发明名称 利用乙硼烷(BH)长晶步骤制低阻値钨
摘要 一种用来将一钨层沉积在一基材上之多步骤化学气相沉积方法。该沉积方法的第一步骤包含一长晶(nucleation)步骤,在该步骤中一包含括了含钨来源的处理气体,第III或V族氢化物及一还原剂被流入一基材处理室的一沉积区中,且该沉积区被保持在一第一压力水平或低于该压力。在此第一沉积阶段期间,其它的处理参数被保持在适于将一第一层钨沉积于该基材上的状况下。接下来,在该第一阶段之后的一第二沉积阶段期间,流入到该沉积区中之该第III或V族氢化物流被停止,以及在此之后,在该沉积区中的压力被提高至高于该第一压力水平之第二压力及其它处理参数被保持在适于将一第二层钨沉积于该基材上的状况下。在一较佳的实施例中,该钨源流随着该第Ill或V族氢化物流的停止而被停止,及在5至30秒钟之后,当在该沉积区中之压力被提高至该第二水平时,该钨源流被重新开始供应。
申请公布号 TW423053 申请公布日期 2001.02.21
申请号 TW087118390 申请日期 1998.11.04
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 麦华山;黎凯文;柳席西;丹尼斯索维吉
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种用来在一基材上沉积一钨层之化学气相沉积方法,该方法至少包含以下的步骤:(a)将一基材置于一沉积区中;(b)在一第一沉积阶段期间,(i)将一包含一钨源,一第III或V族的氢化物及一还原剂的处理气体引入该沉积区中,及(ii)将该沉积区保持在一第一压力或低于该压力,并将其它的处理参数维持在适于将一第一钨层沉积在该基材上的状况;(c)在该第一阶段之后的一第二沉积阶段期间,(i)停止让该第III或V族氢化物流流入到该沉积区中之,及在此之后(ii)将在该沉积区中的压力提高至高于该第一压力水平之第二压力及将其它处理参数保持在适于将一第二层钨沉积于该基材上的状况下。2.如申请专利范围第1项所述之化学气相沉积方法,其中该第二沉积阶段进一步包含:在步骤(c)(i)中,该钨源流随着该第III或V族氢化物流的停止而被停止,及在步骤(c)(ii)中,当在该沉积区中之压力被提高至该第二水平时,该钨源流被重新开始供应,及将其它处理参数保持在适于将一第二层钨沉积于该基材上的状况下。3.如申请专利范围第2项所述之化学气相沉积方法,其进一步包含:(d)在一第三沉积阶段期间,在该第一沉积阶段之前,在第一沉积阶段期间将该钨源流入该室中之前将一矽源流入该室中。4.如申请专利范围第3项所述之化学气相沉积方法,其中一氢还原剂亦在第三沉积阶段被流入该室中。5.如申请专利范围第2项所述之化学气相沉积方法,其中该钨源包含WF6及该第III或V族氢化物包含B2H6及该矽源包含SiH4。6.如申请专利范围第5项所述之化学气相沉积方法,其中该还原剂包含H2。7.如申请专利范围第2项所述之化学气相沉积方法,其中在该第一及第二沉积阶段被引入的该处理气体进一步包含一氮源。8.如申请专利范围第2项所述之化学气相沉积方法,其中在该第一沉积阶段被引入的处理气体进一步包含一矽源,及其中该矽源流随着该第III或V族卤化物的停止而在第(c)(i)步骤中被停止。9.一种用来在一基材上沉积一钨层之化学气相沉积方法,该方法至少包含以下的步骤:(a)将一基材置于一沉积区中;(b)在一第一沉积阶段期间,(i)将一包含一钨源,一乙硼烷,一矽烷气体,一还原剂及一载送气体引入该沉积区中,及(ii)将该沉积区的压力保持在50torr或低于该压力,并将其它的处理参数维持在适于将一第一钨层沉积在该基材上的状况;及(c)在该第一阶段之后的一第二沉积阶段期间,(i)停止让该钨源,乙硼烷,矽烷气流入到该沉积区中,及在此之后(ii)将在该沉积区中的压力提高至50torr,及(iii)在步骤(c)(i)中被停止的气体流被停止约5至20秒之后,重新开始该钨源流用以在该基材上沉积第二层钨层。10.如申请专利范围第9项所述之方法,其更包含一在该第一沉积阶段之前的第三沉积阶段,在该阶段中一包含矽烷气体,还原剂及一载送气体的处理气体被流入到该沉积区中。11.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该钨源包含WF6及该矽源包含SiH4及该还原剂包含H2。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该载送气体包含氩气。13.如申请专利范围第11项所述之方法,其中一含氮气体流被加至在第一沉积阶段的处理气体中且在整个第二沉积阶段都被加以保持。14.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该乙硼烷气体是在氩气中以5%的乙硼烷:氩气的比例或更低的比例被稀释。15.如申请专利范围第1项所述之化学气相沉积方法,其进一步包含的步骤为,在第一沉积阶段之前,将一包含B2H6及一钝气的清除气体流入该沉积区中。16.如申请专利范围第15项所述之化学气相沉积方法,其进一步包含的步骤为,在流入该清除气体之前,将一矽源流入该沉积区中。17.如申请专利范围第16项所述之化学气相沉积方法,其中该矽源被流入达10至30秒钟及其中该清除气体被流入约达10至40秒钟。18.一种基材处理系统,其至少包含:一用来形成一真空室的壳体;一位在该壳体内之基材固持器,用来将该基材固持于该真空室中;一基材输送系统,其用来将该基材移动于该真空室中并将该基材置放于该基材固持器上;一气体输送系统,其用来将一处理气体引入该真空室中用以在该基材上沉积一膜层;一温度控制系统,其用来在该真空室中保持一经选定的温度;一压力控制系统,其用来在该真空室中保持一经选定的压力;一控制器,其用来控制该气体输送系统,该基材输送系统,该温度控制系统及该压力控制系统;及一与该控制器相连接之记忆体,其包含一电脑可读取的媒体,该媒体具有一电脑可读取的程式藏于其内用以指示该化学气相沉积反应器系统的操作,该电脑可读取的程式包含:一第一组电脑指令,用以控制该基材输送系统将该基材置于该基材固持器上并置于该沉积区中;一第二组电脑指令,用来控制该气体输送系统用以在第一沉积阶段将一包含一第III或V族的氢化物及一还原剂的处理气体引入该沉积区中;一第三组电脑指令,用来控制该温度及压力控制系统用以在该第一沉积阶段期间将该真空室保持在适于将一钨层沉积在该基材上之经选定的温度及压力,该压力被保持在一第一压力水平或低于该第一压力水平;一第四组电脑指令,用来控制该气体输送系统用以在该第一沉积阶段之后的一第二沉积阶段期间停止让该第III或V族氢化物流及钨源流入到该沉积区中;一第五组电脑指令,用来控制该压力控制系统用以将在该沉积区中的压力提高至一高于该第一压力的第二压力;及一第六组电脑指令,用来控制该气体输送系统用以在压力被提高至该第二压力之后,重新开始该钨源流,用以在该基材上沉积第二层钨层。图式简单说明:第一图A为依据本发明之一简化的化学气相沉积设备的垂直剖面图;第一图B被使用于第一图A的室中用以将一被处理的基材固定于该室中之电阻式加热的晶座的垂直剖面图;第一图C为在一可包含一或多个室之多室系统中之系统监视器及CVD系统10的简化图式;第一图D显示依据一特定的实施例之系统控制软体,电脑程式70的控制架构的一举例性的方块图;第二图为一流程图,其展示本发明的一较佳的实施例的步骤;及第三图为一流程图,其显示本发明的一更佳的实施例的步骤。
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