用于间隔件应用的氮化硅膜的选择性沉积制造技术

用于形成间隔件的方法包含以下步骤：在特征的顶部、底部、及侧壁上沉积膜，以及对膜加工，以改变特征的顶部与底部上的膜的性质，而可以相对于特征的侧壁上的膜对特征的顶部与底部上的膜选择性蚀刻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于间隔件应用的氮化硅膜的选择性沉积
本公开总体上涉及沉积薄膜的方法。特定而言，本公开涉及用于通过空间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处理中。举例而言，SiN膜在多图案化处理中用作间隔件材料，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可作为栅极间隔件材料，以隔离栅极结构与接触区域，从而最小化潜在的泄漏电流。传统的氮化硅间隔件制造处理包括在3D结构(例如，鳍片)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件。然而，已发现干式蚀刻处理可能潜在地损坏侧壁表面并改变膜性质；最终影响器件性能与良率。因此，在本领域中需要沉积选择性间隔件膜的工艺。
技术实现思路
本公开的一或更多个实施例是关于处理方法。提供其上具有至少一个特征的基板表面。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。利用等离子体对膜加工，以改变特征的顶部与底部上的膜的性质，使得特征的顶部与底部具有较侧壁上的膜更高的湿式蚀刻速率。本公开的附加实施例是关于处理方法，该处理方法包括将基板表面定位于处理腔室中。基板表面上具有至少一个特征。至少一个特征具有顶部、底部、及侧壁。基板表面被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。将氮化硅膜暴露于加工环境，以使沉积于至少一个特征的顶部与底部上的氮化硅膜改性，使得顶部与底部上的膜具有较侧壁上的膜更高的湿式蚀刻速率。加工环境包含具有高离子浓度的等离子体。本公开的进一步实施例是关于处理方法，该处理方法包含将基板放置于处理腔室中，基板具有带有特征的基板表面，处理腔室包含多个处理区域。每一处理区域通过气体帘幕与相邻的处理区域分离。特征包含顶部、底部、及侧壁。将基板表面的至少一部分暴露于处理腔室的第一处理区域中的第一处理条件。第一处理条件包含硅前驱物。横向移动基板表面穿过气体帘幕至处理腔室的第二处理区域。将基板表面暴露于处理腔室的第二处理区域中的第二处理条件。第二处理条件包含氮前驱物。横向移动基板表面穿过气体帘幕至处理腔室的第三处理区域。将基板表面暴露于处理腔室的第三处理区域中的第三处理条件。第三处理条件包含氮反应物，以在特征的顶部、底部、及侧壁上形成氮化硅膜。重复暴露于第一处理条件、第二处理条件、及第三条件，以形成具有预定厚度的氮化硅膜。将基板表面移动至处理腔室的第四处理区域。第四处理区域包含加工环境，加工环境包含高离子浓度等离子体，以选择性降低特征的顶部与底部上的氮化硅膜的湿式蚀刻速率。附图说明为使本公开的上述特征可详细地被理解，本公开(简短概要如上)的更特定描述可参照实施例而得，该等实施例中的一些绘示于随附附图中。然而，应注意随附附图仅图示本公开的典型实施例，且因此不应视为对本公开的保护范围的限制，因为本公开可接纳其他等效实施例。图1图示根据本公开的一或更多个实施例的批处理腔室的横截面图；图2图示根据本公开的一或更多个实施例的批处理腔室的局部透视图；图3图示根据本公开的一或更多个实施例的批处理腔室的示意图；图4图示根据本公开的一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图示根据本公开的一或更多个实施例的批处理腔室的示意图；以及图6A至6E图示根据本公开的一或更多个实施例的处理方法；以及图7图示根据本公开的一或更多个实施例的具有狭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处理步骤的细节。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”是指称在制造处理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。举例而言，可以在其上执行处理的基板表面包括材料，例如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂氧化硅、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，具体取决于应用。基板包括但不限于半导体晶片。基板可以暴露于预加工处理，以研磨、蚀刻、还原、氧化、羟化、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处理之外，在本公开中，所公开的任何膜处理步骤亦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这样的底层。因此，举例而言，当膜/层或部分膜/层已沉积至基底表面上时，新沉积的膜/层的暴露表面变成基板表面。如在此说明书及随附权利要求中所使用的，术语“前驱物”、“反应物”、“反应性气体”、及类似物可互换使用来指称可以与基板表面反应的任何气体物种。本公开的一些实施例是关于使用具有可用于引入不同化学物质或等离子体气体的多个气体入口通道的反应腔室的方法。在空间上，这些通道通过惰性净化气体和/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体帘幕，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对不同化学物质或等离子体环境的依序的多次表面暴露，使得在空间ALD模式或表面蚀刻处理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，且每一模块化部件具有独立的参数控制(例如，RF或气体流)，以提供控制例如气体流和/或RF暴露的灵活性。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物质剂量，接着是第二化学物质暴露以与所配量的化学物质反应以形成膜，然后是第三附加后加工处理。在使用中，本公开的实施例具有可被暴露于原位后加工的ALD层。在一些实施例中，加工是一次完成的。在一些实施例中，可以在每个周期中进行加工。加工的最少量可以在每1至100个沉积循环或更多的范围内。本公开的一些实施例是关于选择性SiN沉积方法，所述方法允许基于3D结构上的沉积位置具有不同膜性质。举例而言，沉积在结构的顶部与底部上的膜可以被加工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)作为间隔件。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来描述本公开的各种实施例，但本领域技术人员将理解，本公开并不受限于此。可沉积、加工、及蚀刻其他膜，以留下间隔件。在一些实施例中，氮化硅选择性沉积包括单一处理腔室中的两个处理：SiN膜沉积与等离子体加工。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等离子体加工。硅与氮前驱物形成共形SiN膜，而等离子体加工使特征的顶部与底部上的膜改性。在一些实施例中，RF等离子体加工使用经配置以具有对膜的定向加工效果的硬件。等离子体加工处理可以在膜表面上形成N-H或Si-O键，并且基于加工时间与RF功率而穿透到膜中的一深度。已发现此举在特征的顶部与底部产生较高的湿式蚀刻速率。可以调整沉积层厚度与等离本文档来自技高网...

【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，使得所述膜形成于所述顶部、所述底部、及所述侧壁上；以及利用等离子体对所述膜加工，以改变所述特征的所述顶部与所述底部上的所述膜的性质，使得所述特征的所述顶部与所述底部具有较所述侧壁上的所述膜更高的湿式蚀刻速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.13 US 62/307,5371.一种处理方法，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，使得所述膜形成于所述顶部、所述底部、及所述侧壁上；以及利用等离子体对所述膜加工，以改变所述特征的所述顶部与所述底部上的所述膜的性质，使得所述特征的所述顶部与所述底部具有较所述侧壁上的所述膜更高的湿式蚀刻速率。2.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：重复地形成所述膜，并依序加工所述膜，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，其中对所述膜加工的步骤包含以下步骤：将所述膜暴露于具有高离子浓度的定向等离子体。5.如权利要求4所述的方法，其中所述等离子体包含氢、氩、氮、氨、氧、或氦中的一或更多者。6.如权利要求4所述的方法，其中所述定向等离子体是形成于等离子体组件中的远程等离子体，所述等离子体组件具有带有边缘的狭槽，所述等离子体流经所述狭槽。7.如权利要求6所述的方法，其中所述等离子体在相邻于所述狭槽的所述边缘处具有高离子能量与浓度。8.如权利要求1所述的方法，其中形成所述膜的步骤包含以下步骤：依序将所述基板表面暴露于硅前驱物与氮反应物，以形成氮化硅膜。9.如权利要求8所述的方法，其中使所述基板表面在暴露于所述硅前驱物与所述氮反应物之间暴露于氮前驱物，所述氮前驱物包含不与所述基板表面上的硅前驱物分子反应的物种。10.如权利要求9所述的方法，其中形成所述膜的步骤包含以下步骤：依序将所述基板表面暴露于包含二...

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