[发明专利]后道工序(BEOL)互连方案

权利要求书

1.一种形成金属后道工序互连层的方法，包括：

在半导体衬底上沉积一个或多个自组装单层以限定金属互连层区域，其中，沉积所述一个或多个自组装单层包括：在位于所述半导体衬底上的第一层间介电层上选择性地沉积第一自组装单层(SAM)；在位于所述半导体衬底上的第一金属互连层上选择性地沉积第二自组装单层(SAM)；将所述半导体衬底选择性地暴露于紫外辐射图案，其中所述紫外辐射图案降解所述第一自组装单层的一部分或所述第二自组装单层的一部分；以及去除所述第一自组装单层或所述第二自组装单层的被降解部分以形成所述金属互连层区域；

在所述金属互连层区域内的半导体衬底上选择性地沉积包括多个金属结构的第二金属互连层；以及

在所述多个金属结构之间的区域中的半导体衬底上沉积第二层间介电层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一自组装单层包括：

头基，包含三氯化硅(SiCl₃)或三甲氧基甲硅烷(Si(OCH₃)₃)；

烷基链；以及

端基，包含甲基。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二自组装单层包括：

头基，包含巯基或硫醇；

烷基链；以及

端基，包含甲基。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二金属互连层包括通过化学镀工艺沉积的铜金属或合金。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

在所述金属互连层区域中沉积钯层。

6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

在所述化学镀工艺期间在铜金属中加入合金掺杂物，其中所述合金掺杂物被配置成与所述第二层间介电层反应以在所述第二金属互连层和所述第二层间介电层之间形成自成形阻挡层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述合金掺杂物包括镁(Mg)、铝(Al)、铬(Cr)、锰(Mn)、钛(Ti)、锆(Zr)、银(Ag)、铌(Nb)、硼(B)、铟(In)、锡(Sn)和钼(Mo)中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

在形成所述第二层间介电层之后对所述半导体衬底进行退火，对所述半导体衬底进行退火形成所述自成形阻挡层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一自组装单层和所述第二自组装单层沉积为具有基本相同的厚度。

10.一种形成后道工序(BEOL)金属互连层的方法，包括：

在位于衬底上的第一层间介电层上选择性地沉积第一自组装单层膜(SAM)；

在位于所述衬底上的金属互连层上选择性地沉积第二自组装单层膜(SAM)；

将所述第一自组装单层或所述第二自组装单层选择性地暴露于辐射，其中所述辐射使所述第一自组装单层或所述第二自组装单层的一部分被降解；

去除所述第一自组装单层或所述第二自组装单层的被降解部分；

化学镀金属和合金掺杂物以在所述第一自组装单层或所述第二自组装单层的被去除区域形成包括一个或多个金属结构的第一金属互连层；

在所述多个金属结构之间的区域中的衬底上选择性地形成第二层间介电层；以及

在形成所述第二层间介电层之后对所述衬底进行退火，对所述衬底进行退火在所述多个金属结构和所述第二层间介电层之间形成自成形阻挡层。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

在去除所述第一自组装单层或所述第二自组装单层的被降解部分之后选择性地沉积钯层。

12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

通过重复选择性沉积所述第一自组装单层和所述第二自组装单层、选择性暴露所述第一自组装单层或所述第二自组装单层、去除所述第一自组装单层或所述第二自组装单层的被降解部分以及所述化学镀工艺，在所述后道工序金属互连层上方形成另外的后道工序金属互连层。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

在所述另外的后道工序金属互连层的多个金属结构之间的区域中的衬底上选择性沉积第二层间介电层。