[发明专利]用于无孔隙钴间隙填充的方法

权利要求书

1.一种处理半导体衬底的方法，所述方法包括：

(a)提供具有一个或一个以上的特征的衬底，每个特征包括特征开口；

(b)在所述特征开口或者其附近的所述一个或一个以上的特征的表面选择性抑制钴核化，使得每个特征中有差分抑制轮廓；以及

(c)依据所述差分抑制轮廓在所述特征中沉积钴。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在选择性抑制钴核化之前，在所述特征上沉积阻挡层。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述阻挡层从如下群组中选择：钛、氮化钛、钨、氮化钨、钽、氮化钽、钌、和氮化钴。

4.如权利要求1所述的方法，还包括在选择性抑制钴核化之前，将所述衬底暴露至含钴前体以部分填充所述一个或一个以上的特征。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法在低于约400℃的温度下执行。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述含钴前体从如下群组中选择：二羰基环戊二烯钴、羰基钴、各种脒基钴前体、二氮杂二烯钴复合物、脒基钴/胍基钴前体和其组合。

7.如权利要求1-6中任一项的方法，其中，所述特征开口或者其附近的所述特征的表面包括特征侧壁的顶部约10％至约50％。

8.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，选择性抑制钴核化还包括将所述衬底暴露至从含氮气体产生的等离子体。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述衬底暴露至从所述含氮气体产生的所述等离子体的时间小于约300秒。

10.如权利要求8所述的方法，其中，等离子体是方向性的。

11.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述特征包括内凹的轮廓。

12.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，在(c)中沉积钴包括将所述衬底暴露至含钴前体和还原剂。

13.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，(c)通过化学气相沉积执行。

14.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述特征开口小于约3×nm且特征深宽比为至少约1.5：1。

15.一种处理半导体衬底的方法，所述方法包括：

(a)提供包含特征的衬底，所述特征具有一个或一个以上的特征，每个特征包括特征开口；

(b)将所述衬底暴露至含钴前体来部分填充所述特征；

(c)将所述衬底暴露至含氮气体和等离子体；

(d)任选地重复(b)与(c)；以及

(e)依据差分抑制轮廓在所述特征中沉积钴。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述方法在低于约400℃的温度下执行。

17.如权利要求15所述的方法，其中，所述含钴前体从如下群组中选择：二羰基环戊二烯钴、羰基钴、各种脒基钴前体、二氮杂二烯钴复合物、脒基钴/胍基钴前体和其组合。

18.如权利要求15或16所述的方法，其中，在所述特征开口或者其附近的所述特征的表面包括特征侧壁的顶部约10％至约50％。

19.一种用于处理半导体衬底的装置，所述装置包括：

一个或一个以上的处理室；

一个或一个以上的气体入口，其通向所述处理室内，并与流动控制硬件关联；

方向性等离子体产生器；以及

控制器，具有至少一个处理器和存储器，其中，

所述至少一个处理器和所述存储器彼此能通信地连接，

所述至少一个处理器至少能操作地与所述流动控制硬件以及等离子体产生器连接，并且

所述存储器存储用于以下操作的计算机可执行指令：

(a)将含钴前体和还原剂导入至所述室；

(b)点燃所述等离子体并将含氮气体导入至所述室；

(c)可选地重复(a)与(b)；以及

(d)将所述含钴前体和所述还原剂导入至所述室来形成钴膜，

其中，所述衬底包括具有内凹轮廓的特征。

20.如权利要求19所述的装置，其中，所述等离子体功率在约50W和约5000W之间。