[發(fā)明專利]具有高產(chǎn)量的超高選擇比的多晶硅蝕刻

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610996940.X
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN107017162B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊登亮;夸梅·伊森;費(fèi)薩爾·雅各布;喬恩·宏·帕克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 諾發(fā)系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): H01L21/3065
• 分類號(hào): H01L21/3065;H01L21/336
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 樊英如;張靜

1.一種從晶片選擇性地去除多晶硅層的方法，所述方法包括：

提供具有多晶硅層和氧化物層和/或氮化物層的晶片；

使包含氫基物質(zhì)和氟基物質(zhì)的蝕刻劑流入遠(yuǎn)程等離子體源中，其中所述氫基物質(zhì)的濃度大于所述氟基物質(zhì)的濃度；

在所述遠(yuǎn)程等離子體源中產(chǎn)生遠(yuǎn)程等離子體，其中所述遠(yuǎn)程等離子體包含所述氫基物質(zhì)和所述氟基物質(zhì)的自由基；以及

將所述晶片暴露于所述遠(yuǎn)程等離子體以相對(duì)于所述氧化物層和/或所述氮化物層選擇性地去除所述多晶硅層，其中所述晶片維持在使得在暴露于所述遠(yuǎn)程等離子體期間和在去除所述多晶硅層期間所述晶片不含固體副產(chǎn)品殘余物的溫度范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氮化物層包括氮化硅和氮化鈦中的至少一種，并且其中所述氧化物層至少包括熱氧化硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在去除所述多晶硅層期間，所述多晶硅層相對(duì)于所述氧化物層和/或氮化物層的選擇比大于500:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氫基物質(zhì)包括氫或氨，并且其中所述氟基物質(zhì)包括三氟化氮或四氟化碳。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述溫度范圍低于120℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述溫度范圍低于120℃以抑制所述固體副產(chǎn)物殘余物的形成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述晶片在具有小于5托的壓強(qiáng)的室中暴露于所述遠(yuǎn)程等離子體。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述晶片在具有小于1托的壓強(qiáng)的室中暴露于所述遠(yuǎn)程等離子體。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述晶片被支撐在具有多個(gè)熱區(qū)的靜電卡盤上，所述多個(gè)熱區(qū)被配置為限定整個(gè)所述晶片上的多個(gè)不同溫度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包括：

在將所述晶片暴露于所述遠(yuǎn)程等離子體期間在所述靜電卡盤的所述熱區(qū)中施加多個(gè)不同的溫度以改善所述多晶硅層的去除的均勻性。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中以大于2000埃/分鐘的蝕刻速率去除所述多晶硅層。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氟基物質(zhì)的所述濃度為介于0.7Vol％至10Vol％之間，并且其中所述氫基物質(zhì)的所述濃度大于50Vol％。

13.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述蝕刻劑還包括不同于所述氟基物質(zhì)的改性氣體物質(zhì)，其中所述改性氣體物質(zhì)包括三氟化氮、四氟化碳、氟代甲烷和六氟化硫中的至少一種。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述改性氣體物質(zhì)的濃度小于10Vol％。

15.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述晶片被支撐在靜電卡盤上并且還包括在所述多晶硅層上的自然氧化層，所述方法還包括：

向所述靜電卡盤施加偏置以在所述遠(yuǎn)程等離子體源和所述靜電卡盤之間產(chǎn)生至少氟基蝕刻劑的電容耦合等離子體；以及

將所述晶片暴露于所述電容耦合等離子體以去除所述自然氧化層，其中所述自然氧化層的去除與所述多晶硅層的去除原位執(zhí)行。