[发明专利]用低电阻率金属填充半导体器件中的凹陷特征的方法

权利要求书

1.一种用于形成半导体器件的方法，该方法包括：

提供图案化衬底，该图案化衬底包含形成在第一层中的凹陷特征和暴露在该凹陷特征中的第二层；

用表面改性剂预处理该衬底，该表面改性剂相对于在该第一层上的金属沉积选择性增大在该第二层上的金属沉积选择性；

通过气相沉积将金属层沉积在该衬底上，其中该金属层优先地沉积在该凹陷特征中的该第二层上；以及

移除沉积在该第一层上、包括沉积在场区域上和该第一层的位于该凹陷特征中的侧壁上的金属核，以在该凹陷特征中的该第二层上选择性地形成该金属层。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

重复该预处理、沉积和移除至少一次以增加该金属层在该凹陷特征中的厚度。

3.如权利要求1所述的方法，其中，该预处理包括在该第一层上形成自组装单层(SAM)。

4.如权利要求1所述的方法，其中，该金属层选自由Ru金属、Co金属和W金属组成的组，并且该第二层选自由Cu金属、Ru金属、Co金属、W金属和它们的组合组成的组。

5.一种用于形成半导体器件的方法，该方法包括：

提供图案化衬底，该图案化衬底包含形成在第一层中的凹陷特征和暴露在该凹陷特征中的第二层；

将含金属层沉积在该衬底上，包括沉积在该凹陷特征中；

从该凹陷特征的底部并从围绕该凹陷特征的场区域各向异性地移除该含金属层，以在该凹陷特征的侧壁上形成该含金属层；

用表面改性剂预处理该衬底，该表面改性剂相对于在该第一层上的金属沉积选择性增大在该凹陷特征的侧壁上和该第二层上的该含金属层上的金属沉积选择性；

通过气相沉积将金属层沉积在该衬底上，其中该金属层相对于在围绕该凹陷特征的场区域上优先地沉积在这些侧壁上和该凹陷特征中的该第二层上的该含金属层上；以及

移除沉积在该场区域上的金属核，以在该凹陷特征中选择性地形成该金属层。

6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：

重复该预处理、沉积和移除至少一次以增加该金属层在该凹陷特征中的厚度。

7.如权利要求5所述的方法，其中，该预处理包括在该第二层上形成自组装单层(SAM)。

8.如权利要求5所述的方法，其中，该金属层选自由Ru金属、Co金属和W金属组成的组，并且该第二层选自由Cu金属、Ru金属、Co金属、W金属和它们的组合组成的组。

9.如权利要求5所述的方法，其中，该含金属层包含金属氧化物、金属氮化物或它们的组合。

10.如权利要求5所述的方法，其中，该金属氧化物包括Al₂O₃、TiU₂、HfO₂或MnU₂，并且该金属氮化物包括AlN、TiN、HfN或MnN。

11.一种用于形成半导体器件的方法，该方法包括：

提供包含形成在材料中的凹陷特征的图案化衬底；

将金属氮化物层沉积在该衬底上，包括沉积在该凹陷特征中和围绕该凹陷特征的场区域上；

氧化该场区域上的该金属氮化物层；

通过气相沉积将金属层沉积在该衬底上，其中该金属层优先地沉积在该凹陷特征中未被氧化的该金属氮化物层上；以及

移除沉积在该场区域上的金属核，以在该凹陷特征中选择性地形成该金属层。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

重复该沉积和移除至少一次以增加该金属层在该凹陷特征中的厚度。

13.如权利要求11所述的方法，其中，该金属层选自由Ru金属、Co金属和W金属组成的组。