基板处理方法、基板处理设备和基板处理系统与流程

1.本公开涉及用于在蚀刻基板的第二区域的同时选择性地保护基板的第一区域的基板处理方法、基板处理设备和基板处理系统。


背景技术：

2.传统上，制造电子装置进行选择性基板蚀刻。在正在保护基板的第一区域的同时，要选择性地蚀刻基板的第二区域。在一些处理中，由氧化硅形成的第二区域相对于由氮化硅形成的第一区域而选择性地被蚀刻。这些处理使用沉积在基板的第一区域和第二区域上的氟碳化合物。沉积在第一区域上的氟碳化合物用于保护第一区域，并且沉积在第二区域上的氟碳化合物用于蚀刻第二区域。


技术实现要素：

3.在本公开的示例性实现中，提供一种基板处理方法，用于处理基板，所述基板包括具有彼此不同的成分的第一区域和第二区域。所述基板处理方法包括：(a)通过基板处理设备，在所述第一区域上优先形成第一沉积层；(b)在(a)之后，在所述第二区域上形成第二沉积层，所述第二沉积层包含氟，并且所述第二沉积层与所述第一沉积层不同；以及(c)在(b)之后，去除所述第二沉积层以及所述第二区域的至少一部分，其中，在不满足停止条件的情况下，按顺序重复步骤(a)至(c)。
4.在本公开的示例性实现中，提供一种基板处理设备，用于处理基板，所述基板包括具有彼此不同的成分的第一区域和第二区域，所述基板处理设备包括处理电路，所述处理电路被配置为：(a)控制在所述第一区域上优先形成第一沉积层；(b)在(a)之后，控制在所述第二区域上形成第二沉积层，所述第二沉积层包含氟，并且所述第二沉积层与所述第一沉积层不同；以及(c)在(b)之后，控制去除所述第二区域的至少一部分以及所述第二沉积层，其中，所述处理电路还被配置为在不满足停止条件的情况下，按顺序重复(a)至(c)。
5.在本公开的示例性实现中，提供一种基板处理系统，包括：基板处理设备，用于处理基板，所述基板包括具有彼此不同的成分的第一区域和第二区域；以及处理电路，其被配置为：(a)控制所述基板处理设备以在所述第一区域上优先形成第一沉积层；(b)在(a)之后，控制所述基板处理设备以在所述第二区域上形成第二沉积层，所述第二沉积层包含氟，并且所述第二沉积层与所述第一沉积层不同；以及(c)在(b)之后，控制所述基板处理设备以去除所述第二区域的至少一部分以及所述第二沉积层，其中，所述处理电路还被配置为在不满足停止条件的情况下，按顺序重复(a)至(c)。
附图说明
6.图1a示出具有之间具有凹槽深度的第一区域和第二区域的基板。
7.图1b示出被与图1a中示出的基板的第一区域中的沉积量进行比较的并且根据比较处理进行蚀刻的凹槽深度的图。
8.图1c示出被与图1a中示出的基板的第一区域中的沉积量进行比较的并且根据本公开的处理进行蚀刻的凹槽深度的图。
9.图2示出上部电极附近的直流叠加(dcs)的示例条件。
10.图3a是根据示例性实施例的蚀刻方法的流程图。
11.图3b是可包括在图3a所示的蚀刻方法中的示例性实施例中的步骤stx的流程图。
12.图3c是可包括在图3a所示的蚀刻方法中的示例性实施例中的步骤stc的流程图。
13.图4示出在图3a和3c中的步骤stc中在基板w上形成沉积层的时序图。
14.图5a示出在图3a中的步骤sta处提供的示例性基板。
15.图5b示出在图3a中的步骤stb处在基板的第一区域中形成的第一沉积层dp。
16.图5c示出在图3a中的步骤sty处在第一沉积层dp上形成的含硅沉积层dps。
17.图5d示出在图3a中的步骤stz1处在含硅沉积层dps上选择性地形成的第二沉积层dpc。
18.图5e示出在图3a中的步骤stz2处的施加离子之后得到的基板。
19.图5f示出在图3c中的步骤stcx处在第一区域上选择性地形成的第一沉积层dp。
20.图5g示出在重复步骤stcx、stc1和stc2直到满足停止条件之后得到的基板。
21.图5h示出在第二区域r2的蚀刻完成之后通过灰化对沉积层的去除。
22.图6a示出在图3a中的步骤sta处提供的示例性基板。
23.图6b示出在图3b中的步骤stx1处在基板上形成的沉积层dpc。
24.图6c示出在图3b中的步骤stx2处的施加离子之后得到的基板。
25.图6d示出在图3c中的步骤stcx处在第一区域上优先形成的第一沉积层dp。
26.图7示出根据本公开的示例性基板处理设备。
27.图8示出根据本公开的进行基于计算机的操作的示例性处理电路。
具体实施方式
28.现在将参考附图详细描述示例性实施例。在附图中，相似或相应的组件由相同的附图标记指示。除非另有指示，否则在未按比例的附图中，通过示例的方式而非限制的方式来说明实施例。
29.在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构、特性、操作或功能包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在说明书中出现的任何短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定是指同一实施例。此外，在一个或多于一个实施例中，特定特征、结构、特性、操作或功能可以以任何合适的方式组合。此外，所公开的主题的实施例旨在可以并且确实涵盖所描述的实施例的修改和变形。
30.必须注意，除非上下文另有明确规定，否则如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指代物。也就是说，除非另有明确规定，否则如这里所使用的，“a”和“an”等词带有“一个或多于一个”的含义。附加地，应理解，这里可以使用的诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“侧”、“高度”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“内部”、“外部”、“内”和“外”等的术语仅描述参考点，而不一定将所公开主题的实施例限制为任何特定定向或配置。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语仅标识如这里所述的多个部分、组件、参考点、操作和/或功能中的一个，并且同样不一定将所公开主
题的实施例限制为任何特定配置或定向。
31.在整个本公开中，本公开使用“凹槽(recess)”作为一种类型的蚀刻特征，并且这两个术语(凹槽和蚀刻特征)在此将可互换使用。此外，术语“凹槽”不是限制性的，并且可以是正被蚀刻的基板材料中的孔、缝、槽、凹空(concave void)或其它类型的雕刻图案。
32.图1a示出具有之间具有凹槽深度的第一区域和第二区域的示例性基板。特别地，基板sw包括第一区域r1和第二区域r2。在示例性实现中，第一区域r1由氮化硅形成，并且第二区域r2由氧化硅形成。
33.沉积层dp形成在第一区域r1上，并且凹槽rc在第一区域r1与第二区域r2之间。示出凹槽rc的凹槽深度d。在示例性实现中，使用co气体和ar气体的混合物作为处理气体在基板sw上形成沉积层dp。在其它实现中，可以使用ch3f气体和ar气体的混合物在基板sw上形成沉积层dp。
34.图1b示出被与基板sw的第一区域r1中的沉积量进行比较的并且根据比较处理进行蚀刻的凹槽深度d(nm)的图。如图1b所示，当根据比较处理蚀刻基板sw时，将凹槽深度d(nm)与第一区域r1中的沉积量进行比较。
35.在比较处理中，对凹槽rc的深度a进行蚀刻。在示例性实现中，凹槽rc的深度a被蚀刻为20-40nm。然后，与向基板sw馈送惰性气体离子交替地，在基板sw上重复形成沉积层dp。在示例性实现中，形成在基板sw上的沉积层dp包含氟。
36.然后将凹槽rc蚀刻至深度b，在示例性实现中，深度b为50-80nm。为了将凹槽rc蚀刻至深度b，进行以下步骤：(i)在第一区域r1上形成第一沉积层(5nm或更大)；然后(ii)与从惰性气体产生等离子体、并将该等离子体馈送到基板sw交替地，在基板sw上形成包含氟的第二沉积层。步骤(i)和(ii)可以重复一次或多于一次，直到处理完成为止。在120-180℃下进行用于选择性地处理和蚀刻凹槽rc的步骤，但处理不限于该范围。在一个示例中，在150℃下进行步骤。
37.图1c示出被与图1a中示出的基板sw的第一区域r1中的沉积量进行比较的并且基于根据本公开的示例性处理进行蚀刻的凹槽深度d的图。在根据本公开的示例性处理中，如图1c所示，当根据示例性处理蚀刻基板sw时，将凹槽深度d(nm)与第一区域r1中的沉积量进行比较。
38.在示例性处理中，首先对凹槽rc的深度c进行蚀刻。在示例性实现中，凹槽rc的深度c被蚀刻为10-20nm，但不限于此。然后，与向基板sw馈送惰性气体离子交替地，在基板sw上重复形成沉积层dp。在示例性实现中，形成在基板sw上的沉积层dp包含氟。
39.然后将凹槽rc蚀刻至深度d，在示例性实现中，深度d为80-100nm。为了将凹槽rc蚀刻至深度d，进行以下步骤：(a)在第一区域r1上形成第一沉积层。该第一沉积层被形成为比在比较处理中的(i)处形成的第一沉积层薄。然后，(b)在基板sw上形成包含氟的第二沉积层，然后(c)从惰性气体产生等离子体，并将该等离子体馈送到基板sw。按该顺序重复步骤(a)、(b)和(c)。在150-200℃下进行用于选择性地处理和蚀刻凹槽rc的步骤，但处理不限于该范围。在一个示例中，在170℃下进行步骤。
40.图2示出诸如后述的图7所示的上部电极3等的上部电极附近的直流叠加(dcs)的示例条件。
41.如图2所示，电压v1和rf这两者都被供给至si(硅)电极，而电压v2被施加给si。在
示例性实现中，dcs的条件被提供如下：
42.气体：惰性气体(例如，ar) h2(可选的)；
43.功率：内v1＝-800v，并且外v2＝-200v(例如，v1《v2《0(v))；以及
44.压力：10至100mtorr(例如，20mtorr)。
45.稍后将关于图5c和步骤sty提供图2的进一步讨论。
46.图3a是根据示例性实施例的蚀刻方法的流程图。图3a所示的蚀刻方法(以下称为方法mt)从步骤sta开始。在步骤sta中，将基板sw放置在基板处理设备中的基板支撑件上。基板支撑件容纳在基板处理设备中的室中。基板处理设备在图7中示出。
47.图7示出根据本公开的示例性基板处理设备。
48.特别地，图7示出基板处理设备200，例如，电容耦合等离子体(ccp)系统。虽然ccp系统被示出为示例，但是也可以使用任何其它蚀刻设备，诸如电感耦合等离子体(icp)设备等。基板处理设备200包括反应室1，反应室1的形状大致是圆柱形的并且例如由铝形成。反应室1连接至接地电位。具有等离子体电阻的膜形成在反应室1的内壁表面，并且可以是通过阳极氧化处理形成的膜或者诸如由氧化钇形成的膜等的陶瓷膜。当向上部电极3和基座4(用作用于在反应室1中产生等离子体的下部电极)中的至少之一供给rf功率时，在上部电极3与基座4之间形成等离子体2，其中在上部电极3与基座4之间存在要处理的基板w。如以下将更详细地讨论的，等离子体2是靠近基板w形成的，并且基板w保持在静电吸盘5的上表面上。基座4具有大致圆盘的形状并且是导电的。
49.气体源8包括经由相应系列的流速控制器控制的多个气体源。气体源8经由一个或多于一个气体管线向反应室1提供气体。
50.基板处理设备200还包括第一rf电源6，该第一rf电源6在27mhz至100mhz的含括范围内产生rf能量，其中60mhz是示例性频率。第一rf电源6通过将第一rf电源6的输出阻抗与上部电极3的阻抗进行匹配的匹配电路连接到上部电极3。
51.蚀刻等离子体处理200还包括第二rf电源7，该第二rf电源7产生用于偏置目的的rf能量以将离子吸引到基板w。第二rf电源7的操作频率比第一rf电源6的操作频率低，通常在300khz至13.56mhz的范围内。在替代实施例中，多个rf电源6和7可以耦接到同一电极(下部电极4)。
52.上部电极3具有作为可变直流(dc)电源10的第二电源。可变dc电源10还可以用作对从第一rf电源6施加到上部电极的rf能量的dc偏置。dc电源10的可变性使得能够进行对离子能量的操作控制，使得可根据正进行的处理而控制蚀刻速率。
53.由rf电源7产生的rf能量可以是脉冲型的。当向基座/下部电极供给偏置电功率时，主要发生蚀刻。当不向基座/下部电极供给偏置电功率时，主要发生沉积。脉冲偏置使得能够将蚀刻阶段与沉积阶段分开。在形成保护膜之后发生蚀刻，并且保护凹槽的侧壁免受侧面蚀刻(side etch)的影响。另外，脉冲的占空比(偏置开启时间/(偏置开启时间 偏置关闭时间))的改变可以控制蚀刻/沉积平衡。更长的偏置关闭时间可以形成更厚的保护膜，从而导致更多的保护。更长的偏置开启时间增加蚀刻速率。
54.在实施例中，基板处理设备200可以具有诸如图8所示的处理电路等的专用控制电路。控制电路执行存储器中所存储的控制程序，并且基于存储装置中所存储的制程数据来控制基板处理设备200的各组件。
55.基板处理设备200包括连接到反应室1的内部气氛的排气装置9。排气装置9包括诸如自动压力控制阀等的压力控制器、真空泵(例如，涡轮分子泵)，以便可控地使反应室1减压并且排出来自反应室1的气体。
56.在基板处理设备200中，上部电极3接收rf功率来用于产生等离子体。在一些实施例中，基座4可以接收rf功率。根据本公开的方法还可适用于与ccp等离子体处理设备不同的基板处理设备。更具体地，方法可以使用任何等离子体处理设备(诸如电感耦合等离子体处理设备或使用诸如微波等的表面波来产生等离子体的等离子体处理设备等)实现。
57.返回到图3a的讨论，基板w包括第一区域r1和第二区域r2。在示例性实现中，第一区域r1由与第二区域r2的材料不同的材料形成。第一区域r1的材料不含氧，并且可以包含氮化硅。第二区域r2的材料包含硅和氧，并且可以包含氧化硅。第二区域r2的材料可以包括包含硅、碳、氧和氢的低介电常数材料。
58.图5a是要用图3a所示的蚀刻方法处理的示例性基板w的局部放大截面图。图5a所示的基板w包括第一区域r1和第二区域r2。基板w还可以包括下层区域ur。图5a所示的基板w的第一区域r1包括区域r11和区域r12。区域r11由氮化硅形成并限定凹槽。区域r11在下层区域ur上。区域r12在区域r11的任一侧延伸。区域r12由氮化硅或碳化硅形成。图5a所示的基板w的第二区域r2由氧化硅形成，并包含在由区域r11限定的凹槽中。换句话说，第二区域r2被第一区域r1包围。当用方法mt处理图5a所示的基板w时，以自对准方式蚀刻第二区域r2。
59.现在将关于基板w来描述方法mt中所包括的步骤sta之后的步骤。
60.在一些实施例中，步骤stx可以跟随在步骤sta之后进行。在其它实施例中，不进行步骤stx，并且处理进入步骤stb。在步骤stx中，蚀刻第一区域r1，直到达到预定纵横比或更高纵横比为止。稍后将关于图3b和6a至6d来讨论步骤stx的进一步讨论。
61.在步骤stb中，如图5b所示，在第一区域r1上优先形成沉积层dp。
62.图5b示出在图3a中的步骤stb处在基板的第一区域中形成的第一沉积层dp。第一沉积层dp包含碳。在示例性实现中，使用由包含碳且不含氟的处理气体产生的等离子体来形成第一沉积层dp。
63.在步骤stb中，在基板处理设备200的室中从处理气体产生等离子体。
64.在示例性实现中，步骤stb中所使用的处理气体可以包含第一气体和第二气体。处理气体还可以包含诸如氩气或氦气等的惰性气体。
65.第一气体包含碳且不含氟。第一气体的示例包括co气体、cos气体、c2h2气体、c2h4气体、ch4气体、c2h6气体和h2气体。
66.第一气体可以不含氢。第一气体可以包含例如一氧化碳气体(co气体)或羰基硫气体(cos气体)作为含碳无氟气体。
67.第二气体可以包含碳以及、氟或氢。这种第二气体的示例包括氢氟碳化合物气体、氟碳化合物气体和碳氢化合物气体。氢氟碳化合物气体可以包括例如chf3气体、ch3f气体或ch2f2气体。氟碳化合物气体可以包括例如c4f6气体。包含碳和氢的第二气体可以包括例如ch4气体。
68.第一气体可以比第二气体具有更高的流速。第二气体的流速与第一气体的流速的比率为0.2或更小。第一气体可以包含具有30至200sccm(包含端值)的流速的含碳无氟气
体。第一气体可以包含具有90至130sccm(包含端值)的流速的含碳无氟气体。处理气体可以包含具有0至1000sccm(包含端值)的流速的惰性气体。处理气体可以包含具有350sccm或更小的流速的惰性气体。
69.可以根据室1的内部空间的体积或其它因素来确定处理气体中所包含的各气体的流速。在步骤stb中，将等离子体中所包含的化学形态(chemical species)(碳化学形态)馈送至基板。如图5b所示，所馈送的化学形态在第一区域r1上优先形成包含碳的沉积层dp。
70.在步骤stb中，使用处理气体除了在第一区域r1上优先形成的沉积层dp之外，在限定凹槽的侧壁上还形成薄保护膜。因而保护侧壁免受等离子体的影响。
71.步骤stb中所使用的处理气体可以是包含co气体和氢气(h2气体)的混合物。这种处理气体能够使得在第一区域r1上优先形成沉积层dp。沉积层dp用作对步骤stc中的蚀刻具有高耐受性的保护膜。h2气体的流速与处理气体中所包含的co气体和h2气体的总流速的比率可以是1/19至2/17(包含端值)。当使用具有这种比率的处理气体时，在第一区域r1上形成的沉积层dp具有垂直度更高的侧表面。
72.在步骤stb中，馈送到基板w的离子可以具有0至70ev(包含端值)的能量。在这种情况下，沉积层dp不太可能缩小凹槽的开口。
73.在一个实施例中，在步骤stb中使用的基板处理设备可以是电容耦合等离子体处理设备。当使用电容耦合等离子体处理设备时，可以将用于产生等离子体的射频(rf)功率提供给上部电极。在这种情况下，等离子体可以在远离基板w的区域中形成。rf功率可以具有60mhz或更高的频率。在另一实施例中，在步骤stb中使用的基板处理设备可以是电感耦合等离子体处理设备。
74.在步骤stb中，在第一区域r1上优先形成沉积层dp。因此，步骤stb可以至少在由基板w的第一区域r1和第二区域r2限定的凹槽具有4或更低的纵横比时进行。
75.在方法mt中所包括的步骤stb中从处理气体产生的碳化学形态选择性地沉积在第一区域r1上。从处理气体产生的碳化学形态不太可能沉积在含氧的第二区域r2上。利用方法mt，在沉积层dp选择性地保留在第一区域r1上的同时，蚀刻第二区域r2。因此，方法mt使得能够在相对于第二区域r2选择性地保护第一区域r1的同时，蚀刻第二区域r2。利用方法mt，在第一区域r1上优先形成沉积层dp。这减少了对由第一区域r1和第二区域r2限定的凹槽的开口的阻塞。
76.在步骤stb中从co气体产生的碳化学形态是离子的。ch4气体或ch3f气体易于产生诸如ch2或chf等的自由基。这些自由基是高度反应性的，而容易在基板w的表面上各向同性地沉积。相比之下，离子化学形态在基板w上各向异性地沉积。换句话说，与限定凹槽的壁表面相比，离子化学形态更多地附着至第一区域r1的上表面。一氧化碳较可能从基板w的表面释放。为了使一氧化碳吸附在基板w的表面上，利用离子撞击基板w的表面来从该表面去除氧。另外，具有简单结构的一氧化碳难以交联。为了使一氧化碳沉积在基板w的表面上，在基板w的表面上形成悬空键。在步骤stb中从co气体产生的碳化学形态是离子的。该化学形态因此可以从第一区域r1的上表面去除氧，在上表面上形成悬空键，并选择性地沉积在第一区域r1上。
77.在一些实施例中，步骤sty可以跟随在步骤stb之后进行。在其它实施例中，不进行步骤sty，并且处理进入步骤stz1。在步骤sty中，如图5c所示，在第一沉积层dp和第二区域
r2上形成含硅沉积层dps。
78.在一些实施例中，可以通过如图2所示那样使用上部电极附近的直流叠加(dcs)在步骤sty处形成含硅沉积层dps。利用通过在将惰性气体(例如，ar)供给到室中的同时将dc施加到含si的上部电极而产生的惰性气体中的离子来对该上部电极进行溅射。产生si和二次电子。基板表面暴露于所得到的si和二次电子，从而形成含硅沉积层dps。
79.在一些其它实施例中，可以通过使用等离子体增强化学气相沉积(pecvd)在步骤sty处形成含硅沉积层dps。通过在将含硅气体(例如，sicl4)供给到室中的同时提供射频(rf)功率以产生等离子体，来在第一沉积层dp上形成含硅沉积层dps。
80.在步骤stz1中，如图5d所示，在基板w上形成含氟的第二沉积层dpc。在示例性实现中，在进行步骤sty的情况下，第二沉积层dpc形成在第一区域r1及第二区域r2中的含硅沉积层dps上。在其它实现中，在不进行步骤sty的情况下，第二沉积层dpc形成在区域r1中的沉积层dp以及第二区域r2的氧化硅膜上。在示例性实现中，第二沉积层dpc包含氟。
81.可以在基板处理设备200的室中使用从氟碳化合物气体产生的等离子体来形成第二沉积层dpc。氟碳化合物气体的示例包括cf4气体、c4f6气体和c4f8气体，但不限于此。处理气体还可以包含诸如氩气或氦气等的惰性气体。
82.在步骤stz2中，如图5e所示，在室中从惰性气体产生等离子体，并且利用馈送到基板w的惰性气体离子来去除第二区域r2的一部分。特别地，将惰性气体中的离子馈送到基板w，从而撞击第二区域r2上的第二沉积层dpc以使第二沉积层dpc活化。来自第二沉积层dpc的活性形态与第二区域r2反应以去除第二区域r2的一部分。
83.第一区域r1上的含硅沉积层dps和第二沉积层dpc也被去除。第一区域r1上的第一沉积层dp也被部分去除。在示例性实现中，惰性气体是ar气体，但是可以是除ar气体之外的其它气体。在第一区域r1上的沉积层dp未被完全消耗之前，继续步骤stz2。
84.在进行步骤stz2之后，处理进入步骤stc。在步骤stc中，第二区域r2相对于第一区域r1被选择性地蚀刻。特别地，利用馈送到基板w的惰性气体离子选择性地蚀刻第二区域r2。在一个实施例中，使用从蚀刻气体产生的等离子体中所包含的化学形态来蚀刻第二区域r2。在这种情况下，在基板处理设备的室中，从蚀刻气体产生等离子体。与第二区域r2的材料相应地选择蚀刻气体。蚀刻气体可以包含例如氟碳化合物气体。蚀刻气体还可以包含诸如氩气等的惰性气体和诸如氧气等的含氧气体。
85.步骤stb中使用的基板处理设备可以用作步骤stc中使用的蚀刻设备。在这种情况下，在不从基板处理设备的室中移除基板w的情况下进行步骤stb和stc。在一些实施例中，步骤stb中使用的基板处理设备可以与步骤stc中使用的基板处理设备不同。在这种情况下，基板w在步骤stb和stc之间仅通过真空被从步骤stb中使用的基板处理设备传送到步骤stc中使用的基板处理设备。
86.将关于图3c提供关于步骤stc的进一步讨论。
87.最后，方法mt进入步骤stj，在步骤stj中判断是否满足停止条件。在示例性实现中，处理电路进行该判断。稍后将关于图8提供对处理电路的详细讨论。
88.在步骤stj处判断为不满足停止条件的情况下，然后处理返回到步骤stc以重复步骤stc。在判断为已满足停止条件的情况下，方法mt完成。
89.在步骤stj的示例性实现中，当步骤stc的处理计数达到计数阈值时，满足停止条
件。计数阈值可以是预定数，或者可以基于用户输入或其它参数来设置。当在步骤stj中不满足停止条件时，然后处理返回到stc以重复步骤stc。特别地，如图5f至5g所示并且关于图3c所述，再次进行步骤stc以蚀刻第二区域r2。
90.讨论现在将返回步骤stx，stx在图3b中详细示出。在步骤sta处提供基板w之后进行步骤stx。这种基板w在图6a中示出，其与图5a中示出的基板w相对应。
91.步骤stx的处理开始于步骤stx1，在stx1中，如图6b所示，在基板w上形成含氟沉积层dpc。该含氟沉积层dpc可以是与在步骤stz1中使用并在图5d中示出的沉积层dpc相同的材料。在示例性实现中，在第一区域r1和第二区域r2中形成含氟沉积层dpc。可以在基板处理设备的室中使用从氟碳化合物气体产生的等离子体来形成含氟沉积层dpc。氟碳化合物气体的示例包括cf4气体、c4f6气体和c4f8气体，但不限于此。处理气体还可以包含诸如氩气或氦气等的惰性气体。
92.当在基板处理设备200中进行步骤stx1时，将处理气体从气体源8供给到反应室1中。此外，在步骤stx1中，从第二rf电源7向基座4供给高频功率。此外，在步骤stx1中，将反应室1内的空间的压力设置为预设压力。通过示例的方式，反应室1内的空间的压力被设置为在5mtorr(0.6667pa)至80mtorr(10.67pa)的范围内，但是也可以设置其它压力。此外，在步骤stx1中，将上部电极3与基座4的上表面之间的距离设置为在20mm至90mm的范围内。因此，在反应室1内产生处理气体的等离子体，并且安装在基座4上的基板w暴露于该等离子体。此外，在步骤stx1中，也可以向上部电极施加来自电源10的电压。从电源10施加到上部电极3的电压可以是-150v或更小。也就是说，从电源10施加到上部电极3的电压可以是绝对值为150v或更大的负电压。在进行步骤stx1时，基板处理设备200的各个组件的操作可以由要参考图8讨论的处理电路来控制。
93.在步骤stx1开始时，从氟碳化合物产生的原子和/或分子的活性形态(例如，氟的活性形态)与基板w的第一区域r1及第二区域r2碰撞。因此，在第一区域r1和第二区域r2上形成包含氟的沉积层dpc。随着进行步骤stx1的处理时间的增加，沉积层dpc的膜厚度增加。
94.在步骤stx1之后，进行步骤stx2。在步骤stx2中，通过将惰性气体离子馈送到基板w来去除第二区域r2。这在图6c中示出。在示例性实现中，惰性气体的离子撞击第二区域r2上的沉积层dpc，以使第二区域r2中的沉积层dpc活化。来自沉积层dpc的活性形态与第二区域r2反应以去除第二区域r2。在一些实现中，第一区域r1上的沉积层dpc可以被部分地或完全地去除。惰性气体例如是ar气体，但也可以是除ar气体以外的气体。
95.可以适当地设置步骤stx2的处理时间和步骤stx1的处理时间。在示例实施例中，可以将步骤stx1的处理时间设置为具有在步骤stx1和步骤stx2的总处理时间的30％至70％的范围内的比率。然而，可以使用其它比率。
96.在步骤stx2中，如在步骤stx1，从rf电源7向基座4施加高频功率。此外，在步骤stx2中，如在步骤stx1，设置反应室1内的空间的压力。此外，在步骤stx2中，如在步骤stx1，设置上部电极3与基座4的上表面之间的距离。因此，在反应室1内产生等离子体，并且安装在基座4上的基板w暴露于该等离子体。此外，在步骤stx2中，如在步骤stx1，可以向上部电极3施加来自电源10的电压。
97.在步骤stx2中，活性形态(例如稀有气体原子的离子)与沉积层dp碰撞。作为结果，如图6c中所描绘的，利用沉积层dp中的氟碳化合物自由基来蚀刻第二区域r2。此外，通过步
骤stx2减小沉积层dp的膜厚度。此外，在步骤stx2中，如图6c中所描绘的，第一区域r1上的沉积层dpc的膜厚度也被减小。
98.在步骤stx2之后，进行步骤stx3。在步骤stx3中，判断相对于第二区域r2第一区域r1是否已达到预定纵横比。在示例性实现中，图8所示的处理电路进行该判断。
99.在步骤stx3处判断为未达到预定纵横比的情况下，然后处理返回到步骤stx1，以重复步骤stx1和stx2。在判断为已达到预定纵横比的情况下，然后完成步骤stx，并且方法mt进入步骤stb。
100.图6d示出跟随完成步骤stx后完成步骤stb之后的基板w的状态。如图6d中所示，在相对于第二区域r2已达到预定纵横比或更高纵横比的第一区域r1上优先形成第一沉积层dp。
101.在进行步骤stx时的第一区域r1的选择性高于在不进行步骤stx时的第一区域r1的选择性。特别地，由于所得到的第一区域r1与第二区域r2之间预定纵横比，因此在进行步骤stx时的第一区域r1的选择性更高。换句话说，当进行步骤stx时，与在第一区域r1相比，在第二区域r2上形成更少的第一沉积层dp。
102.讨论现在将返回到步骤stc，其在图3c中详细示出。在步骤stz2之后进行步骤stc。附加地，如果在步骤stj处判断为不满足停止条件，则可以重复步骤stc。这种基板w在图5e中示出。
103.步骤stc的处理开始于步骤stcx，在步骤stcx中，如图5f所示，在第一区域r1上优先形成第一沉积层dp。该步骤中的第一沉积层dp可以是与关于步骤stb和图5b所描述的沉积层dp相同的材料。然而，在步骤stcx中沉积的第一沉积层dp可以具有与在图5b中示出并且在步骤stb中沉积的沉积层dp的厚度不同的厚度。附加地，步骤stcx的处理可以使用与进行步骤stb的条件不同的压力条件和/或处理持续时间来进行。
104.在完成步骤stcx之后，可以进行步骤stcy。步骤stcy是可选步骤，在步骤stcy中，在步骤stcx中形成的第一沉积层dp上优先形成含硅沉积层dps。然而，在一些实现中，跳过步骤stcy，并且在第一沉积层dp上不形成含硅沉积层dps。
105.接着，处理进入步骤stc1，在步骤stc1中，如图5g所示，在基板w上形成含氟的第二沉积层dpc。在第一区域r1和第二区域r2这两者中形成含氟沉积层dpc。在步骤stcy中在第一沉积层dp上形成含硅沉积层dps的实现中，在含硅沉积层dps上形成含氟沉积层dpc。在跳过步骤stcy并且没有形成含硅沉积层dps的实现中，在第一区域r1中的第一沉积层dp上形成含氟沉积层dpc。
106.接着，处理进入步骤stc2，在步骤stc2中，通过正被馈送到基板w的惰性气体离子来蚀刻第二区域r2。特别地，利用馈送到基板w的惰性气体离子，相对于第一区域r1选择性地蚀刻第二区域r2。
107.在完成步骤stc2之后，完成步骤stc，并且方法mt进入步骤stj。如前所讨论地，在步骤stj处可能判断为不满足停止条件。如果不满足，则重复步骤stc，从而导致对区域r2的进一步蚀刻。
108.图5h示出通过灰化去除沉积层dp之后的基板w。在一些实现中，可以在第二区域r2的蚀刻完成之后通过灰化从第一区域r1去除沉积层dp。该步骤可以可选地在步骤stj之后进行。在一个实施例中，通过使用从灰化气体产生的等离子体中所包含的化学形态进行蚀
刻，来去除沉积层dp。在这种情况下，在灰化设备的室中从灰化气体产生等离子体。灰化气体可以包含诸如氧气等的含氧气体。灰化气体可以是包含n2气体和h2气体的混合物。
109.图4示出用于在图3a和3c中的步骤stc中在基板w上形成沉积层的时序图。如图4所示，在步骤stcx、stc1和stc2期间，开启和关闭供给各种气体以及rf偏置。在所有步骤stc整个期间保持ar气体的供给。
110.在步骤stcx中，在第一区域r1中的第一沉积层dp的形成期间，co气体的供给是开启的。然后在步骤stc1和stc2之前以及步骤stc1和stc2的持续时间关闭co气体的供给。然后在重复步骤stc时，在步骤stcx之前和步骤stcx期间再次开启co气体的供给。
111.在步骤stcx期间，cxfy气体的供给是关闭的。然后在步骤stc1的持续时间开启cxfy气体的供给，并且然后在步骤stc2之前和步骤stc2的持续时间关闭cxfy气体的供给。在步骤stc的任何重复中，步骤stcx期间保持关闭cxfy气体的供给。
112.在步骤stcx、stc1和stc2中的各步骤的持续时间施加100至1000w的100mhz下的rf(hf)。在各步骤之间使rf下降，并在各步骤的开始时和持续时间内重新施加rf。
113.在步骤stcx和stc1中的各步骤的持续时间施加0至300w的40mhz下的rf偏置。在各步骤之间使rf偏置下降。在步骤stc2的持续时间施加100至600w的40mhz下的rf偏置，并且在步骤stc2结束之后且在步骤stc的任何重复开始之前使该rf偏置下降。
114.图8是用于进行这里所描述的基于计算机的操作的处理电路的框图。图8示出可用于控制任何基于计算机和基于云的控制处理的处理电路300，流程图中的描述或块可被理解为表示包括用于实现特定逻辑功能或者处理中的步骤的一个或多于一个可执行指令的模块、代码片段或部分，并且替代实现被包括在本进展的示例性实施例的范围内，如本领域技术人员将理解的，其中功能可以根据所涉及的功能性按照与所示或所讨论的顺序不同的顺序(包括基本上同时地或按照相反顺序)执行。这里描述的各种元件、特征和处理可以彼此独立地使用或者可以以各种方式组合。所有可能的组合和子组合旨在落在本公开的范围内。
115.在图8中，处理电路300包括进行以上/以下描述的控制处理中的一个或多于一个控制处理的cpu 301。处理数据和指令可以存储在存储器302中。这些处理和指令还可以存储在诸如硬盘驱动器(hdd)或便携式存储介质等的存储介质盘304上，或者可以远程地存储。此外，所要求保护的进展不受存储有发明的处理的指令的计算机可读介质的形式限制。例如，指令可以存储在cd、dvd、闪速存储器、ram、rom、prom、eprom、eeprom、硬盘、或者与处理电路300通信的任何其它信息处理装置(诸如服务器或计算机等)中。处理还可以存储在基于网络的存储、基于云的存储或其它远程可访问存储中，并且可由处理电路300执行。
116.此外，所要求保护的进展可以作为实用程序、后台守护进程、或操作系统的组件、或其组合来提供，与cpu 301以及诸如microsoft windows、unix、solaris、linux、apple mac-os和本领域技术人员知晓的其它系统等的操作系统相结合地执行。
117.为了实现处理电路300的硬件元件可以由各种电路元件实现。此外，上述实施例的各功能可以由包括一个或多于一个处理电路的电路来实现。处理电路包括特定编程的处理器，例如如图8所示的处理器(cpu)301。处理电路还包括诸如被布置成进行所记载的功能的专用集成电路(asic)和传统电路组件等的装置。
118.在图8中，处理电路300包括进行上述处理的cpu 301。处理电路300可以是通用计
算机或特定专用机器。在一个实施例中，当处理器301被编程为通过控制电压和机械臂来进行esc原位替换以在不使反应室1暴露于外部气氛的情况下替换esc时，处理电路300变成特定专用机器。处理电路300可以位于基板处理设备200中或者可以与基板处理设备200进行本地通信。在一些实施例中，处理电路300相对于基板处理设备200可以是远程的，经由网络550向基板处理设备200提供处理指令。
119.可替代地或附加地，如本领域普通技术人员将认识到的，cpu 301可以在fpga、asic、pld上实现或使用分立逻辑电路实现。此外，cpu 301可以被实现为协同并行作业以进行上述发明的处理的指令的多个处理器。
120.图8中的处理电路300还包括用于与网络550接口的网络控制器306，诸如来自美国英特尔公司的intel ethernet pro网络接口卡等。如可以理解的，网络550可以是诸如因特网等的公共网络、或者诸如lan或wan网络等的私有网络、或者其任何组合，并且还可以包括pstn或isdn子网络。网络550还可以是有线的，诸如以太网网络等，或者可以是无线的，诸如包括edge、3g和4g无线蜂窝系统的蜂窝网络等。无线网络还可以是wi-fi、蓝牙或任何其它已知的无线通信形式。
121.处理电路300还包括用于与显示器309(诸如监视器等)接口的显示器控制器308，诸如图形卡或图形适配器等。通用i/o接口312与键盘和/或鼠标314以及触摸屏面板316接口，触摸屏面板316位于显示器309上或与显示器309分开。通用i/o接口还连接到各种外围设备318(包括打印机和扫描仪)。
122.通用存储控制器324将存储介质盘304与通信总线326连接，该通信总线326可以是用于使处理电路300的所有组件互连的isa、eisa、vesa或pci等。为了简洁，这里省略对显示器309、键盘和/或鼠标314、显示器控制器308、存储控制器324、网络控制器306以及通用i/o接口312的一般特征和功能性的描述，因为这些特征是已知的。
123.在本公开的上下文中描述的示例性电路元件可以用其它元件替换，并且与这里提供的示例不同地构造。此外，可以在多个电路单元(例如，芯片)中实现被配置为进行这里描述的特征的电路，或者可以在单个芯片组上的电路中组合上述特征。
124.这里描述的功能和特征还可以由系统的各分布式组件执行。例如，一个或多于一个处理器可以执行这些系统功能，其中处理器被分布在网络中通信的多个组件上。除了各种人机界面和通信装置(例如，显示监视器、智能电话、平板电脑、个人数字助理(pda))之外，分布式组件还可以包括可共享处理的一个或多于一个客户端和服务器机器。网络可以是诸如lan或wan等的私有网络，或者可以是诸如因特网等的公共网络。对系统的输入可以经由用户直接输入来接收，并且可以实时地或作为批处理来远程接收。附加地，一些实现可以在与所描述的模块或硬件不同的模块或硬件上进行。因此，其它实现在能够要求保护的范围内。
125.us 2015/0243522、us 2018/0151333和jp 2021-029988的公开内容通过引用其整体而被并入。
126.现在已经描述了所公开的主题的实施例，对于本领域的技术人员应当清楚的是，前述内容仅仅是说明性的而不是限制性的，仅通过示例的方式呈现。因此，虽然这里已经讨论了特定配置，但是也可以采用其它配置。多种修改和其它实施例(例如，组合、重新布置等)能够利用本公开实现并且在本领域普通技术人员能够进行的范围内，并且被认为落入
所公开的主题及其任何等同物的范围内。所公开的实施例的特征可以在本发明的范围内进行组合、重新布置、省略等来产生附加实施例。此外，某些特征有时可以用于在没有相应使用其它特征的情况下发挥优势。因此，申请人意图涵盖在所公开主题的精神和范围内的所有这些替代、修改、等同和变形。
127.相关申请的交叉引用
128.本技术涉及于2021年4月27日提交的美国临时申请63/180,274，上述申请的全部内容通过引用并入于此。