[发明专利]用于自下而上填充特征的湿法金属籽晶沉积的方法

权利要求书

1.一种沉积用于对衬底的特征执行自下而上的间隙填充的金属籽晶的方法，其包括：

提供包含多个特征的衬底；

使稀释金属前体溶液流入所述特征中，其中所述稀释金属前体溶液包括金属前体和稀释液体；

蒸发所述稀释液体以将所述金属前体定位在所述多个特征的底部；

将所述衬底暴露于等离子体处理以将所述金属前体还原为金属或金属合金中的至少一种，并仅在所述多个特征的所述底部形成籽晶层；

对所述衬底执行热处理；以及

使用选择性间隙填充工艺以用接触所述多个特征的所述籽晶层而不是其他暴露部分的过渡金属来填充所述特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底包括衬垫层，并且将所述稀释金属前体溶液施加到所述衬垫层。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述衬垫层由选自氮化钛(TiN)、碳氮化钨(WCN)和氮化钽(TaN)的材料制成。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述衬垫层由选自二氧化硅、金属或电介质的材料制成。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述过渡金属选自镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铱(Ir)、铂(Pt)、钯(Pd)和钨(W)。

6.根据权利要求2所述的方法，其中选择所述金属或所述金属合金中的至少一种以与所述过渡金属催化反应而不与所述衬垫层催化反应。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性间隙填充工艺包括无电沉积。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释液体包括载体液体和溶剂中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释液体不含水。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释液体包括选自醇、醚、酯、全氟醚的液体。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释液体包括选自异丙醇(IPA)和乙醇(EtOH)的液体。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征具有宽度小于或等于10nm的开口。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征具有宽度在7nm到9nm的范围内的开口。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征具有宽度在4nm到7nm的范围内的开口。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述籽晶层的厚度在2nm-4nm的范围内。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述热处理包括在200℃至400℃的范围内的温度下退火。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述热处理包括在250℃至350℃的范围内的温度下退火。

18.根据权利要求1所述的方法，其中蒸发所述稀释液体包括将所述衬底暴露于梯度干燥工艺。

19.根据权利要求1所述的方法，其中对所述稀释金属前体溶液进行以下处理中的至少一种：通过毛细管作用在所述多个特征中沉积或浓缩。