TWI579397B - 製造含鎳薄膜的方法 - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System
    • C07F15/04—Nickel compounds

Description

製造含鎳薄膜的方法
本發明大體上關於沉積金屬薄膜的方法。明確而言，本發明關於使用含鎳之配位錯合物以沉積基本上由鎳組成之薄膜。
沉積薄膜於基板表面上係在包含半導體製程、擴散牆塗佈與用於磁性讀/寫頭之介電係數的多樣工業中一項重要的製程。在半導體工業中，微型化特別需要原子級的薄膜沉積控制以製造共形塗層於高深寬的結構上。一種用於沉積薄膜的方法係化學氣相沉積(CVD)。在此製程中，一片晶圓典型地暴露至一個或多個揮發性前驅物，其反應來沉積薄膜。一個相關的製程係原子層沉積(ALD)，其使用依序的表面反應以形成控制在埃或單層等級之精準厚度的層。大部分ALD製程係基於二元的反應順序沉積雙化合物薄膜。由於該等表面反應係依序的，兩種氣相反應物並無接觸，且可形成可能的氣相反應以及沉積粒子係有限的。
用於商業可發展之新穎沉積化學係需要的，特別係在元素金屬薄膜的領域中，包含用於鎳矽化物接點的鎳薄膜。例如，使用Ni(PF3)4與雙(環戊二烯)鎳(bis(cyclopentadienyl)Ni) 配位錯合物沉積之鎳薄膜。然而，這些錯合物各自有現存的問題。Ni(PF3)4與Ni(CO)4係有毒的，且雙(環戊二烯)鎳可導致薄膜中的碳污染。雙(丙烯)鎳(Bis(allyl)nickel)化合物相較於充分被研究地的雙(環戊二烯)鎳類似物係更易揮發與更易反應，雙(丙烯)鎳化合物具有促進金屬薄膜形成的潛力。然而，雙(丙烯)鎳化合物大體上對於在沉積製程中的儲存或清潔併入步驟係非常不穩定的。本發明藉由提供新穎化學來解決這些問題。
本發明的一個態樣關於沉積基本上由鎳組成之薄膜的方法。該方法包含提供一基板表面；露該基板表面至包含一前驅物之蒸氣，該前驅物具有由下圖代表之結構，但不限於特定方向： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，R4係三甲基矽烷基或C1-C3烷基，以及L係不含氧之任一配位基；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板表面上。將瞭解到，不僅可以如以下所列示的來組成以下列示的具體例，而且還可以以其他依據本發明之範圍的適當組合來組成以下列示的具體例。
在一個或多個具體例中，前驅物具有由下圖代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，R4係三甲基矽烷基或C1-C3烷基，以及每一個R3係獨立地為H或甲基。在進一步的具體例中，前驅物具有由下圖代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及L係不含氧之任一配位基。在再進一步的具體例中，前驅物具有由下圖代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及每一個R3係獨立地為H或甲基。在一個或多個具體例中，前驅物具有由下圖代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者。在一些具體例中，前驅物係同配位基的(homoleptic)。
在製程狀態中也存在變異。例如，在一個或多個具體例中，基板表面實質上同時地或依序地暴露至前驅物與還原氣體。在一些具體例中，還原氣體包含氨氣或氫氣。在一個或多個聚例中，基板表面包含一氫終端表面(hydrogen-terminated surface)。
本發明提供薄膜的一個或多個具體例來展示減少的污染。因此，例如在一個或多個具體例中，基本上由鎳組成 之薄膜係無氧化物的(oxide-free)。在一些具體例中，基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。
本發明的第二態樣關於沉積基本上由鎳組成之薄膜的方法，該方法包含：提供一基板表面；實質上同時地或依序地暴露基板表面至前驅物，該前驅物具有由下圖代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者；以及暴露基板至還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板表面上，其中該基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。上述前驅物與/或製程具體例的任一者若適當時可用於此態樣。例如，在一個或多個具體例中，前驅物係同配位基的。在一些具體例中，還原氣體包含氨氣或氫氣。在一個或多個具體例中，基板表面包含一氫終端表面。在一些具體例中，基本上由鎳組成之薄膜係無氧化物的。
本發明的另一個態樣關於沉積基本上由鎳組成之薄膜的方法，該方法包含：提供一基板表面；實質上同時地或依序地暴露基板表面至前驅物，該前驅物具有由下圖代表之 結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及每一個R3係獨立地為H或甲基；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板表面上，其中該基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。上述適當的具體例之任一者可應用於此態樣。因此，例如在一個或多個具體例中，還原氣體包含氨氣或氫氣。在一些具體例中，基板表面包含一氫終端表面。在一個或多個具體例中，基本上由鎳組成之薄膜係無氧化物的。
310‧‧‧溫昇
320‧‧‧材料
330‧‧‧第一衍生物
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420‧‧‧材料
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圖1顯示根據本發明一個或多個具體例的金屬配位錯合物之核磁共振(NMR)光譜；圖2顯示根據本發明一個或多個具體例的金屬配位錯合物之核磁共振(NMR)光譜；圖3顯示根據本發明一個或多個具體例的金屬配位錯合物之熱重量分析；圖4顯示根據本發明一個或多個具體例的金屬配位錯合物之熱重量分析。
在描述本發明之數個示範性具體例之前，需先瞭解到本發明不受限於下述說明內容中所提出之製程步驟與結構的細節。本發明可具有其他具體例，並且可採用各種方式實施或執行本發明。亦需先瞭解到本發明的錯合物與配位基可於本發明中使用具有特殊立體化學的結構式來說明。這些說明僅作為實施例以及不被理解為限制任何特殊立體化學的揭示結構。相反地，這些說明的結構係作為包含所有此類具有指定化學式的錯合物與配位基。
當用於本發明時，「基本上由鎳組成」之術語意指沉積層大部分地包含元素鎳。在一個或多個具體例中，少量的雜質係包含在該術語的意義中。在一個或多個具體例中，薄膜不包含氧，與/或包含少於5%的碳。在一個或多個進一步的具體例中，薄膜包含少於約3%或約1%的碳。
當用於本發明時，「金屬配位錯合物」與「金屬錯合物」及「配位錯合物」之術語可互換使用，並且金屬配位錯合物包含由中心金屬原子鍵結一個或多個配位基所組成之結構。將於下更詳細討論，本發明的金屬錯合物包含配位至鎳原子的丙烯基底配位基。
應注意本發明所示的所有化學結構不限制特定方向。
本發明的一個態樣關於一類金屬配位錯合物。該金屬配位錯合物具有由分子式(I)代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，R4係三甲基矽烷基或C1-C3烷基，以及L係不含氧之任一配位基。如上所述，所示的分子式(I)不限制特定方向。因此，例如上述分子式涵蓋R4係氫與R2係甲基以及兩者對調(亦即矽烷基與R4對調)之具體例。
有許多適合的分子式(I)前驅物的變異型。例如，在一個或多個具體例中，R4係三甲基矽烷基，其形成具有1,1’-雙(三甲基矽烷基)丙烯基配位基之至少一者之錯合物。此類前驅物可由分子式(II)代表： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及L係不含氧之任一配位基。
亦有許多第二配位基L的變異型可選擇。在一些具體例中，選擇的L使得配位錯合物為同配位基的。在一些其他具體例中，L係環戊二烯基(Cp)或1,2,3,4,5-五甲基環戊二 烯基(Cp*)配位基。因此，在一個或多個具體例中，前驅物具有由分子式(III)代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，R4係三甲基矽烷基或C1-C3烷基，以及每一個R3係獨立地為H或甲基。在進一步的具體例中，前驅物具有由分子式(IV)代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及每一個R3係獨立地為H或甲基。
在一個或多個具體例中，L可包含第二個三甲基矽烷基丙烯基配位基。因此，例如前驅物可包含兩個1,1’-雙(三甲基矽烷基)丙烯基配位基，如分子式(V)所示： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者。
本發明所述的前驅物可替換為先前使用的前驅物如Ni(PF3)4與有機茂金屬基底前驅物，例如雙(環戊二烯)鎳。如上分子式(I)之前驅物相較於Ni(PF3)4係較低毒性且具有成本優勢的。該前驅物相較於先前使用的雙(環戊二烯)鎳錯合物亦可能導致較少的碳污染。
根據習知技藝的已知方法，此金屬配位錯合物的合成起始於三甲基矽烷基丙烯基底配位基的製造。例如，關於1,1’-雙(三甲基矽烷基)丙烯基配位基的具體例，該配位基先根據已知方法(見：Fraenkel,Dynamics of Solvated Li+ within exo,exo-[1,3-Bis(trimethylsilyl)allyl]lithium N,N,N',N'-Tetramethylenediamine Complex(1990))合成。接著，使用丁基鋰以金屬化丙二烯，接著與乙醚鹵化鎳(nickel halide ether)錯合物反應以形成雙(pi-丙烯)鎳(bis(pi-allyl)nickel)錯合物(見：Quisenberry,et al.,Trimethylsilylated Allyl Complexes of Nickel(2004))。
用於本發明之ALD沉積方法中特定金屬配位錯合物之性質可使用習知技藝的已知方法來鑑定，其允許選擇適 當的溫度與壓力來用於反應中。大體而言，較低分子量與官能基的存在會導致液體在典型傳送溫度與增加的蒸氣壓力下產生熔點。
在一個或多個具體例中，這些金屬配位錯合物對於沉積基本上由鎳組成之薄膜係有用的。因此，本發明的另一個態樣關於沉積基本上由鎳組成之薄膜的方法。該方法包含提供一基板表面；暴露該基板表面至一前驅物，該前驅物具有由分子式(I)代表之結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，R4係三甲基矽烷基或C1-C3烷基，以及L係不含氧之任一配位基；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板表面上。應注意上述結構係代表性的且不限於特定方向。
在一個或多個具體例中，基板表面實質上同時地或依序地暴露至前驅物與還原氣體。當用於本發明時，「實質上同時地」指的是共流或當僅在前驅物與還原物的暴露之間重疊。還原氣體可包含氨氣或氫氣。
在一個或多個具體例中，透過本發明描述之方法來沉積的薄膜適合用於製造低電阻的鎳矽化物接點，此乃由於 碳與/或氧污染物為還原階段之故。一旦鎳薄膜沉積於矽基板上，其可藉由與矽基板反應而轉換成矽化物。在一個或多個具體例中，上述的轉換若必要可藉由在緩慢上升之溫度下退火來達成。然而，在一個或多個具體例中，由於可能形成非常高電阻的二矽化物(NiSi2)之故，溫度不超過約250至約275℃。在其他具體例中，例如關於抗蝕塗層，此溫度限制不是必須的。
當不希望被限制在任一特定的理論時，一般認為當基板暴露在錯合物中時，錯合物化學性地在薄膜中分解鎳以及產生蒸氣相配位基(或蒸氣相配位基分解產物)。藉由在一交換反應中使金屬錯合物接觸還原氣體可達成分解，而因此使得鍵結的金屬錯合物分離，且在基板表面上產生一基本上由鎳組成之第一層，該交換反應係在金屬錯合物與還原氣體之間或是在表面鍵結配位基與還原氣體之間。中性配位基或配位基分解產物可接著被移除，因此不會併入薄膜中。
用於沉積元素薄層薄膜的基板可為任何適合用於在ALD或CVD製程中塗佈共形薄膜的基板。這類基板包含矽、二氧化矽或塗層矽、金屬、金屬氧化物以及金屬氮化物。在本發明的一個態樣中，基板為半導體基板。在一個或多個具體例中，基板表面包含一氫終端表面。
在一個或多個具體例中，暴露基板表面至包含前驅物與還原起體的蒸氣中的步驟發生在無氧化物的環境下。在進一步的具體例中，沉積的薄膜沒有氧併入(亦即為無氧化物的)。因為本發明所述的配位基不含氧原子，使用本發明所述 的方法與前驅物可製成無氧化物薄膜。
上述金屬配位錯核物可使用ALD或CVD製程來沉積本發明所述的薄膜。當用於本發明時，詞組「原子層沉積」與「ALD」可互換使用，且詞組「原子層沉積」指的是涉及依序的化學反應物的暴露之製程，且每一反應物與其他反應物係在時間與空間上分開地沉積。然而，根據一個或多個具體例，詞組「原子層沉積」不必然限制於每一沉積的反應物層為單層之反應(亦即一層係一個反應物原子的厚度)。原子層沉積係與「化學氣相沉積」或「CVD」區分的，「CVD」指的是一個或多個反應物，藉由在包含基板的處理腔室中或在基板表面上反應而連續地形成薄膜於基板上之製程。
特定前驅物可根據上文列舉之具體例的任一者來選擇。因此，例如在一個具體例中，方法包含提供一基板表面；實質上同時地或依序地暴露該基板表面至一前驅物，該前驅物具有由分子式(V)代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜 於該基板表面上，其中該基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。本發明所述之製程變異的任一者可在此具體例中使用。
在另一個具體例中，方法包含提供一基板表面；實質上同時地或依序地暴露該基板表面至一前驅物，該前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及每一個R3係獨立地為H或甲基；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板表面上，其中該基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。再次說明，本發明所述之製程變異的任一者可在此具體例中使用。
加在第一層上的第二原子層藉由重複上述的任一製程反應循環可隨意地形成。使用惰性氣體可使任一殘留在先前還原反應的氫自沉積腔室中清除。在蒸氣相中的金屬配位錯合物再次地流入腔室/暴露在基板表面上的金屬薄膜。交換反應發生在蒸氣相中的金屬配位錯合物與第一層金屬上的氫原子之間。此反應自蒸氣相金屬配位錯合物中置換一個配位基，以及使鍵結在第一層金原子的之金屬配位錯合物的金屬原子解除鍵結。選擇反應時間、溫度與壓力以產生金屬-表面 交互作用，以及在基板表面上形成層。使用惰性氣體可接著使未反應的蒸氣相金屬配位錯合物與釋出的配位基自沉積腔室中清除。還原氣體可再次地流入沉積腔室，以還原金屬與任一殘留配位基之間的鍵結、自金屬中心釋出殘留配位基以及在第一層上產生第二層。
可使用沉積循環的額外重複性以建立所欲厚度的元素的金屬層。
在一個或多個具體例中，基板表面具有大於約70、80、90或100℃之溫度，以及小於約250、225、200或175℃之溫度。當不希望被限制在任一特定的理論時，一般認為在低溫下執行的製程可以預防碳的併入。
沉積步驟可以在大氣壓力下執行，但更常見的是在還原壓力下執行。金屬配位錯合物的蒸氣壓力應低到足以在此應用中為可實施的。
在一些具體例中，在電漿增強原子層沈積(PEALD)製程期間可形成一層或多層。在一些製程中，電漿的使用提供足夠的能量，以使物種提升至使表面反應更有利與更可能發生的激發態。可連續地或脈衝地引入電漿至製程中。在一些具體例中，前驅物(或反應氣體)與電漿的依序脈衝係用來製備層。在一些具體例中，反應物可被局部地(亦即，在處理區域內)或者遠端地(亦即，在處理區域外)離子化。在一些具體例中，遠端離子化可發生在沉積腔室的上游，使得離子或其他能量的或發光的物種不是在沉積薄膜中直接接觸。在一些PEALD製程中，電漿係自處理腔室的外部產生，例如藉由遠 端電漿產生系統。藉著在此技藝中具有通常知識者所知的任一適合的電漿產生製程可以產生電漿。例如，藉由一個或多個微波(microwave,MW)頻率產生器或射頻(radio frequency,RF)產生器可以產生電漿。依據使用的特定反應物種以調整電漿的頻率。適合的頻率包括但不限於2MHz，13.56MHz，40MHz，60MHz與100MHz。儘管在本發明所揭示的沉積製程期間中可使用電漿，應注意電漿並非必需的。實際上，其他具體例係與在不含電漿的極溫和狀態下的沉積製程相關。
根據一個或多個具體例，基板的處理係在形成層之前與/或形成層之後。此處理可在相同的腔室中或者在一個或多個分隔的處理腔室中執行。在一些具體例中，基板係自第一腔室被移動至用於進一步處理的分隔的第二腔室。基板可以自第一腔室直接地移動至分隔的處理腔室，或者可以自第一腔室移動至一個或多個傳遞腔室，以及接著移動至所欲的分隔的處理腔室。因此，處理裝置可包含連通至一個傳送站的多個腔室。這類型的裝置可參照「群組工具」或「群組系統」以及類似物。
大體而言，群組工具係一個包含多個腔室的模組系統，其執行多種包含基板中心找尋與定向、除氣、退火、沉積與/或蝕刻的功能。根據一個或多個具體例，群組工具包含第一腔室與中心傳遞腔室之至少一者。中心傳遞腔室可放置一機器人，該機器人可在處理腔室與負載鎖定腔室之間以及在該處理腔室與負載鎖定腔室之中來回移動多個基板。傳遞腔室係典型地維持在真空狀態下，且提供自一腔室至另一腔 室與/或一負載鎖定腔室用於來回移動基板的中間階段，該負載鎖定腔室被放置於該群組工具的一前端。兩個熟知的適合用於本發明的群組工具為Centura®與Endura®，兩者皆可自位於美國加州聖大克勞拉市的應用材料股份有限公司(Applied Materials,Inc.,of Santa Clara,Calif)取得。這類型階段式-真空的基板處理裝置的詳情接露於美國專利第5,186,718號中，其發明名稱為”Staged-Vacuum Wafer Processing Apparatus and Method”，作者為Tepman等人，發行於1993年2月16日。然而，腔室的確切排列與組合可依據執行本文所述之製程的特定步驟之目的來修改。其他處理腔室可用於包含但不限於環狀層沉積(cyclical layer deposition,CLD)、原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、蝕刻、預清洗、化學清洗、熱處理例如RTP、電漿氮化、除氣、定向、烴化以及其他基板製程。藉由在群組工具上之基板中執行製程，具有大氣雜質之基板的表面汙染可以在沉積一隨後的膜之前不氧化來避免。
根據一個或多個具體例，基板係連續地在真空或「負載鎖定」的狀態下，且當自一腔室移動至下一個腔室時並未暴露於周遭大氣中。傳遞腔室因此在真空狀態下以及在真空壓力下被「抽氣」。惰性氣體可存在於處理腔室或傳遞腔室中。在一些具體例中，在基板表面上形成矽層後，惰性氣體係當作吹淨氣體以移除一些或所有反應物。
如上所述，在一些具體例中，沉積的薄膜係無氧化物的。在進一步的具體例中，沉積在真空中係無中斷的以及/ 或未暴露於周遭狀態中，因此避免暴露於氧中以及因此而帶來的氧併入。
根據一個或多個具體例，在沉積腔室的出口注射吹淨氣體以避免反應物自沉積腔室移動至傳遞腔室以及/或額外的處理腔室。因此，惰性氣體流在腔室的出口形成一氣幕。
基板可以在單一基板沉積腔室中處理，在處理另一基板之前，單一基板負載、處理以及卸載於該單一基板沉積腔室。基板亦可以連續方式處理，例如利用傳輸帶系統，多個基板各自裝載在腔室的第一部分，基板移動橫跨腔室以及自腔室的第二部分卸載。腔室與相聯繫的傳輸帶系統的形狀可形成一條筆直的路徑或彎曲的路徑。此外，處理腔室可為一旋轉料架，多個基板圍著旋轉料架的中心軸移動，以及在貫穿整個旋轉料架路徑中暴露多個基板以進行沉積、蝕刻、退火、清洗等製程。
在製程期間可以加熱或冷卻基板。藉由任何適合的方法可以完成這類型的加熱或冷卻，但不限於改變基板支撐件的溫度以及流動加熱的或冷卻的氣體至基板表面的方法。在一些具體例中，基板支撐件包含加熱器/冷卻器，可控制該加熱器/冷卻器以傳導性地改變基板溫度。在一個或多個具體例中，使用的氣體(反應氣體或惰性氣體)被加熱或冷卻以局部地改變基板溫度。在一些具體例中，加熱器/冷卻器被放置在鄰接基板表面的腔室中以傳導性地改變基板溫度。
在製程期間，基板亦可為靜止的或旋轉的。旋轉的基板可連續地旋轉或以不連續的方式旋轉。例如，在整個製 程期間基板可以旋轉，或藉由在暴露於不同反應氣體或沖洗氣體之間基板可小幅度地旋轉。在製程期間(連續或步驟式)旋轉基板可幫助產生較均勻的沉積或蝕刻，其係藉由減少例如在氣流幾合中的局部變異效應來達成。
實施例 實施例1
具有一個環戊二烯基配位基以及一個1,1’-雙(三甲基矽烷基)丙烯基配位基的鎳金屬配位錯合物可使用HNMR來產生與分析。此可相對應上述的分子式(IV)，其中R1、R2與R3皆為氫。氫的標示如圖1所示。
圖1亦顯示結果的NMR光譜。有4個峰組。第一組在約7.1ppm的位置，其與溶劑有關。下一組在約5.2ppm的位置，其與環戊二烯之氫以及丙烯基配位基中的中央碳原子之氫原子有關。在約1.2ppm的位置的峰與Ha(在丙烯基配位基中每一個末端碳原子之氫原子)有關。最後一組峰在約0ppm的位置，其與來自六個三甲基矽烷基之氫有關。
實施例2
具有兩個1,1’-雙(三甲基矽烷基)丙烯基配位基的鎳金屬配位錯合物可使用HNMR來產生與分析。此可相對應上述的分子式(V)，其中R1與R2皆為氫。氫的標示如圖2所示。應注意由於有非鏡像異構物混合物的存在，有一些特徵鋒的分裂。
圖2顯示結果的NMR光譜。有5個峰組。第一組在約7.0ppm的位置，其與溶劑有關。下一組在約4.8ppm的位置，其與丙烯基配位基中的中央碳原子之氫原子有關。在約3.4ppm的位置的峰與Hs(在丙烯基配位基中一個末端碳原子之氫原子)有關。下一峰在約2.5ppm的位置，其與Ha(在丙烯基配位基中其他末端碳原子之氫)有關。最後一組峰在約0ppm的位置，其與來自六個三甲基矽烷基之氫有關。
實施例3
圖3顯示實施例1的配位錯合物的熱重量分析。此圖係任一雜訊被消除的代表。當樣品材料暴露於增加的溫度時，量測用於每一個錯合物之樣品材料的重量。當溫度增加時(如溫昇310所示)錯合物蒸發，使得測量的重量下降。圖3顯示材料320的重量與時間的函數關係，以及第一衍生物330的重量與時間的函數關係。
從數據可得知，錯合物材料完全地隨著上升的溫度而減少，此指出錯合物隨著上升的溫度而蒸發。實際上，材料320的重量接近零，此象徵材料係蒸發而非分解。
此錯合物的相對完全蒸發說明錯合物在缺少還原氣體時的穩地性。一般認為導致非揮發殘餘物的熱不穩定性造成薄膜中的污染，尤其是碳汙染。
實施例4
圖4顯示實施例2的配位錯合物的熱重量分析。此 圖係任一雜訊被消除的代表。當樣品材料暴露於增加的溫度時，量測用於每一個錯合物之樣品材料的重量。當溫度增加時(如溫昇410所示)錯合物蒸發，使得測量的重量下降。圖4顯示材料420的重量與時間的函數關係，以及第一衍生物430的重量與時間的函數關係。
從數據可得知，錯合物材料完全地隨著上升的溫度而減少，此指出錯合物隨著上升的溫度而蒸發。由於重量未達到零，象徵有一些分解於此中。
此錯合物的相對完全蒸發與分解說明錯合物在上升的溫度中的穩地性，而熱分解的展示需要CVD。一般認為這類型的不穩定性造成薄膜中的污染，尤其是碳汙染。與實施例3結合可得知，熱重量分析證實鎳錯合物熱分解溫度的可調性。
關於參考本說明書的「一個具體例」、「該些具體例」、「一個或多個具體例」或「一具體例」意味與實施例相關聯之特定的特徵、結構、材料或特性被包含於本發明實施例之至少一者。因此，貫穿本說明書出現的詞組例如「在一個或多個具體例中」、「在該些具體例中」、「在一個具體例中」或「在一具體例中」並不必然屬於本發明的相同具體例。更甚者，該特定的特徵、結構、材料或特性可在一個或多個具體例中以任何適合的方式結合。
雖然本發明在此是參照特定實施例加以描述，應知這些實施例僅為說明本發明之原理與應用。熟悉此技藝人士可依據發明之方法與裝置，在不脫離本發明精神與範疇之下 進行多種修改與變化。因此，本發明意圖包括落在所附申請專利範圍及其等之等同替換之範疇內的修改與變化。

Claims (20)

  1. 一種沉積一基本上由鎳組成之薄膜的方法，其包含以下步驟：提供一基板表面；暴露該基板表面至一前驅物，該前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，R4係三甲基矽烷基或C1-C3烷基，以及L係不含氧之任一配位基；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，R4係三甲基矽烷基或C1-C3烷基，以及每一個R3係獨立地為H或甲基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及L係不含氧之任一配位基。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及每一個R3係獨立地為H或甲基。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該前驅物係同配位基的(homoleptic)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基板表面實質上同時地或依序地暴露至該前驅物與還原氣體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該還原氣體包含氨氣或氫氣。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基板表面包含一氫終端表面(hydrogen-terminated surface)。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基本上由鎳組成之薄膜係無氧化物的(oxide-free)。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。
  12. 一種沉積一基本上由鎳組成之薄膜的方法，其包含以下步驟：提供一基板表面；實質上同時地或依序地暴露該基板表面至一前驅物，該前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板上，其中該基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該前驅物係同配位基的。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該還原氣體包含氨氣或氫氣。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該基板表面包含一氫終端表面。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該基本上由鎳組成之薄膜係無氧化物的。
  17. 一種沉積一基本上由鎳組成之薄膜的方法，其包含以下步驟：提供一基板表面；實質上同時地或依序地暴露該基板表面至一前驅物，該 前驅物具有由下圖代表之一結構： 其中R1與R2係各自獨立地為H或C1-C3烷基之任一者，以及每一個R3係獨立地為H或甲基；以及暴露該基板至一還原氣體，以提供一基本上由鎳組成之薄膜於該基板上，其中該基本上由鎳組成之薄膜包含少於約5%的碳。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該還原氣體包含氨氣或氫氣。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該基板表面包含一氫終端表面。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該基本上由鎳組成之薄膜係無氧化物的。
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