形成钨支柱的方法与流程

本公开内容总体上涉及沉积和处理薄膜的方法。特别地，本公开内容涉及用于填充基板中的沟槽的工艺。

背景技术：

1、半导体工业正在快速开发具有越来越小的晶体管尺寸的芯片以获得每单位面积更多的功能。随着器件尺寸不断缩小，在器件之间的间隙/空间也在不断缩小，这提高了使器件彼此物理隔离的难度。用高质量的介电材料对在器件之间的通常为不规则形状的高深宽比沟槽/空间/间隙进行填充正成为对用现有方法(包括间隙填充，硬掩模和间隔器应用)的实现方式的不断增加的挑战。选择性沉积方法典型地包括在基板上沉积掩模材料并将掩模材料图案化以形成图案化掩模。基板的区域可以随后在对掩模图案化后透过图案化的掩模而被暴露。可以将图案化的掩模从基板去除以暴露基板的未经注入的区域，并且可以将材料选择性地沉积在所述基板的选定区域上。

2、本领域中需要用于具有较小临界尺寸的芯片设计的新的方法。另外，一直需要用于硬掩模和间隔器应用的高质量的金属氧化物膜以及在基板上形成图案化膜的方法。

技术实现思路

1、本公开内容的一个或多个实施方式针对处理方法，所述处理方法包括向基板表面提供图案化膜，所述图案化膜形成至少一个特征。所述至少一个特征从所述图案化膜的顶表面向底表面延伸一定深度。所述至少一个特征具有由第一侧壁和第二侧壁限定的宽度。在所述图案化膜上沉积膜以填充所述至少一个特征并在所述图案化膜的顶表面上方延伸。使所述膜凹入来使膜的顶部降低到等于或低于所述图案化膜的顶表面的高度以形成凹入膜。将所述凹入膜转化为钨膜。使所述钨膜膨胀以形成从所述至少一个特征延伸的支柱。

2、本公开内容的另外实施方式针对处理方法，所述处理方法包括向基板表面提供图案化膜，所述图案化膜形成至少一个特征。所述至少一个特征从顶表面向底表面延伸一定深度并且具有由第一侧壁和第二侧壁限定的宽度。将所述基板表面暴露于包含甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷或丁硅烷中的一种或多种的硅前驱物，来通过热解在所述基板表面上沉积非晶硅膜以填充所述至少一个特征并在基板表面上方延伸。用氢等离子体或氢自由基蚀刻所述非晶硅膜，使所述非晶硅膜凹入来使所述膜的顶部降低到等于或低于所述图案化膜的顶表面的高度以形成凹入非晶硅膜。将所述凹入非晶硅膜暴露于钨前驱物来与所述凹入非晶硅膜反应以将大体上整个的凹入非晶硅膜都转化为钨膜。使所述钨膜氧化来使钨膜膨胀以形成从所述至少一个特征大体上笔直地向上延伸的钨支柱。

3、本公开内容的进一步实施方式针对处理方法，所述处理方法包括向基板表面提供图案化膜，所述图案化膜形成至少一个特征。所述至少一个特征从顶表面向底表面延伸一定深度并且具有由第一侧壁和第二侧壁限定的宽度。将所述基板表面暴露于包含甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷或丁硅烷中的一种或多种的硅前驱物，来通过热解在所述基板表面上沉积非晶硅膜以填充所述至少一个特征并在所述图案化膜的顶表面上方延伸。所述热解在没有硅共反应物的情况下、并且在不用等离子体的情况下在范围为约300℃至约550℃的温度下或在用等离子体的情况下在范围为约-100℃至约50℃的温度下进行。用氢等离子体或氢自由基蚀刻所述非晶硅膜，使所述非晶硅膜凹入来使所述膜的顶部降低到等于或低于所述图案化膜的顶表面的高度以形成凹入非晶硅膜。在范围为约300℃至约550℃的温度下将所述凹入非晶硅膜暴露于包含wf6的钨前驱物，来与所述凹入非晶硅膜反应以将大体上整个的凹入非晶硅膜都转化为钨膜。使所述钨膜氧化来使钨膜膨胀以形成从所述至少一个特征大体上笔直地向上延伸的钨支柱。

技术特征：

1.一种处理方法，所述处理方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述膜包含非晶硅。

3.如权利要求2所述的方法，其中沉积所述膜包括将所述基板表面暴露于包含甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷或丁硅烷中的一种或多种的前驱物。

4.如权利要求1所述的方法，其中沉积所述膜在约10托至约600托范围内的压力下进行。

5.如权利要求3所述的方法，其中沉积所述膜在没有所述前驱物的共反应物的情况下进行。

6.如权利要求1所述的方法，其中沉积所述膜在没有等离子体的情况下进行。

7.如权利要求1所述的方法，其中使所述膜凹入包括蚀刻所述膜。

8.如权利要求7所述的方法，其中蚀刻所述膜包括使用溴基蚀刻剂的反应离子蚀刻工艺。

9.如权利要求7所述的方法，其中使所述膜凹入包括将所述膜暴露于氢等离子体或氢自由基。

10.如权利要求1所述的方法，其中将所述凹入膜转化为钨膜包括将所述凹入膜暴露于wf6。

11.如权利要求10所述的方法，其中暴露于wf6在约300℃至约550℃范围内的温度和约10托至约100托范围内的压力下进行。

12.如权利要求11所述的方法，其中大体上整个的所述凹入膜都转化为钨。

13.如权利要求1所述的方法，其中使所述钨膜膨胀包括使所述钨膜氧化。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述支柱从所述特征大体上笔直地向上延伸。

15.一种处理方法，所述处理方法包括：

16.如权利要求15所述的方法，其中沉积所述膜在约10托至约600托范围内的压力下进行。

17.如权利要求15所述的方法，其中沉积所述膜在没有所述前驱物的共反应物的情况下进行。

18.如权利要求15所述的方法，其中沉积所述膜在没有等离子体的情况下进行。

19.如权利要求15所述的方法，其中所述钨前驱物包含wf6，并且转化在约300℃至约550℃范围内的温度和约10托至约100托范围内的压力下进行。

20.一种处理方法，所述处理方法包括：

技术总结
描述了形成自对准图案的方法。在图案化膜上沉积膜材料以填充和覆盖由所述图案化膜形成的特征。使所述膜材料凹入到低于所述图案化膜的顶部的水平。通过暴露于金属前驱物来将所述凹入膜转化为金属膜，接着所述金属膜体积膨胀。

技术研发人员：A·B·玛里克,P·曼纳,陈一宏,段子青,程睿,江施施
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15