所公開及要求保護(hù)的主題涉及適用于將介電膜選擇性沉積于非金屬基板上的高純度炔烴。特別地，所公開及要求保護(hù)的主題涉及高純度炔烴及其用于增強(qiáng)金屬基板的鈍化的用途。

背景技術(shù)：

1、含過渡金屬膜用于半導(dǎo)體及電子應(yīng)用中?；瘜W(xué)氣相沉積(cvd)及原子層沉積(ald)已用作用于產(chǎn)生用于半導(dǎo)體裝置的薄膜的主要沉積技術(shù)。這些方法可通過含金屬化合物(前體)的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)保形膜(金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硅化物，及類似物)。該化學(xué)反應(yīng)發(fā)生于可包括金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硅化物及其他表面的表面上。于cvd及ald中，前體分子于實(shí)現(xiàn)具有高保形性及低雜質(zhì)的高品質(zhì)膜中發(fā)揮關(guān)鍵作用。cvd及ald工藝中基板的溫度是選擇前體分子中重要的考慮。于150至500攝氏度(℃)范圍內(nèi)的較高基板溫度促進(jìn)較高膜生長速率。優(yōu)選前體分子于此溫度范圍內(nèi)必須穩(wěn)定。該優(yōu)選前體能夠以液相遞送至反應(yīng)容器。前體的液相遞送一般比固相前體對該反應(yīng)容器提供更均勻的前體遞送。

2、越來越多地使用cvd及ald工藝，因?yàn)槠渚哂性鰪?qiáng)的組分控制、高膜均勻性及有效控制摻雜的優(yōu)點(diǎn)。此外，cvd及ald工藝在與現(xiàn)代微電子裝置相關(guān)聯(lián)的高度非平面幾何形狀上提供優(yōu)異的保形臺階覆蓋。cvd及ald對使用這些含金屬前體于基板(諸如硅、氧化硅、金屬氮化物、金屬氧化物及其他含金屬層)上制造含保形金屬膜而言是特別具有吸引力的。于這些技術(shù)中，將揮發(fā)性金屬絡(luò)合物的蒸氣引入處理室內(nèi)，于該處理室中使其與硅晶圓的表面接觸，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其沉積純金屬或金屬化合物的薄膜。

3、cvd是一種化學(xué)工藝，通過該方法可使用前體以于基板表面上形成薄膜。于典型cvd工藝中，該前體是于低壓或環(huán)境壓力反應(yīng)室中在基板(例如，晶圓)的表面上通過。該前體于該基板表面上反應(yīng)及/或分解產(chǎn)生沉積材料的薄膜。等離子體可用于輔助前體的反應(yīng)或用于改良材料性質(zhì)。揮發(fā)性副產(chǎn)物通過氣流通過該反應(yīng)室來移除。沉積的膜厚度可難以控制，因?yàn)槠淙Q于許多參數(shù)(諸如溫度、壓力、氣流體積及均勻性、化學(xué)損耗效應(yīng)及時(shí)間)的協(xié)調(diào)。因此，發(fā)生cvd，其中該前體于晶圓表面處熱反應(yīng)或與同時(shí)添加至處理室中的試劑反應(yīng)及膜生長以穩(wěn)態(tài)沉積發(fā)生。cvd可以連續(xù)或脈沖模式施加以實(shí)現(xiàn)所需的膜厚度。

4、ald是一種用于沉積薄膜的化學(xué)方法。其是一種基于表面反應(yīng)的自限制、循序、獨(dú)特的膜生長技術(shù)，其可提供精確的厚度控制并使由前體提供的材料的保形薄膜沉積于組成變化的表面基板上。于ald中，在該反應(yīng)期間分離該前體。第一前體在該基板表面上通過，于該基板表面上產(chǎn)生單層。將任何過量的未反應(yīng)的前體泵出該反應(yīng)室。然后使第二前體或共反應(yīng)物通過該基板表面并與該第一前體反應(yīng)，于該基板表面上第一形成的單層膜上形成第二單層膜。等離子體可用于輔助前體或共反應(yīng)物的反應(yīng)或用于改良材料品質(zhì)。重復(fù)此循環(huán)以產(chǎn)生所需厚度的膜。ald提供超薄但連續(xù)的含金屬膜的沉積及精確控制膜厚度、優(yōu)異的膜厚度均勻性及顯著的保形膜生長以均勻涂布深度蝕刻及高度旋繞的結(jié)構(gòu)(諸如互連通孔及溝槽)。因此，ald通常優(yōu)選用于在具有高縱橫比的特征上沉積薄膜。

5、薄膜且特別地含金屬薄膜具有各種重要的應(yīng)用，諸如于納米技術(shù)及半導(dǎo)體裝置的制造中。這樣的應(yīng)用的實(shí)例包括電容器電極、柵電極、粘合劑擴(kuò)散障壁及集成電路。然而，微電子組件(諸如半導(dǎo)體裝置)尺寸的持續(xù)減小存在數(shù)種技術(shù)挑戰(zhàn)且已增加對經(jīng)改良的薄膜技術(shù)的需求。特別地，微電子組件可包括基板上或基板中的特征，該特征需填充，例如，以形成導(dǎo)電通路或以形成互連。填充這樣的特征，尤其于越來越小的微電子組件中，可具有挑戰(zhàn)，因?yàn)樵撎卣骺勺兊迷絹碓奖』蛟絹碓秸?。因此，?dāng)該特征的厚度接近零時(shí)，完全填充該特征(例如，經(jīng)由ald)將需無限長的循環(huán)時(shí)間。此外，一旦該特征的厚度變得比前體分子的尺寸更窄，則無法完全填充該特征。因此，當(dāng)進(jìn)行ald時(shí)，中空接縫可留在該特征的中間部分中。特征內(nèi)這樣的中空接縫的存在是不期望的，因?yàn)槠淇蓪?dǎo)致該裝置失效。因此，對開發(fā)薄膜沉積方法，特別地可于一個(gè)或多個(gè)基板上選擇性生長膜并于基板上或于基板中實(shí)現(xiàn)特征經(jīng)改良的填充，包括以大體上填充特征而無任何空隙的方式沉積含金屬膜的ald方法存在顯著興趣。

6、如上文暗示的，于常規(guī)半導(dǎo)體裝置制造中，圖案化是一種主要基于光刻法及蝕刻的“自上而下”工藝，其是裝置尺寸減小的主要瓶頸。相反，區(qū)域選擇性沉積(例如，cvd及ald)為先進(jìn)半導(dǎo)體制造提供一種用于圖案化的替代“自下而上”方法，其中金屬層(例如，ru)是于靠近鈍化介電基板的底部金屬表面(例如，ru及tin)上生長，而非于介電(例如，sio2)側(cè)壁上生長。例如，參見圖1。還期望這些工藝是無氧的及/或具有較低的電阻率。

7、在另一應(yīng)用中，期望介電膜僅沉積于另一介電膜上而非沉積于金屬表面上。例如，參見圖2。此工藝的一種潛在應(yīng)用是自對準(zhǔn)制造。實(shí)現(xiàn)選擇性生長的最常用策略是基于選擇性鈍化非生長表面。鈍化極需小揮發(fā)性分子，因?yàn)槠淇山?jīng)由蒸氣相供應(yīng)。具有高濃度羥基的非金屬表面的選擇性鈍化被廣泛利用且包括與各種硅烷基化劑(諸如rxsicly、rxsi(nr2)y等)反應(yīng)。另一方面，金屬表面的選擇性鈍化更具挑戰(zhàn)且通過此方法的選擇性可容易因鈍化劑的解吸及由于金屬膜表面上殘余的雜質(zhì)而導(dǎo)致的不完全鈍化等喪失。通常，單組分試劑是用于鈍化非生長表面。然而，由于該金屬表面(例如，舉例而言“裸”金屬、氫原子封端的金屬、氧原子或羥基封端的金屬等)上存在不同位點(diǎn)，因此單組分試劑可能無法提供金屬表面的完全表面覆蓋。

8、炔烴已用于鈍化金屬表面以大體上抑制金屬非生長表面上膜的生長，同時(shí)使該膜沉積于生長介電表面上。然而，由于受痕量水分、鹵化物及羧酸的污染，先前描述的炔烴于金屬位點(diǎn)上提供不充分的鈍化。通常，通過使金屬乙炔化物與烷基鹵化物反應(yīng)，接著進(jìn)行水性后處理制備經(jīng)取代的炔烴。例如，參見morr?ison及boyd，organic?chemi?s?try,558-560(1983)。因此，炔烴受痕量殘余的烷基鹵化物、水分及羧酸污染。

9、例如，美國專利申請公開第2020/0347493號公開用于在非金屬表面上選擇性沉積介電膜的方法。所公開的方法需在沉積該介電膜前鈍化或阻斷金屬表面。在一些實(shí)施方案中，該方法包括用具有至少一個(gè)碳碳三鍵的不飽和烴類(例如，3-己炔、4-辛炔、5-癸炔、6-十二炔及7-十四炔)處理金屬表面。根據(jù)本技術(shù)，據(jù)信該不飽和烴類抑制該金屬基板上的成核及生長。盡管本技術(shù)提供一種阻斷金屬表面的方法，但其未教導(dǎo)或提出一種用于鈍化存在于該金屬表面上的殘余的金屬氧化物位點(diǎn)的工藝。

10、金屬表面的可重復(fù)選擇性鈍化需仔細(xì)設(shè)計(jì)前體及沉積工藝。事實(shí)上，高度期望減少及/或消除介電表面的鈍化同時(shí)增強(qiáng)金屬表面的鈍化。所公開及要求保護(hù)的主題提供用于增強(qiáng)鈍化及/或阻斷金屬表面及相對于金屬表面強(qiáng)化非金屬表面的選擇性沉積的組合物及方法。

11、為在半導(dǎo)體制造期間實(shí)現(xiàn)選擇性表面生長(即，不同表面上的同時(shí)或大體上同時(shí)生長及非生長)，通常期望利用(i)假定不含或大體上不含羥基的金屬表面，及(ii)含有高濃度羥基的非金屬表面。合適的金屬表面的實(shí)例包括但不限于銅、鈷、鎢、鉬、鎳、釕等。非金屬表面的實(shí)例包括但不限于氧化硅、低k摻碳氧化硅、氮化硅、碳氮化硅，及金屬氧化物，諸如氧化鋁、氧化鉭、氧化鉿、氧化鋯等。沉積于非金屬表面上的膜的實(shí)例包括但不限于氧化硅、氧化鋁、氧化鉭、氧化鈦、氧化鉿、氧化鋯、氮化鉭、氮化鈦等。該膜是通過上文討論的化學(xué)氣相沉積及原子層沉積工藝沉積于非金屬表面上。適用于沉積該膜的前體包括但不限于三甲基鋁、四(二甲基氨基)鈦、五(二甲基氨基)鉭、叔丁基亞氨基-三(二甲基氨基)鉭、叔丁基亞氨基-三(二甲基氨基)鈮等。共反應(yīng)物包括但不限于水、氨。

12、為實(shí)現(xiàn)選擇性沉積，金屬表面必須經(jīng)鈍化且不含或大體上不含對用于膜沉積的下一工藝步驟中使用的前體及共反應(yīng)物具有反應(yīng)性的化學(xué)基團(tuán)，例如，舉例而言氨。另一方面，用于鈍化金屬表面的反應(yīng)物應(yīng)不鈍化非金屬表面上所需的生長。所公開及要求保護(hù)的配制劑是經(jīng)獨(dú)特設(shè)計(jì)以于選擇性沉積工藝中平衡這些需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、所公開及要求保護(hù)的主題涉及大體上不含殘余的烷基鹵化物、水及/或羧酸的高純度炔烴及其用于(例如，于配制劑中)增強(qiáng)金屬基板的鈍化的用途。

2、在另一實(shí)施方案中，所公開及要求保護(hù)的主題包括上文描述的配制劑于選擇性cvd沉積工藝中的用途。

3、在另一實(shí)施方案中，所公開及要求保護(hù)的主題包括上文描述的配制劑于選擇性ald沉積工藝中的用途。