[发明专利]用于介电膜的选择性沉积的方法及设备

说明书

处理平台具有带机器人的中央传送站和具有大于或等于约0.1重量％水蒸气的环境，连接到传送站的一侧面的预清洁腔室和连接到传送站的一侧面的批量处理腔室。处理平台经构造以预清洁基板，以从第一表面移除原生氧化物，使用烷基硅烷形成阻挡层并选择性地沉积膜。亦描述了使用处理平台和处理多个晶片的方法。

技术领域

本公开内容一般地涉及用于沉积薄膜的设备和方法。特别地，本公开内容涉及用于选择性地沉积膜的整合原子层沉积工具和方法。

背景技术

通过在基板表面上产生复杂图案化的材料层的工艺使集成电路成为可能。在基板上产生图案化材料需要用于沉积和移除材料层的受控方法。现代半导体制造工艺越来越重视在工艺步骤之间没有空气中断的膜的整合。此种要求对于配备制造商而言提出了允许将各种处理腔室整合到单个工具中的挑战。

已经变得风行的用于沉积薄膜的一种工艺是原子层沉积(ALD)。原子层沉积是一种方法，其中基板暴露于前驱物，该前驱物化学吸附到基板表面，随后暴露于与化学吸附的前驱物反应的反应物。ALD处理是自限性的，且可提供膜厚度的分子等级控制。然而，由于需要在暴露于前驱物和反应物之间净化反应腔室，所以ALD处理可能是耗时的。

因为用于半导体的图案化应用的需求，选择性沉积工艺正在变得更为频繁地采用。传统上，微电子工业中的图案化已经使用各种光刻和蚀刻工艺实现。然而，由于光刻正在以指数方式变得复杂且昂贵，因此使用选择性沉积来沉积特征变得更具吸引力。

随着装置尺寸继续减小到小于10nm的范畴，使用光刻技术的传统图案化工艺变得更具挑战性。在较小的装置尺寸下，不精确的图案化和降级的装置性能更为普遍。另外，多重图案化技术亦使制造制程变得复杂并且更昂贵。

因此，本领域存在有选择性地相对于一表面将膜选择性地沉积到另一个表面上的设备和方法的需求。

发明内容

本公开内容的一或多个实施方式涉及一种处理平台，包括：中央传送站、预清洁腔室和批量处理腔室。中央传送站中具有机器人和多个侧面。预清洁腔室连接到中央传送站的第一侧面。预清洁腔室经构造以执行湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺中的一种或多种。批量处理腔室连接到中央传送站的第二侧面。批量处理腔室具有多个由气帘隔开的处理区域。批量处理腔室包括基座组件，基座组件经构造以围绕中心轴线支撑并旋转多个基板，使得基板移动通过多个处理区域。至少中央传送站具有在惰性气体中包含大于或等于约0.1重量％的水蒸气的环境。

本公开内容的进一步的实施方式涉及沉积膜的方法。提供了包括第一基板表面和第二基板表面的基板，第一基板表面包括羟基封端表面，第二基板表面包括氢封端表面。将基板暴露于钝化剂，以与羟基封端表面反应，用以在第一表面上形成阻挡层。钝化剂包含烷基硅烷。将基板暴露于一或多个沉积气体，以选择性地在相对于第一表面的第二基板表面上沉积膜。将膜暴露于氦去耦等离子体，以改善膜的质量。基板移动通过中央传送站至少一次，中央传送站包含具有大于或等于约0.1％重量的水蒸气的惰性气体的环境。

本公开内容的进一步的实施方式涉及沉积膜的方法。提供了包含第一基板表面和第二基板表面的基板，第一基板表面包括羟基封端表面，第二基板表面包括氢封端表面。基板表面暴露于蚀刻工艺，以从第二表面移除原生氧化物。蚀刻工艺包含稀释的HF或基于等离子体的蚀刻中的一或多种。将基板暴露于钝化剂，以与羟基封端表面反应，用以形成阻挡层。钝化剂包含具有通式SiR₄的烷基硅烷，其中每个R独立地为C₁-C₆烷基、取代或未取代的胺、取代或未取代的环胺，烷基硅烷基本上不包含Si-H键，其中至少一个R基团是具有范围在4至10个原子的环的取代或未取代的环胺，其中一个原子是氮原子。将基板暴露于一或多个沉积气体，以选择性地在相对于第一表面的第二基板表面上沉积膜。膜包含硅以及以下项中的一或多种：氧，氮或碳。将膜暴露于氦去耦等离子体，以改善膜的质量。基板移动通过中央传送站至少一次，中央传送站具有包含大于或等于约0.1重量％的水蒸气的惰性气体的环境。