[发明专利]于裸露硅表面而非氧化物表面上的聚合物薄膜的选择性沉积

说明书

技术领域

本发明的实施方式大体涉及基板上的选择性沉积。

背景技术

随着集成电路的几何形状减小以实现更快的集成电路，对膜的高选择性沉积的需求增加。有时可能过度减小几何形状，以致可能无法实现掩模层的蚀刻。在这种情况下，期望掩模层的选择性沉积以便降低对蚀刻掩模层的需求。

举例而言，在某些情况下，已经经历前端处理的器件(诸如，存储器或逻辑器件)可在器件的正面上形成有氧化物区与硅区。氧化物区可能需要后续的蚀刻以形成栅极、过孔（vias）、接触孔或互连线路，而硅区将需要被掩模而远离蚀刻剂。一般而言，可沉积聚合物膜并接着蚀刻聚合物膜以在基板的硅区上形成掩模层。然而，涉及小的几何形状时，蚀刻有时是不可行的。因此，需要在基板上直接产生聚合物涂层的被掩模层，其中仅将聚合物选择性地沉积于需要被掩模的区域上，从而沉积后的聚合物层的蚀刻便不是必须的。理想地，可由聚合物覆盖某些区并留下基板的其他区裸露。

发明内容

本发明大体涉及基板上的选择性沉积。在一个实施方式中，提供聚合物膜的选择性沉积方法，该方法包括提供基板的表面上具有硅区与氧化物区的基板、将基板置于处理腔室中、引导碳氢化合物气体进入处理腔室并利用等离子体掺杂工艺(例如等离子体浸没离子注入)沉积含碳层于基板的硅区上。

在一个实施方式中，选择性沉积方法可包括基板的表面上具有硅区与氧化物区的基板。可将基板置于处理腔室中的基板支撑件上，之后可电偏压基板。当偏压基板至所需水平时，可引导碳氢化合物气体进入处理腔室。接着可利用等离子体掺杂工艺(例如等离子体浸没离子注入)将碳氢化合物气体沉积成为硅区上的含碳层并注入基板的氧化物区中。

在另一个实施方式中，在基板的非含氧化物区上的选择性沉积方法可包括提供基板的表面上可具有硅区与氧化物区的基板。可将基板置于处理腔室中，可在处理腔室中电偏压基板。由于基板处偏压的增加，通过引导碳氢化合物气体进入腔室，可将含碳层沉积于暴露硅区之上与之中，同时将含碳层沉积进入氧化物区。

附图说明

为了详细理解本发明的上述特征，可通过参照某些描绘于附图中的实施方式得到上文所简要概述的本发明的更为具体的描述。

图1A与图1B示出适合实施本文所披的方法的等离子体掺杂工具的一个实施方式；

图2描绘基板的正面层在本文所述的选择性沉积方法之前与之后的简化垂直截面图；

图3描绘本文所披露的方法的工艺流程图；

图4是示出相对于利用本文所披露的方法处理的基板的深度的元素浓度的二次离子质谱仪(SIMS)分布；及

图5是X-射线光电子能谱仪(XPS)测量的图，图5针对已经经历本文所述的选择性沉积方法的裸露硅基板。

为了促进理解，已尽可能地使用相同的标记数字来标示各图中共有的相同的元件。预期一个实施方式的元件与特征可有利地并入其他实施方式而不需特别详述。

然而，需注意附图仅描绘本发明的示例性实施方式，因此不被视为本发明的范围的限制因素，因为本发明可允许其他等效实施方式。

具体实施方式

本发明的实施方式大体涉及硅基板上的聚合物膜的选择性沉积方法，硅基板上形成有裸露硅区与氧化物区。在一个实施方式中，该方法包括将基板置于处理腔室内部的晶片支撑件上、引导含碳气体(诸如CH₄、C₂H₄、C₂H₆或C₃H₈)进入反应器、施加偏压至基板、由碳氢化合物气体产生等离子体及通过等离子体掺杂工艺将碳离子注入基板，其中将含碳膜沉积于裸露硅区上但不将含碳膜沉积于氧化物区上。

图1A描绘处理腔室100，处理腔室100可用于执行根据本发明的一个实施方式的离子注入工艺。可执行等离子体浸没离子注入工艺的一个适当的反应器为可自California（加利福尼亚）州Santa Clara（圣克拉拉）的Applied Materials,Inc.(应用材料公司)取得的反应器。预期本文所述的方法可执行于其他适当地调整的等离子体反应器(包括来自其他制造商的那些等离子体反应器)。