TW202333223A - 用於氧化鎢移除之氟化鎢浸泡及處理 - Google Patents

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Abstract

提供用於預清洗基板的方法。上方具有氧化鎢(WO x)的基板被浸泡在氟化鎢(WF 6)中，氟化鎢(WF 6)將氧化鎢(WO x)還原成鎢(W)。隨後，用氫處理此基板，例如，電漿處理或熱處理，以減少存在的氟含量，使得氟不侵入下方絕緣層。

Description

用於氧化鎢移除之氟化鎢浸泡及處理
本發明的實施例關於電子裝置及製造電子裝置的方法與設備的領域。更具體地，本發明的實施例提供預清洗基板的方法。
大體上，積體電路(IC)指稱一組的電子裝置，例如，形成在通常為矽的半導體材料的小晶片上的電晶體。通常，IC包括一或多個金屬化層，金屬化層具有金屬線以將IC的電子裝置連接至另一個電子裝置及至外部連接。通常，間層介電材料的層被放置在IC的金屬化層之間以用於絕緣。
在後段製程(BEOL)處理期間，個別裝置(例如，電晶體、電容、電阻、及類似物)與晶圓上的佈線互連。預清洗及/或蝕刻處理可造成在低k介電層中的氟的存在，其會致使在低k介電層中的碳損失。
因此，有著對於最小化半導體結構的介電層的氟含量的方法的需求。
本發明的一或多個實施例關於處理基板的方法。此方法包含將包含氧化鎢(WO x)的基板浸泡在氟化鎢(WF 6)中以在大於或等於300 ℃的溫度將氧化鎢(WO x)還原以形成鎢(W)；及以包含氫(H 2)、氦(He)、及氬(Ar)的電漿處理基板。
額外的實施例關於處理基板的方法。在一或多個實施例中，此方法包含：將包含氧化鎢(WO x)的基板浸泡在氟化鎢(WF 6)中以在大於或等於300 ℃的溫度將氧化鎢(WO x)還原以形成鎢(W)；及在大於或等於350 ℃的溫度在基板上方流動氫(H 2)氣的氣流。
在說明本發明的數個範例實施例之前，將理解到本發明不受限於在之後的說明書中所述的架構或處理步驟的細節。本發明能夠是其他實施例且以各種方式實行或執行。
在本說明書與隨附申請專利範圍中使用時，用語「基板」指稱在其上方進行處理的表面或表面的一部分。通常知識者也將理解到關於基板也可僅指稱基板的一部分，除非上下文清楚地另外指明。此外，關於在基板上的沉積可意指裸基板與其上沉積或形成有一或多個膜或特徵的基板。
在此使用的「基板」指稱在製程處理期間，在其上執行膜處理的任何基板或形成在基板上的材料表面。例如，其上可執行處理的基板表面包括材料，諸如矽、氧化矽、應變矽、絕緣體上矽(SOI)、碳摻雜矽氧化物、非晶矽、摻雜矽、鍺、砷化鎵、玻璃、藍寶石、及任何其他材料，諸如金屬、金屬氮化物、金屬合金、及其他導電材料，取決於應用。基板不受限地包括半導體晶圓。基板可暴露至預處理製程以拋光、蝕刻、還原、氧化、羥基化、退火、UV固化、電子束固化及/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上的膜處理之外，在本發明中，所揭示的任何的膜處理步驟也可執行在形成在基板之上的下方層之上，如之後更詳細揭示的，及用語「基板表面」意於包括上下文所指示的此下方層。
在此使用的用語「相較於(over)」不暗示在另一表面的頂部上的一表面的物理定向，而是一表面相對於其他表面的化學反應的熱力學或動力學性質的關係。例如，相較於氧化物材料在受損的介電材料上選擇性沉積膜意指膜沉積在受損的介電材料上，而較少或沒有膜沉積在其他物材料上；或相對於在氧化物材料上的膜的形成，在受損的介電材料上的膜的形成是熱力學或動力學上偏好的。
在本說明書與隨附申請專利範圍中使用時，用語「前驅物」、「反應物」、「反應氣體」及類似物被可互換地使用以指稱可與基板表面反應的任何氣態物種。
本發明的實施例關於預清洗基板的方法。在一或多個實施例中，其上具有氧化鎢(WO x)的基板被浸泡在氟化鎢(WF 6)中，氟化鎢(WF 6)將氧化鎢(WO x)還原成鎢(W)。隨後，基板有利地被氫所處理，例如，電漿處理或熱處理，以減少存在的氟的含量，使得氟不侵入下方的介電層。
第1圖描繪根據本發明的一或多個實施例之用於形成預清洗基板的概括方法10。方法10大體上開始於操作12，其中提供其上具有氧化鎢(WO x)的基板且被放置進入處理腔室。在操作14，其上具有氧化鎢(WO x)的基板被浸泡在氟化鎢(WF 6)中以將氧化鎢還原成鎢(W)。在操作16，以氫電漿處理基板。方法10然後移動至任選的處理後操作18。
第2A至2C圖繪示在處理期間的範例裝置100的剖面視圖。參照第1圖與第2A圖，在操作12，提供其上具有絕緣層104的基板102。在本說明書與隨附申請專利範圍中使用時，用語「提供(provided)」意指使基板或基板表面能夠用於處理(例如，定位在處理腔室中)。在一些實施例中，蝕刻終止層110在基板102的頂表面上且在基板102與絕緣層104之間。
在一或多個實施例中，蝕刻終止層110可包含通常知識者所知的任何合適材料。在一或多個實施例中，蝕刻終止層110可包含氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、氧化鋁(AlO x)、及氮化鋁(AlN)的一者或多者。在一些實施例中，可使用選自CVD、PVD、及ALD的技術沉積蝕刻終止層110。
在一或多個實施例中，絕緣層104可包含通常知識者所知的任何合適材料。在此使用時，用語「絕緣層」或「絕緣材料」或類似物指稱適於絕緣相鄰裝置及防止漏電的任何材料。在一或多個實施例中，絕緣層104包含介電材料。在此使用時，用語「介電材料」指稱在電場中會被極化的電氣絕緣體。在一些實施例中，介電材料包含氧化物、碳摻雜氧化物、二氧化矽(SiO 2)、氮化矽(SiN)、二氧化矽/氮化矽、碳化物、碳氧化物、氮化物、氮氧化物、氮碳氧化物、聚合物、磷矽酸鹽玻璃、氟矽酸鹽(SiOF)玻璃、或有機矽酸鹽玻璃(SiOCH)的一者或多者。在一些實施例中，絕緣層104包含低k介電材料。在一或多個實施例中，絕緣層104是低k介電材料，包括但不限於材料，諸如，氧化矽、碳摻雜氧化物(「CDO」)，例如，碳摻雜二氧化矽、多孔二氧化矽(SiO 2)、氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、或前述物的任何組合。在一或多個實施例中，絕緣層104包括氧化矽(SiO x)、氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、碳氧化矽(SiOC)、及類似物的一者或多者。
在一或多個實施例中，絕緣層104包括具有ĸ值小於5的介電材料。在一或多個實施例中，絕緣層104包括具有ĸ值小於3的介電材料。在至少一些實施例中，絕緣層104包括氧化物、碳摻雜氧化物、多孔二氧化矽、碳化物、碳氧化物、氮化物、氮氧化物、氮碳氧化物、聚合物、磷矽酸鹽玻璃、氟矽酸鹽(SiOF)玻璃、或有機矽酸鹽玻璃(SiOCH)、或前述物的任何組合、藉由電子裝置設計所決定的其他電氣絕緣材料、或前述物的任何組合。
在一或多個實施例中，絕緣層104是低ĸ介電質以將一金屬化層或金屬線與基板102上的其他金屬線隔離。在一或多個實施例中，絕緣層104的厚度在從約10奈米(nm)至約2微米(µm)的約略範圍中。
在一實施例中，使用一種沉積技術來沉積絕緣層104，諸如但不限於化學氣相沉積(「CVD」)、物理氣相沉積(「PVD」)、分子束磊晶(「MBE」)、有機金屬化學氣相沉積(「MOCVD」)、原子層沉積(「ALD」)、旋塗、或微電子裝置製造的通常知識者所知的其他絕緣沉積技術。
在一些實施例中，蝕刻終止層110沉積在基板102的頂表面與金屬化層106上。在一些實施例中，未繪示出，遮罩層形成在絕緣層104上。絕緣層104可被蝕刻以形成開口112，具有底表面116的至少一開口112包含蝕刻終止層110的暴露部分。在一或多個實施例中，透過開口112暴露的蝕刻終止層110被選擇性移除，使得開口112的底表面116包含金屬化層106，如第2A圖所示。
在一或多個實施例中，絕緣層104具有從絕緣層104的頂表面延伸至金屬化層106的開口112。在一或多個實施例中，開口112具有至少一側壁114與底表面116。在一些實施例中，開口112可被稱為通孔開口或溝槽。
在此使用時，開口、溝槽、通孔、及類似物的用語「深寬比」指稱開口的深度對於開口的寬度的比例。在一或多個實施例中，各開口112的深寬比在從約1:1至約200:1的約略範圍中。在一些實施例中，開口112的深寬比為至少2:1。在其他實施例中，開口112的深寬比為至少5:1、或至少10:1。
金屬化層106可具有任何合適厚度。在一些實施例中，金屬化層106具有從1 nm至10 µm的範圍中的厚度。
在一或多個實施例中，金屬化層106包含鎢(W)。在一或多個實施例中，金屬化層106之上具有氧化物層108。在一或多個實施例中，氧化物層108包含氧化鎢(WO x)層。雖然氧化鎢層108被繪示為連續層，通常知識者將領會到氧化鎢層108可不為連續層，而是氧化鎢的離散顆粒。在一或多個實施例中，氧化鎢層108包含氧化鎢(WO x)。
參照第1圖與第2B圖，在操作14，裝置100被浸泡在氟化鎢(WF 6)中以將氧化鎢層108還原成鎢(W)金屬，因此移除氧化鎢層108。不願被理論所侷限，料想此浸泡處理造成在裝置100上的過量氟120的形成。在一或多個實施例中，過量氟120可擴展至絕緣層104。在一些實施例中，過量氟120會致使顯著的碳損失。
在一或多個實施例中，浸泡處理可具有任何合適壓力。在一或多個實施例中，裝置100被浸泡在氟化鎢(WF 6)中於壓力在從0.2托至小於20托的範圍中，或在從0.2托至15托的範圍中，或在從0.2托至10托的範圍中。
在一或多個實施例中，浸泡處理可發生持續任何合適的時間期間。在一或多個實施例中，裝置100被浸泡在氟化鎢中持續時間期間在從1秒至10分鐘的範圍中，或在從1秒至5分鐘的範圍中，或在從10秒至5分鐘的範圍中，或在從10秒至3分鐘的範圍中，或在從10秒至2分鐘的範圍中，或在從30秒至2分鐘的範圍中。
在一或多個實施例中，浸泡處理可以任何合適流率來發生。在一或多個實施例中，基板可以具有一流率的氟化鎢而被浸泡在氟化鎢中，此流率在從1 sccm至500 sccm的範圍中，或在從10 sccm至400 sccm的範圍中，或在從10 sccm至300 sccm的範圍中，或在從10 sccm至200 sccm的範圍中。
在一或多個實施例中，基板可被浸泡在與惰性氣體組合或共伴流的氟化鎢中。在一些實施例中，惰性氣體可選自氦(He)、氬(Ar)、氙(Xe)的一者或多者。在特定實施例中，惰性氣體是氬(Ar)。在一或多個實施例中，基板被浸泡在與惰性氣體組合或共伴流的氟化鎢中，與惰性氣體組合或共伴流的氟化鎢具有流率在從10 sccm至10,000 sccm的範圍中，或在從10 sccm至9000 sccm的範圍中，或在從100 sccm至8000 sccm的範圍中，或在從100 sccm至7000 sccm的範圍中。
在一或多個實施例中，浸泡處理可發生在任何合適溫度。在一或多個實施例中，溫度大於或等於300 ℃、或大於或等於325 ℃、或大於或等於330 ℃、或大於或等於335 ℃、或大於或等於340 ℃、或大於或等於345 ℃、或大於或等於350 ℃。在一或多個實施例中，溫度在從300 ℃至750 ℃的範圍中，或在從325 ℃至750 ℃的範圍中。
參照第1圖與第2C圖，在操作16，以在從大於300 ℃至1000 ℃的範圍中的溫度之電漿來處理裝置100以還原或移除存在的過量氟120及形成實質上無氟化物的絕緣層104。在此使用時，用語「實質上無」意指在絕緣層104之中或之上有著小於5%的氟，包括小於4%、小於3%、小於2%、小於1%、及小於0.5%。
在一或多個實施例中，電漿包含氫(H 2)、氬(Ar)、及氦(He)的混合物。氫(H 2)、氬(Ar)、及氦(He)可以任何合適的比例存在。在一些實施例中，氬(Ar)與氦(He)包含大部分的電漿。在一或多個實施例中，氫(H 2)、氬(Ar)、及氦(He)存在於電漿中以氫(H 2)對於氬(Ar)與氦(He)的比例為約1:1。在其他實施例中，氫(H 2)、氬(Ar)、及氦(He)存在於電漿中以氫(H 2)對於氬(Ar)與氦(He)的比例為大於1:1、或大於1:1.1、或大於1:1.2、或大於1:1.3、或大於1:1.4、或大於1:1.5、或大於1:1.6、或大於1:1.7、或大於1:1.8、或大於1:1.9、或大於1:2、或大於1:3、或大於1:5、或大於1:7、或大於1:10、或大於1:20、或大於1:50、或大於1:100。
氫(H 2)電漿可具有任何合適流率。在一或多個實施例中，氫(H 2)電漿具有電漿，此電漿具有流率在從1 sccm至1000 sccm的範圍中，或在從1 sccm至500 sccm的範圍中，或在從1 sccm至400 sccm的範圍中，或在從1 sccm至300 sccm的範圍中，或在從1 sccm至200 sccm的範圍中，或在從1 sccm至150 sccm的範圍中，或在從1 sccm至50 sccm的範圍中，或在從1 sccm至40 sccm的範圍中，或在從1 sccm至30 sccm的範圍中，或在從1 sccm至20 sccm的範圍中，或在從1 sccm至10 sccm的範圍中。
氬(Ar)電漿可具有任何合適流率。在一或多個實施例中，氬(Ar)電漿具有流率在從1 sccm至1000 sccm的範圍中，或在從1 sccm至500 sccm的範圍中，或在從1 sccm至400 sccm的範圍中，或在從1 sccm至300 sccm的範圍中，或在從1 sccm至200 sccm的範圍中，或在從1 sccm至150 sccm的範圍中，或在從1 sccm至50 sccm的範圍中，或在從1 sccm至40 sccm的範圍中，或在從1 sccm至30 sccm的範圍中，或在從1 sccm至20 sccm的範圍中，或在從1 sccm至10 sccm的範圍中。
氦(He)電漿可具有任何合適流率。在一或多個實施例中，氦(He)電漿具有流率在從1 sccm至1000 sccm的範圍中，或在從1 sccm至500 sccm的範圍中，或在從1 sccm至400 sccm的範圍中，或在從1 sccm至300 sccm的範圍中，或在從1 sccm至200 sccm的範圍中，或在從1 sccm至150 sccm的範圍中，或在從1 sccm至50 sccm的範圍中，或在從1 sccm至40 sccm的範圍中，或在從1 sccm至30 sccm的範圍中，或在從1 sccm至20 sccm的範圍中，或在從1 sccm至10 sccm的範圍中。
在一或多個實施例中，電漿處理可發生在任何合適壓力。在一或多個實施例中，裝置100被壓力在從0.2毫托至小於500毫托的範圍中的電漿所處理，或在從0.2毫托至400毫托的範圍中，或在從0.2毫托至300毫托的範圍中，或在從0.2毫托至250毫托的範圍中，或在從10毫托至200毫托的範圍中，或在從10毫托至100毫托的範圍中。在一些實施例中，壓力大於50毫托、或大於60毫托、或大於70毫托、或大於80毫托、或大於90毫托、或大於100毫托。
在一或多個實施例中，電漿處理可發生持續任何合適的時間期間。在一或多個實施例中，裝置100被電漿處理持續在從10秒至10分鐘的範圍中的時間期間，或在從10秒至5分鐘的範圍中，或在從10秒至4.5分鐘的範圍中，或在從10秒至3分鐘的範圍中，或在從10秒至2分鐘的範圍中，或在從30秒至2分鐘的範圍中。
在一些實施例中，電漿氣體流動進入處理腔室，然後被激起以形成直接電漿。在一些實施例中，電漿在處理腔室之外被激起以形成遠端電漿。
在一些實施例中，電漿是感應耦合電漿(ICP)。在一些實施例中，電漿是電容耦合電漿(CCP)。在一些實施例中，電漿是微波電漿。在一些實施例中，電漿是藉由使電漿氣體通過熱線所產生。
在一或多個實施例中，電漿處理可發生在任何合適功率。在一或多個實施例中，功率在從10 W至2000 W的範圍中，或在從100 W至1500 W的範圍中，或在從100 W至1000 W的範圍中，或在從100 W至750 W的範圍中。
第3圖描繪根據本發明的一或多個實施例之用於形成預清洗基板的替代概括方法30。方法10通常開始於操作32，其中其上具有氧化鎢(WO x)的基板102被提供及放置進入處理腔室。在操作34，其上具有氧化鎢(WO x)的基板被浸泡在氟化鎢(WF 6)中以將氧化鎢還原成鎢(W)。在操作36，以氫來熱處理基板。方法30接著移動至任選的處理後操作38。
參照第3圖與第2A圖，在操作32，提供其上具有絕緣層104的基板102。
在一些實施例中，蝕刻終止層110在基板102的頂表面上且在基板102與絕緣層104之間。
在一或多個實施例中，蝕刻終止層110可包含通常知識者所知的任何合適材料。在一或多個實施例中，蝕刻終止層110可包含氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、氧化鋁(AlO x)、及氮化鋁(AlN)的一者或多者。在一些實施例中，可使用選自CVD、PVD、及ALD的技術沉積蝕刻終止層110。
在一或多個實施例中，絕緣層104可包含通常知識者所知的任何合適材料。在一些實施例中，絕緣層104包含低k介電材料。在一或多個實施例中，絕緣層104是低k介電質，包括但不限於材料，諸如，例如，氧化矽、碳摻雜氧化物(「CDO」)，例如，碳摻雜二氧化矽、多孔二氧化矽(SiO 2)、氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、或前述物的任何組合。在一或多個實施例中，絕緣層104包括氧化矽(SiO x)、氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、碳氧化矽(SiOC)、及類似物的一者或多者。
在一或多個實施例中，絕緣層104包括具有ĸ值小於5的介電材料。在一或多個實施例中，絕緣層104包括具有ĸ值小於3的介電材料。在至少一些實施例中，絕緣層104包括氧化物、碳摻雜氧化物、多孔二氧化矽、碳化物、碳氧化物、氮化物、氮氧化物、氮碳氧化物、聚合物、磷矽酸鹽玻璃、氟矽酸鹽(SiOF)玻璃、有機矽酸鹽玻璃(SiOCH)、或前述物的任何組合、藉由電子裝置設計所決定的其他電氣絕緣材料、或前述物的任何組合。
在一或多個實施例中，絕緣層104是低ĸ介電質以將一金屬化層或金屬線與基板102上的其他金屬線隔離。在一或多個實施例中，絕緣層104的厚度在從約10奈米(nm)至約2微米(µm)的約略範圍中。
在一些實施例中，蝕刻終止層110沉積在基板102的頂表面與金屬化層106上。在一些實施例中，未繪示出，遮罩層形成在絕緣層104上。絕緣層104可被蝕刻以形成開口112，具有底表面116的至少一開口112包含蝕刻終止層110的暴露部分。在一或多個實施例中，透過開口112暴露的蝕刻終止層110被選擇性移除，使得開口112的底表面116包含金屬化層106，如第2A圖所示。
在一或多個實施例中，絕緣層104具有從絕緣層104的頂表面延伸至金屬化層106的開口112。在一或多個實施例中，開口112具有至少一側壁114與底表面116。在一些實施例中，開口112可被稱為通孔開口或溝槽。
在一或多個實施例中，金屬化層106包含鎢(W)。在一或多個實施例中，金屬化層106之上具有氧化物層108。在一或多個實施例中，氧化物層108包含氧化鎢(WO x)層。雖然氧化鎢層108被繪示為連續層，通常知識者將領會到氧化鎢層108可不為連續層，而是氧化鎢的離散顆粒。在一或多個實施例中，氧化鎢層108包含氧化鎢(WO x)。
參照第3圖與第2B圖，在操作34，
裝置100被浸泡在氟化鎢(WF 6)中以將氧化鎢層108還原成鎢(W)金屬，因此移除氧化鎢層108。不願被理論所侷限，料想此浸泡處理造成在裝置100上的過量氟120的形成。在一或多個實施例中，過量氟120可擴展至絕緣層104。在一些實施例中，過量氟120會致使顯著的碳損失。
在一或多個實施例中，浸泡處理可具有任何合適壓力。在一或多個實施例中，裝置100被浸泡在氟化鎢(WF 6)中於壓力在從0.2托至小於20托的範圍中，或在從0.2托至15托的範圍中，或在從0.2托至10托的範圍中。
在一或多個實施例中，浸泡處理可發生持續任何合適的時間期間。在一或多個實施例中，裝置100被浸泡在氟化鎢中持續時間期間在從1秒至10分鐘的範圍中，或在從1秒至5分鐘的範圍中，或在從10秒至5分鐘的範圍中，或在從10秒至3分鐘的範圍中，或在從10秒至2分鐘的範圍中，或在從30秒至2分鐘的範圍中。
在一或多個實施例中，浸泡處理可以任何合適流率來發生。在一或多個實施例中，基板可以具有一流率的氟化鎢而被浸泡在氟化鎢中，此流率在從1 sccm至500 sccm的範圍中，或在從10 sccm至400 sccm的範圍中，或在從10 sccm至300 sccm的範圍中，或在從10 sccm至200 sccm的範圍中。
在一或多個實施例中，基板可被浸泡在與惰性氣體組合或共伴流的氟化鎢中。在一些實施例中，惰性氣體可選自氦(He)、氬(Ar)、氙(Xe)的一者或多者。在特定實施例中，惰性氣體是氬(Ar)。在一或多個實施例中，基板被浸泡在與惰性氣體組合或共伴流的氟化鎢中，與惰性氣體組合或共伴流的氟化鎢具有流率在從10 sccm至10,000 sccm的範圍中，或在從10 sccm至9000 sccm的範圍中，或在從100 sccm至8000 sccm的範圍中，或在從100 sccm至7000 sccm的範圍中。
在一或多個實施例中，浸泡處理可發生在任何合適溫度。在一或多個實施例中，溫度大於或等於300 ℃、或大於或等於325 ℃、或大於或等於330 ℃、或大於或等於335 ℃、或大於或等於340 ℃、或大於或等於345 ℃、或大於或等於350 ℃。在一或多個實施例中，溫度在從300 ℃至750 ℃的範圍中，或在從325 ℃至750 ℃的範圍中。
參照第3圖與第2C圖，在操作36，以在從大於300 ℃至1000 ℃的範圍中的溫度之氫(H 2)氣來熱處理裝置100以還原或移除存在的過量氟120及形成實質上無氟的絕緣層104。在此使用時，用語「實質上無」意指在絕緣層104之中或之上有著小於5%的氟，包括小於4%、小於3%、小於2%、小於1%、及小於0.5%。
在一或多個實施例中，氫(H 2)氣可與惰性氣體混合。惰性氣體可包含任何合適的惰性氣體，包括但不限於氬(Ar)、氦(He)、及氙(Xn)。
在一或多個實施例中，氫(H 2)氣可具有任何合適流率。在一或多個實施例中，氫(H 2)氣具有流率在從1 sccm至1000 sccm的範圍中，或在從1 sccm至500 sccm的範圍中，或在從1 sccm至400 sccm的範圍中，或在從1 sccm至300 sccm的範圍中，或在從1 sccm至200 sccm的範圍中，或在從1 sccm至150 sccm的範圍中，或在從1 sccm至50 sccm的範圍中，或在從1 sccm至40 sccm的範圍中，或在從1 sccm至30 sccm的範圍中，或在從1 sccm至20 sccm的範圍中，或在從1 sccm至10 sccm的範圍中。
在一或多個實施例中，惰性氣體可具有任何合適流率。在一或多個實施例中，惰性氣體具有流率在從1 sccm至1000 sccm的範圍中，或在從1 sccm至500 sccm的範圍中，或在從1 sccm至400 sccm的範圍中，或在從1 sccm至300 sccm的範圍中，或在從1 sccm至200 sccm的範圍中，或在從1 sccm至150 sccm的範圍中，或在從1 sccm至50 sccm的範圍中，或在從1 sccm至40 sccm的範圍中，或在從1 sccm至30 sccm的範圍中，或在從1 sccm至20 sccm的範圍中，或在從1 sccm至10 sccm的範圍中。
在一或多個實施例中，氫處理可發生在任何合適壓力。在一或多個實施例中，裝置100以在從1毫托至1000托的範圍中的氫來處理，或在從100毫托至900托的範圍中，或在從100毫托至800托的範圍中，或在從100毫托至760托的範圍中。
在一或多個實施例中，氫處理可發生持續任何合適的時間期間。在一或多個實施例中，裝置100被氫處理持續時間期間在從10秒至10分鐘的範圍中，或在從10秒至5分鐘的範圍中，或在從10秒至4.5分鐘的範圍中，或在從10秒至3分鐘的範圍中，或在從10秒至2分鐘的範圍中，或在從30秒至2分鐘的範圍中。
可經調整而適用於本發明的數種周知群集工具是Olympia®、Continuum®、及Trillium®，皆可從加州聖克拉拉的應用材料公司取得。然而，為了執行如本文所述的處理的特定步驟，腔室的確切佈置與組合可變動。可使用的其他處理腔室包括但不限於循環層沉積(CLD)、原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電漿處理、蝕刻、預清洗、化學清洗、諸如RTP的熱處理、電漿氮化、除氣、羥基化及其他基板處理。藉由在群集工具上的腔室中執行處理，在沉積後續膜之前，可避免大氣雜質的基板表面污染且沒有氧化。
根據一或多個實施例，基板連續地在真空下或「裝載閘」狀態下且當從一腔室移動至下一腔室時不暴露至周圍空氣。移送腔室因此在真空下且被「泵回(pumped down)」在真空壓力下。惰性氣體可存在於處理腔室或移送腔室中。在一些實施例中，惰性氣體用於作為淨化氣體以移除一些或所有的反應物(例如，反應物)。根據一或多個實施例，淨化氣體注入在沉積腔室的出口處以防止反應物(例如，反應物)從沉積腔室移動至移送腔室及/或額外的處理腔室。因此，惰性氣體的流動在腔室的出口處形成簾幕。
基板可在單一基板沉積腔室中處理，其中在處理另一基板之前，單一基板被載入、處理及載出。基板也可以連續方式來處理，類似於輸送帶系統，其中多個基板個別地載入腔室的第一部分，移動穿過腔室及從腔室的第二部分載出。腔室與相關輸送帶系統的形狀可形成直線路徑或彎曲路徑。此外，處理腔室可為旋轉料架，其中多個基板被移動圍繞中心軸及貫穿旋轉料架路徑暴露至沉積、蝕刻、退火、清洗、等等的處理。
在處理期間，基板可被加熱或冷卻。此加熱或冷卻可藉由任何合適手段來完成，包括但不限於改變基板支撐件的溫度及流動加熱或冷卻氣體至基板表面。在一些實施例中，基板支撐件包括加熱器/冷卻器，其可受控以傳導地改變基板溫度。在一或多個實施例中，所利用的氣體(反應氣體或惰性氣體)被加熱或冷卻以局部地改變基板溫度。在一些實施例中，加熱器/冷卻器定位在腔室內鄰近於基板表面以對流地改變基板溫度。
基板在處理期間也可為不動的或被旋轉。旋轉基板可被連續地旋轉或間斷地旋轉(繞著基板軸)。例如，基板可在貫穿整個處理中被旋轉，或基板可在暴露至不同反應氣體或淨化氣體之間被小量地旋轉。藉由最小化例如氣體流動幾何中的局部可變動性的效應，在處理期間旋轉基板(連續地或階段地)可助於產生更均勻沉積或蝕刻。
在上下文中的用語「一(a)」與「一(an)」與「該」及類似指示語的使用以說明本文(特別是在之後的申請專利範圍的上下文中)所論述的材料與方法會被解釋成覆蓋單數與複數兩者，除非本文另外指示或明顯地與上下文矛盾。本文中的數值範圍的列舉僅意於作為個別地參照落在此範圍內的每個分開數值之節略方法，除非本文另外地指示，則每個分開數值被併入在本說明書中，像是其已在本文中被個別地敘述。本文所述的所有方法可以各種合適順序來執行，除非本文另外指明或者清楚地與上下文矛盾。本文提供的任何及所有的實例或範例語言(例如，「諸如」)的使用僅意於更佳地闡明材料與方法且不施加限制於範圍上，除非另外地聲明。本說明書中沒有語言應被解釋成指示任何未聲明的元件對於實行所揭示的材料與方法是必要的。
貫穿本說明書之參照「一實施例(one embodiment)」、「一些實施例」、「一或多個實施例」、或「一實施例(an embodiment)」意指關於此實施例所述的特定特徵、結構、材料、或特性被包括在本發明的至少一實施例中。因此，在貫穿本說明書的各種地方出現諸如「在一或多個實施例中」、「在一些實施例中」、「在一實施例中(in one embodiment)」、或「在一實施例中(in an embodiment)」的片語並不必然指稱本發明的相同實施例。再者，特定特徵、結構、材料或特性可以任何合適方式結合在一或多個實施例中。
雖然在此已參照特定實施例說明本發明，將理解到這些實施例僅為本發明的原理與應用的例示。在不背離本發明的精神與範疇下，可對本發明的方法與設備進行各種修改與變動，對於本領域的通常知識者是顯而易見。因此，意於本發明包括在隨附申請專利範圍及其等效物的範疇內的修改與變動。
10:方法 12,14,16,18:操作 100:裝置 102:基板 104:絕緣層 106:金屬化層 108:氧化鎢層 110:蝕刻終止層 112:開口 114:側壁 116:底表面 120:過量氟 30:方法 32,34,36,38:操作
藉由參照其中的一些實施例被繪示在隨附圖式中的實施例，可獲得簡短總結於上之本發明的更具體的說明，使得本發明的上述特徵以此方式可被詳細地理解。然而，將注意到隨附圖式僅繪示本發明的典型實施例且因而不被當作限制本發明的範疇，由於本發明可允許其他等效實施例。
第1圖繪示根據本發明的一或多個實施例之方法的處理流程圖；
第2A圖繪示根據本發明的一或多個實施例之在處理期間的範例基板的剖面視圖；
第2B圖繪示根據本發明的一或多個實施例之在處理期間的範例基板的剖面視圖；
第2C圖繪示根據本發明的一或多個實施例之在處理期間的範例基板的剖面視圖；及
第3圖繪示根據本發明的一或多個實施例之方法的處理流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:裝置
102:基板
104:絕緣層
106:金屬化層
110:蝕刻終止層
112:開口
114:側壁
116:底表面
120:過量氟

Claims (20)

  1. 一種處理一基板的方法，該方法包含以下步驟： 將包含氧化鎢(WO x)的一基板浸泡在氟化鎢(WF 6)中，以在大於或等於300 ℃的一溫度將該氧化鎢(WO x)還原以形成鎢(W)；及 以包含氫(H 2)、氦(He)、及氬(Ar)的一電漿處理該基板。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該基板被浸泡在大於或等於325 ℃的一溫度的氟化鎢(WF 6)中。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該基板被浸泡在大於或等於345 ℃的一溫度的氟化鎢(WF 6)中。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該基板被浸泡在氟化鎢(WF 6)中持續在從1秒至5分鐘的一範圍中的一時間期間。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該電漿具有氫(H 2)對於氦(He)及氬(Ar)的一比例為大於1：1。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該比例大於1：2。
  7. 如請求項5所述之方法，其中該比例大於1：20。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該氧化鎢(WO x)形成在一絕緣層上。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該絕緣層包含一低k材料。
  10. 如請求項9所述之方法，其中以該電漿處理該基板不增加該低k材料中的氟的一濃度。
  11. 如請求項1所述之方法，其中該電漿具有在從10毫托至500毫托的一範圍中的一壓力。
  12. 一種處理一基板的方法，該方法包含以下步驟： 將包含氧化鎢(WO x)的一基板浸泡在氟化鎢(WF 6)中，以在大於或等於300 ℃的一溫度將該氧化鎢(WO x)還原以形成鎢(W)；及 在大於或等於350 ℃的一溫度在該基板上方流動氫(H 2)氣的一氣流。
  13. 如請求項12所述之方法，其中該基板被浸泡在大於或等於325 ℃的一溫度的氟化鎢(WF 6)中。
  14. 如請求項12所述之方法，其中該基板被浸泡在大於或等於345 ℃的一溫度的氟化鎢(WF 6)中。
  15. 如請求項12所述之方法，其中該氫(H 2)氣與一惰性氣體共伴流。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該惰性氣體選自氦(He)、氬(Ar)、及氙(Xn)的一者或多者。
  17. 如請求項12所述之方法，其中該氧化鎢(WO x)形成在一絕緣層上。
  18. 如請求項17所述之方法，其中該絕緣層包含一低k材料。
  19. 如請求項18所述之方法，其中以該電漿處理該基板不增加該低k材料中的氟的一濃度。
  20. 如請求項12所述之方法，其中該氫(H 2)氣在大於或等於450 ℃的一溫度在該基板上方流動。
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