專利名稱：用于半導(dǎo)體器件的含金屬覆蓋層的表面清潔和選擇性沉積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體處理和半導(dǎo)體器件，并更具體而言涉及用于將含金屬覆蓋層集成到半導(dǎo)體器件的銅(Cu)金屬化中以改善塊體Cu金屬中的電遷移(EM)和應(yīng)力遷移(SM)的方法。
背景技術(shù)：
集成電路包含各種半導(dǎo)體器件和多個導(dǎo)體金屬通路，所述多個導(dǎo)體金屬通路為半導(dǎo)體器件提供電功率，并使得這些半導(dǎo)體器件能夠共享和交換信息。在集成電路內(nèi)，使用將金屬層彼此絕緣的金屬間介電層或?qū)娱g介電層，使金屬層一層一層堆疊起來。通常，每個金屬層必須形成與至少一個其他金屬層接觸的電接觸。通過在將金屬層分隔的層間電介質(zhì)中蝕刻出孔(即，過孔)、并用金屬填充所產(chǎn)生的過孔以產(chǎn)生互連，來實現(xiàn)上述電接觸?！斑^孔”通常指形成于介電層內(nèi)的任何凹入特征(例如，孔、刻線或其他類似特征)，所述凹入特征在用金屬填充時提供了穿過介電層到介電層下方的導(dǎo)電層的電連接。類似的，連接兩個或多個過孔的凹入特征通常稱作溝槽。在用于制造集成電路的多層金屬化方案中使用Cu金屬產(chǎn)生了多個需要解決的問題。例如，Cu原子在電介質(zhì)材料和硅(Si)中的高遷移率會造成Cu原子遷移進(jìn)入這些材料中，從而形成會毀壞集成電路的電缺陷。因此，Cu金屬層、Cu填充溝槽和Cu填充過孔通常用阻擋層封閉，以防止Cu原子擴(kuò)散進(jìn)入電介質(zhì)材料中。阻擋層通常在Cu沉積之前沉積在溝槽和過孔側(cè)壁和底部上，阻擋層可以優(yōu)選地包括如下所述的材料其在Cu中無反應(yīng)性和不混溶，并提供與電介質(zhì)材料的良好粘附并且可以提供低電阻率。對于每個相繼的技術(shù)節(jié)點，由于降低最小的特征尺寸，集成電路的互連中的電路密度顯著增加。因為電遷移(EM)和應(yīng)力遷移(SM)壽命與電路密度成反比，所以EM和SM很快成為關(guān)鍵挑戰(zhàn)。Cu雙鑲嵌互連結(jié)構(gòu)中的EM壽命較大程度地取決于塊體Cu金屬和周圍材料的界面處的Cu原子輸運，所述Cu原子輸運與這些界面處的粘附直接相關(guān)。已經(jīng)廣泛地研究了提供更好的粘附和更長的EM壽命的新材料。例如，已經(jīng)使用無電鍍技術(shù)將鈷-鎢-磷(CoffP)層選擇性地沉積在塊體Cu金屬上。CoWP和塊體Cu金屬的界面具有產(chǎn)生更長EM壽命的優(yōu)良的粘附強(qiáng)度。但是，維持塊體Cu金屬(特別是緊密間距Cu布線)上可接受的沉積選擇性并且維持良好的膜均勻性已經(jīng)影響了對該復(fù)雜工藝的接受。此外，使用酸性溶液的濕法工藝步驟會對使用CoWP不利。因此，需要用于沉積含金屬覆蓋層的新方法，所述含金屬覆蓋層能提供與Cu金屬的良好粘附并提供塊體Cu金屬的改善的EM和SM特性。具體來說，這些方法應(yīng)當(dāng)提供與電介質(zhì)表面相比在Cu金屬表面上形成含金屬覆蓋層的良好選擇性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供 了通過將含金屬覆蓋層集成到Cu金屬化中以改善塊體Cu金屬中的電遷移EM和應(yīng)力遷移SM來制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法在包含金屬表面和介電層表面的平坦化的圖案化襯底上提供了含金屬覆蓋層的改善的選擇性沉積。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該方法包括提供平坦化的圖案化襯底，該襯底包含金屬表面和介電層表面且其上形成有殘余物；從所述平坦化的圖案化襯底上除去殘余物；以及通過將所述介電層表面和所述金屬表面暴露于包含含金屬前驅(qū)體蒸氣的沉積氣體而將含金屬覆蓋層選擇性沉積在所述金屬表面上。所述除去包括用含有疏水性官能團(tuán)的反應(yīng)劑氣體處理含有殘余物的所述平坦化的圖案化襯底，其中所述處理用疏水性官能團(tuán)取代了所述介電層表面中的親水性官能團(tuán)；以及將所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底暴露于還原氣體。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該方法包括提供平坦化的圖案化襯底，所述襯底包含Cu表面和低k電介質(zhì)層表面且其上形成有化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)殘余物；從所述平坦化的圖案化襯底上除去CMP殘余物；以及通過將所述電介質(zhì)層表面和所述Cu金屬表面暴露于包含含金屬前驅(qū)體蒸氣的沉積氣體，而在Cu金屬表面上選擇性沉積含金屬覆蓋層。所述除去包括用含有疏水性官能團(tuán)的含硅反應(yīng)性氣體來處理所述平坦化的圖案化襯底，其中所述處理用疏水性官能團(tuán)取代了所述介電層表面中的親水性官能團(tuán)；以及將所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底暴露于NH3氣。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，該方法包括提供平坦化的圖案化襯底，所述襯底包含Cu表面和低k電介質(zhì)層表面且其上形成有含有苯并三唑(BTA)的CMP殘余物；從所述平坦化的圖案化襯底上除去CMP殘余物；通過將所述電介質(zhì)層表面和所述Cu表面暴露于包含含Ru3 (CO) 12前驅(qū)體蒸氣和CO載氣的沉積氣體,而在Cu表面上選擇性沉積釕(Ru)金屬覆蓋層。所述除去包括熱處理所述平坦化的圖案化襯底以從所述平坦化的圖案化襯底上蒸發(fā)掉第一部分的CMP殘余物；此后用烷基胺硅烷反應(yīng)性氣體來處理所述平坦化的圖案化襯底上的第二部分的CMP殘余物，所述處理用-Si-(CH3)3官能團(tuán)取代了所述電介質(zhì)層表面中的親水性官能團(tuán)；以及將所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底暴露于NH3氣。


參考下面的詳細(xì)說明，特別是當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，對本發(fā)明和其伴隨的許多優(yōu)點的更全面理解將變得容易，其中圖1A-1H示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式在半導(dǎo)體器件的Cu金屬化中形成含金屬覆蓋層的示意性剖視圖；圖2A示出了含親水性表面的SiCOH低介電常數(shù)(低k)層的示意性剖視圖；圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的含疏水性表面的改性SiCOH低k層的示意性首lJ視圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于進(jìn)行集成處理的真空處理工具的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用于在平坦化的圖案化襯底上進(jìn)行表面清潔和選擇性形成含金屬覆蓋層的流程圖；以及圖5示出了作為襯底處理的函數(shù)的相對BTA強(qiáng)度和BTA去除百分比。
具體實施例方式本發(fā)明的實施方式提供了用于使含金屬覆蓋層集成到半導(dǎo)體器件的Cu金屬化中以改善器件中的電遷移和應(yīng)力遷移的方法。盡管半導(dǎo)體器件中金屬表面(例如Cu表面或鎢(W)表面)上含金屬覆蓋層的存在對金屬層的電遷移和應(yīng)力遷移性能非常有利，但與金屬層相鄰的介電層表面上甚至痕量的額外的含金屬材料的存在對半導(dǎo)體器件的各種電性能來說都是有害的。由于半導(dǎo)體器件的最小特征尺寸減小并且相鄰金屬層之間的介電層的厚度減小，電遷移和應(yīng)力遷移問題變得日益嚴(yán)重。在一個實施例中，最小特征尺、寸為32nm的器件的產(chǎn)生可能僅利用相鄰金屬層之間約45-50nm的介電層厚度，介電層表面上痕量的額外的含 金屬材料可能產(chǎn)生相鄰金屬層之間的漏電通道，顯著影響半導(dǎo)體器件的電流(I)-電壓(V)和與時間相關(guān)的介電層擊穿(TDDB)行為。本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到，可以在沒有一個或多個具體細(xì)節(jié)的情況下，或者使用其他替代和/或附加的方法、材料或組件，來實施各種實施方式。在其他示例中，沒有詳細(xì)示出或描述已知的結(jié)構(gòu)、材料、或操作，以避免模糊對本發(fā)明的各種實施方式的各方面的理解。類似地，為了進(jìn)行說明，給出了具體數(shù)字、材料和構(gòu)造，以有助于透徹理解本發(fā)明。此外，應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示的各種實施方式是示例性的表示，并不一定按比例繪制。整個說明書中提到的“一個實施方式”表示結(jié)合實施方式所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性被包含在本發(fā)明的至少一個實施例中，但并不表示這些具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性出現(xiàn)在每個實施方式中。因此，整個說明書的各處出現(xiàn)用語“一個實施方式”或“在一個實施方式中”并不一定指本發(fā)明的同一個實施方式。圖1A-1H示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式在半導(dǎo)體器件的Cu金屬化中形成含金屬覆蓋層的示意性剖視圖。圖IA示出了在介電層100中含有多個凹入特征10的圖案化襯底I?？梢允褂脗鹘y(tǒng)的光刻術(shù)和等離子體刻蝕技術(shù)來形成凹入特征10。凹入特征10可以是高的高寬比的互連結(jié)構(gòu)的一部分。凹入結(jié)構(gòu)10可以具有大于或等于約2 I的高寬比(深度/寬度)，例如，3 1、4 1、5 1、6 1、12 1、15 I、或更高。凹入結(jié)構(gòu)10可以具有小于約 500nm(nm= lCT9m)的寬度 11,例如，250nm、200nm、150nm、100nm、65nm、45nm、32nm、20nm或更小。但是，由于可以使用其他高寬比或特征寬度，所以本發(fā)明的實施方式不限于這些高寬比或特征寬度。要理解的是本發(fā)明的實施方式可以適用于半導(dǎo)體制造中發(fā)現(xiàn)的各種簡單和復(fù)雜的凹入結(jié)構(gòu)。介電層100可以例如包含SiO2、低k電介質(zhì)材料、高k電介質(zhì)材料。低k電介質(zhì)材料的名義介電常數(shù)小于SiO2的介電常數(shù)(約為4，例如熱生長的二氧化硅的介電常數(shù)可以在3. 8-3. 9的范圍內(nèi))。高k材料的名義介電常數(shù)大于SiO2的介電常數(shù)。如半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是，互連延遲是改善集成電路(IC)的速度和性能的主要的限制因素。使互連延遲最小化的一種方法是通過在IC的生產(chǎn)中使用低k材料來減小互連電容。業(yè)已證實所述低k材料適用于低溫處理。因而，近年來，業(yè)已開發(fā)低k材料來代替介電常數(shù)相對高的絕緣材料(例如二氧化硅)。
特別地，低k膜被用于半導(dǎo)體器件的金屬層之間的層間介電層和層內(nèi)介電層。此夕卜，為了進(jìn)一步降低絕緣材料的介電常數(shù)，形成具有孔的膜材料，即，多孔低k材料。這種低k材料可以通過旋涂電介質(zhì)(SOD)法(與光刻膠的涂覆類似)或通過化學(xué)氣相沉積(CVD)而沉積低k電介質(zhì)材料可以具有小于3. 7的介電常數(shù)，或者介電常數(shù)在I. 6-3. 7的范圍內(nèi)。低k電介質(zhì)材料可以包括氟硅玻璃(FSG)、摻碳氧化物、聚合物、含SiCOH低k材料、非多孔低k材料、多孔低k材料、旋涂電介質(zhì)(SOD)低k材料、或任何其他適合的電介質(zhì)材料。低k電介質(zhì)材料可以包括商購自Applied Materials, Inc.的BLACK DIAMOND (BD)或BLACK D丨AMOND Η (BDII) SiCOH 材料，或者商購自 Novellus Systems, Inc.的Coral CVD膜。其他可商購的含碳材料包括SILK (例如，SiLK-I, SiLK-J, SiLK-H, SiLK-DjP多孔SiLK半導(dǎo)體電介質(zhì)樹脂)以及商購自Dow Chemical的CYCLOTENE (苯并環(huán)丁烯)，以及商購自Honeywell的GX-3 、和GX-3P 半導(dǎo)體電介質(zhì)樹脂。
低k電介質(zhì)材料包括由單相構(gòu)成的多孔的無機(jī)-有機(jī)雜化膜，例如具有在固化或沉積過程期間防止膜完全致密化以產(chǎn)生小空隙(孔)的CH3鍵的氧化硅基基質(zhì)?；蛘?，這些介電層可以包括由至少兩相構(gòu)成的無機(jī)-有機(jī)雜化膜，例如具有在固化過程中分解并蒸發(fā)的有機(jī)材料(致孔劑)的孔的慘碳氧化娃基基質(zhì)。此外，低k材料包括硅酸鹽基材料，例如氫化硅倍半氧烷(HSQ)或甲基硅倍半氧烷，使用SOD技術(shù)沉積。這種膜的實例包括商購自Dow Corning的FOx HSQ、商購自DowCorning 的 XLK 多孔 HSQ、以及商購自 JSR Microelectronics 的 JSR LKD-5109。盡管低k材料用于半導(dǎo)體電路制造很有前景，但將低k材料(例如SiCOH材料)集成到半導(dǎo)體制造中出現(xiàn)了很多問題。非多孔低k材料和多孔低k材料往往都很脆(即，具有低內(nèi)聚強(qiáng)度、低斷裂伸長率、和低斷裂韌性)，不如更傳統(tǒng)的電介質(zhì)材料結(jié)實，在晶片加工(例如通過在使電介質(zhì)材料圖案化中常用的刻蝕和等離子體灰化工藝)期間可能被損壞。此外，液態(tài)水和水蒸氣甚至進(jìn)一步減小低k材料的內(nèi)聚強(qiáng)度。圖IB示出了在圖IA的凹入特征10上形成擴(kuò)散阻擋層102、以及填充凹入特征10的金屬層104(例如，Cu或W)的進(jìn)一步處理之后的平坦化的圖案化襯底I。擴(kuò)散阻擋層102可以例如包含含鉭(Ta)的層(例如Ta、TaC、TaN、或TaCN、或其組合)、含鈦(Ti)的層(例如Ti、TiN、或其組合)、或含鎢(W)的層(例如W、WN、或其組合)、或者上述兩種或更多種的組合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，擴(kuò)散阻擋層102可以進(jìn)一步包含粘附層，例如Ru金屬層或含Ru金屬的金屬合金，其與凹入特征10中的金屬層104直接接觸。在一些實施例中，擴(kuò)散阻擋層102可以具有小于約5nm的厚度。在一個實施例中，Ru金屬粘附層的厚度可以為約2nm。用Cu金屬填充凹入特征10可以通過鍍Cu工藝來進(jìn)行，例如通過電化學(xué)鍍工藝或無電鍍工藝，并且鍍Cu工藝之后常常進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝以除去多余的Cu金屬。為了得到相對于介電層100的高選擇性的Cu去除，可以使CMP工藝優(yōu)化。CMP和鍍Cu工藝是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。在圖IB中，平坦化的圖案化襯底I包含圖案化的金屬表面105和介電層表面101。圖IB進(jìn)一步示出了 CMP工藝之后在介電層表面101和金屬表面105上可能存在的CMP殘余物109。在一個實施例中，CMP殘余物109可能包含CMP工藝中常用的化學(xué)試劑苯并三唑。然而，CMP殘余物109可以包含CMP工藝中使用的其他化學(xué)試劑。BTA的結(jié)構(gòu)如下所示。
權(quán)利要求
1.一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，其包括下列步驟 提供平坦化的圖案化襯底，所述襯底包含金屬表面和介電層表面，并且其上具有殘余物； 從所述平坦化的圖案化襯底上除去所述殘余物，所述除去包括 用含有疏水性官能團(tuán)的反應(yīng)劑氣體處理含有所述殘余物的所述平 坦化的圖案化襯底，所述處理用疏水性官能團(tuán)取代了所述介電層表面 中的親水性官能團(tuán)； 將經(jīng)處理的所述平坦化的圖案化襯底暴露于還原氣體中；以及 通過將所述介電層表面和所述金屬表面暴露于包含含金屬前驅(qū)體蒸氣的沉積氣體而將含金屬覆蓋層選擇性沉積在所述金屬表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述殘余物包括有機(jī)殘余物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述有機(jī)殘余物包括苯并三唑(BTA)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述還原氣體包括氫氣(H2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述還原氣體包括氨氣(NH3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述除去所述殘余物進(jìn)ー步包括 在所述處理之前，熱處理所述平坦化的圖案化襯底以從所述平坦化的圖案化襯底蒸發(fā)一部分所述殘余物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，將所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底暴露于所述還原氣體的步驟從所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底上除去所述疏水性官能團(tuán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述反應(yīng)劑氣體包括選自下列的含硅氣體烷基娃燒、燒氧基娃燒、燒基燒氧基娃燒、燒基娃氧燒、燒氧基娃氧燒、燒基燒氧基娃氧燒、芳基硅烷、?；柰椤⒎蓟柩跬?、酰基硅氧烷、烷基胺硅烷、硅氮烷、或其任意組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述含硅氣體包括選自由下列組成的組中的烷基胺硅烷ニ甲基硅烷ニ甲基胺(DMSDMA)、三甲基硅烷ニ甲基胺(TMSDMA)、和雙(ニ甲氨基)ニ甲基硅烷(BDMADMS)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述含金屬覆蓋層包括金屬層、金屬化合物層、或者金屬層和金屬化合物層的交替層，其中所述金屬層包含選自下列的金屬元素鉬(Pt)、金(Au)、釕(Ru)、鈷(Co)、鎢(W)、銠(Rh)、銥(Ir)、或鈀(Pd)、或其中的兩種或更多種的組合，并且其中所述金屬化合物層包含所述金屬元素和選自下列的非金屬摻雜元素磷(P)、硼(B)、氮(N)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、硅(Si)、或鍺(Ge)、或其中的兩種或更多種的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述含金屬前驅(qū)體蒸氣包含選自下列的金屬元素鉬(Pt)、金(Au)、釕(Ru)、鈷(Co)、鎢(W)、銠(Rh)、銥(Ir)、或鈀(Pd)、或其中的兩種或更多種的組合，并且其中所述沉積氣體進(jìn)一歩包含選自下列的非金屬摻雜劑氣體PH3、BH3> B2H6' BF3> NF3> NH3> N2H4' PF3> PBr3>BCl3> BI3、SiH4、Si2H6' SiH3Cl、SiH2Cl2' SiHCl3' SiCl4,Si2Cl6, SiH3F, SiH2F2, SiHF3、SiF4, Si2F6, GeH4 或 GeCl4、或其中兩種或更多種的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述處理和所述暴露在300°C或更低的襯底溫度下進(jìn)行。
13.ー種形成半導(dǎo)體器件的方法，其包括下列步驟提供平坦化的圖案化襯底，所述襯底包含銅(Cu)表面和低k電介質(zhì)層表面，且其上具有化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)殘余物； 從所述平坦化的圖案化襯底上除去所述CMP殘余物，所述除去包括 用含有疏水性官能團(tuán)的含硅反應(yīng)劑氣體處理所述平坦化的圖案化襯底，所述處理用疏水性官能團(tuán)取代了所述電介質(zhì)層表面中的親水性官能團(tuán)； 將經(jīng)處理的所述平坦化的圖案化襯底暴露于氨氣(NH3);以及 通過將所述電介質(zhì)層表面和所述Cu金屬表面暴露于包含含金屬前驅(qū)體蒸氣的沉積氣體而將含金屬覆蓋層選擇性沉積在所述Cu金屬表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述沉積所述含金屬覆蓋層包括通過將所述電介質(zhì)層表面和所述Cu表面暴露于包含Ru3 (CO) 12前驅(qū)體蒸氣和CO載氣的沉積氣體而將釕(Ru)金屬覆蓋層選擇性沉積在所述Cu表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述除去所述CMP殘余物包括 在所述處理之前，熱處理所述平坦化的圖案化襯底以從所述平坦化的圖案化襯底蒸發(fā)一部分所述殘余物。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，將所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底暴露于氨氣(NH3)的步驟從所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底上除去所述疏水性官能團(tuán)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中，所述含娃氣體包括燒基娃燒、燒氧基娃燒、燒基烷氧基硅烷、烷基硅氧烷、烷氧基硅氧烷、烷基烷氧基硅氧烷、芳基硅烷、酰基硅烷、芳基硅氧烷、?；柩跬?、烷基胺硅烷、硅氮烷、或其任意組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述含硅氣體包括選自由下列組成的組中的烷基胺硅烷ニ甲基硅烷ニ甲基胺(DMSDMA)、三甲基硅烷ニ甲基胺(TMSDMA)、和雙(ニ甲氨基)ニ甲基硅烷(BDMADMS)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述含金屬覆蓋層包括金屬層、金屬化合物層、或者金屬層和金屬化合物層的交替層，其中所述金屬層包含選自下列的金屬元素鉬(Pt)、金(Au)、釕(Ru)、鈷(Co)、鎢(W)、銠(Rh)、銥(Ir)、或鈀(Pd)、或其中的兩種或更多種的組合，并且其中所述金屬化合物層包含所述金屬元素和選自下列的非金屬摻雜元素磷(P)、硼(B)、氮(N)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、硅(Si)、或鍺(Ge)、或其中的兩種或更多種的組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述含金屬前驅(qū)體蒸氣包含選自下列的金屬元素鉬(Pt)、金(Au)、釕(Ru)、鈷(Co)、鎢(W)、銠(Rh)、銥(Ir)、或鈀(Pd)、或其中的兩種或更多種的組合，并且其中所述沉積氣體進(jìn)一歩包含選自下列的非金屬摻雜劑氣體PH3、BH3> B2H6' BF3> NF3> NH3> N2H4' PF3> PBr3>BCl3> BI3、SiH4、Si2H6' SiH3Cl、SiH2Cl2' SiHCl3' SiCl4,Si2Cl6, SiH3F, SiH2F2, SiHF3、SiF4, Si2F6, GeH4 或 GeCl4、或其中兩種或更多種的組合。
21.—種形成半導(dǎo)體器件的方法，其包括如下步驟 提供平坦化的圖案化襯底，所述襯底包含銅(Cu)表面和低k電介質(zhì)層表面，且其上形成有包含苯并三唑(BTA)的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)殘余物； 從所述平坦化的圖案化襯底上除去所述CMP殘余物，所述除去包括 熱處理所述平坦化的圖案化襯底，以從所述平坦化的圖案化襯底上蒸發(fā)掉第一部分的所述CMP殘余物，之后，用烷基胺硅烷反應(yīng)性氣體來處理所述平坦化的圖案化襯底上的第二部分的所述CMP殘余物，所述處理用-Si-(CH3)3官能團(tuán)取代了所述電介質(zhì)層表面中的親水性官能團(tuán)，以及 將經(jīng)處理的所述平坦化的圖案化襯底暴露于氨氣(NH3);以及 通過將所述電介質(zhì)層表面和所述Cu表面暴露于包含含有Ru3 (CO) 12前驅(qū)體蒸氣和CO載氣的沉積氣體，而在所述Cu表面上選擇性沉積釕(Ru)金屬覆蓋層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，將所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底暴露于氨氣(NH3)的步驟用-NH2或-NH基團(tuán)代替所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底上的-Si-(CH3)3官能團(tuán)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述烷基胺硅烷選自由下列組成的組ニ甲 基硅烷ニ甲基胺(DMSDMA)、三甲基硅烷ニ甲基胺(TMSDMA)、和雙(ニ甲氨基)ニ甲基硅烷(BDMADMS)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于將含金屬覆蓋層集成到半導(dǎo)體器件的銅(Cu)金屬化的方法。在一個實施方式中，該方法包括提供包含金屬表面和介電層表面且其上具有殘余物的平坦化的圖案化襯底；從所述平坦化的圖案化襯底上除去殘余物；通過將所述介電層表面和所述金屬表面暴露于包含含金屬前驅(qū)體蒸氣的沉積氣體而將含金屬覆蓋層選擇性沉積在所述金屬表面上。所述除去包括用含有疏水性官能團(tuán)的反應(yīng)劑氣體處理含有殘余物的所述平坦化的圖案化襯底，并將所述經(jīng)處理的平坦化的圖案化襯底暴露于還原氣體中。
文檔編號H01L21/3205GK102822949SQ201180017946
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者遠(yuǎn)江一仁, 弗蘭克·M·克里歐 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社