[发明专利]无空隙低应力填充

权利要求书

1.一种方法，其包括：

在衬底上提供3-D结构，所述3-D结构包括以阶梯状图案布置的金属线、覆盖所述阶梯状图案的介电材料、以及竖直定向特征，所述竖直定向特征具有特征侧壁和特征底部并提供通向在所述特征底部的金属线的流体通路；

在所述竖直定向特征中沉积金属保形层；

在第一抑制操作中以第一流率和第一暴露时间将所述金属保形层暴露于抑制物质；

在所述第一抑制操作之后，在第一非保形沉积操作中优先在所述竖直定向特征的所述底部沉积金属，其中在所述第一非保形沉积操作期间所述衬底的温度至少为400℃；

在所述第一非保形沉积操作之后，在第二抑制操作中以第二流率和第二暴露时间将所述竖直定向特征暴露于抑制物质，其中所述第二流率低于所述第一流率和/或所述第二暴露时间短于所述第一暴露时间；

并且在所述第二抑制操作之后，在第二非保形沉积操作中，在至少400℃的衬底温度下在所述特征中沉积金属。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属是钨、钴、钼和钌中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中优先在所述竖直定向特征的所述底部沉积金属包括：将所述特征暴露于金属前体和还原剂，其中还原剂比金属前体的体积比至少为30:1。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中优先在所述竖直定向特征的所述底部沉积金属包括：将所述特征以不超过100sccm的流率暴露于金属前体。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述特征是3D NAND设备中的互连特征。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在沉积期间，所述金属是钨，并且所述衬底温度至少为430℃。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，在沉积期间，所述金属是钼，并且所述衬底温度至少为600℃。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述抑制物质是含氮气体或等离子体物质。

9.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一禁止操作处理所述特征的大部分。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一抑制操作处理所述特征深度的至少70％。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述第一抑制操作期间的衬底温度不同于在所述第二抑制操作期间的衬底温度。

12.一种用于处理衬底的装置，所述装置包括：

(a)处理室，其包括至少一个站，所述站具有被配置为保持衬底的基座；

(b)用于耦合至真空的至少一个出口；

(c)耦合到一个或多个工艺气体源的一个或多个工艺气体入口；和

(d)用于控制所述装置中的操作的控制器，其包括机器可读指令，所述机器可读指令用于：

在第一抑制操作中以第一流率和第一暴露时间将抑制物质引入所述处理室；

在所述第一抑制操作之后，在第一非保形沉积操作中，引入金属前体和还原剂以沉积金属，其中所述衬底在其上的所述基座的温度至少为400℃；

在所述第一非保形沉积操作之后，在第二抑制操作中，以第二流率和第二暴露时间将抑制物质引入所述处理室，其中所述第二流率低于所述第一流率和/或所述第二暴露时间短于所述第一暴露时间；以及

在所述第二抑制操作之后，在第二非保形沉积操作中，引入金属前体和还原剂以沉积金属，其中所述衬底在其上的所述基座的温度为至少400℃。

13.根据权利要求12所述的装置，其中在所述第一和第二非保形沉积操作期间，还原剂比钨前体的体积比至少为30:1。

14.一种方法，其包括：

在衬底上的特征中沉积金属保形层；

处理所述金属保形层的部分以抑制随后的钨成核；

在处理所述保形层的所述部分后，优先在所述特征的所述底部沉积钨，其中在所述沉积过程中所述衬底的温度至少为400℃；以及

重复所述处理和沉积操作一次或多次以用金属填充所述特征。