[发明专利]金属膜的选择性沉积

说明书

金属层能够相对于衬底的一个表面选择性沉积在所述衬底的另一个表面上。在一些实施例中，所述金属层相对于第二含硅表面选择性沉积在第一金属表面上。在一些实施例中，可以任选地在实施所述选择性沉积工艺之前使发生所述选择性沉积的反应室钝化。在一些实施例中，实现了超过约50％或甚至约90％的选择率。

相关申请的交叉引用

本申请是2016年6月8日提交并且名为“金属膜的选择性沉积(SELECTIVEDEPOSITION OF METALLIC FILMS)”的第15/177,198号美国申请和2016年6月8日提交并且名为“金属膜的反应室钝化和选择性沉积(REACTION CHAMBER PASSIVATION ANDSELECTIVE DEPOSITION OF METALLIC FILMS)”的第15/177195号美国申请的部分继续申请，并且与2012年12月7日提交并且名为“在金属表面上选择性形成金属膜(SELECTIVEFORMATION OF METALLIC FILMS ON METALLIC SURFACES)”的第13/708,863号美国申请有关，第13/708,863号美国申请要求2011年12月9日提交的第61/569,142号美国临时申请的优先权，这些申请的公开内容全都以其全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请大体上涉及半导体制造领域。

背景技术

集成电路目前通过复杂的工艺来制造，在所述复杂的工艺中，在半导体衬底上按预定布置依次构建各层材料。

随着摩尔定律(Moore's law)的发展，满足铜互连件中不断增加的电迁移(EM)要求变得更加困难，导致装置更小。随着线尺寸缩小，EM失效的临界空隙大小也减小，造成平均失效时间急剧减小。为了能够继续按比例缩小，需要显著改善EM抗性。

电介质扩散阻挡层与金属材料之间的界面已被证明是金属材料扩散的主路径和抵抗EM失效最弱的一环。选择性金属盖的实施方案具有挑战性，因为金属表面对比介电表面，很难实现良好的选择率。本文公开了可以用来在此情况下减少电迁移的金属膜选择性沉积方法。

钨的选择性沉积有利地降低了半导体装置制造过程中对复杂的图案化步骤的要求。不管怎样，温和的表面处理，如热处理或自由基处理，对于提供进行选择性沉积的所期望的表面终止状态来说通常是优选的。这种表面处理可能并没有充分准备好所期望的表面来进行选择性沉积，导致了选择率的损失。

发明内容

根据一些方面，描述了将膜相对于衬底的第二介电表面选择性沉积在同一个衬底的第一金属表面上的方法。在一些实施例中，方法可以包含进行第一金属表面处理工艺，包含通过第一金属表面处理工艺从衬底的第一金属表面去除表面层，使得在第二介电表面上不提供大量新的表面基团或配体；以及将膜以大于约50％的选择率相对于衬底的第二介电表面选择性沉积在衬底的第一金属表面上。