[发明专利]介电膜的几何选择性沉积

说明书

提供了用于在图案化特征的侧壁表面上选择性地沉积材料的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：提供衬底，所述衬底具有从所述衬底的表面凹陷的特征。所述特征具有底部和从所述底部延伸的侧壁。使用原子层沉积(ALD)处理在所述特征上沉积保形膜。通过使所述衬底暴露于定向等离子体而使沉积在所述底部上的所述保形膜改性，使得在所述底部上的所述保形膜比在所述侧壁上的所述保形膜较不致密。优先对于沉积在所述特征的所述底部上的已改性的所述保形膜进行蚀刻。还提供了用于在图案化的特征的水平表面上选择性沉积的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2017年8月18日提交的名称为“GEOMETRICALLY SELECTIVEDEPOSITION OF A DIELECTRIC FILM”的美国申请No.15/681,268的优先权，该申请通过引用并入本文以用于所有目的。

背景技术

随着半导体产业中的设备和特征尺寸持续收缩，需要处理方法以辅助设备收缩并且实现特定的三维架构。目前的半导体制造方案可受益于在图案化特征的侧壁上沉积材料，而不在特征的底部或顶部上沉积材料。

发明内容

本文描述的主题的一个方面涉及用于在图案化特征的侧壁表面上选择性地沉积材料的方法。所述方法包括：提供衬底，所述衬底具有从所述衬底的表面凹陷的特征。所述特征具有底部和从所述底部延伸的侧壁。使用原子层沉积(ALD)处理在所述特征上沉积保形膜。通过使所述衬底暴露于定向等离子体而使沉积在所述底部上的所述保形膜改性，使得在所述底部上的所述保形膜比在所述侧壁上的所述保形膜较不致密。优先对沉积在所述特征的所述底部上的已改性的所述保形膜进行蚀刻。

在一些实施方案中，所述ALD处理是等离子体增强ALD(PE-ALD)处理，所述PE-ALD处理在所述保形膜的所述沉积期间使用所述定向等离子体。此外，在多种实施方案中，所述PE-ALD处理包括以下操作的多个循环：(a)使所述衬底暴露于含硅前体，以在所述衬底表面上形成所述含硅前体的吸附层，以及(b)使所述吸附层暴露于所述定向等离子体。

在一些实施方案中，所述沉积和所述改性同时进行。

在一些实施方案中，所述定向等离子体由氨(NH₃)产生，且所述保形膜是氮化硅(SiN)膜。

在一些实施方案中，所述定向等离子体由含氧气体产生，且所述保形膜是氧化硅膜。

在一些实施方案中，所述定向等离子体由含胺气体产生，且所述保形膜是碳化硅膜。

在一些实施方案中，已改性的所述区域向所述定向等离子体的暴露将降低在已改性的所述区域处的所述保形膜的碳含量。

在一些实施方案中，所述定向等离子体是含氧等离子体，并且使在所述底部上的所述保形膜改性包括去除碳。

在一些实施方案中，所沉积的所述保形膜选自由氧化铪(HfO₂)、氧化锆(ZrO₂)和氧化钛(TiO₂)组成的群组。

在一些实施方案中，所述蚀刻包括湿蚀刻。

在一些实施方案中，所述蚀刻包括等离子体蚀刻。

本文描述的主题的另一个方面涉及用于在特征的暴露的水平表面上沉积保形膜的方法。所述方法包括：提供衬底，所述衬底具有从所述衬底的表面凹陷的特征。所述特征具有底部和从所述底部延伸的侧壁。使用原子层沉积(ALD)处理在所述特征上沉积保形膜。ALD处理包括使所述衬底暴露于定向等离子体，使得沉积在所述底部上的所述保形膜的厚度大于沉积在所述侧壁上的所述保形膜的厚度。

在一些实施方案中，所述方法包括：优先对沉积在所述特征的所述侧壁上的所述保形膜进行蚀刻。