[发明专利]钼沉积

说明书

提供以钼(Mo)来填充图案化特征的方法。该方法涉及在包含介电侧壁的特征的底部含金属表面上选择性沉积钼(Mo)膜。在该底部表面上选择性生长Mo使得能进行从下到上的生长以及高质量无孔洞的填充。还提供了相关的装置。

通过引用并入

PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

金属沉积是许多半导体制造处理的组成部分。这些材料可用于水平互连件、相邻金属层之间的通孔以及金属层和设备之间的触点。然而，随着产业中使用缩小的设备和更复杂的图案化方案，低电阻率金属膜的均匀沉积便成为一个挑战。

发明内容

本文提供了使用钼(Mo)来填充图案化特征的方法。本方法涉及在包含介电侧壁的特征的底部含金属表面上选择性沉积钼(Mo)膜。于该底部表面上选择性生长Mo使得能进行从下到上的生长以及高质量无孔洞的填充。这里还提供了相关的装置。

本公开的一个方面涉及一种方法，其包含：提供包含特征的衬底，所述特征具有特征底部和特征侧壁，其中所述特征底部包含含金属表面，且所述特征侧壁包含氧化物或氮化物表面；以及执行多个循环的原子层沉积(ALD)处理，以相对于所述氧化物或氮化物表面而选择性地在所述含金属表面上沉积钼(Mo)膜，其中所述ALD处理包含在第一衬底温度下将所述特征暴露于含钼氧卤化物前体和还原剂的交替脉冲。

在一些实施方案中，所述方法还包含在执行所述多个循环的ALD沉积处理前，将所述含金属表面暴露于含氢等离子体。在一些实施方案中，所述还原剂为热氢(H₂)。在一些实施方案中，所述还原剂是在由氢(H₂)产生的等离子体中提供。在一些实施方案中，所述还原剂的分压为至少10托。在一些实施方案中，所述含钼前体为钼氧氯化物。在一些实施方案中，所述第一温度不超过600℃。在一些实施方案中，所述第一温度不超过450℃。在一些实施方案中，所述第一温度不超过400℃。在一些实施方案中，所述含钼前体为钼氧氟化物。在一些实施方案中，所述方法还包含当所述衬底处于所述第一温度期间，将所述特征部分填充，且当所述衬底处于第二温度期间，将所述特征完全填充(或填充所述特征的第二部分)，所述第二温度大于所述第一温度。在一些这样的实施方案中，所述部分填充所述特征在处理室的第一站中进行，而所述完全填充所述特征(或填充所述特征的第二部分)则在所述处理室的第二站中进行。在一些实施方案中，所述含金属表面是包含下列材料的群组中的一者：钴、钌、铜、钨、钼、钛、锡、钽、镍、铱和铑。在一些实施方案中，所述含金属表面是包含下列材料的群组中的一者：钛氮化物、钼氮化物、钨氮化物、钨碳氮化物、钛铝碳化物、钛硅化物和钽氮化物。在一些实施方案中，所述含金属表面是元素金属表面。在一些实施方案中，所述侧壁包含氧化物。所述氧化物的示例包含：聚环氧乙烷、原硅酸四乙酯、可流动氧化物和碳掺杂氧化物。在一些实施方案中，在所述含金属膜上的所述Mo膜比位于所述侧壁的所述氧化物或氮化物表面上的所述Mo膜厚，例如比位于所述氧化物或氮化物表面上的所述Mo膜厚至少约20埃。

本公开的另一方面涉及一种方法，其包含：提供包含特征的衬底，所述特征具有特征底部和特征侧壁，其中所述特征底部包含含金属表面，且所述特征侧壁包含氧化物或氮化物表面；以及执行沉积处理，以相对于所述氧化物或氮化物表面而选择性地在所述含金属表面上沉积钼(Mo)膜，其中所述沉积处理包含在第一衬底温度下将所述特征暴露于含钼氧卤化物前体和还原剂。