在金属表面上选择性沉积杂环钝化膜的制作方法

本公开内容的实施方式涉及用于选择性沉积钝化膜的方法。具体地，本公开内容的实施方式涉及在金属表面上选择性地沉积钝化膜的方法。

背景技术：

1、半导体行业在追求涉及纳米级特征快速缩放的装置小型化方面面临许多挑战。这些问题包括引入复杂的制造步骤，诸如多个光刻步骤和高性能材料的集成。为了保持装置小型化的节奏，选择性沉积已显示出有效前景，因为它有可能通过简化集成方案来消除高成本的光刻步骤。

2、材料的选择性沉积可以多种方式实现。相对于另一个表面(例如，金属和电介质)，化学前驱物可以选择性地与一个表面反应。可调节诸如压力、基板温度、前驱物分压和/或气流之类的工艺参数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，所述表面预处理可用于活化或去活化对引入的膜沉积前驱物感兴趣的表面。

3、为了实现下一代半导体装置的复杂图案化架构，由多个光刻和蚀刻步骤组成的传统自顶向下(top-down)方法导致成本高昂，并且面临技术节点缩放的挑战。在本领域中持续需要用于提高沉积选择性的方法。

技术实现思路

1、一种在基板上选择性沉积膜的方法包括：在处理腔室中，将包括金属表面和介电表面的基板表面暴露于包括头基(head group)和尾基(tailgroup)的杂环反应物；并且选择性地将杂环反应物沉积在金属表面上以形成钝化层，其中杂环头基选择性地与金属表面反应并结合。

2、在另一个实施方式中，一种在基板上选择性沉积膜的方法包括：在处理腔室中，将包括金属表面和介电表面的基板表面暴露于包括头基和尾基的杂环反应物；并且选择性地将杂环反应物沉积在金属表面上以形成钝化层，其中杂环头基选择性地与金属表面反应并结合，并且其中杂环头基包括n、o、s、se和p原子中的一个或多个，以及其中尾基包括苯基和碳链中的一个或多个，并且碳链的长度在1至50个碳原子的范围内。

3、在另一方面中，本公开内容涉及一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由基板处理腔室的控制器执行时，使基板处理腔室在处理腔室中将包括金属表面和介电表面的基板表面暴露于包括头基和尾基的杂环反应物；并且选择性地将杂环反应物沉积在金属表面上以形成钝化层，其中杂环头基选择性地与金属表面反应并结合。

技术特征：

1.一种在基板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，其中所述金属表面包括铜、钴、镍、钨、钒、钌、铬、铁、铂、金、银、钼、镓、铟、氧化铟锡、掺氟氧化锡和掺铝氧化锌中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述介电表面包括siox、sixny、si、sion、alox、hfox、zro2、tiox、tin、taxo5、y2o3、la2o3、aln、mgo、caf2、lif、sro、sic、bao、hfsio4、laalo3、nb2o5、batio3、srtio3、bi4ti3o12、pb(zr，ti)o3、cacu3ti4o12、linbo3和knbo3中的一个或多个。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述介电表面包括al2o3和ta2o5中的一个或多个。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述头基包括吡咯、吡咯烷、吡唑、咪唑、呋喃、联咪唑、噻吩、噻唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、喹喔啉、吲唑、噻嗪、膦、磷啉和磷酰中的一个或多个。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述尾基包括苯基和长度在1至50个碳原子的范围内的碳链中的一个或多个。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述尾基的长度在至的范围内。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述尾基具有一个或多个取代r基团，并且所述取代r基团的数量在1至50个范围内。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述取代r基团包括烷基、环烷基、芳基中的一个或多个，所述取代r基团是直链或支链的并且含有以下键：碳碳单键/双键/三键。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述杂环反应物在较高温度下保持与所述金属表面结合，其中所述较高温度在50℃至350℃的范围内。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述碳链具有长度并且所述尾基具有取代，以使得碳链长度和尾基取代的总和不大于50个碳原子。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述杂环反应物的蒸气压在25℃的温度下在0.00001mmhg至150mmhg范围内。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述阻挡层的密度在1x1013至1x1014分子/平方厘米的范围内。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述阻挡层的厚度在自至的范围内。

15.如权利要求1所述的方法，进一步包括在高达350℃的介电沉积温度下在未被所述阻挡层覆盖的所述介电表面上沉积介电材料，在所述介电沉积温度下所述杂环反应物保持与所述金属表面结合并保持稳定性。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述阻挡层和所述介电材料的一个或多个是通过气相沉积来沉积的。

17.如权利要求15所述的方法，进一步包括在高于所述介电沉积温度的温度下分解覆盖所述金属表面的所述阻挡层以在所述基板表面上形成图案。

18.如权利要求15所述的方法，其中在所述处理腔室中利用原子层沉积工艺选择性地在所述金属表面上沉积所述杂环反应物和在未被所述阻挡层覆盖的所述介电表面上沉积介电材料。

技术总结描述了选择性沉积方法。钝化膜在沉积介电材料之前沉积在金属表面上。所述方法包括在处理腔室中，将包括金属表面和介电表面的基板表面暴露于包括头基和尾基的杂环反应物；并且选择性地将杂环反应物沉积在金属表面上以形成钝化层，其中杂环头基选择性地与金属表面反应并结合。技术研发人员：王勇,多琳·卫英·勇,巴斯卡尔·乔蒂·布雅,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：2024/8/20