使用催化沉积的间隙填充方法与流程

1.一般而言，本公开内容的实施方式与沉积金属膜的方法有关。本公开内容的一些实施方式涉及沉积金属膜的方法。本公开内容的一些实施方式与金属膜的选择性沉积有关。本公开内容的一些实施方式通过使用等离子体和/或热暴露条件来控制沉积的位置和/或速率。


背景技术：

2.受诸如自驾车、虚拟现实和未来移动装置等新兴行业对行动和高性能系统的需求的驱使，半导体行业持续努力实现装置的持续小型化。为了完成这一壮举，需要新的高性能材料来规避微电子装置中的特征快速缩小遇到的固有的工程、化学和物理问题。
3.由于钌的高熔点(能承受高电流密度的能力)、优异的密度和传导电流的能力，建议将其作为新的集成材料。钌和含钌薄膜具有吸引人的材料和导电性质。钌膜已被提议用于从半导体和微电子装置的前端到后端部分的范围的应用。
4.由于诸如化学气相沉积(cvd)及原子层沉积(ald)等薄膜沉积技术以高通量和精确方式沉积材料的固有能力，理想地使用上述薄膜沉积技术来沉积钌的薄膜。
5.然而，所沉积的钌膜通常不同于块状钌材料。在沉积高纯度(》99原子％的ru)的钌膜时特别有挑战，特别是作为间隙填充材料。利用氧反应物的先前的解决方案所产生的膜比块状材料更粗糙。类似地，氢反应物产生更多的杂质，而这需要后续退火步骤来移除杂质。最后，等离子体沉积处理无法在不产生缝隙的情况下沉积间隙填充材料且有可能损坏底层基板。
6.在当前的现有技术中，通过cvd或电化学电镀(ecp)处理来填充结构。在整个结构上发生沉积的cvd处理中，当膜由于粗糙度的原因而合并时，通常会形成空隙(void)，从而在间隙中留下缝隙。ecp处理受到尺寸和是否存在用于所需材料的处理等限制。
7.因此，需要用于沉积高纯度共形钌膜作为间隙填充的方法和材料。此外，还需要用于在无缝隙或无空隙的情况下沉积钌膜作为间隙填充的方法和材料。
8.此外，随着半导体元件设计的发展，半导体行业的精密材料制造已经进入了原子尺度维度的时代。在原子尺度上，由于只有几十个原子，因此几乎没有出错的余地。这种前所未有的挑战，要求新的材料处理技术具有原子级的精度。然而，增加原子尺度元件制造所需的处理流程的复杂性会显著降低产量并增加制造成本。
9.选择性沉积技术在半导体膜图案化中的化学选择性原子层精度提供了潜力。选择性沉积也通过消除光刻或其他处理来为简化处理流程提供了潜力。
10.可以用各种方式完成材料的选择性沉积。例如，一些处理可能基于其表面化学性质对表面具有固有的选择性。这些处理相当罕见，通常需要具有极度不同表面能量的表面，例如金属和电介质。
11.因此，需要有在金属表面上以更甚于电介质表面的方式选择性沉积金属膜的方法，或者反之亦然。
12.进一步，现有装置将钨膜用于存储器和逻辑应用。通常在较高的温度下进行钨膜的沉积，这可能受限于所形成的装置的热预算。通常使用含氟化合物来沉积钨膜。氟在沉积处理中通常是不理想的，因为会发生反应和不利影响。为了防止氟与下方层反应，使用相对较厚的阻挡层。阻挡层沉积降低了热预算和产量。
13.因此，在本技术领域中需要不使用氟和/或可在低温下沉积的导电材料。
14.此外，在中间产线(middle-of-line；mol)处理期间，目标是mol结构的最小过孔电阻(via resistance)。通常需要衬垫材料来增进金属(如，钌)对介电材料的粘附力，以通过诸如化学机械平坦化(cmp)等后处理步骤。然而，衬垫的存在增加了过孔电阻。因此，在本技术领域中需要用于mol应用的具有降低过孔电阻的间隙填充处理。


技术实现要素：

15.本公开内容的一个或多个实施方式涉及金属沉积方法。将具有至少一个特征的基板暴露于金属前驱物和烷基卤化物催化剂的交替脉冲，所述特征包含底部及侧壁。将基板维持在沉积温度下，以在特征的底部上形成金属膜。特征的底部包含金属，且特征的侧壁包含电介质。金属前驱物具有高于沉积温度的分解温度。烷基卤化物包含碳及卤素，且卤素包含溴或碘。
16.本公开内容的额外实施方式涉及形成无缝间隙填充的方法。将第二金属膜沉积在基板上的特征中，以利用第二金属膜部分地填充特征。特征包含底部及至少一个侧壁。底部包含第一金属，且至少一个侧壁包含电介质。第二金属膜相对于所述至少一个侧壁选择性地形成在底部上，且第二金属膜的顶表面低于电介质的顶表面。将衬垫沉积在第二金属膜上方的特征的侧壁上。利用第二金属膜填充特征，以覆盖衬垫和电介质的顶表面。从电介质的顶表面移除第二金属膜和至少一些衬垫，并移除至少一些电介质，以形成无缝间隙填充。
17.本公开内容的进一步实施方式涉及形成无缝间隙填充的方法。所述方法包含以下步骤：(a)可选地清洁基板中的特征的底部处的第一金属的表面，该特征包含至少一个电介质侧壁；(b)相对于电介质侧壁在特征中的第一金属上选择性地沉积钌膜，钌膜部分地填充该特征，使得钌膜的顶表面低于电介质的顶表面；(c)可选地，在钌膜的顶表面上选择性地形成阻挡层；(d)在电介质侧壁及电介质的顶表面上形成共形的衬垫，共形的衬垫实质上不形成在钌膜的顶表面上；(e)可选地从钌膜的顶表面移除阻挡层；(f)利用钌膜填充特征，以覆盖电介质侧壁及电介质的顶表面上的共形的衬垫；(g)退火钌膜；以及(h)移除钌膜及电介质的一部分，并移除至少一些衬垫，以形成钌无缝间隙填充。
附图说明
18.因此，可详细理解本公开内容的上述特征的方式，可参照实施方式来获得上文简要概述的本公开内容的更具体描述，其中一些实施方式图示于附图中。然而，请注意，附图仅示出了本公开内容的典型实施方式，因此不应视为对范围的限制，因为本公开内容可以允许其他等效实施方式。
19.图1显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理平台的示意图；
20.图2显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的批处理腔室的剖面视图；
21.图3显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的批处理腔室的局部透视图；
22.图4显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的批处理腔室的示意图；
23.图5显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于批处理腔室的楔形气体分布组件的一部分的示意图；
24.图6显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的批处理腔室的示意图；
25.图7绘示根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于使用两个脉冲循环沉积技术形成金属层的示例处理序列；
26.图8绘示根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于形成钌层的示例处理序列；
27.图9显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的示例基板的剖面视图；
28.图10a至图10d绘示根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理期间的示例基板；以及
29.图11绘示根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于无缝间隙填充的示例方法。
30.在附图中，类似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。进一步，可通过在附图标记后以破折号和用于区别类似部件的第二标记来区别相同类型的各种部件。若在说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同第一附图标记的任何一个相似部件，无论第二标记为何。
具体实施方式
31.在描述本公开内容的数个示例性实施方式之前，应了解到本公开内容不受限于下面说明书中所阐述的构造或处理例程的细节。本公开内容能够具有其他实施方式，并能够被由各种方式实践或执行。
32.本文所使用的术语“基板”、“基板表面”或类似术语是指在其上进行处理的任何基板或形成在基板上的材料表面。举例而言，取决于应用，在其上可进行处理的基板表面可包括，但不限于：诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(soi)、经碳掺杂的氧化硅、氮化硅、经掺杂的硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石等材料，及任何其他材料(如金属、金属氮化物、金属合金及其它导电材料)。基板可包括，但不限于，半导体晶片。可将基板暴露于预处理处理，以研磨、蚀刻、还原、氧化、羟基化(或者产生或嫁接目标化学部分，以赋予化学功能)、退火和/或烘烤基板表面。除了在基板本身的表面上直接进行处理之外，在本公开内容中，也可在形成于基板上的底层(underlayer)上进行本文所公开的任何膜处理程序(如下文更详细地公开)，且术语“基板表面”欲包括前后文所指的此类底层。因此，举例而言，当膜/层或部分膜/层已被沉积至基板表面上，新沉积的膜/层的暴露表面便成为基板表面。给定的基板表面包含什么将取决于待沉积的材料还有所使用的特定化学物质。
33.如本文所使用，“原子层沉积(atomic layer deposition)”或“循环沉积(cyclical deposition)”指的是依次暴露两种或更多种反应性化合物，以在基板表面上沉积材料层。如在本说明书及随附权利要求书中所使用，术语“反应性化合物(reactive compound)”、“反应性气体(reactive gas)”、“反应性物种(reactive species)”、“前驱物(precursor)”、“处理气体(处理气体)”等可互换使用，以意指具有能够在表面反应中(如，化学吸附、氧化、还原)与基板表面反应或与基板表面上的材料反应的物种的物质。基板或
基板的部分被分别暴露于两种或更多种反应性化合物，这些反应性化合物被引入处理腔室的反应区内。在时域ald处理(time-domain ald process)中，暴露至各反应性化合物被时间延迟分开，以允许各化合物粘附于基板表面上和/或在基板表面上反应，并接着从处理腔室清除。这些反应性化合物被称为依次暴露在基板上。在空间ald处理(spatial ald process)中，基板表面的不同部分或基板表面上的不同材料被同时暴露于两种或更多种反应性化合物，使得基板上的任何给定的点(given point)实质上不同时暴露于超过一种的反应性化合物。如在本说明书及随附权利要求书中所使用，如本领域技术人员将理解，用于这方面的术语“实质上(substantially)”意指存在以下可能性：基板的很小的部分可能由于扩散而同时暴露于多种反应性气体，且同时暴露是无意的。
34.在时域ald处理的一个方面中，第一反应性气体(即，第一前驱物或化合物a)被脉冲输送至反应区内，随后是第一时间延迟。接着，第二前驱物或化合物b被脉冲输送至反应区内，随后是第二延迟。在各时间延迟期间，可将净化气体(如氩气)引入处理腔室内，以净化反应区或从反应区移除任何残留反应性化合物或反应副产物。或者，可在整个沉积处理期间连续不断地流动净化气体，使得在介于反应性化合物的脉冲之间的时间延迟期间只有净化气体流动。反应性化合物被交替地脉冲，直到在基板表面上形成期望的膜或膜厚度。在任一情况中，脉冲输送化合物a、净化气体、化合物b及净化气体的ald处理是一个循环。一个循环可从化合物a或化合物b开始，并持续循环的各个顺序，直到获得具有预定厚度的膜。
35.在空间ald处理的实施方式中，第一反应性气体及第二反应性气体(如，金属前驱物气体)被同时输送至反应区，但被惰性气体幕(inert gas curtain)和/或真空幕(vacuum curtain)分隔开。相对于气体输送设备移动基板，使得将基板上的任何给定的点暴露于第一反应性气体及第二反应性气体。
36.如本说明书及随附权利要求书所用，术语“前驱物”、“反应物”、“反应性气体”等可互换使用，以意指可与基板表面反应的任何气态物种。
37.本公开内容的一些实施方式涉及使用具有多个气体端口的反应腔室的处理，这些气体端口可用于引入不同的化学品或等离子体气体。在空间上，该等气体端口(也称为通道)被惰性净化气体和/或真空抽气孔分隔开来以产生气幕，使来自不同气体端口的气体的混合被最小化或消除，以避免不必要的气相反应。穿过这些不同的空间分离的端口移动的晶片获得了依次和多次表面暴露到不同的化学品或等离子体环境，使得发生了空间ald模式中的逐层膜生长或表面蚀刻。在一些实施方式中，处理腔室在气体分布部件上具有模块化架构，并且每个模块化部件具有独立的参数控制(如，rf或气流)，以提供例如气流和/或rf暴露的控制灵活性。
38.本公开内容的一些实施方式提供了用于沉积高纯度金属膜的方法。各种实施方式的方法使用原子层沉积(ald)来提供纯净的或接近纯净的金属膜。虽然本公开内容的示范性实施方式提到了钌的沉积，但应认为本公开内容的原理能够沉积出高纯度的金属膜，无论是什么金属。
39.本公开内容的一些实施方式提供了在金属表面上以更甚于电介质表面的方式选择性地沉积金属膜的方法。本公开内容的一些实施方式提供了在电介质表面上以更甚于金属表面的方式选择性地沉积金属膜的方法。本说明书和所附权利要求书中所使用的术语“在一个表面上以更甚于另一个表面的方式选择性地沉积膜”等意味着在第一表面上沉积
第一量的膜并在第二表面上沉积第二量的膜，其中膜的第二量小于膜的第一量，或者在第二表面上不沉积膜。
40.就此所用的术语“更甚于(over)”并不意味着一个表面在另一个表面顶部上的物理取向(physical orientation)，而是一个表面相对于另一个表面的化学反应的热力学或动力学性质的关系。举例而言，在金属表面上以更甚于电介质表面的方式选择性地沉积金属膜意指：金属膜沉积在金属表面上，且较少或无金属膜沉积在电介质表面上；或是，相对于在电介质表面上形成金属膜，在热力学或动力学上较倾向在金属表面上形成金属膜。
41.沉积处理的选择性大体以生长速率的倍数来表示。举例而言，如果一个表面的生长(或沉积)速率是另一个表面的25倍，则该处理将被描述为具有25:1的选择性。就此而言，较高的比率表示更具选择性的处理。
42.本公开内容的一些实施方式有利地提供了用于沉积高纯度金属膜的方法。因此，这些高纯度膜表现出与它们相关的块状金属材料相似的特性。举例而言，本公开内容的一些实施方式提供了比由传统的氧或氢反应物处理沉积的钌膜更光滑和具有更低电阻的钌膜。本公开内容的一些实施方式有利地提供了没有缝隙的共形填充间隙的金属膜。
43.本公开内容的一些实施方式有利地提供了在金属表面上以更甚于电介质表面的方式选择性地沉积高纯度的金属膜。举例而言，在铜上以更甚于电介质的方式选择性地沉积金属(如，钌)有利地提供了无需额外蚀刻或光刻步骤的铜覆盖层。此外，选择性沉积也能对在底部及电介质侧壁具有金属触点的特征(如，沟槽、过孔)进行由下往上的间隙填充。
44.本公开内容的一些实施方式有利地提供了在电介质表面上以更甚于金属表面的方式选择性地沉积高纯度的金属膜。举例而言，在电介质上选择性地沉积金属有利地在后端应用中在阻挡物或其他电介质上提供金属层。
45.本公开内容的一些实施方式利用空间ald处理，其在如本文所公开的处理平台上执行。参考各图，图1显示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理平台100。图1中所示的实施方式仅代表一种可能的配置，而不应被视为限制了公开内容的范围。举例而言，在一些实施方式中，处理平台100具有不同数量的处理腔室、缓冲腔室及机器人配置。
46.处理平台100包括中央传送站110，中央传送站110具有多个侧面111、112、113、114、115、116。所示的中央传送站110具有第一侧面111、第二侧面112、第三侧面113、第四侧面114、第五侧面115和第六侧面116。虽然示出了六个侧面，但本领域技术人员将理解，根据例如处理平台100的整体配置，中央传送站110可具有任何合适的侧面数量。
47.传送站110具有定位在其中的机器人117。机器人117可以是能够在处理期间移动晶片的任何适合机器人。在一些实施方式中，机器人117具有第一臂118和第二臂119。第一臂118和第二臂119可以独立于其他臂移动。第一臂118和第二臂119可以在x-y平面和/或沿z轴移动。在一些实施方式中，机器人117包括第三臂或第四臂(未示出)。每一个臂可以独立于其他臂移动。
48.第一批处理腔室120可以连接到中央传送站110的第一侧面111。第一批处理腔室120可以被配置成为一个批次时间一次处理x个晶片。在一些实施方式中，第一批处理腔室120可以被配置为同时处理约4个(x＝4)至约12个(x＝12)的范围内的晶片。在一些实施方式中，第一批处理腔室120被配置为同时处理六个(x＝6)晶片。正如本领域技术人员将理解的那样，虽然第一批处理腔室120可以在单个晶片的载入/卸载之间处理多个晶片，但每个
晶片可以在任何给定时间经历到不同的处理条件。举例而言，如图2至图6所示的空间原子层沉积腔室将晶片暴露在不同处理区域中的不同处理条件下，使得随着一个晶片移动通过每个区域就完成了处理。
49.图2显示处理腔室200的横截面，处理腔室200包括气体分布组件220(也称为注入器或注入器组件)及基座组件240。气体分布组件220是处理腔室中使用的任何类型的气体输送装置。气体分布组件220包括面向基座组件240的前表面221。前表面221可以具有任何数量或种类的开口，以朝基座组件240传递气体流。气体分布组件220还包括外周边缘224，在所示的实施方式中，外周边缘224是实质上圆形的。
50.所用的气体分布组件220的具体类型可以根据正在使用的特定处理而有所不同。本公开内容的实施方式可与任何类型的处理系统一起使用，其中基座和气体分布组件之间的间隙是受控的。虽然可以采用各种类型的气体分布组件(如，喷洒头)，但本公开内容的实施方式可能对具有多个实质上平行的气体通道的空间气体分布组件特别有用。本说明书和所附权利要求书中所使用的术语“实质上平行”是指气体通道的细长轴线在相同的总体方向上延伸。气体通道的平行度可以有轻微的缺陷。在二元反应中，多个实质上平行的气体通道可以包括至少一个第一反应性气体a通道、至少一个第二反应性气体b通道、至少一个净化气体p通道和/或至少一个真空v通道。从(多个)第一反应性气体a通道、(多个)第二反应性气体b通道及(多个)净化气体p通道流出的气体被引导朝向晶片的顶表面。一些气流跨越晶片的表面水平地运动，并经由(多个)净化气体p通道流出处理区域。从气体分布组件的一端移动到另一端的基板会依次暴露至每种处理气体，而在基板表面上形成层。
51.在一些实施方式中，气体分布组件220是由单一注入器单元制成的刚性固定主体。在一个或多个实施方式中，如图3所示，气体分布组件220是由多个独立区段(如，注入器单元222)制成。无论是单件主体还是多区段主体，都可以与所描述的本公开内容的各种实施方式一起使用。
52.基座组件240设置在气体分布组件220之下。基座组件240包括顶面241及在顶面241中的至少一个凹槽242。基座组件240还具有底部表面243和边缘244。至少一个凹槽242可以是任何合适的形状和大小，这取决于被处理的基板60的形状和大小。在图2所示的实施方式中，凹槽242具有平坦的底部以支撑晶片的底部；然而，凹槽的底部可以变化。在一些实施方式中，凹槽具有围绕凹槽的外周边缘的阶梯区域，阶梯区域被调整尺寸以支撑晶片的外周边缘。被阶梯支撑的晶片的外周边缘的量可以根据例如晶片的厚度和晶片背面已经存在的特征而变化。
53.在一些实施方式中，如图2所示，基座组件240的顶表面241中的凹槽242被调整尺寸，使得支撑在凹槽242中的基板60具有与基座240的顶表面241实质上共面的顶表面61。在本说明书和所附权利要求书中，术语“实质上共面(substantially coplanar)”是指晶片的顶表面和基座组件的顶表面在
±
0.2mm内共面。在一些实施方式中，顶表面在0.5mm、
±
0.4mm、
±
0.35mm、
±
0.30mm、
±
0.25mm、
±
0.20mm、
±
0.15mm、
±
0.10mm或
±
0.05mm内共面。
54.图2的基座组件240包括支撑柱260，支撑柱260能提升、降低及旋转基座组件240。基座组件可在支撑柱260的中心内包括加热器、或气体管路、或电子部件。支撑柱260可以是增加或减少基座组件240与气体分布组件220之间的间隙，将基座组件240移动到适当位置的主要手段。基座组件240还可包括微调致动器262，微调致动器262可以对基座组件240进
行细微调整，以在基座组件240与气体分布组件220之间产生预定的间隙270。
55.在一些实施方式中，间隙270距离在约0.1mm至约5.0mm的范围中，或在约0.1mm至约3.0mm的范围中，或在约0.1mm至约2.0mm的范围中，或在约0.2mm至约1.8mm的范围中，或在约0.3mm至约1.7mm的范围中，或在约0.4mm至约1.6mm的范围中，或在约0.5mm至约1.5mm的范围中，或在约0.6mm至约1.4mm的范围中，或在约0.7mm至约1.3mm的范围中，或在约0.8mm至约1.2mm的范围中，或在约0.9mm至约1.1mm的范围中，或约1mm。
56.图中所示的处理腔室200为转盘型腔室，其中基座组件240可以保持多个基板60。如图3所示，气体分布组件220可包括多个独立的注入器单元222，当晶片在注入器单元下方移动时，各注入器单元222能够在晶片上沉积膜。两个饼状(pie-shaped)注入器单元222被示出为定位在基座组件240的大约相对侧上并在基座组件240上方。注入器单元222的此数量仅用于说明目的而示出。将理解：可以包括更多或更少的注入器单元222。在一些实施方式中，有足够数量的饼状注入器单元222，以形成与基座组件240的形状相符的形状。在一些实施方式中，每个单独的饼状注入器单元222可以独立地移动、移除和/或替换，而不影响任何其他注入器单元222。举例而言，一个部分(segment)可以被升高，以允许机器人进入基座组件240与气体分布组件220之间的区域，以装载/卸载基板60。
57.具有多个气体注入器的处理腔室可用于同时处理多个晶片，使晶片经历相同的处理流程。举例而言，如图4所示，处理腔室200具有四个气体注入器组件和四个基板60。在处理开始时，基板60可以被定位在气体分布组件220之间。旋转17基座组件240达45
°
，这将导致在气体分布组件220之间的各基板60被移动到气体分布组件220进行膜沉积，如气体分布组件220下的虚圈所示。额外的45
°
旋转将使基板60远离气体分布组件220。基板60和气体分布组件220的数量可以相同或不同。在一些实施方式中，被处理的晶片数量与气体分布组件的数量相同。在一个或多个实施方式中，被处理的晶片数量是气体分布组件数量的几分之一或整数倍。举例而言，如果有4个气体分布组件，则有4x个晶片被处理，其中x是大于或等于1的整数值。在示范性实施方式中，气体分布组件220包括由气幕隔开的8个处理区域，而基座组件240可保持6个晶片。
58.图4所示的处理腔室200仅代表一种可能的配置，而不应被视为限制了公开内容的范围。在此，处理腔室200包括多个气体分布组件220。在所示的实施方式中，围绕处理腔室200均匀地间隔有四个气体分布组件220(也称为注入器组件)。所示的处理腔室200是八边形的；然而，本领域技术人员将理解，这是一种可能的形状，并且不应该被视为对本公开内容的范围的限制。所示气体分布组件220是梯形的，但也可以是单一的圆形部件或由多个饼形部分组成，如图3所示。
59.图4所示的实施方式包括装载锁定腔室280或诸如缓冲站的辅助腔室。此腔室280连接到处理腔室200的一侧，以允许例如基板(也称为基板60)从处理腔室200装载/卸载。晶片机器人可安置在腔室280内，以将基板移动到基座上。
60.转盘(例如，基座组件240)的旋转可以是连续的或间歇的(不连续的)。在连续的处理中，晶片不断地旋转，使它们依次暴露于各个注入器。在不连续的处理中，晶片可以被移动到注入器区域并停止，然后移动到注入器之间的区域84并停止。举例而言，转盘可以旋转，使晶片从注入器间区域(inter-injector region)移动穿过注入器(或停在注入器附近)，并移动到下一个注入器间区域，在此处转盘可以再次暂停。注入器之间的暂停可以为
各层沉积(如，暴露至等离子体)之间的额外处理例程提供时间。
61.图5显示了气体分布组件220的区段或部分，所述区段或部分可以被称为注入器单元。可单独地或可与其他注入器单元组合地使用注入器单元222。举例而言，如图6所示，将四个图5的注入器单元222组合，以形成单一气体分布组件220。(为了清楚起见，未图示分隔四个注入器单元的线)。尽管图5的注入器单元222除了具有净化气体端口255和真空端口245之外还具有第一反应性气体端口225和第二气体端口235两者，但注入器单元222不需要所有这些部件。
62.请参照图5或图6两者，根据一个或多个实施方式的气体分布组件220可包含多个区段(或注入器单元222)，其中各区段可以是相同的或不同的。气体分布组件220定位在处理腔室内，且在气体分布组件220的前表面221中包含多个细长气体端口225、235、245。多个细长气体端口225、235、245、255从邻近内周边缘223的区域向邻近气体分布组件220的外周缘224的区域延伸。所示的多个气体端口包括第一反应性气体端口225、第二气体端口235、环绕所述第一反应性气体端口及所述第二反应性气体端口的每一个的真空端口245、以及净化气体端口255。
63.当说明端口从至少约内周区域向至少约外周区域延伸时，参照图5或图6所示的实施方式，然而，端口可以不仅从内周区域向外周区域径向延伸。当真空端口245围绕反应性气体端口225和反应性气体端口235时，这些端口可在切线方向上延伸。在图5或图6所示的实施方式中，楔形的反应性气体端口225、235的所有边缘，包括相邻内周区域和外周区域的边缘，都被真空端口245包围。
64.请参照图5，当基板沿着路径227移动时，基板表面的各部分会暴露于各种反应性气体。沿着路径227，基板将暴露于或“看到(see)”净化气体端口255、真空端口245、第一反应性气体端口225、真空端口245、净化气体端口255、真空端口245、第二气体端口235和真空端口245。因此，在图5所示路径227的末端，基板已经被暴露于第一反应性气体和第二反应性气体以形成层。所示的注入器单元222形成四分之一个圆，但可以更大或更小。图6所示的气体分布组件220可视为串联的四个图3的注入器单元222的组合。
65.图5的注入器单元222显示了分隔反应性气体的气幕250。术语“气幕(gas curtain)”用于描述分隔反应性气体免于混合的气流或真空的任何组合。图5所示的气幕250包含真空端口245的在第一反应性气体端口225旁边的部分、中间的净化气体端口255、和真空端口245的在第二气体端口235旁边的部分。这种气流和真空的组合可以用来防止或减少第一反应性气体和第二反应性气体的气相反应。
66.请参照图6，来自气体分布组件220的气流和真空的组合形成进入多个处理区域350中的分隔。处理区域大致上是围绕着个别的气体端口225、235界定，而气幕250则在350之间。图6所示的实施方式构成了八个独立的处理区域350，其间有八个独立的气幕250。一个处理腔室可以具有至少两个处理区域。在一些实施方式中，至少具有三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个或十二个处理区域。
67.在处理期间，基板可在任何给定时间暴露于一个以上的处理区域350。然而，暴露于不同处理区域的部分会有一个气幕分隔两者。举例而言，如果一个基板的前缘进入包括有第二个气体端口235的处理区域，则该基板的中间部分将会在气幕250之下，而该基板的后缘会在包括有第一个反应性气体端口225的处理区域中。
68.图示的工厂接口(如图4所示)连接处理腔室200，所述工厂接口可以是，例如，装载锁定腔室280。基板60被示出为叠加在气体分布组件220上以提供参考框架。基板60通常可停置在基座组件上而被保持在气体分布组件220的前表面221附近。基板60经由工厂接口装载进入处理腔室200中，而被装载到基板支撑件或基座组件(见图4)上。基板60可显示为定位在处理区域内，因为基板位于第一反应性气体端口225附近且在两个气幕250a、250b之间。沿着路径227旋转基板60将使基板绕着处理腔室200逆时针移动。因此，基板60将暴露于第一处理区域350a至第八处理区域350h，包括其间的所有处理区域。
69.本公开内容的一些实施方式涉及具有多个处理区域350a至350h的处理腔室200，各处理区域与相邻区域由气幕250分隔。举例而言，图6所示的处理腔室。处理腔室内的气幕及处理区域的数目取决于气流的布置而可以是任何合适的数目。图6所示的实施方式具有八个气幕250和八个处理区域350a至350h。
70.请回头参照图1，处理平台100包括连接到中央传送站110的第二侧面112的处置(treatment)腔室140。一些实施方式的处置腔室140被配置成在第一批处理腔室120的处理之前和/或之后将晶片暴露在处理中以对晶片进行处置。一些实施方式的处置腔室140包含退火腔室。退火腔室可以是炉退火腔室或快速热退火腔室，或配置成将晶片保持在预定温度和压力下并向腔室提供气体流的不同腔室。
71.在一些实施方式中，处理平台进一步包含连接到中央传送站110的第三侧面113的第二批处理腔室130。第二批处理腔室130可以配置成类似于第一批处理腔室120，也可以配置成执行不同处理或处理不同数量的基板。
72.第二批处理腔室130可与第一批处理腔室120相同或不同。在一些实施方式中，第一批处理腔室120及第二批处理腔室130经配置以在相同批次时间内对相同数量的晶片执行相同的处理，使x(第一批处理腔室120的晶片数量)和y(第二批处理腔室130的晶片数量)相同，且第一批次时间和(第二批处理腔室130的)第二批次时间相同。在一些实施方式中，第一批处理腔室120及第二批处理腔室130被配置为具有下列一者或多者：不同数量的晶片(x不等于y)、不同的批次时间、或以上两者。
73.在图1所示的实施方式中，处理平台100包括连接到中央传送站110的第四侧面114的第二处置腔室150。第二处置腔室150可与处置腔室140相同或不同。
74.处理平台100可以包括连接到机器人117的控制器195(连接未示出)。控制器195可被配置为利用机器人117的第一臂118在处置腔室140与第一批处理腔室120之间移动晶片。在一些实施方式中，控制器195也被配置为利用机器人117的第二臂119在第二处置腔室150与第二批处理腔室130之间移动晶片。
75.在一些实施方式中，控制器195连接至处理腔室200的基座组件240及气体分布组件220。控制器195可被配置为绕中心轴旋转17基座组件240。控制器也可经配置以控制气体端口225、235、245、255中的气体流动。在一些实施方式中，第一反应性气体端口225提供金属前驱物的流动。在一些实施方式中，第二反应性气体端口235提供反应物的流动。在一些实施方式中，其他气体端口(未标明)可提供等离子体的流动。第一反应性气体端口225、第二反应性气体端口235及其他反应性气体端口(未标明)可按任何处理次序排列。
76.处理平台100还可以包括连接到中央传送站110的第五侧面115的第一缓冲站151和/或连接到中央传送站110的第六侧面116的第二缓冲站152。第一缓冲站151和第二缓冲
站152可以执行相同或不同的功能。举例而言，缓冲站可以保持晶片盒，这些晶片被处理并返回原始的盒，或者第一缓冲站151可以保持未经处理的晶片，这些晶片在处理后被移动到第二缓冲站152。在一些实施方式中，一个或多个缓冲站被配置为在处理之前和/或之后对晶片进行预处理、预热或清洁。
77.在一些实施方式中，控制器195被配置为使用机器人117的第一臂118在第一缓冲站151与处置腔室140和第一批处理腔室120中的一者或多者之间移动晶片。在一些实施方式中，控制器195经配置以使用机器人117的第二臂119在第二缓冲站152与第二处置腔室150或第二批处理腔室130中的一者或多者之间移动晶片。
78.处理平台100也可以包括介于中央传送站110与任何处理腔室之间的一个或多个狭缝阀160。在所示的实施方式中，在各个处理腔室120、130、140、150与中央传送站110之间有一个狭缝阀160。狭缝阀160可以打开和关闭，以隔离处理腔室内的环境与中央传送站110内的环境。举例而言，如果处理腔室在处理过程中会产生等离子体，则关闭该处理腔室的狭缝阀可有助于防止杂散的等离子体损坏传送站内的机器人。
79.在一些实施方式中，处理腔室不容易从中央传送站110移除。为了允许在任何处理腔室上进行维护，各个处理腔室可进一步包括位于处理腔室侧面的多个检修门(access door)170。检修门170允许手动进入处理腔室，而无需将处理腔室从中央传送站110移开。在所示的实施方式中，除了连接到传送站的侧面之外，各个处理腔室的各侧面都有一个检修门170。包括这么多的检修门170会使所采用的处理腔室的结构复杂化，因为腔室内的硬件将需要配置成可以经由门进出。
80.一些实施方式的处理平台包括连接到中央传送站110的水箱180。水箱180可被配置为向任何或所有的处理腔室提供冷却剂。尽管被称为“水”箱，但本领域技术人员将理解可以使用任何冷却剂。
81.在一些实施方式中，处理平台100的尺寸允许经由单一功率连接器190连接到厂用电源(house power)。单一功率连接器190附接到处理平台100，以向各个处理腔室和中央传送站110提供功率。
82.处理平台100可连接到工厂接口102，以便将晶片或晶片匣装载至处理平台100内。工厂接口102内的机器人103可以将晶片或匣移入和移出缓冲站151、152。可由中央传送站110内的机器人117在处理平台100内移动晶片或匣。在一些实施方式中，工厂接口102是另一个群集工具的传送站。
83.在一些实施方式中，处理平台100或第一批处理腔室120连接到控制器。控制器可以是相同的控制器195或不同的控制器。控制器可连接第一批处理腔室120的基座组件和气体分布组件，且具有一种或多种配置。这些配置可以包括但不限于：绕中心轴旋转基座组件的第一配置，向处理区域提供金属前驱物的流动的第二配置，向处理区域提供反应物的流动的第三配置，在处理区域中提供等离子体的第四配置。
84.图7描绘根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于在基板上形成金属膜的通用方法。方法700通常始于702，其中提供基板并将基板安置于处理腔室内，其中金属膜将形成于所述基板上。如本文所用，“基板表面”指称可在其上形成层的任何基板表面。基板表面可具有形成在其中的一个或多个特征、在其上形成的一个或多个层及上述的组合。可在金属膜的沉积之前预处理基板(或基板表面)，例如，通过抛光、蚀刻、还原、氧化、卤化、羟基
化、退火、烘烤等。
85.基板可以是任何能够在其上沉积材料的基板，例如硅基板、iii-v族化合物基板、硅锗(sige)基板、外延基板、绝缘体上硅(soi)基板、显示器基板(例如液晶显示器(lcd)、等离子体显示器、电致发光(el)灯显示器)、太阳能阵列、太阳能面板、发光二极管(led)基板、半导体晶片等。在一些实施方式中，一个或多个额外层可设置在基板上，使金属膜可至少部分形成于其上。举例而言，在一些实施方式中，包括金属、氮化物、氧化物或类似物或其组合的层可位于基板上，并可使金属膜形成在该层或这些层上。
86.在703处，基板可选地暴露于阻挡化合物。此处理步骤将在下面更详细地描述，并可有利于控制在包括金属表面和电介质表面两者的基板上的沉积处理的选择性。
87.在704处，在基板上形成金属膜。金属膜可经由循环沉积处理，如原子层沉积(ald)或类似者。在一些实施方式中，经由循环沉积处理形成金属膜一般包含将基板分别暴露于两种或更多种处理气体。在时域ald实施方式中，暴露于各处理气体被时间延迟/暂停分隔开，以使处理气体的成分在基板表面上附着和/或反应。替代地或组合地，在一些实施方式中，可在基板暴露于处理气体之前和/或之后进行净化，其中使用惰性气体进行净化。举例而言，可将第一处理气体提供至处理腔室，接着利用惰性气体净化。随后，可将第二处理气体提供至处理腔室，接着利用惰性气体净化。在一些实施方式中，可持续地将惰性气体提供至处理腔室，且以剂量或脉冲方式将第一处理气体供应至处理腔室内，接着将第二处理气体的剂量或脉冲供应至处理腔室内。在此类实施方式中，延迟或暂停可发生在第一处理气体的剂量和第二处理气体的剂量之间，从而允许惰性气体的持续流动在处理气体的剂量之间净化处理腔室。
88.在空间ald实施方式中，暴露于各处理气体同时发生在基板的不同部分，使得基板的一部分暴露于第一反应性气体，而基板的不同部分暴露于第二反应性气体(若仅使用两种反应性气体的话)。基板相对于气体输送系统移动，使得基板上的各点依次暴露于第一和第二反应性气体中。在时域ald或空间ald处理的任何实施方式中，序列可重复进行，直到在基板表面上形成预定的层厚度。
89.如本文所使用，“脉冲(pulse)”或“剂量(dose)”旨在代表间歇地或非连续地引入处理腔室内的源气体的量。取决于脉冲的持续时间，特定化合物在各脉冲内的量可随着时间推移而变化。特定处理气体可包括单一化合物或两种或更多种化合物的混合/组合，例如，如下文描述的处理气体。
90.各脉冲/剂量的持续时间是可变的，且可被调整以适应，例如，处理腔室的体积容量以及连接至处理腔室的真空系统的能力。此外，处理气体的剂量时间(dose time)可根据处理气体的流速、处理气体的温度、控制阀的类型、所采用的处理腔室的类型以及处理气体的组分吸附至基板表面上的能力而变化。剂量时间也可基于正在形成的层的类型及正在形成的器件的几何形貌而变化。剂量时间应足够长，以提供足以吸附/化学吸附至基板实质上整个表面上的一定体积的化合物，并在所述整个表面上形成处理气体组分的层。
91.在704处形成金属膜的处理可通过使基板暴露于第一反应性气体开始。第一反应性气体包含烷基卤化物，且被暴露至基板达第一时间周期，如706所示。
92.烷基卤化物可以是任何合适的反应物，以在基板上吸附卤素层以用于后续反应。在一些实施方式中，烷基卤化物包含碳及卤素。在一些实施方式中，卤素包含溴或碘。在一
些实施方式中，卤素不溶于金属膜中。就此而言，以原子计，不溶于金属膜中的卤素包含金属膜的小于或等于约2％、小于或等于约1％或小于或等于约0.5％。在一些实施方式中，烷基卤化物具有通式r-x，其中r为烷基、烯基、芳基或其他碳质基团。在一些实施方式中，r包含一至两个、一至四个或一至六个碳原子。在一些实施方式中，烷基卤化物包含碘乙烷(h5c2i)或二碘甲烷(ch2i2)，或基本上由碘乙烷(h5c2i)或二碘甲烷(ch2i2)组成。就此而言，以摩尔计，基本上由所指定物种组成的烷基卤化物包含大于95％、98％、99％或99.5％的所指定物种，排除任何惰性稀释气体。
93.将烷基卤化物作为含烷基卤化物气体输送至处理腔室。可以以一个或多个脉冲或连续地提供含烷基卤化物的气体。含烷基卤化物的气体的流速可以是任何合适的流速，包括，但不限于以下流速：在约1至约5000sccm的范围内，或在约2至约4000sccm的范围内，或在约3至约3000sccm的范围内，或在约5至约2000sccm的范围内。可在任何合适的压力下提供含烷基卤化物气体，包括但不限于以下压力：在约5mtorr至约25torr的范围内，或在约100mtorr至约20torr的范围内，或在约5torr至约20torr的范围内，或在约50mtorr至约2000mtorr的范围内，或在约100mtorr至约1000mtorr的范围内，或在约200mtorr至约500mtorr的范围内。
94.基板暴露于含烷基卤化物气体的时间周期可以是让烷基卤化物在(多个)基板表面顶上形成足够吸附层所需的任何适当时间。举例而言，处理气体可流入处理腔室达约0.1秒至约90秒的周期。在一些时域ald处理中，含烷基卤化物气体被暴露于基板表面达以下时间：在约0.1秒至约90秒的范围内，或在约0.5秒至约60秒的范围内，或在约1秒至约30秒的范围内，或在约2秒至约25秒的范围内，或在约3秒至约20秒的范围内，或在约4秒至约15秒的范围内，或在约5秒至约10秒的范围内。
95.在一些实施方式中，惰性气体可额外地与含烷基卤化物气体同时提供给处理腔室。惰性气体可与含烷基卤化物气体混合(如，作为稀释气体)，或分开提供，且可以是脉冲式的或为恒定流的。在一些实施方式中，在约1至约10000sccm的范围内的恒定流量下将惰性气体流入处理腔室内。惰性气体可以是任何惰性气体，例如，如氩、氦、氖或上述的组合。
96.在沉积期间可控制基板的温度，例如通过设定基板支撑件或基座的温度来进行控制。在一些实施方式中，将基板保持在以下范围的温度下：在约0℃至约600℃的范围内，或在约25℃至约500℃的范围内，或在约50℃至约450℃的范围内，或在约100℃至约400℃的范围内，或在约200℃至约400℃的范围内，或在约250℃至约350℃的范围内。在一些实施方式中，将基板维持在金属前驱物的分解温度以下。在一些实施方式中，将基板维持在烷基卤化物的分解温度以下。在一些实施方式中，将基板维持在烷基卤化物的分解温度与金属前驱物的分解温度之间的温度。
97.在一个或多个实施方式中，将基板维持在小于或等于约400℃，或小于或等于约350℃，或小于约300℃的温度下。在一个或多个实施方式中，将基板维持在大于或等于约250℃，或大于或等于约300℃，或大于约350℃的温度下。在一些实施方式中，将基板维持在约280℃的温度下。
98.除上述外，在将基板暴露于含烷基卤化物气体时，还可调节额外的处理参数。举例而言，在一些实施方式中，可将处理腔室维持在约0.2至约100torr，或在约0.3至约90torr的范围内，或在约0.5至约80torr的范围内，或在约1至约50torr的范围内的压力下。
99.接着，在708处，可使用惰性气体净化处理腔室(尤其在时域ald中)。(在空间ald处理中可能不需要此操作，因为存在分隔反应性气体的气幕)。惰性气体可以是任何惰性气体，举例而言，如氩、氦、氖等。在一些实施方式中，惰性气体可与在706处将基板暴露于含烷基卤化物气体期间提供至处理腔室的惰性气体相同或者不同。在惰性气体相同的实施方式中，可通过以下方式进行净化：从处理腔室转移第一处理气体、允许惰性气体流过处理腔室、净化处理腔室的任何过量的第一处理气体组分或反应副产物。在一些实施方式中，可以以上述结合第一处理气体使用的相同流速提供惰性气体，或在一些实施方式中，可升高或降低流速。举例而言，在一些实施方式中，可以约0至约10000sccm的流速将惰性气体提供至处理腔室，以净化处理腔室。在空间ald中，可在反应气体的流动之间维持净化气体幕，且可不需要净化处理腔室。在空间ald处理的一些实施方式中，可以利用惰性气体净化处理腔室或处理腔室的区域。
100.惰性气体流可有助于从处理腔室移除任何过量的第一处理气体成分和/或过量的反应副产物，以防止第一及第二处理气体的不期望的气相反应。
101.接着，在710，将基板暴露于第二处理气体达第二时间周期。第二处理气体包含金属前驱物，金属前驱物与基板表面上的卤素吸附层反应而沉积金属膜。第二反应性气体也可称为金属前驱物气体。
102.金属前驱物可以是任何合适的前驱物，以与吸附在基板上的卤素层反应。在一些实施方式中，金属前驱物包含金属中心及一个或多个配体。在一些实施方式中，金属中心包含一个或多个金属原子。换句话说，在一些实施方式中，金属前驱物为二聚体、三聚体或四聚体中的一者或多者。
103.金属前驱物可以是任何合适的前驱物，其分解温度高于沉积温度。在一些实施方式中，金属前驱物实质上不包含氧或氮原子。因此，在这些实施方式中，金属前驱物不包含羰基配体、氧代配体、胺配体或亚胺配体。在这些参数内，可根据，例如，金属原子的氧化态，来改变金属前驱物上的配体的数量及配体的类型。金属前驱物可以是均配的(homoleptic)或异配的(heteroleptic)。在一些实施方式中，金属前驱物包含至少一个配体，所述配体包含任选烷基取代的环戊二烯(cp)环。在一些实施方式中，金属前驱物包含至少一个配体，所述配体包含任选烷基取代的苯环。在一些实施方式中，金属前驱物包含至少一个异丙基甲苯(p-cymene)配体。在一些实施方式中，金属前驱物包含至少一个配体，所述配体包含开放式或封闭式二烯。在一些实施方式中，金属前驱物包含至少一个1,3-丁二烯配体。在一些实施方式中，金属前驱物包含至少一个1,5-己二烯配体。在一些实施方式中，金属前驱物包含至少一个芳香族配体。在一些实施方式中，至少一个芳香族配体包含苯环。在一些实施方式中，苯环包含至少一个有机取代基，所述有机取代基包含1至6个碳原子。在一些实施方式中，芳香族配体包含至少一个乙苯(ethylbenzene)配体。在一些实施方式中，金属前驱物包含双(乙苯)钼或基本上由双(乙苯)钼组成。在一些实施方式中，金属前驱物包含异丙基甲苯钌1,5-己二烯或基本上由异丙基甲苯钌1,5-己二烯组成。
104.金属前驱物的金属对应于所沉积的金属膜的金属。在一些实施方式中，所述金属选自钼、钌、钴、铜、铂、镍或钨。在一些实施方式中，金属前驱物的金属的氧化态为0。换句话说，在一些实施方式中，金属前驱物包含零价金属络合物。
105.在将基板暴露于金属前驱物气体的同时，还可调节额外的处理参数。举例而言，在
一些实施方式中，可将处理腔室维持在以下压力下：约0.2至约100torr，或在约0.3至约90torr的范围内，或在约0.5至约80torr的范围内，或在约1至约50torr的范围内。
106.将金属前驱物作为金属前驱物气体输送至处理腔室。可以以一个或多个脉冲或连续地提供金属前驱物气体。金属前驱物气体的流速可以是任何合适的流速，包括，但不限于以下流速：在约1至约5000sccm的范围内，或在约2至约4000sccm的范围内，或在约3至约3000sccm的范围内，或在约5至约2000sccm的范围内。可在任何合适的压力下提供金属前驱物气体，包括但不限于以下压力：在约5mtorr至约25torr的范围内，或在约100mtorr至约20torr的范围内，或在约5torr至约20torr的范围内，或在约50mtorr至约2000mtorr的范围内，或在约100mtorr至约1000mtorr的范围内，或在约200mtorr至约500mtorr的范围内。
107.基板暴露于金属前驱物气体的时间周期可以是让金属前驱物与基板表面上吸附的卤素反应所需的任何适当时间。举例而言，可使处理气体流入处理腔室中达约0.1秒至约90秒的周期。在一些时域ald处理中，金属前驱物气体被暴露于基板表面以下时间：在约0.1秒至约90秒的范围内，或在约0.5秒至约60秒的范围内，或在约1秒至约30秒的范围内，或在约2秒至约25秒的范围内，或在约3秒至约20秒的范围内，或在约4秒至约15秒的范围内，或在约5秒至约10秒的范围内。
108.在一些实施方式中，可在将金属前驱物气体提供至处理腔室的同时，额外提供惰性气体至处理腔室。惰性气体可与金属前驱物气体混合(如，作为稀释剂气体)或单独提供，且可以是脉冲式的或为恒定流的。在一些实施方式中，在约1至约10000sccm的范围内的恒定流量下将惰性气体流入处理腔室内。惰性气体可以是任何惰性气体，例如，如氩、氦、氖或前述者的组合。
109.接着，在712处，可使用惰性气体净化处理腔室。惰性气体可以是任何惰性气体，举例而言，如氩、氦、氖等。在一些实施方式中，惰性气体可与先前处理例程期间提供给处理腔室的惰性气体相同或者不同。在惰性气体相同的实施方式中，可通过以下方式进行净化：从处理腔室转移第二处理气体、允许惰性气体流过处理腔室、净化处理腔室的任何过量的第二处理气体组分或反应副产物。在一些实施方式中，可以以上述结合第二处理气体使用的相同流速提供惰性气体，或在一些实施方式中，可升高或降低流速。举例而言，在一些实施方式中，可以大于0至约10,000sccm的流速将惰性气体提供给处理腔室，以净化处理腔室。
110.虽然图7所示的处理方法的一般实施方式只包括反应性气体的两个脉冲，但将理解到这只是示范性的，且可使用反应性气体的额外脉冲。在一些实施方式中，在不使用含氧反应性气体的情况下执行方法。704处的子处理包含一个循环。只要反应性气体被处理腔室的净化隔开，就可按任何顺序进行循环。在一些实施方式中，金属膜的沉积速率大于或等于约/循环、大于或等于约/循环、大于或等于约/循环、大于或等于约/循环、大于或等于约/循环、大于或等于约/循环、大于或等于约/循环、大于或等于约/循环、大于或等于约/循环，货大于或等于约/循环。
111.沉积处理在不使用等离子体反应物的以热处理的方式执行。换句话说，在一些实施方式中，在不使用等离子体的情况下执行方法。
112.接着，在714处，确定金属膜是否已达到预定厚度。若未达成预定厚度，则方法700
返回704处，以继续形成金属膜直到达到预定厚度。一旦达到预定厚度，方法700可以结束或进行到716处以用于可选的进一步处理(例如，另一金属膜的体沉积(bulk deposition))。在一些实施方式中，可沉积金属膜以形成以下总体层厚度：约至约或在一些实施方式中，约至约或在一些实施方式中，约至约
113.在一些实施方式中，金属层包含大于或等于约75原子％的钼，或大于或等于约80原子％的钼，或大于或等于约85原子％的钼，或大于或等于约90原子％的钼，或大于或等于约95原子％的钼。
114.在一些实施方式中，金属层包含小于或等于约10原子％的氧，或小于或等于约9原子％的氧，或小于或等于约8原子％的氧，或小于或等于约7原子％的氧，或小于或等于约6原子％的氧，或小于或等于约5原子％的氧，或小于或等于约4原子％的氧，或小于或等于约3原子％的氧。
115.在一些实施方式中，金属层包含约0.02至约5原子％的范围中的碘，或小于或等于约1原子％的碘。
116.在一些实施方式中，金属层包含小于或等于约20原子％的碳，或小于或等于约15原子％的碳，或小于或等于约10原子％的碳，或小于或等于约5原子％的碳。
117.在一些实施方式中，金属层包含大于或等于约90原子％的钼、小于或等于约3原子％的氧、小于或等于约1原子％的碘及小于或等于约10原子％的碳。
118.在一些实施方式中，金属层所具有的电阻率小于或等于约40μohm-cm，或小于或等于约35μohm-cm，或小于或等于约30μohm-cm，或小于或等于约25μohm-cm，或小于或等于约20μohm-cm。在一些实施方式中，金属层包含钼，且所具有的电阻率小于或等于约40μohm-cm，或小于或等于约35μohm-cm，或小于或等于约30μohm-cm，或小于或等于约25μohm-cm，或小于或等于约20μohm-cm。
119.在一些实施方式中，通过退火金属膜进一步处理金属膜。不受理论约束，据信在高温下的氩气(ar)或氢气(h2)气氛中退火膜减少了金属膜中的碳和卤素杂质。在一些实施方式中，在包含氩气或氢气(h2)的气氛下退火金属膜，以减少碳和/或卤素杂质的原子浓度。
120.通过一些实施方式沉积的金属膜比起通过已知基于氧的沉积处理所沉积的膜更加光滑。在一些实施方式中，金属膜的表面粗糙度小于或等于金属膜的厚度的约10％、小于或等于金属膜的厚度的约8％、小于或等于金属膜的厚度的约5％，或小于或等于金属膜的厚度的约2％。
121.金属膜的纯度是高的。在一些实施方式中，按原子计，金属膜的碳含量为小于或等于约2％、小于或等于约1％，或小于或等于约0.5％的碳。在一些实施方式中，按原子计，金属膜的卤素含量为小于或等于约1％或小于或等于约0.5％的卤素。在一些实施方式中，按原子计，金属膜的纯度为大于或等于约95％、大于或等于约97％、大于或等于约99％、大于或等于约99.5％，或大于或等于约99.9％的金属原子。
122.本公开内容的一些实施方式在第二金属表面以更甚于第一电介质表面的方式选择性地沉积第一金属膜。这些方法类似于如上所述的方法700，除了所提供的基板包含第一电介质表面和第二金属表面。(金属膜的)第一金属及(基板表面的)第二金属可以是相同的金属，也可以是不同的金属。在一些实施方式中，第一金属为钼、钌、钴、铜、铂、镍或钨，而第
二金属为钨、钴或铜。
123.可由任何合适的介电材料形成第一电介质表面。在一些实施方式中，介电材料包含氮或氧原子。不受理论约束，据信这些材料与烷基卤化物反应，并防止卤素吸附在基板表面从而催化与金属前驱物的反应。因此，即使有，也只是在电介质表面上形成很少的金属膜。
124.在一些实施方式中，沉积温度低于烷基卤化物的分解温度。同样，不受理论约束，据信若烷基卤化物分解，则卤素将能在所有表面(不论其成分为何)上与金属前驱物反应，导致所有基板表面(包括电介质表面)上出现金属膜沉积。在一些实施方式中，沉积温度处于烷基卤化物的分解温度或以上。
125.本公开内容的一些实施方式在第一电介质表面上以甚于第二金属表面的方式选择性地沉积第一金属膜。这些方法类似于如上所述的方法700，除了所提供的基板包含第一电介质表面和第二金属表面，且基板在703处暴露于阻挡化合物。
126.在703处，将包含至少第二金属表面及第电介质表面的基板暴露于阻挡化合物。阻挡化合物可以是用于阻挡第二金属表面上的沉积的任何合适的化合物。在一些实施方式中，阻挡化合物在两个碳原子之间包含至少一个三键。换句话说，在一些实施方式中，阻挡化合物包含炔烃。在一些实施方式中，阻挡化合物具有通式r’≡r”。在一些实施方式中，r’和r”一致。在一些实施方式中，r’和/或r”为烷基或其他碳质基团(carbonaceous group)。在一些实施方式中，阻挡化合物包含4至12个碳原子。在一些实施方式中，r’和/或r”是直链。
127.在一些实施方式中，r’和/或r”是支链。在一些实施方式中，阻挡化合物包含3-己炔。
128.(金属膜的)第一金属及(基板表面的)第二金属可以是相同的金属，或可以是不同的金属。在一些实施方式中，第一金属为钼、钌、钴、铜、铂、镍或钨，而第二金属为钨、钴或铜。
129.可由任何合适的介电材料形成第一电介质表面。在一些实施方式中，介电材料包含氮或氧原子。
130.如先前所提及，在一些实施方式中，沉积温度处于烷基卤化物的分解温度或以上。在一些实施方式中，沉积温度大于或等于约250℃、大于或等于约260℃、大于或等于约270℃、大于或等于约280℃、大于或等于约290℃，或大于或等于约300℃。在一些实施方式中，沉积温度在约250℃至约450℃的范围中，或在约300℃至约400℃的范围中。在一些实施方式中，沉积温度为约350℃。
131.如先前所提及，不受理论约束，据信这些材料与烷基卤化物发生反应，并防止卤素吸附在基板表面从而催化与金属前驱物的反应。因此，即使有，也只是在电介质表面上形成很少的金属膜。
132.然而，当沉积温度高于烷基卤化物的分解温度时，卤素原子就沉积在整个基板表面上，从而沉积在电介质表面上。在一些实施方式中，金属表面被阻挡化合物阻挡，从而使金属表面上形成的金属膜很少(如果有的话)。因此，金属膜的沉积对电介质表面具有更甚于金属表面的选择性。
133.一般而言，高纯度金属膜的沉积可理解如下。将维持在沉积温度下的基板暴露于
烷基卤化物(r-x)，以将r和x吸附在基板上，其中r是碳质基团，x是卤素。r以r-r或r-的形式被解吸，留下x吸附在基板上。将基板暴露于金属前驱物，m-l，其中m为金属，且l为配体。m-l与吸附的x反应以在基板表面上形成m-x，释放出l。m-x与其他m-x基团反应形成m-m。此反应可能产生x-x或x-。x-x可被解吸并净化。x-可能留在表面上以进一步与m-l反应。
134.根据发明人，此通用机制依赖于几个前提。首先，x不溶于m。不受理论约束，x的不溶性决定了x在最终的金属膜中不会有可观的量。尽管有可能忽略这个前提(如，利用可溶于m的卤素)，但据信使用可溶于m的卤素(x)会提供较低纯度的金属膜。其次，从键合强度来看，m-l比m-x弱，而m-x比m-m弱。同样，不受理论约束，这些热力学关系确保了上述反应在热力学上是有利的。最后，m-l在沉积温度下是热稳定的。换句话说，金属前驱物的热分解温度高于沉积温度。理论上，如果金属前驱物分解，则所沉积的膜将含有可观量的前驱物配体l，通常被视为碳杂质。
135.发明人已惊讶地发现到，包括金属前驱物、烷基卤化物及满足所有上述要求的处理条件的处理沉积了高纯度的金属膜。
136.此外，发明人已惊讶地发现到，若沉积温度低于烷基卤化物的热分解温度，则沉积处理对金属表面具有更甚于电介质表面的选择性，而无需使用阻挡层。
137.再者，发明人已惊讶地发现到，若沉积温度处于或高于烷基卤化物的热分解温度，则可通过将金属表面暴露于小的炔类阻挡化合物，使沉积处理具有选择性。
138.本公开内容的一些实施方式有利地提供了在包含高深宽比结构的基板上沉积共形金属膜的方法。在这方面使用的术语“共形(conformal)”意指金属膜的厚度在整个基板表面各处是均匀的。在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“实质上共形”意指金属膜的厚度相对于膜的平均厚度的变化不超过约10％、5％、2％、1％或0.5％。换言之，实质上共形的金属膜的保形性大于约90％、95％、98％、99％或99.5％。
139.本公开内容的一个或多个实施方式涉及包含钼传导层的存储器器件。在一些实施方式中，钼传导层包含大于或等于约90原子％的钼、小于或等于约3原子％的氧、小于或等于约1原子％的碘和小于或等于约10原子％的碳，以及小于或等于约40μohm-cm的电阻率。
140.在一些实施方式中，钼传导层形成于阻挡层上。一些实施方式的阻挡层的厚度小于或等于约或在一些实施方式中，钼传导层形成于基板上而没有中间的阻挡层。
141.以上公开内容与藉由反应物的依次脉冲的金属膜沉积有关。以下公开内容与藉由同步或恒流处理的金属膜沉积有关。在一些实施方式中，依次脉冲方法是ald方法。在一些实施方式中，同步或恒流方法是cvd方法。虽然处理步骤不同，但许多反应物和处理参数是相似的。
142.图8描绘根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于在基板上形成金属膜的通用方法800。图9描绘根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于处理的示例基板。方法800通常始于810，提供基板900并将基板900安置于处理腔室内，其中金属膜将形成于所述基板900上。
143.请参见图9，其中示出示例基板900。在一些实施方式中，基板900具有基板表面905，基板表面905中有至少一个特征910。特征910具有侧壁912、914及底部916。在一些实施方式中，介电材料920形成侧壁912、914且金属材料930形成底部16。本领域技术人员将认识
到，所绘示的实施方式涉及两个侧壁，如在沟槽结构中，但本公开内容不限于沟槽。在一些实施方式中，特征包含圆形过孔，技术上而言，圆形过孔具有单一圆形侧壁，其在如图示的剖面视图中显示为两个侧壁。
144.在一些实施方式中，基板900可进行一个或多个可选的预处理步骤。在815，可选地基板可具有形成在基板表面上的一个或多个层。
145.在一些实施方式中，将金属氮化物衬垫沉积在特征910中。在一些实施方式中，金属氮化物衬垫包含氮化钛。在一些实施方式中，金属氮化物衬垫的厚度在约至约的范围内。在一些实施方式中，金属氮化物衬垫的厚度约或约在一些实施方式中，在金属膜形成之前，特征中没有衬垫形成。在一些实施方式中，在金属膜与特征的底部之间没有衬垫。
146.在一些实施方式中，将种晶层沉积于基板表面上。在一些实施方式中，种晶层为共形层。在一些实施方式中，种晶层是连续的。在一些实施方式中，种晶层的厚度在约1nm至约5nm的范围内，或在约1nm至约4nm的范围内。在一些实施方式中，种晶层包含由已知的原子层沉积方法所沉积的钌层。在一些实施方式中，由ald循环沉积种晶层，所述ald循环包含钌前驱物暴露及烷基卤化物暴露还有中间的净化。在一些实施方式中，藉由ald循环沉积种晶层，所述ald循环包含钌前驱物暴露及氨等离子体暴露还有中间的净化。
147.在一些实施方式中，底部916包含金属，且可选的预处理包含清洁处理。在一些实施方式中，在特征中形成金属膜之前，清洁特征的金属底部916以从金属去除氧化物。
148.在820处，基板被可选地暴露于阻挡化合物。此处理步骤将在下面更详细地描述，并可有利于控制在包括金属表面和电介质表面两者的基板上的沉积处理的选择性。
149.在830处，在基板上形成金属膜。在将基板维持在沉积温度下的同时，通过将基板暴露于金属前驱物及烷基卤化物催化剂，来形成一些实施方式的金属膜。在一些实施方式中，烷基卤化物催化剂及金属前驱物同时对基板暴露。在一些实施方式中，金属前驱物及烷基卤化物催化剂分别并依次对基板暴露。在分别暴露的实施方式中，各“循环”是以任何顺序单次暴露于烷基卤化物催化剂及金属前驱物。在830处形成金属膜的处理可始于以催化性气体浸泡基板。如在840处所示，催化性气体包含烷基卤化物且对基板暴露达第一时间周期。在一些实施方式中，催化性气体包含烷基卤化物催化剂，烷基卤化物催化剂在特征的金属底部上形成催化剂层。
150.烷基卤化物可以是任何合适的反应物，以在基板上吸附层用于后续反应。换句话说，将基板浸泡在烷基卤化物中形成活化的基板表面。烷基卤化物在上文及本文其他地方描述。
151.可以以一个或多个脉冲或连续地将烷基卤化物供应至处理腔室。在一些实施方式中，烷基卤化物与惰性载气一起供应，并称为含烷基卤化物气体。烷基卤化物或含烷基卤化物气体的流速及压力可以是任何合适的值。在此实施方式中也可应用本文其他地方就含烷基卤化物气体所公开的示例流速及压力。
152.基板浸泡在烷基卤化物中的时间周期可以是允许烷基卤化物在(多个)基板表面上形成足够吸附层所需的任何合适的时间量。举例而言，可允许烷基卤化物浸泡基板达大于约3秒或大于约5秒的周期。在一些实施方式中，浸泡周期在约3秒至约60秒的范围内。
153.在一些实施方式中，惰性气体可额外地与含烷基卤化物气体同时提供给处理腔
室。惰性气体可与烷基卤化物混合(如，作为稀释剂气体)或单独提供，且可以是脉冲式的或为恒定流的。惰性气体可以是任何惰性气体，例如，如氩、氦、氖或前述者的组合。
154.接着，在850处，将基板暴露于第二处理气体达第二时间周期。第二处理气体包含金属前驱物，金属前驱物与基板表面上的烷基卤化物或卤素的吸附层反应，以沉积金属膜。第二反应性气体也可称为金属前驱物气体。
155.金属前驱物可以是任何合适的前驱物，以与吸附在基板上的烷基卤化物层或卤素层反应。合适的金属前驱物在本文其他地方描述。
156.将金属前驱物作为金属前驱物气体输送至处理腔室。可以一个或多个脉冲或连续地提供金属前驱物气体。金属前驱物气体的流速及压力可以是任何合适的流速及压力。流速及压力的示例值在本文其他地方描述。
157.基板暴露于金属前驱物气体的时间周期可以是让金属前驱物与基板表面上吸附的卤素反应所需的任何适当时间。举例而言，处理气体可流入处理腔室内达大于或等于约60秒的周期。在一些实施方式中，暴露于金属前驱物的周期为约100秒、约200秒、约300秒、约400秒或约500秒。
158.在暴露于金属前驱物期间可控制基板的温度，例如通过设定基板支撑件或基座的温度来控制。此温度也称为沉积温度。在一些实施方式中，将基板维持在金属前驱物的分解温度以下。在一些实施方式中，将基板维持在烷基卤化物的分解温度以下。在一些实施方式中，将基板维持在烷基卤化物的分解温度与金属前驱物的分解温度之间的温度。
159.在一个或多个实施方式中，将基板维持在以下温度：小于或等于约400℃，或小于或等于约350℃，或小于或等于约300℃，或小于或等于约250℃，或小于或等于约200℃。在一个或多个实施方式中，将基板维持在以下温度下：大于或等于约150℃，或大于或等于约200℃，或大于或等于约250℃，或大于或等于约300℃，或大于或等于约350℃。在一些实施方式中，将基板维持在约225℃或约280℃的温度。
160.沉积处理在不使用等离子体反应物的情况以热处理的方式执行。换句话说，在不使用等离子体的情况下执行方法。
161.接着，在860处，确定金属膜是否已达到预定厚度。若未达到预定厚度，则方法800回到850处，以继续将基板暴露于金属前驱物，直到达到预定厚度为止。一旦达到预定厚度，方法800可结束或进行到870处以用于可选的进一步处理。在一些实施方式中，可沉积金属膜以形成以下总体层厚度：约至约或在一些实施方式中，约至约或在一些实施方式中，约至约
162.本公开内容的一些实施方式在金属表面上以甚于第一电介质表面的方式选择性地沉积金属膜。这些方法类似于如上文所述的方法800。所提供的基板包含电介质表面和金属表面。在一些实施方式中，处理如图9所示的基板，以在特征910的底部916处的金属表面上选择性地形成由下往上的间隙填充。
163.金属膜的金属和基板表面的金属可以是相同的金属，或可以是不同的金属。可由任何合适的介电材料形成电介质表面。在一些实施方式中，介电材料包含氮或氧原子。不受理论约束，据信这些材料与烷基卤化物反应，并防止卤素吸附在基板表面从而催化与金属前驱物的反应。因此，即使有，也只是在电介质表面上形成很少的金属膜。
164.在一些实施方式中，沉积温度低于烷基卤化物的分解温度。同样，不受理论约束，据信若烷基卤化物分解，则卤素将能在所有表面(不论其成分为何)上与金属前驱物反应，导致所有基板表面(包括电介质表面)上出现金属膜沉积。在一些实施方式中，沉积温度处于烷基卤化物的分解温度或以上。
165.此公开内容的一些实施方式有利地提供了控制金属膜的沉积的方法。在一些实施方式中，控制沉积的速率。在一些实施方式中，控制沉积的位置。
166.各种实施方式的方法使用原子层沉积(ald)或化学气相沉积(cvd)的方法来形成金属膜。上述公开内容相对于图7描述了示范性ald处理并针对于图8描述了示范性cvd处理。
167.如前所述，图7和图8中所示的通用沉积处理是以不使用等离子体反应物的热处理形式进行。下文将进一步讨论等离子体和其他附加反应物的使用和影响。
168.本公开内容的一些实施方式有利地提供了在基板特征或其他结构内沉积金属膜的方法。示例特征或结构包括，但不限于：沟槽和过孔。
169.本公开内容的一些实施方式有利地提供了用于减少目标特征外部和特征开口附近的膜沉积的沉积控制方法。不受理论约束，据信在这些区域中减少沉积可以使目标特征内的间隙填充更快，并减少特征开口附近的堵塞和特征内的空隙或缝隙的形成。
170.请参见图7及图8，在不限制上述公开内容的范围的前提下，上述ald和cvd处理两者都是利用烷基卤化物和金属前驱物来沉积金属膜。不受理论约束，据信烷基卤化物在金属膜的沉积中作为催化剂。因此，正如cvd处理所特别证明的那样，将基板表面单次暴露于烷基卤化物可用来沉积厚度超过10nm的金属膜。
171.本公开内容的一些实施方式有利地提供了用于降低基板表面的预定区域中的催化剂的活性的沉积控制方法。在一些实施方式中，催化剂的活性被降低。在一些实施方式中，催化剂的活性被消除。
172.请参见图10a至图10d，显示根据本公开内容的一个或多个实施方式的在处理期间的示例基板400。为解释目的而简化图10a至图10d所绘示的基板1000。如上所述且在图9中所示，在一些实施方式中，本公开内容的基板含有图10a至图10d中未描绘的特征或结构。
173.在图10a中，基板1000含有基板表面1010。在图4b中，基板表面1010暴露于烷基卤化物，以形成活化表面1020。如上所述，烷基卤化物1040吸附到基板表面1010，以形成经活化基板表面1020。
174.在图10c中，活化表面1020的预定区域被暴露于去活性处理，以形成去活化表面1030。图10b及图10c所示的烷基卤化物1040被显示为圆形或卵形，然而这并不打算传达特定的分子形状。同样地，图10b及图10c所示的圆形与图10c所示的卵形之间的差别只是为了表达烷基卤化物在基板表面上的活性和/或相对浓度。
175.在图10d中，基板1000暴露于金属前驱物以形成金属膜1050。如图10d所示，活化表面1020上的金属膜1050的厚度t1大于去活化表面1030上的金属膜1050的厚度t2。
176.在一些实施方式中，去活性处理降低了活化表面1020上的烷基卤化物的浓度。在一些实施方式中，去活性处理降低了活化表面1020上的烷基卤化物的催化活性。
177.在一些实施方式中，上文关于图10a至图10d所描述的方法被修改，以在暴露于烷基卤化物之前包括去活性处理。就此而言，去活性处理可以理解为在暴露于烷基卤化物之
前“超活化(superactivate)”基板表面1010的预定区域。一旦暴露于烷基卤化物，“超活化的”表面相比于未暴露于去活性处理的表面形成更高浓度或活性的烷基卤化物。表面之间的浓度和/或活性的差异可用于控制沉积。在一些实施方式中，如上文参照图10c至图10d图，所述表面可进一步被去活性。
178.厚度t1大于厚度t2。因此，本公开内容的一些实施方式有利地提供了用于控制基板表面的预定区域中的沉积量的沉积控制方法。
179.在一些实施方式中，t1:t2的比例是大于或等于约1:1、大于或等于约2:1、大于或等于约3:1、大于或等于约4:1、大于或等于约5:1，或大于或等于约10:1。在一些实施方式中，在去活化表面1030上发生很少至没有金属沉积。换句话说，在一些实施方式中，厚度t2约为0。换句话说，沉积在去活化表面1030上的金属膜1050的量基本上没有。就这方面所用的术语“基本上没有”是指去活化表面上的金属膜覆盖了小于5％、小于2％、小于1％或小于0.5％的去活化表面。
180.沉积在活化表面1020和去活化表面1030上的金属膜1050的厚度与活化表面1020和去活化表面1030上的沉积速率成正比。因此，本公开内容的一些实施方式有利地提供了用于控制基板表面的预定区域中的沉积速率的沉积控制方法。
181.在一些实施方式中，整个基板表面暴露于去活性处理。本公开内容的一些实施方式可用于控制整个基板上的沉积量。本公开内容的一些实施方式可用于控制整个基板上的沉积速率。
182.在一些实施方式中，未示出，基板1000包含一个或多个特征。在一些实施方式中，去活化表面1030是一个或多个特征外部的表面。在一些实施方式中，去活化表面1030为靠近一个或多个特征的侧壁顶部的表面。
183.不受理论约束，据信基板特征附近的表面和这些特征的侧壁的顶表面由于在附近有多个暴露面而被高度活化(表现出更大的沉积)。在这些表面上的更大的沉积增加了特征将在特征内部形成足够量的膜之前被封闭的可能性。当特征被封闭时，往往会形成缝隙或孔隙。因此，在一些实施方式中，去活化表面1030是靠近一个或多个特征的顶部的表面。进而，在一些实施方式中，去活化表面1030是靠近基板特征的表面。在一些实施方式中，沉积在特征中的金属膜具有减少的缝隙或孔隙。在一些实施方式中，沉积在特征中的金属膜实质上无缝隙或孔隙。就这方面所用的术语“实质上无缝隙”意味着在侧壁之间的膜中形成的任何间隙小于侧壁的横截面积的约1％。
184.在一些实施方式中，将基板的预定区域暴露于氢气而不使用等离子体。
185.在一些实施方式中，将氢气脉冲引入上述ald沉积循环中。换句话说，可将基板暴露于以下脉冲序列：烷基卤化物、净化、氢气、净化、金属前驱物、净化。在一些实施方式中，在暴露于金属前驱物后，基板暴露于额外的氢气脉冲，随后净化。在一些实施方式中，在暴露于烷基卤化物后，基板暴露于额外的氢气脉冲，随后净化。在一些实施方式中，在各次暴露于金属前驱物和/或烷基卤化物之间的净化阶段是在一些循环中执行的，但不是在所有循环中执行的。
186.在一些实施方式中，将氢气暴露引入上述cvd沉积循环中。换句话说，基板可浸泡在烷基卤化物、暴露于氢气，并暴露于金属前驱物。在一些实施方式中，基板在暴露于金属前驱物之前先暴露于氢气。在一些实施方式中，同时流入氢气和金属前驱物。
187.在一些实施方式中，基板的预定区域暴露于包含氢(h2)、氨(nh3)或氩(ar)中的一者或多者的等离子体。在一些实施方式中，用于使表面去活性的等离子体是低功率等离子体。在一些实施方式中，等离子体所具有的功率在约50w至约500w的范围内，在约50w至约300w的范围内，在约50w至约200w的范围内，或在约50w至约100w的范围内。
188.在一些实施方式中，等离子体暴露时间是小于或等于约30秒、小于或等于约20秒、小于或等于约15秒、小于或等于约10秒、小于或等于约5秒，或小于或等于约2秒。
189.在一些实施方式中，等离子体为电容耦合等离子体(conductively coupled plasma；ccp)。在一些实施方式中，等离子体为电感耦合等离子体(inductively coupled plasma；icp)。在一些实施方式中，等离子体是处理环境内部产生的直接等离子体。在一些实施方式中，等离子体是处理环境外部产生的远程等离子体。
190.在一些实施方式中，将等离子体脉冲引入上述ald沉积循环中。在一些实施方式中，等离子体脉冲取代了上述ald沉积循环中的氢气脉冲。
191.在一些实施方式中，将等离子体脉冲引入上述cvd沉积循环中。在一些实施方式中，等离子体脉冲取代了上述cvd沉积循环中的氢气暴露。
192.图11绘示根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于无缝间隙填充的处理。所绘示的基板1100具有至少一个特征1105，至少一个特征1105在特征1105的底部1106处具有第一金属1110，并具有至少一个电介质侧壁1120。第一金属1110具有第一金属表面1111，所述第一金属表面1111在特征1105内暴露。电介质侧壁1120具有位于特征1105的外部的顶表面1121，以及位于特征1105内的一个或多个侧壁表面1122。
193.在一些实施方式中，基板1100暴露于可选的清洁处理。清洁处理可清洁特征1105的底部1106处的第一金属表面1111。在一些实施方式中，清洁处理从第一金属表面1111清除氧化物。一些实施方式的清洁处理包含：使用氢或不使用氢对基板进行脱气、使用氢或不使用氢进行氩溅射、水蒸气清洁或apc清洁。
194.在一些实施方式中，使用催化剂增强化学气相沉积(catalyst-enhanced chemical vapor deposition；cecvd)处理来沉积金属膜1130。金属膜1130(如，钌膜)选择性地沉积于第一金属1110上，以覆盖第一金属表面1111。金属膜1130沉积到部分填充特征1105的厚度，使得金属膜的顶表面1131低于电介质1120的顶表面1121。
195.可选地将阻挡层1140形成于金属膜1130的顶表面1131上。阻挡层1140可以是本领域技术人员已知的可防止衬垫材料沉积在金属膜1130的顶表面1131上的任何合适的材料。在一些实施方式中，阻挡层1140包含自组装的单层(self-assembled monolayer；sam)。
196.在一些实施方式中，共形衬垫1150形成在电介质1120的电介质侧壁1122及顶表面1121上。在一些实施方式中，实质上没有共形衬垫1150形成在金属膜1130的顶表面1131上或在可选的阻挡层1140上。如以此方式所用，术语“实质上没有”意指金属膜1130或可选的阻挡层1140的表面积的小于或等于约10％、5％、2％或1％上具有沉积的衬垫材料。这不包括侧壁与金属膜的顶表面或可选的阻挡层相交的侧壁的边缘。在一些实施方式中，共形衬垫1130具有小于或等于约或的厚度。在一些实施方式中，共形衬垫1130具有足以形成连续膜的厚度。在一些实施方式中，共形衬垫1130包含氮化钛(tin)和/或氮化钽(tan)。
197.在一些实施方式中，可选地从金属膜1130的顶表面1131移除阻挡层1140。可通过
本领域技术人员已知的任何合适的技术来移除阻挡层1140。
198.在一些实施方式中，利用金属膜1130至1130填充特征1105以形成覆盖电介质侧壁及电介质的顶表面上的共形衬垫1150的过量覆盖层(overburden)1133。
199.在一些实施方式中，可选地退火金属膜1130，以改变膜的某些性质并形成被退火的金属膜1160。举例而言，在一些实施方式中，金属膜1130被退火以提升膜的密度。可通过本领域技术人员已知的任何合适的技术在任何合适的条件下完成退火。
200.在一些实施方式中，通过任何合适的技术去除被退火的金属膜1160的一部分(或若未被退火的话，则去除金属膜1130的一部分)。在一些实施方式中，被退火的金属膜1160的一部分(或金属膜1130的一部分)和至少一些共形衬垫1150被去除而暴露电介质1120的顶表面1121。在一些实施方式中，被退火的金属膜1160的一部分(或金属膜1130的一部分)和电介质1120的一部分，以及至少一些共形衬垫1150被去除。在一些实施方式中，所有共形衬垫1150被去除。在一些实施方式中，提供化学机械平坦化去除被退火的金属膜1160(或金属膜1130)、共形衬垫1150及电介质1120的所述部分。
201.在一些实施方式中，在形成金属膜1130之前沉积阻挡层1140或共形衬垫1150中的一者或多者，使得阻挡层1140直接形成在第一金属1110上。在一些实施方式中，在沉积金属膜1130之前从第一金属1110表面去除阻挡层1140。在此类的一些实施方式中，利用初始ald处理进行金属膜1130的沉积，并接着利用cecvd处理来生长金属膜。
202.在一些实施方式中，使用原子层沉积和催化剂增强化学气相沉积的组合。一些实施方式的ald部分遵循以下序列：金属前驱物(如，钌前驱物)浸泡、净化、催化剂前驱物(如，碘前驱物)浸泡及净化。根据某些实施方式，在ald部分期间的单独暴露具有短的持续时间。在一些实施方式中，执行浸泡部分达少于10秒、5秒、4秒、3秒或2秒。在一些实施方式中，金属前驱物浸泡比催化剂前驱物浸泡更长。在一些实施方式中，执行净化部分达少于5秒、4秒、3秒、2秒或1秒。处理的cecvd部分，无论是否连接到ald区段，通常具有较长的脉冲时间和不同的脉冲序列。一些实施方式的cecvd序列包含：催化剂前驱物浸泡，然后是金属前驱物浸泡，接着净化。一些cecvd实施方式的催化剂前驱物浸泡具有以下范围的持续时间：5秒至300秒、10秒至240秒、15秒至210秒、20秒至180秒、25秒至120秒、或30秒至60秒。在一些实施方式中，一些cecvd实施方式的金属前驱物浸泡具有以下范围的持续时间：20秒至1200秒、30秒至800秒、40秒至600秒、50秒至450秒、或60秒至300秒。在一些实施方式中，催化剂浸泡比金属浸泡具有更短的持续时间。在一些实施方式中，净化具有以下范围的持续时间：1秒至100秒、2秒至80秒、3秒至60秒、4秒至30秒、或5秒至10秒。
203.在一些实施方式中，处理包含初始ald类型的处理，以构建第二金属的厚度。一旦已形成第二金属的预定厚度，则重复进行cecvd处理，以生长具有预定厚度的膜。在一些实施方式中，在没有通过选择性ald处理沉积的金属的初始层的情况下，cecvd处理对第二金属生长无效。一些实施方式的ald类型的序列以比cecvd处理更快的速率沉积第二金属。在一些实施方式中，在将金属膜1130形成至预定厚度(如，形成至特征的顶部)之后，处理序列切换成ald类型的序列。接着，可如本文所述那样进一步处理金属膜。
204.在整个说明书中对“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一个或多个实施方式”或“一实施方式”的引用意味着结合该实施方式描述的具体特征、结构、材料或特性包括在本公开内容的至少一个实施方式中。因此，在整个说明书多处出现的短语，如“在一个或多个
实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”不必然指称本公开内容的相同实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，具体特征、结构、材料或特性可以以任何方式组合。
205.虽然已参照特定实施方式说明了本文的公开内容，应了解到，这些实施方式仅说明本公开内容的原理与应用。对于本领域技术人员而言显而易见的是，可在不脱离本公开内容的精神与范围的情况下对本公开内容的方法与设备进行各种修改与变化。因此，本公开内容欲包括落入随附权利要求书及其等同内容的范围内的修改与变化。