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特表2024-539912二官能性自己組織化単分子膜を用いた金属表面の選択的ブロッキング
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-31
(54)【発明の名称】二官能性自己組織化単分子膜を用いた金属表面の選択的ブロッキング
(51)【国際特許分類】
H01L 21/285 20060101AFI20241024BHJP
H01L 21/3205 20060101ALI20241024BHJP
H01L 21/768 20060101ALI20241024BHJP
C23C 16/04 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
H01L21/285 C
H01L21/88 B
H01L21/90 A
C23C16/04
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024523872
(86)(22)【出願日】2022-10-21
(85)【翻訳文提出日】2024-05-31
(86)【国際出願番号】 US2022047397
(87)【国際公開番号】W WO2023076115
(87)【国際公開日】2023-05-04
(31)【優先権主張番号】63/272,627
(32)【優先日】2021-10-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/304,840
(32)【優先日】2022-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/338,633
(32)【優先日】2022-05-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】マクスウィニー， マイケル エル．
(72)【発明者】
【氏名】ブイヤン， バスカー ジョティ
(72)【発明者】
【氏名】サリー， マーク
(72)【発明者】
【氏名】フィリップス， ドリュー
(72)【発明者】
【氏名】デンジャーフィールド， アーロン
(72)【発明者】
【氏名】トンプソン， デーヴィッド
(72)【発明者】
【氏名】カシェフィ， ケヴィン
(72)【発明者】
【氏名】シエ， シアンチン
【テーマコード（参考）】
4K030
4M104
5F033
【Ｆターム（参考）】
4K030AA09
4K030BA17
4K030BA18
4K030BA38
4K030BA61
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(57)【要約】
金属表面上に選択的に堆積させるための方法が開示される。本開示のいくつかの実施形態は、アルケン、アルキン、ケトン、ヒドロキシル、アルデヒド、又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも２つの官能基を有する炭化水素を利用して、金属表面上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を形成する。
【選択図】図２Ｆ
【選択図】図２Ｆ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体構造を形成する方法であって、前記方法が、基板を第１の前駆体に曝露させることによって、前記基板の第１の表面上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させることであって、前記基板が前記第１の表面及び第２の表面を含む少なくとも１つのフィーチャを有し、前記第１の前駆体が、アルケン、アルキン、ケトン、アルデヒド、ヒドロキシル又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも２つの官能基を含む、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させることと、
前記基板を第２の前駆体に曝露させることによって、前記第２の表面上にライナを選択的に堆積させることと、
前記自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を除去することと
を含み、
前記第１の表面が金属を含み、前記第２の表面が誘電体材料を含む、方法。
【請求項2】
前記自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させることが、前記ＳＡＭを前記第１の表面上に形成し、かつ前記第２の表面上には形成しないことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ライナを選択的に堆積させることが、前記ライナを前記第２の表面上に形成し、かつ前記第１の表面上には形成しないことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
実質的に酸化物を含まない基板表面を形成するために、前記自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を堆積させる前に前記基板を洗浄することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の表面が、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を除去した後に、前記第１の表面上及び前記ライナ上に接着層を堆積させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記少なくとも１つのフィーチャが、トレンチ及びビアのうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記基板を第３の前駆体に曝露させることによって、前記少なくとも１つのフィーチャ内に導電性材料を堆積させることを更に含み、前記第３の前駆体が金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記導電性材料を堆積させることが、ボトムアップ間隙充填及びコンフォーマル間隙充填のうちの１つ以上を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１の前駆体が、式（ｉ）又は式（ｉｉ）【請求項11】
前記第１の前駆体が、金属、ハロゲン又は窒素のうちの１つ以上を実質的に含まず、前記実質的に含まないことが原子基準で５重量％未満を指す、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の前駆体が、式（ｖｉ）、式（ｖｉｉ）、式（ｖｉｉｉ）、式（ｉｘ）、式（ｘ）、式（ｘｉ）、式（ｘｉｉ）及び式（ｘｉｉｉ）【請求項13】
前記第１の前駆体が少なくとも１つの不飽和基を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の前駆体が少なくとも１つのヒドロキシル基を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の前駆体が少なくとも１つのケトン基を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の前駆体が少なくとも１つのアルデヒド基を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
前記第１の前駆体が５０ダルトンから５００ダルトンの範囲内の分子量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項18】
前記第１の前駆体が、１２０℃で１００ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲内の蒸気圧を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項19】
半導体構造を形成する方法であって、前記方法が、基板の第１の表面上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させるために、前記基板を少なくとも１つの第１の前駆体に曝露させることであって、前記基板が前記第１の表面及び第２の表面を含む少なくとも１つのフィーチャを有する、前記基板を少なくとも１つの第１の前駆体に曝露させることと、
第２の表面上にライナを選択的に堆積させるために、前記基板を第２の前駆体に曝露させることと、
前記自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を除去することと
を含み、
前記第１の表面は、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）の１つ以上から選択される金属を含み、
前記第２の表面は誘電体材料を含み、
前記第１の前駆体は、５０ダルトンから５００ダルトンの範囲内の分子量を有し、
前記第１の前駆体は、式（ｖｉ）、式（ｖｉｉ）、式（ｖｉｉｉ）、式（ｉｘ）、式（ｘ）、式（ｘｉ）、式（ｘｉｉ）及び式（ｘｉｉｉ）
【請求項20】
半導体構造を形成する方法であって、前記方法が、基板の第１の表面上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させるために、前記基板を少なくとも１つの第１の前駆体に曝露させることであって、前記基板が前記第１の表面及び第２の表面を含む少なくとも１つのフィーチャを有する、前記基板を少なくとも１つの第１の前駆体に曝露させることと、
第２の表面上にライナを選択的に堆積させるために、前記基板を第２の前駆体に曝露させることと、
前記自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を除去することと
を含み、
前記第１の表面は、タングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）のうちの１つ以上から選択される金属を含み、
前記第２の表面は誘電体材料を含み、
前記第１の前駆体は、１２０℃で１００ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲内の蒸気圧を有し、
前記第１の前駆体は、式（ｖｉ）、式（ｖｉｉ）、式（ｖｉｉｉ）、式（ｉｘ）、式（ｘ）、式（ｘｉ）、式（ｘｉｉ）及び式（ｘｉｉｉ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［０００１］本開示の実施形態は、概して、半導体構造を形成する方法に関する。より詳細には、本開示のいくつかの実施形態は、前駆体を使用した自己組織化単分子膜を使用して非金属表面上に選択的に堆積させる方法であって、前駆体がアルケン、アルキン、ケトン、ヒドロキシル、アルデヒド、エステル、又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも２つの官能基を含む方法を対象としている。
【背景技術】
【0002】
［０００２］概して、集積回路（ＩＣ）とは、半導体材料、典型的にはケイ素の小さなチップ上に形成された電子デバイス（例えばトランジスタ）の集合を指す。通常、ＩＣは、ＩＣの電子デバイスを互いに接続し、外部接続に接続するための金属線を有する１つ以上の金属化（メタライゼーション）層を含む。通常、層間絶縁材料の層は、絶縁のためにＩＣのメタライゼーション層間に載置される。
【0003】
［０００３］ＩＣのサイズが小さくなるにつれて、金属線の間隔は小さくなる。通常、相互接続構造を製造するには、ある層のメタライゼーションと別の層のメタライゼーションを位置合わせして接続することを含む平面プロセスが使用される。
【0004】
［０００４］電子デバイスの性能を向上させるためには、ビア抵抗を下げることが重要である。ビア抵抗を下げることは通常、クラッディングを最小限に抑え、ビア材料の抵抗を下げることによって制御される。したがって、ビア抵抗を下げる方法が必要とされている。
【発明の概要】
【0005】
［０００５］本開示の１つ以上の実施形態は、半導体構造を形成する方法を対象とする。いくつかの実施形態では、本方法は、基板を第１の前駆体に曝露させることによって、基板の第１の表面上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させることであって、基板が第１の表面及び第２の表面を含む少なくとも１つのフィーチャを有し、第１の前駆体が、アルケン、アルキン、ケトン、ヒドロキシル、アルデヒド、又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも２つの官能基を含む、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させることと、基板を第２の前駆体に曝露させることによって、第２の表面上にライナを選択的に堆積させることと、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を除去することとを含む。いくつかの実施形態では、第１の表面は金属を含む。いくつかの実施形態では、第２の表面は誘電体材料を含む。
【0006】
［０００６］１つ以上の実施形態では、本方法は、基板の第１の表面上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に堆積させるために、基板を少なくとも１つの第１の前駆体に曝露させることであって、基板が第１の表面及び第２の表面を含む少なくとも１つのフィーチャを有する、基板を少なくとも１つの第１の前駆体に曝露させることと、第２の表面上にライナを選択的に堆積させるために、基板を第２の前駆体に曝露させることと、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を除去することとを含む。いくつかの実施形態では、第１の表面は、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）のうちの１つ以上から選択される金属を含む。いくつかの実施形態では、第２の表面は誘電体材料を含む。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、５０ダルトンから５００ダルトンの範囲内の分子量を有する。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、１２０℃で１００ｍＴｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒの範囲内の蒸気圧を有する。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、以下の式（ｖｉ）、式（ｖｉｉ）、式（ｖｉｉｉ）、式（ｉｘ）、式（ｘ）、式（ｘｉ）の構造からなる群から選択される。
【0007】
［０００７］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それらいくつかの実施形態が添付の図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付図面が本開示の典型的な実施形態を例示しているにすぎず、よって本開示の範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】［０００８］本開示の１つ以上の実施形態による方法のプロセスフロー図を示す。
【図2A】［０００９］本開示の１つ以上の実施形態による、処理中の例示的な基板の断面図を示す。
【図2B】本開示の１つ以上の実施形態による、処理中の例示的な基板の断面図を示す。
【図2C】本開示の１つ以上の実施形態による、処理中の例示的な基板の断面図を示す。
【図2D】本開示の１つ以上の実施形態による、処理中の例示的な基板の断面図を示す。
【図2E】本開示の１つ以上の実施形態による、処理中の例示的な基板の断面図を示す。
【図2F】本開示の１つ以上の実施形態による、処理中の例示的な基板の断面図を示す。
【図3】［００１０］本開示の１つ以上の実施形態による例示的なクラスタツールを示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
［００１１］本開示のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示は、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施又は実行可能である。
【0010】
［００１２］本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される「基板」という用語は、処理が作用する表面又は表面の一部分を表している。また、基板への言及は、文脈が特に明確に示さない限り、基板の一部のみを指すこともありうると当業者には理解されよう。更に、基板への堆積に対する言及は、ベア基板と、１つ以上の膜又はフィーチャが上部に堆積又は形成された基板と、の両方を意味しうる。
【0011】
［００１３］本明細書で使用される「基板」は、製造プロセス中に膜処理が実行される基板上に形成された任意の基板又は材料表面を指す。例えば、処理が実行されうる基板表面は、用途に応じて、シリコン、酸化ケイ素、歪みシリコン、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素がドープされた酸化ケイ素、アモルファスシリコン、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイアといった材料、並びに、金属、金属窒化物、金属合金、及びその他の導電性材料といった、他の任意の材料を含む。基板は半導体ウエハを含むが、これに限定されるわけではない。基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール、ＵＶ硬化、電子ビーム（ｅビーム）硬化、及び／又はベークするために、基板が前処理プロセスに曝露されうる。基板自体の表面で直接膜処理することに加えて、本開示では、開示された任意の膜処理ステップは、以下でより詳細に開示されるように、基板に形成された下層においても実施することができる。そして、「基板表面」という用語は、文脈が示すように、このような下層を含むことが意図されている。ゆえに、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が基板表面上に堆積されている場合、新たに堆積された膜／層の露出面が基板表面となる。
【0012】
［００１４］本明細書で使用される「原子層堆積」又は「周期的堆積」は、基板表面上に材料の層を堆積させるために２つ以上の反応性化合物を順次曝露させることを指す。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される「反応性化合物」、「反応性ガス」、「反応種」、「前駆体」、「処理ガス」などの用語は、交換可能に使用され、表面反応（例えば、化学吸着、酸化、還元）において基板表面又は基板表面上の材料と反応可能な種を有する物質を意味する。基板又は基板の一部は、前駆体（又は反応性ガス）に順次又は実質的に順次曝露される。本明細書を通して使用されるように、「実質的に順次」は、前駆体曝露の持続時間の大部分が、共試薬への曝露と重ならないが、いくらかの重複がありうることを意味する。
【0013】
［００１５］金属は、多くの用途のために原子層堆積によって成長させることができる。本開示の１つ以上の実施形態は、有利には、金属含有膜を形成するための原子層堆積のためのプロセスを提供する。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「金属含有膜」という用語は、金属原子を含む膜であって、約１原子％以上の金属、約２原子％以上の金属、約３原子％以上の金属、約４原子％以上の金属、約５原子％以上の金属、約１０原子％以上の金属、約１５原子％以上の金属、約２０原子％以上の金属、約２５原子％以上の金属、約３０原子％以上の金属、約３５原子％以上の金属、約４０原子％以上の金属、約４５原子％以上の金属、約５０原子％以上の金属、約５５原子％以上の金属、約６０原子％以上の金属、又は約６５原子％以上の金属を有する膜を指す。いくつかの実施形態では、金属含有膜は、金属、金属窒化物、金属炭化物、又は金属酸化物のうちの１つ以上を含む。当業者であれば、ＭＯ（Ｍは金属）のような分子式の使用は、元素間の特定の化学量論的関係を意味するものではなく、単に膜の主要な構成要素の同一性を意味するものであることを認識するだろう。例えば、ＭＯは、金属と酸素原子を主要組成とする膜を指す。いくつかの実施形態では、特定膜の主要組成（すなわち、特定原子の原子パーセントの合計）は、原子基準で、膜の約９５％、９８％、９９％、又は９９．５％以上である。
【0014】
［００１６］本明細書で使用する「金属材料表面」又は「非金属材料表面」という語句は、それぞれ金属材料又は非金属材料の表面を指す。本開示の目的において、非金属材料は、不良導体、又は良好な絶縁体の特性を示す任意の材料である。非金属材料は、金属原子（例えば、窒化タンタル、窒化チタン）を含んでいてもよく、なおも非金属材料の範囲内に入る。いくつかの実施形態では、金属材料の代わりに「導電性材料」という用語が使用される。いくつかの実施形態では、非金属材料の代わりに「誘電体材料」という用語が使用される。
【0015】
［００１７］本明細書で使用される「第２の表面上方の第１の表面上に選択的に堆積させること」などの表現は、第１の表面上に第１の量又は厚さが堆積され、第２の表面上に第２の量又は厚さが堆積されることを意味し、ここで、第２の量又は厚さは、第１の量又は厚さよりも小さいか、又はいくつかの実施形態では、第２の表面上には量が堆積されない。
【0016】
［００１８］本明細書で使用される「上方に（ｏｖｅｒ）」という用語は、一方の表面を他方の表面の上部に物理的に配向することを意味するものではなく、むしろ、一方の表面と他方の表面との相対的な化学反応の熱力学的又は動力学的特性の関係を意味する。例えば、非金属材料表面上方の金属材料表面上に選択的に膜を堆積させるとは、金属材料表面上に膜が堆積し、非金属材料表面には膜がほとんど若しくは全く堆積しないことを意味し、又は、金属材料表面上への膜の形成が、非金属材料表面上への膜の形成に比べて熱力学的又は動力学的に有利であることを意味する。
【0017】
［００１９］３ｎｍノード（Ｎ３）以降の半導体構造では、接触抵抗（Ｒｃ）を低減することが重要である。本開示の１つ以上の実施形態は、第２の表面上方の基板の第１の表面上に、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に形成する方法を対象とする。基板は、第１の表面を有する金属材料（導電性材料）と、第２の表面を有する非金属材料（誘電体材料）とを含む。いくつかの実施形態では、第１の表面は、金属材料表面又は導電性材料表面と記載されることがある。いくつかの実施形態では、第１の表面は、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）のうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、第２の表面は、非金属材料表面又は誘電体材料表面と記載されることがある。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法は、ミドルエンドオブライン（ｍｉｄｄｌｅ ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｎｅ：ＭＥＯＬ）及びバックエンドオブライン（ｂａｃｋ ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｎｅ：ＢＥＯＬ）の用途を有する。
【0018】
【0019】
［００２１］図２Ａ～図２Ｆは、本開示の１つ以上の実施形態による処理方法１００中の例示的なデバイス２００の断面図を示す。図２Ａを参照すると、バリア層２１５、金属ライナ２２０、導電層２２５、エッチング停止層２３０、及び誘電体層２３５をその上に有する基板２１０が提供される。１つ以上の実施形態では、誘電体層２３５は少なくとも１つのフィーチャ２４０を有する。いくつかの実施形態では、基板２１０はウエハであり、例えば半導体基板である。いくつかの実施形態では、基板２１０はウエハ上のエッチング停止層である。
【0020】
［００２２］例示を目的として、図２Ａは、単一のフィーチャ２４０を有する基板２１０を示す。しかし、当業者であれば、複数のフィーチャが存在しうることを理解するだろう。図２Ａに示すように、フィーチャ２４０は、第１の表面２４５と第２の表面２５０を含む。いくつかの実施形態では、第１の表面２４５は、フィーチャ２４０の底面である。いくつかの実施形態では、第２の表面２５０は、フィーチャ２４０の側壁である。フィーチャ２４０の形状は、トレンチ、金属で充填されると層間で電流を伝達するビア、及び同じデバイス層内で電流を伝達するラインを含むがこれらに限定されない任意の適切な形状でありうる。１つ以上の実施形態では、導電層２２５は、同じデバイス層内で電流を伝達する金属線を形成することが理解されよう。いくつかの実施形態では、フィーチャ２４０は誘電体層２３５内の間隙を画定する。本明細書では、「フィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）」という用語は、任意の意図的な表面の凹凸を指す。フィーチャの適切な例は、上部、２つの側壁及び底部を有するトレンチ、上部及び２つの側壁を有するピークを含むが、これらに限定されない。フィーチャは、任意の適切なアスペクト比（フィーチャの深さ対フィーチャの幅の比）を有しうる。いくつかの実施形態では、アスペクト比は、約１：１、２：１、３：１、４：１、５：１、１０：１、１５：１、２０：１、２５：１、３０：１、３５：１又は４０：１以上である。
【0021】
［００２３］１つ以上の実施形態では、バリア層２１５はコンフォーマル層（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｌａｙｅｒ）である。バリア層２１５は、当業者に知られている任意の適切な材料を含み、当業者に知られている任意の適切な技法によって堆積されうる。いくつかの実施形態では、バリア層は、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、又は窒化タングステン（ＷＮ）から選択される。特定の実施形態では、バリア層２１５は窒化タンタル（ＴａＮ）を含む。いくつかの実施形態では、バリア層２１５はＡＬＤによって形成される。いくつかの実施形態では、バリア層２１５は、そのバリア層２１５自体にわたって物質が下の層へ拡散するのを防止する。
【0022】
［００２４］１つ以上の実施形態では、金属ライナ２２０は、当業者に知られている任意の適切な金属材料を含み、当業者に知られている任意の技法によって堆積されうる。１つ以上の実施形態では、金属ライナ２２０は、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び白金（Ｐｔ）のうちの１つ以上を含む。１つ以上の実施形態では、金属ライナ２２０は、タングステン（Ｗ）の単層又はモリブデン（Ｍｏ）の単層のうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、金属ライナ２２０は、タングステン又はモリブデンを含むか、又は基本的にこれらからなる。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「基本的に～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語は、材料が原子基準で約９５％、９８％又は９９％以上であることを意味する。
【0023】
［００２５］１つ以上の実施形態では、導電層２２５は、金属又は金属材料を含む。いくつかの実施形態では、金属又は金属材料は、任意の適切な金属材料でありうる。いくつかの実施形態では、本開示の金属材料は導電性材料である。適切な金属材料は、金属、導電性金属窒化物、導電性金属酸化物、金属合金、ケイ素、これらの組み合わせ、及びその他の導電性材料を含むが、これらに限定されない。
【0024】
［００２６］本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する場合、「酸化物」などの用語は、材料が１つ以上の特定の元素を含むことを意味する。この用語は、元素の特定の比率を意味するものと解釈すべきではない。したがって、「酸化物」などは、化学量論的な比率の元素又は非化学量論的な比率の元素を含みうる。
【0025】
［００２７］１つ以上の実施形態では、金属又は金属材料は、当業者に知られている任意の適切な金属を含みうる。いくつかの実施形態では、金属又は金属材料は、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び白金（Ｐｔ）のうちの１つ以上から選択される。いくつかの実施形態では、金属又は金属材料は、基本的に、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、又は白金（Ｐｔ）からなる。いくつかの実施形態では、金属又は金属材料は、基本的に、銅、コバルト、ルテニウム、タングステン、又はモリブデンからなる。いくつかの実施形態では、金属材料は、基本的に、タングステン又はモリブデンを含む、又はタングステン又はモリブデンからなる。
【0026】
［００２８］１つ以上の実施形態では、エッチング停止層２３０は、当業者に知られている任意の適切な材料を含む。１つ以上の実施形態では、エッチング停止層２３０は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、エッチング停止層２３０は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、及びＡＬＤから選択される技法を用いて堆積されうる。
【0027】
［００２９］１つ以上の実施形態では、金属ライナ２２０の一部及びエッチング停止層２３０が除去され、少なくとも１つのフィーチャ２４０の底部第１表面２４５が露出される。いくつかの実施形態では、底部第１表面２４５は、導電性材料２２５の上面の一部であり、よって、導電性材料２２５の一部が露出される。
【0028】
［００３０］１つ以上の実施形態では、誘電体層２３５は、任意の適切な材料でありうる。いくつかの実施形態では、誘電体層２３５は、隣接するデバイスを絶縁し、リークを防止する。適切な誘電体材料は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（例えば、ＳｉＮ）、炭化ケイ素（例えば、ＳｉＣ）、及びこれらの組み合わせ（例えば、ＳｉＣＯＮ）を含むが、これらに限定されない。適切な誘電体材料は、更に、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び低誘電率誘電体材料を含む。いくつかの実施形態では、誘電体材料は、基本的に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる。いくつかの実施形態では、誘電体層２３５は窒化ケイ素を含む。いくつかの実施形態では、誘電体層２３５は、基本的に窒化ケイ素からなる。
【0029】
［００３１］１つ以上の実施形態では、誘電体層２３５は、化学気相堆積（「ＣＶＤ」）、物理気相堆積（「ＰＶＤ」）、分子線エピタキシー（「ＭＢＥ」）、有機金属化学気相堆積（「ＭＯＣＶＤ」）、原子層堆積（「ＡＬＤ」）、スピンオン、又はマイクロエレクトロニクスデバイス製造の当業者に知られている他の堆積技法などであるが、これらに限定されない、任意の適切な堆積技法を使用して堆積される。
【0030】
［００３２］１つ以上の実施形態では、基板２１０は、方法１００の１つ以上の工程の間、独立して動作圧力に維持される。いくつかの実施形態では、動作圧力は、１００Ｔｏｒｒ以下、８０Ｔｏｒｒ以下、７０Ｔｏｒｒ以下、６０Ｔｏｒｒ以下、５０Ｔｏｒｒ以下、４０Ｔｏｒｒ以下、３０Ｔｏｒｒ以下、２０Ｔｏｒｒ以下、１５Ｔｏｒｒ以下、１０Ｔｏｒｒ以下、５Ｔｏｒｒ以下、１Ｔｏｒｒ以下、５００ｍＴｏｒｒ以下、２００ｍＴｏｒｒ以下、１００ｍＴｏｒｒ以下、又は５０ｍＴｏｒｒ以下である。いくつかの実施形態では、動作圧力は１０Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒ、３０Ｔｏｒｒ、４０Ｔｏｒｒ、５０Ｔｏｒｒ又は１００Ｔｏｒｒである。いくつかの実施形態では、基板２１０は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５の堆積中に、１ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから４０Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから２０Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから５Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから５００ｍＴｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから２００ｍＴｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから１００ｍＴｏｒｒ、１ｍＴｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから４０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから２０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから５Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから４０Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから２０Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから５Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから４０Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから２０Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ、又は２０Ｔｏｒｒから４０Ｔｏｒｒまでの範囲内の圧力に維持される。
【0031】
［００３３］いくつかの実施形態では、基板の温度は、方法１００の間に制御される。基板の温度はまた、動作温度とも称されうる。いくつかの実施形態では、動作温度は、４５０℃以下、４００℃以下、３５０℃以下、３００℃以下、２７５℃以下、２５０℃以下、２２５℃以下、２００℃以下、１５０℃以下、１００℃以下、又は８０℃以下である。いくつかの実施形態では、動作温度は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５を堆積させる間、６０℃から４５０℃、６０℃から３５０℃、６０℃から２５０℃、６０℃から１５０℃、６０℃から１００℃、１００℃から４５０℃、１００℃から３５０℃、１００℃から２５０℃、１００℃から２００℃、２００℃から４５０℃、２００℃から３５０℃、２００℃から３００℃、３００℃から４５０℃、３００℃から３５０℃、又は４００℃から４５０℃の範囲内にある。
【0032】
［００３４］図１を参照すると、例示的な方法１００は、オプションの前洗浄工程１０２から始まる。前洗浄工程は、当業者に知られている任意の適切な前洗浄プロセスでありうる。適切な前洗浄工程は、浸漬、自然酸化物除去などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、前洗浄工程１０２は、第１の表面２４５及び第２の表面２５０を洗浄する。いくつかの実施形態では、前洗浄工程１０２により、結果的に、実質的に酸化物を含まない、基板２１０の表面、例えば、第１の表面２４５及び／又は第２の表面２５０が形成される。本明細書において、「実質的に酸化物を含まない（ｆｒｅｅ ｏｆ ｏｘｉｄｅ）」という用語は、表面の酸素が原子基準で１０％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満、又は１％未満であることを意味する。
【0033】
［００３５］工程１０４において、基板２１０が第１の前駆体に曝露され、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５を堆積させる。本明細書で使用する場合、「基板が曝露される」という表現は、その上にある個々の材料及び層を含む基板全体が、指定されたプロセス又は条件に曝露されることを意味する。図２Ｂは、フィーチャ２４０の第１の表面２４５上に堆積した自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５を示す。いくつかの実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、第２の表面２５０上のフィーチャ２４０の第１の表面２４５上に選択的に堆積される。いくつかの実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）は、フィーチャ２４０の第２の表面２５０上には堆積されない。１つ以上の実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、フィーチャ２４０の底部において導電層２２５の露出した第１の表面２４５上に堆積される。上述のように、金属ライナ２２０の一部及びエッチング停止層２３０の一部が、例えばエッチングによって除去され、フィーチャ２４０の底部における導電層２２５の一部、例えば第１の表面２４５を露出させることに留意されたい。いくつかの実施形態では、工程１０４はドライ堆積プロセスである。
【0034】
［００３６］いくつかの実施形態では、「選択的に」とは、対象の材料が、選択されない表面での形成速度の約１．５倍、２倍、３倍、４倍、５倍、７倍、１０倍、１５倍、２０倍、２５倍、３０倍、３５倍、４０倍、４５倍、又は５０倍以上の速度で、選択された表面上に形成されることを意味する。別の言い方をすれば、選択された表面対選択されない表面についての記載プロセスの選択性は、約３：２、２：１、３：１、４：１、５：１、７：１、１０：１、１５：１、２０：１、２５：１、３０：１、３５：１、４０：１、４５：１、又は５０：１以上である。
【0035】
［００３７］１つ以上の実施形態では、第１の前駆体は、金属に可逆的に結合する。いくつかの実施形態では、第１の前駆体によって形成された自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、方法１００の後続の工程の間、実質的に無傷のままである。本明細書で使用される場合、「実質的に」という用語は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５の最大９９％、９８％、９５％、９０％、又は８０％が、方法１００の後続の工程の間、無傷のままであることを指す。
【0036】
［００３８］いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも１つ、少なくとも２つ、又は少なくとも３つの官能基を含む。いくつかの実施形態では、官能基は逆選択的ＡＬＤ堆積を可能にするように設計されている。いくつかの実施形態では、官能基は、不飽和炭化水素（例えば、アルケン、アルキン、フェニル、又はこれらの組み合わせ）、ケトン、ヒドロキシル、アルデヒド、エステル、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも１つの不飽和基を含む。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも１つのヒドロキシル基を含む。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも１つのアルデヒド基を含む。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも１つのケトン基を含む。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも１つのエステル基を含む。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも２つの官能基を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの官能基は、不飽和炭化水素（例えば、アルケン、アルキン、フェニル又はこれらの組み合わせ）、ケトン、ヒドロキシル、アルデヒド、エステル、又はこれらの誘導体から独立して選択される。いくつかの実施形態では、少なくとも３つの官能基の各々は、不飽和炭化水素（例えば、アルケン、アルキン、フェニル又はこれらの組み合わせ）、ケトン、ヒドロキシル、アルデヒド、エステル、又はこれらの誘導体から独立して選択される。いくつかの実施形態では、二官能基を用いた表面エンジニアリングにより、ビアコンタクト界面での電気抵抗に対する逆選択的ＡＬＤ堆積が可能となる。いくつかの実施形態では、二官能基は共役系として機能する。いくつかの実施形態では、共役系は孤立電子対基を含む。
【0037】
［００３９］理論に束縛されることを意図するものではないが、金属材料のｄ軌道は不飽和炭化水素のｓｐ２軌道と電子を共有し始めると考えられている。従って、いくつかの実施形態では、不飽和炭化水素は、２つの炭素原子間に少なくとも１つの二重結合を有する少なくとも１つの化合物を含む。いくつかの実施形態では、不飽和炭化水素は、２つの炭素原子間に少なくとも１つの三重結合を有する少なくとも１つの化合物を含む。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、不飽和炭化水素は、以下の式（ｉ）又は式（ｉｉ）による一般式を有する少なくとも１つの化合物を含む。
いくつかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、Ｈ、－Ｒ７ＯＨ、－ＣＨ（ＯＨ）Ｒ８、－Ｃ（ＯＨ）Ｒ９Ｒ１０、及び－ＣＯＲ１１から独立して選択される。いくつかの実施形態では、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１は、Ｈ及びアルキル基から独立して選択される。この点で使用されるように、アルキル基は１～３０個の炭素原子を含む。いくつかの実施形態では、アルキル基は１～４個の炭素原子を含む。いくつかの実施形態では、アルキル基は、線形基（例えば、直鎖飽和又は不飽和炭化水素）である。いくつかの実施形態では、アルキル基は、分枝基（例えば、分枝飽和又は不飽和炭化水素）である。いくつかの実施形態では、アルキル基は、環式基（例えば、環式飽和又は不飽和炭化水素）である。
【0038】
［００４０］理論に束縛されることを意図するものではないが、重合の可能性は、有利には、複数の不飽和結合の数が増加するにつれて増加すると考えられる。重合によって、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、方法１００の後続の工程中に剥がれ落ちにくくなりうる。更に、理論に束縛されることを意図するものではないが、不飽和炭化水素、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、第１の表面２４５上の後続の膜の核形成又は成長速度の１つ以上を抑制すると考えられる。したがって、いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、少なくとも１つの不飽和結合を含み、第１の表面２４５は、銅、コバルト、ルテニウム、タングステン、モリブデン、又はこれらの組み合わせを含む。
【0039】
［００４１］いくつかの実施形態では、単一のヒドロキシル基を有する前駆体は、逆選択的ＡＬＤ堆積を可能にするのに有効である。いくつかの実施形態では、単一のヒドロキシル基を含む前駆体で形成された自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、エッチング停止層２３０に衝撃を与え、及び／又は非金属表面２５０を改質する。したがって、１つ以上の実施形態では、孤立電子対及び共役系を有する二官能基は、銅、コバルト、ルテニウム、タングステン、モリブデン、又はこれらの組み合わせを含む金属表面２４５用に設計される。言い換えれば、いくつかの実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、金属表面２４５を選択的に遮断し、なおかつ、方法１００の後続の工程の間、非金属表面２５０を無傷に保つ。金属表面２４５は、銅、コバルト、ルテニウム、タングステン、モリブデン、又はこれらの組み合わせを含む。
【0040】
［００４２］いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、以下の式（ｉｉｉ）に従った構造を含む。ここで、Ｒ７はＨ及びＣ１－Ｃ４基から選択され、Ｒ８はＣ１－Ｃ４基である。
【0041】
［００４３］いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、以下の式（ｉｖ）に従った構造を含む。ここで、Ｒ７及びＲ９の各々は、Ｈ及びＣ１－Ｃ４基から独立して選択される。
【0042】
［００４４］いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、以下の式（ｖ）による構造を含む。ここで、Ｒ７及びＲ１０の各々は、Ｈ及びＣ１－Ｃ４基から独立して選択される。
【0043】
［００４５］いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、以下の式（ｖ）に従った構造を含む。ここで、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４の各々は、Ｈ及びＣ１－Ｃ４基から独立して選択される。
【0044】
［００４６］いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、以下の式（ｖｉ）、式（ｖｉｉ）、式（ｖｉｉｉ）、式（ｉｘ）、式（ｘ）、式（ｘｉ）、式（ｘｉｉ）及び式（ｘｉｉｉ）の構造からなる群から選択される。
【0045】
［００４７］１つ以上の実施形態では、第１の前駆体は、５０ダルトンから５００ダルトン、１００ダルトンから５００ダルトン、２００ダルトンから５００ダルトン、３００ダルトンから５００ダルトン、４００ダルトンから５００ダルトン、５０ダルトンから４００ダルトン、１００ダルトンから４００ダルトン、２００ダルトンから４００ダルトン、３００ダルトンから４００ダルトン、５０ダルトンから３００ダルトン、１００ダルトンから３００ダルトン、２００ダルトンから３００ダルトン、５０ダルトンから２００ダルトン、１００ダルトンから２００ダルトン、又は５０ダルトンから１００ダルトンの範囲内の分子量を有する。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、５００ダルトン未満、４００ダルトン未満、３００ダルトン未満、又は１００ダルトン未満の分子量を有する。
【0046】
［００４８］１つ以上の実施形態では、第１の前駆体は、１２０℃で、１００ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、３００ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、８００ｍＴｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、１００ｍＴｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、３００ｍＴｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、８００ｍＴｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、１００ｍＴｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、３００ｍＴｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、８００ｍＴｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、１００ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、３００ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、８００ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、１００ｍＴｏｒｒから８ｍＴｏｒｒ、３００ｍＴｏｒｒから８００ｍＴｏｒｒ、５００ｍＴｏｒｒから８００ｍＴｏｒｒ、１００ｍＴｏｒｒから５００ｍＴｏｒｒ、３００ｍＴｏｒｒから５００ｍＴｏｒｒ、又は１００ｍＴｏｒｒから３００ｍＴｏｒｒの範囲内の蒸気圧を有する。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、１００ｍＴｏｒｒ以上、３００ｍＴｏｒｒ以上、５００ｍＴｏｒｒ以上、８００ｍＴｏｒｒ以上、１Ｔｏｒｒ以上、１０Ｔｏｒｒ以上、５０Ｔｏｒｒ以上、又は９０Ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を有する。
【0047】
［００４９］１つ以上の実施形態では、基板２１０は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５を形成するために、任意の適切な流量で第１の前駆体に曝露されうる。いくつかの実施形態では、基板２１０は、５０ｓｃｃｍから２０００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍから２０００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍから２０００ｓｃｃｍ、１０００ｓｃｃｍから２０００ｓｃｃｍ、１５００ｓｃｃｍから２０００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍ、７５ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍの範囲内の流量で第１の前駆体に曝露される。いくつかの実施形態では、第１の前駆体の流量は、２０００ｓｃｃｍ以下、１５００ｓｃｃｍ以下、１０００ｓｃｃｍ以下、６００ｓｃｃｍ以下、５００ｓｃｃｍ以下、４００ｓｃｃｍ以下、３００ｓｃｃｍ以下、２５０ｓｃｃｍ以下、２００ｓｃｃｍ以下、１５０ｓｃｃｍ以下、１００ｓｃｃｍ以下、７５ｓｃｃｍ以下、又は５０ｓｃｃｍ以下である。
【0048】
［００５０］いくつかの実施形態では、基板２１０は、第１の前駆体の蒸気に浸漬される。いくつかの実施形態では、浸漬期間は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５を形成するための任意の適切な期間とすることができる。いくつかの実施形態では、浸漬期間は、１０秒以上、２０秒以上、３０秒以上、４５秒以上、６０秒以上、８０秒以上、１２０秒以上、１５０秒以上、又は２００秒以上である。
【0049】
［００５１］１つ以上の実施形態では、第１の前駆体は、動作温度及び／又は動作圧力において液体である。１つ以上の実施形態では、第１の前駆体は、動作温度及び／又は動作圧力において固体である。いくつかの実施形態では、第１の前駆体はアンプル又はシリンダーに貯蔵され、そこから第１の前駆体が基板２１０に供給される。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、動作温度及び／又は動作圧力において、０．１Ｔｏｒｒから１５０Ｔｏｒｒ、０．１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、０．１Ｔｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、０．１Ｔｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、０．１Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、０．１Ｔｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒ、０．５Ｔｏｒｒから１５０Ｔｏｒｒ、０．５Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、０．５Ｔｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、０．５Ｔｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、０．５Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから１５０Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから１５０Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒから５０Ｔｏｒｒ、５０Ｔｏｒｒから１５０Ｔｏｒｒ、５０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、又は１００Ｔｏｒｒから１５０Ｔｏｒｒの範囲内の蒸気圧を有する。いくつかの実施形態では、第１の前駆体は、動作温度及び／又は動作圧力において約０．１Ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を有する。
【0050】
［００５２］１つ以上の実施形態では、第１の前駆体は、金属、ハロゲン又は窒素のうちの１つ以上を実質的に含まない。このように使用される場合、「実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｆｒｅｅ）」という用語は、第１の前駆体が、原子基準で１０重量％未満、原子基準で５重量％未満、原子基準で３重量％未満、又は原子基準で１重量％未満であることを意味する。
【0051】
［００５３］１つ以上の実施形態では、第１の前駆体は、キャリアガスを更に含む。いくつかの実施形態では、キャリアガスは非反応性ガスである。いくつかの実施形態では、キャリアガスは希ガスを含む。いくつかの実施形態では、希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、又はアルゴン（Ａｒ）のうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、キャリアガスはアルゴン（Ａｒ）を含む。
【0052】
［００５４］いくつかの実施形態では、キャリアガスの流れは、第１の前駆体を容器から基板２１０に運ぶように構成される。いくつかの実施形態では、第１の前駆体を基板２１０に運ぶように構成されるアルゴン（Ａｒ）ガスの流量が制御される。
【0053】
［００５５］図１を参照すると、工程１０６において、基板２１０は、第２の表面２５０上にライナを選択的に堆積させるために第２の前駆体に曝露される。図２Ｃは、ライナ２６０が第２の表面２５０に選択的に堆積される様子を示している。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は、第２の表面２５０上に形成され、第１の表面２４５上には形成されない。いくつかの実施形態では、ライナ２６０はコンフォーマル層である。ライナ２６０は、当業者に知られている任意の適切な材料を含み、当業者に知られている任意の適切な技法によって堆積させることができる。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は金属窒化物を含む。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ライナ２６０はバリア層２１５と同じ特性を有する。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は原子層堆積（ＡＬＤ）によって選択的に堆積される。いくつかの実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、金属界面２４５を選択的に遮断し、選択的なＡＬＤ堆積のために非金属表面２５０を無傷で維持する。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は、基板２１０を金属前駆体及び反応物質に順次曝露させることによって堆積される。いくつかの実施形態では、ライナ２６０はプラズマを使用せずに形成される。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は、約２Å～約２０Åの範囲内の厚さを有する。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は単一のＡＬＤサイクルで形成される。いくつかの実施形態では、ライナ２６０は１～４０回のＡＬＤサイクルで形成される。１つ以上の実施形態では、１～４０回のＡＬＤサイクルの各サイクルは、ライナ２６０の厚さを約０．５Å堆積させるように構成される。
【0054】
［００５６］図１を参照すると、工程１０８において、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５が除去される。図２Ｄは、第１の表面２４５から除去された自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５を示す。自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、エッチングプロセスによって除去される。いくつかの実施形態では、エッチングプロセスは、プラズマ洗浄プロセスを含むがこれらに限定されない、任意の適切な手段を含みうる。１つ以上の実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、プラズマ処理によって除去される。いくつかの実施形態では、プラズマは、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、又はアルゴン（Ａｒ）プラズマのうちの１つ以上を含む。本明細書で使用する際に、水素、窒素、又はアルゴンを含むプラズマは、名指しされた種（ｓｐｅｃｉｅｓ ｎａｍｅｄ）の分子形態から形成されるプラズマを意味する。いくつかの実施形態では、プラズマは基本的に水素、窒素、アルゴン、又はこれらの組み合わせからなる。いくつかの実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、ライナ２６０に実質的な損傷を与えることなく除去される。
【0055】
［００５７］プラズマの出力は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）の組成、パッキング及び／又は厚さ、並びに周囲の材料の組成及び／又は厚さに応じて変化させることができる。いくつかの実施形態では、プラズマ出力は、約２０Ｗから約５００Ｗの範囲内、約２０Ｗから約４００Ｗの範囲内、約２０Ｗから約２５０Ｗの範囲内、約５０Ｗから約５００Ｗの範囲内、約１００Ｗから約５００Ｗの範囲内、約１００Ｗから約４５０Ｗの範囲内、約１００Ｗから約５００Ｗの範囲内、又は約２００Ｗから約４００Ｗの範囲内である。いくつかの実施形態では、プラズマ出力は約５０Ｗ、約２００Ｗ又は約４００Ｗである。
【0056】
［００５８］プラズマ曝露の持続時間は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５の組成、パッキング及び／又は厚さ、並びに周囲の材料の組成及び／又は厚さに応じて変化させることができる。いくつかの実施形態では、基板は、約２秒から約６０秒の範囲内、約３秒から約３０秒の範囲内、又は約５秒から約１０秒の範囲内の期間、プラズマに曝露される。いくつかの実施形態では、基板は、約３秒、約５秒、約１０秒、又は約３０秒の期間、プラズマに曝露される。
【0057】
［００５９］図１及び図２Ｅを参照すると、工程１１０において、接着層２６５が、バリア層２６０及び第１の表面２４５上に堆積される。図２Ｆは、バリア層２６０及び第１の表面２４５上に堆積された接着層２６５を示す。いくつかの実施形態では、接着層２６５は、バリア層２６０及び第１の表面２４５上にコンフォーマルに堆積される。いくつかの実施形態では、バリア層２６０上の接着層２６５の厚さは、第１の表面２４５上の接着層２６５の厚さと同じである。いくつかの実施形態では、バリア層２６０上の接着層２６５の厚さは、第１の表面２４５上の接着層２６５の厚さとは異なる。いくつかの実施形態では、バリア層２６０上の接着層２６５の厚さは、第１の表面２４５上の接着層２６５の厚さよりも大きい。いくつかの実施形態では、接着層２６５は、当業者に知られている任意の適切な材料を含み、当業者に知られている任意の適切な技法によって堆積されうる。
【0058】
［００６０］図１及び図２Ｆを参照すると、工程１１２において、方法１００は、基板を第３の前駆体に曝露させることによって、少なくとも１つのフィーチャ２４０内に導電性材料２７０を堆積させることを含む。いくつかの実施形態では、第３の前駆体は金属を含む。いくつかの実施形態では、第３の前駆体は、銅、コバルト、ルテニウム、タングステン、モリブデン、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、導電性材料２７０は、接着層２６５上に間隙充填プロセスによって堆積される。いくつかの実施形態では、間隙充填プロセスは、ボトムアップ充填又はコンフォーマル充填を含む。図２Ｇは、フィーチャ２４５内で相互接続を形成する導電性材料２７０を示す。
【0059】
［００６１］導電性材料２７０は、当業者に知られている任意の適切な材料とすることができる。いくつかの実施形態では、導電性充填材料２７０は、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）のうちの１つ以上を含む。
【0060】
［００６２］いくつかの実施形態では、フィーチャ２４０は、底部と上部とを含む。いくつかの実施形態では、底部はビアを含む。いくつかの実施形態では、上部はトレンチを含む。いくつかの実施形態では、第１の導電性充填材料は、フィーチャ２４０の下部を構成するビア部分を充填するためにボトムアップ方式で成長する。いくつかの実施形態では、第２の導電性材料が上部に堆積される。いくつかの実施形態では、第１の導電性材料と第２の導電性材料は同じである。いくつかの実施形態では、第１の導電性材料と第２の導電性材料は異なる。いくつかの実施形態では、フィーチャ２４０全体を一度に単一の導電性材料で充填し、フィーチャ２４０の下部と上部を１回のプロセスで充填する。
【0061】
［００６３］導電性材料２７０は、当業者に知られている任意の適切な技法によって堆積させることができる。いくつかの実施形態では、導電性材料２７０は、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス、又は物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセスのうちの１つ以上によって堆積される。いくつかの実施形態では、導電性材料２７０は、フィーチャ２４０を過剰に充填して、基板２１０の表面に過剰負荷を形成するように堆積される。その後、任意の適切な技法（例えば、エッチング、化学機械平坦化（ＣＭＰ）など）によって、過剰負荷が除去される。
【0062】
［００６４］理論に束縛されることを意図するものではないが、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５は、ほとんどのバリア層（例えば、膜２６０）で典型的に見られる抵抗の増大と比較すると、導電性充填材料２７０の抵抗をほんのわずか増大させるだけであると考えられる。したがって、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５の除去は、導電性充填材料２７０の抵抗を更に低下させうるオプションのプロセスである。いくつかの実施形態では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）２５５の除去は、金属相互接続２７０の抵抗を３０％、２０％、１０％又は５％減少させる。
【0063】
［００６５］本開示の追加的な実施形態は、図３に示すように、説明したデバイス及び方法を形成するための処理ツール９００を対象とする。アプライドマテリアルズ（登録商標）から入手可能なＣｅｎｔｕｒａ（登録商標）、Ｄｕａｌ ＡＣＰ、Ｐｒｏｄｕｃｅｒ（登録商標）ＧＴ、及びＥｎｄｕｒａ（登録商標）プラットフォームなどの様々なマルチ処理プラットフォーム、並びに他の処理システムが利用されうる。１つ以上の実施形態では、クラスタツール９００は、複数の側面を有する少なくとも１つの中央移送ステーション９２１、９３１を含む。ロボット９２５、９３５は、中央移送ステーション９２１、９３１内に配置され、ロボットブレード及びウエハを複数の側面の各々に移動させるように構成される。
【0064】
［００６６］クラスタツール９００は、中央移送ステーションに接続された、プロセスステーションとも称される複数の処理チャンバ９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、９１４、９１６、及び９１８を備える。様々な処理チャンバは、隣接する処理ステーションから分離した別個の処理領域を提供する。処理チャンバは、選択的金属堆積チャンバ、バリア金属堆積チャンバ、金属堆積チャンバ、ＰＶＤ金属堆積チャンバ、ＣＶＤ金属堆積チャンバ、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積チャンバ、ライナ金属堆積チャンバ、プラズマチャンバ、前洗浄チャンバ、エッチングチャンバ、１つ以上の移送空間、ウエハ配向／ガス抜きチャンバ、極低温冷却チャンバなどを含むがこれらに限定されない任意の適切なチャンバでありうる。処理チャンバ及び構成要素の特定の配置は、クラスタツールに応じて変更することができ、本開示の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【0065】
［００６７］１つ以上の実施形態では、クラスタツール９００は、基板を平面の炭化水素に曝露させて自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を形成するための自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積チャンバを含む。１つ以上の実施形態では、クラスタツール９００は、中央移送ステーションに接続された前洗浄チャンバを含む。
【0066】
［００６８］図３に示す実施形態では、ファクトリインターフェース９５０がクラスタツール９００の前面に接続されている。ファクトリインターフェース９５０は、ファクトリインターフェース９５０の前面９５１上にローディングチャンバ９５４及びアンローディングチャンバ９５６を含む。ローディングチャンバ９５４が左側に示され、アンローディングチャンバ９５６が右側に示されているが、当業者は、これが１つの可能な構成を表しているにすぎないことを理解するだろう。
【0067】
［００６９］ローディングチャンバ９５４及びアンローディングチャンバ９５６のサイズ及び形状は、例えば、クラスタツール９００内で処理される基板に応じて変化しうる。図示された実施形態では、ローディングチャンバ９５４及びアンローディングチャンバ９５６は、複数のウエハがカセット内に配置されたウエハカセットを保持するようにサイズ決定される。
【0068】
［００７０］ロボット９５２は、ファクトリインターフェース９５０内にあり、ローディングチャンバ９５４とアンローディングチャンバ９５６との間を移動することができる。ロボット９５２は、ローディングチャンバ９５４内のカセットからファクトリインターフェース９５０を通ってロードロックチャンバ９６０までウエハを移送可能である。また、ロボット９５２は、ロードロックチャンバ９６２からファクトリインターフェース９５０を通ってアンローディングチャンバ９５６内のカセットまでウエハを移送可能である。当業者には理解されるように、ファクトリインターフェース９５０は、複数のロボット９５２を有しうる。例えば、ファクトリインターフェース９５０は、ローディングチャンバ９５４とロードロックチャンバ９６０との間でウエハを移送する第１のロボットと、ロードロックチャンバ９６２とアンローディングチャンバ９５６との間でウエハを移送する第２のロボットとを有しうる。
【0069】
［００７１］図示されたクラスタツール９００は、第１のセクション９２０及び第２のセクション９３０を有する。第１のセクション９２０は、ロードロックチャンバ９６０、９６２を通してファクトリインターフェース９５０に接続される。第１のセクション９２０は、少なくとも１つのロボット９２５が内部に配置された第１の移送チャンバ９２１を含む。ロボット９２５はまた、ロボット式ウエハ搬送機構とも呼ばれる称される。第１の移送チャンバ９２１は、ロードロックチャンバ９６０、９６２、処理チャンバ９０２、９０４、９１６、９１８、及びバッファチャンバ９２２、９２４に対して中央に位置する。いくつかの実施形態のロボット９２５は、一度に複数のウエハを独立して移動させることができるマルチアームロボットである。１つ以上の実施形態では、第１の移送チャンバ９２１は、複数のロボット式ウエハ移送機構を含む。第１の移送チャンバ９２１内のロボット９２５は、第１の移送チャンバ９２１周囲のチャンバ間でウエハを移動させるように構成される。個々のウエハは、第１のロボット式機構の遠位端に位置するウエハ搬送ブレード上に担持される。
【0070】
［００７２］第１のセクション９２０内のウエハを処理した後、ウエハは、第２のセクション９３０まで通過チャンバを通って通過しうる。例えば、チャンバ９２２、９２４は、単方向又は双方向の通過チャンバでありうる。通過チャンバ９２２、９２４は、例えば、第２のセクション９３０における処理前に、ウエハを極低温冷却するために使用することができ、又は第１のセクション９２０に戻る前にウエハ冷却又は後処理を許容する。
【0071】
［００７３］システムコントローラ９９０は、第１のロボット９２５、第２のロボット９３５、第１の複数の処理チャンバ９０２、９０４、９１６、９１８、及び第２の複数の処理チャンバ９０６、９０８、９１０、９１２、９１４と通信している。システムコントローラ９９０は、処理チャンバ及びロボットを制御することができる任意の適切な構成要素でありうる。例えば、システムコントローラ９９０は、中央処理装置、メモリ、適切な回路、及びストレージを含むコンピュータでありうる。
【0072】
［００７４］プロセスは、概して、プロセッサによって実行されると、処理チャンバに本開示のプロセスを実行させるソフトウェアルーチンとして、システムコントローラ９９０のメモリに記憶されうる。当該ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって制御されるハードウェアから遠隔に位置する第２のプロセッサ（図示せず）によって記憶及び／又は実行されうる。本開示の方法のいくつか又はすべてはまた、ハードウェアで実行されうる。したがって、本プロセスは、ソフトウェアに実装され、コンピュータシステムを使用して、例えば、特定用途向け集積回路又は他のタイプのハードウェア実装としてのハードウェアで、又はソフトウェアとハードウェアの組合せとして実行されうる。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、プロセスが実行されるようにチャンバ動作を制御する特定用途コンピュータ（コントローラ）に変換する。
【0073】
［００７５］１つ以上の実施形態では、処理ツール９００は、ウエハを移動させるように構成された少なくとも１つのロボット９２５、９３５を備える中央移送ステーション９２１、９３１と、中央移送ステーションに接続された、選択的ビアフィルステーション、逆選択的堆積ステーション、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）形成ステーション、ＣＶＤステーション、ＰＶＤステーションのうちの１つ以上と、中央移送ステーションに接続されたオプションの前洗浄ステーションと、中央移送ステーション、選択的ビア充填ステーション、逆選択的堆積ステーション、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）形成ステーション、ＣＶＤステーション、ＰＶＤステーション又はオプションの前洗浄ステーションのうちの１つ以上に接続された少なくとも１つのコントローラとを備える。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つのコントローラは、ロボットを使用してステーション間でウエハを移動させるための構成と、ビアを選択的に充填するための構成と、基板を平面の炭化水素に曝露させ自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を形成するための構成、バリア層を逆選択的堆積させるための構成、金属を堆積させるための構成、及びウエハを前洗浄するための構成から選択される少なくとも１つの構成を有する。
【0074】
［００７６］１つ以上の実施形態では、処理ツールは、その中に基板支持体を有する前洗浄チャンバと、選択的金属堆積チャンバと、バリア金属堆積チャンバと、金属堆積チャンバと、ＰＶＤ金属堆積チャンバと、ＣＶＤ金属堆積チャンバと、オプションでオプションの前洗浄を含む自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積チャンバと、オプションでライナ金属堆積チャンバと、オプションでプラズマチャンバと、オプションでエッチングチャンバと、前洗浄チャンバ、選択的堆積チャンバ、オプションの自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積チャンバ、バリアメタル堆積チャンバ、ＰＶＤメタル堆積チャンバ、オプションのプラズマチャンバにアクセスするように構成されたロボットと、オプションのエッチングチャンバ、オプションのライナ金属堆積チャンバ、ＣＶＤ金属堆積チャンバ及びＰＶＤ金属堆積チャンバと、前洗浄チャンバ、選択的堆積チャンバ、オプションの自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）堆積チャンバ、バリア金属堆積チャンバ、ＰＶＤ金属堆積チャンバ、オプションのプラズマチャンバに接続されたコントローラと、オプションのエッチングチャンバ、オプションのライナ金属堆積チャンバ、ＣＶＤ金属堆積チャンバ及びＰＶＤ金属堆積チャンバ、並びにロボットとを備え、コントローラは、基板を洗浄すること、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を選択的に形成すること、ライナを選択的に堆積させること、オプションで金属ライナを形成すること、メタライゼーション層を形成すること、オプションで基板をエッチングすること、及びオプションで自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を除去することから選択された１つ以上の構成を有する。
【0075】
［００７７］本明細書全体を通して、「１つの実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」又は「実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通じて様々な箇所で「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「１つの実施形態では」、又は「実施形態では」といった表現が現れるが、必ずしも本開示の同じ実施形態を指すものではない。更に、特定のフィーチャ、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態では、任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【0076】
［００７８］本明細書における開示は、特定の実施形態を参照して説明されてきたが、当業者であれば、説明された実施形態が、本開示の原理及び適用を単に例示しているに過ぎないことを理解しよう。本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対して様々な修正及び変更を行うことができることが、当業者には明らかになろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にある修正例及び変形例を含むことができる。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図3】
【国際調査報告】