用于选择性干式蚀刻的方法及设备技术

用于形成间隔物的方法包含以下步骤：在特征的顶部、底部及侧壁上沉积膜，以及对膜进行处理以改变特征的顶部与底部上的膜的性质。相对于特征的侧壁上的膜，使用高强度等离子体从特征的顶部与底部选择性地干式蚀刻膜。

Method and apparatus for selective dry etching

The method for forming spacers consists of the following steps: depositing a film on the top, bottom and side walls of the feature, and treating the film to change the properties of the film on the top and bottom of the feature. Relative to the film on the side wall of the feature, high intensity plasma is used to selectively dry etch the film from the top and bottom of the feature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于选择性干式蚀刻的方法及设备
本公开总体上涉及沉积薄膜的方法。更具体言之，本公开涉及通过空间ALD选择性沉积氮化硅膜的工艺。
技术介绍
作为介电层的氮化硅薄膜已经广泛用于半导体制造工艺中。例如，SiN膜被用于多图案化工艺中作为间隔物材料，以实现更小的器件尺寸，而不使用最昂贵的EUV光刻技术。此外，SiN可被用作栅极间隔物材料，以隔离栅极结构与接触区域，以最小化潜在的泄漏电流。传统的氮化硅间隔物制造工艺包括在3D结构(例如，鳍)上的共形SiN膜沉积，随后是定向等离子体干式蚀刻，以移除顶层与底层，同时保持侧壁膜作为间隔物。然而，已发现干式蚀刻工艺可能损坏侧壁表面并改变膜特性；最终影响器件性能与产量。因此，在本领域中需要沉积选择性间隔物膜的工艺。
技术实现思路
本公共的一个或更多个实施例针对包含提供其上具有至少一个特征的基板表面的处理方法。至少一个特征包含顶部、底部、及侧壁。在至少一个特征上形成膜，使得膜形成于顶部、底部、及侧壁上。利用等离子体对膜进行处理，以相对于侧壁改变特征的顶部与底部上的膜的性质。经处理的膜暴露于高强度等离子体，以对膜进行选择性干式蚀刻。本公开的附加实施例针对包含在处理腔室中定位基板表面的处理方法。基板表面上具有至少一个特征，该至少一个特征具有顶部、底部、及侧壁。基板表面是暴露于包含至少一个沉积循环的沉积环境。沉积循环包含依序暴露于硅前驱物与含氮反应物，以在至少一个特征的顶部、底部、及侧壁上形成氮化硅膜。氮化硅膜暴露于处理环境，以修改沉积在至少一个特征的顶部与底部上的氮化硅膜。处理环境包含具有高离子浓度的等离子体。使用在等离子体组件中产生的高强度等离子体以干式蚀刻经修改的氮化硅膜，该等离子体组件具有阻隔板并与基板间隔，该阻隔板包括至少一个槽。本公开的进一步实施例针对包含将具有带有特征的基板表面的基板放置于包含多个工艺区域的处理腔室中的处理方法。每一工艺区域通过气幕与相邻工艺区域分离。特征包含顶部、底部、及侧壁。基板表面的至少一部分暴露于处理腔室的第一工艺区域中的第一工艺条件。第一工艺条件包含硅前驱物。基板表面通过气幕横向移动至处理腔室的第二工艺区域。基板表面暴露于处理腔室的第二工艺区域中的第二工艺条件。第二工艺条件包含氮反应物，以在特征的顶部、底部、及侧壁上形成氮化硅膜。重复暴露于第一工艺条件与第二工艺条件，以形成具有预定厚度的氮化硅膜。基板表面横向移动至处理腔室的第三工艺区域。第三工艺区域包含处理环境，处理环境包含高离子浓度等离子体，以相对于特征的侧壁选择性地改变特征的顶部与底部上的氮化硅膜的性质。重复形成预定厚度的氮化硅膜，并将氮化硅膜暴露于高离子浓度等离子体，以形成具有总厚度的氮化硅膜。基板表面横向移动至处理腔室的第四工艺区域。第四工艺区域包含高强度等离子体，以选择性地干式蚀刻特征的顶部与底部。通过具有带有槽的阻隔板的等离子体组件产生高强度等离子体。附图说明为使本公开的上述特征可详细地被理解，可参照实施例得到以上简要概述的本公开的更具体的描述，实施例中的一些绘示于所附附图中。然而，应注意所附附图仅绘示本公开的典型实施例，而非视为限定本公开的保护范围，因为本公开可接纳其他等效实施例。图1示出根据本公开的一个或更多个实施例的批处理腔室的横截面图；图2示出根据本公开的一个或更多个实施例的批处理腔室的局部透视图；图3示出根据本公开的一个或更多个实施例的批处理腔室的示意图；图4示出根据本公开的一个或更多个实施例的用于批处理腔室中的楔形气体分配组件的一部分的示意图；图5示出根据本公开的一个或更多个实施例的批处理腔室的示意图；以及图6A至6E示出根据本公开的一个或更多个实施例的处理方法；图7示出根据本公开的一个或更多个实施例的具有槽的等离子体组件的横截面的示意图；具体实施方式在描述本公开的几个示例性实施例之前，应理解，本公开并不限于在以下描述中阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开能够具有其他实施例，并能够以各种方式实践或执行。如本文所使用的“基板”是指在制造工艺期间在其上执行膜处理的基板上所形成的任何基板或材料表面。例如，取决于应用，可以在其上执行工艺的基板表面包括材料，例如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体硅(SOI)、掺碳氧化硅、非晶硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石，以及任何其他材料，例如金属、金属氮化物、金属合金、及其他导电材料。基板包括但不限于半导体晶片。基板可以暴露于预处理工艺，以研磨、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上的膜工艺外，在本公开中，所公开的任何膜工艺步骤也可在基板上所形成的底层上执行，如下面更详细公开，而术语“基板表面”意欲包括如上下文所指示的此类底层。因此，例如，当膜/层或部分膜/层已沉积至基底表面时，新沉积的膜/层的暴露表面变成基板表面。如在此说明书及所附权利要求书中所使用的术语“前驱物”、“反应物”、“反应性气体”、及类似物可互换使用，用以指可以与基板表面反应的任何气体物质。本公开的一些实施例针对使用具有可用于引入不同化学物或等离子体气体的多个气体入口通道的反应腔室的工艺。在空间上，这些通道由惰性净化气体和/或真空泵送孔分离，以建立最小化或消除来自不同通道的气体的混合的气幕，以避免不希望的气相反应。移动通过这些不同的空间分离通道的晶片取得依序对不同化学或等离子体环境的多个表面暴露，以使得在空间ALD模式或表面蚀刻工艺中发生逐层的膜生长。在一些实施例中，处理腔室在气体分配部件上具有模块化架构，并且每一模块化部件具有独立的参数控制(例如，RF或气流)，以提供控制例如气流和/或RF暴露的灵反应性。本公开的一些实施例使用空间架构，并包含在基板表面上的第一化学剂量，接着进行第二化学暴露以与所配量的化学物质反应以形成膜，随后进行第三附加后处理工艺。在使用中，本公开的实施例具有可以暴露于原位后处理的ALD层。在一些实施例中，处理进行一次。在一些实施例中，可以在每个周期中采用处理。最小处理量可以在每1至100个沉积循环或更多的范围内。本公开的一些实施例针对选择性SiN沉积方法，以允许基于3D结构上的沉积位置的不同膜性质。例如，沉积在结构的顶部与底部上的膜可以处理成具有与沉积在结构的侧壁上的膜不同的膜性质。本公开的一些实施例有利地提供形成膜的方法，其中湿式蚀刻可以选择性地移除膜的部分(例如，顶部与底部)，同时留下膜的其他部分(例如，侧壁)作为间隔物。本公开的一些实施例有利地在单一处理腔室中执行。尽管关于氮化硅膜的沉积描述本公开的各种实施例，但本领域技术人员将理解，本公开并不限于此。可沉积、处理、及蚀刻其他膜，以留下间隔物。在一些实施例中，氮化硅选择性沉积包括在单一处理腔室的两个工艺：SiN膜沉积与等离子体处理。批处理腔室可用于处理空间原子层沉积(ALD)序列：硅前驱物暴露；氮前驱物暴露(热或等离子体)；利用例如N2、NH3、H2、或O2气体(其可与惰性气体如Ar或He混合)的RF等离子体处理。硅与氮前驱物形成共形SiN膜，而等离子体处理修改特征的顶部与底部上的膜。在一些实施例中，RF等离子体处理使用经配置以具有对膜的定向处理效果的硬件。等离子体处理工艺可以在膜表面上形成N-H或Si-O键，并且基于处理时间与RF功率而穿透到膜中的一深度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理方法，包含以下步骤：提供其上具有至少一个特征的基板表面，所述至少一个特征包含顶部、底部及侧壁；在所述至少一个特征上形成膜，以使得所述膜形成于所述顶部、所述底部及所述侧壁上；利用等离子体对所述膜进行处理，以改变所述特征的所述顶部与底部上的所述膜相对于所述侧壁的性质；以及将经处理的所述膜暴露至高强度等离子体，以对所述膜进行选择性干式蚀刻。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.13 US 62/307,537;2016.05.14 US 62/336,6451.一种处理方法，包含以下步骤：提供其上具有至少一个特征的基板表面，所述至少一个特征包含顶部、底部及侧壁；在所述至少一个特征上形成膜，以使得所述膜形成于所述顶部、所述底部及所述侧壁上；利用等离子体对所述膜进行处理，以改变所述特征的所述顶部与底部上的所述膜相对于所述侧壁的性质；以及将经处理的所述膜暴露至高强度等离子体，以对所述膜进行选择性干式蚀刻。2.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：在对所述膜进行干式蚀刻之前，重复形成所述膜并依序处理所述膜以沉积总厚度的膜。3.如权利要求1所述的方法，其中所述膜包含SiN。4.如权利要求1所述的方法，其中所述高强度等离子体包含惰性气体与稳定化学品。5.如权利要求4所述的方法，其中所述惰性气体包含氦气。6.如权利要求1所述的方法，其中所述高强度等离子体主要由氦与氨组成。7.如权利要求1所述的方法，其中所述高强度等离子体形成于具有带有至少一个槽的阻隔板的等离子体组件中，每一槽具有所述等离子体流过的边缘。8.如权利要求7所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，M·巴尔西努，夏立群，D·杨，王安川，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US