[发明专利]基于蚀刻残渣的抑制剂的选择性处理

说明书

可以进行牺牲材料在半导体衬底上的选择性沉积，所述衬底具有有多个衬底材料区域的表面，所述多个衬底材料区域对于所述牺牲材料具有不同的选择性，使得在所述衬底表面的第一区域上发生所述牺牲材料的实质性沉积，而在所述衬底表面的第二区域上没有发生实质性沉积。然后可以在所述衬底上进行非牺牲材料的沉积，使得在所述第二区域上发生所述非牺牲材料的实质性沉积，并且在所述第一区域上没有发生所述非牺牲材料的实质性沉积。接着可以去除所述牺牲材料，使得仅在所述第二区域上实质性发生所述非牺牲材料的净沉积。

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2018年1月16日提交的名称为“SELECTIVEPROCESSING WITH ETCH RESIDUE-BASED INHIBITORS”的美国临时申请No.62/617,616的优先权利益，通过引用将其全文并入本文并用于所有目的。

背景技术

已经证明了使用常规气相沉积处理(ALD、CVD、PEALD、PECVD)进行的选择性沉积可用于多种膜/衬底系统，但在所有情况下，选择性都会随时间推移而丧失。解决选择性损失的一种方法是合并周期性回蚀或重置步骤，从而将两个表面(希望沉积的表面和不希望沉积的表面)恢复到重新获得选择性的状态。

发明内容

提供了在半导体衬底上进行沉积的方法和装置。该方法包括：在半导体衬底上选择性地沉积牺牲材料，所述衬底具有有多个衬底材料区域的表面，所述多个衬底材料区域对于所述牺牲材料具有不同的选择性，使得在所述衬底表面的第一区域上发生所述牺牲材料的实质性沉积，而在所述衬底表面的第二区域上没有发生实质性沉积。然后可以在所述衬底上进行非牺牲材料的沉积，使得在所述第二区域上发生所述非牺牲材料的实质性沉积，并且在所述第一区域上没有发生所述非牺牲材料的实质性沉积。接着可以去除所述牺牲材料，使得仅在所述第二区域上实质性发生所述非牺牲材料的净沉积。

在多种实施方案中，在周期性回蚀/重置操作期间发生所述牺牲材料的所述选择性沉积，在所述周期性回蚀/重置操作期间，所产生的蚀刻残渣为所述选择性沉积提供所述牺牲材料中的一些或全部。

在多种实施方案中，所述非牺牲材料的所述沉积的所述选择性可以基于所述第一区域的衬底材料和所述第二区域的衬底材料的电特性的差异。

在多种实施方案中，所述牺牲材料的沉积可以通过非共价键合发生在所述衬底表面的第一区域上，并且所述非牺牲材料的沉积可以通过共价键合发生在所述衬底表面的所述第二区域上。

在多种实施方案中，所述非牺牲材料在所述第二区域上的所述实质性沉积以及所述非牺牲材料在所述衬底的所述第一区域上的所述牺牲材料上的非实质性沉积可以具有化学基础。

在多种实施方案中，所述第一区域和所述第二区域可以分别是电介质和金属，或者分别是不同的电介质，所述不同的电介质具有不同的介电常数。所述第一区域的所述介电常数可以低于所述第二区域的所述介电常数，例如低至少3/4。在多种实施方案中，所述第一区域的所述电介质是SiO2或SiN，并且所述第二区域的所述电介质是ZrO₂。

在多种实施方案中，所述牺牲材料是碳氟化合物(CF_x)或硼氧化物(BO_xCl_y)。

在多种实施方案中，所述非牺牲材料可以是金属。例如Cu、Al、W、Co或Ti。在多种实施方案中，所述非牺牲材料的沉积是均厚沉积(blanket deposition)。

在多种实施方案中，在周期性回蚀/重置操作期间发生所述牺牲材料的所述选择性沉积，在所述周期性回蚀/重置操作期间，所产生的蚀刻残渣为所述选择性沉积提供所述牺牲材料中的一些或全部。