CN118140301A - 用于形成低电阻率钨特征的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种包括含钨层的基板的结构，所述含钨层包括成核层和填充层。所述成核层是沿着所述开口的侧壁设置的。所述成核层包括硼和钨。所述填充层设置在所述开口内的所述成核层之上。所述含钨层包括约16μΩ·cm或更小的电阻率。所述含钨层具有约至约的厚度。所述含钨层的厚度是设置在所述开口的相对侧壁部分之间的所述开口内的所述含钨层的宽度的一半。

Description

用于形成低电阻率钨特征的方法

背景

领域

本文的实施例涉及用于电子器件制造的方法，更详细而言，涉及用于在半导体器件中形成钨特征的方法。

现有技术的描述

钨(W)被广泛用于集成电路(IC)器件的制造，以形成期望电阻相对较低并且抗电迁移相对较高的导电特征。例如，钨可以用作金属填充材料，以形成源极触点、漏极触点、金属栅极填充物、栅极触点、互连结构(例如，在电介质材料层的表面中形成的水平特征)和过孔(例如，通过电介质材料层形成的垂直特征，以连接设置在垂直特征上和垂直特征下的其他互连特征)。由于钨相对较低的电阻率，钨也常常被用于形成位线和字线，这些位线和字线用于对动态随机存取存储器(DRAM)器件的存储器单元阵列中的各个存储器单元进行寻址。

随着电路密度的增加和器件特征的不断缩小以满足下一代半导体器件的需求，可靠地生产钨特征已变得越来越具有挑战性。在传统的钨沉积工艺期间形成的空隙和接缝等问题会随着特征尺寸的减小而放大，并可能会对器件的性能和可靠性产生不利影响，甚至使器件无法操作。

因此，需要有一种工艺来填充接触特征，这些接触特征没有或实质上没有空隙和接缝，并且对于各种膜厚度具有低电阻率。

发明内容

提供了一种包括含钨层的结构，所述含钨层包括成核层和填充层。所述成核层是沿着所述开口的侧壁设置的。所述成核层包括硼和钨。所述填充层设置在所述开口内的所述成核层之上。所述含钨层包括约16μΩ·cm或更小的电阻率。所述含钨层具有约200埃至约600埃的厚度。所述含钨层的厚度是设置在所述开口的相对侧壁部分之间的所述开口内的所述含钨层的宽度的一半。

提供了一种基板上的结构，所述结构包括所述基板内的开口。粘附层设置在所述开口的侧壁上，含钨层设置在所述侧壁内的所述粘附层之上。所述含钨层具有约16μΩ·cm或更小的电阻率，所述含钨层具有约至约/>的厚度。所述含钨层的厚度是设置在所述开口的相对侧壁部分之间的所述开口内的所述含钨层的宽度的一半。

提供了一种形成结构的方法。所述方法包括：将基板以前驱物气体流速暴露于含钨前驱物气体。所述基板以还原剂流速暴露于包括硼的还原剂。所述含钨前驱物气体和所述还原剂被循环交替使用，以在所述基板的至少一个开口内在所述基板之上形成成核层。所述方法包括：在所述至少一个开口内的所述成核层之上沉积填充层。所述基板在约600℃至约1000℃下进行退火。

附图说明

为了能够详细理解本公开内容的上述特征，可以通过参考实施例获得上文简要概述的本公开内容的更详细的描述，其中一些实施例在附图中得到说明。然而，需要注意的是，附图只说明示例性的实施例，因此不应被视为对所述实施例的范围的限制，并且可以接受其他同等有效的实施例。

图1A-1B是基板的一部分的示意截面图，说明传统形成的钨特征中不理想的空隙或接缝。

图2A是依据一个实施例，可以用于实施本文所阐述的方法的处理***的示意侧视图。

图2B是依据一个实施例，图2A所示的处理***的一部分的特写截面图。

图3是依据一个实施例，图2A所示的处理***的一部分的特写截面图。

图4描绘了依据一个实施例，可以用于实施本文所阐述的方法的快速热处理***的示意侧视图。

图5是说明依据一个实施例，处理基板的方法的图解。

图6A是依据一个实施例，在处理之前的基板的示意横截面侧视图。

图6B是依据一个实施例，在处理阶段的基板的示意横截面侧视图。

图6C是依据一个实施例，在处理阶段的基板的示意横截面侧视图。

图7描绘了比较曲线，说明依据一些实施例，使用本文所阐述的方法和比较方法来形成的膜层在各种膜厚度下的电阻率。

图8描绘了比较曲线，说明依据一些实施例，使用本文所阐述的方法来形成的膜层在各种温度下退火之前和之后的电阻率。

图9描绘了比较曲线，说明使用本文所阐述的方法来形成的膜层在退火之前和之后在各种膜厚度下的电阻率。

为了便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来指明图中共同的相同元素。可以预期，一个实施例的元素和特征可以有益地并入其他实施例，而无需进一步叙述。

具体实施方式

本文的实施例大致涉及电子器件制造，更详细而言涉及用于在半导体器件制造方案中形成低电阻率的钨特征的***和方法。

图1A是基板10A的示意横截面图，说明在传统的钨沉积工艺期间形成的不理想的空隙20。这里，基板10A包括图案化表面11，所述图案化表面包括电介质层12、阻挡材料层14和钨层15，所述电介质层中形成有高纵横比的开口(示为用钨层15的一部分填充)，所述阻挡材料层沉积在电介质层12上以沿着开口排列，所述钨层沉积在阻挡材料层14上。钨层15是使用传统的沉积工艺形成的，例如，化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)工艺，其中钨被保形地沉积(生长)在图案化表面11上以填充开口。钨层15在开口中形成钨特征15A，并在图案化表面11的领域上形成材料覆盖层(钨覆盖层15B)。

在图1A中，开口有非均匀的轮廓，所述非均匀的轮廓在基板10A的表面处较窄，并且在开口从表面向内延伸到电介质层12中时变宽(向外弯曲)。如图所示，保形钨层15的悬垂部分已经生长在一起，在开口可以完全被填满之前阻挡或“掐断”了开口的入口，从而导致钨特征15A中出现不理想的空隙20，即没有钨材料。如果空隙20在随后的CMP工艺期间被打开(暴露)，那么抛光流体可能会侵入钨特征15A，抛光流体的化学活性成分可能会导致其中的钨材料进一步损失，例如，通过钨材料的腐蚀和/或静态蚀刻造成不希望有的特征取芯(coring)(开键眼(key-holing))。这种不理想的钨损失可能导致器件的性能和可靠性问题，或者最终导致器件完全故障。即使没有空隙，使用传统的钨沉积工艺，钨特征中不理想的接缝也是基本不可避免的，如图1B所示。

图1B是基板10B的示意横截面图，说明在传统的钨沉积工艺期间形成的不理想的接缝24。这里，图案化表面11包括开口(用钨层15的一部分填充)，当开口从基板10B的表面延伸到电介质层12中时，所述开口具有实质均匀的轮廓。开口被钨填充，没有形成空隙。尽管如此，钨层15从开口的壁向外保形生长，导致了不理想的接缝24通过形成在开口中的钨特征15A的中心延伸。与图1A所示的空隙20一样，接缝24容易受到钨抛光流体的化学活性成分的腐蚀，如果接缝24在CMP工艺期间暴露出来，这种腐蚀可能会导致钨材料从特征15A不理想地损失。

因此，本文的实施例提供了一种处理***，所述处理***被配置为在不在处理腔室之间传输基板的情况下执行的各个方法方面的组合，从而提高本文所述的钨间隙填充处理方案的整体基板处理产量和能力。

一般来说，间隙填充处理方案包括在形成于基板的表面中的特征开口中形成差异化的钨沉积抑制轮廓，依据抑制轮廓用钨材料填充开口，并在基板的场表面上沉积钨的覆盖层。形成钨沉积抑制轮廓通常包括形成钨成核层，并使用活性氮物种(例如处理自由基)来处理钨成核层。氮处理自由基被纳入成核层的一部分，例如，通过吸附氮物种和/或通过与成核层的金属钨反应以形成氮化钨(WN)来纳入。钨成核层的吸附氮和/或氮化表面最好能延迟(抑制)钨的成核，从而延迟(抑制)吸附氮和/或氮化表面上的后续的钨沉积。

在一些实施例中，处理自由基是通过使用与基板处理腔室流体耦合的远程等离子体源在基板处理腔室的远程形成的。通过控制处理腔室内的处理条件(例如温度和压力)并且控制基板表面处的处理自由基的浓度、通量和能量，实现了对图案化表面领域的期望抑制效果和形成在图案化表面中的开口中的期望抑制轮廓。通常，处理自由基是由非卤素含氮气体形成的，如N₂、NH₃、NH₄，或上述的组合。

间隙填充处理方案的钨成核和沉积工艺通常包括使含钨前驱物和还原剂流入处理腔室，并将基板表面暴露在钨前驱物和还原剂中。含钨前驱物和还原剂在化学气相沉积(CVD)工艺、脉冲CVD工艺、原子层沉积(ALD)工艺或上述的组合中的一个在基板的表面上发生反应，以在基板的表面上沉积钨材料。

本文所述的处理***被配置为定期执行腔室清洁操作，其中将不希望有的钨残留物使用清洁化学物质(例如包括活性卤素物种(例如氟或氯(清洁)自由基)的清洁化学物质)从处理腔室的内部表面移除，所述清洁化学物质是在处理腔室的远程形成的。

腔室清洁操作一般包括使卤素清洁自由基流入处理腔室，使清洁自由基与钨残留物发生反应以形成挥发性的钨物种，并通过排气装置从处理腔室排空挥发性的钨物种。腔室清洁操作一般是在基板处理之间(即在经处理的基板已经从处理腔室移除之后，在后续要处理的经处理基板已经被接收到处理腔室中之前)执行的。

图2A-2B示意性地说明了处理***200，所述处理***可以用于执行本文所述的自下而上的钨间隙填充基板处理方法。这里，处理***被配置为提供单一处理腔室202内的成核工艺、抑制处理工艺、选择性间隙填充工艺和覆盖层沉积工艺中的每一个所需的不同处理条件，即无需在多个处理腔室之间传输基板。

如图2A所示，处理***200包括处理腔室202，与处理腔室202流体耦合的气体输送***204，以及***控制器208。处理腔室202(在图2A中以横截面示出)包括腔室盖组件210、一个或多个侧壁212和腔室基部214，它们共同限定了处理容积215。处理容积215与排气装置217(例如一个或多个真空泵)流体耦合，所述排气装置用于将处理容积215维持在亚大气条件下，并从处理容积215中排空处理气体和处理副产物。

腔室盖组件210包括盖板216和喷头218，所述喷头与盖板216耦合以与盖板216限定气体分布容积219。这里，盖板216使用与盖板216热耦合的一个或多个加热器229维持在期望的温度下。喷头218面向设置在处理容积215中的基板支撑组件220。如下面所讨论的，基板支撑组件220被配置为在升高的基板处理位置(如图所示)与降低的基板传输位置(未示出)之间，移动基板支撑件222，从而移动设置在基板支撑件222上的基板230。当基板支撑组件220处于升高的基板处理位置时，喷头218和基板支撑件222限定处理区域221。

气体输送***204通过气体入口223(图2B)与处理腔室202流体耦合，所述气体入口通过盖板216设置。通过使用气体输送***204来输送的处理或清洁气体通过气体入口223流入气体分布容积219，并通过喷头218中的多个开口232(图2B)分布到处理区域221中。在一些实施例中，腔室盖组件210进一步包括设置在气体入口223与喷头218之间的穿孔阻隔板225。在那些实施例中，流入气体分布容积219的气体首先被阻隔板225扩散，以与喷头218一起提供更均匀或期望的流入处理区域221的气体分布。

处理气体和处理副产物从处理区域221通过环形通道226径向向外地排空，所述环形通道包围处理区域221。环形通道226可以形成在设置在所述一个或多个侧壁212的径向内侧的第一环形衬垫227中(如图所示)，或者可以形成在所述一个或多个侧壁212中。在一些实施例中，处理腔室202包括一个或多个第二衬垫228，这些第二衬垫用于保护所述一个或多个侧壁212或腔室基部214的内表面免受腐蚀性气体和/或不希望有的材料沉积的影响。

在一些实施例中，与处理容积215流体连通的净化气体源237用于使化学惰性净化气体(例如氩气(Ar))流入设置在基板支撑件222下方的区域，例如通过包围支撑轴杆262的腔室基部214中的开口流入。在基板处理期间，净化气体可以用于在基板支撑件222下方创造正压区域(当与处理区域221中的压力相比时)。一般而言，通过腔室基部214引入的净化气体从所述腔室基部向上流动并围绕基板支撑件222的边缘流动，以从处理容积215通过环形通道226排空。净化气体通过减少和/或防止材料前驱物气体的流入，减少了基板支撑件222下方的表面上不理想的材料沉积。

基板支撑组件220包括可动的支撑轴杆262，所述支撑轴杆密封地通过腔室基部214(例如在腔室基部214下方的区域中被波纹管265包围)和基板支撑件222(基板支撑件222设置在可动的支撑轴杆262上)延伸。为了便于将基板向基板支撑件222和从所述基板支撑件进行传输，基板支撑组件220包括升降杆组件266，所述升降杆组件包括多个升降杆267，所述多个升降杆与升降杆箍268耦合或设置为与升降杆箍268啮合。所述多个升降杆267可动地设置在通过基板支撑件222形成的开口中。当基板支撑件222设置在降低的基板传输位置(未示出)时，所述多个升降杆267延伸于基板支撑件222的基板接收表面上方，以从那里提升基板230，并使基板搬运器(handler)能够接近基板230的背侧(非活动)表面。当基板支撑件222处于升高位置的或处理位置(如图所示)时，所述多个升降杆267退缩到基板支撑件222的基板接收表面下方以允许基板230搁置在基板接收表面上。

基板230通过门271(例如设置在所述一个或多个侧壁212中的一个中的狭缝阀)传输到基板支撑件222和从所述基板支撑件传输。这里，包围门271的区域中的一个或多个开口(例如门壳体中的开口)与净化气体源237(例如Ar气体源)流体耦合。净化气体用于防止处理气体和清洁气体接触和/或劣化包围门的密封件，从而延长密封件的使用寿命。

基板支撑件222被配置为用于真空卡紧，其中通过对基板230与基板接收表面之间的界面施加真空，将基板230固定到基板支撑件222。真空是通过使用与一个或多个通道或端口流体耦合的真空源272来施加的，所述一个或多个通道或端口形成在基板支撑件222的基板接收表面中。在其他的实施例中，例如在处理腔室202被配置为用于直接等离子体处理的情况下，基板支撑件222可以被配置为用于静电卡紧。在一些实施例中，基板支撑件222包括一个或多个电极(未示出)，所述一个或多个电极与偏压电压电源供应器(未示出)耦合，例如连续波(CW)射频电源供应器或脉冲射频电源供应器，所述偏压电压电源供应器向所述一个或多个电极供应偏压电压。

如图所示，基板支撑组件220具有双区温度控制***，以在基板支撑件222的不同区域内提供独立的温度控制。基板支撑件222的不同温控区域与设置在不同温控区域上的基板230的不同区域对应。这里，温度控制***包括第一加热器263和第二加热器264。第一加热器263设置在基板支撑件222的中心区域中，第二加热器264设置在中心区域的径向外侧以包围第一加热器。在其他的实施例中，基板支撑件222可以具有单个加热器或超过两个加热器。

在一些实施例中，基板支撑组件220进一步包括环形遮蔽环235，环形遮蔽环235用于防止基板230的圆周斜面边缘上出现不希望有的材料沉积。在基板传输到基板支撑件222和从所述基板支撑件传输的期间，即当基板支撑组件220设置在降低位置(未示出)时，遮蔽环235搁置在处理容积215内的环形凸耳(ledge)上。当基板支撑组件220设置在升高位置或处理位置中时，基板支撑件222的径向外侧表面与环形遮蔽环235啮合，使得遮蔽环235围束设置在基板支撑件222上的基板230。这里，遮蔽环235的形状是这样的：当基板支撑组件220处于升高的基板处理位置时，遮蔽环235的面向径向内侧的部分设置在基板230的斜面边缘上方。

在一些实施例中，基板支撑组件220进一步包括环形净化环236，环形净化环236设置在基板支撑件222上以围束基板230。在那些实施例中，当基板支撑组件220处于升高的基板处理位置时，遮蔽环235可以设置在净化环236上。一般而言，净化环236具有多个面向径向内侧的开口，这些开口与净化气体源237流体连通。在基板处理期间，净化气体流入由遮蔽环235、净化环236、基板支撑件222和基板230的斜面边缘所限定的环形区域，以防止处理气体进入环形区域并在基板230的斜面边缘上造成不希望有的材料沉积。

在一些实施例中，处理腔室202被配置为用于直接等离子体处理。在那些实施例中，喷头218可以与第一电源供应器231(例如射频电源供应器)电性耦合，所述第一电源供应器供应电源以通过与流入处理区域221的处理气体的等离子体的电容耦合点燃和维持所述等离子体。在一些实施例中，处理腔室202包括感应式等离子体产生器(未示出)，并且等离子体是通过将射频电源与处理气体感应耦合形成的。

处理***200被有利地配置为执行无空隙和无接缝的钨间隙填充工艺方案的钨成核、抑制处理和主体钨沉积工艺中的每一个，而无需从处理腔室202移除基板230。用于执行间隙填充工艺方案的各个工艺的气体和用于清洁处理腔室内表面的残留物的气体，使用气体输送***204来输送到处理腔室202，所述气体输送***与所述处理腔室流体耦合。

一般而言，气体输送***204包括一个或多个远程等离子体源(这里是第一自由基产生器206A和第二自由基产生器206B)、沉积气体源240和导管***294(例如多个导管294A-F)，所述导管***将自由基产生器206A-B和沉积气体源240与盖组件210流体耦合。气体输送***204进一步包括多个隔离阀，这里是第一阀290A和第二阀290B，第一阀290A和第二阀290B分别设置在自由基产生器206A-B与盖板216之间，并且可以用于将自由基产生器206A-B中的每一个与处理腔室202流体隔离并将这些自由基产生器彼此流体隔离。

自由基产生器206A-B中的每一个具有腔室主体280，腔室主体280限定了相应的第一等离子体腔室容积281A和第二等离子体腔室容积281B(图2B)。自由基产生器206A-B中的每一个与相应的电源供应器293A-B耦合。电源供应器293A-B用于点燃和维持从对应的第一气体源287A或第二气体源287B输送到等离子体腔室容积281A-B的气体的等离子体282A-B，所述第一气体源287A或第二气体源287B与所述等离子体腔室容积281A-B流体耦合。在一些实施例中，第一自由基产生器206A产生用于差异化抑制工艺的自由基。例如，第一自由基产生器206A可以用于点燃和维持来自不含卤素气体混合物的处理等离子体282A，所述不含卤素气体混合物从第一气体源287A输送到第一等离子体腔室容积281A。第二自由基产生器206B可以用于通过点燃和维持来自含卤素气体混合物的清洁等离子体282B，产生用于腔室清洁工艺的清洁自由基，所述含卤素气体混合物从第二气体源287B输送到第二等离子体腔室容积281B。

一般而言，氮处理自由基的寿命相对较短(当与卤素清洁自由基相比时)，并可能对与气体输送***204中的表面和/或与处理等离子体流出物的其他物种碰撞产生的重组展现出相对较高的敏感度。因此，在本文的实施例中，第一自由基产生器206A通常被定位得比第二自由基产生器206B更靠近气体入口223，以例如提供相对较短的从第一等离子体腔室容积281A到处理区域221的行进距离。

在一些实施例中，第一自由基产生器206A也与第二气体源287B流体耦合，所述第二气体源向第一等离子体腔室容积281A输送含卤素的调节气体以用于等离子体源调节过程。在那些实施例中，气体输送***204可以进一步包括多个分流阀291，所述多个分流阀可操作以将含卤素气体混合物从第二气体源287B引导到第一等离子体腔室容积281A。

可以用于自由基产生器206A-B中的一个或两者的合适远程等离子体源包括射频(RF)或极高射频(VHRF)电容耦合等离子体(CCP)源、感应耦合等离子体(ICP)源、微波诱发(MW)等离子体源、电子回旋加速共振(ECR)腔室或高密度等离子体(HDP)腔室。

如图所示，第一自由基产生器206A通过使用第一导管294A和第二导管294B与处理腔室202流体耦合，第一导管294A和第二导管294B从气体入口223向上延伸以与第一等离子体腔室容积281A的出口连接。设置在第一导管294A与第二导管294B之间的第一阀290A用于选择性地将第一自由基产生器206A与处理腔室202和气体输送***204的其他部分流体隔离。通常，第一阀290A在腔室清洁工艺期间关闭，以防止活化的清洁气体(例如卤素自由基)流入第一等离子体腔室容积281A并损坏第一等离子体腔室容积281A的表面。

通过使用第三导管294C和第四导管294D，第二自由基产生器206B与第二导管294B流体耦合，从而与处理腔室202流体耦合。通过使用设置在第三导管294C和第四导管294D之间的第二阀290B，第二自由基产生器206B选择性地与处理腔室202隔离并与气体输送***204的其他部分隔离。

沉积气体(例如含钨前驱物和还原剂)使用第五导管294E从沉积气体源240输送到处理腔室202。如图所示，第五导管294E在接近气体入口223的位置处与第二导管294B耦合，使得第一阀290A和第二阀290B可以用于分别将第一自由基产生器206A和第二自由基产生器206B与引入处理腔室202的沉积气体隔离。在一些实施例中，气体输送***204进一步包括第六导管294F，所述第六导管在接近第二阀290B的位置处与第四导管294D耦合。第六导管294F与旁路气体源238(例如氩(Ar)气体源)流体耦合，所述旁路气体源可以用于定期净化气体输送***204的一部分的不希望有的残留的清洁、抑制和/或沉积气体。

处理***200的操作由***控制器208促进。***控制器208包括可程序化的中央处理单元(这里是CPU 295)，所述中央处理单元可以与存储器296(例如非挥发性存储器)和支持电路297一起操作。CPU 295是用于工业环境以控制各种腔室部件和子处理器的任何形式的通用计算机处理器中的一种(例如可程序化逻辑控制器(PLC))。与CPU 295耦合的存储器296促进处理腔室的操作。支持电路297传统上与CPU 295耦合，并且包括与处理***200的各种部件耦合的高速缓存、时钟电路、输入/输出子***、电源供应器等和上述组合，以促进用高速缓存、时钟电路、输入/输出子***、电源供应器等和上述组合控制基板处理操作。

存储器296中的指令呈程序产品的形式，例如实施本公开内容的方法的程序。在一个示例中，可以将本公开内容实施为储存在计算机可读取储存媒体上的程序产品，供计算机***使用。程序产品的程序定义了实施例的功能(包括本文所述的方法)。因此，计算机可读取储存媒体当携带指导本文所述的方法的功能的计算机可读取指令时，是本公开内容的实施例。

上述处理***200可以用于执行成核、抑制、间隙填充沉积中的每一个，从而提供单腔室无接缝钨间隙填充解决方案。

图3是依据一个实施例，图2A所示的处理***的沉积气体源240的特写截面图。沉积气体源240包括第一气体源302(例如还原剂气体源)和第二气体源314(例如含钨前驱物)。还原剂气体源302与贮存器306流体连通。贮存器306用还原气体源302持续填充，或使用再填充阀304来再填充。贮存器306压力是使用压力表308来监测的。人们发现，使用贮存器306能够快速释放大量的气体到处理腔室202中。在操作期间，例如在脉冲期间，大量的气体以还原气体的大的气体流速(例如约200sccm或更大，例如约300sccm或更大)释放，以流入处理腔室202。还原气体从贮存器306经由沿着导管294E设置的阀310释放到腔室202。第二气体源314经由导管294E与腔室202流体连通。第二气体源314使含钨前驱物经由阀312流动到腔室202。阀304、310和312中的一个或多个是使用控制器(例如***控制器208)来控制的。在一些实施例中，取决于操作参数，这些阀中的一个或多个以预定的时间间隔在预定的时间内在打开状态与关闭状态之间切换。

在处理腔室202中处理基板之后，基板被传输到第二处理***(例如图4中所描绘的基板处理***400)，以对基板进行退火。基板处理***400可以是快速热处理(RTP)装置。基板处理***400包括热处理腔室402和处理气体源404，所述处理气体源与热处理腔室402耦合并用于向热处理腔室402的处理区域406提供处理气体。处理区域406被一个或多个侧壁408(例如四个侧壁，或圆形处理区域406的单个侧壁)和基部410所包围。侧壁408的上侧部分可以被密封到窗口组件412(例如使用“O”型环来密封)。辐射能量组件414定位在窗口组件412上方并与窗口组件412耦合。辐射能量组件414具有多个灯416，所述多个灯可以是卤钨灯，并且各自安装到插座418中并定位为发射电磁辐射到处理区域406中。图4的窗口组件412具有多个光管420，但是窗口组件412可以只有没有光管的平坦、实心的窗口。窗口组件412具有外壁422(例如圆柱形外壁)，所述外壁形成围绕窗口组件412的圆周包围所述窗口组件的轮缘。窗口组件412也具有第一窗口424和第二窗口426，所述第一窗口覆盖所述多个光管420的第一端，所述第二窗口覆盖所述多个光管420的与第一端相对的第二端。第一窗口424和第二窗口426延伸到窗口组件412的外壁422并与窗口组件412的外壁422啮合，以包围和密封窗口组件412的包括所述多个光管420的内部。在这种情况下，当使用光管时，可以通过经由贯穿外壁422的导管428向所述多个光管420中的一个施加真空，所述光管又与其余光管流体连接，来在所述多个光管420中产生真空。

基板W被处理区域406内的支撑环430支撑在热处理腔室402中。支撑环430被安装在可旋转圆柱432上。通过旋转可旋转圆柱432，在处理期间使支撑环430和基板W旋转。热处理腔室402的基部410具有反射面434，用于在处理期间将能量反射到基部W的背侧。或者，可以将单独的反射器(未示出)定位在热处理腔室402的基部410与支撑环430之间。热处理腔室402可以包括多个温度探针436，所述多个温度探针贯穿热处理腔室402的基部410设置，以检测基板W的温度。如上所述，在使用单独反射器的情况下，温度探针436也通过所述单独反射器设置，以对来自基板W的电磁辐射进行光学存取。

可旋转圆柱432由磁性转子438所支撑，所述磁性转子是具有凸耳440的圆柱形构件，当两个构件都安装在热处理腔室402中时，可旋转圆柱432就搁置在所述凸耳上。磁性转子438在凸耳440下方的磁体区域442中具有多个磁体。磁性转子438设置在环形井444中，所述环形井沿着基部410定位在热处理腔室402的周边区域处。盖子446搁置在基部410的周边部分上，并朝向可旋转圆柱432和支撑环430延伸于环形井444之上，在盖子446与可旋转圆柱432和/或支撑环430之间留下公差间隙。盖子446通常保护磁性转子438，使磁性转子438不暴露于处理区域406中的处理条件。

磁性转子438通过来自围绕基部410设置的磁性定子448的磁能而旋转。磁性定子448具有多个电磁体450，在基板W的处理期间，所述多个电磁体依据旋转模式被供电，以形成旋转磁场，所述旋转磁场提供磁能以使磁性转子438旋转。磁性定子448通过支撑件454与线性致动器452耦合。操作线性致动器452使磁性定子448沿着热处理腔室402的轴线456移动，这又使磁性转子438、可旋转圆柱432、支撑环430和基板W沿着轴线456移动。

处理气体通过腔室入口458提供给热处理腔室402，并通过腔室出口排出，所述腔室出口面向页面外，并大致沿着与腔室入口458和支撑环430相同的平面定向(未示于图4中)。基板通过进出端口460进入和离开热处理腔室402，所述进出端口形成在侧壁408中并显示在图4的后方。

尽管图4中描绘了单个气体源404，但其他的气体源也在考虑之列。气体源404也可以与等离子体引发器(未示出)耦合，以远程地向处理容积提供自由基。气体源404可以是或包括含氮气体、含氧气体、含硅气体、含氢气体或等离子体形成气体(如氩气或氦气)中的一种或多种。

图5是说明依据实施例处理基板的方法500的图，所述方法可以使用处理***200和处理***400来执行。图6A-6C是基板600的一部分的示意截面图，说明方法500在无空隙和无接缝的钨间隙填充工艺方案的不同阶段的各个方面。

基板600具有图案化表面601，所述图案化表面包括电介质材料层602，所述电介质材料层中形成有多个开口605(示出一个)。在一些实施例中，所述多个开口605包括高纵横比的过孔或沟槽开口中的一个或组合，高纵横比的过孔或沟槽开口具有约1微米或更小的宽度，例如约800nm或更小，或约500nm或更小，其深度为约2微米或更大，例如约3微米或更大，或约4微米或更大。在一些实施例中，开口605中的各个开口的纵横比(深度与宽度的比率)可以为约3:1或更大，例如约5:1或更大，10:1或更大。在一些实施例中，过孔或沟槽开口为约20nm至约50nm，纵横比为约3:1至约10:1。

如图所示，图案化表面601包括阻挡或粘附层603(例如氮化钛(TiN)层)，所述阻挡或粘附层603沉积在电介质材料层602上，以保形地沿着开口605排列并促进钨成核层604的后续沉积。在一些实施例中，粘附层603被沉积到约20埃与约150埃之间的厚度，例如约30埃至约100埃。

在操作502处，方法500包括：将具有粘附层603的基板以前驱物气体流速暴露于含钨前驱物气体。在操作504处，将基板以还原剂流速暴露于还原剂。操作502和504被循环交替，要么从502开始，要么从504开始。在一些实施例中，操作502和504被循环交替使用，从操作502开始，以操作504结束。操作502和504一起使用成核工艺来在基板上形成成核层604。还原剂气体流速与前驱物剂流速的比率为约5:1或更大，例如约6:1至约10:1，按体积计算。图6A中示意性地说明了示例性基板600的在上面形成有成核层604的一部分。

在一些实施例中，成核层604是使用原子层沉积(ALD)工艺沉积的。ALD工艺包括重复交替地将基板600暴露于含钨前驱物和将基板600暴露于还原剂的循环。在一些实施例中，处理区域221在交替的暴露之间被净化。在一些实施例中，处理区域221在操作402和404期间不断地被净化。合适的含钨前驱物的例子包括卤化钨，如六氟化钨(WF₆)、六氯化钨(WCl₆)，或上述的组合。在一些实施例中，含钨前驱物包括WF₆，还原剂包括含硼剂，如B₂H₆。在一些实施例中，含钨前驱物包括有机金属前驱物和/或无氟前驱物，例如MDNOW(甲基环戊二烯-二羰基亚硝基钨(methylcyclopentadienyl-dicarbonyInitrosyl-tungsten))、EDNOW(乙基环戊二烯-二羰基亚硝基钨(ethylcyclopentadienyl-dicarbonyInitrosyl-tungsten))、六羰基钨(W(CO)₆)，或上述的组合。

在成核工艺期间，处理容积215被维持在小于约120托的压力下，例如介于约900毫托与约120托之间，介于约1托与约100托之间，或例如介于约1托与约50托之间。将基板600暴露于含钨前驱物包括使含钨前驱物从沉积气体源240流入处理区域221，流速为约100sccm或更小，例如约10sccm至约60sccm，或约20sccm至约80sccm。将基板600暴露于还原剂包括使还原剂从沉积气体源240流入处理区域221，流速为约200sccm至约1000sccm，例如介于约300sccm与约750sccm之间。已经发现，图3中所描述的气体沉积源240特别有用于以约100sccm或更大(例如约300sccm或更大)的气体流速造成从还原气体源302经由贮存器306的流动。

应注意，本文所述的各种沉积和处理工艺的流速是针对配置为处理直径为300毫米的基板的处理***200。适当的缩放可以用于配置为处理不同尺寸基板的处理***。

含钨前驱物和还原剂各自流入处理区域221，持续时间介于约0.1秒与约10秒之间，例如介于约0.5秒与约5秒之间。在交替的暴露之间，处理区域221可以通过使净化气体(例如氩气(Ar)或氢气)流入处理区域221达约0.1秒与约10秒之间(例如约0.5秒与约5秒之间)的持续时间来净化。净化气体可以从沉积气体源240或从旁路气体源238输送。通常，重复成核工艺的循环持续到成核层404的厚度介于约与约/>之间，例如介于约/>与约/>之间，或介于约/>与约/>之间。成核层604沿着开口605的侧壁设置，例如设置在阻挡或粘附层603之上。成核层的硼与钨的原子比为约1:n，其中n为约5或更小，例如约1:4.5至约1:1，例如约1:4至约1:2，或约1:3至3:4，例如约1.1:1至约2:1。

在操作506处，方法500包括：处理成核层604，以抑制钨沉积在基板600的场表面上，并通过使用差异化抑制工艺来在所述多个开口605中形成差异化抑制轮廓。通常，形成差异化抑制轮廓包括将成核层604暴露于处理气体的活化物种，例如图6B所示的处理自由基606。可以用于抑制工艺的合适处理气体包括N₂、H₂、NH₃、NH₄、O₂、CH₄，或上述的组合。在一些实施例中，处理气体包括氮，如N₂、H₂、NH₃、NH₄，或上述的组合，而活化物种包括氮自由基，例如原子氮。在一些实施例中，处理气体与惰性载气(例如Ar、He，或上述的组合)相结合，以形成处理气体混合物。

不希望被理论束缚，一般认为，通过吸附活化氮物种(处理自由基606)和/或通过与成核层604的金属钨发生反应以形成氮化钨(WN)表面，活化氮物种被纳入成核层604的一部分。钨成核层604的吸附氮和/或氮化表面最好能延迟(抑制)进一步的钨成核，从而延迟(抑制)钨成核层604上的后续的钨沉积。

在一些实施例中，将成核层604暴露于处理自由基606包括使用第一自由基产生器206A形成实质上无卤素的处理气体混合物的处理等离子体282A，并使处理等离子体282A的流出物流入处理区域221。在一些实施例中，流入第一自由基产生器206A的处理气体混合物的流速介于约1sccm与约3000sccm之间，例如介于约1sccm与约2500sccm之间，介于约1sccm与约2000sccm之间，介于约1sccm与约1000sccm之间，介于约1sccm与约500sccm之间，介于约1sccm与约250sccm之间，介于约1sccm与约100sccm之间，或介于约1sccm与约75sccm之间，例如介于约1sccm与约50sccm之间，因此流入处理区域221的处理等离子体流出物的流速也是如此。

在一些实施例中，抑制处理工艺包括将基板600暴露于处理自由基606，时间为约2秒或更久，例如约4秒或更久，约6秒或更久，约8秒或更久，约9秒或更久，约10秒至约20秒。

在一些实施例中，处理气体混合物中实质上不含卤素的处理气体的浓度为约0.1体积百分比至约50体积百分比，例如约0.2体积百分比至约40体积百分比，约0.2体积百分比至约30体积百分比，约0.2体积百分比和约20体积百分比，或例如介于约0.2体积百分比与约10体积百分比之间，例如介于约0.2体积百分比与约5体积百分比之间。

在其他的实施例中，处理自由基606可以使用远程等离子体(未示出)来形成，所述远程等离子体在处理容积215的一部分中被点燃和维持，处理容积215通过喷头218与处理容积221分开，例如介于喷头218与盖板216之间。在那些实施例中，在处理自由基606到达处理区域221和基板600的表面之前，活化的处理气体可以通过离子过滤器流动，以从中移除实质上所有的离子。在一些实施例中，喷头218可以用作离子过滤器。在其他的实施例中，用于形成处理自由基的等离子体是形成在喷头218与基板600之间的处理区域221中的原位等离子体。在一些实施例中，例如当使用原位处理等离子体时，基板600可以被偏压，以控制指向性和/或使由处理气体所形成的离子(例如带电的处理自由基)朝向基板表面加速。

在一些实施例中，抑制处理工艺包括将处理容积215维持在小于约100托的压力下，同时使活化的处理气体流入处理容积215中。例如，在抑制处理工艺期间，可以将处理容积215维持在如下压力下：小于约75托，例如小于约50托，小于约25托，小于约15托，或介于约0.5托与约120托之间，例如介于约0.5托与约100托之间，或介于约0.5托与约50托之间，或例如介于约1托与约10托之间。

在操作508处，方法500包括：依据由操作206处的抑制处理所提供的差异化抑制轮廓，沉积钨间隙填充材料608(图6C)到所述多个开口605中。在一个实施例中，钨间隙填充材料608是使用化学气相沉积(CVD)工艺来形成的，所述化学气相沉积(CVD)工艺包括使含钨前驱物气体和还原剂同时流动(共流)到处理区域221中，并将基板600暴露在其中。用于钨间隙填充CVD工艺的含钨前驱物和还原剂可以包括参考操作502和504所描述的含钨前驱物和还原剂的任何组合。在一些实施例中，含钨前驱物包括WF₆，还原剂包括氢气。

含钨前驱物流入处理区域221，速率介于约10sccm与约1000sccm之间，或大于约50sccm，或小于约1000sccm，或介于约100sccm与约900sccm之间。还原剂以超过约500sccm(如超过约750sccm，超过约1000sccm，或在约500sccm与约10000sccm之间，如在约1000sccm与约9000sccm之间，或在约1000sccm和约8000sccm之间)的速率流入处理区域221。

在一些实施例中，钨间隙填充CVD工艺条件被选择为提供钨特征，与传统的钨CVD工艺相比，所述钨特征具有相对较低的残余薄膜应力。例如，在一些实施例中，钨填隙CVD工艺包括将基板加热到约250℃或更大的温度，例如约300℃或更大，或介于约250℃与约600℃之间，或介于约300℃与约500℃之间。在CVD工艺期间，处理容积215一般被维持在小于约500托、小于约600托、小于约500托、小于约400托或介于约1托与约500托之间(例如介于约1托与约450托之间，或介于约1托与约400托之间，或例如介于约1托与约300托之间)的压力下。

在另一个实施例中，钨间隙填充材料608是在操作508处使用原子层沉积(ALD)工艺来沉积的。钨间隙填充ALD工艺包括重复以下循环：将基板600交替暴露于含钨前驱物气体和还原剂，并在交替的暴露之间净化处理区域221。

含钨前驱物和还原剂各自流入处理区域221，持续时间介于约0.1秒与约10秒之间，例如介于约0.5秒与约5秒之间。在交替的暴露之间，处理区域221通常通过使惰性净化气体(例如氩气(Ar)或氢气)流入处理区域221达约0.1秒与约10秒之间(例如约0.5秒与约5秒之间)的持续时间来净化。净化气体可以从沉积气体源240或从旁路气体源238输送。

在其他的实施例中，钨间隙填充材料608是使用脉冲CVD方法来沉积的，所述方法包括重复以下循环：将基板600交替暴露于含钨前驱物气体和还原剂，而不净化处理区域221。钨间隙填充脉冲CVD方法的处理条件可以与上文针对钨间隙填充ALD工艺的那些处理条件相同、实质相同或在相同范围内。

已经发现，形成具有高的相对于钨的硼浓度的成核层604可以减少膜电阻率，并减少含钨层的表面粗糙度，同时以各种厚度620(例如约或更小的厚度，例如约或更小的膜厚度，例如约/>至约/>)保持无接缝或实质无接缝的间隙填充。膜厚度620被测量为设置在开口605的相对侧壁部分之间的开口内的含钨层(例如成核层604和钨间隙填充材料608)的宽度的一半。或者，膜厚度620是开口605的中心线与粘附层603和成核层604的界面之间的距离。在一些实施例中，成核层604和填充层608是单体的，两者之间没有界面。钨间隙填充材料608和成核层604一起形成含钨层，具有约25μΩ·cm或更小的电阻率，这取决于含钨层的厚度620。在约/>或更大的含钨层厚度下，含钨层604、608包括约20μΩ·cm或更小的电阻率。在一些实施例中，在约/>至约/>的含钨层厚度下，含钨层604、608包括约17.5μΩ·cm或更小的电阻率。在一些实施例中，在约/>或更大(例如约/>至约/>)的含钨层厚度下，含钨层604、608包括约15μΩ·cm或更小的电阻率。在一些实施例中，含钨层包括由均方根计算的约3.5nm或更小(例如约2nm至约3nm)的表面粗糙度。

不被理论束缚，认为，成核层中增加的硼能使本体钨晶粒在薄膜体系(例如，厚度620为约或更小，如约/>至约/>)中生长，减少钨晶粒边界处的电子散射，并提供电阻率的降低。在处理操作506期间，本体钨的生长延迟能够减少接触填充的接缝尺寸。

在操作510中，基板600被退火。对基板600进行退火进一步降低了基板的电阻率。在一些实施例中，基板600被退火约1秒至约10分钟，如约5秒至约120秒，如约10秒至约100秒，如约30秒至约60秒。在一些实施例中，基板600在约600℃或更高的温度下退火，如约700℃至约1200℃，如约800℃至约1000℃，如约850℃至约950℃，腔室压力为约30托至约70托，如约50托。在一些实施例中，基板600在包括含氮气体(如N₂气体)、含氩气体(如Ar气体)、含氢气体(如H₂气体)或上述的组合的气体存在下进行退火。在一些实施例中，气体以约5升/分钟的体积流量流动，例如15升/分钟，例如10升/分钟。

经退火的基板包括因退火而被改性的成核层604。改性成核层的硼与钨的原子比为约1:n，其中n为约4或更少，如约1:3至约1:1，如约1:2至约1:1。在一些实施例中，与退火之前的成核层604相比，改性成核层包括约10％或更大的相对于钨的原子硼浓度，例如约2至3倍的相对于钨的硼量。举例来说，在一个实施例中，退火前的成核层包括原子硼与钨的比率为约1:4至1:5，例如约1:4.5，退火后，改性成核层包括硼与钨的比率为约1:1至约1:3，例如约1:2。

经退火的基板包括因退火而被改性的含钨层604、608。取决于改性含钨层的厚度620，改性含钨层包括约20μΩ·cm或更小的电阻率。在约或更大的含钨层厚度下，改性的含钨层包括约17μΩ·cm或更小的电阻率。在一些实施例中，在约/>至约/>的改性含钨层厚度下，改性含钨层包括约10μΩ·cm至16μΩ·cm的电阻率。在一些实施例中，在约/>或更大(例如约/>至约/>)的含钨层厚度下，改性含钨层包括约10μΩ·cm至14μΩ·cm的电阻率。在一些实施例中，含钨层包括由均方根计算的约3.5nm或更小(例如约2nm至约3nm)的表面粗糙度。在一些实施例中，相对于退火前的含钨层，改性含钨层的电阻率降低了10％或更大，例如约20％至约40％。

不被理论束缚，认为，对基板600进行退火增加了含钨层的结构的晶粒尺寸，有助于降低电阻率。在一些实施例中，通过X射线衍射(XRD)成像测量，退火后，含钨层604、608的晶粒尺寸增加了约5％或更大，例如约10％至约30％，例如约15％至约20％。进一步观察到的是，改性含钨包括了α相钨，并实质不含β相钨。α相钨是稳定的，并且具有良好的导电率。还发现，与约至约/>的传统SSW相比，本文所述的工艺包括了约/>至约的孵育生长，例如约/>至约/>

在典型的半导体制造方案中，在将钨间隙填充材料608沉积到开口605中之后，可以使用化学机械抛光(CMP)工艺来从基板的场表面移除钨材料覆盖层(和设置在钨材料覆盖层下的阻挡层)。

例子

图7描绘了比较曲线，说明依据一些实施例，使用本文所阐述的方法和比较方法来形成的膜层的电阻率。曲线702、704、706、708描绘了每个膜样品的膜电阻率结果与膜厚度的关系。如本文所使用的，膜电阻率是使用ASTM B193-20(2020)来测量的，它使用KLA Rs-200电阻率映像***来用4点探针测量薄片电阻。膜厚度是用Rigaku MFM65联机XRF晶片检验***来测量的。薄片电阻乘以膜厚度，获得薄电阻率。

曲线702对应于使用与本文所述的在退火前的工艺类似的工艺来形成的膜，所述膜具有成核层，所述成核层具有硼与钨的原子比为约1:4.5或更小，例如约1:4.6至约1:6。曲线702的样品薄膜可以使用方法500的操作502至508来形成。曲线702的样品膜是通过将样品暴露于来自远程等离子体源的氮等离子体来形成的，如操作508中所述。曲线704与使用传统CVD工艺来沉积的膜对应。曲线704所示的传统CVD工艺在所有厚度范围内都提供了相对较低的电阻率；然而，膜在开口内包括了空隙和接缝，并且不产生良好的结构性质。曲线702的膜提供了实质不含空隙和接缝的良好间隙填充性质；然而，在小于的膜厚度下，电阻率增加到约20μΩ·cm和更大。曲线706与使用传统CVD工艺来形成的膜对应，其中成核层中的硼浓度增加了，例如成核层具有硼与钨的原子比为约1:4或更大，例如约1:3至约1:2。可以看出，增加使用传统CVD工艺来形成的膜的成核中的硼浓度之后的电阻率提供了降低的膜电阻率。厚度为/>至/>的降低的膜电阻率没有实现约16μΩ·cm或更低的电阻率。

曲线708与使用本文所述的在退火前的工艺(方法500的操作502至508)来形成的膜对应，所述膜具有成核层，所述成核层具有硼与钨的原子比为约1:4或更大，例如约1:3至约1:2。曲线708的膜与曲线702的膜类似，但是曲线708的膜在成核层中包括了更高的硼浓度。曲线708的膜提供了不含或实质不含空隙和接缝的良好间隙填充性质，并且在厚度小于和厚度大于/>的情况下也产生了低电阻率的结果。相对于与曲线702对应的膜，与曲线708对应的膜在厚度为约/>至约/>的情况下提供了10-70％的膜电阻率降低，同时也提供了在成核层后处理工艺中所使用的抑制间隙填充。膜电阻率的降低在薄的膜中比厚的膜更大。与由传统CVD工艺所形成的样品相比，使用方法500的操作502至508来形成并且在成核层中具有更高的硼浓度的样品令人惊讶地提供了降低的电阻率，电阻率低得多，粗糙度也低得多。/>

图8描绘了退火温度对具有厚度为约的含钨层的样品的影响，每个样品上的含钨层可以使用方法500的操作502至508来形成作为对照，并且对应的样品使用有进行退火的操作502至510来形成。每一对数据点都与一个电阻率测量对应，退火温度的范围为600℃至850℃，间隔为50度，并与没有退火的对照样品进行比较。可以看出，较高的退火温度通常对应着大得多的电阻率降低量。除了电阻率的改善外，退火后的膜还维持着低的表面粗糙度。不被理论束缚，并且如显微成像的观察，认为，晶粒生长是以平面的方式发生的并且有一定的膜厚度增加，而不是粗糙的垂直生长。

图9描绘了退火对具有不同厚度的含钨层的样品的影响。曲线902包括使用方法500的操作502至508来形成的样品的作为膜厚度的函数的电阻率测量作为对照，曲线904包括使用有进行退火的操作502至510来形成的对应样品的电阻率测量。可以看出，观察到退火对于较薄的膜(例如小于)的影响更大。

表格1描绘了退火前后晶粒尺寸的比较。第一样品(s1)是使用方法500的操作502至508来形成的。退火前s1的厚度为具有45.6μΩ·cm的电阻率。测得的晶粒尺寸为/>第二样品(s2)以与第一样品s1相同的方式形成，然后在850℃下退火60秒。样品的膜厚度扩大了不到5％，晶粒尺寸扩大到/>粗糙度在第一样品与第二样品之间保持实质不变。不被理论束缚，并且如拓扑学成像所证明的那样，认为，晶粒扩大是以平面方式发生的，使得粗糙度保持实质不变，并且膜厚度的扩大最小化。由于晶粒的生长，第二样品s2的电阻率相对于第一样品有所下降。

第三样品(s3)是使用方法500的操作502至508来形成的。退火前s3的厚度为具有16.3μΩ·cm的电阻率。测得的晶粒尺寸为/>第四样品(s4)以与第三样品s3相同的方式形成，然后在850℃下退火60秒。样品的膜厚度扩大了不到6％，晶粒尺寸扩大到/>粗糙度在第一样品与第二样品之间保持实质不变。由于晶粒的生长，第四样品s4的电阻率相对于第三样品有所下降。正如第二样品相对于第一样品所显示的那样，观察到较薄的膜的电阻率降低得更多。

表格1。晶粒尺寸比较

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其他方面

本公开内容可以包括以下非限制性的方面和/或实施例：

条款1.一种基板上的结构，所述结构包括：所述基板内的开口；以及含钨层，包括：成核层，沿着所述开口的侧壁设置，其中所述成核层包括硼和钨；以及填充层，设置在所述开口内的所述成核层之上，其中所述含钨层具有约16μΩ·cm或更小的电阻率，其中所述含钨层具有约至约/>的厚度，其中所述含钨层的厚度是设置在所述开口的相对侧壁部分之间的所述开口内的所述含钨层的宽度的一半。

条款2.如条款1所述的结构，其中所述成核层包括约1:4至约1:1的硼与钨的比率。

条款3.如条款1或条款2所述的结构，其中所述硼与钨的比率为约1:3至1:2。

条款4.如条款1至3中的任一者所述的结构，所述结构进一步包括：粘附层，设置在所述基板与所述成核层之间。

条款5.如条款1至4中的任一者所述的结构，其中所述含钨层进一步包括：氮、氧、氟，或上述的组合。

条款6.一种基板上的结构，所述结构包括：所述基板内的开口；粘附层，设置在所述开口的侧壁上；以及含钨层，设置在所述侧壁内的所述粘附层之上，所述含钨层具有约16μΩ·cm或更小的电阻率，含钨层的厚度为约至约/>其中所述含钨层的厚度是设置在所述开口的相对侧壁部分之间的所述开口内的所述含钨层的宽度的一半。

条款7.如条款6所述的结构，其中所述含钨层的所述厚度为约至约/>其中所述含钨层的所述电阻率为约14μΩ·cm或更小。

条款8.如条款6或条款7所述的结构，其中所述含钨层包括成核层，所述成核层包括硼。

条款9.如条款6至8中的任一者所述的结构，其中硼与钨的比率为约1:3至1:1。

条款10.如条款6至9中的任一者所述的结构，其中所述含钨层包括由均方根计算的约3.5nm或更小的表面粗糙度。

条款11.如条款6至10中的任一者所述的结构，其中所述含钨层包括由均方根计算的约2nm至约3nm的表面粗糙度。

条款12.一种在基板上形成结构的方法，所述方法包括：将所述基板以前驱物气体流速暴露于含钨前驱物气体；将所述基板以还原剂流速暴露于包括硼的还原剂，其中所述含钨前驱物气体和所述还原剂被循环交替使用，以在所述基板的至少一个开口内在所述基板之上形成成核层；在所述至少一个开口内的所述成核层之上沉积填充层；以及在约600℃至约1000℃下对所述基板进行退火。

条款13.如条款12所述的方法，所述方法进一步包括：在对所述基板进行退火之前，将所述基板传输到快速热处理腔室。

条款14.如条款12或条款13所述的方法，其中对所述基板进行退火包括：将所述基板暴露于氢气。

条款15.如条款12至14中的任一者所述的方法，其中所述还原剂流速为约300sccm或更大。

条款16.如条款12至15中的任一者所述的方法，其中所述前驱物气体流速为约60sccm或更小。

条款17.如条款12至16中的任一者所述的方法，所述方法进一步包括：使用设置在贮存器的上游的贮存器阀用所述还原剂填充所述贮存器，通过打开设置在包括所述基板的处理容积与所述贮存器之间的质量流量控制阀，使所述还原剂从所述贮存器流动到所述处理容积。

条款18.如条款12至17中的任一者所述的方法，其中填充所述贮存器进一步包括：当所述贮存器的压力低于预定压力时，打开所述贮存器阀。

条款19.如条款12至18中的任一者所述的方法，其中所述基板被退火约1秒至约10分钟。

条款20.如条款19所述的方法，其中所述基板被退火约10秒至约60秒。

条款21.如条款12至20中的任一者所述的方法，其中对基板进行退火包括：使气体流过所述基板，所述气体选自由以下项目所组成的群组：含氮气体、含氩气体、含氢气体，或上述的组合。

条款22.如条款12至21中的任一者所述的方法，其中所述基板是从设置在所述基板上方的多个加热灯退火的。

条款23.如条款12至22中的任一者所述的方法，其中所述基板是在约700℃至约900℃下退火的。

条款24.如条款12至23中的任一者所述的方法，其中按体积计算，所述还原剂气体流速与前驱物剂流速的比率为m:1，其中m为约5或更大。

条款25.一种在基板上形成结构的方法，所述方法包括：将所述基板以前驱物气体流速暴露于含钨前驱物气体；将所述基板以还原剂流速暴露于包括硼的还原剂，其中所述含钨前驱物气体和所述还原剂被循环交替使用，以在所述基板的至少一个开口内在所述基板之上形成成核层；在所述至少一个开口内的所述成核层之上沉积填充层，其中所述填充层和所述成核层一起形成包括第一电阻率的含钨层；以及在约600℃至约1000℃下对所述含钨层进行退火，以形成具有第二电阻率的改性含钨层，所述第二电阻率低于所述第一电阻率。

条款26.如条款25所述的方法，其中所述第二电阻率比所述第一电阻率低约10％至50％。

虽然上述内容是针对本公开内容的实施例，但在不偏离本公开内容的基本范围的情况下，可以设计出本公开内容的其他和进一步的实施例，并且本公开内容的范围是由后面的权利要求确定的。

Claims (20)

1.一种基板上的结构，所述结构包括：

所述基板内的开口；以及

含钨层，包括：

成核层，沿着所述开口的侧壁设置，其中所述成核层包括硼和钨；以及

填充层，设置在所述开口内的所述成核层之上，其中所述含钨层包括约16μΩ·cm或更小的电阻率，其中所述含钨层具有约至约/>的厚度，其中所述含钨层的厚度是设置在所述开口的相对侧壁部分之间的所述开口内的所述含钨层的宽度的一半。

2.如权利要求1所述的结构，其中所述成核层包括约1:4至约1:1的硼与钨的比率。

3.如权利要求2所述的结构，其中所述硼与钨的比率为约1:3至1:2。

4.如权利要求1所述的结构，所述结构进一步包括：粘附层，设置在所述基板与所述成核层之间。

5.如权利要求1所述的结构，其中所述含钨层进一步包括：氮、氧、氟，或上述的组合。

6.一种基板上的结构，所述结构包括：

所述基板内的开口；

粘附层，设置在所述开口的侧壁上；以及

含钨层，设置在所述侧壁内的所述粘附层之上，所述含钨层具有约16μΩ·cm或更小的电阻率，含钨层具有约至约/>的厚度，其中所述含钨层的所述厚度是设置在所述开口的相对侧壁部分之间的所述开口内的所述含钨层的宽度的一半。

7.如权利要求6所述的结构，其中所述含钨层的所述厚度为约至约/>其中所述含钨层的电阻率为约14μΩ·cm或更小。

8.如权利要求6所述的结构，其中所述含钨层包括成核层，所述成核层包括硼。

9.如权利要求6所述的结构，其中硼与钨的比率为约1:3至1:1。

10.如权利要求6所述的结构，其中所述含钨层包括由均方根计算的约3.5nm或更小的表面粗糙度。

11.如权利要求6所述的结构，其中所述含钨层包括由均方根计算的约2nm至约3nm的表面粗糙度。

12.一种在基板上形成结构的方法，所述方法包括：

将所述基板以前驱物气体流速暴露于含钨前驱物气体；

将所述基板以还原剂流速暴露于包括硼的还原剂，其中所述含钨前驱物气体和所述还原剂被循环交替使用，以在所述基板的至少一个开口内在所述基板之上形成成核层；

在所述至少一个开口内的所述成核层之上沉积填充层；以及

在约600℃至约1000℃下对所述基板进行退火。

13.如权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括：在对所述基板进行退火之前，将所述基板传输到快速热处理腔室。

14.如权利要求12所述的方法，其中对所述基板进行退火包括：将所述基板暴露于氢气。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述还原剂流速为约300sccm或更大。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述前驱物气体流速为约60sccm或更小。

17.如权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括：使用设置在贮存器的上游的贮存器阀用所述还原剂填充所述贮存器，通过打开设置在包括所述基板的处理容积与所述贮存器之间的质量流量控制阀，使所述还原剂从所述贮存器流动到所述处理容积。

18.如权利要求17所述的方法，其中填充所述贮存器进一步包括：当所述贮存器的压力低于预定压力时，打开所述贮存器阀。

19.如权利要求12所述的方法，其中所述基板被退火约1秒至约10分钟。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述基板被退火约10秒至约60秒。