[發(fā)明專利]金屬膜的沉積

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780071909.8
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN110024079A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿夫耶里諾斯·V·杰拉托斯;倉富敬;海克·林;伊誠·陳;張鎂
• 申請（專利權(quán)）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/285
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

在基板的高深寬比特征結(jié)構(gòu)中的含硅表面上選擇性地沉積含鈦膜的方法包括等離子體功率在范圍為約1毫瓦/cm²至小于約700毫瓦/cm²和頻率在范圍為約10kHz至約50MHz的等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)處理。此鈦膜可以范圍為至少約1.3：1的金屬性硅表面相對于二氧化硅表面的選擇性而被選擇性沉積。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的實施方式大體涉及在金屬性(metallic)表面上沉積金屬膜的方法。更具體地，本公開內(nèi)容的實施方式涉及改善底部膜覆蓋的方法，并進一步相對于不同材料(諸如金屬氧化物、金屬氮化物、或金屬氮氧化物(metal-oxide-nitride))的表面，選擇性地沉積金屬膜于金屬性表面上。

背景技術(shù)

藉由在基板表面上產(chǎn)生復雜圖案化材料層的處理而能夠制造集成電路。在基板上產(chǎn)生圖案化材料需要用于期望材料的沉積的受控方法。在相對于不同表面的一個表面上選擇性地沉積膜有利于圖案化及其他應用。

由于制造者努力地增加電路密度和品質(zhì)，包括觸點、過孔(vias)、線路、和用于形成多級互連(例如使用鈷、鎢、或銅)的其他特征結(jié)構(gòu)的高深寬比孔隙(aperture)在尺寸上持續(xù)縮小。鈦被眾所周知地采用作為硅化物材料。選擇性鈦沉積是持續(xù)發(fā)展的目標以改善Rc(接觸電阻)性能。

等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)以TiCl₄作為前驅(qū)物以形成鈦被廣泛地用在半導體產(chǎn)業(yè)中，但傳統(tǒng)的TiCl₄條件，例如600℃–700℃顯示出不佳的高深寬比孔隙的底部覆蓋，其隨著尺寸減少。

有著持續(xù)需求于在期望位置中提供硅化物層，包括鈦膜的底部覆蓋和選擇性沉積。

發(fā)明內(nèi)容

本公開內(nèi)容的一個或多個實施方式涉及處理方法，包括在處理腔室內(nèi)的等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)處理期間，相對于與基板的第一表面為不同材料的第二表面，選擇性地沉積金屬膜于基板的第一表面上。

本公開內(nèi)容的額外實施方式涉及處理方法，包括在處理腔室內(nèi)定位基板表面。此基板表面上具有至少一個特征結(jié)構(gòu)，此至少一個特征結(jié)構(gòu)產(chǎn)生具有底部、頂部、和側(cè)壁的間隙，此底部包括金屬性元素或合金，金屬性元素或合金的任一者被可選地摻雜，而側(cè)壁包括金屬氧化物、金屬氮化物、或金屬氮氧化物，金屬氧化物、金屬氮化物、或金屬氮氧化物的每一者被可選地摻雜碳。在等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)處理期間，于范圍為約300℃至小于500℃的基板溫度和范圍為約1毫瓦/cm²至小于約700毫瓦/cm²的等離子體功率，此基板表面暴露于金屬鹵化物前驅(qū)物氣體和含氫還原性共反應前驅(qū)物，以相對于特征結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，在底部上形成金屬膜。

本公開內(nèi)容的進一步實施方式涉及處理方法，包括在處理腔室中定位具有第一表面和第二表面的基板，此第一表面為：金屬性硅(Si)、金屬性鍺(Ge)、或SiGe合金，金屬性硅(Si)、金屬性鍺(Ge)、或SiGe合金的每一者被可選地摻雜磷(P)、砷(As)、和/或硼(B)，而此第二表面為金屬氧化物、金屬氮化物、或金屬氮氧化物，金屬氧化物、金屬氮化物、或金屬氮氧化物的每一者被可選地摻雜碳。包括鈦鹵化物、鋯鹵化物、和/或鉿鹵化物的金屬前驅(qū)物；氫；和載氣流入此處理腔室。藉由在范圍為約1毫瓦/cm²至小于約700毫瓦/cm²的等離子體功率和在范圍為約10kHz至約50MHz的頻率的施加而賦能(energize)此金屬前驅(qū)物和氫。此賦能的金屬前驅(qū)物與氫反應以至少約10：1的選擇性相對于第二表面在第一表面上選擇性地沉積金屬膜。

附圖說明

藉由參照實施方式(某些實施方式繪示在附圖中)，可獲得簡要概述于上的本公開內(nèi)容的更具體描述，以此方式可詳細理解本公開內(nèi)容的上述特征。然而，將注意到附圖僅繪示本公開內(nèi)容的典型實施方式，且因此不被認為限制本公開內(nèi)容的范圍，因為本公開內(nèi)容可允許其他等效的實施方式。