使用流动性聚合物的选择性金属移除的制作方法

本公开的实施例涉及借由流动性聚合物促进的金属移除的方法。更特定而言，本公开的实施例涉及在基板特征内相对于流动性聚合物选择性移除钨的方法。

背景技术：

1、间隙填充工艺整合到若干半导体制造工艺中。间隙填充工艺可以用于利用绝缘或导电材料填充间隙(或特征)。例如，浅沟槽隔离、金属间介电层、钝化层、虚设栅极均通常借由间隙填充工艺实施。

2、随着组件几何形状持续收缩(例如，关键尺寸<20nm、<10nm、及更小)并且热预算减小，归因于习知沉积工艺的限制，空间的无缺陷填充变得日渐困难。

3、已经实施用于选择性钨填充的工艺，其中钨可以在钨种晶层上选择性沉积。遗憾的是，这些工艺均需要最小种晶层厚度。已知的pvd工艺可以提供必要的种晶层厚度，但选择性钨填充工艺将在任何暴露的种晶层上沉积钨材料。

4、由此，需要用于从场及侧壁表面移除非所要的钨沉积的方法以便借由选择性沉积工艺实现自底向上填充。

技术实现思路

1、本公开的一个或多个实施例涉及一种选择性金属移除的方法。方法包含在其中形成有至少一个特征的基板表面上形成流动性聚合物膜。至少一个特征具有顶表面处的具开口宽度的开口、至少一个侧壁及底部。至少一个特征从顶表面到底部延伸特征深度。流动性聚合物膜在至少一个特征内形成并且具有小于或等于特征深度的聚合物深度。将金属材料的至少一部分从顶表面选择性移除而不实质上影响聚合物膜之下的任何材料。

2、本公开的额外实施例涉及一种选择钨移除的方法。方法包含在其中形成有至少一个特征的基板表面上沉积钨材料。至少一个特征具有顶表面处的具开口宽度的开口、至少一个侧壁及底部。至少一个特征从顶表面到底部延伸特征深度。流动性聚合物膜在至少一个特征内形成并且具有小于或等于特征深度的聚合物深度。将钨材料的至少一部分从顶表面选择性移除而不实质上影响聚合物膜之下的钨材料。移除聚合物膜以暴露聚合物膜之下的钨材料。从至少一个侧壁蚀刻钨材料。在钨材料上选择性沉积第二金属材料。

技术特征：

1.一种选择性金属移除的方法，所述方法包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其中形成聚合物膜的步骤包含以下步骤：将所述基板表面暴露于一种或多种单体。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述单体基本上由单个、双官能单体组成。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述单体基本上由两个双官能单体组成。

5.如权利要求2所述的方法，其中所述单体包含单官能末端单体。

6.如权利要求1所述的方法，其中借由将所述基板表面暴露于nf3自由基来执行选择性移除所述金属材料的步骤。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：

8.如权利要求7所述的方法，其中所述金属材料借由物理气相沉积(pvd)沉积并且所述金属材料具有小于所述顶部厚度及所述底部厚度的侧壁厚度。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：

10.如权利要求9所述的方法，其中借由将所述基板表面暴露于h2等离子体处理来移除所述聚合物膜。

11.如权利要求9所述的方法，进一步包含以下步骤：

12.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：

13.如权利要求12所述的方法，其中所述预定厚度是在约2nm至约10nm的范围中。

14.如权利要求12所述的方法，其中在所述至少一个特征的所述底部处在所述金属材料的层之间实质上不存在碳或氧残留物。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述开口宽度是在约8nm至约20nm的范围中。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述特征深度是在约60nm至约100nm的范围中。

17.如权利要求1所述的方法，其中所述特征深度与所述开口宽度的比率是在约2至约15的范围中。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合物深度是在约1nm至约10nm的范围中。

19.如权利要求1所述的方法，其中所述金属材料包含钨、钼、或钌中的一个或多个。

20.一种选择性钨移除的方法，所述方法包含以下步骤：

技术总结本公开的实施例涉及用于从特征的顶表面及侧壁选择性移除金属材料的方法。借由流动性聚合物材料覆盖的金属材料保持不受影响。在一些实施例中，金属材料借由物理气相沉积形成，从而导致相对薄的侧壁厚度。在从顶表面移除金属材料之后余留在侧壁上的任何金属材料可借由额外蚀刻工艺蚀刻。在特征底部处的所得金属层促进特征的选择性金属间隙填充。技术研发人员：吴立其,刘风全,巴斯卡尔·乔蒂·布雅,詹姆斯·H·康诺利,亓智敏,张洁,窦伟,张爱西,马克·萨利,吕疆,汪荣军,戴维·汤普森,唐先敏受保护的技术使用者：应用材料公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23