[發明專利]用于選擇性去除多晶硅的干洗裝置和方法

在審

• 申請號: 201880074637.1
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN111357081A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 金仁俊;李佶洸
• 申請（專利權）人: 無盡電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/67;H01L21/683;H01J37/32
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 楊黎峰;酒向飛

本發明涉及一種用于選擇性去除多晶硅的干洗裝置和方法。本發明包括：將等離子體態的含氟氣體和非等離子體態的含氫氣體供應至基板，該基板上形成有氧化硅、氮化硅和多晶硅，由此將氧化硅和氮化硅的表面改變為六氟硅酸銨，從而形成保護層；停止供應含氫氣體并連續供應等離子體態的含氟氣體，由此通過氟自由基選擇性去除多晶硅；最后為保護層去除步驟，通過退火去除由六氟硅酸銨制成的保護層。根據本發明，通過將形成在基板上的氮化硅和氧化硅的表面改變為六氟硅酸銨((NH₄)₂SiF₆)固體層并將該六氟硅酸銨固體層用作保護層，可以選擇性蝕刻多晶硅。

技術領域

本發明涉及一種用于選擇性去除多晶硅的干洗裝置和方法。更具體地，本發明涉及一種用于將在基板上形成的氮化硅和氧化硅的表面改變為六氟硅酸銨((NH₄)₂SiF₆)固體層并使用該六氟硅酸銨固體層作為保護層選擇性地蝕刻多晶硅的干洗裝置和方法。

背景技術

根據半導體器件的電路的高集成度和高精細度，需要在異質圖案(heterogeneouspatterns)例如多晶硅、氧化硅或氮化硅之間顯示出高選擇性的蝕刻和清洗技術。

同時，蝕刻多晶硅的技術包括濕法蝕刻和干法蝕刻。盡管濕法蝕刻技術具有優異的顆粒去除能力，但是存在由于高縱橫比圖案上的表面張力而導致的清洗能力降低以及難以在原子水平上控制精細蝕刻的選擇性的問題。另外，干法蝕刻技術具有這樣的問題，其中在蝕刻之后由于晶片上的離子轟擊而形成損傷層，因此需要用于去除損傷層的額外后續工藝。

近來，作為解決上述問題的替代技術，廣泛使用通過氣體或自由基反應形成六氟硅酸銨(NH₄)₂SiF₆)固體層并通過加熱去除由此形成的固體層的干洗(dry cleaning)技術，并且該技術具有根據反應條件選擇性地去除異質圖案而不會損壞基板的優點。

然而，使用六氟硅酸銨((NH₄)₂SiF₆)固體層選擇性地蝕刻多晶硅的技術仍是未知的。

[現有技術文件]

[專利文件]

(專利文獻1)韓國未審查專利申請公開第10-2009-0083857號(公開日期：2009年8月4日，發明名稱：去除多晶硅的方法和計算機可讀存儲介質)

發明內容

技術問題

本發明涉及提供一種干洗裝置和方法，用于將在基板上形成的氮化硅和氧化硅的表面改變為六氟硅酸銨((NH₄)₂SiF₆)固體層，并使用該六氟硅酸銨固體層作為保護層選擇性蝕刻多晶硅。

解決問題的方案

本發明的一個方面提供了一種用于選擇性地去除多晶硅的干洗方法，其包括：保護層形成步驟，用于將與氧化硅和氮化硅反應的等離子體態的含氟氣體和非等離子體態的含氫氣體供應至位于腔室中的卡盤上的基板，并且該基板在其上形成有氧化硅、氮化硅和多晶硅，從而將氧化硅和氮化硅的表面改變為六氟硅酸銨((NH₄)₂SiF₆)并形成保護層；多晶硅去除步驟，用于停止供應含氫氣體并連續地以等離子體態供應含氟氣體，從而通過氟自由基選擇性地去除多晶硅；以及保護層去除步驟，用于通過退火去除由六氟硅酸銨制成的保護層。

在用于選擇性地去除多晶硅的干洗方法中，在保護層形成步驟和多晶硅去除步驟中，連續地供應含氟氣體和RF電源以形成等離子體態的含氟氣體，并且僅在保護層形成步驟中提供含氫氣體。

在用于選擇性去除多晶硅的干洗方法中，含氫氣體的供應時間為1至10秒。