TWI723282B - 藉由矽化法之含金屬薄膜體積膨脹 - Google Patents

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Abstract

說明產生自我對齊的結構之方法。方法包含在基板特徵中形成含金屬薄膜，且矽化含金屬薄膜以形成包含金屬矽化物的自我對齊的結構。在某些實施例中，控制形成自我對齊的結構的速率。在某些實施例中，控制含金屬薄膜的體積膨脹的量以形成自我對齊的結構。亦說明形成自我對齊的貫孔之方法。

Description

藉由矽化法之含金屬薄膜體積膨脹
本揭露案大致關於沉積且處理薄膜之方法。具體而言，本揭露案關於用於產生自我對齊的結構之處理。
自我對齊的金屬氧化物柱可透過氧化間隙填充的金屬薄膜而形成。金屬沉積在孔洞或溝道的結構上，且接著氧化以形成金屬氧化物。在氧化期間的體積膨脹推擠柱出孔洞或溝道。柱僅從金屬由底部向上選擇性地成長。
然而，使用此處理具有某些挑戰，歸因於金屬的體積膨脹以形成金屬氧化物條列的速率及量。首先，應力的劇烈改變某些時候導致內在結構的降級。此舉可導致當CD小時高的條列的彎曲。其次，體積的劇烈改變某些時候導致金屬氧化物柱及基板之間的黏著問題。第三，殘留的、未氧化的、金屬常常殘留在溝道的底部處。
本領域中存在替代方法以建立自我對齊的結構的需求。更具體而言，本領域中存在替代方法，以建立給予較慢的形成速率及膨脹的量的自我對齊的條列及結構的需求。
本揭露案的一或更多實施例導向用於產生自我對齊的結構之方法。方法包含提供具有基板表面的基板，基板表面具有至少一個特徵形成於其中。至少一個特徵從基板表面延伸一距離至基板中，且具有側壁及底部。在至少一個特徵中且不在至少一個特徵外側形成含金屬薄膜。將含金屬薄膜暴露至矽前驅物，以形成從至少一個特徵膨脹的金屬矽化物的自我對齊的結構。
本揭露案的額外實施例導向用於產生自我對齊的結構之方法。方法包含提供具有基板表面的基板，基板表面具有至少一個特徵形成於其中。至少一個特徵從基板表面延伸一距離至基板中，且具有側壁及底部。在基板表面上及至少一個特徵中形成鎢薄膜。從至少一個特徵外側的基板表面移除鎢薄膜。將鎢薄膜暴露至矽前驅物及氫，以預定速率形成從至少一個特徵膨脹的鎢矽化物的自我對齊的結構。自我對齊的結構具有體積，體積為在特徵之中的該鎢薄膜的約兩倍。
本揭露案的進一步實施例導向用於產生自我對齊的貫孔之方法。方法包含提供具有基板表面的基板，基板表面具有至少一個特徵形成於其中。至少一個特徵從基板表面延伸一距離至基板中，且具有側壁及底部。在基板表面上及至少一個特徵中形成鎢薄膜。從至少一個特徵外側的基板表面移除鎢薄膜。將鎢薄膜暴露至矽前驅物，以預定速率形成從至少一個特徵膨脹的鎢矽化物的自我對齊的結構。在自我對齊的結構四周沉積材料。將自我對 齊的結構暴露至氫電漿及金屬氟化物蝕刻劑，以移除自我對齊的結構且形成自我對齊的貫孔。
在說明本揭露案的數個範例實施例之前，應理解本揭露案並非限於以下說明中提及的構造或處理步驟的細節。本揭露案能夠包含其他實施例，且可以各種方式實施或執行。
此處所使用的「基板」代表任何基板或形成於基板上的材料表面，在製作處理期間薄膜在此材料表面上實行處理。舉例而言，取決於應用，在其上可實行處理的基板表面包括諸如矽、氧化矽、應變矽、絕緣體上矽(SOI)、碳摻雜的氧化矽、非晶矽、摻雜的矽、鍺、砷化鎵、玻璃、藍寶石的材料，以及任何其他材料，例如金屬、金屬氮化物、金屬合金及其他導電材料。基板非限制性地包括半導體晶圓。基板可暴露至預處置處理，以研磨、蝕刻、還原、氧化、羥化、退火、UV固化、e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薄膜處理之外，所揭露的任何薄膜處理步驟亦可在如以下更詳細揭露的基板上所形成的下層上實行，且如上下文指示，「基板表面」一詞意圖包括此下層。因此，舉例而言，當薄膜/層或部分的薄膜/層已沉積在基板表面上時，新沉積的薄膜/層的暴露的表面變成基板表面。
本揭露案的一或更多實施例導向用於形成自我對齊的結構的方法。本揭露案的實施例有益地提供以經控制的速率及/或具有經控制的體積膨脹的量，從含金屬薄膜形成自我對齊的結構的方法。本揭露案的某些實施例有益地提供移除自我對齊的結構的方法以產生自我對齊的貫孔。
本揭露案的一或更多實施例提供更緩慢地產生及/或具有較少體積膨脹的用於產生自我對齊的結構的方法。在不受到理論的束縛下，此等實施例提供對基板展現較佳黏著且從基板直線向上成長的結構。
第1圖顯示具有特徵110的基板100的部分剖面視圖。圖式為了說明之目的顯示具有單一結構；然而，本領域中技藝人士將理解可具有不只一個特徵。特徵110的形狀可為任何適合的形狀，包括但非限於溝道及圓柱形貫孔。在特定實施例中，特徵110為溝道。如此處所使用，「特徵」一詞代表任何故意的表面不規則性。特徵的適合範例包括但非限於具有頂部、兩個側壁及底部的溝道、具有頂部、兩個側壁而不具有分開的底部的凹谷、及具有從表面向下延伸的側壁而具有開放底部的貫孔。特徵可具有任何適合的縱橫比（特徵的深度對特徵的寬度的比率）。在某些實施例中，縱橫比大於或等於約5：1、10：1、15：1、20：1、25：1、30：1、35：1或40：1。
基板100具有頂部表面120。至少一個特徵110在頂部表面120中形成開口。特徵110從頂部表面120延伸至深度D，至底部表面112。特徵110具有界定特徵110的寬度W的第一側壁114及第二側壁116。藉由側壁及底部形成的開放區域亦稱為間隙。
參照第2A至2C圖，提供基板200用於處理。基板200類似於第1圖中所顯示的基板100。如此處所使用，「提供」一詞代表基板放置在位置或環境中用於進一步處理。第2A圖中圖示的基板200具有第一表面材料250及第二表面材料260。第一表面材料250及第二表面材料260可為在基板200上相同或不同的表面材料。形成特徵210而具有第一表面250的底部212，及第二表面材料260的側壁214、216及頂部表面220。
薄膜230形成於頂部表面220及特徵210的壁及底部。薄膜230可為藉由任何適合的處理形成的任何適合的薄膜，此等處理包括但非限於化學氣相沉積、電漿強化的化學氣相沉積、原子層沉積、電漿強化的原子層沉積及/或物理氣相沉積。在某些實施例中，薄膜230藉由原子層沉積或電漿強化的原子層沉積形成。
在某些實施例中，薄膜230貼合地形成於至少一個特徵210上。如此處所使用，「貼合」或「貼合地」一詞代表黏著至且均勻地覆蓋暴露的表面的層，而相對於薄膜的平均厚度具有小於1%的厚度變化。舉例而言，1,000Å厚度的薄膜將具有小於10Å的厚度變化。此厚度及變化包括邊緣、角落、側邊及凹陷的底部。舉例而言，在本揭露案的各種實施例中藉由ALD沉積的貼合層將在複雜的表面上提供本質上均勻厚度的沉積區域的覆蓋。
在某些實施例中，薄膜230沉積至在約25Å至約200Å範圍中的厚度，或在約50Å至約150Å的範圍中。在一或更多實施例中，沉積薄膜230且在薄膜中實質上不具有縫隙。縫隙的形成發生在以薄膜填充特徵之前，薄膜的厚度在特徵210的頂部部分關閉時。在某些實施例中，基板表面具有含縫隙的薄膜，縫隙介於至少一個特徵的側壁之間。如此處所使用，「介於之間」一詞代表在縫隙的任一側介於縫隙及特徵的側壁之間具有某些薄膜。縫隙並非限於準確地在側壁的中心。
在某些實施例中，薄膜230為連續的薄膜。如此處所使用，「連續」一詞代表覆蓋全部暴露的表面的層，而不具有顯現沉積的層的下方材料的間隙或裸露點。連續層可具有表面積小於薄膜的總表面積約1%的間隙或裸露點。
在某些實施例中，薄膜230在特徵210之中實質上無縫地形成。在某些實施例中，可在特徵210的寬度之中形成縫隙。縫隙可為形成於特徵210的壁214、216之間的任何間隙、空格或空洞。
薄膜230可為任何適合的含金屬材料。在某些實施例中，薄膜230為金屬薄膜。在某些實施例中，薄膜230為含金屬薄膜。為了本揭露案及隨附申請專利範圍之目的，含金屬薄膜為含有金屬類種的任何薄膜。含金屬薄膜可僅以金屬原子組成。含金屬薄膜可以金屬原子及其他原子（例如，氧、氮、碳、硼）組成。
適合的含金屬薄膜包括金屬薄膜的衍生物。適合的金屬薄膜衍生物包括但非限於氮化物、硼化物、碳化物、氧氮化物、氧硼化物、碳氧化物、碳氮化物、硼碳化物、硼氮化物、硼氮化物、硼氧碳氮化物、碳氮氧化物、硼氧碳化物及硼氧化物。本領域中技藝人士將理解所沉積的含金屬薄膜可具有與含金屬薄膜一起的非化學計量的原子。
本領域中技藝人士將理解含金屬薄膜可具有非化學計量的原子。舉例而言，特定的WN薄膜可具有不同量的鎢及氮。舉例而言，WN薄膜可為90原子%的鎢。說明氮化鎢薄膜的WN的使用意味著薄膜包含鎢及氮原子，且不應考量為將薄膜限制成特定成分。在某些實施例中，薄膜本質上以特定的原子組成。舉例而言，本質上以WN組成的薄膜意味著薄膜的成分為大於或等於約95%、98%、99%或99.5%的鎢及氮原子。
在某些實施例中，薄膜230包含以下一或更多者：Co、Mo、W、Ta、Ti、Ru、Rh、Cu、Fe、Mn、V、Nb、Hf、Zr、Y、Al、Sn、Cr、Os、U或La。在某些實施例中，薄膜230排除以下一或更多者：Co、Mo、W、Ta、Ti、Ru、Rh、Cu、Fe、Mn、V、Nb、Hf、Zr、Y、Al、Sn、Cr、Os、U及/或La。在某些實施例中，薄膜230包含鎢。在某些實施例中，薄膜本質上以鎢組成。
在第2B圖中，從頂部表面220移除薄膜230，使得薄膜230整體涵蓋在特徵210之中。薄膜230可藉由任何適合的蝕刻處理移除。在某些實施例中，薄膜230藉由化學機械平坦化（CMP）處理來移除。
在某些實施例中，實質上所有的薄膜230形成於特徵210之中。如此處所使用，「實質上所有的」一詞代表在重量的基礎上，大於或等於約95%、98%或99%的薄膜形成於特徵210之中。
在某些實施例中，薄膜230選擇性地沉積於特徵210之中，且不沉積於基板的頂部表面220上。在此等實施例中，基板200經處理，使其將從第1圖的流程至第2B圖，而不會顯現類似於第2A圖。第一表面材料250及第二表面材料260的成分可經選擇以允許薄膜230相對於另一者而選擇性地沉積在一個表面上。
在某些實施例中，方法包括在溝道之中選擇性地沉積薄膜230至小於或等於特徵210的深度的高度H。在一個實施例中，薄膜230填充至少10%的溝道的體積。在其他實施例中，薄膜130填充至少15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%的溝道的體積。在某些實施例中，沉積於特徵210中的薄膜230具有小於或等於約98%、95%、90%、80%、70%、60%或50%的特徵210深度的高度H。
如第2C圖中所顯示，處理方法進一步包含處置薄膜230以膨脹薄膜材料體積，來提供自我對齊的結構240。自我對齊的結構240延伸超過基板的頂部表面220。自我對齊的結構240包含金屬矽化物。以此方式，金屬矽化物包含金屬原子及矽原子。在某些實施例中，自我對齊的結構240的金屬矽化物亦可包含其他原子。在某些實施例中，自我對齊的結構240實質上正交於基板的頂部表面220。
在含金屬薄膜中使用的適合的金屬包括但非限於具有大於2、大於2.25或大於2.5的Pilling-Bedworth比率的金屬。Pilling-Bedworth比率代表金屬矽化物的基本單元的體積比上形成金屬矽化物的相對應含金屬薄膜的基本單元的體積。Pilling-Bedworth比率界定為V矽化物 /V金屬 ，其中V為體積。為了決定金屬矽化物的Pilling-Bedworth比率，V矽化物 等於金屬矽化物的分子量乘以金屬矽化物的密度，且V金屬 等於每一個分子的金屬矽化物的金屬原子的數量乘以金屬的原子量乘以金屬矽化物的密度。此等薄膜的範例包括以下一或更多者：Co、Mo、W、Ta、Ti、Ru、Rh、Cu、Fe、Mn、V、Nb、Hf、Zr、Y、Al、Sn、Cr、Os、U及/或La。在某些實施例中，金屬具有大於1.5、大於1.75、大於2.0、大於2.25或大於2.5的Pilling-Bedworth比率。在某些特定實施例中，金屬排除鎢。
在某些實施例中，自我對齊的結構的體積為大於1.25倍、大於1.5倍、大於1.6倍、大於1.7倍、大於1.75倍、大於1.8倍、大於1.9倍、大於2.0倍或大於2.5倍的薄膜的體積。在某些實施例中，自我對齊的結構的體積為小於3.0倍、小於2.5倍、小於2.0倍、小於1.9倍、小於1.8倍、小於1.75倍、小於1.7倍、小於1.6倍或小於1.5倍的薄膜的體積。在某些實施例中，自我對齊的結構的體積為在大於1倍至小於2倍的範圍中的特徵210之中的薄膜的體積。
薄膜230的膨脹可在約10%至約500%的範圍中，或在約25%至約200%的範圍中，或在約50%至約150%的範圍中。在某些實施例中，薄膜230膨脹大於或等於約10%、20%、25%、50%、75%或100%的量。在某些實施例中，薄膜230膨脹的量在約75%至約125%的範圍中。在一或更多實施例中，處置薄膜導致體積增加至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%、200%、250%、300%、350%或400%。當複數個特徵以薄膜230填充時，可形成複數個自我對齊的結構240以提供自我對齊的結構。在某些實施例中，此等自我對齊的結構可作用為圖案而無須使用遮罩。
處置薄膜230包含矽化薄膜。在某些實施例中，處置薄膜230包含將薄膜暴露至矽前驅物。矽前驅物可為產生包含金屬及矽的薄膜的任何適合的反應物。在某些實施例中，矽前驅物包含以下一或更多者：矽烷、乙矽烷、丙矽烷、丁矽烷、戊矽烷、六矽烷、三甲基矽烷、具有三甲基矽基取代基的化合物及此等之結合。在某些實施例中，膨脹包含熱矽化法、電漿強化的矽化法、遠端電漿矽化法、微波及射頻（例如，ICP、CCP）。在某些實施例中，矽前驅物包含以下一或更多者：三甲基矽烷、矽烷、乙矽烷、丙矽烷、丁矽烷、高階矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷或三矽烷胺。在某些實施例中，薄膜暴露至矽前驅物的電漿。
例如取決於薄膜的成分、矽前驅物、摻雜劑、膨脹的預定速率或預定的體積膨脹的量，矽前驅物可以任何適合的流率供應至處理腔室。在某些實施例中，薄膜前驅物以約100sccm至約2000sccm的範圍中的流率提供。在某些實施例中，矽前驅物以約500sccm的流率提供。
例如取決於薄膜的成分、矽前驅物、摻雜劑、膨脹的預定速率或預定的體積膨脹的量，可在任何適合的壓力下發生薄膜230的處置。在某些實施例中，薄膜膨脹發生於在約1torr至約40torr的範圍中的壓力下。在某些實施例中，膨脹發生於大於或等於約1torr、5torr、10torr、20torr、25torr、30torr或35torr的壓力下。在某些實施例中，膨脹發生於小於或等於約40torr、35torr、30torr、25torr、20torr、10torr或5torr的壓力下。在某些實施例中，膨脹發生於約5torr的壓力下。
在某些實施例中，處置薄膜230可利用電漿源。電漿可遠端地或在處理腔室之中生成。電漿可為電感耦合電漿（ICP）或傳導耦合電漿（CCP）。例如取決於薄膜的成分、矽前驅物、摻雜劑、膨脹的預定速率或預定的體積膨脹的量，處置可在任何適合的功率下發生。在某些實施例中，薄膜膨脹利用在約2kW至約10kW的範圍中的電漿功率。在某些實施例中，膨脹利用大於或等於約2kW、5kW或8kW的電漿功率。在某些實施例中，膨脹利用小於或等於約10kW、8kW或5kW的電漿功率。在某些實施例中，膨脹利用約10kW的電漿功率。
在某些實施例中，處置薄膜230可利用微波或射頻。例如取決於薄膜的成分、矽前驅物、摻雜劑、膨脹的預定速率或預定的體積膨脹的量，處置可以任何適合的頻率發生。在某些實施例中，薄膜膨脹利用在約2MHz至約100MHz的範圍中的頻率。在某些實施例中，膨脹利用大於或等於約2MHz、5MHz、10MHz、13.56MHz、25MHz、30MHz、40MHz、50MHz、60MHz、75MHz或100MHz的頻率。在某些實施例中，膨脹利用小於或等於約100MHz、90MHz、75MHz、50MHz、40MHz、30MHz、25MHz、10MHz或5MHz的頻率。在某些實施例中，膨脹利用約13.56MHz的頻率。
在某些實施例中，薄膜以摻雜劑處置以形成摻雜的金屬矽化物。在某些實施例中，於暴露至矽前驅物之前，薄膜暴露至摻雜劑。在某些實施例中，於暴露至矽前驅物之後，薄膜暴露至摻雜劑。在某些實施例中，薄膜暴露至摻雜劑，同時暴露至矽前驅物。
在某些實施例中，摻雜的金屬矽化物包含碳（MSiC）、氮（MSiN）或氧（MSiO）。在某些實施例中，摻雜劑包含乙炔或乙烷，且摻雜的金屬矽化物為金屬碳矽化物（MSiC）。在某些實施例中，摻雜劑包含氨或氮及氫氣體的混合，且摻雜的金屬矽化物為金屬氮矽化物（MSiN）。在某些實施例中，摻雜劑包含氧，且摻雜的金屬矽化物為金屬氧矽化物（MSiO）。
例如取決於薄膜的成分、矽前驅物、摻雜劑、膨脹的預定速率或預定的體積膨脹的量，處置薄膜230可在任何適合的溫度下發生。在某些實施例中，薄膜膨脹發生於約200℃至約600℃的範圍中的溫度下。在某些實施例中，膨脹發生於大於或等於約200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃或550℃的溫度下。在某些實施例中，膨脹發生於小於或等於約600℃、500℃、450℃、400℃、350℃、300℃或250℃的溫度下。
在某些實施例中，薄膜膨脹以形成自我對齊的結構的速率經控制。在某些實施例中，膨脹的量經控制。
在某些實施例中，膨脹的速率或量藉由與矽前驅物一起同時流動氫氣來控制。在不受到理論的束縛下，相信將基板暴露至氫氣藉由提升競爭逆反應而減緩反應及/或藉由引入反應產物而改變反應平衡。
例如取決於薄膜的成分、矽前驅物、摻雜劑、膨脹的預定速率或預定的體積膨脹的量，氫氣可以任何適合的流率供應至處理腔室。在某些實施例中，以大於0sccm至約5000sccm的範圍中的流率提供氫氣。在某些實施例中，以約1000sccm的流率提供氫氣。
在某些實施例中，膨脹的速率或量藉由將自我對齊的結構暴露至氫電漿源來控制。在不受到理論的束縛下，相信氫電漿從自我對齊的結構移除矽原子，且在膨脹之前將自我對齊的結構的體積返回朝向薄膜的體積。
如第2C圖中所顯示，在膨脹期間，在特徵的頂部維持特徵形狀的保真度，使得薄膜230從特徵210直線向上成長。如此處所使用，「直線向上」一詞代表膨脹的薄膜240的側與特徵210的側壁214、216實質上共平面。表面與側壁214共平面，其中形成於側壁214及表面的連結處為±10º 。以此方式，若側壁垂直於頂部表面，則從特徵「直線向上」延伸的膨脹的薄膜可敘述為正交於基板的頂部表面。
在某些實施例中，在形成自我對齊的結構之後，於自我對齊的結構四周沉積材料，且移除自我對齊的結構以形成自我對齊的貫孔。沉積的材料可為任何適合的材料。在某些實施例中，沉積的材料為介電材料。在某些實施例中，沉積的材料與第一表面材料250相同。在某些實施例中，沉積的材料為層間介電質（ILD）。
在某些實施例中，自我對齊的結構藉由將自我對齊的結構暴露至蝕刻劑而移除。在某些實施例中，蝕刻劑為金屬鹵化物蝕刻劑。在某些實施例中，蝕刻劑包含WCl5 。在某些實施例中，蝕刻劑為金屬氟化物蝕刻劑。在某些實施例中，蝕刻劑包含WF6 。在某些實施例中，自我對齊的結構藉由將結構暴露至蝕刻劑及氫電漿兩者而移除。
某些實施例包括可選的處置處理。處置處理對薄膜230處置以改良薄膜的某些參數。在某些實施例中，處置處理包含退火薄膜。在某些實施例中，處置可藉由在用於沉積及/或氧化的相同處理腔室中進行原位退火來實行。適合的退火處理包括但非限於快速熱處理（RTP）或快速熱退火（RTA）、尖峰退火、或UV固化、或e束固化及/或雷射退火。退火溫度可在約500℃至900℃的範圍中。退火期間環境的成分可包括以下一或更多者：H2 、Ar、He、N2 、NH3 、SiH4 等等。退火期間的壓力可在約100mTorr至約1atm的範圍中。
根據一或更多實施例，在形成自我對齊的結構240的層230之前及/或之後基板遭受處理。此處理可在相同的腔室或在一或更多分開的處理腔室中實行。在某些實施例中，基板從第一腔室移動至分開的第二腔室用於進一步處理。基板可直接從第一腔室移動至分開的處理腔室，或其可從第一腔室移動至一或更多傳送腔室，且接著移動至分開的處理腔室。因此，處理裝置可包含與傳送站連通的多重腔室。此類的裝置可稱為「集叢工具」或「集叢的系統」及類似者。
一般而言，集叢工具為包含多重腔室的模組化系統，多重腔室實行各種功能，包括基板中心的尋找及定向、除氣、退火、沉積及/或蝕刻。根據一或更多實施例，集叢工具包括至少第一腔室及中心傳送腔室。中心傳送腔室可裝載機械手臂，而可在處理腔室及裝載閘腔室之間及之內運送基板。傳送腔室通常維持在真空條件下，且提供中間階段用於從一個腔室運送基板至另一者及/或至定位於集叢工具的前端處的裝載閘腔室。腔室的實際安排及結合可用於此處所述的處理的實行特定步驟之目的而改變。可使用的其他處理腔室包括但非限於循環層沉積（CLD）、原子層沉積（ALD）、化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、蝕刻、預清潔、化學清潔、諸如RTP的熱處置、電漿氮化、除氣、定向、羥化及其他基板處理。藉由在集叢工具上的基板中執行處理，可避免大氣雜質對基板的表面污染，而不會在沉積後續薄膜之前氧化。
根據一或更多實施例，基板持續地在真空下或「裝載閘」條件下，且當從一個腔室移動至下一個腔室時不會暴露至周遭空氣。傳送腔室因此在真空下且在真空壓力下「抽空」。鈍氣可存在於處理腔室或傳送腔室中。在某些實施例中，使用鈍氣作為清洗氣體以移除某些或所有的反應物。根據一或更多實施例，清洗氣體於沉積腔室的出口注入，以避免反應物從沉積腔室移動至傳送腔室及/或額外的處理腔室。因此，鈍氣的流動在腔室的出口處形成幕簾。
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，裝載、處理及卸載單一基板。基板亦可以連續的方式處理，類似於輸送系統，其中多重基板個別地裝載至腔室的第一部分中，移動通過腔室且從腔室的第二部分卸載。腔室及相關聯的輸送系統的形狀可形成直線路徑或彎曲的路徑。此外，處理腔室可為旋盤型，其中多重基板在中心軸四周移動，且在整個旋盤路徑暴露至沉積、蝕刻、退火、清潔等等的處理。
在處理期間，可加熱或冷卻基板。此加熱或冷卻可藉由任何適合的構件完成，包括但非限於改變基板支撐件的溫度及流動加熱的或冷卻的氣體至基板表面。在某些實施例中，基板支撐件包括可控制的加熱器/冷卻器，以改變基板溫度傳導。在一或更多實施例中，利用的氣體（反應氣體或鈍氣任一者）經加熱或冷卻，以局部改變基板溫度。在某些實施例中，加熱器/冷卻器定位在腔室之中鄰接基板表面，以對流地改變基板溫度。
基板在處理期間亦可為固定的或旋轉的。旋轉基板可連續地旋轉或在分散的步驟中旋轉。舉例而言，基板可在整個處理全程旋轉，或基板可在暴露至不同反應物或清洗氣體之間小量旋轉。在處理期間旋轉基板（連續地或在步驟中任一者）可藉由最小化例如氣體流動幾何中的局部變化的效應，而幫助產生更均勻的沉積或蝕刻。
儘管處理可稱為氧化，本領域中技藝人士將理解本揭露案並非限制於氧化反應以膨脹薄膜。使用氧化反應以說明各種實施例僅為了方便起見，且並非限制本揭露案的範疇。
全篇說明書所稱「一個實施例」、「某些實施例」、「一或更多實施例」或「一實施例」代表與實施例連接所述的特定特徵、結構、材料或特性包括於本揭露案的至少一個實施例中。因此，此全篇說明書中各處例如「在一或更多實施例中」、「在某些實施例中」、「在一個實施例中」或「在一實施例中」的存在並非必須代表本揭露案的相同實施例。再者，特定特徵、結構、材料或特性可以任何適合的方式結合於一或更多實施例中。
儘管此處已參考特定實施例說明本揭露案，應理解此等實施例僅為原理的說明及本揭露案的應用。對本領域技藝人士而言，可對本揭露案的方法及裝置作成各種修改及改變而不會悖離本揭露案的精神及範疇為顯而易見的。因此，本揭露案意圖包括在隨附申請專利範圍的範疇之中及其均等的修改及改變。
100‧‧‧基板 110‧‧‧特徵 112‧‧‧底部表面 114‧‧‧第一側壁 116‧‧‧第二側壁 120‧‧‧頂部表面 200‧‧‧基板 210‧‧‧特徵 212‧‧‧底部 214‧‧‧側壁 216‧‧‧側壁 220‧‧‧頂部表面 230‧‧‧薄膜 240‧‧‧自我對齊的結構 250‧‧‧第一表面材料 260‧‧‧第二表面材料
本揭露案所記載的特徵可詳細地以上述方式理解，此處簡要概述的本揭露案的更具體說明可藉由參考實施例來獲得，某些實施例圖示於隨附圖式中。然而，應理解隨附圖式僅圖示本揭露案的通常實施例，且因此不應考慮為其範疇之限制，因為本揭露案認可其他均等效果的實施例。
第1圖根據本揭露案的一或更多實施例，顯示基板特徵的剖面視圖；及第2A至2C圖根據本揭露案的一或更多實施例，顯示自我對齊的結構形成處理的剖面概要圖。
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100‧‧‧基板
110‧‧‧特徵
112‧‧‧底部表面
114‧‧‧第一側壁
116‧‧‧第二側壁
120‧‧‧頂部表面

Claims (20)

  1. 一種用於產生一自我對齊的結構之方法，該方法包含以下步驟：提供具有一基板表面的一基板，該基板表面具有至少一個特徵形成於其中，該至少一個特徵從該基板表面延伸一距離至該基板中，且具有一側壁及底部；在該至少一個特徵中且不在該至少一個特徵外側形成一含金屬薄膜；及將該含金屬薄膜暴露至一矽前驅物，以形成從該至少一個特徵膨脹的金屬矽化物的一自我對齊的結構。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該自我對齊的結構具有一體積，該體積在比該特徵之中的該含金屬薄膜的體積更大1至小於2倍的範圍中。
  3. 如請求項1所述之方法，其中在該至少一個特徵之中形成該含金屬薄膜的步驟包含以下步驟：在該基板表面上及該至少一個特徵之中形成一含金屬薄膜，且從該至少一個特徵外側的該基板表面移除該含金屬薄膜。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該自我對齊的結構實質上與該基板表面正交。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該含金屬薄膜包含以下一或更多者：Co、Mo、W、Ta、Ti、Ru、 Rh、Cu、Fe、Mn、V、Nb、Hf、Zr、Y、Al、Sn、Cr、Os、U或La。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該含金屬薄膜本質上以W組成。
  7. 如請求項1所述之方法，其中將該矽前驅物的一電漿暴露至含金屬薄膜。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該矽前驅物包含以下一或更多者：三甲基矽烷、矽烷、乙矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷或三矽烷胺。
  9. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：將該含金屬薄膜暴露至一摻雜劑，以形成一摻雜的金屬矽化物。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該摻雜的金屬矽化物包含碳、氮或氧。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該自我對齊的結構包含一金屬碳矽化物(MSiC)，且該摻雜劑包含乙炔或乙烷。
  12. 如請求項10所述之方法，其中該自我對齊的結構包含一金屬氮矽化物(MSiN)，且該摻雜劑包含氨或氮之一或更多者。
  13. 如請求項10所述之方法，其中該自我對齊的結構包含一金屬氧矽化物(MSiO)，且該摻雜劑 包含含氧前驅物。
  14. 如請求項1所述之方法，其中矽化該含金屬薄膜在大於或等於約200℃且小於或等於約600℃的一範圍的一溫度下發生。
  15. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：在該自我對齊的結構四周沉積一材料，且移除該自我對齊的結構以形成一自我對齊的貫孔。
  16. 如請求項15所述之方法，其中藉由將該自我對齊的結構暴露至一金屬氟化物蝕刻劑來移除該自我對齊的結構。
  17. 如請求項1所述之方法，其中形成該自我對齊的結構的速率藉由在矽化期間將該基板暴露至氫來控制。
  18. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：藉由將該等自我對齊的結構暴露至一氫電漿來減少該等自我對齊的結構的體積。
  19. 一種用於產生一自我對齊的結構之方法，該方法包含以下步驟：提供具有一基板表面的一基板，該基板表面具有至少一個特徵形成於其中，該至少一個特徵從該基板表面延伸一距離至該基板中，且具有一側壁及底部；在該基板表面上及該至少一個特徵中形成一鎢薄 膜；從該至少一個特徵外側的該基板表面移除該鎢薄膜；及將該鎢薄膜暴露至一矽前驅物及氫，以一預定速率形成從該至少一個特徵膨脹的鎢矽化物的一自我對齊的結構，該自我對齊的結構具有一體積，該體積為在該特徵之中的該鎢薄膜的約兩倍。
  20. 一種用於產生一自我對齊的貫孔之方法，該方法包含以下步驟：提供具有一基板表面的一基板，該基板表面具有至少一個特徵形成於其中，該至少一個特徵從該基板表面延伸一距離至該基板中，且具有一側壁及底部；在該基板表面上及該至少一個特徵中形成一鎢薄膜；從該至少一個特徵外側的該基板表面移除該鎢薄膜；將該鎢薄膜暴露至一矽前驅物，以一預定速率形成從該至少一個特徵膨脹的鎢矽化物的一自我對齊的結構；在該自我對齊的結構四周沉積一材料；及將該自我對齊的結構暴露至一氫電漿及一蝕刻劑，以移除該自我對齊的結構且形成一自我對齊的貫孔。
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