，例如介于約25納米至300納米之間。特征孔有時被稱為未填充特 征或特征。
[0028] 在下一階段（橫截面111)，襯底103被示為具有沉積的裝襯特征孔105的下層 113,其可以是擴散阻擋層、粘合層、成核層，它們的組合，或任何其他適用的材料。因為許多 沉積工藝不具備良好的臺階覆蓋性，所以相比于在特征內部，較多的材料被沉積在場區以 及在開口附近，并且下層113會形成突出部分115。由于突出部分115是下層113的一部 分，所以下層113可以在開口附近比在特征內較厚。用于本說明書的目的，"開口附近"被定 義為特征內對應于從場區測量的介于約0-10%的特征深度的區域或近似位置（即，沿著特 征的側壁）。在某些實施方式中，開口附近的區域對應于在開口處的區域。此外，"特征內" 被定義為特征內對應于在特征的頂部從場區測量的介于約20-60%的特征深度的區域或近 似位置。通常情況下，當某些參數（例如，厚度）的值被指定在"特征內"或"開口附近"時， 這些值表示在這些位置/區域內獲取的測量值或多次測量的平均值。在某些實施方式中， 開口附近的下層的平均厚度比特征內的下層的平均厚度大至少約10%。在更具體的實施方 式中，這種差異可以是至少約25%，至少約50%，或至少約100%。特征內的材料的分布還 可以通過它的臺階覆蓋來表征。對于本說明書的目的，"臺階覆蓋"被定義為兩種厚度的比 率，即，該特征內的材料的厚度除以開口附近的材料的厚度。在某些實施例中，下層的臺階 覆蓋小于約100%，或者更具體地，小于約75 %或甚至小于約50%。
[0029] 下一橫截面121示出填充有含鎢材料123的特征孔。沉積工藝可導致在下層113 上堆積的材料保形層123。此沉積層仿效包括突出部分115的下層113。在某些實施方式 中，特別是在沉積工藝的后期階段（例如，正好在特征閉合之前），層123會變得不那么保 形，這造成差的臺階覆蓋（即相比于在特征內，在開口附近沉積較多的材料）。隨著層123 變厚，會閉合該特征，形成夾點125。通常在沉積工藝停止之前，一些額外的材料被沉積在夾 點125上。由于突出部分115,以及在某些實施方式中，由于層123的差的臺階覆蓋，封閉的 特征可具有在參考點125下方的空隙。空隙被稱為縫129。縫129的尺寸和參考點125相 對于場區127的位置依賴于突出部分115的尺寸，以及特征的尺寸、深寬比和彎曲度，沉積 工藝參數，以及其它參數。
[0030] 最終，橫截面131顯示化學-機械平坦化（CMP)后的襯底133,CMP從襯底103去 除頂層。CMP可以用于從場區去除覆蓋層，覆蓋層例如在襯底103的頂表面上存在的層113 和123的部分。通常，在CMP期間，襯底103也變薄以形成襯底133。如果夾點125落在CMP 工藝的平面化水平面上，如在圖1中所示，則縫129打開，并且通過縫開口 135暴露于環境。
[0031] 未示于圖1但仍可導致縫形成或擴大縫并使參考點移動更靠近場區的另一個原 因是特征孔的彎曲的（或弓形的）側壁，這也被稱為作為弓形的特征。在弓形的特征中，腔 的橫截面尺寸在開口附近比在特征內較小。在弓形的特征中，這些窄的開孔效果有點類似 于上述突出部分的問題。此外，弓形的特征也可具有有突出部分的下層，以及遭遇組合縫形 成的負面影響的其他縫形成原因。
[0032] 本文提供的是用無氟鎢（FFW)填充特征的方法。該方法涉及使用氯化鎢（WC1X)作 為前體和蝕刻劑。該方法可用于在特征中使鎢膜形成輪廓和形狀，以提供所需的臺階覆蓋。 例如，可以提供大于100% (例如，高達150%)的臺階覆蓋。在一些實施方式中，該方法涉 及使用沉匕在特征中沉積鎢，以部分填充特征，并執行非保形蝕刻以從特征中的某些位置 除去鎢。在一些實施方式中，可以執行附加的沉積-蝕刻循環。在一個或多個沉積-蝕刻 循環之后，可以用鎢沉積完成特征填充。此方法使富有挑戰性的具有內凹（re-entrant)的 蝕刻輪廓或懸垂阻隔膜的接觸結構能完全填充。在一些實施方式中，填充以由下往上的填 充方式發生。因為WC1X被用作前體，獲得無氟W薄膜，它具有優良的可靠性的特點，因此提 高了器件的性能。該方法解決了目前的制造技術節點（多2X納米）以及先進的開發節點 (彡2X納米）的需求。
[0033] 氯化鎢化物包括WC12、WC14、WC1#PWC16，以及它們的混合物。此外，雖然下面的描 述著重描述無氟方法，但在其他實施方式中，WC1X可以包括鎢氟氯化物WFxCly以及氯化鎢 WCl，氟化鎢WF亦混合物。
[0034] 此外，盡管下面的描述集中在鎢（W)特征的填充，但本公開的各方面也可以在含 鎢材料的沉積中來實現。應當理解的是，根據使用的特定前體和工藝，本文描述的任何鎢膜 可以包括一定量的其它化合物，摻雜劑和/或雜質，例如氮、碳、氧、硼、磷、硫、硅、鍺等。膜 中的鎢含量可在20%至100%的（原子）鎢的范圍內。在許多實施方式中，該膜是富鎢的， 具有至少50 % (原子）的鎢，或甚至至少約60 %、75 %、90 %或99 % (原子）的鎢。例如， 使用本文所述的一種或多種技術的特征填充可以用于用含鎢材料如氮化鎢（WNX)、碳化鎢 (WCX)和鎢碳氮化物（WCxNy)填充特征。在一些實施方式中，膜可以是金屬或元素鎢（W)與 其他含鎢的合物（如碳化鎢（WC)、氮化鎢（WN)等等）的混合物。碳化物和氮化物可以通過 在沉積過程中引入含碳和/或含氮化合物來形成，或通過將已形成的鎢層暴露到這樣的反 應劑來形成。此外，本文描述的方法也可以用于在特征填充的背景之外的鎢沉積，例如，以 沉積和/或蝕刻掩蓋層或覆蓋層。
[0035] 圖2是描繪根據所描述的實施方式執行的操作的工藝流程圖，方法200可以開始 于提供具有待用鎢填充的一個或多個特征的襯底（框201)。例如，襯底可以被提供給多站 室內的沉積站或提供給單站室。襯底可具有裝襯特征的下層，如擴散阻擋層。某些襯底和 下層的細節在圖1的上下文中提供。
[0036] 在某些實施方式中，開口附近的下層的平均厚度比特征內的下層的平均厚度大至 少約25%。在更一般的意義上說，襯底可以具有下層，下層具有突出部分。在一些情況下， 之前沉積的體鎢層可存在于特征中。擴散阻擋層可以預先沉積在襯底上，以形成防止用于 填充特征的材料擴散到襯底的周圍材料的保形層。擴散阻擋層的材料可以包括氮化鎢、鈦、 氮化鈦，以及其他材料。示例性阻擋層的厚度可為介于約10埃和500埃之間，例如介于約 25埃和200埃之間。
[0037] 方法200繼續進行，使用沉匕在特征中沉積鎢（W)(框203)。如上所述，WC1 x可包 括任何氯化鎢或不同氯化鎢（例如，WC16,WC15，等）的混合物。在一些實施方式中，框203 可以包括將特征暴露于WCIJP還原劑，以部分填充所述特征。根據各種實施方式，框203可 以包括ALD或PNL型反應（其中還原劑和WCl^順序地引入）、CVD反應或兩者。例如，可 首先形成成核層，一次或多次按順序引入硅烷（SiH4)和/或乙硼烷（B2H6)和WClJlj沉積室 中，接著進行CVD反應，在該反應中WC1X通過H2還原。諸如硅烷和硼烷之類的還原劑通常 比氫氣（?)更強。因此，硅烷、硼烷和鍺烷可以用作用于核層沉積的還原劑，氫用于體層沉 積。
[0038] 使用沉16作為前體的沉積鎢的方法在于2015年5月4日提交的，名稱為"Methods ofPreparingTungstenandTungstenNitrideThinFilmsUsingTungstenChloride Precursor"的美國專利申請No. 14/703,732中被描述，其通過引用并入本文。CVD也可以 使用其他還原劑，如硼烷、硅烷或鍺烷。也可以使用包括WC12、WC14、WC15、WC16、或者它們的 混合物的任何氯化鎢（WC1X)。
[0039] 在框203實現的CVD工藝也可以是非順序CVD反應（其中還原劑和WC1X被同時 引入）、脈沖CVD工藝、或順序CVD工藝。在一些實施方式中，框203可涉及這些工藝中的兩 種或更多種，例如，首先是順序CVD工藝，接著是非順序CVD工藝。
[0040]在一些實施方式中，框203涉及如在同時提交的美國專利申請_(代理人案 卷號LAMRP184/3601-1US)中所述的順序CVD工藝。順序CVD工藝實現單獨暴露于每種反應 物，使得在沉積期間，多種反應物不同時流入室。相反，每種反應物流按順序以在時間上分 開的脈沖方式被引入容納襯底的室中，循環重復一次或多次。通常一個循環是用于執行一 次表面沉積反應的最小的一組操作。一個循環的結果是在襯底表面上產生至少局部膜層。 因為它們的循環性質，所以順序CVD工藝類似于ALD工藝。然而，在順序的CVD中，反應劑不 一定吸附到襯底上的活性位點，在一些實施方式中，該反應可以不是自限制的。例如，在順 序的CVD中使用的反應物可具有低吸附率。此外，當引入第二反應物時，在襯底的表面上的 反應物可能未必與第二反應物的反應。相反，在順序CVD的一些實施方式中，在循環期間在 襯底上的一些反應物保持未反應，并且是直到隨后的循環板應。由于化學計量的性質、空 間位阻、或其它作用，某些反應物可能不反應。在一些實施方式中，順序CVD工藝涉及WC1X 和H2的交替脈沖。
[0041] 順序CVD工藝不同于非順序的CVD、脈沖CVD、ALD和成核層沉積。非順序CVD工藝 涉及兩種反應物的同時暴露，使得在沉積期間兩種反應物同時流動。例如，可以通過將襯底 同時暴露于氫和五氯化鎢持續足以填充特征的時間來沉積體鎢。在暴露期間，氏和WC15發 生反應以沉積鎢到特征中。在脈沖CVD工藝中，一種反應物持續流入，而另一種反應物以脈 沖方式流入，但在沉積期間將襯底暴露于兩種反應物以在每個脈沖期