基板、选择性膜沉积方法、有机物的沉积膜及有机物技术

本公开的实施方式的选择性膜沉积方法的特征在于，对于具有包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域和包含非金属无机材料的第二表面区域这两者均露出的结构的基板，使通式(1)所示的有机物的膜选择性地沉积于第一表面区域而非第二表面区域。(通式(1)中，N为氮原子。R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基板、选择性膜沉积方法、有机物的沉积膜及有机物
本公开涉及基板、使膜选择性地沉积于基板的包含金属及金属氧化物中的至少1种的表面区域的选择性膜沉积方法、有机物的沉积膜及有机物等。
技术介绍
近年来，半导体芯片的结构日益微细化，通过选择性去除结构体的一部分而图案化的以往的光刻法(ithography)存在步骤数多、成本高的问题。认为化学气相沉积(CVD)法、原子层沉积(ALD)法若能够在基板上的期望位置选择性地形成膜，则为最适合形成微细结构的工艺，可解决这些问题。但是，对于具有用于电极、布线的金属、用于绝缘膜的无机电介质等材料不同的多种表面区域的基板而言，在通过CVD法、ALD法选择性地沉积膜时，需要选择性地沉积出沉积抑制用膜，以往的方法的选择性并非足够高。关于选择性的膜形成方法，已知如下方法：对不希望形成膜的区域，沉积可抑制膜沉积的材料的方法。例如，专利文献1公开了通过原子层沉积(ALD)法在基板上形成TiN、AlN或SiN等无机材料的薄膜的图案的方法，其包括：使用由氟含量为30原子％以上、具有至少1个叔碳或季碳且不具有酯基、羟基、羧基及酰亚胺基的含氟树脂构成的原子层沉积抑制材料，通过丝网印刷等在基板上形成原子层沉积抑制层的图案，接着通过原子层沉积法在不存在原子层沉积抑制层的区域形成无机材料层。另外，专利文献2公开了在具有露出的金属表面及露出的含硅表面的基板上选择性地沉积层的方法，其包括：(a)在上述露出的金属表面上生长第1自组织化单分子膜；(b)在上述露出的含硅表面上生长作为有机硅烷系的第2自组织化单分子膜；(c)对上述基板进行加热，从上述露出的金属表面上去除上述第1自组织化单分子膜；(d)在上述露出的金属表面上选择性地沉积作为低介电常数电介质层或金属层的层；和(e)对上述基板进行加热，从上述露出的含硅表面上去除第2自组织化单分子膜。根据上述方法，对于具有由不同材料形成的第1表面和第2表面的基板，能够利用两者的表面状态差异使膜选择性沉积于第1表面，而不是第2表面。另外，根据上述方法，能够减少形成微细结构的工艺的步骤数。另外，例如专利文献3公开了下述工艺：在包括作为金属性表面的第1表面和作为电介质表面的第2表面的基板上，进行包括接触第1气相前体物质的步骤和接触第2气相前体物质的步骤的沉积循环，使有机薄膜选择性地形成于第1表面上而非第2表面。专利文献3的实施例1中记载：以具有与氧化硅表面交替的钨(W)特征的200mm硅晶圆为基板，使用1,6-二氨基己烷(DAH)和均苯四酸二酐(PMDA)进行250～1000次沉积循环，形成聚酰亚胺膜，并且金属钨表面上的聚酰亚胺膜的厚度大于SiO2表面上的聚酰亚胺膜的厚度。专利文献4公开了使用专利文献3中记载的有机膜的选择性沉积法在金属制的第1表面上选择性形成钝化层之后，仅在电介质的第2表面上形成层X的方法、以及进一步利用该方法形成集成电路的金属导体化结构的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本再公表WO2016/147941号专利文献2：日本特表2018-512504号公报专利文献3：日本特开2017-216448号公报专利文献4：日本特开2018-137435号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，专利文献1中没有公开在单一材料的基板上使用原子层沉积抑制材料形成规定的图案、并且对于具有不同材料的多种表面区域的基板在期望的表面区域选择性地形成原子层沉积抑制层的方法。专利文献2中使用的有机硅烷系自组织化单分子膜是选择性地沉积于含硅表面上，而不是选择性地沉积于金属或金属氧化物上。专利文献3及专利文献4中记载的选择性地形成有机薄膜的方法需要将切换原料和温度的沉积循环重复进行多次，对于有机薄膜的形成而言非常费工夫。鉴于上述课题，本公开的目的在于，通过简单的操作使有机物的膜选择性地沉积于基板上的包含金属及金属氧化物中的至少1种的表面区域、而非基板上的非金属无机材料表面区域的选择性膜沉积方法；通过上述方法沉积而成的有机物的沉积膜及该有机物等。用于解决问题的方案本专利技术人们进行了深入研究，结果发现，后述通式(1)所示的有机物能够使有机物的膜选择性地沉积于基板上的包含金属及金属氧化物中的至少1种的表面区域、而非基板上的非金属无机材料表面区域，从而完成了本公开。本公开的实施方式的选择性膜沉积方法的特征在于，对于具有包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域和包含非金属无机材料的第二表面区域这两者均露出的结构的基板，使下述通式(1)所示的有机物的膜选择性地沉积于上述第一表面区域、而非上述第二表面区域。(通式(1)中，N为氮原子。R1为碳数1～30的任选具有杂原子、卤原子的烃基，R2、R3、R4及R5各自独立地为氢原子或碳数1～10的任选具有杂原子、卤原子的烃基。其中，该烃基的碳数为3以上时，也包括支链或环状结构的烃基。需要说明的是，n为0以上且5以下的整数，n＝0时，不存在R4、R5。)根据上述选择性膜沉积方法，可提供如下方法：通过使用上述通式(1)所示的有机物，能够通过简单的操作使有机物的膜选择性地沉积于在基板上露出的包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域、而非在基板上露出的包含非金属无机材料的第二表面区域。本公开的实施方式的基板的特征在于，其具有包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域和包含非金属无机材料的第二表面区域这两者均露出的结构，在上述第一表面区域具有上述通式(1)所示的有机物的膜，在上述第二表面区域不具有上述有机物的膜或上述第二表面区域上的上述有机物的膜的厚度t2小于上述第一表面区域上的上述有机物的膜的厚度t1。根据上述基板，可以提供如下基板：有机物的膜选择性地沉积于在基板上露出的包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域、而非在基板上露出的包含非金属无机材料的第二表面区域。本公开的实施方式的有机物的沉积膜的特征在于，通过上述方法而形成，选择性地沉积于基板上且为如上述通式(1)所示的有机物的沉积膜。本公开的实施方式的有机物的特征在于，以用于对上述基板的包含金属及金属氧化物中的至少1种的表面区域的选择性的膜沉积方法为特征且如上述通式(1)所示。通过使用上述有机物，从而能够通过简单的操作使有机物的膜选择性地沉积于在基板上露出的包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域、而非在基板上露出的包含非金属无机材料的第二表面区域。本公开的实施方式的溶液的特征在于，包含特征在于如上述通式(1)所示的有机物和溶剂。专利技术的效果根据本公开的实施方式的选择性膜沉积方法，能够提供如下方法：通过使用上述通式(1)所示的有机物，通过简单的操作使通式(1)所示的有机物的膜选择性地沉积于在基板上露出的包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域、而非在基板上露出的包含非金属无机材料的第二表面区域。根据本公开的实施方式的基板，能够提供下述基板：通式(1)所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性膜沉积方法，其特征在于，对于具有包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域和包含非金属无机材料的第二表面区域这两者均露出的结构的基板，/n使下述通式(1)所示的有机物的膜选择性地沉积于所述第一表面区域、而非所述第二表面区域，/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190110 JP 2019-002313;20190424 JP 2019-0831101.一种选择性膜沉积方法，其特征在于，对于具有包含金属及金属氧化物中的至少1种的第一表面区域和包含非金属无机材料的第二表面区域这两者均露出的结构的基板，
使下述通式(1)所示的有机物的膜选择性地沉积于所述第一表面区域、而非所述第二表面区域，



通式(1)中，N为氮原子；R1为碳数1～30的任选具有杂原子、卤原子的烃基，R2、R3、R4及R5各自独立地为氢原子或碳数1～10的任选具有杂原子、卤原子的烃基；其中，该烃基的碳数为3以上时，也包括支链或环状结构的烃基；需要说明的是，n为0以上且5以下的整数，n＝0时，不存在R4、R5。


2.根据权利要求1所述的选择性膜沉积方法，其中，第一表面区域上的有机物的膜的厚度t1与第二表面区域上的有机物的膜的厚度t2之比t1/t2为5以上。


3.根据权利要求1或2所述的选择性膜沉积方法，其中，所述通式(1)的R2及R3为氢原子。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的选择性膜沉积方法，其中，使所述通式(1)所示的有机物的膜选择性地沉积于所述第一表面区域、而非所述第二表面区域的工序为使所述基板暴露于包含所述有机物的气体的气氛中的工序。


5.根据权利要求4所述的选择性膜沉积方法，其中，所述有机物为选自由正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、环己胺、苯胺、乙二胺及2-氨基乙醇组成的组中的至少一种。


6.根据权利要求4或5所述的选择性膜沉积方法，其中，包含所述有机物的气体的气氛的温度范围为0℃以上且200℃以下。


7.根据权利要求4～6中任一项所述的选择性膜沉积方法，其中，包含所述有机物的气体的气氛的压力范围为13Pa以上且67kPa以下。


8.根据权利要求1～3中任一项所述的选择性膜沉积方法，其中，使所述有机物的膜选择性地沉积于所述第一表面区域、而非所述第二表面区域的工序为使所述基板暴露于包含所述有机物和溶剂的溶液中的工序。


9.根据权利要求8所述的选择性膜沉积方法，其特征在于，所述通式(1)中，n为0，R2及R3为氢原子，R1为碳数1～30的任选具有杂原子、卤原子的直链状烃基。


10.根据权利要求9所述的选择性膜沉积方法，其特征在于，所述通式(1)中，R1为碳数6～24的烷基。


11.根据权利要求8～10中任一项所述的选择性膜沉积方法，其中，所述有机物为选自由正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷胺、正十二烷胺、正十三烷胺、正十四烷胺、正十五胺、正十六烷胺、正十七烷胺及硬脂胺组成的组中的至少一种。


12.根据权利要求8～11中任一项所述的选择性膜沉积方法，其中，所述溶液中所含的、所述通式(1)所示的有机物的浓度相对于所述有机物与所述溶剂的总计为0.01质量％以上且20质量％以下。


13.根据权利要求8～12中任一项所述的选择性膜沉积方法，其中，所述溶液中使用的溶剂包含选自由酯类、醚类、酮类、醇系溶剂、及多元醇的衍生物组成的组中的至少一种。


14.根据权利要求13所述的选择性膜沉积方法，其中，所述溶液中使用的溶剂为选自由异丙醇及乙醇组成的组中的至少一种。


15.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：新免益隆，冈田卓也，山本纯基，滩野亮，宫崎达夫，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP