yīng)物W形成Ξ元含鶴膜。所述 第Ξ反應(yīng)物可W是含氮或含碳反應(yīng)物，使得Ξ元含鶴膜包含鶴，娃、錯和棚中之一 W及碳和 氮中之一?？蒞形成含有娃、錯、棚、碳和氮中的兩種或更多種的四元和更高階的膜。在一些 實施方式中，所述多組分膜是二元膜。
[0006] 在一些實施方式中，所述多組分含鶴膜是用于字線的擴散阻擋層。在一些實施方 式中，所述多組分含鶴膜是金屬柵極的功函數(shù)層。
[0007] 在一些實施方式中，在氯化鶴脈沖過程中襯底溫度為至少40(TC。在一些實施方式 中，在氯化鶴脈沖過程中襯底溫度為至少450°C。在一些實施方式中，在氯化鶴脈沖過程中 襯底溫度為至少500°C。在一些實施方式中，在氯化鶴脈沖過程中襯底溫度為至少550°C。 [000引在一些實施方式中，在氯化鶴和還原劑脈沖過程中襯底溫度為至少400°C。在一些 實施方式中，在氯化鶴和還原劑脈沖過程中襯底溫度為至少45(TC。在一些實施方式中，在 氯化鶴和還原劑脈沖過程中襯底溫度為至少500°C。在一些實施方式中，在氯化鶴和還原劑 脈沖過程中襯底溫度為至少550°C。
[0009] 所述方法可進一步包括在多組分含鶴膜上沉積本體鶴(W)層。在一些實施方式中， 所述本體W層是通過在氯化鶴前體和還原劑之間的化學(xué)氣相沉積(CVD)反應(yīng)沉積的。
[0010] 在一些實施方式中，所述本體層可直接沉積在多組分含鶴膜上而沒有中間層。
[0011] 根據(jù)多個實施方式，所述多組分含鶴膜直接沉積在絕緣膜例如氧化物或氮化物膜 上。在一些實施方式中，所述方法設(shè)及分解還原劑W在襯底上形成B、Si或Ge層。
[0012] 還提供了存儲器結(jié)構(gòu)。在一些實施方式中，存儲器結(jié)構(gòu)可包括:含有B、Si和Ge中的 一種或更多種的多組分含鶴膜襯里層；W及鶴字線。在一些實施方式中，存儲器結(jié)構(gòu)可包 括:含有B、Si和Ge中的一種或更多種的多組分含鶴膜功函數(shù)層;和金屬柵極。
[0013] 下面參照附圖進一步描述運些和其他方面。
【附圖說明】
[0014] 圖1描述了娃襯底中包括掩埋字線(bWL)的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)結(jié)構(gòu)的示 意性示例。
[0015] 圖2A描述了包括鶴字線的Ξ維NAND結(jié)構(gòu)的示意性示例。
[0016] 圖2B是包括鶴字線的部分制造的3D MND結(jié)構(gòu)的S維特征的二維擅染圖 (rendering)。
[0017]圖2C示出了包括含鶴功函數(shù)層的垂直NAND結(jié)構(gòu)的示意性示例。
[0018] 圖3A示出了可用于形成含鶴二元或Ξ元膜的方法的示例。
[0019] 圖3B示出了可用于填充特征的方法的示例。
[0020] 圖4是適用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式進行鶴沉積工藝的處理系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0021] 在W下的描述中，闡述了許多具體細節(jié)W提供對所呈現(xiàn)的實施方式的充分理解。 所公開的實施方式可W在沒有運些具體細節(jié)中的一些或全部的情況下實施。在其他實例 中，未詳細描述公知的處理操作，W避免不必要地模糊所公開的實施方式。雖然將結(jié)合具體 實施方式描述所公開的實施方式，但應(yīng)當(dāng)理解的是其并不旨在限制所公開的實施方式。
[0022] 半導(dǎo)體設(shè)備制造通常設(shè)及例如在溝槽或通孔中鶴膜的沉積W形成互連。在沉積鶴 膜的常規(guī)方法中，成核鶴層首先沉積在通孔或觸點中。通常，成核層是薄共形層，該薄共形 層有助于促進隨后其上面的本體材料的形成。所述鶴成核層可被沉積W共形涂覆特征的側(cè) 壁和底部。與所述底層特征底部和側(cè)壁共形對于支持高品質(zhì)沉積會是關(guān)鍵的。成核層通常 是使用原子層沉積(ALD)或脈沖成核層(P化)方法沉積的。
[0023] 在TOL技術(shù)中，將反應(yīng)物的脈沖依次注入并通常利用反應(yīng)物之間的吹掃氣體脈沖 從反應(yīng)室吹掃。第一反應(yīng)物可被吸附到襯底上，從而能與下一種反應(yīng)物反應(yīng)。W循環(huán)的方式 重復(fù)該過程直到達到所需的厚度。P化類似于ALD技術(shù)。P化不同于ALD之處通常在于其較高 的操作壓強范圍（大于1托)和每個循環(huán)中其較快的生長速率(每個循環(huán)大于1個單層膜的生 長）。在TOL沉積過程中室壓范圍可為約1托至約400托。在本文所提供的描述的情形中，P化 廣泛地實現(xiàn)了依次加入反應(yīng)物W用于在半導(dǎo)體襯底上反應(yīng)的任何循環(huán)過程。因此，該構(gòu)思 實現(xiàn)了通常稱為ALD的技術(shù)。在所公開的實施方式的情形中，CVD實現(xiàn)了反應(yīng)物被一起引入 到反應(yīng)器中用于氣相反應(yīng)運樣的工藝。P化和ALD過程不同于CVD過程，反之亦然。
[0024] 在沉積鶴成核層之后，本體鶴通常通過使用還原劑例如氨氣化2)還原六氣化鶴 (WF6)的化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝進行沉積。
[0025] 常規(guī)的鶴沉積設(shè)及使用含氣前體WF6。然而，使用WF6導(dǎo)致將一些氣引入到沉積的鶴 膜中。隨著設(shè)備的縮小，特征變得越小并且不利影響的電遷移W及離子擴散變得更加顯著， 從而造成設(shè)備故障。氣的存在可導(dǎo)致電遷移和/或氣擴散到相鄰的組件中，從而降低了設(shè)備 的性能。從而含痕量氣的鶴膜會引起整體性和可靠性的問題，w及與底層膜相關(guān)的設(shè)備性 能問題。
[0026] 本文公開了用于形成存儲器器件中的鶴字線的方法和相關(guān)設(shè)備。本文還公開了用 于沉積不含氣的鶴(FFW)的方法和相關(guān)設(shè)備。圖1描述了包括娃襯底9中的掩埋字線(bWL)ll 的DRAM架構(gòu)的示意性示例。所述bWL是在娃襯底9中蝕刻的溝槽中形成的。溝槽的襯里是共 形阻擋層12和絕緣層13,絕緣層13被設(shè)置在所述共形阻擋層12和娃襯底9之間。在圖1的示 例中，絕緣層13可W是柵極氧化物層，其由高k介電材料例如氧化娃或氮化娃材料形成。
[0027] 在本文所公開的一些實施方式中，所述共形阻擋層12是含鶴層。在常規(guī)的鶴(W)字 線架構(gòu)中，氮化鐵(TiN)用作阻擋層。然而，TiN/W字線填充受限于電阻率縮放;因為TiN具有 相對高的電阻率，隨著尺寸減小和TiN共形層占用較大的溝槽體積部分，電阻增大。根據(jù)多 個實施方式，本文所公開的鶴bWL不含TiN和其他非W阻擋層。
[00%]所述共形阻擋層12可包括棚、娃和錯中的一種或更多種。在一些實施方式中，所述 共形阻擋層12是二元化合物，例如WBx、WSix和WGex，其中X是大于零的數(shù)。在一些實施方式 中，所述共形阻擋層12可包括碳或氮。在一些實施方式中，所述共形阻擋層12可包括棚、娃 和錯中的一種或更多種，W及碳和氮化物中的一種或兩種。在一些實施方式中，所述共形阻 擋層12是；元化合物，例如WBxNy、WSixNy、WGexNy、WSixCy、WBxCy、WGexCy等，其中X和y是大于零 的數(shù)。也可使用含有Si、B、Ge、財日C的四元和高階化合物，其示例包括WBxGeyNz、WGexCyNz等， 其中x、y和Z是大于零的數(shù)。
[0029] 圖2A描述了3D NAND結(jié)構(gòu)23中的字線21的示意性示例。在圖2B中，示出了填充鶴之 后部分制造的3D NAND結(jié)構(gòu)的3D特征的2D擅染圖，其包括字線21和共形阻擋層22。圖2B是具 有示于圖中的柱收縮部24的填充區(qū)域的橫截面描繪圖，柱收縮部24代表將在頂視圖而不是 橫截面視圖中可見的收縮部。所述共形阻擋層22可W是與圖1中的共形阻擋層12相關(guān)的上 文所述的含鶴層。所述含鶴膜可用作阻擋層和用于后續(xù)的CVD W沉積的成核層。
[0030] 在一些實施方式中，提供了用于金屬柵極的含鶴功函數(shù)層，其包括用于3D存儲器 結(jié)構(gòu)例如上述3D NAND結(jié)構(gòu)中的金屬柵極的功函數(shù)層。
[0031] 圖2C示出了包括在襯底30上形成的金屬柵極31的VNAND結(jié)構(gòu)32的示意性示例，其 中還示出了金屬柵極31和相關(guān)的膜堆找的示例的放大圖。所述VNAND結(jié)構(gòu)32包括半導(dǎo)體通 道33、隧道介電層35、電荷儲存層37、功函數(shù)層39、阻擋電介質(zhì)41和金屬柵極31。
[0032] 包括圖2A-2C的示例中所示的那些的存儲器結(jié)構(gòu)中的功函數(shù)層的示例包括二元含 鶴化合物例如WBx、WSix和WGex的膜，其中X是大于零的數(shù)。在一些實施方式中，所述功函數(shù)層 可包括碳或氮。在一些實施方式中，所述功函數(shù)層可包括棚、娃和錯中的一種或更多種，W 及碳和氮化物中的一種或兩種。在一些實施方式中，所述功函數(shù)層是Ξ元化合物，例如 WBxNy、WSixNy、WGexNy、WSixCy、WBxCy、WGexCy等。也可W使用含有Si、B、Ge、N和C的四元和更高 階的化合物。所述含鶴膜可用作功函數(shù)層和用作用于隨后的CVD W沉積的成核層。所述功函 數(shù)層可沉積在介電材料例如柵極氧化物上。
[0033] 在一些實施方式中，參照圖2A-2C所描述的存儲器結(jié)構(gòu)不包括TiN擴散阻擋層或 TiN功函數(shù)層。
[0034] 圖3A示出了可用于形成含鶴二元或Ξ元膜的方法的示例。首先，使襯底暴露于還 原劑脈沖(302)。在一些實施方式中，所述襯底可W是部分制成的存儲器器件。在一些實施 方式中，上面形成膜的且暴露于還原劑脈沖的表面是介電質(zhì)。根據(jù)多個實施方式，所述膜可 W在其他類型的包括導(dǎo)體和半導(dǎo)體表面在內(nèi)的表面上形成。
[0035] 框302中使用的還原劑將還原在隨后的操作中使用的含鶴前體W及提供待引入到 所得膜中的化合物。運樣的還原劑的示例包括含棚的還原劑、含娃的還原劑和含錯的還原 劑。含棚的還原劑的示例包括棚燒，例如BnHn+4、BnHn+6、BnHn+8、BnHm，其中η是1至10的整數(shù)，并 且m是不同于η的整數(shù)。在具體的示例中，可W使用乙棚燒。也可W使用其他含棚化合物，例 如烷基棚燒、烷基棚、氨基棚燒(C曲)2ΝΒ ( C出)2和碳棚燒例如C2BnHn+2。含娃化合物的示例包 括硅烷，例如SiH4和Si2也。含錯化合物的示例包括錯燒，例如GenHn+4、GenHn+6、GenHn+8和GenHm， 其中η是1至10的整數(shù)，并且η是不同于m的整數(shù)。其他含錯化合物也可W使用，例如，烷基錯 燒、烷基錯、氨基錯燒和幾基錯燒(carbogermanes)。
[0036] 根據(jù)多個實施方式，框302可設(shè)及熱分解的元素棚、娃或錯的薄層吸附到襯底的表 面上。在一些實施方式中，框302可設(shè)及前體分子吸附到襯底表面上。
[0037] 接著，可任選地吹掃(304)內(nèi)部安置襯底的室。可采用吹掃脈沖或抽排W除去任何 副產(chǎn)物(如果存在）W及未吸附的前體。運之后是氯化鶴前體(306)的脈沖。氯化鶴前體包括 WCb、WCl4、WCl5和WClsW及它們的混合物。在一些實施方式中，氯化鶴前體是六氯化鶴 (WC16)、五氯化鶴(WC15)或其混合物。任選的吹掃(307)也可在框306之后進行。通過所述還 原劑(或其分解或反應(yīng)產(chǎn)物)還原所述鶴前體W形成多組分膜。
[0038] 沉積循環(huán)將通常沉積含鶴層的一部分。在框307之后，沉積循環(huán)可在一些實現(xiàn)方式 中完成，其中所沉積的膜是含鶴二元膜，例如WBx、WSix和WGex，其中X大于零。在運樣的實施 方式中，所述過程可進行至框312,其中重復(fù)框302-307的循環(huán)，直到沉積所需的厚度。示例 性生長速率可W是每個循環(huán)為約100埃。
[0039] 在一些實施方式中，所述過程將繼續(xù)進行，任選地引入第Ξ反應(yīng)物(308)。所述第 Ξ反應(yīng)物將通常含有待引入到膜中的元素，例如碳或氮。含氮反應(yīng)物的示例包括化、N出和 化此。含碳反應(yīng)物的示例包括CH4和C2此?？呻S后進行任選的吹掃(309)。然后，所述過程可進 行至框312，重復(fù)所述沉積循環(huán)。
[0040] 上文給出了包括氮或碳的Ξ元膜的示例。在一些實施方式中，膜可包括氮和碳(例 如，WSiCN)。
[0041] 根據(jù)多個實施方式，所述多組分鶴膜可具有下述原子百分比:W為約5%至90%，B/ Ge/Si為約5%至60%，C/N為約5%至80%。在一些實施方式中，所述多組分膜具有下述原子 百分比:W為約15%至約80%;B/Ge/Si為約15%至約50%;和C/N為約20%至約50%。根據(jù)多 個實施方式，所述多組分鶴膜為至少50 %的鶴。
[0042] 根據(jù)多個實施方式，所述沉積是相對高溫的，例如介于400°C至650°C之間，包括介 于450°C至600°C之間，并且在一些實施方式中高于約500°C。運便于氯化鶴還原并且還允許 B、Si或Ge并入到二元膜中。該范圍的低端通常受限于使氯化鶴化合物可在合理的反應(yīng)速率 下還原的溫度，其中該溫度通常高于氣化鶴還原的溫度。該范圍的高端可受限于熱預(yù)算考 慮。在一些實施方式中，框302、306和308中的任何一個或更多個可在不同于任何其他框的 溫度下進行。使還原劑脈沖在比隨后的氯化鶴脈沖低的溫度下進行的工藝的示例描述在美 國專利申請No. 14/703732中，其在此通過引用并入本文。類似的溫度控制可用在圖3A的實 施方式中。在某些實施方式中，從框302至框306W及從框306至框308的過渡設(shè)及在多站式 室中將襯底從一個沉積站移動到另一個站。更進一步地，框302、框306和框308中的每個可 在相同的多站式室的不同站進行。
[0043] 在一些實施方式中，電氣特性(如二元或Ξ元膜的功函數(shù))可通過引入氮或碳來調(diào) 節(jié)。同樣，（通過調(diào)節(jié)劑量和/或脈沖時間）可W調(diào)節(jié)還原劑的量W調(diào)整將引入膜中的B、Si或 Ge的量。更進一步地，框302、306和308中的任何一個或兩個可W每個循環(huán)進行不止一次W 調(diào)節(jié)鶴和二元或Ξ元膜的其他組分的相對量，并且因此調(diào)節(jié)它們的物理、電氣和化學(xué)特性。 用于形成Ξ元WBN膜的不同循環(huán)的示例描述在美國公開No.20140027664中，其在此通過引 用并入本文。在一些實施方式中，所沉積的含鶴膜的有效功函數(shù)為約4.5-4.8eV。
[0044] 圖3B示出了可用于填充特征的方法的示例。首先，沉積含鶴的多組分層(352)。所 述多組件層可包括W，B、Si和Ge中的一種或更多種，W及任選地C和N中的一種或更多種。示 例包括 WBx、WSix 和WGex，WBxNy、WSixNy、WGexNy、WSixCy、WBxCy、WGexCy，其中x和y大于零。參照圖 3A可如上文所述沉積膜。
[0045] 接著，含鶴的多組分層可暴露于氯化鶴前體W通過CVD沉積W金屬。與框352相反， CVD沉積的W通常是純鶴，即最多含有痕量的雜質(zhì)。在一些實施方式中，所述膜是至少95%W。 在框352中沉積的層可用作用于框354中沉積的CVD W沉積的成核層?？?54可填充襯底上的 特征，包括垂直特征，例如在鶴通孔和bWL，W及水平特征，例如VNAND字線。如上所述，參照 圖3A和3B進行的方法通常不包括含氣前體。
[0046] 示例性襯底溫度在CVD反應(yīng)過程中低至450°C，并且可高達650°C。在某些實施方式 中，氯化鶴前體是WC15或WC16。在某些實施方式中，所述還原劑是氨氣，但也可使用其他還原 劑，其他還原劑包括硅烷、棚燒和錯燒。在一些實施方式中，CVD可W在多個階段中實施，例 如在低溫階段和高溫階段實施。在某些實施方式中，所述CVD操作可發(fā)生在多個階段，其中 通過轉(zhuǎn)向的一種或更多種反應(yīng)物流的周期分隔連續(xù)和同時的反應(yīng)物流的多個周期。
[0047] 惰性載氣可用于遞送框352和354中的一種或更多種反應(yīng)物流，其可W或可W不預(yù) 先混合。在多個實施方式中，使用氣氣作為載氣引入前體?？蒞適當(dāng)?shù)厥褂闷渌d氣。惰性 氣體例如氣氣或其他氣體例如氮氣或其組合可作為背景氣體與還原氣體或WC15或WC16氣體 同時提供。在一些實施方式中，所述背景氣體流是連續(xù)的，即在整個框352和354過程中不進 行開關(guān)切換。
[004引不同于P化或ALD工藝，框354通?？稍O(shè)及連續(xù)引入反應(yīng)物直到沉積所需的量。在某 些實施方式中，所述CVD操作可發(fā)生在多個階段，其中通過一種或更多種轉(zhuǎn)向的反應(yīng)物流的 周期分隔連續(xù)和同時的反應(yīng)物流的多個周期。流也可被通W脈沖，脈沖時間為介于約1秒至 約2秒之間。在一些實施方式中，所述反應(yīng)物連續(xù)流入持續(xù)介于約400秒至約600秒之間的時 間。CVD沉積過程中腔室壓力的示例性范圍可為介于約10托至約500托之間，或約40托。
[0049] 在某些實施方式中，從框352至框354的轉(zhuǎn)換設(shè)及在多站式室內(nèi)將所述襯底從一個 沉積站移動到另一個。 設(shè)備
[0050] 任何合適的室均可用于實施所公開的實施方式。示例性沉積設(shè)備包括多種系統(tǒng)， 例如ALTUS?和ALTUS?Max，其可從加州弗里蒙特的Lam Research Co巧.獲得，或多種 其他市售的處理系統(tǒng)中的任何一種。所述過程可W在多個沉積站并行進行。
[0051] 在一些實施方式中，鶴成核工藝是在第一站進行的，第一站是位于單個沉積室中 的兩個、五個或甚至更多個沉積站中的一個。在一些實施方式中，成核工藝的多個步驟是在 沉積室的兩個不同站進行的。例如，可使用在襯底表面產(chǎn)生局部氣氛的單獨的氣體供應(yīng)系 統(tǒng)，在第一站中使所述襯底暴露于乙棚燒(B2也），并且然后所述襯底可轉(zhuǎn)移到第二站W(wǎng)暴露 于前體例如六氯化鶴(WC16)，從而沉積成核層。在一些實施方式中，所述襯底然后可轉(zhuǎn)回到 用于乙棚燒的第二暴露的第一站或用于第Ξ反應(yīng)物暴露的第Ξ站。然后可W將所述襯底轉(zhuǎn) 移到用于暴露于WCl6(或其他氯化鶴）的第二站W(wǎng)完成鶴成核并在相同或不同的站進行本 體鶴沉積。然后一個或更多個站可用于進行化學(xué)氣相沉積(CVD)，如上所述。
[0052] 圖4是適用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式進行鶴沉積工藝的處理系統(tǒng)的框圖。所述系 統(tǒng)400包括轉(zhuǎn)送模塊403,當(dāng)正被處理的襯底在不同的反應(yīng)器模塊之間移動時，轉(zhuǎn)送模塊403 提供干凈的加壓環(huán)境W盡可能減少所述襯底的污染風(fēng)險。安裝在轉(zhuǎn)送模塊403上的是多站 式反應(yīng)器409能進行成核層沉積，根據(jù)本發(fā)明的實施方式該成核層沉積可被稱為脈沖成核 層(PNL)沉積W及CVD沉積。室409可包括可依次進行運些操作的多個站411、413、415和417。 例如，室409可被配置成使得站411和413進行P化沉積，并且站413和415進行CVD。每個沉積 站可包括加熱的晶片基座和噴頭、分散板或其他氣體入口。
[0053] 也可W安裝在所述轉(zhuǎn)送模塊403上的一個或更多個單或多站式模塊407能進行等 離子體或化學(xué)(非等離子體)預(yù)清洗。該模塊也可用于多種其他處理，例如，還原劑浸泡。所 述系統(tǒng)400還包括一個或更多個(在此情況下為兩個）晶片源模塊401，在處理之前和之后晶 片被存儲在晶片源模塊401。大氣轉(zhuǎn)移腔室419中的大氣機械手(未示出）首先將晶片從源模 塊401移動到裝載鎖421。轉(zhuǎn)送模塊403中的晶片轉(zhuǎn)移設(shè)備(通常為機械手臂單元)將晶片從 裝載鎖421移動到安裝在轉(zhuǎn)印模塊403上的模塊上W及將晶片在運些模塊之間移動。
[0054] 在某些實施方式中，采用系統(tǒng)控制器429控制沉積過程中的工藝條件。所述控制器 將通常包括一個或更多個存儲器器件和一個或更多個處理器。所述處理器可包括CPU或計 算機、模擬和/或數(shù)字輸入/輸出連接、步進電機控制器板等。
[0055] 所述控制器可控制所有沉積設(shè)備的活動。所述系統(tǒng)控制器運行系統(tǒng)控制軟件，所 述系統(tǒng)控制軟件包括用于控制定時、氣體混合物、室壓力、室溫度、晶片溫度、射頻(RF)功率 水平(如果使用）、晶片卡盤或基座位置和特定工藝的其他參數(shù)的指令集。在一些實施方式 中，可W使用存儲在與控制器相關(guān)的存儲器器件上的其他計算機程序。
[0056] 通常，將有與控制器相關(guān)聯(lián)的用戶界面。用戶界面可包括顯示屏，所述設(shè)備和/或 工藝條件的圖形軟件顯示器和用戶輸入設(shè)備，例如定點設(shè)備、鍵盤、觸摸屏、麥克風(fēng)等。
[0057] 系統(tǒng)控制邏輯可W任何合適的方式進行配置。一般情況下，所述邏輯可被設(shè)計或 配置在硬件和/或軟件中。用于控制驅(qū)動電路的指令可被硬編碼或作為軟件提供。所述指令 可通過"編程"提供。運樣的編程被理解為包括任何形式的邏輯，該邏輯包括數(shù)字信號處理 器、應(yīng)用型專用集成電路W及具有作為硬件實施的具體算法的其他設(shè)備中的硬編碼邏輯。 編程也被理解為包括可在通用處理器上執(zhí)行的軟件或固件指令。系統(tǒng)控制軟件可任何 合適的計算機可讀編程語言編碼。或者，所述控制邏輯可在控制器中硬編碼。專用集成電 路、可編程邏輯設(shè)備（例如，現(xiàn)場可編程口陣列或FPGA)等可用于運些目的。在下面的討論 中，不論使用"軟件"或"代碼"，功能上相當(dāng)?shù)挠簿幋a邏輯可用在其位置中。
[0058] 用于控制工藝序列中的沉積和其他工藝的計算機程序代碼可W任何常規(guī)的計算 機可讀編程語言：例如，匯編語言、C、C++、Pascal Jodran或其它寫入。由處理器執(zhí)行編譯 后的目標代碼或腳本w進行程序中識別的任務(wù)。
[0059] 控制器參數(shù)設(shè)及工藝條件，例如工藝氣體組成和流速、溫度、壓力、等離子體條件 例如RF功率電平和低頻RF頻率、冷卻氣體壓力和室壁溫度。運些參數(shù)W配方的形式提供給 用戶，并且可利用用戶界面輸入。
[0060] 用于監(jiān)控工藝的信號可W通過系統(tǒng)控制器的模擬和/或數(shù)字輸入連接來提供。用 于控制工藝的信號在沉積設(shè)備的模擬和數(shù)字輸出連接件上輸出。
[0061] 所述系統(tǒng)軟件可W許多不同的方式進行設(shè)計或配置。例如，可W寫入多個室組件 子程序或控制目標W控制進行本發(fā)明的沉積工藝所需要的室組件的操作。用于此目的的程 序或程序的部分的示例包括襯底定位代碼、工藝氣體控制代碼、壓力控制代碼、加熱器控制 代碼和等離子體控制代碼。
[0062] 襯底定位程序可包括用于控制室組件的程序代碼，所述室組件用于將襯底加載到 基座或卡盤上并控制襯底和室的其他部件例如氣體入口和/或祀之間的間隔。工藝氣體控 制程序可包括用于控制氣體組成和流速W及任選地用于在沉積之前使氣體流入室W穩(wěn)定 室中的壓力的代碼。壓力控制程序可包括用于通過調(diào)節(jié)例如室中的排氣系統(tǒng)中的節(jié)流閥而 控制室中的壓力的代碼。加熱器控制程序可包括用于控制用于加熱襯底的加熱單元的電流 的代碼?；蛘?，所述加熱器控制程序可控制傳熱氣體例如氮氣向晶片卡盤的輸送。
[0063] 可在沉積過程中被監(jiān)控的室傳感器的示例包括質(zhì)量流量控制器、壓力傳感器例如 壓力計和位于基座或卡盤中的熱電偶。經(jīng)適當(dāng)編程的反饋和控制算法可與來自運些傳感器 的數(shù)據(jù)一起用于維持所需的工藝條件。上述內(nèi)容描述了在單室或多室半導(dǎo)體加工工具中實 施的本發(fā)明的實施方式。
[0064] 上述內(nèi)容描述了在單室或多室半導(dǎo)體加工工具中實施的本發(fā)明的實施方式。本文 描述的設(shè)備和工藝可W與光刻圖案化工具或工藝結(jié)合使用，例如，用于制備或制造半導(dǎo)體 器件、顯示器、L抓、光伏電池板等。通常，雖然不是必要地，運些工具/過程將在共同的制造 設(shè)施中一起使用或操作。膜的光刻圖案化通常包括W下步驟中的一些或所有，每個步驟啟 用多個可行的工具：（1)使用旋涂或噴涂工具在工件，即，襯底上涂覆光致抗蝕劑；（2)使用 熱板或加熱爐或紫外線固化工具固化光致抗蝕劑；（3)使用例如晶片步進曝光機之類的工 具使光致抗蝕劑暴露于可見光或紫外線或X射線；（4)使抗蝕劑顯影W便選擇性地去除抗蝕 劑并且從而使用例如濕式清洗臺之類的工具將其圖案化；（5)通過使用干式或等離子體輔 助蝕刻工具將抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)印到下方的膜或工件上;并且(6)使用例如射頻或微波等離子 體抗蝕劑剝離器之類的工具去除抗蝕劑。 結(jié)論
[0065] 雖然上述實施方式已經(jīng)在一些細節(jié)為了清楚理解的目的進行了描述，但將顯而易 見的是，某些變化和修改可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實施。應(yīng)當(dāng)注意，有許多實現(xiàn)本發(fā)明的 實施方式的工藝、系統(tǒng)、和設(shè)備的許多替代方式。因此，本發(fā)明的實施方式應(yīng)被認為是說明 性的而不是限制性的，并且運些實施方式并不被限定于運里給出的細節(jié)。
【主權(quán)項】
1. 一種在襯底上沉積鎢的方法，所述方法包括： 脈沖發(fā)送還原劑，其中所述還原劑是含硼(B)的、含硅(Si)的或含鍺(Ge)的;和 脈沖發(fā)送氯化鎢前體， 其中所述氯化鎢前體通過所述還原劑或其產(chǎn)物還原以在所述襯底上形成含有B、Si和 Ge中的一種或更多種的多組分含鎢膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括脈沖發(fā)送第三反應(yīng)物以形成三元含鎢膜。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多組分膜是二元膜。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多組分含鎢膜是用于字線的擴散阻擋層。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多組分含鎢膜是用于金屬柵極的功函數(shù)層。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述氯化鎢脈沖過程中所述襯底溫度為至少400 Γ。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述氯化鎢脈沖過程中所述溫度為至少450°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述氯化鎢脈沖過程中所述溫度為至少500°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述還原劑和氯化鎢脈沖過程中所述襯底溫度 為至少400 °C。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述還原劑和氯化鎢脈沖過程中所述襯底溫度 為至少450 °C。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述還原劑和氯化鎢脈沖過程中所述襯底溫度 為至少500 °C。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在所述多組分含鎢膜上沉積本體鎢(W) 層。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中通過氯化鎢前體和還原劑之間的化學(xué)氣相沉積 (CVD)反應(yīng)沉積所述本體W層。14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述多組分含鎢膜上直接沉積所述本體W層而 沒有中間層。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多組分含鎢膜直接沉積在絕緣膜上。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述絕緣膜是氧化物膜或氮化物膜。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法進一步包括分解所述還原劑以在所述襯 底上形成B層、Si層或Ge層。18. -種存儲器結(jié)構(gòu)，其包括： 含有B、Si和Ge中的一種或更多種的多組分含鎢膜的襯里層;和 鎢字線。19. 一種存儲器結(jié)構(gòu)，其包括： 含有B、Si和Ge中的一種或更多種的多組分含鎢膜的功函數(shù)層;和 金屬柵極。
【文檔編號】H01L21/8242GK105870119SQ201610085046
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月14日
【發(fā)明人】邁克爾·達內(nèi)克, 漢娜·班諾樂克, 拉什納·胡馬雍, 高舉文
【申請人】朗姆研究公司