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制造技术

一种在硅基板上选择性沉积的方法，硅基板上形成有裸露硅区与氧化物区。该方法包括将基板置于处理腔室内的晶片支撑件上、引导含碳气体进入反应器、施加偏压至基板、由含碳气体产生等离子体、通过等离子体掺杂工艺将碳离子注入基板上的氧化物区中，及沉积含碳膜于裸露硅区上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术的实施方式大体涉及基板上的选择性沉积。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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】为了详细理解本专利技术的上述特征，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专利技术的更为具体的描述。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专利技术的示例性实施方式，因此不被视为本专利技术的范围的限制因素，因为本专利技术可允许其他等效实施方式。【具体实施方式】本专利技术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可用于执行根据本专利技术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P3i?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)。处理腔室100包括腔室主体102，腔室主体102具有封围出处理区104的底部124、顶部126及侧壁122。基板支撑组件128是由腔室主体102的底部124所支撑，且基板支撑组件128适以接收基板106以进行处理。基板可视情况地被支撑于静电夹具上。气体分配板130耦接至腔室主体102的顶部126，腔室主体102的顶部126面向基板支撑组件128。泵送口 132被界定于腔室主体102中，且泵送口 132耦接至真空泵134。真空泵134通过节流阀136耦接至泵送口 132。处理气体源152耦接至气体分配板130，以供应基板106上执行的工艺所用的气态前驱物化合物。图1A中描绘的处理腔室100进一步包括等离子体源190，等离子体源190主要显示于图1B的透视图中。等离子体源190包括一对安装在腔室主体102的顶部126的外侧上的分离的外部再进入式管道(第一外部再进入式管道140、第二外部再进入式管道140’ )，这对外部再进入式管道彼此横跨(或如同图1B中描绘的示例性实施方式那样彼此正交)而设置。第一外部再进入式管道140具有第一端140a，第一端140a通过顶部126中形成的开口 198耦接而进入腔室主体102中的处理区104的第一侧。第二端140b具有开口 196，开口 196耦接进入处理区104的第二侧。第二外部再进入式管道140’具有第一端140a’与第二端140b’，第一端140a’具有开口 194，开口 194耦接进入处理区104的第三侧，而第二端140b’具有进入处理区104的第四侧的开口 192。在一个实施方式中，第一外部再进入式管道140与第二外部再进入式管道140’被配置以彼此正交，从而分别提供各个第一外部再进入式管道140的第一端140a与第二端140b以及第二外部再进入式管道140’的第一端140a’与第二端140b’，围绕腔室主体102的顶部126的周边以约90度间隔设置第一端140a、第二端140b、第一端140a’与第二端140b’。第一外部再进入式管道140与第二外部再进入式管道140’的正交构造允许等离子体源均匀地分散横跨处理区104。预期第一外部再进入式管道140与第二外部再进入式管道140’可被配置成用以提供均匀的等离子体分布进入处理区104的其他分布。可透磁环形磁芯142、142’围绕第一外部再进入式管道140与第二外部再进入式管道140’的相应一者的一部分。导电线圈144、144’通过各自的阻抗匹配电路或元件148、148’耦接至各自的RF等离子体源功率发生器146、146’。第一外部再进入式管道140与第二外部再进入式管道140’各自为分别由绝缘环状圈150、150’中断的中空导电管，绝缘环状圈150、150’中断第一外部再进入式管道140与第二外部再进入式管道140’各自的第一端140a与第二端140b (以及第一端140a’、第二端104b’ )之间的连续电路径。通过RF等离子体偏压功率发生器154来控制基板表面处的离子能量，RF等离子体偏压功率发生器154通过阻抗匹配电路或元件156耦接至基板支撑组件128。参照回图1A，将包括由处理气体源152供应的气态化合物的处理气体引导通过气体分配板130进入处理区104。可透磁环形磁芯142、142’之一与导电线圈1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉积方法，包括以下步骤：由含碳气体产生的含碳离子选择性地沉积含碳层于基板的硅区上，其中所述基板包括至少一个硅区和至少一个氧化物区；及选择性地将所述含碳离子注入所述基板的所述氧化物区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.10 US 61/495,850;2012.04.26 US 13/456,5241.一种沉积方法，包括以下步骤: 由含碳气体产生的含碳离子选择性地沉积含碳层于基板的硅区上，其中所述基板包括至少一个硅区和至少一个氧化物区；及 选择性地将所述含碳离子注入所述基板的所述氧化物区。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含碳气体包括具有5个或更少碳原子的分子。3.根据权利要求1所述的方法，其中腔室压力是维持在约5毫托与约15毫托之间。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤:以稀释气体稀释所述含碳气体。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述含碳气体与所述稀释气体的比例是在约1:20与约1:0.5之间。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤:电偏压所述基板，其中所述电偏压被提高以增加所述含碳离子注入所述氧化物层的深度。7.一种沉积方法，包括以下步骤: 由含碳气体产生的含碳离子选择性地沉积含碳层于基板的硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：大平·姚，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：