[發(fā)明專利]非金屬表面上的選擇性沉積

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080033013.2
• 申請日: 2020-05-05
• 公開（公告）號: CN113795609A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳尚澔;陳璐;賽沙德利·甘古利
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: C23C16/04
• 分類號: C23C16/04;C23C16/455;C23C16/34;H01L21/768
• 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

揭示了用于在非金屬表面上進(jìn)行選擇性沉積的方法。本揭示內(nèi)容的一些實(shí)施方式利用不飽和烴在金屬表面上形成阻止層。進(jìn)行沉積以選擇性地沉積于未受阻止的非金屬表面上。本揭示內(nèi)容的一些實(shí)施方式涉及形成具減小的電阻的金屬過孔的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本揭示內(nèi)容的實(shí)施方式大體關(guān)于在非金屬表面上選擇性沉積的方法。更特定地，本揭示內(nèi)容的實(shí)施方式關(guān)于使用包含不飽和烴的阻擋化合物(blocking compound)在非金屬表面上選擇性沉積的方法。更特定地，本揭示內(nèi)容的一些實(shí)施方式關(guān)于以下方法：相對于導(dǎo)電材料的表面將阻擋層(barrier layer)選擇性地沉積于介電材料(如，SiOx、AlOx等)的表面上，接著相對于介電材料和阻擋層將膜選擇性地沉積于導(dǎo)電材料上。

背景技術(shù)

在線路中間(middle of the line；MOL)和線路后端(back end of the line；BEOL)結(jié)構(gòu)中，通常在金屬線路與介電層之間使用阻擋膜，以防止電介質(zhì)與金屬線路之間的擴(kuò)散和其他不利的交互作用。然而，影響過孔電阻(via resistance)的最主要原因是具有高電阻率的阻擋膜。

現(xiàn)有方法集中在減小阻擋膜厚度或?qū)ふ揖哂休^低電阻率的阻擋膜，以減小過孔電阻。然而，由阻擋膜而導(dǎo)致的過孔電阻增加仍是問題。

一種方法是阻止或減小在過孔的底部的金屬表面上的阻擋膜的厚度，同時保留側(cè)壁處的介電表面上的厚度。由于在金屬與電介質(zhì)之間需要阻擋膜的阻擋性能，因此這個方法可以使阻擋膜保持完整，但是金屬表面上的減小的厚度增大了過孔電阻。將這些工藝稱為選擇性沉積工藝。

可以各種方式完成材料的選擇性沉積。化學(xué)前驅(qū)物可相對于另一個表面(金屬表面或介電表面)選擇性地與一個表面反應(yīng)。可調(diào)節(jié)諸如壓力、基板溫度、前驅(qū)物分壓及/或氣流等工藝參數(shù)，以調(diào)節(jié)特定表面反應(yīng)的化學(xué)動力學(xué)。另一種可能的方案涉及表面預(yù)處理，該表面預(yù)處理可用于使目標(biāo)表面對進(jìn)入的膜沉積前驅(qū)物具活性或失去活性。通常，選擇性沉積是指在金屬表面上沉積膜。反向選擇性沉積工藝將膜沉積于介電表面上而非金屬表面上。

因此，需要允許在非金屬(如，介電)表面上選擇性沉積的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本揭示內(nèi)容的一或多個實(shí)施方式涉及形成阻止層(blocking layer)的方法。所述方法包含：將基板暴露于不飽和烴，以相對于第二表面將阻止層選擇性地形成于第一表面上。基板包含金屬材料及非金屬材料，金屬材料具有第一表面，而非金屬材料具有第二表面。

此揭示內(nèi)容的額外實(shí)施方式涉及選擇性沉積的方法。所述方法包含：將包含金屬材料及非金屬材料的基板暴露于不飽和烴，該金屬材料具有第一表面且該非金屬材料具有第二表面，以相對于第二表面將阻止層選擇性地形成于該第一表面上。將基板依序暴露于金屬前驅(qū)物及反應(yīng)物，以相對于該第一表面上的該阻止層將膜形成于該第二表面上。從第一表面去除阻止層。

此揭示內(nèi)容的進(jìn)一步實(shí)施方式涉及形成低電阻金屬過孔的方法。所述方法包含：提供具有基板表面的基板，至少一個特征形成于該基板表面中。至少一個特征具有側(cè)壁及底部。側(cè)壁包含非金屬材料表面。底部包含金屬材料表面。將基板暴露于不飽和烴，以相對于該非金屬材料表面將阻止層選擇性地形成于該金屬材料表面上。將基板依序暴露于金屬前驅(qū)物及反應(yīng)物，以相對于該金屬材料表面上的該阻止層將膜形成于該非金屬材料表面上。有選擇地從金屬材料表面去除阻止層。將導(dǎo)電填充材料沉積于至少一個特征內(nèi)，以形成低電阻金屬過孔。

附圖說明

為了可詳細(xì)理解本揭示內(nèi)容的上述特征的方式，可參照實(shí)施方式更特定地描述上文簡要概述的本揭示內(nèi)容，其中一些實(shí)施方式圖示于附圖中。然而，請注意，附圖僅示出了此揭示內(nèi)容的典型實(shí)施方式，因此不應(yīng)視為對其范圍的限制，因?yàn)楸窘沂緝?nèi)容可以允許其他等效實(shí)施方式。

圖1繪示根據(jù)本揭示內(nèi)容的一或多個實(shí)施方式的處理期間的示例性基板的截面視圖；