[發(fā)明專(zhuān)利]用二氟化氙選擇性蝕刻氮化鈦

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610162431.3
• 申請(qǐng)日: 2006-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101192508A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳定軍;E·J·小卡瓦克基
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/00
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/00;H01L21/3213;C23C16/00;B08B7/00
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 呂彩霞;段曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及選擇性蝕刻TiN的改進(jìn)方法，更具體而言，涉及用于從常見(jiàn)于半導(dǎo)體沉積室裝置和工具中的二氧化硅(石英)和SiN表面選擇性蝕刻TiN的改進(jìn)方法。

背景技術(shù)

在電子工業(yè)中已經(jīng)研制了各種沉積技術(shù)，其中在目標(biāo)襯底上沉積所選的材料以制備電子元件，比如半導(dǎo)體。一種類(lèi)型的沉積方法是化學(xué)氣相沉積(CVD)，其中將氣相反應(yīng)物引入到加熱的處理室中，導(dǎo)致膜沉積在所需襯底上。CVD的一種子類(lèi)型被稱(chēng)作等離子增強(qiáng)CVD(PECVD)，其中在CVD處理室中產(chǎn)生等離子體。

一般而言，所有沉積方法導(dǎo)致膜和顆粒材料除了累積在目標(biāo)襯底上以外，也累積在表面上，也即，在沉積工藝中所用的壁、工具表面、傳感器和其它設(shè)備上也累積了沉積材料。累積在壁、工具表面、傳感器和其它設(shè)備上的任何材料和膜等被認(rèn)為是污染物，可能導(dǎo)致電子產(chǎn)品元件中出現(xiàn)缺陷。

人們廣泛接受的做法是必須定期清潔沉積室、工具和設(shè)備，以去除不需要的污染性沉積材料。清潔沉積室、工具和設(shè)備的通常優(yōu)選方法涉及采用全氟化的化合物(PFC)，例如C₂F₆、CF₄、C₃F₈、SF₆和NF₃作為蝕刻清潔劑。在這些清潔操作中，化學(xué)活性氟物質(zhì)將不需要的、污染性的殘余物轉(zhuǎn)變成揮發(fā)性產(chǎn)物，其中所述化學(xué)活性物質(zhì)通常由工藝氣體攜帶。隨后，用工藝氣體將揮發(fā)性產(chǎn)物吹掃出反應(yīng)器。

下列參考文獻(xiàn)給出了在半導(dǎo)體生產(chǎn)中沉積膜、清潔沉積室、工具和設(shè)備、以及蝕刻襯底的方法的例子。

US?5421957公開(kāi)了用于低溫清潔冷壁CVD室的方法。該方法在無(wú)水分條件下原位進(jìn)行。采用蝕刻劑氣體例如三氟化氮、三氟化氯、六氟化硫和四氟化碳實(shí)施對(duì)各種材料膜的清潔，所述材料比如外延硅、多晶硅、氮化硅、氧化硅和耐火金屬、鈦、鎢和其硅化物。

US?6051052公開(kāi)了在離子增強(qiáng)的等離子體中采用氟化合物例如NF₃和C₂F₆作為蝕刻劑對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行各向異性蝕刻。蝕刻劑由氟化合物和選自He、Ar、Xe和Kr的稀有氣體組成。所測(cè)試的襯底包括和襯底相連的集成電路。在一個(gè)實(shí)施方案中，在絕緣層上形成鈦層，并且所述鈦層和鎢插塞保持接觸。隨后，在鈦層上形成鋁-銅合金層，在該合金層上形成氮化鈦層。

US?2003/0047691公開(kāi)了采用電子束處理工藝蝕刻或者沉積材料或者修補(bǔ)光刻掩模中的缺陷。在一種實(shí)施方案中，二氟化氙通過(guò)電子束活化后蝕刻鎢和氮化鉭。

GB?2183204公開(kāi)了采用NF₃原位清潔CVD沉積硬件、舟、管和石英器皿以及半導(dǎo)體晶片。NF₃引入到超過(guò)350℃的加熱容器中，引入時(shí)間足以去除氮化硅、多晶硅、硅化鈦、硅化鎢、耐火金屬和硅化物。

Holt?J.R.等在Comparison?Of?the?Interactions?of?XeF₂?and?F₂?withSi(100)(2X1)，J.Phys.Chem.B?2002，106，8399-8406中公開(kāi)了XeF₂和Si(100)(2X1)在250K時(shí)的相互作用并提供了與F₂的對(duì)比。發(fā)現(xiàn)XeF₂在室溫時(shí)和Si發(fā)生快速的各向同性反應(yīng)。

Chang，F(xiàn).I.在Gas-Phase?Silicon?Micromaching?With?XenonDifluoride，SPIE?Vol.2641/117-127中公開(kāi)了XeF₂作為氣相、室溫、各向同性硅蝕刻劑的使用，表述了它對(duì)于微電子機(jī)械系統(tǒng)中使用的許多材料比如鋁、光刻膠和二氧化硅而言具有高度選擇性。在第119頁(yè)，還表述了當(dāng)在硅襯底上進(jìn)行圖案化時(shí)，XeF₂對(duì)二氧化硅以及銅、金、鈦-鎳合金和丙烯酸樹(shù)脂的選擇性大于1000∶1。