[发明专利]钨沉积

说明书

本文描述了用钨填充特征的方法和相关装置。本文所述的方法涉及在沉积主体层之前沉积钨成核层。所述方法涉及多个原子层沉积(ALD)循环。根据多种实施方案，含硼还原剂和硅还原剂都可以在单个循环期间是脉冲的，以与含钨前体反应并形成钨膜。

通过引用并入

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。

背景技术

使用化学气相沉积(CVD)技术的钨(W)膜沉积为半导体制造处理的组成部分。例如，钨膜可用来作为低电阻率的电连接件，其形式包含水平内连线、相邻金属层之间的通孔、第一金属层与硅衬底上的设备之间的接触件。钨膜还可用于各种存储器应用和逻辑应用，存储器应用包含动态随机存取存储器(DRAM)的嵌入式字线(bWL)结构、3D NAND的字线的形成。然而，特征尺寸以及膜厚度的持续减小带来了各种挑战，包含沉积具有良好台阶覆盖率的膜。

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。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术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。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种方法，其包括：在室中提供包括特征的衬底；通过执行原子层沉积(ALD)处理的一个或多个循环在所述特征中沉积钨成核层，其中每个循环包括：使一种或多种含硼还原剂配料在所述室中流动，使一种或多种含硅还原剂配料在所述室中流动，其中所述一种或多种含硼还原剂配料和所述一种或多种含硅还原剂配料是连续的反应物配料，以及在使所述一种或多种含硼还原剂配料和所述一种或多种含硅还原剂配料在所述室中流动之后，使一种或多种含钨前体脉冲在所述室中流动。

在一些实施方案中，所述特征是3-D NAND结构中的字线(WL)特征，所述3-D NAND结构包括竖直取向的侧壁，所述侧壁中的多个开口通向多个水平取向的WL特征。在一些实施方案中，所述方法还包括在连续的反应物配料之间清扫所述室。在一些实施方案中，所述方法还包括在所述钨成核层上沉积主体钨层。在一些实施方案中，所述主体钨层使用氢气(H2)作为还原剂通过原子层沉积处理来沉积。在一些实施方案中，每个ALD循环以含硼还原剂配料开始。在一些实施方案中，每个ALD循环以含硅还原剂配料开始。

本公开的另一方面涉及一种填充3-D NAND结构的方法。该方法可以包括：在室中提供包括竖直取向的侧壁的3-D NAND结构，所述侧壁中的多个开口通向多个水平取向的字线(WL)特征；通过执行原子层沉积(ALD)处理的一个或多个循环在所述WL特征中沉积钨成核层，其中每个循环包括：使一种或多种含硼还原剂配料在所述室中流动，使一种或多种硅烷配料在所述室中流动；以及在使所述一种或多种含硼还原剂配料和所述一种或多种含硅还原剂配料在所述室中流动之后，使一种或多种含钨前体脉冲在所述室中流动。

在一些实施方案中，所述方法还包括在连续的反应物配料之间清扫所述室。在一些实施方案中，所述方法还包括在所述钨成核层上沉积主体钨层。在一些实施方案中，所述主体钨层使用氢气(H2)作为还原剂通过原子层沉积处理来沉积。在一些实施方案中，每个ALD循环以含硼还原剂配料开始。在一些实施方案中，每个ALD循环以含硅还原剂配料开始。

另一方面涉及一种装置，其包括：包括一个或多个处理站的处理室，每个处理站包括被配置为保持衬底的衬底支撑件；用于耦合至真空的至少一个出口；与一个或多个处理气体源耦合的一个或多个处理气体入口；以及用于控制所述装置中的操作的控制器，其包括机器可读指令，所述机器可读指令用于：使一种或多种含硼还原剂配料在所述室中流动，使一种或多种硅烷配料在所述室中流动；以及在使所述一种或多种含硼还原剂配料和所述一种或多种含硅还原剂配料在所述室中流动之后，使一种或多种含钨前体脉冲在所述室中流动。

根据各种实施方案，所述配料可以在相同或不同的站中。

下面参考附图描述这些和其他方面。