[發明專利]用于選擇性沉積的選擇性改良的原位預清潔

在審

• 申請號: 201780058629.3
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN109983155A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 吳凱;維卡什·班西埃;柳尚澔;張鎂;馬飛躍
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C16/04
• 分類號: C23C16/04;C23C16/02;C23C16/14
• 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

藉由將表面暴露于包括氬氣或氫氣之一或更多者的預清潔等離子體繼之以沉積，相對于第二表面(例如，介電表面)于第一表面(例如，金屬表面)上選擇性地沉積膜的方法。第一表面和第二表面可為實質上共面的。所沉積膜的選擇性相對于在暴露于預清潔等離子體之前的基板可增加一個數量級。

技術領域

本公開內容的實施方式大體涉及選擇性地沉積膜的方法。更具體地，本公開內容的實施方式涉及于原位等離子體中選擇性地沉積膜的方法。

背景技術

鎢在邏輯及存儲裝置中以多個層級被廣泛使用。通常，化學氣相沉積(CVD)鎢(W)工藝在基板上于成核開始處提供保角性(conformal)鎢膜生長。隨著裝置尺寸持續微縮(scaling)，有一些新的應用和集成，諸如鈷觸點的鈷覆蓋(capping)和用于背端(backend)的銅覆蓋，其可僅在圖案的某些區域上使用選擇性鎢生長。

在工藝流程集成期間，由于先前的處理步驟導致選擇性鎢工藝可能會損失選擇性。舉例而言，在化學機械平坦化(chemical-mechanical planarization；CMP)之后的圖案化表面上，在金屬與介電表面之間已觀察到從>50:1至<5:1的嚴重選擇性損失。

對于一些選擇性鈷工藝，已開發了使用表面活性劑(surfactant)的原位鈍化工藝來改良選擇性。所形成的鈍化層僅在介電表面上反應而不是在銅表面上反應，所以鈷能只在銅基板上生長，而不在鈍化的電介質上生長，因此顯著地改良了選擇性。然而，目前的表面活性劑不僅會鈍化介電表面，還會鈍化鈷表面。因此，鎢也不能在鈷表面上生長，使得完全無鎢生長。

因此，在本領域中需要選擇性地相對于不同的表面選擇性地將膜沉積至一個表面上的方法。

發明內容

本公開內容的一個或更多個實施方式涉及選擇性地沉積膜的方法。提供具有第一表面和與第一表面不同的第二表面的基板。將所述基板暴露于包括氬氣或氫氣之一或更多者的預清潔等離子體以形成已預清潔基板。于已預清潔基板的相對于第二表面的第一表面上選擇性地沉積金屬膜。

本公開內容的附加的實施方式涉及選擇性地沉積膜的方法。提供具有金屬表面和介電表面的基板。金屬表面和介電表面為實質上共面的(coplanar)。將基板暴露于預清潔等離子體以形成已預清潔基板。預清潔等離子體包括在約10毫托(mTorr)至約1托的范圍內的壓力下的氬氣或氫氣之一或更多者。將已預清潔基板暴露于沉積條件以沉積金屬膜。相對于介電表面于金屬表面上所沉積的金屬膜具有大于或等于約50:1的選擇性。

本公開內容的進一步的實施方式涉及選擇性地沉積膜的方法。提供具有實質上共面的鈷表面和介電表面的基板。將基板暴露于預清潔等離子體以形成已預清潔基板。預清潔等離子體包括在約10毫托至約1托的范圍內的壓力與約室溫的溫度下的氬氣或氫氣之一或更多者。將已預清潔基板暴露于沉積條件以相對于介電表面于鈷表面上沉積具有大于或等于約50:1的選擇性的鎢膜。沉積條件包括于約200℃至約300℃的范圍內的溫度下使用WF₆/H₂的熱化學氣相沉積(CVD)工藝。

附圖說明

可藉由參照實施方式，這些實施方式中的一些實施方式繪示于附圖中，可得到以上簡要概述的有關本公開內容的更具體的描述，如此可得到詳細地理解本公開內容的上述特征的方式。然而，應注意到，附圖僅繪示本公開內容的典型實施方式，且因此不應被視為限制本公開內容的范圍，因為本公開內容可允許其他等效實施方式。

圖1示出了根據本公開內容的一個或更多個實施方式的具有第一表面和第二表面的基板的示意性截面圖；

圖2示出了圖1的基板的示意性截面圖，所述基板具有沉積于所述基板上的金屬膜而沒有預清潔；

圖3示出了根據本公開內容的一個或更多個實施方式的圖1的基板的示意性截面圖，所述基板具有沉積于所述基板上的金屬膜而具有預清潔；和