[發明專利]自由基成分的氧化物蝕刻

有效

• 申請號: 201380048351.3
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN104641455B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: Z·陳;J·張;C-M·徐;S·樸;A·王;N·K·英格爾
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陸勍

交叉參照的相關申請案

本申請案主張美國臨時專利申請案第61/702,493號的權益，該申請案于2012年9月18日提出申請，發明名稱為“RADICAL-COMPONENT OXIDE ETCH”，該申請案為所有目的在此全文以參考形式并入。

背景技術

集成電路是通過在基板表面上生產錯綜復雜地圖案化材料層的工藝而制作。在基板上生產圖案化材料需要有用于移除暴露材料的受控制的方法?；瘜W蝕刻用于各種目的，這些目的包括將光阻中的圖案轉移到下伏層(underlying layer)中、薄化層或薄化已呈現于表面上的特征結構的側向尺度。通常期望具有蝕刻一種材料比另一種快的蝕刻工藝，以助于例如圖案轉移工藝進行。此類蝕刻工藝被稱為對第一材料具選擇性。作為材料、電路與工藝多樣性的結果，蝕刻工藝已朝多種材料的選擇性發展。

濕式氫氟酸蝕刻(wet HF etch)比其他介電質與半導體優先移除氧化硅。然而，濕式工藝無法滲透某些受限制的溝槽，且有時使殘余材料變形。在原地(local)等離子體(基板處理區域內的等離子體)中產生的干式蝕刻可以滲透更多受限制的溝槽，并使細微殘余結構呈現更少變形。然而，原地等離子體在放電時會通過電弧產生而損壞基板。

Siconi^TM蝕刻是遠端等離子體輔助的干式蝕刻工藝，該工藝涉及同時暴露基板至H₂、NF₃與NH₃等離子體副產物。氫和氟物種的遠端等離子體激發容許無等離子體損壞的基板處理。Siconi^TM蝕刻對氧化硅層具大量共形與選擇性，但不易蝕刻硅，無論該硅是非晶形、結晶、或多晶形。氮化硅通常是在硅與氧化硅之間的速率下蝕刻，但是氧化硅相較于氮化硅的選擇性通常并非如氧化硅相較于硅的選擇性般顯著。該選擇性在諸如淺溝槽隔離(STI)與層間介電質(ILD)凹部形成的應用上提供許多優點。Siconi^TM工藝產生固體副產物，當基板材料被移除時，該些固體副產物在基板的表面上生長。當基板的溫度升高時，該些固體副產物后續通過升華而被移除。作為固體副產物的產生的結果，Siconi^TM蝕刻工藝也會使細微殘余結構變形。

由于副產物的形成可能在圖案化基板上擾亂細微結構，因此需要多種方法以選擇性地移除氧化硅同時不會在基板表面上形成固體副產物。

發明內容

描述一種在圖案化異質結構上蝕刻暴露的氧化硅的方法，且該方法包括從含氟前體所形成的遠端等離子體蝕刻。來自該遠端等離子體的等離子體流出物是流進基板處理區域，在該基板處理區域中該等離子體流出物與含氮和氫前體組合。在該基板于相較于典型的Siconi^TM工藝為高溫時，從而產生的反應物以高氧化硅選擇性蝕刻該圖案化異質結構。該蝕刻進行，而不會在該基板表面上產生殘余物。該方法可用以在移除極少量或不移除硅、多晶硅、氮化硅或氮化鈦的同時移除氧化硅。

本發明的實施例包括在基板處理腔室的基板處理區域中蝕刻圖案化基板的方法。該圖案化基板具有暴露的氧化硅區域。該方法包括使含氟前體流進遠端等離子體區域，同時在該遠端等離子體區域中形成遠端等離子體以產生等離子體流出物，該遠端等離子體區域流通式耦接(fluidly coupled)至該基板處理區域。該方法進一步包括使含氮和氫前體流進該基板處理區域中，而不先使該含氮和氫前體通過該遠端等離子體區域。該方法進一步包括在該基板處理區域中，以這些等離子體流出物及該含氮和氫前體的組合蝕刻該暴露的氧化硅區域。

額外的實施例與特征在此部分地描述在以下說明中，且部分地對于此技術領域中具有通常知識者而言在參閱說明書后能清楚明了，或可通過實施所揭露的實施例而了解?？赏ㄟ^說明書中所描述的手段、組合和方法來了解并獲得該所揭露的實施例的特征及優點。

附圖說明

欲進一步了解該所揭露的實施例的本質及優點可通過參考說明書的其余部分和附圖而實現。

圖1是根據所揭露的實施例的氧化硅選擇性蝕刻工藝的流程圖。

圖2A顯示根據本發明的實施例的基板處理腔室。

圖2B顯示根據本發明的實施例的基板處理腔室的噴淋頭(showerhead)。

圖3顯示根據本發明的實施例的基板處理系統。