[發明專利]創建氣隙的方法

在審

• 申請號: 201810148464.5
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108493152A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 帕特里克·A·范克利蒙布特;薩沙撒耶·瓦拉達拉簡;巴特·J·范施拉芬迪克
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;張靜

本發明涉及創建氣隙的方法。氧化錫膜用于在半導體襯底處理期間產生氣隙?？梢允褂迷诤琀₂工藝氣體中形成的等離子體來選擇性地蝕刻設置在諸如SiO₂和SiN之類的暴露的其他材料層之間的氧化錫膜。蝕刻在周圍材料之間產生凹陷特征來代替氧化錫。諸如SiO₂之類的第三材料沉積在所得到的凹陷特征上而不完全填充凹陷特征，從而形成氣隙。在一些實施方式中，在SiO₂、SiC、SiN、SiOC、SiNO、SiCNO或SiCN的存在下選擇性地蝕刻氧化錫的方法包括使襯底與在包含至少約50％H₂的工藝氣體中形成的等離子體接觸。氧化錫的蝕刻可以在襯底上不使用外部偏置的情況下進行，并且優選在低于約100℃的溫度下進行。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造的方法。具體而言，本發明的實施方式涉及在半導體襯底處理期間產生氣隙(air gap)的方法。

背景技術

在半導體器件制造中，沉積和蝕刻技術用于在襯底上形成材料的圖案。圖案化通常需要在另一種材料的存在下以高蝕刻選擇性蝕刻一種材料。隨著襯底上的圖案化特征的尺寸變小，蝕刻選擇性要求變得更加嚴格。此外，由于蝕刻劑滲入凹陷特征中的問題，所以諸如用HF蝕刻SiO₂的濕法蝕刻方法在具有高深寬比凹陷特征的襯底上變得不太理想。

對于多種應用中的圖案化，需要高度選擇性的蝕刻方法，這些應用包括動態隨機存取存儲器(DRAM)的形成、鰭式場效應晶體管(FinFET)的制造中的圖案化以及后端制程(BEOL)處理中的圖案化。

發明內容

可以在通常使用的電介質(如SiO₂和SiN)存在下以高蝕刻選擇性有選擇地蝕刻的材料以及相關的蝕刻方法是特別期望的。本文提供SnO₂作為可使用高選擇性干法蝕刻化學物質相對于SiO₂、SiN和多種其他材料選擇性蝕刻的材料。還提供了在使用SnO₂作為犧牲間隔材料的半導體器件制造中(例如，在FinFET制造期間)形成氣隙的方法。

根據一個方面，提供了一種處理半導體襯底的方法。所述方法包括：提供具有暴露的SnO₂層(例如通過原子層沉積而沉積的SnO₂層)的半導體襯底；并且在低于約100℃的溫度下蝕刻所述SnO₂層，其中所述蝕刻包括將所述半導體襯底暴露于在包含至少約50體積％的H₂的工藝氣體中形成的等離子體。在一些實施方式中，所提供的半導體襯底還包含從由SiO₂、SiC、SiN、SiOC、SiNO、SiCNO和SiCN組成的組中選擇的暴露的第二材料，并且相對于所述第二材料以至少約10(例如至少約80)的蝕刻選擇性執行SnO₂的氫等離子體蝕刻。在SnO₂蝕刻開始之前，第二材料可以暴露在襯底上，或者在一些實施方式中，第二材料可以在SnO₂蝕刻的過程中暴露。在一些實施方式中，第二材料是SiO₂，且所述蝕刻相對于SiO₂以至少約10的蝕刻選擇性去除SnO₂。