用于选择性间隙填充的双等离子体预清洁制造技术

描述了用于预清洁具有金属及介电表面的基板的方法。在处理腔室中将包括具有金属底部、介电侧壁和电介质的场的表面结构的基板暴露于双等离子体处理，以从该金属底部、所述介电侧壁、和/或该电介质的该场去除化学残留物和/或杂质，和/或修复所述介电侧壁和/或该电介质的该场中的表面缺陷。该双等离子体处理包括直接等离子体和远程等离子体。括直接等离子体和远程等离子体。括直接等离子体和远程等离子体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于选择性间隙填充的双等离子体预清洁


[0001]本公开内容的实施方式一般涉及用于在半导体中填充间隙的方法。特定地，本公开内容的实施方式涉及用于预清洁基板以改善金属沉积选择性的方法。

技术介绍

[0002]内部连接金属化广泛用于逻辑和存储器装置。通常在通孔/沟槽间隙填充应用中使用衬膜，接着使用大容量沉积的CVD/PVD膜。然而，随着特征尺寸的减小，通孔/沟槽结构变小且衬膜的体积比增加，使得难以达成无缺陷和低电阻率的金属间隙填充。
[0003]选择性沉积处理运用沉积期间一种表面材料与另一种表面材料上的温育差异。该温育延迟可起杠杆作用以致能自底向上的间隙填充，而无需接缝/空隙和衬膜。然而，有一些挑战阻碍了该技术的广泛应用。例如，通孔底部和介电表面上的杂质可降低金属表面上的选择性金属生长相对于电介质场的选择性。当前采用不同的直接等离子体处理(例如H2等离子体和O2等离子体)来清洁表面污染物(例如氧、碳、氟、氯)的处理通常可在清洁效率和选择性之间进行权衡：当杂质和金属氧化物被完全去除，等离子体造成的损坏会降低后续沉积期间的选择性。
[0004]通常，有效清洁金属表面同时仍维持无或最小的场上的生长是防止广泛使用的主要挑战。同样，具有不同蚀刻残留物或污染物的不同表面结构可能需要不同的预清洁处理以致能选择性生长。
[0005]据此，在本领域中持续需要改善的方法和设备以预清洁基板表面以用于选择性沉积。

技术实现思路

[0006]本揭示案的一个或多个实施方式涉及预清洁的方法。在处理腔室中将包括具有金属底部、介电侧壁和电介质的场(field)的表面结构的基板暴露于双等离子体处理，以从该金属底部、所述介电侧壁和/或该电介质的该场去除化学残留物和/或杂质，和及/或修复所述介电侧壁和/或该电介质的该场中的表面缺陷。该双等离子体处理包括直接等离子体和远程等离子体。
[0007]本揭示案的额外实施方式涉及预清洁的方法。在包括双等离子体盖的处理腔室中将包括具有金属底部、介电侧壁和电介质的场的表面结构的基板暴露于双等离子体处理，以从该金属底部、所述介电侧壁和/或该电介质的该场去除化学残留物和/或杂质，和/或修复所述介电侧壁和/或该电介质的该场中的表面缺陷。该双等离子体处理包括直接等离子体和远程等离子体。
[0008]本揭示案的进一步实施方式涉及非暂时性计算机可读介质，包括指令以在由处理腔室的控制器执行时使该处理腔室执行以下操作：在处理腔室中将包括具有金属底部、介电侧壁和电介质的场的表面结构的基板暴露于双等离子体处理，以从该金属底部、所述介电侧壁和/或该电介质的该场去除化学残留物和/或杂质，和/或修复所述介电侧壁和/或该
电介质的该场中的表面缺陷；其中该双等离子体处理包括直接等离子体和远程等离子体。
附图说明
[0009]因此，为了可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施方式来对本公开内容进行更详细的描述(简要地概述如上)，其中一些图示在附图中。然而，应注意，附图仅图示了本公开内容的典型实施方式，且因此不应被视为是对其范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施方式。
[0010]图1展示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的基板结构的示意图；
[0011]图2图示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的方法的流程图；
[0012]图3图示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理工具的示意图；及
[0013]图4图示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理工具的示意图。
具体实施方式
[0014]在描述本公开内容的几个示例性实施方式之前，应理解，本公开内容不限于在以下描述中阐述的构造或处理步骤的细节。本公开内容能够具有其他实施方式且能够以各种方式被实现或实行。
[0015]如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“基板”是指处理作用于其上的表面或表面的一部分。本领域技术人员还将理解的是，除非上下文另外明确指出，否则对基板的引用也可仅指基板的一部分。另外，提及在基板上沉积可意指裸基板和在其上沉积或形成有一个或多个膜或特征的基板。
[0016]如本文所用，“基板”是指在制造处理期间在其上执行膜处理的基板上形成的任何基板或材料表面。例如，可在其上执行处理的基板表面包括材料例如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂的氧化硅、非晶硅、掺杂的硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石、及任何其他材料，例如金属、金属氮化物、金属合金、及其他导电材料，取决于应用。基板包括但不限于半导体晶片。可将基板暴露于预处理的处理以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、UV固化、电子束固化和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理之外，在本公开内容中，也可在形成于基板上的底层上执行所公开的任何膜处理步骤，如下面更详细地公开的，且术语“基板表面”旨在包括上下文所指示的底层。因此，例如，在膜/层或部分膜/层已沉积在基板表面上的情况下，新沉积的膜/层的暴露表面成为基板表面。
[0017]本公开内容的一个或多个实施方式有利地提供了用于更广泛的结构类型和选择性窗部的预清洁基板的方法。一些实施方式有利地提供了具有直接等离子体和远程等离子体的双等离子体处理，可同时满足预清洁效率和选择性。通过本文的清洁处理，有利地从先前处理去除了在电介质和金属表面两者上的残留物/杂质。而且，来自先前处理的金属表面上的金属氧化物被还原为纯金属。此后，达成良好的金属沉积处理效能，例如低的线电阻、良好的良率和高可靠性。在一个或多个实施方式中，在将直接和远程等离子体与氢(H2)、氧(O2)和其他气体组合在一起的双等离子体处理之后，改善了钨(W)沉积的选择性。在一个或多个实施方式中，能够同时执行直接和远程等离子体的双等离子体盖是处理腔室的一部分。
[0018]本揭示案的一些实施方式提供了用于在接触或通孔底部中进行选择性金属沉积
处理的方法，所述方法需要清洁的表面而以最小的温育开始。在一些实施方式中，去除了可能会阻碍选择性沉积处理并引起显著的温育延迟的化学残留物和/或杂质，包括但不限于：金属氧化物/金属氮化物/金属碳化物等。一些实施方式可有效地清洁金属污染物，同时保持针对选择性处理而言优选的接触/通孔结构。
[0019]本公开内容的处理使用将直接和远程等离子体与氢(H2)、氧(O2)和其他气体组合的双等离子体处理。双等离子体盖的使用有利地分离了离子和自由基。
[0020]在处理期间，将基板暴露于等离子体处理以从金属底部、介电侧壁、和/或电介质的场去除化学残留物和/或杂质，和/或修复介电侧壁和/或电介质的场中的表面缺陷。双等离子体处理包括作为直接等离子体的一个等离子体和作为远程等离子体的另一等离子体。在一个或多个实施方式中，等离子体包括氢等离子体和氧等离子体。在一个或多个实施方式中，可依序地供应等离子体。在其他实施方式中，同时供应等离子体。
[0021]在一个或多个实施方式中，将基板暴露于双等离子体处理中处理或清洁基板。在一个或多个实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种预清洁的方法，包括以下步骤：在处理腔室中将包括具有金属底部、介电侧壁和电介质的场的表面结构的基板暴露于双等离子体处理，以从所述金属底部、所述介电侧壁和/或所述电介质的所述场去除化学残留物和/或杂质，和/或修复所述介电侧壁和/或所述电介质的所述场中的表面缺陷；其中所述双等离子体处理包括直接等离子体和远程等离子体。2.如权利要求1所述的方法，其中所述直接等离子体包括氢等离子体，且所述远程等离子体包括氧等离子体。3.如权利要求2所述的方法，其中所述双等离子体处理进一步包括以下一者或多者：直接氧等离子体、远程氧等离子体、直接氢等离子体和远程氢等离子体。4.如权利要求1所述的方法，其中所述直接等离子体包括氧等离子体，且所述远程等离子体包括氢等离子体。5.如权利要求4所述之方法，其中所述双等离子体处理进一步包括以下一者或多者：直接氧等离子体、远程氧等离子体、直接氢等离子体和远程氢等离子体。6.如权利要求1所述的方法，其中所述直接等离子体包括氧等离子体，且所述远程等离子体包括氧等离子体。7.如权利要求6所述的方法，其中所述双等离子体处理进一步包括以下一者或多者：直接氧等离子体、远程氧等离子体、直接氢等离子体和远程氢等离子体。8.如权利要求1所述的方法，其中所述直接等离子体包括氢等离子体，且所述远程等离子体包括氢等离子体。9.如权利要求8所述的方法，其中所述双等离子体处理进一步包括以下一者或多者：直接氧等离子体、远程氧等离子体、直接氢等离子体和远程氢等离子体。10.如权利要求1所述的方法，其中所述电介质包括以下一者或多者：氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO)、氮氧化硅(SiON)、或高k电介质。11.如权利要求1所述的方法，其中所述金属包括以下一者或多者：钨(W)、钴(Co)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐翼，呼宇飞，大东和也，雷雨，吴典晔，贾勒帕里，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：