[发明专利]使用碳氟化合物阻止层的形貌选择性和区域选择性ALD

说明书

一种用于选择性沉积膜的方法包括：a)将衬底布置在处理室中。所述衬底包括第一材料和第二材料，所述第一材料被暴露并且包含氧化硅(SiO_z)，所述第二材料被暴露并且选自由硅(Si)和氮化硅(Si_xN_y)组成的组，其中z、x和y是定义元素的化学比的数字。所述方法包括：b)供应包含碳氟化合物物质和氢物质的第一气体混合物；c)激励等离子体持续第一预定时间段以在所述衬底上沉积碳氟化合物层；d)从所述处理室中去除所述第一气体混合物；e)供应惰性气体混合物并激励等离子体持续第二预定时间段以执行激活步骤；以及f)从所述处理室中去除所述惰性气体混合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月30日提交的美国临时申请No.62/650,351的权益。以上引用的申请的全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开内容涉及衬底处理系统，并且更具体地涉及用于使用碳氟化合物阻止层选择性地沉积介电膜或金属膜的衬底处理系统。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

衬底处理系统已用于在衬底(例如半导体晶片)上沉积、蚀刻、灰化、清洁或以其他方式处理膜。例如，原子层沉积(ALD)可用于在衬底上沉积单层。在ALD期间，将衬底布置在处理室中并且暴露于前体气体持续预定的时间段。清扫处理室。然后，将衬底暴露在反应物气体中持续预定的时间段，并清扫处理室。可以将ALD工艺重复一次或多次以沉积额外的单层。

在某些工艺中，介电膜或金属膜需要选择性地沉积在衬底上的二氧化硅(SiO₂或SiO_x)膜上，而没有在衬底上的暴露的硅(Si)或氮化硅(此处标识为Si₃N₄或SiN)上沉积该膜。当前的工艺需要光刻和图案化以仅在一种类型的暴露表面上产生选择性膜，这是自顶向下的蚀刻方法。然而，期望具有自下而上的沉积方法而不是自上而下的蚀刻方法，以最小化图案化步骤的复杂性和成本并减小边缘放置误差。

发明内容

一种用于选择性沉积膜的方法包括：a)将衬底布置在处理室中。所述衬底包括第一材料和第二材料，所述第一材料被暴露并且包含氧化硅(SiO_z)，所述第二材料被暴露并且选自由硅(Si)和氮化硅(Si_xN_y)组成的组，其中z、x和y是定义元素的化学比的数字。所述方法包括：b)供应包含碳氟化合物物质和氢物质的第一气体混合物；c)激励等离子体持续第一预定时间段以在所述衬底上沉积碳氟化合物层；d)从所述处理室中去除所述第一气体混合物；e)供应第二气体混合物并激励等离子体持续第二预定时间段以执行激活步骤；以及f)从所述处理室中去除所述第二气体混合物。

在其他特征中，相比于在所述第二材料上的所述碳氟化合物层，所述激活步骤更优先去除在所述第一材料上的所述碳氟化合物层。所述方法包括：g)重复b)至f)N次，其中N为整数；以及h)在所述第一材料上沉积膜并且使用所述碳氟化合物层基本上阻止膜在所述第二材料上沉积。

在其他特征中，相比于在所述衬底的平坦表面上的所述碳氟化合物层，所述激活步骤更优先去除在所述衬底的侧壁上的所述碳氟化合物层。所述方法包括：g)重复b)至f)N次，其中N为整数；以及h)在所述侧壁上沉积膜并且使用所述碳氟化合物层基本上阻止所述膜在所述平坦表面上沉积。

在其他特征中，相比于在所述衬底的侧壁上的所述碳氟化合物层，所述激活步骤更优先去除在所述衬底的平坦表面上的所述碳氟化合物层。所述方法包括：g)重复b)至f)N次，其中N为整数；以及h)在所述平坦的表面上沉积膜并且使用所述碳氟化合物层基本上阻止所述膜在所述侧壁上沉积。