用于介电膜的选择性沉积的方法及设备技术

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。

Method and Equipment for Selective Deposition of Dielectric Films

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于介电膜的选择性沉积的方法及设备
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。附图说明以上简要概述本公开内容的详述特征可以被详细理解的方式、以及本公开内容的更特定描述，可通过参照实施方式来理解，一些实施方式绘示于所附图式中。然而，应注意所附的图式仅绘示了本公开内容的典型实施方式，因而不应被视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。图1示出根据本公开内容的一或多个实施方式的处理平台的示意图；图2示出根据本公开内容的一或多个实施方式的批量处理腔室的横截面图；图3示出根据本公开内容的一或多个实施方式的批量处理腔室的局部透视图；图4示出根据本公开内容的一或多个实施方式的批量处理腔室的示意图；图5示出根据本公开内容的一或多个实施方式的用于在批量处理腔室中使用的楔形气体分配组件的一部分的示意图；图6示出根据本公开内容的一或多个实施方式的批量处理腔室的示意图；及图7示出根据本公开内容的一或多个实施方式的方法的示意图。在所附的图式中，类似的部件和/或特征可具有相同的附图标号。此外，相同类型的各种部件可通过在附图标号之后用破折号和区分类似部件之间的第二符号来区分。若在说明书中仅使用第一附图标号，则描述适用于具有相同第一附图标号的任何一个相似部件，而无论第二附图标号为何。具体实施方式在描述本公开内容的数个示例性实施方式之前，应该理解本公开内容不限于以下描述中阐述的构成或处理步骤的细节。本公开内容能够具有其他实施方式且能够以各种方式来实施或执行。如于此所用的“晶片”或“基板”是指在制造制程期间在其上进行膜处理的基板上形成的任何基板或材料表面。例如，可在其上进行处理的基板表面包括诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂氧化硅、非晶硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料以及诸如金属、金属氮化物、金属合金和其他导电材料的任何其他材料，此取决于应用。基板包括但不限于半导体晶片。基板可暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、UV固化、电子束固化和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理之外，在本公开内容中，所披露的任何膜处理步骤还可在基板上形成的底层上执行，如下面更详细地披露，且术语“基板表面”意欲包括如上下文指出的此种底层。因此，例如，在膜/层或部分膜/层已经沉积到基板表面上的情况下，新沉积的膜/层的暴露表面成为基板表面。本公开内容的一或多个实施方式提供了基于表面封端化学基团在处理晶片的特定区域上选择性地形成介电膜的方法。原子层沉积(ALD)膜生长可通过传统时域处理或通过批量处理腔室中的空间ALD来完成。一些实施方式使用表面处理来确保装置晶片上存在不同的封端基团，使得将基于不同表面来区别随后的ALD膜生长。例如，为了制备以Si-H基团封端的裸Si表面，可使用稀释的HF湿式清洁或基于等离子体的干式清洁来移除Si表面上的原生氧化物并形成Si-H键。为了制备可阻挡ALD膜生长的钝化表面，可在氧化硅表面上形成疏水表面单层。例如，可将烷基胺基硅烷吸附到氧化硅表面上，以在SiO表面上形成烷基甲硅烷基团。一些实施方式的ALD膜生长化学作用基于硅卤化物和氨反应，其可在裸Si表面而非钝化的SiO表面上选择性生长。一些实施方式可实现的最大厚度为在裸Si上生长约钝化的SiO表面上基本上没有膜生长。定期的SiO表面再生和钝化可用于在裸硅上生长比SiO更厚的生长。在一些实施方式中，具有Si/C/O/N组成的低介电常数膜亦可被选择性沉积。一些实施方式的SiCON沉积使用含C的Si前驱物、氨和氧化剂，如O2，O3或N2O。在一些实施方式中，等离子体处理被用作改善已沉积膜性质的方式。例如，热生长的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理平台，包括：中央传送站，具有机器人在所述中央传送站中，所述中央传送站具有多个侧面；预清洁腔室，连接到所述中央传送站的第一侧面，所述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；及批量处理腔室，连接到所述中央传送站的第二侧面，所述批量处理腔室具有多个由气帘隔开的处理区域，所述批量处理腔室包括基座组件，所述基座组件经构造以围绕中心轴线支撑并旋转多个基板，使得所述基板移动通过所述多个处理区域，其中至少所述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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.24 US 62/449,6681.一种处理平台，包括：中央传送站，具有机器人在所述中央传送站中，所述中央传送站具有多个侧面；预清洁腔室，连接到所述中央传送站的第一侧面，所述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；及批量处理腔室，连接到所述中央传送站的第二侧面，所述批量处理腔室具有多个由气帘隔开的处理区域，所述批量处理腔室包括基座组件，所述基座组件经构造以围绕中心轴线支撑并旋转多个基板，使得所述基板移动通过所述多个处理区域，其中至少所述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。2.如权利要求1所述的处理平台，进一步包括：等离子体腔室，连接到所述中央传送站的第三侧面，所述等离子体腔室经构造以产生去耦等离子体。3.如权利要求1所述的处理平台，其中所述多个处理区域包括硅前驱物和反应物，所述反应物包括供氧反应物、供氮反应物、或供碳反应物中的一或多种，且所述多个处理区域进一步包括钝化区域，所述钝化区域包括钝化剂。4.如权利要求1所述的处理平台，其中所述预清洁腔室，所述批量处理腔室，或钝化腔室中的一或多个经构造以输送包括烷基硅烷的钝化剂。5.如权利要求4所述的处理平台，其中所述烷基硅烷具有通式SiR4，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、所述烷基硅烷基本上不包含Si-H键。6.如权利要求5所述的处理平台，其中所述烷基硅烷包括具有范围在4至10个原子的环的至少一个取代或未取代的环胺。7.如权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，米哈拉·鲍尔西努，夏立群，杨冬青，朱拉拉，马尔科姆·J·贝文，特蕾莎·克莱默·瓜里尼，闫文波，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US