[发明专利]用于形成金属间隙填充物的方法

说明书

本公开内容一般涉及用于处理基板的方法，且更尤其涉及用于形成金属间隙填充物的方法。在一个实施方式中，该方法包括使用多步骤处理在开口中形成金属间隙填充物。多步骤处理包括：形成金属间隙填充物的第一部分，实行溅射处理以在一个或多个侧壁上形成一个或多个层，和使金属间隙填充物的第二部分生长以用金属间隙填充物来填充开口。通过多步骤处理形成的金属间隙填充物是无缝的，且形成在一个或多个侧壁上的一个或多个层密封在金属间隙填充物与侧壁之间的任何间隙或缺陷。由此，在后续处理中利用的流体不会扩散穿过金属间隙填充物。

背景

领域

本公开内容的多个实施方式一般涉及基板的处理，且尤其涉及用于形成金属间隙填充物的方法。

相关技术说明

在半导体处理中，正在制造具有不断减小的特征尺寸的装置。随着装置尺寸不断缩小，且莫耳定律的二维尺寸限制无法克服，制造商转向三维结构以推进未来的成长。例如鳍式场效晶体管(FinFETs)的装置和例如动态随机存取存储器(DRAM)装置的三维存储器装置通常以堆叠中的不同材料的层为特征。多个装置或单元可彼此堆叠在另一个上面，且数个装置通常形成在一个基板上。这些层常常是不同的材料，所以一个结构可含有绝缘的、半导体的和金属的层的交替层，例如SiO₂、SiN、a-Si和聚合Si。通常，这种堆叠由32或64或甚至128层的这些交替层组成。

例如钨这样的某些金属已经在逻辑应用中被用在触点级(contact level)约二十年。在近期先进的互补金属氧化物半导体(CMOS)装置中，已出现例如金属栅极和FinFET这样的新技术，而导致这些金属作为用于p型金属氧化物半导体(PMOS)和n型金属氧化物半导体(NMOS)装置二者的金属栅极填充物的新应用。在3D NAND装置中，这些金属也被用于金属栅极填充物。用于间隙填充物的要求(例如使用钨)由于几个原因而变得越来越具挑战性。例如，对于触点，随着触点的尺寸越来越小且因为钨的共形(conformal)填充物通常会留下缝隙(seam)，悬垂(overhang)变得更具挑战性。另外，在化学机械抛光(CMP)期间缝隙将被暴露给浆料(slurry)，这将造成整合(integration)问题。此外，对于先进的CMOS和3D NAND两者中的金属栅极沟槽，传统的钨共形生长不可避免地在中间留下缝隙。

因此，对于在先进的逻辑和存储装置中的触点和金属栅极填充物两者，需要一种形成金属间隙填充物的改良的方法。

发明内容

本公开内容的多个实施方式一般涉及用于基板的处理的方法，且尤其涉及用于形成金属间隙填充物的方法。在一个实施方式中，一种用于形成金属间隙填充物的方法包括：在第二层中形成的开口中，在第一层的表面之上形成金属间隙填充物的第一部分；在第一部分上实行溅射处理；和形成金属间隙填充物的第二部分，以用金属间隙填充物来填充开口。

在另一个实施方式中，一种用于形成金属间隙填充物的方法包括：在第二层中形成的开口中，在第一层的表面之上形成金属间隙填充物的第一部分；在第二层的一个或多个侧壁上形成一个或多个层；且形成金属间隙填充物的第二部分，以用金属间隙填充物来填充开口。

在另一个实施方式中，一种处理系统包括：传送腔室；多个处理腔室，耦接至传送腔室；和控制器，构造成引发要在处理系统中实行的处理，该处理包括：在第二层中形成的开口中，在第一层的表面之上形成金属间隙填充物的第一部分；在第一部分上实行溅射处理；和形成金属间隙填充物的第二部分，以用金属间隙填充物来填充开口。

附图说明

为了能详细理解本公开内容的上述特征，可参照多个实施方式来得到以上简要概述的本公开内容的更具体的说明，一些实施方式绘示在附图中。然而，需要注意，附图仅绘示本公开内容的多个示例性实施方式，而非用作本公开内容范围上的限制，本公开内容可容许其他多个等效实施方式。

图1是根据一个实施方式的用于形成金属间隙填充物的方法的流程图。