钝化层的区域选择性原子层沉积的制作方法

本公开内容的多个实施方式涉及用于选择性沉积钝化层的方法。特别地，本公开内容的多个实施方式针对在金属表面或介电表面上选择性沉积钝化层的方法。

背景技术：

1、在追求装置小型化(涉及纳米级特征的快速缩放)方面，半导体行业面临许多挑战。此类问题包括复杂的制造步骤(诸如多个平板印刷步骤)的引入和高性能材料的集成。为了维持装置小型化的节奏，选择性沉积已经表现出有前景，因为选择性沉积有可能通过简化集成方案来消除昂贵的平板印刷步骤。

2、材料的选择性沉积能以多种方式完成。化学前驱物可相对于另一个表面(金属或电介质)选择性与一个表面反应。可调节处理参数(诸如压强、基板温度、前驱物分压和/或气流)以调节特定表面反应的化学动力学。另一种可能的方案涉及表面预处理，该表面预处理能用于激活或去激活对进入的膜沉积前驱物感兴趣的表面。

3、区域选择性原子层沉积(as-ald)能被用于材料的选择性沉积。在as-ald期间，当所沉积的ald膜变得比用于钝化非生长表面的自组装单层(sam)厚时，ald膜可能向侧面生长(这可称为蘑菇状生长)，由此降低选择性。本领域中一直需要改善沉积选择性和避免在as-ald期间的问题的方法。

技术实现思路

1、本公开内容的一个或多个实施方式针对一种沉积膜的方法。一种在包括金属表面和介电表面的基板表面上选择性沉积膜的方法包括：在所述金属表面上沉积嵌段i分子，所述嵌段i分子包括炔烃和烯烃中的一者或多者；和使所述嵌段i分子与嵌段ii分子反应以在所述金属表面上形成钝化层，所述嵌段ii分子包括叠氮和硫醇中的一者或多者。

2、本公开内容的另一个实施方式涉及一种形成膜的方法。一种在包括金属表面和介电表面的基板表面上选择性沉积膜的方法包括：通过使炔烃和烯烃中的一者或多者与硫醇和叠氮中的一者或多者反应以在所述金属表面上形成钝化层，所述炔烃和所述烯烃独立地包括选自由以下项组成的群组中的头基：吡咯基、胺基、乙酰丙酮基、烷基酰肼基、环状酰肼基、膦酸盐基(phosphonate group)、杂环基、膦酸基(phosphonic acid group)、膦酸酯基、吡咯烷基、吡唑基、咪唑基、呋喃基、联咪唑基、噻吩基、噻唑基、噻二唑基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、喹喔啉基、吲唑基、噻嗪基、膦基(phosphinine group)、膦啉基(phosphinolinegroup)和磷酰基(phosphole group)，所述头基附连到长度为n的烃链，所述叠氮和所述硫醇独立地包括选自由以下项组成的群组中的尾基：脂环烃链、支链烃链、聚芳烃链和聚酯链，所述尾基附连到长度为m的烃链；和在所述介电表面上沉积介电层。

3、本公开内容的多个其他实施方式涉及一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括指令，所述指令当由处理腔室的控制器执行时使得所述处理腔室执行以下操作：在金属表面沉积嵌段i分子，所述嵌段i分子包括炔烃和烯烃中的一者或多者；和使所述嵌段i分子与嵌段ii分子反应以在所述金属表面上形成钝化层，所述嵌段ii分子包括叠氮和硫醇中的一者或多者。

技术特征：

1.一种在包括金属表面和介电表面的基板表面上选择性沉积膜的方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述炔烃和所述烯烃独立地包括选自由以下项组成的群组中的头基：吡咯基、胺基、乙酰丙酮基、烷基酰肼基、环状酰肼基、膦酸盐基、杂环基、膦酸基、膦酸酯基、吡咯烷基、吡唑基、咪唑基、呋喃基、联咪唑基、噻吩基、噻唑基、噻二唑基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、喹喔啉基、吲唑基、噻嗪基、膦基、膦啉基和磷酰基，所述头基附连到长度为n的烃链。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述叠氮和所述硫醇独立地包括选自由以下项组成的群组中的尾基：脂环烃链、支链烃链、聚芳烃链和聚酯链，所述尾基附连到长度为m的烃链。

4.如权利要求1所述的方法，其中沉积所述膜包括气相或溶剂相反应。

5.如权利要求1所述的方法，其中沉积所述膜包括气相反应。

6.如权利要求2所述的方法，其中n是从2至50的整数。

7.如权利要求3所述的方法，其中m是从2至50的整数。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述嵌段i分子和所述嵌段ii分子在从10℃至200℃的范围内的温度下热反应。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述嵌段ii分子选自以下项中的一者或多者：

10.如权利要求9所述的方法，进一步包括与选自以下项中的一者或多者的双官能嵌段iii分子反应：

11.如权利要求1所述的方法，其中反应包括光引发在所述嵌段i分子与所述嵌段ii分子之间的反应。

12.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用催化剂。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述催化剂选自由以下项组成的群组：铜催化剂、钴催化剂、钌催化剂和钨催化剂。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述方法在基板处理腔室中执行。

15.如权利要求1所述的方法，进一步包括在所述介电表面上沉积介电膜。

16.一种在包括金属表面和介电表面的基板表面上选择性沉积膜的方法，所述方法包括：

17.如权利要求16所述的方法，其中形成所述钝化层包括在从10℃至200℃的范围内的温度下热反应。

18.如权利要求16所述的方法，其中形成所述钝化层包括光引发炔烃和烯烃中的一者或多者与硫醇和叠氮中的一者或多者之间的反应。

19.如权利要求16所述的方法，其中使所述叠氮和所述炔烃反应包括使用催化剂，所述催化剂选自由以下项组成的群组：铜催化剂、钴催化剂、钌催化剂和钨催化剂。

20.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括指令，当所述指令由处理腔室的控制器执行时使得所述处理腔室执行以下操作：

技术总结
描述了增强选择性沉积的方法。在一些实施方式中，在介电材料的沉积之前，在金属表面上沉积钝化层。在金属表面上沉积嵌段I分子，并且使嵌段II分子与所述嵌段I分子反应以形成钝化层。

技术研发人员：王勇,安德里亚·列奥尼,多琳·卫英·勇,约翰·苏迪约诺
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：2024/1/14