钼集成和无孔隙填充的制作方法

文档序号:40882370发布日期:2025-02-11 12:33阅读:27来源:国知局


背景技术:

1、导电材料的沉积是许多半导体制造程序的集成部分。这些材料可用于水平互连、相邻金属层之间的通孔、金属层和设备之间的触点、以及用作存储器设备中的线。在沉积的示例中,可以使用六氟化钨(wf6)通过cvd工艺在氮化钛(tin)阻挡层上沉积钨(w)层以形成tin/w双层。然而,随着设备尺寸的缩小以及产业中使用更复杂的图案化方案,钨薄膜的沉积成为一种挑战。特征尺寸和膜厚度的持续减小给tin/w膜堆叠件带来了各种挑战。其中包括较薄的膜的高电阻率和tin阻隔性能的衰退。复杂的高深宽比结构(例如3d nand结构)中的沉积尤其具有挑战性。

2、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中描述的范围内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既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。


技术实现思路

1、本文提供了用钼(mo)填充特征的方法,其可用于逻辑和存储器应用。

2、在一些实施方案中,方法涉及在特征填充前通过暴露于卤化钼来执行特征表面的处理。

3、本公开内容的一方面涉及一种方法,其包括:提供包括特征的衬底,该特征包括含金属触点和介电侧壁;通过暴露于卤化钼来处理该特征;以及在该特征中沉积钼,其中沉积相对于该介电侧壁对该含金属触点具有呈选择性。

4、在一些实施方案中,方法还包括在处理该特征之前,将该特征暴露于含氢等离子体。在一些实施方案中,在含金属底部上选择性沉积钼包括将该特征暴露于卤氧化钼。在一些实施方案中,处理抑制氧化物或氮化物侧壁上的钼生长。在一些实施方案中,执行该处理而不在该特征中沉积钼。在一些实施方案中,处理进一步包括将该特征暴露于共反应物,该共反应物能够还原该卤化钼,以形成钼。

5、在一些实施方案中,非晶含钼层位于该含金属触点上。在一些实施方案中,该处理移除该非晶含钼层。在一些实施方案中,处理抑制介电侧壁上的钼生长。在一些实施方案中,方法还包括在处理特征之前,从含金属触点移除蚀刻残留物。

6、在一些实施方案中,卤化钼是五氯化钼(mocl5)。在一些实施方案中,选择性沉积在250℃至550℃、例如300℃至500℃的衬底温度下执行。

7、本公开内容的另一方面涉及钼上钼集成方案(molybdenum-on-molybdenumintegration schemes)。在一些实施方案中,一种方法包括提供包括特征的衬底,该特征具有介电侧壁和钼触点;包括钼触点和介电侧壁,其中非晶含钼层位于钼触点的表面处;将特征暴露于卤化钼,以移除非晶含钼层以及抑制介电侧壁上的钼沉积;以及在该特征中沉积钼,其中沉积相对于介电侧壁对钼触点具有选择性。在一些实施方案中,卤化钼是五氯化钼(mocl5)。在一些实施方案中,在特征中沉积钼包括将特征暴露于卤氧化钼。

8、用钼(mo)自下而上填充半导体衬底上的特征的方法包括选择性地处理特征中的保形衬垫层。场区域和/或特征侧壁的上部分上的衬垫层的部分相对于侧壁下部分上的衬垫层优先被处理。钼选择性地沉积在未处理或较少处理的部分上。

9、本公开内容的一方面涉及一种方法,其包括:

10、(a)提供包括场区域和特征的衬底,其中该特征包括开口、侧壁、和底部,其中场区域围绕开口,且其中衬垫层铺衬于特征的侧壁;

11、(b)选择性地处理衬垫层,使得场区域和/或侧壁的上部分上的衬垫层的部分相对于侧壁的下部分上的衬垫层优先被处理,其中选择性地处理衬垫层形成衬垫层的选择性处理部分;以及

12、(c)在特征的底部选择性地沉积钼,其中在衬垫层的选择性处理部分上的沉积被抑制。

13、在一些实施方案中,衬垫层为氮化钛或氮化钨。在一些实施方案中,(a)包括将衬垫层沉积在特征中。在一些实施方案中,衬垫层为含钨层或含钼层。在一些这样的实施方案中,衬垫层是钨层或钼层。

14、在一些实施方案中,(b)包括场区域和/或侧壁的上部分上的衬垫层的氧化。在一些实施方案中,(b)包括场区域和/或侧壁的上部分上的衬垫层的氮化。在一些实施方案中,(b)包括将衬底暴露于离子束等离子体。在一些这样的实施方案中,(b)还包括在暴露于离子束等离子体期间旋转和倾斜衬底。

15、本公开内容的另一方面涉及一种方法,其包括:

16、(a)提供包括场区域和特征的衬底,其中该特征包括开口、侧壁和底部,其中场区域围绕开口,且其中衬垫衬于特征的侧壁;

17、(b)选择性地处理衬垫层,使得场区域和/或侧壁的上部分上的衬垫层的部分相对于侧壁的下部分上的衬垫层优先被处理,以形成衬垫层的处理区域;以及

18、(c)选择性地蚀刻衬垫层的处理区域,留下侧壁的下部分上的衬垫层的剩下部分;以及

19、(d)在特征的底部选择性地沉积钼。

20、在一些实施方案中,衬垫层为氮化钛或氮化钨。

21、在一些实施方案中,(a)包括将衬垫层沉积在特征中。在一些实施方案中,衬垫层为含钨层或含钼层。在一些这样的实施方案中,衬垫层是钨层或钼层。在一些实施方案中,(b)包括场区域和/或侧壁的上部分上的衬垫层的氧化。在一些实施方案中,(b)包括场区域和/或侧壁的上部分上的衬垫层的氮化。在一些实施方案中,(b)包括将基底暴露于离子束等离子体。在一些这样的实施方案中,(b)还包括在暴露于离子束等离子体期间旋转和倾斜衬底。

22、本公开内容的另一方面涉及一种装置,其包括:真空转移模块;沉积模块,其连接至真空转移模块;离子束蚀刻模块,其连接至真空转移模块;以及控制器,其包括机器可读指令,该机器可读指令用于:使衬底暴露于离子束蚀刻模块中的离子束等离子体,以选择性地处理衬底上的特征的衬垫层,使得特征的场区域和/或侧壁的上部分上的衬垫层的部分相对于侧壁的下部分上的衬垫层优先被处理;经由真空转移模块将衬底从离子束蚀刻模块转移至沉积模块;以及在沉积模块中在特征中进行钼的沉积。

23、下文参考附图进一步描述本公开内容的这些和其他方面。



技术特征:

1.一种方法,其包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其还包括在处理所述特征之前,将所述特征暴露于含氢等离子体。

3.根据权利要求1所述的方法,其中在所述特征中沉积钼的步骤将所述特征暴露于卤氧化钼。

4.根据权利要求1所述的方法,其中所述处理抑制所述介电侧壁上的钼生长。

5.根据权利要求1所述的方法,其中执行所述处理而不在所述特征中沉积钼。

6.根据权利要求1所述的方法,其中所述处理还包括将所述特征暴露于共反应物,所述共反应物能够还原所述卤化钼,以形成钼。

7.根据权利要求1所述的方法,其中非晶含钼层位于所述含金属触点上。

8.根据权利要求7所述的方法,其中所述处理移除所述非晶含钼层。

9.一种方法,其包括:

10.一种方法,其包括:


技术总结
本文提供用钼(Mo)填充特征的方法,其可用于逻辑和存储器应用。方法涉及在特征填充之前处理特征的表面。在一些实施方案中,方法涉及通过暴露于卤化钼来处理特征的表面。在一些实施方案中,方法涉及通过选择性氧化、氮化、或卤化来处理特征的表面。提供执行方法的装置。

技术研发人员:马修·伯特伦·爱德华·格里菲思,谢耀宗,大卫·约瑟夫·曼迪亚,希瓦南达·克里希南·卡纳卡萨巴保蒂,照健·史蒂文·黎,林志明,黄朔罡,罗郑硕,阿里亚·沙菲法鲁德
受保护的技术使用者:朗姆研究公司
技术研发日:
技术公布日:2025/2/10
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