[發(fā)明專利]氧化物的原子層蝕刻的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910388280.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110473770A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 索南·謝爾帕;阿洛科·蘭詹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/311
• 代理公司: 11227 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=

在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，本文中描述了一種用于蝕刻氧化物的ALE處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，氧化物是硅氧化物。ALE改性步驟包括基于四氟化碳(CF₄)的等離子體的使用。該改性步驟優(yōu)先從硅氧化物的表面去除氧，從而提供富硅表面。ALE去除步驟包括基于氫(H₂)的等離子體的使用。該去除步驟去除在改性步驟中形成的富硅單層。利用CF₄和H₂步驟的硅氧化物蝕刻ALE處理可以用于廣泛范圍的基底處理步驟。例如，ALE處理可以用于但不限于自對(duì)準(zhǔn)接觸蝕刻步驟、硅鰭片露出步驟、氧化物芯模抽除步驟、氧化物間隔物修整以及氧化物襯料蝕刻。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2018年5月11日提交的題為“氧化物的原子層蝕刻的方法(Methodof Atomic Layer Etching of Oxide)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/670459號(hào)以及于2018年6月14日提交的題為“氧化物的原子層蝕刻的方法(Method of Atomic Layer Etching ofOxide)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/684878號(hào)的優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用以其全部?jī)?nèi)容明確地并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容涉及基底在等離子體處理設(shè)備中的處理。特別地，本公開(kāi)內(nèi)容提供了一種控制包括氧化物的層的等離子體蝕刻的方法。

背景技術(shù)

長(zhǎng)期以來(lái)已知等離子體系統(tǒng)用于處理基底的用途。例如，半導(dǎo)體晶片的等離子體處理是公知的。等離子體處理的一種公知用途是用于基底的蝕刻。等離子蝕刻存在許多技術(shù)挑戰(zhàn)。此外，隨著基底上的結(jié)構(gòu)和層的幾何形狀繼續(xù)收縮，蝕刻選擇性、輪廓、縱橫比依賴性蝕刻、均勻性等之間的權(quán)衡變得更難以處理。為了實(shí)現(xiàn)期望的處理性能，可以調(diào)節(jié)等離子體處理設(shè)備的可變?cè)O(shè)置以改變等離子體特性。這些設(shè)置包括但不限于氣體流量、氣體壓力、用于等離子體激發(fā)的電功率、偏置電壓等，這些都是本領(lǐng)域已知的。然而，隨著幾何形狀繼續(xù)收縮，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由等離子體處理設(shè)備的設(shè)置引起的對(duì)離子能量、離子通量、自由基通量等的充分控制無(wú)法滿足實(shí)現(xiàn)期望的蝕刻結(jié)果。

一種改進(jìn)等離子體蝕刻的技術(shù)利用原子層蝕刻(ALE)等離子體處理。一般已知ALE處理涉及通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)自限制反應(yīng)來(lái)順序地去除薄層的過(guò)程。因此，ALE處理通過(guò)如下方式來(lái)提供改進(jìn)的性能：將蝕刻處理分離成表面改性和去除改性表面的順序步驟，從而允許自由基通量和離子通量以及能量的作用的分離。這樣的處理通常包括多個(gè)循環(huán)系列的層改性和蝕刻步驟。改性步驟可以對(duì)暴露的表面進(jìn)行改性，以及蝕刻步驟可以選擇性地去除改性層。因此，可能發(fā)生一系列自限制反應(yīng)。如本文使用的，ALE處理還可以包括準(zhǔn)ALE處理。在這樣的處理中，可以仍然使用一系列改性和蝕刻步驟循環(huán)，然而，去除步驟可能不是純自限制，因?yàn)樵诟男詫拥娜コ螅g刻顯著減慢，但蝕刻不會(huì)完全停止。在任一情況下，基于ALE的處理包括改性和蝕刻步驟的循環(huán)系列。

將期望提供改進(jìn)的ALE處理。更具體地，將期望提供一種改進(jìn)的用于氧化物的蝕刻的ALE處理。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，本文中描述了一種用于蝕刻氧化物的ALE處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種用于蝕刻硅氧化物的ALE處理。然而，將認(rèn)識(shí)到，本文中描述的概念可以應(yīng)用于其他氧化物例如金屬氧化物、二氧化鍺、硅氧氮化物等的蝕刻。在實(shí)施方案中，ALE改性步驟包括諸如基于四氟化碳(CF₄)的等離子體的氟化烴的使用，其中，氟化烴可以是全氟烴并且在本文中描述的方法的工作溫度下是氣態(tài)的。該改性步驟優(yōu)先從硅氧化物的表面去除氧，從而提供經(jīng)改性的表面層，該經(jīng)改性的表面層可以是富硅表面并且可以是單層。ALE去除步驟包括基于氫(H₂)的等離子體的使用。該去除步驟去除了在改性步驟中形成的富硅層。利用CF₄和H₂的硅氧化物蝕刻ALE處理步驟可以用于范圍廣泛的基底處理步驟。例如，ALE處理可以用于但不限于自對(duì)準(zhǔn)接觸蝕刻步驟、硅鰭片露出步驟、氧化物芯模抽除步驟、氧化物間隔物修整以及氧化物襯料蝕刻。