CN117425746A - 降低沉积速率的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种展示较慢生长速率的沉积方法。本公开的一些实施方式提供了利用含卤化物生长抑制剂作为与金属卤化物前驱物和反应物的共反应物的CVD方法。本公开的一些实施方式涉及CVD和ALD方法，该CVD和ALD方法包括将基板表面暴露于包括含卤化物生长抑制剂的预处理。

Description

降低沉积速率的方法
技术领域
本公开的实施方式大体涉及用于降低含金属材料的沉积速率的方法。特别地，本公开的实施方式涉及通过暴露于含卤化物生长抑制剂来抑制生长的方法。
背景技术
沉积速率的控制是半导体制造中的不断追求的目标。对沉积速率的控制的尤为感兴趣的一种应用是用间隙填充材料填充基板特征(例如，通孔、沟槽等)。
传统的沉积方法可产生过高的沉积速率，导致在特征的开口附近累积材料而不填充特征底部。若这些开口未保持打开，则特征可能会被封闭，从而导致特征内出现孔隙。典型的间隙填充方法亦可在特征的中心附近的沉积材料中产生接缝。
这些缺陷(例如，接缝及孔隙)可在下游处理期间导致问题。这些问题通常通过蚀刻工艺最清楚地证明，蚀刻工艺对缺陷的影响不同于周围的间隙填充。这些缺陷亦可能导致包括间隙填充的图案/装置随时间的推移而劣化，从而导致装置故障。
对于一些金属间隙填充应用(例如3D NAND、DRAM及MEOL逻辑)，在传统ALD(具有保形覆盖)失败的复杂凹入结构中，需要超共形生长或自下而上的间隙填充以完成间隙填充。
因此，需要提供含金属材料的较低沉积速率、超共形沉积及/或自下而上的间隙填充的沉积工艺。
发明内容
本公开的一个或更多个实施方式针对一种沉积方法，该方法包括将基板表面暴露于含卤化物生长抑制剂，并且将基板表面暴露于金属卤化物前驱物及反应物以形成含金属层。含金属层的生长速率低于未将基板表面暴露于含卤化物生长抑制剂的类似沉积方法。
本公开的另外实施方式针对一种沉积方法，该方法包括将其中形成有特征的介电表面暴露于HCl、MoO2Cl2及氢气(H2)以在沟槽内形成钼层。钼层被沉积为在沟槽的底部比在沟槽的外部具有更大的厚度。
本公开的进一步实施方式针对一种沉积方法，该方法包括将其中形成有特征的介电表面暴露于氯代叔丁烷(t-butyl chloride)以形成经处理的表面。将经处理的表面暴露于卤化钼前驱物以将钼物种化学吸附至沟槽之内的经处理的表面上。将经处理的表面暴露于反应物以与钼物种反应，并且在沟槽内的经处理的表面上形成钼层。钼层被沉积为在沟槽的底部比在沟槽的外部具有更大的厚度。
附图说明
为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可经由参考实施方式获得简要概述于上文的本公开的更特定描述，这些实施方式的一些实施方式在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本公开的典型实施方式并且因此不被视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他同等有效的实施方式。
图1示出根据本公开的一或更多个实施方式的方法的工艺流程图；
图2示出根据本公开的一或更多个实施方式的在处理期间的基板；及
图3示出根据本公开的一或更多个实施方式的方法的工艺流程图。
具体实施方式
在描述本公开的若干示例性实施方式之前，应理解，本公开不限于在以下描述中阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或执行。
如本说明书及随附权利要求中所使用，术语“基板”代表工艺作用于其上的表面或表面的一部分。应亦将由本领域技术人员所理解，对基板的参考亦可仅代表基板的一部分，除非上下文另有明确指示。另外地，对在基板上沉积的参考可意味裸基板及具有一或更多个膜或特征沉积或形成于其上的基板两者。
如本文所使用的“基板”代表在制造工艺期间在其上进行膜处理的任何基板或在基板上形成的材料表面。例如，根据应用，可在其上执行处理的基板表面包括诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(silicon on insulator；SOI)、碳掺杂的氧化硅、非晶硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料，及诸如金属、金属氮化物、金属合金的任何其他材料，以及其他导电材料。基板包括但不限于半导体晶片。基板可被暴露于预处理工艺以研磨、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、紫外线(Ultra Violet；UV)固化、电子束固化及/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上的膜处理之外，在本公开中，所公开的膜处理步骤中的任一者亦可在如下文中更详细公开的基板上形成的底层上执行，并且术语“基板表面”旨在包括如上下文指示的这种底层。因此，例如，在膜/层或部分膜/层已经沉积至基板表面上的情况下，最新沉积的膜/层的暴露表面变为基板表面。
根据一或更多个实施方式，关于膜或膜层的术语“在……上”包括膜或层直接在基板(例如，基板表面)上，以及在膜或层与表面(例如，基板表面)之间存在一或更多个底层。因此，在一或更多个实施方式中，词组“在基板表面上”旨在包括一或更多个底层。在其他实施方式中，词组“直接在……上”代表在无中间层的情况下与表面(例如，基板表面)接触的层或膜。因此，词组“直接在基板表面上的层”代表与基板表面直接接触且该层与基板表面之间无层的层。
本公开的一或更多个实施方式针对利用含卤化物生长抑制剂来降低沉积膜的生长速率的沉积方法。本公开的一些实施方式利用化学气相沉积或原子层沉积。在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂包括卤化氢或卤代烷。在一些实施方式中，沉积材料包括钼。
本公开的一些实施方式有利地在无接缝或孔隙的情况下提供自下而上的间隙填充。本公开的一些实施方式有利地在特征之内提供超共形沉积。如在此方面使用的，“超共形”意味在特征的底部附近具有比在特征的顶部附近更大的平均厚度的层。
参见图1及图2，本公开的一或更多个实施方式提供一种沉积方法100。方法100开始于操作110，将具有基板表面205的基板200暴露于含卤化物生长抑制剂。在一些实施方式中，基板200包括介电材料220。在一些实施方式中，基板表面205为氧化物表面。
在一些实施方式中，如图2中所示，基板200具有形成于其中的至少一个特征210。特征210从特征210外部的顶表面212延伸深度D至底部214。特征210具有在侧壁216与侧壁218之间的平均宽度W。为避免疑义，200中所示的基板200的横截面示出了两个侧壁，但实际上，特征210可具有任意数目的不同侧壁(例如，对于圆柱形通孔的一个侧壁，对于沟槽的两个侧壁等)。
含卤化物生长抑制剂包括适当的含卤化物物种。在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂包括卤化氢。在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂包括HCl或基本上由HCl组成。如在此方面使用的，基本上由所述物种组成的含卤化物生长抑制剂包括以莫耳计的大于或等于95％、大于或等于98％、大于或等于99％或大于或等于99.5的所述物种，且不包括任何惰性稀释剂或载气。
在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂大体上不包括氟。如在此方面使用的，当含卤化物生长抑制剂以原子数计含有小于或等于1原子百分比，小于或等于0.5原子百分比或小于或等于0.1原子百分比的氟时，含卤化物生长抑制剂大体上不含氟。
在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂包括卤代烷。在一些实施方式中，卤代烷包括一至四个、一至六个、一至八个、四至八个或六至八个碳原子。在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂包括卤代叔丁烷或基本上由其组成。在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂包括氯代叔丁烷、溴代叔丁烷或碘代叔丁烷，或基本上由氯代叔丁烷、溴代叔丁烷或碘代叔丁烷组成。
再次参见图1及图2，方法100在操作120处继续，将基板表面205暴露于金属卤化物前驱物及反应物以形成含金属层250。
在一些实施方式中，方法100是通过化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)执行。在这些实施方式中，基板表面暴露于作为组合反应气体的金属卤化物前驱物与反应物。在一些实施方式中，在暴露于组合反应气体之前，基板表面可暴露于含卤化物生长抑制剂。对于这些实施方式，将基板表面205暴露于含卤化物生长抑制剂产生经处理的表面。在一些实施方式中，基板表面可暴露于作为组合反应气体的一部分的含卤化物生长抑制剂。
金属卤化物前驱物可为含有至少一种卤化物配体的任何适当的金属前驱物。在一些实施方式中，金属卤化物前驱物是均配物(homoleptic)并且卤化物配体是唯一存在的配体(例如，TiCl4)。在一些实施方式中，金属卤化物前驱物是杂配物(heteroleptic)并且卤化物配体与其他配体(例如，WOCl4)一起存在。
在一些实施方式中，金属卤化物前驱物包括W、Ti、Ta、Ru、Mo、Cu或Co中的一或更多者。在一些实施方式中，金属卤化物前驱物的金属包括钼或基本上由钼组成。在一些实施方式中，金属卤化物前驱物包括MoO2Cl2、MoCl5、MoOCl4、WCl5或TaCl5或基本上由MoO2Cl2、MoCl5、MoOCl4、WCl5或TaCl5组成。在一些实施方式中，金属卤化物前驱物大体上不包括TiCl4。
含卤化物生长抑制剂和金属卤化物前驱物各自包括含有一或更多个卤化物基团的物种。在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂的卤化物与金属卤化物前驱物的卤化物是相同的卤化物。例如，在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂包括HCl，且金属卤化物前驱物包括MoO2Cl2(均包括氯化物)。
根据一或更多个实施方式，方法100使用化学气相沉积(CVD)工艺。化学气相沉积(CVD)是用于在基板上沉积层的最常见的沉积工艺之一。CVD是一种依赖于通量的沉积技术，该沉积技术需要精确控制基板温度及被引入至处理腔室的前驱物，以产生所需的均匀厚度的层。随着基板尺寸的增加，这些要求变得更加关键，从而需要更加复杂的腔室设计及气流技术以保持足够的均匀性。
循环沉积或原子层沉积(atomic layer deposition；ALD)为一种表现出优异阶梯覆盖率的CVD的变体。循环沉积是基于原子层外延(atomic layer epitaxy；ALE)，并采用化学吸附技术在连续循环中将前驱物分子输送至基板表面。该循环将基板表面暴露于第一前驱物、净化气体、第二前驱物及净化气体。第一前驱物和第二前驱物反应以在基板表面上形成作为膜的产物化合物。重复该循环以形成所需厚度的层。
根据一或更多个实施方式，方法100使用原子层沉积(ALD)工艺。在这些实施方式中，基板表面顺序地或大体上顺序地暴露于前驱物(或反应气体)。如在整个说明书中使用的，“大体上顺序地”意味前驱物暴露的大部分持续时间不与对共反应物的暴露重叠，尽管可能存在一些重叠。
如在本说明书及随附权利要求中所使用，术语“前驱物”、“反应物”、“反应气体”及类似术语可互换地使用以代表可与基板表面反应的任何气态物种。
如本文使用的“原子层沉积”或“循环沉积”代表顺序暴露于两种或两种以上反应化合物以在基板表面上沉积一层材料。如本说明书及随附权利要求中所使用，术语“反应化合物”、“反应气体”、“反应物种”、“前驱物”、“工艺气体”及类似术语可互换使用以意指具有在表面反应(例如化学吸附、氧化、还原)中能够与基板表面或基板表面上的材料反应的物种的物质。基板，或基板的一部分被顺序地暴露于引入至处理腔室的反应区域中的两种或更多种反应化合物。在时域ALD工艺中，对每种反应化合物的暴露是通过时间延迟来分离，以允许每种化合物黏附于基板表面及/或与基板表面反应。在空间ALD工艺中，基板表面或者基板表面上的材料的不同部分被同时暴露于两种或更多种反应化合物，以便基板上的任何给定点大体上不同时暴露于多于一种反应化合物。如本说明书及随附权利要求中所使用，如将由本领域技术人员所理解，在此方面中使用的术语“大体上”意味有可能小部分的基板可归因于扩散而同时暴露于多种反应气体，并且该同时暴露是非期望的。
在时域ALD工艺的一个方面中，第一反应气体(亦即，第一前驱物或化合物A)被脉冲至反应区域中，随后是第一时间延迟。接下来，第二前驱物或化合物B被脉冲至反应区域中，随后是第二延迟。在每次时间延迟期间，诸如氩气的净化气体被引入至处理腔室中以净化反应区域，或以其他方式从反应区移除任何残留反应化合物或反应副产物。或者，净化气体可在整个沉积工艺中连续流动，以便在反应化合物脉冲之间的时间延迟期间仅净化气体流动。反应化合物被交替地脉冲，直至在基板表面上形成所需的膜或膜厚度为止。在任一情况下，脉冲化合物A、净化气体、化合物B及净化气体的ALD工艺是一循环。循环可以化合物A或化合物B开始并且持续循环的相应顺序，直至达成具有所需厚度的膜为止。
在空间ALD工艺的一方面中，第一反应气体及第二反应气体(例如，氢自由基)被同时传递至反应区域，但是经由惰性气幕及/或真空气幕隔离。基板相对于气体输送装置移动，以便在基板上的任何给定点暴露于第一反应气体及第二反应气体。
对于许多应用，含金属层可经由原子层沉积或化学气相沉积来生长。本公开的一或更多个实施方式有利地提供用于原子层沉积或化学气相沉积的工艺以形成具有较低生长速率的含金属层。如在本说明书及所附权利要求中使用的，术语“含金属层”代表包括金属原子的层或膜，并且具有大于或等于约1原子％金属、大于或等于约2原子％金属，大于或等于约3原子％金属，大于或等于约4原子％金属，大于或等于约5原子％金属，大于或等于约10原子％金属，大于或等于约15原子％金属，大于或等于约20原子％金属，大于或等于约25原子％金属，大于或等于约30原子％金属，大于或等于约35原子％金属，大于或等于约40原子％金属，大于或等于约45原子％金属，大于或等于约50原子％金属，或大于或等于约60原子％金属。在一些实施方式中，含金属层包括金属层(元素金属)、金属氧化物(MOx)、金属碳化物(MCx)、金属硅化物(MSix)或金属氮化物(MNx)中的一或多者。本领域技术人员将认识到，使用如MSix的分子式并不意味着元素之间的特定化学计量关系，而仅是对膜的主要成分的识别。例如，MSix代表一种膜，膜的主要组成包括一或更多个金属及硅原子。在一些实施方式中，指定膜的主要组成(即指定原子的原子百分比的总和)以原子计大于或等于膜的约95％、98％、99％或99.5％。
参见图3，本公开的一或更多个实施方式针对以相对低的沉积速率沉积含金属层的方法300，该方法300代表原子层沉积(ALD)工艺(基板或基板表面以防止或最小化反应气体的气相反应的方式顺序地暴露于反应性气体)。在其他实施方式(未图示)中，方法100包括化学气相沉积(CVD)工艺，在CVD工艺中，反应气体在处理腔室中混合以允许反应气体的气相反应和含金属层的沉积。
在一些实施方式中，方法300包括预处理操作305。预处理可为技术人员已知的任何适当的预处理。适当的预处理包括但不限于预加热、清洁、浸泡、原生氧化物移除、或黏着层(例如，氮化钛(TiN))的沉积。在一或更多个实施方式中，操作305包括将基板表面暴露于含卤化物生长抑制剂。
不受理论束缚，相信在沉积310之前将基板表面暴露于含卤化物生长抑制剂会减少可用于金属卤化物前驱物化学吸附的反应位点的数目。因此，预处理305通过减少基板表面上可用于反应的金属卤化物前驱物来降低含金属层的生长速率。
在沉积310处，执行工艺以在基板(或基板表面)上沉积含金属层。沉积工艺可包括在基板上形成膜的一或更多个操作。在操作312中，将基板(或基板表面)暴露于金属卤化物前驱物以在基板(或基板表面)上沉积膜。如上所述，金属卤化物前驱物可为可与基板表面反应(即吸附或化学吸附至基板表面)以在基板表面上留下含金属物种的任何合适的化合物。
在操作314处，处理腔室可选地被净化以移除未反应的金属卤化物前驱物、反应产物及副产物。如以此方式使用的，术语“处理腔室”亦包括处理腔室的与基板表面相邻的部分，而不包括处理腔室的整个内部容积。例如，在空间分离的处理腔室的区段中，处理腔室的与基板表面相邻的部分通过任何适当的技术清除金属卤化物前驱物，包括但不限于，将基板移动穿过气幕至处理腔室的不包括或大体上不包括金属卤化物前驱物的部分或区段。在一或更多个实施方式中，净化处理腔室包括施加真空。在一些实施方式中，净化处理腔室包括使净化气体流过基板。在一些实施方式中，处理腔室的该部分代表处理腔室内的微容积或小容积工艺站。关于基板表面的术语“相邻”是指紧邻基板表面的实体空间，该空间可为发生表面反应(例如，前驱物吸附)提供足够空间。在一或更多个实施方式中，净化气体选自氮气(N2)、氦气(He)及氩气(Ar)中的一或更多者。
在操作316处，将基板(或基板表面)暴露于反应物以在基板表面上形成含金属层。反应物可与基板表面上的含金属前驱物物种反应以形成含金属层。在一些实施方式中，反应物包括还原剂。在一或更多个实施方式中，还原剂可包括本领域技术人员已知的任何还原剂。在其他实施方式中，反应物包括氧化剂。在一或更多个实施方式中，氧化剂可包括本领域技术人员已知的任何氧化剂。在进一步的实施方式中，反应物包括一或更多种氧化剂和还原剂。
在特定实施方式中，反应物选自1,1-二甲基肼(DMH)、烷基胺、肼、烷基肼、烯丙基肼、氢气(H2)、氨气(NH3)、醇类、水(H2O)、氧气(O2)、臭氧(O3)、一氧化二氮(N2O)、二氧化氮(NO2)、过氧化物及上述各项的等离子体中的一或更多者。在一些实施方式中，烷基胺选自叔丁胺(tBuNH2)、异丙胺(iPrNH2)、乙胺(CH3CH2NH2)、二乙胺((CH3CH2)2NH)或丁胺(BuNH2)中的一或更多者。在一些实施方式中，反应物包括具有化学式R'NH2、R'2NH、R'3N、R'2SiNH2、(R'3Si)2NH、(R'3Si)3N的化合物的一或更多者；其中每个R'独立地为H或具有1至12个碳原子的烷基。在一些实施方式中，烷基胺基本上由叔丁胺(tBuNH2)、异丙胺(iPrNH2)、乙胺(CH3CH2NH2)、二乙胺((CH3CH2)2NH)、丁胺(BuNH2)中的一或更多者组成。
在操作318处，处理腔室在暴露于反应物之后可选地被净化。在操作318中净化处理腔室可为与操作314中的净化相同的工艺或不同的工艺。使处理腔室、处理腔室的一部分、邻近基板表面的区域等净化，从邻近基板表面的区域中移除未反应的反应物、反应产物及副产物。
在决定320处，考虑沉积的含金属层的厚度，或金属卤化物前驱物和反应物的循环次数。若含金属层已达到预定厚度或已执行预定数目的工艺循环，则方法300移至可选的后处理操作330。若沉积膜的厚度或工艺循环的数目未达到预定阈值，则方法300返回操作310以在操作312中再次将基板表面暴露于金属卤化物前驱物，并且继续。在一些实施方式中，方法300在继续操作310之前重复预处理操作305。在一些实施方式中，预处理操作305仅以规则间隔重复(例如，在5个、10个或20个沉积循环之后)。
可选的后处理操作330可为例如用于改变膜性质的工艺(例如，退火)或用于生长额外膜的进一步膜沉积工艺(例如，额外ALD或CVD工艺)。在一些实施方式中，可选后处理操作330可为改变沉积膜的性质的工艺。在一些实施方式中，可选后处理操作330包括将所沉积的含金属层退火。在一些实施方式中，退火在约300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃或1000℃的范围内的温度下进行。一些实施方式的退火环境包括惰性气体(例如，分子氮(N2)、氩气(Ar))或还原气体(例如，分子氢(H2)或氨(NH3))或氧化剂中的一或更多者，该氧化剂诸如但不限于氧气(O2)、臭氧(O3)或过氧化物。退火可进行任何适当长度的时间。在一些实施方式中，含金属层可退火达在约15秒至约90分钟的范围中，或在约1分钟至约60分钟的范围中的预定时间。在一些实施方式中，将所沉积的膜退火增加密度、减小电阻及/或增加膜的纯度。在一或更多个实施方式中，退火亦可在等离子体下用气体来执行。在一或更多个实施方式中，在等离子体的情况下，退火温度可降低。
方法300可根据例如金属卤化物前驱物、反应物或装置的热预算在任何适当温度下执行。在一或更多个实施方式中，高温处理的使用对于诸如逻辑设备的温度敏感基板可能并不是期望的。在一些实施方式中，对金属卤化物前驱物(操作312)及反应物(操作316)的暴露同时发生。在一些实施方式中，基板被维持在约20℃至约400℃，或约50℃至约650℃的范围中的温度下。
在一些实施方式中，暴露于金属卤化物前驱物(操作312)发生在与暴露于反应物(操作316)不同的温度下。在一些实施方式中，对于暴露于金属卤化物前驱物，基板保持在约20℃至约400℃，或约50℃至约650℃的范围内的第一温度下；以及对于暴露于反应物，基板保持在约20℃至约400℃，或约50℃至约650℃的范围内的第二温度下。
在图3中所示的实施方式中，在沉积操作310处，基板(或基板表面)被顺序地暴露于金属卤化物前驱物及反应物。在另一实施方式中(未图示)，基板(或基板表面)在CVD反应中同时暴露于金属卤化物前驱物和反应物。在CVD反应中，基板(或基板表面)可暴露于金属卤化物前驱物与反应物的气体混合物以沉积具有预定厚度的含金属层。
在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂与金属卤化物前驱物和反应物混合以同时暴露于基板。在一些实施方式中，含卤化物生长抑制剂在暴露于金属卤化物前驱物与反应物的混合物之前暴露于基板(类似于上述预处理)。在CVD反应中，含金属层可在一次暴露于混合反应气体(金属卤化物前驱物和反应物)中沉积，或者可在多次暴露于混合反应气体中沉积，这些多次暴露之间具有净化。
在一些实施方式中，所形成的含金属层包括元素金属。换言之，在一些实施方式中，含金属层基本上由一或更多种金属组成。如以此方式使用的，术语“基本上由一或更多种金属组成”意味含金属层为以原子计大于或等于约95％、98％、99％或99.5％的金属。含金属层的组成的测量是指膜的主体部分，不包括可能发生元素从相邻膜扩散的界面区域。
在其他实施方式中，含金属层包括具有以原子计大于或等于约5％、7.5％、10％、12.5或15％的氧含量的金属氧化物(MOX)。在一些实施方式中，含金属层包括以原子计在约2％至约30％的范围内、或在约3％至约25％的范围内、或在约4％至约20％的范围内的氧含量。
在其他实施方式中，含金属层包括以原子计具有大于或等于约5％、7.5％、10％、12.5或15％的碳含量的金属碳化物(MCX)。在一些实施方式中，含金属层包括以原子计在约2％至约30％范围内，或在约3％至约25％范围内，或在约4％至约20％范围内的碳含量。
沉积操作310可被重复以形成具有预定厚度的金属氧化物膜、金属碳化物膜、金属硅化物膜或金属氮化物膜中的一或更多者。在一些实施方式中，沉积操作310被重复以提供金属氧化物膜、金属碳化物膜、金属硅化物膜或金属氮化物膜中的一或更多者，上述膜具有在约0.3nm至约100nm范围内，或在约至约/>范围内的厚度。
本公开的一或更多个实施方式针对在高深宽比特征中沉积含金属层的方法。高深宽比特征为深度:宽度比大于或等于约10、20、50或更大的沟槽、通孔等。
在一些实施方式中，含金属层保形地沉积在特征上。如以此方式使用的，保形膜在特征的顶部附近具有在特征的底部厚度的约100至120％或100至110％的范围内的厚度。
在一些实施方式中，含金属层超保形地沉积在特征上。如以此方式使用的，超保形膜在特征的底部附近具有在特征的顶部厚度的约100至120％或100至110％的范围内的厚度。换言之，在一些实施方式中，含金属膜被沉积为在至少一个特征的底部比在至少一个特征外部具有更大的厚度。
本公开的一些实施方式针对用于特征的自下而上间隙填充的方法。自下而上的间隙填充工艺主要从底部填充特征，而保形工艺主要从底部和侧面填充特征。在一些实施方式中，特征中的超保形沉积导致特征的底部附近的沉积多于特征的顶部附近的沉积，从而产生自下而上的间隙填充。
根据一或更多个实施方式，可在形成含金属层之前及/或之后对基板进行处理。该处理可在同一腔室或一或更多个单独的处理腔室中进行。在一些实施方式中，将基板从第一腔室移动至用于进一步处理的单独的第二腔室。基板可自第一腔室直接地移动至单独的处理腔室，或者基板可自第一腔室移动至一或更多个移送腔室，且随后移动至单独的处理腔室。因此，处理设备可包括与移送站连通的多个腔室。此种设备可被称为“群集工具”或“群集系统”及其类似者。
通常，群集工具为包括多个腔室的模块化系统，该多个腔室执行包括基板中心定位及定向、脱气、退火、沉积及/或蚀刻的各种功能。根据一或更多个实施方式，群集工具包括至少第一腔室及中央移送腔室。中央移送腔室可容纳机器人，该机器人可在多个处理腔室与装载锁定腔室之间或之中来回移动基板。移送腔室典型地维持在真空条件下，并且提供用于自一腔室向另一腔室及/或装载锁定腔室来回移动基板的中间平台，该装载锁定腔室位于群集工具的前端。可经调适以用于本公开的两个众所熟知的群集工具为及/>上述两个工具均可获自加利福尼亚圣克拉拉的Applied Materials,Inc.。然而，为了执行如本文所述的工艺的特定步骤的目的，腔室的精确布置及组合可改变。可使用的其他处理腔室包括但不限于循环层沉积(CLD)、原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、蚀刻、预清洁、化学清洁、热处理(诸如快速热处理(RTP))、等离子体氮化、脱气、定向、羟基化及其他基板工艺。通过在群集工具上的腔室中执行工艺，在沉积后续膜之前，可在无氧化的情况下避免大气杂质对基板的表面污染。
根据一或更多个实施方式，当基板从一腔室移动至下一腔室时，基板连续地处于真空或“装载锁定”条件下，并且不暴露于周围空气。移送腔室从而在真空下并且在真空压力下被“抽真空”。惰性气体可存在于处理腔室或移送腔室中。在一些实施方式中，惰性气体被用作用于移除一些或所有反应物(例如，反应物)的净化气体。根据一或更多个实施方式，在沉积腔室的出口处注射净化气体以防止反应物(例如，反应物)从沉积腔室移动至移送腔室及/或另外的处理腔室。因此，惰性气体的流动在腔室的出口处形成气幕。
基板可在单个基板沉积腔室中处理，其中在处理另一基板之前，单个基板被装载、处理及卸除。基板亦可类似于输送系统以连续方式处理，其中多个基板个别地装载至腔室的第一部分中，移动穿过腔室并且自腔室的第二部分卸除。腔室及相关联输送系统的形状可形成直线路径或弯曲路径。另外，处理腔室可为旋转料架，在旋转料架中，多个基板围绕中央轴线移动，并且在整个旋转料架路径中暴露于沉积、蚀刻、退火、清洁等。
在处理期间，基板可被加热或冷却。此加热或冷却可经由任何适当的手段完成，包括但不限于，改变基板支撑件的温度并且使加热或冷却气体流动至基板表面。在一些实施方式中，基板支撑件包括可被控制以传导地改变基板温度的加热器/冷却器。在一或更多个实施方式中，被使用的气体(反应气体或惰性气体的任一者)被加热或冷却以局部改变基板温度。在一些实施方式中，加热器/冷却器在腔室内与基板表面相邻定位以传导地改变基板温度。
基板在处理期间亦可为静止或旋转的。旋转基板可连续旋转(围绕基板轴线)或分步旋转。例如，基板可在整个工艺中旋转，或者基板可在暴露于不同反应或净化气体之间少量旋转。在处理期间旋转基板(连续地或分布地)可有助于通过最小化例如气流几何形状中的局部可变性的效应来产生更均匀的沉积或蚀刻。
在整个说明书中对“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一或更多个实施方式”或“一实施方式”的引用意味结合实施方式描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施方式中。因此，在本说明书的各个地方出现诸如“在一或更多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”之类的词组不一定代表本公开的相同实施方式。此外，特定特征、结构、材料或特性可以在一或更多个实施方式中以任何适当的方式组合。
尽管已经参考特定实施方式描述了本文的公开内容，但是本领域技术人员将理解，所述的实施方式仅是对本公开的原理和应用的说明。将对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开的方法及装置进行各种修改和变化。因此，本公开可包括在所附权利要求及其等效物的范围内的修改及变化。

Claims (20)

1.一种沉积方法，包括：
将基板表面暴露于含卤化物生长抑制剂；以及
将所述基板表面暴露于金属卤化物前驱物及反应物以形成含金属层，
其中所述含金属层的生长速率相比于未将所述基板表面暴露于所述含卤化物生长抑制剂的类似沉积方法降低。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述含卤化物生长抑制剂大体上不包括氟。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述含卤化物生长抑制剂包括卤化氢。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述含卤化物生长抑制剂包括卤代烷。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述卤代烷包括卤代叔丁烷。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述含卤化物生长抑制剂的所述卤化物与所述金属卤化物前驱物的所述卤化物是相同的卤化物。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述含金属膜由化学气相沉积(CVD)形成。
8.如权利要求7所述的方法，其中将所述基板表面暴露于所述含卤化物生长抑制剂形成经处理的基板表面，并且将所述经处理的基板表面暴露于所述金属卤化物前驱物及所述反应物。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述含卤化物生长抑制剂、所述金属卤化物前驱物及所述反应物中的每一者同时暴露于所述基板表面。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述含金属膜由原子层沉积形成。
11.如权利要求10所述的方法，其中将所述基板表面暴露于所述含卤化物生长抑制剂形成经处理的基板表面，并且将所述经处理的基板表面顺序地暴露于所述金属卤化物前驱物及所述反应物。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述基板表面具有形成于其中的至少一个特征，所述至少一个特征延伸一深度至底部并且具有由两个侧壁之间的平均距离界定的宽度。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述含金属膜被沉积为在所述底部比在所述至少一个特征的外部具有更大的厚度。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述含金属膜被形成为自下而上的间隙填充材料。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述自下而上的间隙填充材料大体上没有孔隙或接缝。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述含金属层包括钼。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述含金属层包括金属层或金属氧化物层。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述含金属膜被形成在介电材料上。
19.一种沉积方法，包括：将其中形成有特征的介电表面暴露于HCl、MoO2Cl2及氢气(H2)以在沟槽内形成钼层，其中所述钼层被沉积为在所述沟槽的底部比在所述沟槽的外部具有更大的厚度。
20.一种沉积方法，包括：
将其中形成有特征的介电表面暴露于氯代叔丁烷以形成经处理的表面；以及
将所述经处理的表面暴露于卤化钼前驱物以将钼物种化学吸附至沟槽内的所述经处理的表面上；
将所述经处理的表面暴露于反应物以与所述钼物种反应并在所述沟槽内的所述经处理的表面上形成钼层，其中所述钼层被沉积为在所述沟槽的底部比在所述沟槽的外部具有更大的厚度。
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