[發明專利]用低電阻率金屬填充半導體器件中的凹陷特征的方法

在審

• 申請號: 201980066266.7
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN112805818A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 尤凱鴻;大衛·奧梅亞拉;尼古拉斯·喬伊;焦納蘭詹·帕塔奈克;羅伯特·克拉克;坎達巴拉·塔皮利;袴田隆宏;考利·瓦吉達;赫里特·勒斯因克
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;孫雅雯

1.一種用于形成半導體器件的方法，該方法包括：

提供圖案化襯底，該圖案化襯底包含形成在第一層中的凹陷特征和暴露在該凹陷特征中的第二層；

用表面改性劑預處理該襯底，該表面改性劑相對于在該第一層上的金屬沉積選擇性增大在該第二層上的金屬沉積選擇性；

通過氣相沉積將金屬層沉積在該襯底上，其中該金屬層優先地沉積在該凹陷特征中的該第二層上；以及

移除沉積在該第一層上、包括沉積在場區域上和該第一層的位于該凹陷特征中的側壁上的金屬核，以在該凹陷特征中的該第二層上選擇性地形成該金屬層。

2.如權利要求1所述的方法，進一步包括：

重復該預處理、沉積和移除至少一次以增加該金屬層在該凹陷特征中的厚度。

3.如權利要求1所述的方法，其中，該預處理包括在該第一層上形成自組裝單層(SAM)。

4.如權利要求1所述的方法，其中，該金屬層選自由Ru金屬、Co金屬和W金屬組成的組，并且該第二層選自由Cu金屬、Ru金屬、Co金屬、W金屬和它們的組合組成的組。

5.一種用于形成半導體器件的方法，該方法包括：

提供圖案化襯底，該圖案化襯底包含形成在第一層中的凹陷特征和暴露在該凹陷特征中的第二層；

將含金屬層沉積在該襯底上，包括沉積在該凹陷特征中；

從該凹陷特征的底部并從圍繞該凹陷特征的場區域各向異性地移除該含金屬層，以在該凹陷特征的側壁上形成該含金屬層；

用表面改性劑預處理該襯底，該表面改性劑相對于在該第一層上的金屬沉積選擇性增大在該凹陷特征的側壁上和該第二層上的該含金屬層上的金屬沉積選擇性；

通過氣相沉積將金屬層沉積在該襯底上，其中該金屬層相對于在圍繞該凹陷特征的場區域上優先地沉積在這些側壁上和該凹陷特征中的該第二層上的該含金屬層上；以及

移除沉積在該場區域上的金屬核，以在該凹陷特征中選擇性地形成該金屬層。

6.如權利要求5所述的方法，進一步包括：

重復該預處理、沉積和移除至少一次以增加該金屬層在該凹陷特征中的厚度。

7.如權利要求5所述的方法，其中，該預處理包括在該第二層上形成自組裝單層(SAM)。

8.如權利要求5所述的方法，其中，該金屬層選自由Ru金屬、Co金屬和W金屬組成的組，并且該第二層選自由Cu金屬、Ru金屬、Co金屬、W金屬和它們的組合組成的組。

9.如權利要求5所述的方法，其中，該含金屬層包含金屬氧化物、金屬氮化物或它們的組合。

10.如權利要求5所述的方法，其中，該金屬氧化物包括Al₂O₃、TiU₂、HfO₂或MnU₂，并且該金屬氮化物包括AlN、TiN、HfN或MnN。

11.一種用于形成半導體器件的方法，該方法包括：

提供包含形成在材料中的凹陷特征的圖案化襯底；

將金屬氮化物層沉積在該襯底上，包括沉積在該凹陷特征中和圍繞該凹陷特征的場區域上；

氧化該場區域上的該金屬氮化物層；

通過氣相沉積將金屬層沉積在該襯底上，其中該金屬層優先地沉積在該凹陷特征中未被氧化的該金屬氮化物層上；以及

移除沉積在該場區域上的金屬核，以在該凹陷特征中選擇性地形成該金屬層。

12.如權利要求11所述的方法，進一步包括：

重復該沉積和移除至少一次以增加該金屬層在該凹陷特征中的厚度。

13.如權利要求11所述的方法，其中，該金屬層選自由Ru金屬、Co金屬和W金屬組成的組。