[發明專利]利用醇選擇性還原和保護的選擇性沉積

有效

• 申請號: 201580043803.8
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN106663614B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉風全;馬伯方;艾華;呂疆;張鎂;戴維·湯普森
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/285
• 分類號: H01L21/285;H01L21/768;H01L21/02;H01L21/3105;H01L21/321
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

一種選擇性沉積方法，其相對于電介質表面來將金屬選擇性地沉積在金屬表面。所述方法包括下述步驟：將金屬氧化物表面還原成金屬表面；和保護電介質表面以最小化所述電介質表面上的沉積。

技術領域

本公開內容的實施方式，大致涉及膜的選擇性沉積方法。更具體的說，本公開內容的實施方式，尤其涉及利用醇選擇性還原和選擇性保護的膜的選擇性沉積方法。

隨著晶片的特征尺寸小于14nm時，銅的漏電流會對晶片的可靠性造成影響。為了提高漏電流的可靠性，在集成工藝中使用使鈷選擇性地存在于銅覆蓋層上的方法。為了使所述覆蓋層良好地運作，越過電介質沉積在銅上應具有高度選擇性。

先前的工藝是使用高于300℃的氫氣來將氧化銅還原成銅金屬。降低溫度后，使用甲硅烷胺衍生物來修飾電介質表面。在鈷能夠被沉積之前，此工藝使用兩步驟的預處理。這兩個步驟之間的溫度差會造成預處理工藝花費時間。

因此，本技術領域中，需要越過電介質表面將金屬膜選擇性地沉積在金屬表面的方法。

發明內容

本公開內容的一種或多種實施方式涉及沉積膜的方法。提供基板，所述基板包含包括金屬氧化物的第1基板表面和包括電介質的第2基板表面。將所述基板暴露在醇類中以將所述金屬氧化物還原成第1金屬并形成烷氧基封端的電介質表面。將所述基板暴露在一種或多種沉積氣體中以越過所述烷氧基封端的電介質表面將第2金屬膜選擇性地沉積在所述第1金屬上。

本公開內容的另外的實施方式涉及沉積膜的方法。提供基板，所述基板包含包括金屬氧化物的第1基板表面和包括羥基封端的電介質的第2基板表面，所述金屬氧化物是從由氧化銅、氧化鈷、氧化鎳和氧化釕所組成的群組中選出的。將所述基板暴露在醇類氣體中以將所述金屬氧化物還原成第1金屬并形成烷氧基封端的電介質表面。將所述基板暴露在一種或多種沉積氣體中以越過所述烷氧基封端的電介質表面將第2金屬膜選擇性地沉積在所述第1金屬上。

本公開內容的更多的實施方式涉及沉積膜的方法。提供基板，所述基板包含包括金屬氧化物的第1基板表面和包括羥基封端的具有低介電常數(low-k)的電介質的第2基板表面，所述金屬氧化物是從由氧化銅、氧化鈷和氧化鎳所組成的群組中選出的。將所述基板暴露在氣態醇類中以將所述金屬氧化物還原成第1金屬并形成烷氧基封端的電介質表面。所述氣態醇類具有下述分子式。

式中，R和R’是分別獨立地從由氫、以及碳原子數在1～20的范圍內的烷類、烯類、炔類、環烷類、環烯類、環炔類和芳香類所組成的群組中選出的。將所述基板暴露在一種或多種沉積氣體中以將含第2金屬的膜沉積在所述第1金屬上且實質上未沉積在所述烷氧基封端的電介質表面上。

附圖說明

為使本公開內容的上述特征能夠更詳細地被理解，涉及可通過參照實施方式來獲得涉及以上已概述內容的本公開內容的更具體的描述，且一部分實施方式已在所附附圖中說明。然而，應注意，所附附圖中僅說明本公開內容的典型的實施方式，不應視為限制本公開內容的范圍，本公開內容可容許其它同等功效的實施方式。

圖1A至圖1D是表示依照本公開內容的一種或多種實施方式來進行處理的方法。

具體實施方式

本公開內容的實施方式提供一種沉積膜的方法，所述方法在金屬沉積之前包含額外的預處理程序。本公開內容的實施方式將單一試劑或單一工藝步驟用于下述兩種目的：將金屬氧化物(例如氧化銅)還原成金屬(例如銅)、和保護電介質表面。該單一工藝能夠在一個工藝溫度下進行。并且，在還原金屬氧化物并以例如烷氧基來保護電介質表面后，金屬前驅物實質上不會與電介質表面進行反應。此情況會防止或最小化電介質表面上的金屬沉積并提高金屬沉積的選擇性。