[发明专利]使用沉积和去除进行的选择性层形成

说明书

提供了相对于预先沉积于第二表面上的钝化层在衬底的第一表面上选择性沉积介电膜的方法和系统。所述方法可以包括至少一个循环沉积过程，其用于在所述第一表面上沉积材料，同时去除所述钝化层，从而防止在所述钝化层上沉积。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月2日提交的美国临时申请号62/666,039的优先权，所述美国临时申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中用于所有目的。

技术领域

本公开总体上涉及半导体器件制造领域，并且更具体地说，涉及采用膜沉积和去除来选择性形成层。

背景技术

在半导体行业中，对选择性工艺的需求日益增加。例如，可能期望在一个表面上、而非第二个不同表面上进行膜生长。这两个不同的表面可包括不同材料，例如金属和介电质。良好的选择性工艺能够通过避免对沉积材料进行各别图案化的较复杂工艺(例如光刻掩蔽和图案化)来减少工艺步骤的数目，从而节省时间和金钱。

发明内容

在一个方面，提供了一种供原子层沉积(ALD)工艺用的方法，用于在图案化衬底的第一表面上选择性形成介电材料。所述方法包括提供包含第一表面和第二表面的衬底，其中所述第二表面的上面包含钝化层。所述方法进一步包括进行至少一个沉积循环，所述沉积循环包含使所述衬底与第一前体以及包含氧气的第二反应物交替且依次接触。所述方法还包括：其中所述第二反应物与所述第一前体反应而在所述第一表面上形成介电材料，并且其中所述钝化层在每个沉积循环期间被所述第二反应物灰化。

在一些实施方案中，ALD工艺用的方法还包括其中第一表面是介电表面。在一些实施方案中，介电表面包含氧化硅。在一些实施方案中，第一表面包含低k材料。在一些实施方案中，第二表面是金属表面。在一些实施方案中，金属表面包含Co、Cu或W中的至少一种。在一些实施方案中，介电材料是氧化物。在一些实施方案中，氧化物是氧化硅。在一些实施方案中，氧化物是金属氧化物。

在一些实施方案中，第一前体包含金属前体、硅前体或其混合物。在一些实施方案中，第一前体是烷氨基硅烷。

在一些实施方案中，钝化层包含有机材料。在一些实施方案中，在第一个沉积循环开始之前，相对于第一表面，在第二表面上选择性地沉积钝化层。在一些实施方案中，沉积循环重复多次，以在介电表面上形成所期望厚度的氧化物膜。在一些实施方案中，在每个沉积循环开始与结束之间，在钝化层上选择性地沉积额外的钝化层。

在一些实施方案中，ALD方法是等离子体增强式原子层沉积(PEALD)方法。在一些实施方案中，至少一个沉积循环始于衬底与第二反应物接触，随后与第一前体接触。在一些实施方案中，至少一个沉积循环还包括在每个循环中使衬底与至少一种额外反应物接触。在一些实施方案中，第二反应物还包含等离子体。在一些实施方案中，使衬底与第二反应物接触还包含用等离子体活化第二反应物。

在一些实施方案中，相对于钝化层，在第一表面上选择性地形成介电材料。在一些实施方案中，在钝化层上形成介电材料，并且随着钝化层灰化，介电材料从钝化层中去除，从而在第一表面上选择性地形成介电材料。

在另一方面，提供了循环沉积方法，用于在图案化衬底的表面上选择性地形成材料。所述方法包括提供包含第一表面和第二表面的衬底，其中所述第二表面的上面包含钝化层。所述方法进一步包括进行至少一个沉积循环，所述沉积循环包含使衬底与第一前体和第二反应物交替且依次接触。第二反应物与第一前体反应以在第一表面上形成材料，并且钝化层在每个沉积循环期间被第二反应物蚀刻。

在一些实施方案中，所述方法包括原子层沉积(ALD)。在一些实施方案中，所述方法包含等离子体增强式ALD(PEALD)。在一些实施方案中，第二反应物包含等离子体活化物质。在一些实施方案中，第二反应物包含氧气，钝化层包含有机层，并且蚀刻包含灰化。在一些实施方案中，钝化层包含聚合物。