CN116013767A - 用于硬掩模的金属介电膜的沉积 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于硬掩模的金属介电膜的沉积。用于在衬底上沉积金属介电膜的系统和方法包括：将衬底布置在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室中；供给载气至所述PECVD处理室；供给介电前体气体至所述PECVD处理室；供给金属前体气体至所述PECVD处理室；在所述PECVD处理室中产生等离子体；以及在低于500℃的处理温度下，在所述衬底上沉积金属介电膜。

Description

用于硬掩模的金属介电膜的沉积
本申请是申请号为201610168111.2，申请日为2016年3月23日，申请人为朗姆研究公司，发明创造名称为“用于硬掩模的金属介电膜的沉积”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及衬底处理系统和方法，更具体地，涉及在衬底上沉积硬掩模的系统和方法。
背景技术
本文提供的背景描述的目的是总体上呈现本公开的背景。本发明署名的发明人的工作，就其在该技术背景部分以及说明书的一些方面中所描述的、可能不符合作为提交时的现有技术的工作而言，既不明确也不暗示地承认其作为本公开的现有技术。
用于进行沉积和/或蚀刻的衬底处理系统包括具有基座的处理室。衬底(例如半导体晶片)可以放置在基座上。例如，在化学气相沉积(CVD)工艺中，包括一种或多种前体的气体混合物可被引入到处理室中，以在衬底上沉积膜或蚀刻衬底。在某些衬底处理系统中，等离子体可被用于激活化学反应，并在此被称作等离子体增强CVD(PECVD)。
在处理衬底期间，无定形碳和硅膜可被用作硬掩模以蚀刻高深宽比的特征。例如，在3D存储器应用中，硬掩模膜应具有高度蚀刻选择性。因此，硬掩模膜应当具有较高的模量、较致密和较抗化学蚀刻的粘合基质。于在开口处理过程中能够除去硬掩模膜和对介电蚀刻工艺具有高选择性之间保持平衡。
碳化钨膜是结晶的并且被认为是硬涂层。碳化钨可以充当良好的硬掩模膜。然而，碳化钨膜通常难以去除。碳化钨膜通常采用PECVD之外的沉积方法沉积。当使用PECVD沉积碳化钨膜时，使用非常高的处理温度(约800℃)。例如，参见“Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition Nanocrystalline Tungsten Carbide Thin Film and Its Electro-catalytic Activity”,H.Zheng et.al.,Journal of Material Science Technologies,Vol.21,No.4 2005,pp545-548。在PECVD中使用的较高加工温度通常不适合于许多应用。
发明内容
一种用于在衬底上沉积金属介电膜的方法包括：将衬底布置在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室中；供给载气至所述PECVD处理室；供给介电前体气体至所述PECVD处理室；供给金属前体气体至所述PECVD处理室；在所述PECVD处理室中产生等离子体；以及在低于500℃的处理温度下，在所述衬底上沉积金属介电膜。
在其它特征中，所述金属前体气体选自由钛前体气体、钽前体气体、钨前体气体和钒前体气体组成的组。
在其它特征中，所述金属前体气体包括钨前体气体。所述钨前体气体包括WFa，其中a是大于或等于1的整数。所述钨前体气体包括双(叔丁基亚氨)-双-(二甲氨基)钨(bis(tert-butylimido)-bis-(dimethylamido)tungsten)(BTBMW)。所述载气选自由氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦(He)和/或它们的组合组成的组。
在其它特征中，所述介电前体气体包括烃前体气体。所述烃前体气体包括CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。所述介电前体气体包括基于氮化物的前体气体。所述烃前体气体选自由甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯和甲苯组成的组。所述金属介电膜是纳米结晶态的。
在其它特征中，所述PECVD处理室包括被布置为与基座呈隔开的关系的第一电极。所述基座包括第二电极。来自等离子体产生器的RF功率被供给到所述第二电极，并且所述第一电极接地。
在其它特征中，所述第一电极包括喷头。所述金属前体气体比所述介电前体气体的比值大于20％。
一种用于沉积金属介电膜的方法包括：将衬底布置在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室中；供给载气至所述PECVD处理室；供给介电前体气体至所述PECVD处理室；供给金属前体气体至所述PECVD处理室；在所述PECVD处理室中产生等离子体；以及在所述衬底上沉积金属介电膜。所述PECVD处理室包括被布置为与基座呈隔开的关系的第一电极。所述基座包括第二电极。来自等离子体产生器的RF功率被供给到所述第二电极，而所述第一电极接地。
在其它特征中，所述金属前体气体选自由钛前体气体、钽前体气体、钨前体气体和钒前体气体组成的组。
在其它特征中，所述金属前体气体包括钨前体气体。所述钨前体气体包括WFa，其中a是大于或等于1的整数。所述钨前体气体包括双(叔丁基亚氨)-双-(二甲氨基)钨(BTBMW)。所述载气选自由氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦(He)和/或它们的组合组成的组。
在其它特征中，所述介电前体气体包括烃前体气体。所述烃前体气体包括CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。所述烃前体气体选自由甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯和甲苯组成的组。
在其它特征中，所述介电前体气体包括基于氮化物的前体气体。所述金属介电膜是纳米结晶态的。
在其它特征中，所述第一电极包括喷头。所述金属前体气体比所述介电前体气体的比值大于20％。
一种用于沉积金属介电膜的衬底处理系统包括包含基座的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室。气体输送系统被配置为选择性地供给载气、介电前体气体和金属前体气体中的至少一种。等离子体产生器被配置为选择性地在所述PECVD处理室中产生等离子体。控制器被配置成与所述气体输送系统和所述等离子体产生器通信并进一步被配置成：提供所述载气、所述介电前体气体和所述金属前体气体至所述PECVD处理室；在所述PECVD处理室内激励等离子体；并且在低于500℃的处理温度下，在所述衬底上沉积金属介电膜。
一种用于沉积金属介电膜的衬底处理系统包括包含基座的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室。第一电极被布置为与所述基座呈隔开的关系。所述基座包括第二电极。所述第一电极接地。气体输送系统被配置为选择性地供给载气、介电前体气体和金属前体气体中的至少一种至所述PECVD处理室。等离子体产生器被配置为选择性地通过供给RF功率至所述第二电极而在所述PECVD处理室中产生等离子体。控制器被配置成与所述气体输送系统和所述等离子体产生器通信并进一步被配置成：提供所述载气、所述介电前体气体和所述金属前体气体至所述PECVD处理室；在所述PECVD处理室内激励等离子体；并且在所述衬底上沉积金属介电膜。
具体而言，本发明的一些方面可以描述如下：
1.一种用于在衬底上沉积金属介电膜的方法，其包括：
将衬底布置在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室中；
供给载气至所述PECVD处理室；
供给介电前体气体至所述PECVD处理室；
供给金属前体气体至所述PECVD处理室；
在所述PECVD处理室中产生等离子体；以及
在低于500℃的处理温度下，在所述衬底上沉积金属介电膜。
2.根据条款1所述的方法，其中所述金属前体气体选自由钛前体气体、钽前体气体、钨前体气体和钒前体气体组成的组。
3.根据条款1所述的方法，其中所述金属前体气体包括钨前体气体。
4.根据条款3所述的方法，其中所述钨前体气体包括WFa，其中a是大于或等于1的整数。
5.根据条款3所述的方法，其中所述钨前体气体包括双(叔丁基亚氨)-双-(二甲氨基)钨(BTBMW)。
6.根据条款1所述的方法，其中所述载气选自由氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦(He)和/或它们的组合组成的组。
7.根据条款1所述的方法，其中所述介电前体气体包括烃前体气体。
8.根据条款7所述的方法，其中所述烃前体气体包括CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。
9.根据条款1所述的方法，其中所述介电前体气体包括基于氮化物的前体气体。
10.根据条款7所述的方法，其中所述烃前体气体选自由甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯和甲苯组成的组。
11.根据条款1所述的方法，其中所述金属介电膜是纳米结晶态的。
12.根据条款1所述的方法，其中：
所述PECVD处理室包括被布置为与基座呈隔开的关系的第一电极；
所述基座包括第二电极；以及
将来自等离子体产生器的RF功率供给到所述第二电极，并且所述第一电极接地。
13.根据条款12所述的方法，其中所述第一电极包括喷头。
14.根据条款1所述的方法，其中所述金属前体气体比所述介电前体气体的比值大于20％。
15.根据条款1所述的方法，其中所述金属介电膜选自由碳化钨膜、碳化钽膜、氮化钽膜、和碳化钒膜组成的组。
16.一种用于沉积金属介电膜的方法，其包括：
将衬底布置在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室中；
供给载气至所述PECVD处理室；
供给介电前体气体至所述PECVD处理室；
供给金属前体气体至所述PECVD处理室；
在所述PECVD处理室中产生等离子体；以及
在所述衬底上沉积金属介电膜，
其中所述PECVD处理室包括被布置为与基座呈隔开的关系的第一电极；
其中所述基座包括第二电极；以及
将来自等离子体产生器的RF功率供给到所述第二电极，并且所述第一电极接地。
17.根据条款16所述的方法，其中所述金属前体气体选自由钛前体气体、钽前体气体、钨前体气体和钒前体气体组成的组。
18.根据条款17所述的方法，其中所述金属前体气体包括钨前体气体。
19.根据条款18所述的方法，其中所述钨前体气体包括WFa，其中a是大于或等于1的整数。
20.根据条款18所述的方法，其中所述钨前体气体包括双(叔丁基亚氨)-双-(二甲氨基)钨(BTBMW)。
21.根据条款16所述的方法，其中所述载气选自由氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦(He)和/或它们的组合组成的组。
22.根据条款16所述的方法，其中所述介电前体气体包括烃前体气体。
23.根据条款22所述的方法，其中所述烃前体气体包括CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。
24.根据条款16所述的方法，其中所述介电前体气体包括基于氮化物的前体气体。
25.根据条款23所述的方法，其中所述烃前体气体选自由甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯和甲苯组成的组。
26.根据条款16所述的方法，其中所述金属介电膜是纳米结晶态的。
27.根据条款16所述的方法，其中：
所述PECVD处理室包括被布置为与基座呈隔开的关系的第一电极；
所述基座包括第二电极；以及
将来自等离子体产生器的RF功率供给到所述第二电极，并且所述第一电极接地。
28.根据条款27所述的方法，其中所述第一电极包括喷头。
29.根据条款16所述的方法，其中所述金属前体气体比所述介电前体气体的比值大于20％。
30.根据条款16所述的方法，其中所述金属介电膜选自由碳化钨膜、碳化钽膜、氮化钽膜、和碳化钒膜组成的组。
30.一种用于沉积金属介电膜的衬底处理系统，其包括：
包含基座的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室；
被配置为选择性地供给载气、介电前体气体和金属前体气体中的至少一种的气体输送系统；
被配置为选择性地在所述PECVD处理室中产生等离子体的等离子体产生器；以及
控制器，其被配置成与所述气体输送系统和所述等离子体产生器通信，并进一步被配置成：
提供所述载气、所述介电前体气体和所述金属前体气体至所述PECVD处理室；
在所述PECVD处理室内激励等离子体；并且
在低于500℃的处理温度下，在所述衬底上沉积金属介电膜。
32.一种用于沉积金属介电膜的衬底处理系统，其包括：
包含基座的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室；
被布置为与所述基座呈隔开的关系的第一电极；
其中所述基座包括第二电极；以及
其中所述第一电极接地；以及
被配置为选择性地供给载气、介电前体气体和金属前体气体中的至少一种至所述PECVD处理室的气体输送系统；
被配置为选择性地通过供给RF功率至所述第二电极而在所述PECVD处理室中产生等离子体的等离子体产生器；
控制器，其被配置成与所述气体输送系统和所述等离子体产生器通信，并进一步被配置成：
提供所述载气、所述介电前体气体和所述金属前体气体至所述PECVD处理室；
在所述PECVD处理室内激励等离子体；并且
在所述衬底上沉积金属介电膜。
根据详细描述、权利要求书和附图，本发明的适用性的进一步范围将变得显而易见。详细描述和具体实施例仅用于说明的目的，并非意在限制本发明的范围。
附图说明
根据详细描述和附图，可以更全面地理解本发明，其中：
图1是示出用于在温度低于500℃下沉积金属介电膜(如碳化钨膜)的PECVD衬底处理室的一实施例的功能框图。
图2是示出根据本发明沉积金属介电膜的方法的一实施例的流程图；以及
图3是根据本发明沉积的示例性碳化钨膜的强度(计数)与2θ(theta)(度)的函数关系的示意图。
在附图中，参考数字可以被多次使用，以确定相似和/或相同的元件。
具体实施方式
根据本发明的系统和方法用于在低于500℃的处理温度下在PECVD衬底处理室中沉积金属介电膜。在一些实施例中，介电膜可以是基于碳的或基于氮化物的。在一些实施例中，所述金属可以是钨、钛、钽或钒。
仅举例而言，介电膜可以是碳化钨。由于纳米晶体结构以及在该膜中充足浓度的致密碳，因而碳化钨膜可以用作介电蚀刻化学过程的蚀刻选择性硬掩模膜。
所述的金属介电膜在PECVD衬底处理室内沉积。在一些实施例中，所述金属介电膜使用PECVD在低于500℃的处理温度下沉积。在一些实施例中，所述金属介电膜使用PECVD在400℃和500℃之间的处理温度下沉积。这些处理温度使得金属介电膜能够用于新的应用。
尽管前面描述的部分涉及碳化钨膜的沉积，但本发明也适用于其它金属介电膜，例如但不限于碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)、氮化钽(TaN)、碳化钒(VC)等。
在一些实施例中，该工艺气体包括介电前体气体。在一些实施例中，该工艺气体包括：钨前体气体，如WFa(其中，a是大于零的整数)；双(叔丁基亚氨)-双-(二甲氨基)钨(BTBMW)前体或其他合适的钨前体。在一些实施例中，钨前体气体是六氟化钨(WF6)。
在一些实施例中，工艺气体还包括烃前体气体，诸如CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。在一些实施例中，烃前体气体可以包括甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯或甲苯。
在一些实施例中，钨前体气体与烃前体气体和一种或多种载气在PECVD沉积反应器中混合。在一些实施例中，载气包括氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦(He)或其混合物。
所沉积的碳化钨膜具有纳米尺寸的晶体结构，并提供足够的蚀刻选择性。碳化钨膜也能容易被除去。因此，碳化钨膜在要求较低的处理温度上限的应用中是硬掩模的很好的选择。
在其它实施例中，可使用基于氮化物的前体气体和/或其它基于金属的前体气体。
现在参考图1，示出了用于进行金属介电膜的PECVD沉积的衬底处理系统100的一实施例。衬底处理系统100包括包围所述衬底处理系统100的其它部件并且包含RF等离子体的处理室102。衬底处理系统100包括上电极104和包括下电极107的基座106。衬底108被布置在上电极104和下电极107之间的基座106上。
仅举例而言，上电极104可包括引进和分配工艺气体的喷头109。可替代地，上电极104可以包括导电板并且工艺气体可以以另一种方式被引入。下电极107可以放置在不导电的基座上。可替代地，基座106可包括静电卡盘，该静电卡盘包括充当下电极107的导电板。
RF产生系统110产生并输出RF功率到上电极和下电极中的一个上。上电极和下电极中的另一个可以直流接地、交流接地或悬浮。仅举例而言，所述RF产生系统110可以包括产生由匹配和分配网络112输送到上电极104或下电极107的RF功率的RF电压产生器111。在一些实施例中，如图1所示，RF功率被输送到下电极107，并且上电极104接地。
图1示出了气体输送系统130的一实施例。气体输送系统130包括一个或多个气体源132-1、132-2、...、和132-N(统称为气体源132)，其中N是大于零的整数。气体源提供一种或多种金属前体、介电前体、载气及其混合物。也可以使用汽化的前体。气体源132通过阀134-1、134-2、...、和134-N(统称为阀134)和质量流量控制器136-1、136-2、...、和136-N(统称为质量流量控制器136)连接到歧管140。歧管140的输出被馈送到处理室102。仅举例而言，歧管140的输出被馈送到喷头109。
加热器142可被连接到布置在基座106内来加热基座106的加热器线圈(未示出)。加热器142可用于控制基座106和衬底108的温度。阀150和泵152可用于从处理室102中抽空反应物。控制器160可用于控制衬底处理系统100的各种组件。仅举例而言，控制器160可用于控制：工艺气体、载气和前体气体的流动，激励和熄灭等离子体，反应物的去除和室参数的监控等。
现在参考图2，示出了根据本公开的用于沉积金属介电膜的方法200。在204，衬底被放置在PECVD处理室中。在208，载气被供给到处理室中。在一些实施例中，载气可以包括氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦气(He)、和/或它们的组合。
在216，介电前体气体供给到处理室中。在一些实施例中，介电前体气体包括基于氮化物的前体或烃前体气体。在一些实施例中，该烃前体气体可以包括CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。在一些实施例中，烃前体气体可以包括甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯或甲苯。
在220，金属前体气体被供给到处理室中。在一些实施例中，金属前体气体包括钨前体气体，钽前体气体，钛前体气体，钒前体气体等。在一些实施例中，钨前体气体包括WFa(其中，a是大于零的整数)、双(叔丁基亚氨)-双-(二甲氨基)钨(BTBMW)前体气体或其它合适的钨前体气体。在222，在处理室中产生等离子体。在一些实施例中，RF功率被供给到下电极，并且上电极接地。在224，金属介电膜沉积在衬底上。金属介电膜可以用作后续衬底处理期间的硬掩模。在一些实施例中，金属介电膜包括碳化钨膜、碳化钽膜、氮化钽膜、碳化钒膜等。
现在参考图3，强度(计数)被示为是2θ(度)的函数。碳化钨膜具有相对小的晶体结构。在一实施例中，晶体结构是1.7+/-0.2nm，具有100％结晶度。
在一些实施例中，载气是氩气，烃前体气体是CH4，而钨前体气体是WF6。在一些实施例中，钨前体气体比烃前体气体的比值大于20％。在一些实施例中，WF6比CH4的比值大于20％。在一些实施例中，所述工艺压强在3托和7托之间。在一些实施例中，工艺压强在4托和6托之间。在一些实施例中，工艺压强为5托。
在一些实施例中，高频(HF)功率以13.56MHz的频率供给，但也可使用其它频率。
在一些实施例中，低频(LF)功率以小于或等于800千赫的频率供给。在其他实施例中，低频功率以小于或者等于600千赫的频率供给。在其它实施例中，低频功率以小于或者等于500千赫的频率供给。在其它实施例中，低频功率以400千赫的频率供给。
在一些实施例中，高频射频(RF)功率比低频RF功率大。在一些实施例中，高频RF功率小于或等于2400W。在其他实施例中，高频RF功率小于或等于2200W。在其它实施例中，高频RF功率是2000W。
在一些实施例中，低频率(LF)RF功率小于或等于2000W。在其它实施例中，在低频RF功率小于或等于1800W。在其它实施例中，低频RF功率是1600W。在一些实施例中，低频RF功率比高频功率低约20％。
下表列出用于沉积碳化钨膜的工艺参数的一实施例：
工艺参数 值
温度 400℃–500℃
压强 5Torr
<![CDATA[WF<sub>6</sub>]]> 225sccm
<![CDATA[CH<sub>4</sub>]]> 750sccm
Ar 5768sccm
<![CDATA[H<sub>2</sub>]]> 0sccm
HF功率 2000W@13.56MHz
LF功率 1600W@400kHz
可在沉积基于氮化物的膜和/或其他金属时使用类似的配方。
前面的描述在本质上仅仅是说明性的，并且决不旨在限制本公开、本公开的应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式来实现。由于其它的修改将根据对附图、说明书和权利要求书的研究变得显而易见，因此，虽然本公开包括特定示例，但本公开的真实范围不应当受此限制，因为根据对本附图、说明书和以下的权利要求书的研究，其它的修改将会变得显而易见。如本文所使用的，短语A、B和C中的至少一个应该被解释为指使用非排他性的逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，而不应该被解释为指“A中的至少一个，B中的至少一个，和C中的至少一个”。应当理解的是，在方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行，而不改变本公开的原理。
在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述实施例的一部分。这种系统可以包括半导体处理设备，该半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个处理室、用于处理的一个或多个平台和/或具体的处理组件(晶片基座、气流系统等)。这些系统可以与用于控制它们在处理半导体晶片或衬底之前、期间和之后的操作的电子器件一体化。电子器件可以称为“控制器”，该控制器可以控制一个或多个系统的各种元件或子部件。取决于处理要求和/或系统的类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括控制处理气体输送、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流速设置、流体输送设置、位置及操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。
广义而言，控制器可以定义为接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等等的具有各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片和/或一个或多个微处理器或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置的形式(或程序文件)传送到控制器的指令，该设置定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定过程的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的用于在制备晶片的一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或管芯期间完成一个或多个处理步骤的配方(recipe)的一部分。
在一些实现方式中，控制器可以是与系统集成、耦合或者说是通过网络连接系统或它们的组合的计算机的一部分或者与该计算机耦合。例如，控制器可以在“云端”或者是fab主机系统的全部或一部分，从而可以允许远程访问晶片处理。计算机可以启用对系统的远程访问以监测制造操作的当前进程，检查过去的制造操作的历史，检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数，设置处理步骤以跟随当前的处理或者开始新的工艺。在一些实施例中，远程计算机(例如，服务器)可以通过网络给系统提供工艺配方，网络可以包括本地网络或互联网。远程计算机可以包括允许输入或编程参数和/或设置的用户界面，该参数和/或设置然后从远程计算机传送到系统。在一些实施例中，控制器接收数据形式的指令，该指令指明在一个或多个操作期间将要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以针对将要执行的工艺类型以及工具类型，控制器被配置成连接或控制该工具类型。因此，如上所述，控制器可以例如通过包括一个或多个分立的控制器而为分布式，这些分立的控制器通过网络连接在一起并且朝着共同的目标(例如，本文所述的工艺和控制)工作。用于这些目的的分布式控制器的实施例可以是与结合以控制室上的工艺的一个或多个远程集成电路(例如，在平台水平或作为远程计算机的一部分)通信的室上的一个或多个集成电路。
在非限制性的条件下，示例的系统可以包括等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转清洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及在半导体晶片的制备和/或制造中可以关联上或使用的任何其它的半导体处理系统。
如上所述，取决于工具将要执行的一个或多个工艺步骤，控制器可以与一个或多个其他的工具电路或模块、其他工具组件、组合工具、其他工具界面、相邻的工具、邻接工具、位于整个工厂中的工具、主机、另一个控制器、或者在将晶片的容器往来于半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口搬运的材料搬运中使用的工具通信。

Claims (22)

1.一种用于在衬底上沉积碳化钨膜的方法，其包括：
将衬底布置在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室中；
供给载气至所述PECVD处理室；
供给介电前体气体至所述PECVD处理室；
供给金属前体气体至所述PECVD处理室；
在所述PECVD处理室中产生等离子体；以及
在400-500℃的处理温度下，使用PECVD在所述衬底上沉积介电膜，其中所述介电膜为碳基或氮基并包括金属，所述金属为钛、钽和钒之一。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属前体气体包括钛、钽和钒前体气体之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述载气选自由氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦(He)和/或它们的组合组成的组。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述介电前体气体包括烃前体气体。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述烃前体气体包括CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述介电前体气体包括基于氮化物的前体气体。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述烃前体气体选自由甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯和甲苯组成的组。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述介电膜是纳米结晶态的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述PECVD处理室包括被布置为与基座呈隔开的关系的第一电极；
所述基座包括第二电极；以及
将来自等离子体产生器的RF功率供给到所述第二电极，并且所述第一电极接地。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电极包括喷头。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属前体气体比所述介电前体气体的比值大于20％。
12.一种用于沉积碳化钨膜的方法，其包括：
将衬底布置在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室中；
供给载气至所述PECVD处理室；
供给介电前体气体至所述PECVD处理室；
供给金属前体气体至所述PECVD处理室，其中所述金属前体气体比所述介电前体气体的比值大于20％；
在所述PECVD处理室中产生等离子体；以及
使用PECVD在所述衬底上沉积介电膜，
所述介电膜为碳基或氮基并包括金属，所述金属为钛、钽和钒之一，
其中所述PECVD处理室包括被布置为与基座呈隔开的关系的第一电极；
其中所述基座包括第二电极；以及
将来自等离子体产生器的RF功率供给到所述第二电极，并且所述第一电极接地。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述金属前体气体包括钛、钽和钒前体气体之一。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述载气选自由氢分子(H2)、氩(Ar)、氮分子(N2)、氦(He)和/或它们的组合组成的组。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述介电前体气体包括烃前体气体。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述烃前体气体包括CxHy，其中x是从2至10中的整数，而y是从2至24中的整数。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述介电前体气体包括基于氮化物的前体气体。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述烃前体气体选自由甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁烷、环己烷、苯和甲苯组成的组。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述介电膜是纳米结晶态的。
20.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一电极包括喷头。
21.一种用于沉积碳化钨膜的衬底处理系统，其包括：
包含基座的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室；
被配置为选择性地供给载气、介电前体气体和金属前体气体中的至少一种的气体输送系统；
被配置为选择性地在所述PECVD处理室中产生等离子体的等离子体产生器；以及
控制器，其被配置成与所述气体输送系统和所述等离子体产生器通信，并进一步被配置成：
提供所述载气、所述介电前体气体和所述金属前体气体至所述PECVD处理室；
在所述PECVD处理室内激励等离子体；并且
在400-500℃的处理温度下，使用PECVD在所述衬底上沉积介电膜，
所述介电膜为碳基或氮基并包括金属，所述金属为钛、钽和钒之一。
22.一种用于沉积碳化钨膜的衬底处理系统，其包括：
包含基座的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理室；
被布置为与所述基座呈隔开的关系的第一电极；
其中所述基座包括第二电极；以及
其中所述第一电极接地；
被配置为选择性地供给载气、介电前体气体和金属前体气体中的至少一种至所述PECVD处理室的气体输送系统；
被配置为选择性地通过供给RF功率至所述第二电极而在所述PECVD处理室中产生等离子体的等离子体产生器；以及
控制器，其被配置成与所述气体输送系统和所述等离子体产生器通信，并进一步被配置成：
提供所述载气、所述介电前体气体和所述金属前体气体至所述PECVD处理室,其中所述金属前体气体比所述介电前体气体的比值大于20％；
在所述PECVD处理室内激励等离子体；并且
使用PECVD在衬底上沉积介电膜，
所述介电膜为碳基或氮基并包括金属，所述金属为钛、钽和钒之一。
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