在含硅表面上的选择性沉积制造技术

一种用于选择性钝化衬底表面的方法，其中所述衬底表面包括包含氮化硅的至少第一表面和包含除氮化硅以外的材料的至少第二表面。该方法包括将表面暴露于至少一种有机异氰酸酯的步骤，其中所述有机异氰酸酯选择性地与氮化硅反应以使第一表面钝化，从而保留第二表面基本上未反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在含硅表面上的选择性沉积相关申请的交叉引用本申请要求2018年8月27日提交的美国临时申请号62/723,023和2019年8月23日提交的美国专利申请号16/548,983的优先权，其公开内容在此全部引入作为参考。
技术介绍
本申请涉及在衬底的第一表面上相对于第二表面的选择性沉积。另外，进一步处理可用于随后在第二表面上相对于第一表面沉积不同的材料。主要由于现代光刻工艺在使得能够制造基于不断缩小的物理尺寸的先进半导体器件上的限制，选择性沉积工艺获得了很大发展势头。传统上，微电子工业中的图案化使用各种光刻术和蚀刻工艺完成。然而，由于光刻术以指数方式变得更复杂和昂贵，使用选择性沉积形成自对准特征正变得远远更具吸引力。自对准通孔结构的制造显著受益于可制造的选择性沉积工艺。选择性沉积的另一个潜在应用是间隙填充。在间隙填充中，介电“填充”膜从沟槽底部向顶部选择性生长。选择性沉积可用于其他应用，例如选择性侧壁沉积，其中膜选择性地沉积在三维FIN-FET结构的暴露表面上。这将使得能够沉积侧壁间隔物而不需要复杂的图案化步骤。用作栅极介电质和电容器介电质的金属和金属氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于选择性钝化衬底表面的方法，其中所述衬底表面包括包含氮化硅的至少第一表面和包含除氮化硅以外的材料的至少第二表面，该方法包括以下步骤：/na.任选地，用氢等离子体或氨等离子体处理所述表面；和/nb.将所述表面暴露于至少一种具有根据式I的结构的有机异氰酸酯：/nR-N＝C＝O (I)，/n其中R选自H、取代或未取代的C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180827 US 62/723,0231.一种用于选择性钝化衬底表面的方法，其中所述衬底表面包括包含氮化硅的至少第一表面和包含除氮化硅以外的材料的至少第二表面，该方法包括以下步骤：
a.任选地，用氢等离子体或氨等离子体处理所述表面；和
b.将所述表面暴露于至少一种具有根据式I的结构的有机异氰酸酯：
R-N＝C＝O(I)，
其中R选自H、取代或未取代的C1-C18直链烷基、取代或未取代的支链C3-C18烷基、取代或未取代的C3-C8环烷基、取代或未取代的C3-C10杂环基、取代或未取代的C3-C18烯基、取代或未取代的C4-C18芳基、取代或未取代的C5-C20芳基烷基和取代或未取代的C3-C10炔基，其中所述至少一种有机异氰酸酯选择性地与所述氮化硅反应以钝化所述第一表面，从而保留所述第二表面基本上未反应。


2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在步骤a和b之前执行的以下步骤：
使所述衬底表面与湿化学组合物接触；
用去离子水冲洗所述表面；和
干燥所述表面，
其中所述湿化学组合物包含选自以下的至少一种：包含H2O2(28％aq)、NH4O4(28-30％)和H2O的组合物；HF(0.01％-5％(aq))；过氧化物；RCA清洁化学品SC-1和SC-2；和H2SO4/H2O2的混合物。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二表面包含选自SiO2、金属氧化物、铜、钴、钨、非晶硅、多晶硅、单晶硅、锗和非晶氢化锗中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二表面包含SiO2。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种有机异氰酸酯是具有结构CnF2n+1CH2N＝C＝O的氟取代的C1至C18直链烷基，其中n为1至17。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一种有机异氰酸酯选自CF3CH2N＝C＝O、C2F5CH2N＝C＝O、C3F7CH2N＝C＝O、C4F9CH2N＝C＝O、C5F11CH2N＝C＝O、C6F13CH2N＝C＝O、C7F15CH2N＝C＝O、C8F17CH2N＝C＝O和C9F19CH2N＝C＝O。


7.根据权利要求1所述的方法，其中R是具有结构CnCl2n+1CH2N＝C＝O的氯取代的C1至C18直链烷基，其中n为1至17。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一种有机异氰酸酯选自CCl3CH2N＝C＝O、C2Cl5CH2N＝C＝O、C3Cl7CH2N＝C＝O、C4Cl9CH2N＝C＝O、C5Cl11CH2N＝C＝O、C6Cl13CH2N＝C＝O、C7Cl15CH2N＝C＝O、C8Cl17CH2N＝C＝O和C9Cl19CH2N＝C＝O。


9.根据权利要求1所述的方法，其中R是取代或未取代的C3至C8环烷基。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一种有机异氰酸酯选自环丙基异氰酸酯、环丁基异氰酸酯、环己基异氰酸酯和甲基环己基异氰酸酯。


11.根据权利要求1所述的方法，其中R是取代或未取代的C4至C18芳基。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述至少一种有机异氰酸酯选自苯基异氰酸酯、甲苯基异氰酸酯、二甲基苯基异氰酸酯、萘基异氰酸酯、2-乙基苯基异氰酸酯和二甲苯基异氰酸酯。


13.根据权利要求1所述的方法，其中R是未取代的C1至C18直链烷基，或R是取代或未取代的支链C3至C18烷基。


14.根据权利要求13所述的方法，其中所述至少一种有机异氰酸酯选自甲基异氰酸酯、乙基异氰酸酯、丙基异氰酸酯、异丙基异氰酸酯、正丁基异氰酸酯、仲丁基异氰酸酯、叔丁基异氰酸酯、戊基异氰酸酯、己基异氰酸酯、辛基异氰酸酯、癸基异氰酸酯、十二烷基异氰酸酯、硬脂基异氰酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基异氰酸酯和1-甲基庚基异氰酸酯。


15.根据权利要求1所述的方法，其中R是取代或未取代的C5至C20芳基烷基。


16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一种有机异氰酸酯是苄基异氰酸酯。


17.根据权利要求1所述的方法，其中所述暴露步骤用所述至少一种有机异氰酸酯的蒸气进行。


18.一种在衬底表...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·M·皮尔斯坦，
申请(专利权)人：弗萨姆材料美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US