用于图案化应用的选择性沉积的方案制造技术

本文描述相对于第二基板表面将膜选择性地沉积至第一基板表面上的方法。所述方法可包括以下步骤：在不保护电介质的情况下，将第二金属沉积于第一金属上；用交联的自组装单层保护所述金属；以及在所述金属受保护的同时，将第二电介质沉积电介质于第一电介质上。

Selective Deposition Scheme for Patterned Applications

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于图案化应用的选择性沉积的方案
本公开内容的实施例总的来说涉及选择性地沉积膜的方法。更具体而言，本公开内容的实施例涉及使用自组装单层和可选的处理反应剂选择性地沉积膜的方法。
技术介绍
选择性沉积工艺正获得极大的动力，主要是因为需要用于半导体的图案化应用。传统上，已使用各种光刻和蚀刻工艺来完成微电子工业中的图案化。然而，由于光刻正以指数方式变得复杂和昂贵，所以使用选择性沉积来沉积特征正变得更有吸引力得多。选择性沉积的另一种潜在应用是缝隙填充。在缝隙填充中，填充膜从沟槽的底部朝向顶部选择性地生长。选择性沉积可被用于其他的应用，诸如选择性侧壁沉积(其中膜被生长在鳍片的侧边上)。这将实现沉积侧壁间隔件而不需要复杂的图案化步骤。因此，在本领域中需要先于不同表面将膜选择性地沉积至一个表面上的方法。
技术实现思路
本公开内容的一个或多个实施例涉及选择性沉积方法，所述方法包括以下步骤：提供基板，所述基板具有第一金属表面和第一电介质表面。将第二金属膜选择性地沉积于第一金属表面上，以形成第二金属表面。通过形成交联的自组装单层(cross-linkedself-assembledmonolayer)来钝化第二金属表面以形成钝化层，所述交联的自组装单层可包括在约5个至约20个的范围内的碳原子。将第二电介质膜选择性地沉积于第一电介质表面上，以形成第二电介质表面。从第二金属表面移除钝化层。在第二金属膜的沉积期间，电介质表面不被钝化。本公开内容的进一步实施例涉及选择性沉积方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供基板，所述基板具有金属表面和电介质表面；(b)用交联的自组装单层来钝化金属表面以形成钝化层，其中钝化金属表面包括以下步骤：使金属表面暴露于化合物，所述化合物具有头部基团(headgroup)、碳链及尾部基团(tailgroup)，所述化合物形成自组装单层，所述碳链具有在约5个至约20个的范围内的碳原子，并且尾部基团可包括疏水部分；(c)将第二电介质膜选择性地沉积于第一电介质表面上，以形成第二电介质表面；(d)移除钝化层；(e)将第二金属膜选择性地沉积于第一金属表面上，以形成第二金属表面；以及(f)重复步骤(b)至步骤(e)，以生长第二电介质膜和第二金属膜，以形成预定厚度的第二电介质膜和预定厚度的第二金属膜。在第二金属膜的沉积期间，电介质表面不被钝化。本公开内容的进一步实施例涉及选择性沉积方法，所述方法包括以下步骤：提供基板，所述基板具有第一金属和第一电介质，所述第一金属具有第一金属表面，而所述第一电介质具有第一电介质表面。将第二金属的膜选择性地沉积在第一金属表面上以形成第二金属膜，所述第二金属膜具有第二金属表面。第二金属与第一金属不同。通过形成交联的自组装单层来钝化第二金属表面以形成钝化层，所述交联的自组装单层包括碳链，所述碳链具有约5个至约20个的范围内的碳原子。通过使基板暴露于SAM前驱物以及交联工艺来形成交联的自组装单层，所述交联工艺包括以下项中的一个或多个：化学反应、UV光、电子束或热量。将第二电介质的膜选择性地沉积于第一电介质表面上，以形成第二电介质膜，所述第二电介质膜具有第二电介质表面。第二电介质与第一电介质不同。从第二金属表面移除钝化层。在第二金属膜的沉积期间，电介质表面不被钝化。附图简单说明为详细了解本专利技术的上述特征，可参照实施例(其中一些示出于附图中)而对以上简要概述的本专利技术作更特定的描述。然而，应注意的是，附图仅示出本专利技术的典型实施例，因此不应将所述附图视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其它等效的实施例。图1示出根据本公开内容的一个或多个实施例的处理方法；以及图2示出根据本公开内容的一个或多个实施例的处理方法。具体实施方式如本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“基板(substrate)”以及“晶片(wafer)”可互换使用，两者皆指表面、或表面的一部分，工艺作用在所述表面或表面的一部分上。本领域技术人员还将理解的是，除非上下文另有清楚指明，对基板的引用也可仅指基板的一部分。此外，对在基板上沉积的引用可意指裸基板，亦可意指上面沉积或形成有一个或多个膜或特征的基板。本文中使用的“基板(substrate)”是指任何基板或形成在基板上的材料表面，在制造工艺期间，膜处理在所述基板或材料表面上执行。例如，根据应用，可在其上执行处理的基板表面包括诸如以下材料之类的材料：硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、掺杂碳的氧化硅、氮化硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石以及任何其它材料(诸如金属、金属氮化物、金属合金以及其它导电材料)。基板可包括但不限于半导体晶片。可以使基板暴露于预处理工艺，以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟化(或以其它方式产生或嫁接目的化学部分(chemicalmoiety)，以赋予化学官能基)、退火及/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，如以下更详细公开的，任何公开的膜处理步骤也都可以在形成于基板上的底层上执行，且术语“基板表面(substratesurface)”旨在包括如上下文指出的这种底层。因此，例如，当膜/层或部分膜/层已被沉积到基板表面上时，新沉积的膜/层的被暴露的表面成为基板表面。给定的基板表面包括什么将取决于要沉积什么膜以及所使用的特定化学品。在一个或多个实施例中，第一基板表面可以包括金属、金属氧化物或H封端的SixGel-x，并且第二基板表面可包括含硅电介质，反之亦然。在某些实施例中，基板表面可包括某些官能基(例如，-OH、-NH等)。如本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“反应气体(reactivegas)”、“前驱物(precursor)”、“反应剂(reactant)”等等可互换使用，以指代包括与基板表面反应的物质的气体。例如，第一“反应气体”可以仅吸附于基板的表面上，并可用于与第二反应气体的进一步化学反应。本公开内容的实施例提供了先于第二表面将膜选择性地沉积至一个表面上的方法。如本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“先于另一个表面将膜选择性地沉积在一个表面上(selectivelydepositingafilmononesurfaceoveranothersurface)”等用语意指第一量的膜被沉积在第一表面上且第二量的膜被沉积在第二表面上，其中第二量的膜少于第一量的膜或没有膜沉积在第二表面上。就此使用的术语“先于(over)”并非暗指一个表面在另一个表面的顶部上的物理方向，而是暗指相对于另一个表面的与一个表面的化学反应的热力学或动力学性质的关系。例如，先于电介质表面将钴膜选择性地沉积至铜表面上意指钴膜沉积在铜表面上，且较少或没有钴膜沉积在电介质表面上；或指在铜表面上形成钴膜比在电介质表面上形成钴膜在热力学或动力学上要更有利。近几十年来，半导体社群已尝试通过以转化为较低成本、减少的处理时间和更小的特征尺寸的替代方案取代光刻步骤来改进集成电路(IC)处理。这些替代方案中的许多替代物属于“选择性沉积”的整体类别。一般而言，选择性沉积指的是，相较于其它基板材料而言，可在目标基板材料上有较高净沉积速率的工艺，使得可在目标基板材料上达成期望的膜厚度，而在其它基板材料上仅有可忽略的沉积(其中由工艺限制(processconstrain本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性沉积方法，包括以下步骤：提供基板，所述基板具有第一金属表面和第一电介质表面；将第二金属膜选择性地沉积于所述第一金属表面上，以形成第二金属表面；通过形成交联的自组装单层来钝化所述第二金属表面以形成钝化层，所述交联的自组装单层包括在约5个至约20个的范围内的碳原子；将第二电介质膜选择性地沉积于所述第一电介质表面上以形成第二电介质表面；以及从所述第二金属表面移除所述钝化层，其中在所述第二金属膜的沉积期间，所述电介质表面不被钝化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 US 62/452,609;2018.01.26 US 15/880,6711.一种选择性沉积方法，包括以下步骤：提供基板，所述基板具有第一金属表面和第一电介质表面；将第二金属膜选择性地沉积于所述第一金属表面上，以形成第二金属表面；通过形成交联的自组装单层来钝化所述第二金属表面以形成钝化层，所述交联的自组装单层包括在约5个至约20个的范围内的碳原子；将第二电介质膜选择性地沉积于所述第一电介质表面上以形成第二电介质表面；以及从所述第二金属表面移除所述钝化层，其中在所述第二金属膜的沉积期间，所述电介质表面不被钝化。2.一种选择性沉积方法，包括以下步骤：(a)提供基板，所述基板具有金属表面和电介质表面；(b)利用交联的自组装单层钝化所述金属表面以形成钝化层，其中钝化所述金属表面包括以下步骤：使所述金属表面暴露于化合物，所述化合物具有头部基团、碳链和尾部基团，所述化合物形成自组装单层，所述碳链具有在约5个至约20个的范围内的碳原子，且所述尾部基团包括疏水部分；(c)将第二电介质膜选择性地沉积于所述第一电介质表面上，以形成第二电介质表面；(d)移除所述钝化层；(e)将第二金属膜选择性地沉积于所述第一金属表面上，以形成第二金属表面；以及(f)重复步骤(b)至步骤(e)，以生长所述第二电介质膜和所述第二金属膜，以形成预定厚度的第二电介质膜和预定厚度的第二金属膜，其中在所述第二金属膜的沉积期间，所述电介质表面不被钝化。3.如权利要求1或2所述的方法，其中形成所述交联的自组装单层包括以下步骤：使所述基板暴露于SAM前驱物和交联工艺。4.如权利要求3所述的方法，其中所述SAM前驱物包括组合物，所述组合物具有头部基团和尾部基团。5.如权利要求4所述的方法，其中所述头部基团包括以下项中的一个或多个：甲硅烷基、磷酸基或硫醇基。6.如权利要求5所述的方法，其中所述SAM前驱物包括以下项中的一个或多个：其中A是所述头部基团。7.如权利要求4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴斯，A·B·玛里克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US